(57)【要約】【課題】車両番号の読み取りが可能な明るさの画像を得ることができる車両番号撮像装置、および車両番号撮像方法を提供する。【解決手段】一実施形態の車両番号撮像装置は、露光制御部を備える。露光制御部は、道路面に向けて設置された撮像部が時間経過に応じて撮像した画像に基づいて道路面の輝度値情報を取得し、前記輝度値情報が前記画像から車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲内の値となるかどうかを判定する。【選択図】図１
2015049616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路面に向けて設置された撮像部が時間経過に応じて撮像した画像に基づいて道路面の輝度値情報を取得し、前記輝度値情報が前記画像から車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲内の値となるかどうかを判定する露光制御部
を備えることを特徴とする車両番号撮像装置。
【請求項２】
前記画像における画素の数を輝度値ごとに示すグラフから輝度の代表値と画素の数が増加から減少に転じる境界となる変曲点との数を計算するヒストグラム計測部と、
前記画像の輝度値の分散を計算する分散計測部と、
前記代表値の変化と前記代表値の個数の変化と前記分散の変化とがあったときに前記代表値の変化に応じて前記明るさを規定する所定の範囲を変更する基準決定部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両番号撮像装置。
【請求項３】
前記画像から車両における所定の対象の位置が影となる位置であるかどうかを判定する領域確認部を備え、
前記露光制御部は、前記判定において車両における所定の対象の位置が影となる位置であるときに前記輝度値情報が前記車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲内の値となるように露光条件を変更する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両番号撮像装置。
【請求項４】
前記画像から車両の通行があったかどうかを判定し、一定時間車両の通行がなかったと判定したときに道路面の輝度値情報に基づいて露光条件を制御することを決定する制御切替部と、
前記制御切替部が前記決定をしたときに前記画像から計算した道路面の輝度値情報と車両のナンバープレートの輝度値情報に対する比率を用いて前記明るさを規定する所定の範囲を決定する基準決定部と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両番号撮像装置。
【請求項５】
車両のナンバープレート及び道路面を対象として前記画像からそれらの輝度分散値を計算し、それらの時間的変動を比較して変動の少ない前記対象のいずれか一方を選択する制御基準選択部と、
前記制御基準選択部の選択した対象が道路面であるときに道路面の輝度値情報に基づいて露光制御を行うことを決定する制御切替部と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両番号撮像装置。
【請求項６】
道路面に向けて設置された撮像部が時間経過に応じて撮像した画像に基づいて道路面の輝度値情報を取得し、前記輝度値情報が前記画像から車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲内の値となるかどうかを判定するステップ
を備えることを特徴とする車両番号撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両番号撮像装置、および車両番号撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を通過する車両を撮像できる位置にカメラを設置し、定期的に道路の画像を撮像し続けて、取得した撮像データから通過車両の車両番号を得る仕組みが存在する。その際、安定した明るさで車両番号を撮像するためのカメラの露光制御の方法としては、車両のナンバープレートの輝度に基づく制御や、照度計を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４６２５９号公報
【特許文献２】特開２０１１−０６０１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
