(57)【要約】【課題】赤外線カメラから出力される輝度データを、所定ビット長のデジタル値に変換して撮像画像を生成する際に、コントラストの低下により監視対象物の画像の検知が困難になることを抑制した車両周辺監視装置を提供する。【解決手段】赤外線カメラ１から各画素の輝度信号のレベルに対応する温度が、歩行者の温度を想定して設定された温度範囲Ｔw外であるときは、輝度信号レベルの増加に対する輝度値の増加率を第１増加率とした低諧調のスケーリングにより８ビット輝度データに圧縮し（ＳＴＥＰ３）、輝度信号のレベルに対応する温度が温度範囲Ｔw内であるときには、輝度信号のレベルの増加に対する輝度値の増加率を前記第１増加率よりも高い第２増加率とした高諧調のスケーリングにより８ビット輝度値に圧縮する（ＳＴＥＰ１０）輝度値変換部１１を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された赤外線カメラから所定レンジで出力される各画素の輝度信号を、該輝度信号のレベルの増大に従って増加する所定ビット長の輝度値のデジタルデータに変換する輝度値変換部と、
前記輝度値のデジタルデータにより、画像処理用の撮像画像のデータを生成する撮像画像生成部と、
前記撮像画像から監視対象物の画像を検知する対象物検知部と
を備えた車両周辺監視装置であって、
前記輝度値変換部は、
前記輝度信号のレベルに対応する温度が、監視対象物の温度を想定して設定された温度範囲外であるときは、前記輝度信号レベルの増加に対する輝度値の増加率を第１増加率として前記輝度値のデジタルデータへの変換を行い、
前記輝度信号のレベルに対応する温度が、前記温度範囲内であるときには、前記輝度信号のレベルの増加に対する輝度値の増加率を前記第１増加率よりも高い第２増加率として前記デジタル輝度値への変換を行うことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両周辺監視装置において、
外気温を検出する外気温センサと、
前記外気温センサの検出温度に応じて、前記温度範囲を変更する温度範囲変更部と
を備えたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に取り付けられた赤外線カメラの撮像画像により、車両周辺を監視する車両周辺監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、赤外線カメラにより車両の周辺を撮像し、その撮像画像から歩行者等の監視対象物を検知して運転者に報知するようにした車両周辺監視装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された車両周辺監視装置においては、赤外線カメラによるグレースケールの撮像画像を２値化する際の閾値を外気温に応じて変更することで、歩行者と背景が良好に分離された２値画像が得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０１３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、赤外線カメラによる撮像画像から歩行者等の監視対象物を検知する場合、画像処理部により撮像画像に対して種々の処理を行うために、赤外線カメラから出力される各画素の輝度信号を、画像処理部が扱うビット長（例えば８ビット）のデジタル値に変換して撮像画像が生成される。
【０００６】
そして、赤外線カメラから出力される輝度信号は、輝度信号の出力レンジに対して線形なデジタル値に変換されるが、この場合には、デジタル値のビット長が短いほど、輝度の情報量の圧縮率が高くなって撮像画像のコントラストが低下する。そのため、歩行者の画像の検知が困難になるという不都合がある。
【０００７】
本発明は上記不都合を鑑みてなされたものであり、赤外線カメラから出力される輝度データを、所定ビット長のデジタル値に変換して撮像画像を生成する際に、コントラストの低下により監視対象物の画像の検知が困難になることを抑制した車両周辺監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、車両に搭載された赤外線カメラから所定レンジで出力される各画素の輝度信号を、該輝度信号のレベルの増大に従って増加する所定ビット長の輝度値のデジタルデータに変換する輝度値変換部と、前記輝度値のデジタルデータにより、画像処理用の撮像画像のデータを生成する撮像画像生成部と、前記撮像画像から監視対象物の画像を検知する対象物検知部とを備えた車両周辺監視装置に関する。
【０００９】
そして、前記輝度値変換部は、前記輝度信号のレベルに対応する温度が、監視対象物の温度を想定して設定された温度範囲外であるときは、前記輝度信号レベルの増加に対する輝度値の増加率を第１増加率として前記輝度値のデジタルデータへの変換を行い、前記輝度信号のレベルに対応する温度が、前記温度範囲内であるときには、前記輝度信号のレベルの増加に対する輝度値の増加率を前記第１増加率よりも高い第２増加率として前記デジタル輝度値への変換を行うことを特徴とする。
