(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の分光感度を有する第一の光電変換手段、及び、前記第一の分光感度の一部の波長に感度を有さない第二の分光感度を有する第二の光電変換手段、を有する撮像手段と、
前記第一の光電変換手段の出力値と、前記第二の光電変換手段の出力値に、前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いよりも大きな差があるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が大きな差があると判定した場合、前記第一の光電変換手段の出力値と前記第二の光電変換手段の出力値の差又は差の補正値を前記第二の光電変換手段の出力値に置き換える第一の処理手段と、
前記判定手段が大きな差がないと判定した場合、前記第二の光電変換手段の出力値に前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いに基づく補正を施す第二の処理手段と、
を有することを特徴とする物体判別装置。
【請求項２】
前記第二の光電変換手段は、前記第一の光電変換手段に短波長カットフィルタ又は長波長カットフィルタを設けることで前記第二の分光感度に調整されている、
ことを特徴とする請求項１記載の物体判別装置。
【請求項３】
前記撮像手段が、赤色を主とした波長に感度を有する赤色光電変換素子、緑色を主とした波長に感度を有する緑色光電変換素子、及び、青色を主とした波長に感度を有する青色光電変換素子と、を有する場合、
前記第一の光電変換手段は前記緑色光電変換素子であり、前記第二の光電変換手段は、所定の波長以下の短波長側の光をカットする短波長カット手段又は所定の波長以上の長波長側の光をカットする長波長カット手段が配置された前記緑色光電変換素子である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の物体判別装置。
【請求項４】
前記撮像手段が、赤色を主とした波長に感度を有する赤色光電変換素子、緑色を主とした波長に感度を有する緑色光電変換素子、及び、青色を主とした波長に感度を有する青色光電変換素子と、を有する場合、
前記第一の光電変換手段は前記青色光電変換素子であり、前記第二の光電変換手段は、所定の波長以下の短波長側の光をカットする短波長カット手段又は所定の波長以上の長波長側の光をカットする長波長カット手段が配置された前記青色光電変換素子である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の物体判別装置。
【請求項５】
前記第二の処理手段は、前記第二の光電変換手段の出力値に、前記第一の分光感度の帯域幅に対する前記第二の分光感度の帯域幅の比を乗じることで、前記第二の光電変換手段の出力値を補正する、
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の物体判別装置。
【請求項６】
前記第一の処理手段は、前記第一の光電変換手段の出力値と前記第二の光電変換手段の出力値の差に、前記第一の分光感度の帯域幅に対する前記第一の分光感度の帯域幅から前記第二の分光感度の帯域幅を引いた値の比を乗じることで、記第一の光電変換手段の出力値と前記第二の光電変換手段の出力値の差を補正する、
ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の物体判別装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載された物体判別装置と、
車両前方を照明するヘッドライトと、
前記ヘッドライトの配光をすれ違い走行用の配光と走行用の配光に切り替える配光制御手段と、を有する車両用前照灯装置。
【請求項８】
前記ヘッドライトは放電バルブを光源とする、ことを特徴とする請求項７記載の車両用前照灯装置。
【請求項９】
請求項７又は８いずれか１項記載の車両用前照灯装置を搭載したことを特徴とする車両。
【請求項１０】
第一の分光感度を有する第一の光電変換手段、及び、前記第一の分光感度の一部の波長に感度を有さない第二の分光感度を有する第二の光電変換手段、を有する撮像手段が、撮影するステップと、
判定手段が、前記第一の光電変換手段の出力値と、前記第二の光電変換手段の出力値に、前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いよりも大きな差があるか否かを判定するステップと、
前記判定手段が大きな差があると判定した場合、第一の処理手段が、前記第一の光電変換手段の出力値と前記第二の光電変換手段の出力値の差又は差の補正値を前記第二の光電変換手段の出力値に置き換えるステップと、
前記判定手段が大きな差がないと判定した場合、第二の処理手段が、前記第二の光電変換手段の出力値に前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いに基づく補正を施すステップと、
を有することを特徴とする物体判別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影された画像から物体を判別する物体判別装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
車には夜間走行の為にヘッドライトが装備されている。ヘッドライトは、運転者が２つの配光方向（ハイビームとロービーム）の１つを選択できるようになっている。このうち、ハイビームは上向きの配光を有し、約１００メートル程度の前方まで照明可能であり、ロービームは下向きの配光を有し、約４０メートル程度の前方まで照明可能である。夜間の配光として、日本では常態の配光はハイビームであり、ハイビームを「走行用前照灯配光」、ロービームを「擦れ違い用前照灯配光」と称することがある。
【０００３】
しかしながら、ハイビームは運転者から見た視認性は良好であるが、対向車両とすれ違う際に対向車両の運転者を眩惑したり、近距離の先行車両の運転者をルームミラー越しに眩惑する場合がある。このため、対向車との擦れ違い時や、先行車両に接近して走行する場合などには、ハイビームからロービームに切り替えることが推奨されている。
【０００４】
一方、運転者にとって対向車との擦れ違いや先行車両に接近したことを認識して、頻繁に切り替え操作を行うことは大きな負担である。このため、ハイビームにすべき状況でロービームのまま走行したり、ロービームにすべき状況でハイビームのまま走行する車両が多いことが指摘されている。
【０００５】
そこで、対向車の有無に基づいてヘッドライトの配光を自動的に制御する技術が考えられている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、自車両が対向車両の運転者の視認性を阻害する道路形状の道路を走行する場合に、切り替え手段がハイビームをロービームに切り替える車両用オートライト装置が開示されている。また、特許文献２には、ヘッドライトの点灯時、先行車及び対向車の少なくとも一方が検出されている場合、制御手段がヘッドライトをロービームに設定するヘッドライト制御装置が開示されている。また、車速によってロービームとハイビームを切り替える技術も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