長時間車両が来ない場合、絞り値やシャッタ速度などのカメラパラメータの調整が休止してしまうため、休止後に通過する車のナンバープレートを適切な明るさで撮像できず、ナンバーを読み取れない場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、適切な明るさの画像を得ることができる車両番号撮像装置、および車両番号撮像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態の車両番号撮像装置は、露光制御部を備える。露光制御部は、道路面に向けて設置された撮像部が時間経過に応じて撮像した画像に基づいて道路面の輝度値情報を取得し、前記輝度値情報が前記画像から車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲内の値となるかどうかを判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態１による車両番号撮像装置の具体的な構成を示す図である。
【図２】実施形態１による車両番号撮像装置の使用例を示す図である。
【図３】実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第一の図である。
【図４】実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第二の図である。
【図５】実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第三の図である。
【図６】実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第四の図である。
【図７】実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第一の図である。
【図８】実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第二の図である。
【図９】実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第三の図である。
【図１０】実施形態２による車両番号撮像装置の具体的な構成を示す図である。
【図１１】実施形態２による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための図である。
【図１２】実施形態２による車両番号撮像装置の処理フローを示す図である。
【図１３】実施形態３による車両番号撮像装置の具体的な構成を示す図である。
【図１４】実施形態３による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第一の図である。
【図１５】実施形態３による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第二の図である。
【図１６】実施形態３による車両番号撮像装置の処理の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
＜実施形態１＞
以下、実施形態１による車両番号撮像装置を図１〜図１０を参照して説明する。
この図において、符号１は車両番号撮像装置を表している。図１に示す通り、車両番号撮像装置１は撮像部１０、画像保管部２０、記憶部２１、ヒストグラム計測部３０、分散計測部４０、基準決定部５０、露光制御部６０、ナンバー輝度計測部７０、制御切替部８０を備えている。
撮像部１０は、道路面に向けられた撮像器である。撮像部１０は、道路を通過する車両のナンバープレートから車両番号を認識するための画像を撮像するために用いる。例えば外部インタフェースを用いてシャッタ速度やレンズ絞りを調整可能な監視用途の産業用カメラで実現できる。
画像保管部２０は、撮像部１０が時間経過に応じて撮像した画像を保存するために用いる記憶部である。例えば、大容量のＨＤＤなどの記憶装置で実現できる。
記憶部２１は、各種メモリ、ＨＤＤなど記憶装置である。
ヒストグラム計測部３０は、画像保管部２０に保存した画像の輝度ヒストグラムを順次計算し、輝度代表値などの輝度値情報を計算する機能部である。輝度ヒストグラムについては後に図７を用いて説明する。
【０００８】
分散計測部４０は、画像保管部２０に保存した画像の輝度ヒストグラムに基づく輝度分布の分散とその時間的変化を計算する機能部である。
基準決定部５０は、ヒストグラム計測部３０で求めた新規の輝度代表値と従来の輝度代表値の比率を求め、この比率を用いて車両番号を認識できる明るさを規定する所定の範囲を決定する機能部である。
露光制御部６０は、基準決定部５０で決定した所定の範囲と、ヒストグラム計測部３０が順次計算した輝度代表値とを計算毎に比較して露光条件を変更するかどうかを判定し、輝度代表値が所定の範囲内となるように露光条件を変更する機能部である。
【０００９】
ナンバー輝度計測部７０は、画像保管部２０に保存した画像を基にナンバープレートの輝度を計算する機能部である。例えば特許文献２に記載の方法によりナンバープレートの文字以外の部分の輝度平均値を求めることにより実現できる。
制御切替部８０は、画像保管部２０に保存した画像に車両が撮像されているかどうかを認識し、車両が撮像されているかどうかに従ってナンバープレートの輝度値を基準に露光制御を行うか、道路面の輝度値を基準に露光制御を行うかを切り替える機能部である。