【００１０】
かかる本発明によれば、前記輝度値変換部は、赤外線カメラから出力される各画素の輝度信号を所定ビット長の輝度値のデジタルデータに変換するときに、該輝度信号のレベルに対応する温度が監視対象物の温度を想定して設定された温度範囲外であるときは、前記第１増加率により前記輝度値のデジタルデータに変換し、該輝度信号のレベルに対応する温度が該温度範囲内であるときには、前記第１増加率よりも高い前記第２増加率によって前記輝度値のデジタルデータに変換する。そして、これにより、前記撮像画像における監視対象物の画像がその周囲画像よりも広い諧調で表されて、前記撮像画像での監視対象物の画像のコントラストが高くなるため、前記対象物検知手段による監視対象物の検知が困難になることを抑制することができる。
【００１１】
また、外気温を検出する外気温センサと、前記外気温センサの検出温度に応じて、前記温度範囲を変更する温度範囲変更部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明によれば、前記外気温センサの検出温度に応じて前記温度範囲を変更することで、外気温の影響により監視対象物の温度が変化した場合に、監視対象物の画像のコントラストが低下することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】車両周辺監視装置の構成図。
【図２】輝度データの変換マップの説明図。
【図３】撮像画像の生成処理のフローチャート。
【図４】輝度変換のスケーリング仕様を、画素の輝度値に応じた温度により変えることによる効果の説明図。
【図５】輝度変換のスケーリング仕様を、画素の輝度値に応じた温度により変えたときの撮像画像の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１を参照して、本実施の形態の車両周辺監視装置は車両に搭載して使用され、赤外線の入射レベルにより検出した被撮像物の温度を輝度信号に変換して出力する赤外線カメラ１と、画像処理ユニット１０と、表示部３と、スピーカ４とにより構成されている。
【００１５】
画像処理ユニット１０は、ＣＰＵ、メモリ等により構成された電子ユニットであり、赤外線カメラ１から出力される各画素の１４ビット長の輝度信号（被撮像物の温度を輝度に変換した信号、以下、１４ビット輝度値という）を、８ビット長（本発明の所定ビット長に相当する）の輝度値（以下、８ビット輝度値という）のデータに変換する輝度値変換部１１と、１フレーム分の各画素の８ビット輝度値のデータを画像メモリ１３に書込んで撮像画像（グレースケール画像）のデータを生成する撮像画像生成部１２と、撮像画像の２値化閾値を決定する前処理部１４と、グレースケール画像を２値化して２値画像を生成する２値化部１５と、２値画像から歩行者等の監視対象物を検知する対象物検知部１６とを備えている。
【００１６】
なお、ＣＰＵは、メモリに保持された車両周辺監視用の制御プログラムを実行することによって、輝度値変換部１１、撮像画像生成部１２、前処理部１４、２値化部１５、及び、対象物検知部１６として機能する。また、対象物検知部１６は、自車両に接触する可能性がある対象物を検知したときに、表示部３への表示及びスピーカ４による音声出力によって、歩行者の存在を運転者に報知する。
【００１７】
次に、図２に示したフローチャートに従って、輝度値変換部１１による１フレーム分の１４ビット輝度値から８ビット輝度値への変換処理について説明する。
【００１８】
輝度値変換部１１は、ＳＴＥＰ１で、赤外線カメラ１から出力される１画素の１４ビット輝度値のデータを取得し、ＳＴＥＰ２で、この１４ビット輝度値に応じた温度が、歩行者（監視対象物）の温度を想定して設定された温度範囲Ｔw内であるか否かを判断する。
【００１９】
そして、１４ビット輝度値に対応する温度が温度範囲Ｔw内であったときはＳＴＥＰ３に進み、輝度値変換部１１は、温度範囲Ｔwに応じた輝度範囲Ｌwに対して設定された高諧調のスケーリングにより、１４ビット輝度値を８ビット輝度値に圧縮する。また、１４ビット輝度値に対応する温度が温度範囲Ｔw外であったときにはＳＴＥＰ１０に分岐し、輝度変換部１１は、輝度範囲Ｌw外の温度域に対して設定された低諧調のスケーリングにより、１４ビット輝度値を８ビット輝度値に圧縮する。
【００２０】
ここで、輝度値変換部１１は、ＳＴＥＰ３，ＳＴＥＰ１０におけるスケーリングを、図３に示したａのスケーリング仕様の変換マップによって実行する。ａのスケーリング仕様は、歩行者の温度を想定して設定された温度範囲Ｔwに対応する輝度範囲Ｌw内での入力輝度の増大に対する出力諧調の増加率（本発明の第２増加率に相当する。図３では輝度範囲Ｌw内でのａの傾きになる）を、輝度範囲Ｌw外での入力輝度の増大に対する出力諧調の増加率（本発明の第１増加率に相当する。図３では輝度範囲Ｌw外でのａの傾きになる）よりも高く設定したものである。