このように、ヘッドライトの配光を適切に制御するには対向車や先行車を精度よく検出することが好ましく、対向車両のヘッドライトや先行車両のテールランプを検出する技術が考えられている（例えば、特許文献４，５参照。）。特許文献４には、カラー撮像手段を用いて前方をカラー撮影してヘッドライトとテールランプを識別するヘッドライト制御装置が開示されている。また、特許文献５には、対になった高輝度部を検出して車両のライトを検出する物体判別装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４のように色情報をテールランプの検出に用いる場合、色のある物体とテールランプの判別が困難になるという問題がある。また、特許文献５のように対になった高輝度部の間の距離などから車両のライトを検出する方法では、ライト以外の物体をライトであると誤認識することがあるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、ライト以外の物をライトであると誤認識することを抑制する物体判別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】
【０００９】
本発明は、第一の分光感度を有する第一の光電変換手段、及び、前記第一の分光感度の一部の波長に感度を有さない第二の分光感度を有する第二の光電変換手段、を有する撮像手段と、前記第一の光電変換手段の出力値と、前記第二の光電変換手段の出力値に、前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いよりも大きな差があるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が大きな差があると判定した場合、前記第一の光電変換手段の出力値と前記第二の光電変換手段の出力値の差又は差の補正値を前記第二の光電変換手段の出力値に置き換える第一の処理手段と、前記判定手段が大きな差がないと判定した場合、前記第二の光電変換手段の出力値に前記第一の分光感度と前記第二の分光感度の違いに基づく補正を施す第二の処理手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
ライト以外の物をライトであると誤認識することを抑制する物体判別装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本実施形態の物体判別装置の概略的な特徴を説明する図の一例である。
【図１Ｂ】光電変換素子の出力例と補正例を説明する図の一例である。
【図２】物体判別装置の概略構成を模式的に説明する図の一例である。
【図３】ヘッドライトの概略図の一例である。
【図４】画像解析ユニットのハードウェア構成図の一例である。
【図５】物体判別装置の機能ブロック図の一例である。
【図６】自車両に車載された撮像ユニットの撮影範囲を模式的に示す図の一例である。
【図７】先行車両のテールランプを模式的に示す図の一例である。
【図８】対向車両のヘッドライトを模式的に示す図の一例である。
【図９】テールランプとヘッドライトが撮影された画像を模式的に示す図の一例である。
【図１０】ガードレールに配置された反射板の一例を示す図である。
【図１１】カーブに沿って配置された反射板の一例を示す図である。
【図１２】遠方のヘッドライトと近くのテールランプの明るさを模式的に説明する図の一例である。
【図１３】テールランプと反射板の反射光の判別の困難さを説明する図の一例である。
【図１４】ＨＩＤランプとハロゲンランプの分光分布の一例を示す図である。
【図１５】分光分布と分光感度１、２を模式的に示す図の一例である。
【図１６】分光感度１から短波長カットフィルタにより生成される分光感度２を説明する図の一例である。
【図１７】分光感度１から長波長カットフィルタにより生成される分光感度２を説明する図の一例である。
【図１８】一般的な光電変換手段の分光感度の一例である。
【図１９】カラーフィルタの一例を示す図である。
【図２０】５２０ｎｍ以下の短波長をカットする短波長カットフィルタの透過特性を説明する図の一例である。
【図２１】カラーフィルタにおける短波長カットフィルタの配置例を説明する図の一例である。
【図２２】ｇ画素部分を含むカラーフィルタを模式的に示す図の一例である。
【図２３】撮像素子上に配置されたカラーフィルタを模式的に示す図の一例である。
【図２４】Ｒ画素部分、Ｇ画素部分及びＢ画素部分を透過する光の波長域の一例を示す図である。
【図２５】物体判別装置の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。
【図２６】撮像ユニットの光電変換手段を模式的に示す図の一例である。
【図２７】撮像範囲の一例、画像データの一例を、それぞれ模式的に示す図である。
【図２８】反射板、テールランプ、ヘッドライトの判定を説明する図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
図１Ａは、本実施形態の物体判別装置の概略的な特徴を説明する図の一例である。図１（ａ）に示すように自車両は、夜間、先行車両の後方を走行し、車載したカメラが前方を撮影している。カメラが撮影する画像には先行車両のテールランプと対向車両のヘッドライトが映っている。テールランプとヘッドライトは光源の明るさが大きく異なるので、自車両は画像処理することにより比較的容易にテールランプとヘッドライトを判別することができる。よって、対向車両のヘッドライトの検出により、自車両がハイビームであった場合は、ロービームに切り替えることができる。
【００１３】
これに対し、図１（ｂ）に示すように、カーブなどで道路に沿って反射板が設置されている場合がある。自車両のカメラが反射板を撮影すると、自車両のハイビームの光が反射して高輝度領域として撮影される。この高輝度領域はヘッドライトとは明るさが大きく違うのでヘッドライトと判別することは容易だが、反射板の反射光とテールランプの明るさに大きな違いないため判別が困難である。
【００１４】
そこで、本実施形態の物体判別装置は、例えばＨＩＤ（High Intensity Discharge lamp）ランプの分光分布（テールランプとＨＩＤの入射光の違い）に着目して、画像から先行車両のテールランプと、自車両のヘッドライトで照らされた反射板の反射光を判別する。すなわち、自車両のヘッドライトがＨＩＤランプを採用していることを前提として、メーカなどがＨＩＤランプの分光分布を予め調べておく。これに対し、テールランプの分光分布は一様である。
【００１５】
図１Ｂは、光電変換素子の出力例と補正例を説明する図の一例である。ＨＩＤランプが例えば約５１０ｎｍ等の波長にピークを持っていると仮定する。この場合、光電変換素子の分光感度を以下のように設計する。
光電変換素子Ａ：一様な波長に分光感度を有する。
光電変換素子Ｂ：約５２０ｎｍ以上の波長に対し分光感度を有する（短波長側がカットされている）。
【００１６】
ここでは、説明のため光電変換素子Ａに対し、光電変換素子Ｂでは１／５の波長の感度をカットしたとする。
【００１７】
カメラがテールランプを撮影した場合、光電変換素子Ａは例えばテールランプの光を全て受光できる。光電変換素子Ｂは約５２０ｎｍ以上の波長のテールランプの光を受光する。このため、光電変換素子ＡとＢの出力は、短波長側がカットされた分だけ少なくなる。
【００１８】