なお、ヒストグラム計測部３０、分散計測部４０、基準決定部５０、露光制御部６０、ナンバー輝度計測部７０、制御切替部８０は、車両番号撮像装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
【００１０】
図２は実施形態１による車両番号撮像装置の使用例を示す図である。
図２のように門柱に設置した撮像部１０から遠方の自動車の車両番号を撮影する。撮像部１０は例えば３０フレーム／秒程度の速度で画像を収集し画像保管部２０に出力し続けるとする。そしてヒストグラム計測部３０、分散計測部４０、基準決定部５０、露光制御部６０、ナンバー輝度計測部７０は画像保管部２０が保存する画像を解析することで車両番号を認識できるように露光制御を行う。
【００１１】
図３は実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第一の図である。
図３の処理フローは実施形態１による車両番号撮像装置の全体動作を表すフロー図である。
車両番号撮像装置１の制御切替部８０は、図２のような車両番号読み取りシステムにおいて過去に車両の通行があったかどうか判定する（ステップＳ１）。具体的には一定時間車両の通行がなかった場合に車両の通行がないと判断する。一定時間とは例えば３分間である。また、車両の通行があるかどうかは、例えば撮像した画像を読み込んで、車両が通行する道路の部分を座標情報で特定し、特定した範囲において道路面を示す画素の濃度と異なる濃度を示す画素が一定以上存在する場合、車両が通行したと判定してもよい。
過去３分間以内に車両の通行が1台でもあった場合、制御切替部８０は、画像に写った車両のナンバープレート部分の輝度値が車両番号を認識するのに適切な範囲となるように撮像部１０の露光制御を行う（ナンバー輝度制御）ことを決定し、ナンバー輝度制御の処理フロー（後述する図４）を実行する（ステップＳ２）。
また、過去３分間以上車両の通行が無い場合、制御切替部８０は、画像に写った道路面の輝度値が車両番号を認識するのに適切な範囲となるように撮像部１０の露光制御を行う（道路面輝度制御）ことを決定し、道路面輝度制御の処理フロー（後述する図５）を実行する（ステップＳ３）。
ここで露光制御とは、例えばカメラのシャッタ速度、絞り、ＩＳＯ感度などのカメラパラメータを調整することである。
【００１２】
図４は実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第二の図である。
図４の処理フローは実施形態１による車両番号撮像装置のナンバー輝度制御の処理フロー図である。
図４は、図３のステップＳ１において制御切替部８０が車両の通行があったと判定したときに実行される処理フローである。
ナンバー輝度制御は、公知の技術を用いて行う。例えば、以下のようにして行う。まず、ナンバー輝度計測部７０は読み取った画像を構成する画素のうち輝度値がナンバープレートを示す所定の範囲内の値にある画素の集まりをナンバープレートの白地部分であると特定し、それらの画素の輝度平均値（Ｌ１）を求める（ステップＳ１１）（以下、この値Ｌ１をナンバープレート輝度代表値とする）。次に露光制御部６０はナンバープレート輝度代表値Ｌ１と予め記憶部２１に記録された閾値Ｙ＋、Ｙ−を比較する（ステップＳ１２）。ここでＹ＋、Ｙ−は、車両が撮像された画像においてナンバープレートに表示された車両番号を認識できるような明るさを規定する輝度の上限と下限を示す値である。そして読み込んだ画像のナンバープレートを示す位置の画素の輝度値がこれらの閾値の上限（Ｙ＋）と下限（Ｙ−）の範囲に収まらない場合（ステップＳ１２＝Ｎｏ）、露光制御部６０は露光条件を変更することを決定し、露光条件を変更する。
例えば、Ｙ＋＜Ｌ１の場合、露光制御部６０はシャッタ速度を速い方向に変更する。またＹ−＞Ｌ１の場合、露光制御部６０はシャッタ速度を遅い方向に変更し、露光条件を車両番号の読み取りに適した値に調整する（ステップＳ１３）。実際にどれぐらいカメラのシャッタ速度を速く、又は遅くするか等については公知の技術を用いて行えばよい。
なお、ナンバー輝度計測部７０は、最新のナンバープレート輝度代表値Ｌ１を記憶部２１に格納する。
【００１３】
図５は実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第一の図である。
図５は輝度ヒストグラムを説明するため図である。図５（ａ）は、画像保管部２０に保存したある画像である。輝度ヒストグラムとは図５（ｂ）の示すグラフのことである。このグラフは横軸に画素の輝度値、縦軸にその輝度値を持つ画素の数をプロットしたものである。このヒストグラムは次のように作成する。
例えば、図５（ａ）の画像のI行J列の画素をＰ（Ｉ,Ｊ）とし、Ｐ（Ｉ,Ｊ）の輝度値がＹの場合、図５（ｂ）の横軸がＹの位置の縦軸の値に１を加える。このようにしてヒストグラム計測部３０は、輝度値画素数を一つずつ追加することを全画素にわたって繰り返して図５（ｂ）のようなヒストグラムを作成する。
