(57)【要約】      （修正有）【課題】幅広い種類の規格物に対応でき、高精度な識別が可能な規格物の画像識別装置の提供。【解決手段】規格物の周囲を含む元画像Ａ１の全ての画素の色を個々に第１周辺領域の色から決定した第１補正画像Ａ２を生成し、第１補正画像Ａ２に基づいて識別候補領域Ａ３を検出し、元画像Ａ１の識別候補領域Ａ３に対応する画素の色を個々に第１周辺領域よりも小さな第２周辺領域の色から決定した第２補正画像Ａ４を生成し、第２補正画像Ａ４と規格物のパターン画像Ａ５とを比較して照合することにより規格物を識別するようにした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
規格物の周囲を含む元画像の全ての画素の色を個々に第１周辺領域の色から決定した第１補正画像を生成し、
前記第１補正画像に基づいて識別候補領域を検出し、
前記元画像の識別候補領域に対応する画素の色を個々に第１周辺領域よりも小さな第２周辺領域の色から決定した第２補正画像を生成し、
前記第２補正画像と規格物のパターン画像とを比較して照合することにより規格物を識別するようにしたことを特徴とする規格物の画像識別装置。
【請求項２】
請求項１記載の規格物の画像識別装置において、
前記第１補正画像を、規格物の周囲を含む元画像の全ての画素の色を個々に第１周辺領域の色から規格物に採用される色に決定して生成したことを特徴とする規格物の画像識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、規格物の画像識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車外の規格物としてナンバープレートを識別するようにした規格物の画像識別装置の技術が公知になっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３０９６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、規格物がナンバープレートであるため、取り込んだカラー画像を白黒画像に変換して的確に識別できるものの、規格物が標識等である場合には、より多くの色や形状を識別する必要があるため、画像処理段階でノイズが発生し易く、識別が困難であった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、幅広い種類の規格物に対応でき、高精度な識別が可能な規格物の画像識別装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の発明では、規格物の周囲を含む元画像の全ての画素の色を個々に第１周辺領域の色から決定した第１補正画像を生成し、前記第１補正画像に基づいて識別候補領域を検出し、前記元画像の識別候補領域に対応する画素の色を個々に第１周辺領域よりも小さな第２周辺領域の色から決定した第２補正画像を生成し、前記第２補正画像と規格物のパターン画像とを比較して照合することにより規格物を識別するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の請求項１記載の発明にあっては、規格物の周囲を含む元画像の全ての画素の色を個々に第１周辺領域の色から決定した第１補正画像を生成し、前記第１補正画像に基づいて識別候補領域を検出し、前記元画像の識別候補領域に対応する画素の色を個々に第１周辺領域よりも小さな第２周辺領域の色から決定した第２補正画像を生成し、前記第２補正画像と規格物のパターン画像とを比較して照合することにより規格物を識別するようにしたため、幅広い種類の規格物に対応でき、高精度な識別が可能な規格物の画像識別装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は本発明の実施例１の規格物の画像識別装置のシステム構成図、図２は本実施例１の第１補正画像生成部よる多色分類の処理を説明する図、図３は本実施例１の第２補正画像生成部による多色分類の処理を説明する図、図４は本実施例１の規格物の画像識別装置の作動を説明するフローチャートである。
【０００９】
図５は本実施例１の元画像を示す図、図６は第１補正画像生成部よる第１補正画像を示す図、図７は第１補正画像の多色分類の処理において、対象画素の色を決定する周囲の画素の範囲を小さくした場合を示す図（ａ）と一部拡大図（ｂ）である。