これに対し、カメラがＨＩＤランプの光が反射した反射板を撮影した場合、光電変換素子ＡはＨＩＤの５１０ｎｍのピークの光を受光できる。光電変換素子Ｂは約５２０ｎｍ以下に感度がないので、ＨＩＤの５１０ｎｍのピークの光を受光できない。このため、光電変換素子Ａの出力は、ＨＩＤランプの光の強さに相当したものとなるが、光電変化素子Ｂの出力は、極めて小さくなる（図ではゼロ）。
【００１９】
したがって、
（１）光電変換素子Ａの出力Ａ、光電変換素子Ｂの出力Ｂが「出力Ｂ＝出力Ａ×４／５」と見なせる場合、カメラはテールランプを撮影していると判定できる。出力Ａと出力Ｂがこの関係から大きくずれる場合、カメラはＨＩＤランプの光が反射した反射板を撮影していると判定できる。
（２）また、出力Ｂは、短波長側の分光感度がカットされているので出力が低下している。このため、カメラは出力Ｂを以下のように補正する。
【００２０】
・テールランプが撮影されている場合
補正後の出力Ｂ＝出力Ｂ×５／４
こうすることで、光電変換素子ＡとＢとで出力の差をほぼなくすことができる。
【００２１】
・ＨＩＤランプが撮影されている場合
この場合、分光感度Ａと分光感度Ｂのそれぞれの出力の差を算出することで、仮想的に分光感度Ｃの光電変換素子Ｃを作り出す。分光感度Ｃの出力は、光電変換素子Ａが輝線スペクトルのみを受光した場合の出力と同等の出力になる。これを利用して、出力Ａ，Ｂには、以下の３つの補正方法がある。
(i)光電変換素子Ｃの出力Ｃ（出力Ａ−出力Ｂ）を出力Ｂの出力とする（出力Ａはそのまま）
(ii)光電変換素子Ｃの出力Ｃ（出力Ａ−出力Ｂ）を５倍して、出力Ａ、Ｂの出力とする。
(iii)上記の５倍という補正係数を、光電変換素子Ａ，Ｂが白色スペクトルを受光したときの出力Ａ，Ｂに基づき決定し、(ii)と同様に補正する。
【００２２】
(ii)(iii)のように出力Ｃを補正することで、出力Ｃは分光感度が、１／５になっているので５倍することで分光感度Ａが連続スペクトルと同等の出力が得られ、輝度値を得やすくなる。図では分光感度Ｃが(ii)の補正による出力を示し、分光感度Ｃの矢印の先の出力Ａ，Ｂが(iii)の補正による出力を示す。
【００２３】
このように、本実施形態の物体判別装置は、光電変換素子によって受光する光の波長が異なっていることで、輝度を比較するという比較的容易な処理でテールランプか反射板かを判別できる。また、光電変換素子間で分光分布が異なっていても、出力値を補正することで均一な出力が得られる。
【００２４】
〔構成例〕
図２は、本実施形態における物体判別装置の概略構成を模式的に説明する図の一例である。前照灯装置２００は、自動車や自動二輪車などの自車両に搭載された撮像ユニット１１で前方を撮像し、画像データの解析結果に応じてヘッドライト１２の配光制御を行う。
【００２５】
前照灯装置２００は、物体判別装置１００とヘッドライト１２を有している。物体判別装置１００は、撮像ユニット１１、画像解析ユニット１３、及び、ヘッドライト制御ユニット１４を有する。これらの各ユニットは専用線や車載ＬＡＮなどにより接続されている。
【００２６】
撮像ユニット１１は、自車両の進行方向前方の所定領域を撮像するものであり、例えば、自車両の車室内のルームミラーに設置される。撮像ユニット１１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの光電変換手段（撮像素子）を備えた単眼のカメラ又はステレオカメラを有している。撮像ユニット１１は、サイクル時間（例えば３０〜６０fps）毎に前方を撮影する。
【００２７】
撮像ユニット１１が撮像した画像データは、画像解析ユニット１３に入力される。画像解析ユニット１３は、撮像ユニット１１から送信されてくる画像データを解析し、自車両の前方に存在する先行車両や対向車両の有無を判別する。より具体的には、画像にヘッドライトが撮影されていることで対向車両を検出し、テールランプが撮影されていることで先行車両を検出する。そして、テールランプが撮影されているか否かの判定の際、反射板からの反射光とテールランプとを判別する。
【００２８】
画像解析ユニット１３は、画像解析結果をヘッドライト制御ユニット１４に送出する。ヘッドライト制御ユニット１４は、対向車両が検出されたという解析結果を受信すると、ヘッドライト１２の配光をハイビームからロービームに切り替える。これにより、自車両のヘッドライト１２が対向車両の運転者を幻惑することを防止できる。また、ヘッドライト制御ユニット１４は、先行車両が検出されたという解析結果を受信すると、ヘッドライト１２の配光をハイビームからロービームに切り替える。これにより、自車両のヘッドライト１２が先行車両の運転者を幻惑することを防止できる。
【００２９】
図３は、ヘッドライト１２の概略図の一例を示す。ヘッドライト１２の光源には従来のハロゲンランプより明るくかつ消費電力も小さいＨＩＤランプが用いられることが多くなっている。ＨＩＤランプは放電ランプの一種であり、その特徴については後述する。ヘッドライト１２はランプハウジング１２１とレンズ１２２により密閉された空間内に、主にリフレクタ１２３と光源バルブ１２４を有するように構成される。リフレクタ１２３と光源バルブ１２４は不図示のアクチュエータにより揺動可能に保持されており、ステアリング操作や車高に応じて光軸を上下左右に調整することができる。
【００３０】
光源バルブ１２４は、ガラス管球中にロービーム用バルブ１２５及びハイビーム用バルブ１２６が配置されている。ロービーム用バルブ１２５は、リフレクタ１２３の焦点よりも車両の前方側に配置されている。ロービーム用バルブ１２５はおよそ下半分が遮光フード１２７により覆われている。ハイビーム用バルブ１２６は、リフレクタの焦点か又はその近くに配置されている。
【００３１】
ロービーム用バルブ１２５が発する光は、一部が遮光フード１２７により遮断され、上方側の残りの光がリフレクタ１２３の上半面により反射され、ロービームの配光パターンを形成する。リフレクタ１２３のほぼ上半分にしか反射されないので、光は遠方に到達しない。ハイビーム用バルブ１２６が発する光は、リフレクタ１２３のほぼ全面において反射され、ハイビームの配光パターンを形成する。リフレクタ１２３の全面に反射される光は遠方に到達する。
【００３２】
なお、例えば日本の法令では、ロービームとハイビーム共に１００００カンデラ以上の明るさを有することが定められている。このような法令の有無や基準値は各国により様々であるが、ヘッドライト１２はテールランプよりもかなり明るいとしてよい。
【００３３】
なお、図示する例は一例であって、ロービーム用の光源バルブとハイビーム用の光源バルブを別体に配置してもよいし、ロービームとハイビームに共通の光源バルブを配置し、光軸の向きを変えることでロービームとハイビームの配光を形成してもよい。また、本実施形態では少なくともハイビームがＨＩＤランプを光源とすればよく、ハイビームをＨＩＤ、ロービームを例えばハロゲンにて形成してもよい。
【００３４】
このようなヘッドライト１２及び画像解析ユニット１３は、駆動力を車輪に伝達して走行する一般的な車両に搭載できる。駆動力には、例えば、レシプロエンジン、ディーゼルエンジン、ロータリーエンジン、電気モータ、エンジンと電気モータの両方、などがあるが、どのような駆動力で走行する車両でもよい。また、エンジンの配置場所（ＦＦ、ＦＲ、ミッドシップ）や気筒数、排気量に影響されることもない。また、乗用車、軽自動車、トラックなどの車両サイズ、又は、車輪数にも影響されない。
【００３５】