そして、ヒストグラム計測部３０は、作成したヒストグラムから画素数の最も多い輝度値を求める。以下、この輝度値をピーク値と呼ぶ。図５（ｂ）では、Ｌａが輝度ピーク値である。また、ヒストグラム計測部３０は、ヒストグラムの変曲点の個数を求める。ここで変曲点とは輝度ヒストグラムにおいて画素の数が増加から減少に転じる境界となる点のことをいう。
【００１４】
図６は実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第三の図である。
図６の処理フローは図３のステップＳ１において制御切替部８０が一定時間車両の通行が無かったと判定したときに実行される処理フローである。
まず、制御切替部８０は記憶部２１が記憶する制御切替フラグを読み取り前回の処理がナンバー輝度制御であったか、道路面輝度制御であったかを判定する（ステップＳ２０）。そして、前回の処理が道路面輝度制御であった場合は後述する図９の処理フローを実行する。前回の処理がナンバー輝度制御であった場合には、ステップＳ２１の処理へ進む。
ステップＳ２１でヒストグラム計測部３０は、画像保管部２０から前回のナンバー輝度制御処理において未だ処理していない画像を読み取り、図５で説明した輝度ヒストグラムを作成する（ステップＳ２１）。対象となる画像は道路面のみが撮像されているので、この輝度ヒストグラムは道路面の輝度ヒストグラムである。次にヒストグラム計測部３０は、作成したヒストグラムから輝度ピーク値Ｌａ０と変曲点の個数を求め、基準決定部５０に出力する。基準決定部５０は、取得したＬａ０を道路面輝度代表値Ｌａ０とする（ステップＳ２２）。Ｌａ０は、後述するように露光条件を変更するか否かの基準となる閾値を計算するのに用いる。
【００１５】
次に基準決定部５０は、係数Ｋ０を算出する（ステップＳ２３）。係数Ｋ０は、Ｋ０＝Ｌａ０／Ｌ１で求められる値である。つまり、道路面輝度代表値の最新のナンバープレート輝度代表値に対する割合である。続いて基準決定部５０は、係数Ｋ０とナンバー輝度制御で用いた閾値Ｙ＋、Ｙ−を用いて道路面輝度用の閾値、Ｋ０・Ｙ＋及び、Ｋ０・Ｙ−を求める（ステップＳ２４）。Ｋ０・Ｙ＋、Ｋ０・Ｙ−は道路面輝度制御における露光条件を変更するかどうかの判定に用いる閾値である。
ナンバー輝度制御においては撮像した画像におけるナンバープレート部分の画素の輝度（ナンバープレート輝度代表値）がＹ−＜Ｌ１＜Ｙ＋を満せば車両番号の認識が可能であるとして、この条件を満たすように露光条件を制御していた。そうすることで次に撮像する画像におけるナンバープレート輝度代表値も上記の式を満たすことが予測でき、そのように制御することで車両番号を認識することができた。
【００１６】
一方、道路面輝度制御においては基準とする対象がナンバープレートから道路面に変更される。読み取った画像における道路面は黒く写り、ナンバープレートは白く写るのでナンバー輝度制御におけるＹ＋、Ｙ−をそのまま用いてＹ−＜Ｌａｉ＜Ｙ＋を満たすことを条件にすることすることは適切ではない。そこで上記のＫ０を用いて道路面輝度用に補正したＫ０・Ｙ−＜Ｌａｎ＜Ｋ０・Ｙ＋を露光条件の変更の判定に使用する。車両の通行がないときにこの式を満たすような露光条件にしておけば、次に車両が通過した場合に撮像された画像のナンバープレート輝度代表値は、Ｙ−＜Ｌ１＜Ｙ＋を満たすことが予測でき、そうであれば車両番号を認識することができる。
なお、ナンバー輝度制御で用いた閾値Ｙ＋、Ｙ−の代わりに、道路面輝度用の閾値Ｙ１＋、Ｙ１−を記憶部２１が予め記憶しておき、これらの値に係数Ｋ０を乗算して閾値を算出してもよい。こうすることで道路面の舗装状況などによっては単にＹ＋、Ｙ−にＫ０を乗算しただけでは次に車両が通行したときに車両番号を認識できないような場合にも対応することができる。
続いて、分散計測部４０は、輝度ヒストグラムに基づく輝度分布の分散値を計算し、記憶部２１に計算結果を格納する（ステップＳ２５）。分散値を計算については図８を用いて後に説明する。
このようにしてナンバー輝度制御から道路面輝度制御に切り替わると、基準決定部５０は、道路面輝度制御で使用する閾値Ｋ０・Ｙ＋、Ｋ０・Ｙ−（又はＫ０・Ｙ１＋、Ｋ０・Ｙ１−以下同じとする）を求め、次回以降に撮像部１０が撮像する際のカメラパラメータを切り替えるか否かの判断をする準備を行う。
【００１７】
図７は実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第二の図である。図７は輝度ピーク値および変曲点数の変化を説明する図である。
図７（ａ）のヒストグラムにおいては、ピーク値はＬａで変曲点は１つである。図７（ｂ）のヒストグラムにおいては、ピーク値はＬｂ２で、変曲点はＬｂ１とＬｂ２の２つである。