【００２１】
ａのスケーリング仕様とすることにより、一般的なｂの線形のスケーリング仕様（入力輝度の増大に比例して出力諧調が増加する。ｂの傾きが一定）とした場合よりも、輝度範囲Ｌw内の輝度を有する画像を高諧調にすることができる。
【００２２】
そして、ＳＴＥＰ４で、輝度値変換部１１は、８ビット長の１画素の輝度値のデータを出力する。なお、この８ビット長の１画素の輝度値のデータは、撮像画像生成部１２により画像メモリ１３に順次書込まれる。
【００２３】
続くＳＴＥＰ５で、輝度変換部１１は、１フレーム分の画素の輝度値のデータ変換が終了したか否かを判断し、終了したときにはＳＴＥＰ６に進んで処理を終了する。この場合は、撮像画像生成部１２により１フレーム分の８ビット輝度値のデータが画像メモリ１３に書込まれて、撮像画像のデータが生成される。
【００２４】
また、ＳＴＥＰ５で、１フレーム分の画素の輝度値のデータ変換が終了していなかったときにはＳＴＥＰ１に戻り、輝度値変換部１１は、次の画素の１４ビット輝度値のデータを取得し、ＳＴＥＰ２以下の処理を実行する。
【００２５】
次に、以上説明したように、図３のａの仕様による輝度値の変換を行うことによる効果について、例を用いて説明する。
【００２６】
図４（ａ）は、１４ビット輝度値による撮像画像の輝度のヒストグラムＬh1と、輝度値変換部１１により生成された８ビット輝度値による撮像画像の輝度のヒストグラムＬh2を示したものであり、この場合は、Ｌh1の極部ｈの情報がＬh2では消失してしまっている。それに対して、図４（ｂ）は、１４ビット輝度値による撮像画像の輝度のヒストグラムＬh1と、輝度値変換部１１により図３のａの仕様のスケーリングにより生成された８ビット輝度値による撮像画像の輝度にヒストグラムＬh3を示したものであり、この場合には、Ｌh1の極部ｈの情報がＬh3に残っている。
【００２７】
そのため、歩行者の画像の輝度情報の消失を抑制して、撮像画像における歩行者の画像のコントラストを高めることができる。これにより、２値化部１５により生成される２値画像において歩行者の画像の消失や欠損が生じて、対象物検知部１６による対象物の検知が困難になることを抑制することができる。
【００２８】
次に、図５（ａ）は１４ビット輝度値による撮像画像を例示したものであり、歩行者の画像Ｐが表示されている。そして、図５（ｂ）は、図５（ａ）の撮像画像を図２のｂのスケーリング仕様で変換した８ビット輝度値による撮像画像を示している。また、図５（ｃ）は、図５（ａ）の撮像画像を図２のａのスケーリング仕様で変換した８ビット輝度値による撮像画像を示している。
【００２９】
図５（ｂ）では、歩行者の画像Ｐの諧調が低く、背景に埋もれてしまっている。それに対して、図５（ｃ）では、歩行者の画像Ｐの諧調が高くなると共に、背景の諧調が低下するため、歩行者の画像Ｐを検知し易くすることができる。
【００３０】
なお、歩行者の体温は外気温の影響を受けるが、その影響を受ける程度には個人差があり、この個人差は外気温が低くなると拡大する傾向がある。そこで、図２のＳＴＥＰ２における温度範囲Ｔw（図３の輝度範囲Ｌwに対応する）について、例えば、外気温が低くなるに従って温度範囲Ｔwを拡大する等の処理を行うようにしてもよい。ここで、外気温は、外気温センサにより検出することができるが、撮像画像の輝度分散（輝度のヒストグラム）や車両に装備されたエアコンの作動状況等から推定するようにしてもよい。
【００３１】
また、対象物の温度による高諧調と低諧調のスケーリングの変更の他に、歩行者が存在する可能性が低い領域の画像（例えば、空の画像）については、低諧調のスケーリングを行い、歩行者が存在する可能性が高い領域の画像（例えば、道路の画像）については、高諧調のスケーリングを行うようにしてもよい。
【００３２】
また、本実施の形態では、赤外線カメラから出力される１４ビット輝度値を８ビット輝度値に変換する例を示したが、ビット長はこれらに限らず、赤外線カメラから出力される輝度値のデータのビット長が、画像処理ユニットで扱われる輝度値のデータのビット長よりも短く、圧縮による変換が必要となる場合であれば、本発明を適用してその効果を得ることができる。また、赤外線カメラから出力されるアナログの輝度値（本発明の輝度信号）を、画像処理ユニットで扱われるビット長の輝度値に変換する場合にも、本発明を適用してその効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…赤外線カメラ、３…表示部、４…スピーカ、１０…画像処理ユニット、１１…輝度値変換部、１２…撮像画像生成部、１６…対象物検知部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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