図４は、画像解析ユニット１３のハードウェア構成図の一例を示す。画像解析ユニット１３は、コンピュータや情報処理装置と同様の構造を有し、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３、及び、コントロールＩＣ１３４がバス１３５により接続された構成を有している。コントロールＩＣ１３４は撮像ユニット１１と専用線により接続されている。
【００３６】
ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３に記憶されたプログラム１３６を実行して物体判別装置１００の全体を制御する。ＲＡＭ１３２は画像データや解析結果を保持する作業メモリである。コントロールＩＣ１３４は、撮像ユニット１１から画像データを受信する入力インタフェースと、撮像ユニット１１を制御する出力インタフェースの機能を有する。コントロールＩＣ１３４は、ＣＰＵ１３１からの指示により、撮像ユニット１１のシャッタ時間（メカ的、電子的のどちらでもよい）やゲインを制御する。この他、コントロールＩＣ１３４が画像データをＡ／Ｄ変換するなどの画像処理機能を有していてもよい。
【００３７】
ＣＰＵ１３１はプログラム１３６を実行することで、後述するように、画像データを解析して先行車両のテールランプと対向車両のヘッドライトを検出する機能、検出結果をヘッドライト制御ユニット１４に送信する機能等を提供する。
【００３８】
図５は、物体判別装置１００の機能ブロック図の一例を示す。撮像ユニット１１は、第一の光電変換手段２１及び第二の光電変換手段２２を有する。第一の光電変換手段２１は、特定の波長の光をカットしない光電変換手段であり、第二の光電変換手段２２は特定の波長の光をカットする光電変換手段である。それぞれが複数あるのは、画素又は画素ブロックごとに、第一の光電変換手段２１及び第二の光電変換手段２２を有するためである。複数の第一の光電変換手段２１の機能は誤差を除けば同等であり、複数の第二の光電変換手段２２がカットする波長はほぼ同じと見なせる。
【００３９】
画像解析ユニット１３は、差異判断手段２３、第一の処理手段２４及び第二の処理手段２５を有する。各手段は、ＣＰＵ１３１がハードウェアと協働してプログラム１３６を実行することで実現される。
【００４０】
差異判断手段２３は、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差異を算出し、差異を閾値と比較する。差異判断手段２３が、差異が第二の光電変換手段２２の帯域カットに伴う感度差以内であると判断した場合、連続スペクトルが受光されたと判定する。この場合、第二の処理手段２５は、第二の光電変換手段２２の出力値に感度差に対応する補正係数を乗じることで、補正された第二の光電変換手段２２の出力値を第一の光電変換手段２１の出力と同等に扱う。この処理については後述する。
【００４１】
差異判断手段２３が、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の差異が帯域カットに伴う感度差以上であると判断した場合、輝線スペクトル（ＨＩＤランプの特定の波長の光）が受光されていると判定する。この場合、第一の処理手段２４は、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差を、第二の光電変換手段２２の出力値に置き換える。また、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差に、対応する補正係数を乗じることで、第二の光電変換手段２２の出力値を生成してもよい。この処理については後述する。
【００４２】
したがって、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の差異の大きさを監視することで、輝線スペクトルを精度よく検出することができる。
【００４３】
また、輝線スペクトルが撮影されていない場合でも（連続スペクトルが入射されている場合でも）、第二の光電変換手段２２の出力を第一の光電変換手段２１の出力と同等に扱うことができるので、帯域カットしても高画質な画像データを得ることが可能である。したがって、昼間の画像データの画質を低減せずに、ＨＩＤランプの様な放電光源とハロゲンランプの様な白熱電球光源を判別できる。
【００４４】
〔反射板の反射光とテールランプについて〕
図６は、自車両に車載された撮像ユニット１１の撮影範囲を模式的に示す図の一例である。本実施形態では夜間であることを想定している。車には、夜間走行の為にヘッドライト１２の装備が義務づけられることが多い。運転者は、走行中、必要に応じて、ハイビームとロービームを切り替えている。こうすることで、市街地などで先行車両の後方を走行している際や対向車両とすれ違う際に、自車両のヘッドライト１２の光で他車両の運転者を眩惑することを抑制している。
【００４５】
また、本実施形態の物体判別装置１００は、このような配光の切り換えを運転者の操作がなくても自動的に行うことができる。具体的には、自車両のハイビームの照明範囲に走行している他車両（先行車両及び対向車両）があるか否かを判定して、走行している他車両が検出された場合にはロービームに切り替える。
【００４６】
走行中、撮像ユニット１１の撮影範囲には、自車両と同じ車線を走行する先行車両と、対向車線を走行する対向車両が含まれ得る。自車両のヘッドライト１２の光は対向車両の運転者には直接、先行車両の運転者にはルームミラー越しに到達する。このため、対向車両だけでなく先行車両に対してもハイビーム配光の投射を避けるべきである。
【００４７】
図７は先行車両のテールランプを、図８は対向車両のヘッドライトをそれぞれ模式的に示す図の一例である。日本では、車両には後面の２か所に赤色の灯火（テールランプ）を配置することが法令で定められている。夜間、先行車両はテールランプを点灯し、対向車両はヘッドライトを点灯するので、撮像ユニット１１が撮影する画像にはテールランプとヘッドライトが高輝度領域として撮影される。したがって、先行車両や対向車両をカメラ等で撮像し識別する場合にはライト部分を検出することが有効であると考えられる。
【００４８】
図９は、テールランプとヘッドライトが撮影された画像を模式的に示す図の一例である。ヘッドライトやテールランプは左右対称に車両に配置されるので、ほぼ水平に左右対称に存在する高輝度領域を検出する。ライト部分の検出方法の一例は例えば以下のようになる。
（１）画像解析ユニット１３は、例えば、所定値以上の輝度の高輝度領域を特定する。
（２）画像解析ユニット１３は、左右一対の高輝度領域の間の距離と、高輝度領域そのものの大きさの組み合わせから、ライト以外の高輝度領域を除外する。残った高輝度領域の大きさと焦点距離などから他車両までの距離が推定できるので、ライト部分間の距離を求めることができる。
（３）ここで、車両の一対の灯火間の距離はおおよそ決まっている。画像解析ユニット１３は、予め決まっている車両の一対の灯火間の距離と、ライト部分間の距離を求め、高輝度領域がライト部分か否かを判定する。これによりテールランプやヘッドライトをある程度、検出できる。
【００４９】
しかしながら、ガードレールや中央分離帯に施設されている反射板に自車両のヘッドライト１２の光を照射した場合、テールランプとの判別が困難になる場合がある。
【００５０】
図１０（ａ）は、ガードレールに配置された反射板の一例を示す図である。ガードレールには、特にカーブなどにおいて、車両が歩道やがけに接近しないように、図１０（ａ）のような反射板３１が等間隔で設けられることが多い。反射板３１は、入射した光を入射した光の光源方向に反射する。反射板３１はいくつかの種類があるがどのような構造でもよく、また入射する光を増幅する機能を有していてもよい。