図７（ｂ）は、時間経過に従ってヒストグラムＨ１からＨ２へ変化した場合に、ピーク値がＬａからＬｂ移動したことを示している。例えば、水はけの悪い道路に雨が降り、道路面に残った水により光が反射すると、その道路面位には輝度が高い部分ができることになる。道路面の状況によりそのような場所が多くなると、図７（ｂ）のように画像のピーク値がより高い輝度値Ｌｂに移動することになる。そして完全にＬｂに移動する間、つまり雨が降り出してから道路面全体が濡れるまでの間においては輝度値Ｌｂ１を示す画素の数も相当数存在する為、変曲点の数は２個となる。
図７（ｂ）では水はけの悪い道路を想定したが、逆に水を吸収する道路面においては、水分が沈殿し路面が黒ずんでピーク値は低い値にシフトすることになる。
後に図９のフローで説明するように道路面輝度制御においては、このような雨天による道路面の輝度値の変化を、上記の係数Ｋｉを変更するかどうかの判定要素の一つとして用いる。
【００１８】
図８は実施形態１による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第三の図である。図８は道路面輝度の分散の変化を説明する図である。
図８（ａ）は、路面の輝度値の分散が大きい道路面の画像の例である。一方、図８（ｂ）は、路面の輝度値の分散が小さい道路面の画像の例である。例えば、雨の降り始めにおいては雨が当たったところとそうでない部分ができるため図８（ａ）のように分散が大きくなり、しばらく経つと一面が雨に濡れるため図８（ｂ）のように分散が小さくなる。
分散計測部４０は、時刻ｔに取得した画像の輝度ヒストグラムに基づく輝度分布の分散値を以下の式で計算する。
【００１９】
【数１】
2015049616.tif 000003
【００２０】
ここで、Ｐ（ｉ，ｊ）は、画像Ｐにおける座標（ｉ，ｊ）の画素の輝度値であり、ｉmax、ｊmaxはそれぞれ高さ方向、幅方向の画素数である。また、Ｐaveは、画像Ｐの全画素の平均輝度値である。
分散計測部４０は、各画像の輝度ヒストグラムに基づく輝度分布の分散値を計算し、分散の時間変化を記憶部２１が予め記憶する閾値Ｔと分散の時間変化であるΔＶ＝｜Ｖ（ｔ＋１）−Ｖ（ｔ）｜とを比較する。
次の図９のフローで説明するように道路面輝度制御においては、このような雨天による道路面の輝度分散の変化を、上記の係数Ｋｉを変更するかどうかの判定要素の一つとして用いる。
【００２１】
図９は実施形態１による車両番号撮像装置の処理フローを示す第四の図である。
図９の処理フローは図３のステップＳ１において制御切替部８０が一定時間車両の通行が無かったと判定し、図６のステップＳ２０において前回の処理が道路面輝度制御であったと判定されたときに実行される処理フローである。
前提として、図６で示したとおりヒストグラム計測部３０が道路面輝度制御に切り替わった最初の画像の輝度ピーク値Ｌａ０と変曲点の数を算出し（ステップＳ２２）、記憶部２１がその値を記憶しているものとする。また、基準決定部５０が、閾値Ｋ０・Ｙ＋、Ｋ０・Ｙ−を計算し（ステップＳ２４）記憶部２１がその値を記憶しているものとする。さらに、分散計測部４０は、道路面輝度制御に切り替わった最初の画像の輝度分散値を計算し（ステップＳ２５）、記憶部２１がその値を記憶しているものとする。
まず、ヒストグラム計測部３０は、前回の図６の処理フローで未だ処理していない画像を読み込みヒストグラムを図５で説明した手順で作成する（ステップＳ３１）。次にヒストグラム計測部３０は、その画像の輝度ピーク値Ｌａ１と変曲点の数とを求め（ステップＳ３２）、露光制御部６０に出力する。ここで、ヒストグラム計測部３０が、過去の数フレーム（数コマ）の画像についてのピーク値及び変曲点の数を記憶部２１から読み出して、今回の画像のピーク値に過去数フレーム分のピーク値を加えてそれらの平均を計算して、この平均値を今回のピーク値Ｌａ１として露光制御部６０に出力してもよい。変曲点の数についても同様に今回分と過去数フレーム分の変曲点数の平均値を今回の変曲点の数として露光制御部６０に出力してもよい。過去数フレームの平均値を用いることで突発的な画像のノイズの影響を低減できるという効果がある。  
続いて分散計測部４０は、今回の画像についての輝度ヒストグラムに基づく輝度分布の分散値を計算する（ステップＳ３３）。
【００２２】
次に露光制御部６０は、閾値Ｋ０・Ｙ＋、Ｋ０・Ｙ−を記憶部より読み取って取得したピーク値Ｌａ１と比較する（ステップＳ３４）。Ｌａ１が閾値Ｋ０・Ｙ＋と、Ｋ０・Ｙ−の範囲に収まる場合（Ｋ０・Ｙ−＜Ｌａ１＜Ｋ０・Ｙ＋を満たす場合）、本処理フローは終了する。Ｌａ１が閾値Ｋ０・Ｙ＋より大きいか、Ｋ０・Ｙ−より小さいが場合（ステップＳ３４＝Ｙｅｓ）は、次のステップへ進む。なお、図では係数Ｋ０はＫi、ピーク値Ｌａ１はＬａｎで示している。
次に露光制御部６０は、前回処理した画像のヒストグラムの変曲点の数を記憶部２１から読み取り、ヒストグラム計測部３０から取得した今回の画像のヒストグラムの変曲点の数と比較する（ステップＳ３５）。ここで、ステップＳ３２と同様に分散計測部４０が今回の画像を含む過去数フレーム（コマ）の画像についての輝度分散値の平均を計算して、それらの平均値を今回の輝度分散値としてもよい。