【００５１】
図１０（ｂ）は撮像ユニット１１が撮影した画像を模式的に示す図の一例である。反射板の高輝度領域が、画像の下方から上方に等間隔に撮影されている。
【００５２】
図１１（ａ）はカーブに沿って配置された反射板を、図１１（ｂ）は撮像ユニット１１が撮影した画像を模式的に示す図の一例である。カーブに沿って反射板３１が配置されているため、遠方の反射板３１が自車両の前方に存在する。このため、画像には、左右に等間隔に反射板が撮影され、テールランプと混同されるおそれが生じる。
【００５３】
仮に、自車両が、図１１（ｂ）の反射板をテールランプと誤認した場合、ヘッドライト制御ユニット１４は反射板（先行車両）に光が当たらない様にヘッドライト１２の配光を制御してロービームに切り替える。すると、自車両の運転者は反射板を目視しにくくなり、ガードレールの位置を把握しにくくなる。したがって、反射板と車両のテールランプを判別することが非常に重要であることがわかる。
【００５４】
ところで、この10000カンデラ以上のヘッドライトとテールランプ（多くの場合１００カンデラ以下）では大きく明るさが異なる。よって、高輝度領域の最高の輝度値だけでも、多くの場合、画像解析ユニット１３はヘッドライトとテールランプを判別することができる。
【００５５】
また、遠方のヘッドライトと近くのテールランプとでは輝度が同程度になる場合があるが、輝度以外の情報を用いることにより、ヘッドライトとテールランプは判別可能である。
【００５６】
図１２は、遠方のヘッドライトと近くのテールランプの明るさを模式的に説明する図の一例である。自車両から見て対向車両は先行車両よりも遠方を走行している。このため、画像解析ユニット１３は２対の高輝度領域が同程度の輝度であると判定している。このような場合、画像解析ユニット１３は、予め既知の車幅を利用して、ヘッドライトとテールランプを判別する。
【００５７】
ヘッドライトもテールランプも車幅とほぼ同じ位の間隔で1対の光源が配置されている。撮影された画像において１対の高輝度領域の間隔は、自車両からの距離に比例して変化するので、ヘッドライトと同程度の１対の高輝度領域の間隔が閾値以上であれば、その車両と自車両との間隔が短いことを意味する。このような短い距離に対向車両が存在することはないので、近くのテールランプの明るさが遠方のヘッドライトと同程度の明るさでも、１対の高輝度領域の間隔を閾値と比較するだけでテールランプとヘッドライトを容易に判別できる。
【００５８】
一方、テールランプと反射板の反射光は判別が容易ではない。
図１３は、テールランプと反射板の反射光の判別の困難さを説明する図の一例である。図１３に示すように、対向車両のヘッドライトは最も明るく撮影される。これに対し、自車両のヘッドライトが反射板で反射された光は、反射光に過ぎないので、ヘッドライト程、明るく撮影されない。このため、反射光の明るさがテールランプと同程度になった場合、テールランプと反射光を判別できない場合がある。
【００５９】
〔テールランプと反射板の反射光の判別〕
テールランプとヘッドライトで照明された反射板を判別できれば、ヘッドライト１２の適切な配光制御が可能になる。一部の従来技術（例えば、上記の特許文献４）では、カラー撮像装置を用いてテールランプを検出する方法も開示されている。しかし、反射板には様々な色の反射板が存在し、テールランプと同色の赤色の反射板もあるため、単に色を考慮しただけでは判別できない場合がある。
【００６０】
そこで、本実施形態の物体判別装置１００は、反射板が自車両のヘッドライト１２の光を反射することで光っている事に着目してテールランプと反射板を判別する。
【００６１】
ヘッドライトやテールランプにはハロゲンガスを充填した白熱電球であるハロゲンランプが用いられているが、近年では、ヘッドライトにハロゲンランプでは無く、より明るいＨＩＤランプ（放電ランプの一種で、メタルハライドランプとも呼ばれる）が採用されることが多い。ＨＩＤランプは明るいため、前方の視認性が向上する。
【００６２】
図１４は、ＨＩＤランプとハロゲンランプの分光分布の一例を示す図である。図１４では、波長〔ｎｍ〕に対して輝度を正規化（それぞれの最大輝度を１とする）している。このため、図１４では両者の輝度が同じだが実際の明るさは異なっている。
【００６３】
放電ランプについて簡単に説明する。放電ランプは、まず、気体を封入した放電管に電圧を印加して、放電管内の電子を気体に衝突させ、気体をイオン化する。イオン化された気体は電極に移動するので、移動により電極から電子が放出され、気体に衝突する。気体に電子が衝突すると、気体の原子が励起されその後、基底状態に戻り、この時に気体の種類に応じた波長の光が発生される。これは、励起状態から基底状態に戻る際の光の波長は、２つの状態のエネルギーの差に依存するためである。気体の原子によって励起状態（電子の軌道によって複数ある）と基底状態のエネルギーは決まっているので、励起状態から基底状態に戻る際の光の波長は、気体に依存した値になる。この波長は励起状態によって複数あるので波長のピークも（本実施形態ではこれを輝線スペクトルと称している）もいくつか現れる。
【００６４】
図１４のＨＩＤランプの分光分布は、この放電ランプの特徴としていくつかのピークを有している。このため、フィラメントが発光するハロゲンランプとは分光分布が大きく異なっている。ＨＩＤランプの分光分布では、多くのピークがあるが例えば４７５と５１０に大きなピークがある。この輝線スペクトルは、ＨＩＤランプを特徴付ける指紋の様なものといえる。
【００６５】
この光を反射板に投射した場合、反射した光の分光分布も同様な分光分布を示す。よって、自車両が、何らかの方法で分光分布を調べれば、ハロゲンランプのテールランプとＨＩＤランプで照明された反射板を容易に判別できる。つまり、まず、物体判別装置１００は、自車両のヘッドライトの光源として、ＨＩＤランプの様な輝線スペクトルを持つ放電ランプを採用する。そして、自車両のヘッドライト１２で照らされた反射板３１と他車両のテールランプ（ハロゲンランプの）とが明らかに異なる分光分布になる自然現象を活用して、反射板とテールランプを判別する。
【００６６】
自車両が、輝線スペクトルを検出する単純な方法として、ＨＩＤランプの輝線スペクトルと同じ波長の分光感度を持った光電変換手段（撮像素子）を使用する方法が考えられる。この光電変換手段によって輝線スペクトルを検出すればよい。しかし、この様な輝線スペクトルに特化した光電変換手段は非常に狭いバンドパスフィルタを設ける必要があると共に、そのセンサは輝線スペクトルの波長しか受光しないので別の用途（例えば昼間の撮影）に使用できない。
【００６７】
そこで、本実施形態の物体判別装置１００は、分光感度の異なる光電変換手段を組み合わせてＨＩＤランプのような輝線スペクトルを検出する。
【００６８】
図１５（ａ）は分光分布を模式的に示す図の一例を、図１５（ｂ）は分光感度１を模式的に示す図の一例を、図１５（ｃ）は分光感度２を模式的に示す図の一例を、それぞれ示す。この分光感度１は第一の光電変換手段２１の分光感度に相当し、分光感度２は第二の光電変換手段２２の分光感度に相当する。
【００６９】
図１５（ａ）の左の分光分布は例えばＨＩＤランプの輝線スペクトルを想定したものであり、右の分光分布は例えばハロゲンランプの連続スペクトルを想定したものである。分光感度１は連続スペクトルの全域に感度を有する（この分光感度１の光電変換手段は連続スペクトルの全域の光を撮影できる）。一方、分光感度２は輝線スペクトルにだけ感度を有さない（この分光感度２の光電変換手段は輝線スペクトルの光を撮影できない）。すなわち、輝線スペクトルの波長を含んだ分光感度２の第一の光電変換手段２１と、輝線スペクトルを含まない分光感度２の第二の光電変換手段２２を設けた撮像ユニット１１を用いることで、輝線スペクトルの有無を判断できる。
【００７０】
図１５（ｂ）（ｃ）からも明らかなように、撮像ユニット１１が連続スペクトルを受光した場合、分光感度１と分光感度２の出力の違いは、分光感度１と分光感度２の受光範囲の比に略比例する。
【００７１】
これに対し、輝線スペクトルを受光した場合、分光感度１の第一の光電変換手段２１は輝線スペクトルを受光するが、分光感度２の第二の光電変換手段２２は全く受光しない（理想的には分光感度２の第二の光電変換手段２２は輝線スペクトルを全く受光しない）。このため、輝線スペクトルを受光した場合、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の出力値は大きく異なった値になる。
【００７２】
以上から、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差異が、第一の光電変換手段２１の受光範囲ａと第二の光電変換手段２２の受光範囲ｂの差と大きく異なれば、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２は輝線スペクトルを受光したと言える。このため、差異判断手段２３は、「第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差＞ａ−ｂ」を比較する。このままでは直接的な比較が困難なので、"ａ−ｂ"に対応する閾値を設計的に又は実験的に求めておく。また、比較の方法としては「第一の光電変換手段２１の出力値／第二の光電変換手段２２の出力値＞ａ／ｂ」を比較してもよい。この"ａ−ｂ""ａ／ｂ"又はこれらに余裕分を加えた値が閾値に相当する。
【００７３】
〔第二の光電変換手段２２の出力値の補正〕
ここで、第二の光電変換手段２２では受光する帯域のカットにより、連続スペクトルか輝線スペクトルかに関係なく受光量が減少しているので、このままでは画質が低下してしまう。そこで、第二の光電変換手段２２に帯域のカットがないと仮定した場合のおよその出力を推定するのが、第一の処理手段及び第二の処理手段である。
【００７４】
連続スペクトルを受光した場合には、第二の処理手段が、分光感度２の出力値に、分光感度１と分光感度２の範囲の比を乗じることで、第二の光電変換手段２２に帯域のカットがないと仮定した場合のおよその出力を推定できる。
【００７５】
また、輝線スペクトルを受光した場合には、理論的には、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差＝第二の光電変換手段２２の出力値、とすればよい。同様に、理論的には第一の光電変換手段２１の出力値＝第二の光電変換手段２２の出力値としても同じである。
【００７６】
また、好例としては、正規化するために、第一の光電変換手段２１の帯域と、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の帯域の差の比を、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差に乗じる。これにより、第一の光電変換手段２１と、第一と第二の光電変換手段の出力の差から形成される仮定的な光電変換手段が等価な感度を有するようになる。
【００７７】
これは、以下のように説明できる。第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差を算出することは、輝線スペクトルが存在する範囲の分光感度を仮想的に作り出すことに相当する。この仮想的な分光感度の帯域が実際の第二の光電変換手段２２の分光感度の帯域よりも小さい場合、第一、第二の光電変換手段と同じ感度を有するように補正係数を乗じることがより適切な値が得られる。
【００７８】
・連続スペクトルの場合
第一の光電変換手段２１の出力値をＳ１、帯域をａ、第二の光電変換手段２１の出力値をＳ２、帯域をｂとする。補正後の第二の光電変換手段２１の出力値は、以下のようになる。
補正後の第二の光電変換手段２１の出力値＝Ｓ２×（ａ／ｂ）
・輝線スペクトルの場合
(i) 補正後の第二の光電変換手段２１の出力値＝Ｓ１＝Ｓ１−Ｓ２
(ii) 補正後の第一の光電変換手段２１の出力値＝
補正後の第二の光電変換手段２２の出力値＝（Ｓ１−Ｓ２）×｛ａ／（ａ−ｂ）｝
つまり、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の出力の差が閾値以下の場合には（連続スペクトルの場合）、差に受光範囲の比を乗ずることで連続スペクトルを検出できる。差が閾値よりも大きい場合（輝線スペクトルの場合）、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の出力の差、又は、補正値により輝線スペクトルを補正できる。
【００７９】
〔具体的実現方法〕
次に、このような輝線スペクトルの波長を含む分光感度１の光電変換手段と含まない分光感度２の光電変換手段を、撮像ユニット１１においてどのように実現するかについて説明する。
【００８０】
図１６は、分光感度１から短波長カットフィルタにより生成される分光感度２を説明する図の一例である。分光感度１の第一の光電変換手段２１に対し、短波長側の光を選択的にカットすることで、分光感度２の第二の光電変換手段２２が擬似的に得られる。すなわち、短波長カットフィルタを分光感度１の第一の光電変換手段上に設ける事で、分光感度２の第二の光電変換手段２２子を実現できる。したがって、ある１つの撮像素子（分光感度１）にフィルタを貼付すればよいことになる。
【００８１】
図１７は、同様に、分光感度１から長波長カットフィルタにより生成される分光感度３を説明する図の一例である。このように長波長カットフィルタを用いることで、長波長側が欠けた分光感度３を持つ光電変換手段も同様に実現できる。図１６，１７から分かるように、輝線スペクトルの波長に応じて第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の分光感度を設計できる。
【００８２】
〔カラーの光電変換手段について〕
上記のような分光感度１の光電変換手段と分光感度２の光電変換手段では、モノクロの撮像ユニット１１による輝度画像にしか対応できない。カラーの光電変換手段では、Ｒ・Ｇ・Ｂ毎に受光するため、Ｒ・Ｇ・Ｂ全てにフィルタをかけると撮影された画像の色の再現性が変わってしまうためである。そこで、カラーの撮像ユニット１１における具体的な手法について説明する。
【００８３】
図１８は、一般的な光電変換手段の分光感度の一例を示す。単板（ＣＣＤやＣＭＯＳ）の光電変換手段であっても、分光感度は一定にならず、可視光の範囲をカバーする山型の分光分布を有する。これに対し、光に含まれるＲ・Ｇ・Ｂの光の波長は、Ｒ＝７００ｎｍ、Ｇ＝５４６ｎｍ、Ｂ＝４３６ｎｍ、程度を中心に図示するように分布する。このため、一般的な光電変換手段の分光感度は、Ｒに対しＲの波長域と光電変換手段の分光感度の重複部分、Ｇに対しＧの波長域と光電変換手段の分光感度の重複部分、Ｂに対しＢの波長域と光電変換手段の分光感度の重複部分、として表される。
【００８４】