【００２３】
ヒストグラムの変曲点の数に変化がなかった場合（ステップＳ３５＝Ｎｏ）、露光制御部６０は、シャッタ速度の変更を行う（ステップＳ３６）。そして本処理フローを終了する。露光制御部６０は、次回撮像する画像のピーク値Ｌａ２がＫ０・Ｙ−＜Ｌａ２＜Ｋ０・Ｙ＋を満たすようにシャッタ速度を変更する。また、シャッタ速度の変更方法についてはステップＳ３４の判定結果に従う。例えばＫ０・Ｙ＋＜Ｌａ１であれば、シャッタ速度を速い方向へ変更する。なお、シャッタ速度の変更は例示であって、その他のカメラパラメータ、例えば絞り値等の変更で撮像部１０の受光素子への光量を調整してもよい。露光制御部６０は、変更したシャッタ速度を記憶部２１に格納する。撮像部１０は、この値を記憶部２１から読み取り、次にシャッタ速度の変更があるまでは同じシャッタ速度で撮像を行う。
変曲点の数に変化があった場合（ステップＳ３５＝Ｙｅｓ）、分散計測部４０は、前回の輝度分布の分散値を記憶部２１から読み取り今回計算した値との差分を計算する。そして分散計測部４０は、計算した差分と予め記憶部２１に格納した閾値Ｔとを比較し、閾値Ｔよりも大きい場合に輝度分散に変化があったと判定する（ステップＳ３７）。
【００２４】
輝度分散に変化がなかった場合（ステップＳ３７＝Ｎｏ）、露光制御部６０は、ステップＳ３４の判定結果に従い、シャッタ速度の変更を行う（ステップＳ３６）。そして本処理フローを終了する。
輝度分散に変化があった場合（ステップＳ３７＝Ｙｅｓ）、基準決定部５０は係数Ｋ１を算出する（ステップＳ３８）。係数Ｋ１は、Ｋ１＝Ｌａ１／Ｌ１で求められる値である。つまり、今回処理した画像の道路面輝度代表値の最新のナンバープレート輝度代表値に対する割合である。続いて基準決定部５０は、係数Ｋ１を用いて新たな閾値Ｋ１・Ｙ＋、Ｋ１・Ｙ−を計算し記憶部２１に格納する（ステップＳ３９）。
ここで、ナンバー輝度制御で用いた閾値Ｙ＋、Ｙ−又は道路面制御用の閾値Ｙ１＋、Ｙ１−に係数Ｋｉを乗算して道路面輝度の閾値を算出したが、別途、雨で濡れた道路面用の閾値Ｙ２＋、Ｙ２−を記憶部２１が予め記憶しておき、これらの値に係数Ｋｉを乗算してもよい。これにより舗装状態などによる道路面輝度値の変動範囲の違いに適応することが可能となる。
【００２５】
このようにして道路面輝度制御においては、道路面の輝度値の変化が大きく（ステップＳ３４＝Ｙｅｓ）、かつ変曲点数の変化があり（ステップＳ３５＝Ｙｅｓ）、かつ道路面の輝度分散の変化が大きい場合（ステップＳ３７＝Ｙｅｓ）、基準決定部５０が新しいピーク値に対する輝度値（Ｌａｉ）を新たな道路面輝度代表値とし、係数Ｋｉを計算する。
また、道路面の輝度値の変化が大きくても（ステップＳ３４＝Ｙｅｓ）、変曲点数の変化がない（ステップＳ３５＝Ｎｏ）、または、輝度分散の変化が小さい場合（ステップＳ３７＝Ｎｏ）は、シャッタ速度などのカメラパラメータを変更（ステップＳ３６）して処理を終了する。
車両が１台も通過しない時間が継続する限り、図３のステップＳ１の判定に従って、この図９の処理フローが繰り返される。
【００２６】
車両のナンバープレートの白地部分を基準としてカメラパラメータを変更する場合、車両の通行がない間に日が落ちると、その後通行する１台目の車両については日が出ているときのナンバープレートの輝度値を基準にしたカメラパラメータで撮像してしまい、暗すぎて車両番号を認識できない問題があった。しかし、本実施形態のステップＳ３４、３６の処理によれば、車両の通行がない道路においても日が落ちる前では、そのときに撮像した画像の道路面の輝度情報に基づいて、そのときに車両が通行した場合に撮像される画像のナンバープレートの輝度値を予測してそれに合わせてシャッタ速度等のカメラパラメータを調節することができる。また、日が落ちた後では日が落ちた後に撮像された画像の道路面の輝度に基づいて、そのときに車両が通行した場合に撮像される画像のナンバープレートの輝度値を予測してそれに合わせてカメラパラメータを制御することが可能である。そうすることで長時間車両が通行しない場合でもナンバープレートを適切な明るさで撮像できるようになる。適切な明るさとはナンバープレートの文字を認識することができる明るさのことである。
さらに、カメラに映る主要構造物である道路面の輝度は雨や雪などにより変化するため基準とするのが困難であったが、本実施形態のステップＳ３５、Ｓ３７〜Ｓ３９の処理によれば、雨で路面が濡れることによる道路面の状態（水たまりで光ったり、黒くなったり）に合わせての基準となる道路面の輝度値を設定することが可能になった。
【００２７】
＜実施形態２＞
以下、実施形態２による車両番号撮像装置を図１０〜１２を参照して説明する。
図１０は実施形態２による具体的な構成を示す図である。
実施形態２において車両番号撮像装置１は、制御基準選択部９０を有している。その他の構成については実施形態１と同じである。
制御基準選択部９０は、ナンバー輝度計測部７０から得られたナンバープレートの輝度値と、基準決定部５０から得られた道路面の輝度値の時間的な変動を求める。そして制御基準選択部９０は、ナンバープレートと道路面とのうち変動の少ない輝度値を示す対象を選択する。本機能は、車両番号撮像装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
【００２８】
図１１は実施形態２による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための図である。
図１１はナンバープレートの輝度と道路面の輝度の時間的変動を示す図である。
図１１の横軸は時間で、縦軸は輝度値である。この図の場合、ナンバープレートの輝度値は個体差の影響でばらつきが大きい。一方、道路面の輝度値は一定である。このような場合、制御基準選択部９０は、道路面輝度を基準に露光制御を行う。
【００２９】
図１２は実施形態２による車両番号撮像装置の処理フローを示す図である。
図３の処理フローが車両の通行状況に応じてナンバー輝度制御と道路面輝度制御を切り替えるのに対し、図１２の処理フローは、撮像した画像におけるナンバープレートの輝度値の分散と道路面の輝度値の分散の時間的な変動を比較し、その変動に応じてナンバー輝度制御と道路面輝度制御とを切り替える。
まず、ナンバー輝度計測部７０は、画像保管部２０より画像を読み取って公知の技術を用いてナンバープレート輝度代表値（Ｌ１）を求め、その値を制御基準選択部９０に出力する（ステップＳ４１）。また、それと並行してヒストグラム計測部３０は、図６のステップＳ２１、２２と同様に道路面の輝度ヒストグラムを作成し、道路面輝度代表値（Ｌａｉ）を求め、その値を制御基準選択部９０に出力する（ステップＳ４２）。
続いて、制御基準選択部９０は取得したそれらの値を記憶部２１に保存し、処理開始後のある時刻ｔ１からｔ２までの画像について取得したそれらの値から、ナンバープレートと道路面について各々の輝度値の分散を計算する。
ナンバープレートの輝度値については、
【００３０】
【数２】
2015049616.tif 000004
【００３１】
で求める。ここでＬ１aveは時刻ｔ１からｔ２までのナンバープレート輝度代表値の平均値である。
また、道路面の輝度値については、
【００３２】
【数３】
2015049616.tif 000005
【００３３】
で求める。ここでＬａaveは時刻ｔ１からｔ２までの道路面輝度代表値の平均値である。
制御基準選択部９０は、計算したＶ１とＶａを比較して時間的変動の少ない輝度値を決定し（ステップＳ４３）、結果を制御切替部８０に出力する。
次に制御切替部８０は、車両が通行するしないにかかわらず制御基準選択部９０の決定に従って撮像部１０の露光制御をナンバー輝度制御又は道路面輝度制御で行うように切り替える。ナンバープレートの輝度分散の時間的変動が少ない場合（ステップＳ４４＝Ｙｅｓ）、制御切替部８０は、カメラパラメータをナンバー輝度制御によって制御（ステップＳ２）することを決定する。また、道路面の輝度分散の時間的変動が少ない場合、制御切替部８０は、カメラパラメータを道路面輝度制御によって制御（ステップＳ３）することを決定する。以上で本処理フローは終了である。
なお、ナンバー輝度制御は図４で説明した処理である。道路面輝度制御は図６，９で説明した処理である。
【００３４】
本実施形態によれば、車両が通過する場合であっても、ナンバープレートの輝度分散と道路面の輝度分散の時間的変動を比較し変動の少ない方を基準として採用することで、ナンバープレートの個体差によって画像が明るすぎたり暗すぎたりして車両番号が認識しづらくなる問題を回避することができる。
【００３５】
＜実施形態３＞
以下、実施形態３による車両番号撮像装置を図１３〜１６を参照して説明する。
図１３は実施形態３による具体的な構成を示す図である。
実施形態３において車両番号撮像装置１は、領域確認部９１を有している。その他の構成については実施形態１と同じである。
領域確認部９１は、画像から車両のナンバープレートの位置が日影となる位置であるかどうかを認識する機能部であり、本機能は車両番号撮像装置１に備わるＣＰＵがプログラムを実行することにより備わる機能である。
【００３６】
図１４は実施形態３による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第一の図である。
図１４は道路に掛かる影と車両のナンバープレートの位置関係を示す図である。
図１４（ａ）は路側帯に影Ａ，又車両が通行し得る位置に影Ｂができていることを示している。また、図１４（ｂ）は車両が通行してもナンバープレートの位置は影Ａ、Ｂにかからないことを示している。領域確認部９１は、このように画像からナンバープレートが影になるか否かを認識する。
【００３７】
図１５は実施形態３による車両番号撮像装置の処理の説明を行うための第二の図である。