なお、単板でなく３ＣＣＤのように各色毎に光電変換手段を有する撮像ユニット１１では、光をダイクロックミラーやプリズムなどでＲ・Ｇ・Ｂそれぞれの波長域に分光する。したがって、ＲＧＢ全体の光電変換手段の分光感度としては図１８と同様になる。
【００８５】
図１９は、カラーフィルタの一例を示す図である。光電変換手段には色を識別する機能がないので、カラーの光電変換手段は、カラーフィルタを使用することで色を捕捉する。カラーフィルタには大きく原色系と補色系があり、図のカラーフィルタはＢａｙｅｒと呼ばれる原色系のカラーフィルタである。１つの光電変換素子毎に図のようにＲ、Ｇ又はＢの部分が対応して配置されている。Ｒ画素部分は主にＲの波長域の光を受光し、Ｇ画素部分は主にＧの波長域の光を受光し、Ｂ画素部分は主にＢの波長域の光を受光する。
【００８６】
ここで、ＨＩＤランプの輝線スペクトルを考慮すると、４７５ｎｍと５１０ｎｍに大きなピークを有しているので、帯域カットのフィルタ等が例えば５２０ｎｍ以下の短波長をカットすれば、ＨＩＤの輝線スペクトルの一部をカットできる。ＨＩＤランプの４７５ｎｍと５１０ｎｍの輝線スペクトルのうち多くを含むのはＧの分光感度である。したがって、Ｇ画素部分に５２０ｎｍ以下の短波長をカットするフィルタ（以下、短波長カットフィルタという）を重ね合わせればよい。こうすることでＧの波長の光に対し図１６の分光感度２の光電変換手段が得られる。
【００８７】
図２０は、５２０ｎｍ以下の短波長をカットする短波長カットフィルタの透過特性を説明する図の一例である。この例では、約５２０ｎｍを境に長波長領域の光が十分に透過され、約５２０ｎｍより短波長領域の光の透過率がほぼゼロである。この透過特性の短波長カットフィルタをＧ画素部分に重ね合わせれば、ＨＩＤランプの輝線スペクトルの少なくとも一部をカットできる。
【００８８】
図２１は、カラーフィルタにおける短波長カットフィルタの配置例を説明する図の一例である。図２１では、４画素につき２つあるＧ画素部分のうち１つに短波長カットフィルタが重ね合わされている。２つあるＧ画素部分のうち１つにだけ短波長カットフィルタが重ね合わされるので、１つのＧ画素部分ではＨＩＤランプの輝線スペクトルを全くカットせず、もう１つのＧ画素部分ではＨＩＤランプの輝線スペクトルの少なくとも一部をカットできる。以下、区別するため、短波長カットフィルタが重ね合わされたＧ画素部分を「ｇ画素部分」という。
【００８９】
図２２は、ｇ画素部分を含むカラーフィルタを模式的に示す図の一例である。図２２のカラーフィルタは、図１９のカラーフィルタに図２１の短波長カットフィルタを重ね合わせることで得られる。そして、図２２のカラーフィルタを光電変換手段上に配置することで目的の透過特性が得られる。
【００９０】
図２３は、光電変換手段に配置されたカラーフィルタを模式的に示す図の一例である。これにより、Ｒ画素部分、Ｇ画素部分、Ｂ画素部分、及び、ｇ画素部分を透過した光が光電変換される。実際には、隣接したＲ画素部分を透過して光電変換された値を補間するなどして、Ｇ画素部分、Ｂ画素部分、及び、ｇ画素部分のＲ画像が取得される。Ｇ画素部分、Ｂ画素部分、及び、ｇ画素部分についても同様である。
【００９１】
図２４（ａ）はＲ画素部分、Ｇ画素部分及びＢ画素部分を透過する光の波長域の一例を示す。この波長域は従来の図１８の分光感度とほぼ同じ形状になる。すなわち、Ｒ画素部分はＲの波長の光が透過し、Ｇ画素部分はＧの波長の光が透過し、Ｂ画素部分はＢの波長の光が透過する。
【００９２】
これに対し、ｇ画素部分を透過する光の波長域は、図２４（ａ）にて矢印で示す波長域が欠落したものとなる。
【００９３】
図２４（ｂ）はｇ画素部分を透過する光の波長域の一例を示す。図２４（ｂ）では、矢印で示す波長域が欠落していることがわかる。図２４（ａ）のＧの波長域は図１５（ａ）の分光感度１に相当し、図２４（ｂ）のｇの波長域は図１５（ｃ）の分光感度２に相当する。したがって、Ｇ画素から５２０ｎｍ以下の感度のないｇ画素を持つ光電変換手段を設計することで、カラーの光電変換手段において、モノクロと同様の分光感度が得られることがわかる。
【００９４】
なお、本実施形態ではＧ画素に短波長カットフィルタを配置するが、Ｇ画素に長波長カットフィルタを配置することもできる。また、Ｒ画素に短波長カットフィルタ又は長波長カットフィルタを配置してもよいし、Ｂ画素に短波長カットフィルタ又は長波長カットフィルタを配置してもよい。
【００９５】
〔ｇ画素部分を透過した光強度の補正〕
ｇ画素部分は、ＨＩＤランプの分光分布が持つ５１０ｎｍと４７５ｎｍ付近の特徴的な輝線スペクトルに感度がない。このため、撮像ユニット１１がＨＩＤランプの光を受光した場合、Ｇ画素部分とｇ画素部分の光電変換の結果である出力値は大きく異なる。すなわち、「Ｇ画素部分の出力値−ｇ画素部分出力値＞閾値」であれば、その画素に撮影されているのは、テールランプでなく反射板の反射光ということになる。
【００９６】
また、「Ｇ画素部分の出力値−ｇ画素部分の出力値」から輝線スペクトルの強度を検出できる。
【００９７】
一方、連続スペクトルを受光した場合、Ｇ画素部分とｇ画素部分の分光感度は、中心波長550nm付近でオーバーラップしているので、Ｇ画素の受光感度に対するｇ画素の受光感度比（上記の帯域比a/b）をｇ画素の出力値に乗ずることで、ｇ画素もＧ画素として代用できる。つまり、本実施形態では、輝線スペクトルを検出するために特化した光電変換手段を設けていないので、ＨＩＤランプを検出する必要がない昼間では、画像が劣化することがない。すなわち、従来のカラーの撮像ユニット１１と遜色のない画像を得ることができる。
【００９８】
また、より正確に色を扱う場合、ｇ画素部分の出力値も含めて輝度信号Ｙを生成する。輝度信号Ｙは例えば「Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ」と表現されるので、このＧとして、（Ｇ＋ｇ（受光感度比で補正済み））／２で置き換えることで輝度信号を正確に扱うことができる。輝度信号は受光感度比で正確に補正できるので従来と全く同様になる。
【００９９】
また、色差信号は、ｇ画素部分の出力値を使用しないで生成する。色差信号Ｃｂ，Ｃｒは「Cb =  -0.168736R - 0.331264G + 0.500000B + 0.5」「Cr =  0.500000R - 0.418688G - 0.081312B + 0.5」にて表現される。そして、この時、ｇ画素部分の出力値を補正したり使用したりせず、Ｇ画素部分の出力値のみ使用する。Ｇ画素部分の出力値は正確なので、ｇ画素部分の出力値を用いないことで色差信号は従来と全く同様になる。したがって、従来と同様のカラー再現性を得ることが可能である。
【０１００】
なお、本実施形態では、５１０ｎｍ、４７５ｎｍ付近の輝線スペクトルに着目したが、５５０ｎｍ付近の輝線スペクトルに着目して、フィルタを作成することもできる。この場合、Ｇ画素の長波長側をカットする。また、５７５ｎｍ付近の輝線スペクトルに着目した場合、Ｇ画素の長波長側をカットすればよい。
【０１０１】
〔動作手順〕
図２５は、物体判別装置１００の動作手順を説明するフローチャート図の一例である。ここでは説明を容易にするため、輝度に着目して説明する。
【０１０２】
図２６は、撮像ユニット１１の光電変換手段を模式的に示す図の一例である。図２６の「第一」は第一の光電変換手段２１であり、特定の波長の光をカットしない光電変換手段を、「第二」は第二の光電変換手段２２であり、特定の波長の光をカットする光電変換手段を、それぞれ示す。