図１５は日向と日影がある場合のヒストグラムを示す図である。図１４のような道路面の輝度ヒストグラムを作成すると日影と日向の部分にピーク値が現れることを示している。例えばより輝度値の低いＹａは日影部分の輝度値を示している。また、Ｙｂは日向部分の輝度値を示している。
【００３８】
図１６は実施形態３による車両番号撮像装置の処理フローを示す図である。
図１６を用いて本実施形態によるによる道路面輝度制御の処理フローについて説明する。
まず、図９と同様にヒストグラム計測部３０が道路面ヒストグラムを作成し（ステップＳ３１）、道路面輝度のピーク値Ｌａｉや変曲点の数を求め（ステップＳ３２）、露光制御部６０に出力する。露光制御部６０は、ピーク値Ｌａｉと閾値Ｋｉ・Ｙ＋、Ｋｉ・Ｙ−とを比較し、Ｋｉ・Ｙ−＜Ｌａｉ＜Ｋｉ・Ｙ＋ならばこの処理フローを終了させる。
一方、Ｌａｉ＜Ｋｉ・Ｙ−又は、Ｋｉ・Ｙ＋＜Ｌａｉならば、露光制御部６０は、変曲点の数が変化したかどうかを判定する（ステップＳ３５）。変曲点の数が変化した場合、露光制御部６０は、輝度分布の分散が変化したかどうかを判定する（ステップＳ３７）。輝度分布の分散も変化した場合、基準決定部５０は係数Ｋｉを算出し（ステップＳ３８）、係数Ｋｉを用いて新たな閾値Ｋｉ・Ｙ＋、Ｋｉ・Ｙ−を計算する（ステップＳ３９）。
【００３９】
次に、変曲点の数が変化していない場合（ステップＳ３５＝Ｎｏ）及び、輝度分散が変化していない場合（ステップＳ３７＝Ｎｏ）の処理について説明する。
これらの場合、領域確認部９１は、領域確認を行う（ステップＳ５１）。領域確認とは画像から道路面のどの部分が影又は日向であるかを識別し、車両が通行した場合にナンバープレートの位置が影になるかどうかを判定する処理である。画像から影や日向の部分を認識するのは公知の技術を用いればよい。例えば、読み込んだ画像において車両が通行する可能性のある部分の位置情報を予め特定し、また、各画素の輝度値がある閾値以上である場合にその部分を影と判定し、影と判定した部分の座標情報からそれが予め特定した車両の通行する部分であるかどうかを判定してもよい。領域確認部９１は、領域確認した結果を露光制御部６０に出力する。
露光制御部６０は、領域確認部９１が判定した結果を取得し、ナンバープレートの位置が日向であれば行わずにそのまま本処理フローを終了する。ナンバープレートの位置が影であればシャッタ速度を遅く変更する制御を行う（ステップＳ６０）。
以上で本処理フローは終了する。
【００４０】
本実施形態によれば、車両番号の読み取りに影響を与える雲や影などによる照度変化によって道路面輝度代表値が変化した場合でも、実際にナンバープレートの位置の輝度情報が変化したかどうかを確認して露光制御を行うことによりナンバープレートの部分が影であっても日向であっても車両番号を読み取ることができる。
【００４１】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の車両番号撮像装置によれば、道路面輝度を基準とする露光制御を行うことにより、車両が長時間通行しない間に周囲の明るさが変化した場合であっても、適切な明るさのナンバープレートの画像を得ることができる。そのため、その後通過する車両の車両番号を読み取ることができる。
【００４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００４３】
なお、上述の車両番号撮像装置１は内部にコンピュータを有している。そして、上述した車両番号撮像装置１の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・車両番号撮像装置
１０・・・撮像部
２０・・・画像保管部
２１・・・記憶部
３０・・・ヒストグラム計測部
４０・・・分散計測部
５０・・・基準決定部
６０・・・露光制御部
７０・・・ナンバー輝度計測部
８０・・・制御切替部
９０・・・制御基準選択部
９１・・・領域確認部
【図１】
2015049616.tif 000006
【図２】
2015049616.tif 000007
【図３】
2015049616.tif 000008
【図４】
2015049616.tif 000009
【図６】
2015049616.tif 000010
【図７】
2015049616.tif 000011
【図９】
2015049616.tif 000012
【図１０】
2015049616.tif 000013
【図１１】
2015049616.tif 000014
【図１２】
2015049616.tif 000015
【図１３】
2015049616.tif 000016
【図１５】
2015049616.tif 000017
【図１６】
2015049616.tif 000018
【図５】
2015049616.tif 000019
【図８】
2015049616.tif 000020
【図１４】
2015049616.tif 000021