Ｓ１：撮像ユニット１１が自車両前方の撮像範囲を撮影する。撮像範囲の画像データは、画像解析ユニット１３に送信され、画像解析ユニット１３のＲＡＭ１３２に記憶される。
【０１０３】
図２７（ａ）は撮像範囲の一例を、図２７（ｂ）は画像データの一例を、それぞれ模式的に示す図である。図２７（ａ）に示すように、撮像範囲には反射板３１と先行車両のテールランプが存在する。
Ｓ２、Ｓ３：画像解析ユニット１３は、撮像された画像データ全体の平均値等を算出して、昼間の画像データか夜間の画像データかを判定する。昼間か夜間かの判定についてはどの様な方法を用いても良いが、この他、シャッタ速度などから判定することもできる。昼間の場合には本実施形態の物体判別が不要なので、昼間か夜間かを判定することでＣＰＵ等の負荷を低減できる。
Ｓ４：夜間と判断された場合、ライン単位で第一の処理手段２４は隣接する第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差異を算出する。すなわち、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の分光感度の差異により生じる、出力値の差異を検出する。
Ｓ５：次に、差異判別手段２３は、Ｓ４で求めた差異が閾値より大きいか否かを判定する。第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２とでは受光感度が違うので、受光感度の比と出力値の比を比較してもよい。受光感度の比は、第一の光電変換手段２１の分光感度（波長帯域）を基準に第二の光電変換手段２２の分光感度をどの程度狭めたかにより決定される、設計的な数値である。よって、第二の光電変換手段２２を設計する段階で決定されている。閾値は、不揮発性のＲＯＭ１３３などに記憶されている。
【０１０４】
また、白色等の連続スペクトルの被写体を第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２に撮影させ、出力値の比、又は、誤判定を低減するための余裕分をこの比に加えた値を閾値とすることもできる。
Ｓ６：出力値の差異が閾値より大きい場合（Ｓ５のＹｅｓ）、受光感度の比よりも差異が大きいことになり、第一の光電変換手段２１に輝線スペクトルが含まれている可能性が高いと考えられる。よって、第一の処理手段２４は、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の出力値の差を算出する。この差は第二の光電変換手段２２の出力値と見なせる。また、単純に差を算出するのでなく、差を補正係数で補正してもよい。補正係数は、上記の(ii)の式の｛ａ／（ａ−ｂ）｝である。
【０１０５】
補正により、第一の光電変換手段２１、第二の光電変換手段２２の感度領域それぞれの全体で受光した輝線スペクトルの強度が得られる。なお、この補正係数も、設計段階で決定される値だか、前述と同様に、白色等の連続スペクトルの被写体を撮像して、第一の光電変換手段２１の出力を、第一の光電変換手段２１の出力と第二の光電変換手段２２の出力値の差で割ることで求めてもよい。これにより、第一の光電変換手段２１の出力と第二の光電変換手段２２の出力値の差が、第一の光電変換手段２１の出力になるような補正係数が得られる。
【０１０６】
Ｓ７：：出力値の差異が閾値より大きくない場合（Ｓ５のＮｏ）、第一の光電変換手段２１に輝線スペクトルが含まれている可能性は低く、連続スペクトルの可能性が高いと考えられる。第二の処理手段２５は、第二の光電変換手段２２の出力値を分光感度の制限がない状態の出力値に補正するため、第二の光電変換手段２２の出力値に、第一の光電変換手段２１と第二の光電変換手段２２の受光感度の比（上記のa/b）を乗じることで補正する。
【０１０７】
なお、ステップＳ３で、昼間と判断された場合も、連続スペクトルが撮影されるので、ステップＳ７で、第二の光電変換手段２２の出力値に補正値を乗じる。
Ｓ８：第一の処理手段２４は、Ｓ６で算出した差又はＳ７で算出した補正後の第二の光電変換手段２２の出力値をＲＡＭ１３２に記憶する。
Ｓ９：第一の処理手段２４は全画素について処理が終了したか否かを判定し、全画素で処理が終了するまでＳ３〜Ｓ８を繰り返す。
Ｓ１０：以上で、画素毎に、反射板とテールランプを判別できたことになる。また、第二の光電変換手段２２の出力値が補正されているので正確な輝度も得られているので、ヘッドライトとテールランプを判別することもできる。よって、画像解析ユニット１３は、夜間の場合、Ｓ６の算出結果から反射板、テールランプ又はヘッドライトの領域を特定することができる。
【０１０８】
図２７（ｂ）のテールランプ部分は連続スペクトルであるので、第一の光電変換手段２１の出力値に加えて、Ｓ６で補正された第二の光電変換手段２２の出力値を利用できる。したがって、画像データとしては従来の光電変換手段によるものと遜色がない。
【０１０９】
また、反射板の部分は輝線スペクトルであるので、隣接する第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差を、第二の光電変換手段２２が検出したデータとするので、補正しても信頼性がやや低い。しかし、夜間の画像データとしては大きな支障とはならない。
【０１１０】
図２８は、反射板、テールランプ、ヘッドライトの判定を説明する図の一例である。上述したように対向車両のヘッドライトは非常に明るく撮影される。したがって、以下のように判定される。
・画像データの高輝度領域のうち非常に明るい明部はヘッドライトと判断される。
・非常に明るくはないが、第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差異が大きい高輝度領域は、輝線スペクトル、すなわち反射板と判断される。
・第一の光電変換手段２１の出力値と第二の光電変換手段２２の出力値の差異があまりない高輝度領域はテールランプと判断される。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の物体判別装置１００は、複雑な画像認識を用いなくても、分光感度１と分光感度２の光電変換手段を配置することで、輝度を比較するという簡単な処理でテールランプと反射板を判別できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１１    撮像ユニット
１２    ヘッドライト
１３    画像解析ユニット
１４    ヘッドライト制御ユニット
２１    第一の光電変換手段
２２    第二の光電変換手段
２３    差異判断手段
２４    第一の処理手段
２５    第二の処理手段
１００  物体判別装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１３】
【特許文献１】特開２００９−２５５６３９号公報
【特許文献２】特開２００７−８３７６５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５５４８９号公報
【特許文献４】特開平０６−０５５５８１号公報
【特許文献５】特開２００９−２９８３４４号公報
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0005803650.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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