【００１０】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、本実施例１の規格物の画像識別装置では、中央処理部１と、元画像入力部２と、第１補正画像生成部３と、第２補正画像生成部４と、拡大縮小画像生成部５と、パターン画像データ６と、各種機器７が備えられている。
【００１１】
中央処理部１は、元画像入力部２、第１補正画像生成部３、第２補正画像生成部４、拡大縮小画像生成部５、パターン画像データ６の入出力制御を行って画像処理し、標識を識別してその結果を各種機器７へ出力するようになっている。
【００１２】
元画像入力部２は、車外へ向けて車両に搭載されたＣＣＤカメラ８により撮像された２４ｂｉｔのカラーの元画像を元画像入力部２へ出力するようになっている。
【００１３】
第１補正画像生成部３は、元画像入力部２から中央処理部１を介して入力された元画像の全ての画素を標識に用いられる色（白、黒、赤、青、黄）に多色分類した後、第１補正画像として中央処理部１へ出力するようになっている。
この際、第１補正画像生成部３は、元画像の全ての画素の色を個々に決定するにあたって、図２に示すように、対象画素９の色を太線で示す第１周辺領域１０の画素に基づいて決定している。
詳細には、本実施例１では、対象画素９の周囲２ブロック範囲の各画素の輝度値、彩度値、ＲＧＢ値により上述した５色のいずれかを求めて対象画素９の色としている。
【００１４】
第２補正画像生成部４は、中央処理部１を介して入力された後述する元画像の標識候補領域における全ての画素を上述した５色のいずれかに多色分類した後、第２補正画像として中央処理部１に出力するようになっている。
この際、第２補正画像生成部４は、元画像の標識候補領域における全ての画素の色を個々に決定するにあたって、図３に示すように、対象画素９の色を太線で示す第２周辺領域１１の画素に基づいて決定するようになっている。
詳細には、本実施例１では、対象画素９の周囲１ブロック範囲の各画素の輝度値、彩度値、ＲＧＢ値により上述した５色のいずれかを求めて対象画素９の色としており、これによって、第１補正画像生成部３が用いる第１周辺領域１０よりも小さな第２周辺領域１１で対象画素９の色を決定することとなる。
【００１５】
拡大縮小画像生成部５は、中央処理部１を介して入力された後述する元画像の標識候補領域を拡大して加工したり、第２補正画像を後述するパターン画像のサイズに合わせて拡大／縮小して加工するようになっている。
【００１６】
パターン画像データ６は、規格物としての標識のパターン画像が標識の数だけ格納され、必要に応じて中央処理部１から順番に読み込み可能になっている。
また、各パターン画像は、それぞれ対応する１つの標識に対して例えば１６×１６画素のサイズで上述した５色を用いて描画されている。
【００１７】
次に、本実施例１の規格物の画像識別装置の作動を図４のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
先ず、ステップＳ１では、図５に示すような元画像Ａ１が元画像入力部２から中央処理部１に入力される。
【００１９】
次に、ステップＳ２では、第１補正画像生成部３が、元画像Ａ１の全ての画素を標識に用いられる色（白、黒、赤、青、黄）に多色分類した後、図６に示すような第１補正画像Ａ２として中央処理部１へ出力する。
【００２０】
次に、ステップＳ３では、中央処理部１が第１補正画像Ａ２内において標識が描画された標識候補領域Ａ３を検出する（対応図参照）。
なお、本実施例１では、標識の外形によって標識候補領域Ａ３を検出しているがこの限りではない。
【００２１】
この際、元画像Ａ１を多色分類する際に第１周辺領域１０を用いているため、標識の外形色と周囲の色とが結合したり、ごま塩状のノイズが発生しにくくなり、標識を高精度に検出可能となる。
【００２２】
次に、ステップＳ４では、中央処理部１が元画像Ａ１の標識候補領域Ａ３に対応する画像領域を矩形状に切り出した後、ステップＳ５において、拡大縮小画像生成部５により縦横２倍（または４倍）のサイズに拡大する（対応図参照）。
【００２３】
次に、ステップＳ６では、第２補正画像生成部４が、ステップＳ４で拡大した画像の全ての画素を標識に用いられる色（白、黒、赤、青、黄）に多色分類した後、第２補正画像Ａ４として中央処理部１へ出力する（対応図参照）。
【００２４】
この際、第１周辺領域１０よりも小さな第２周辺領域１１を用いて多色分類しているため、ディテールが損なわれることがなく、より鮮明な画像を得ることができる。
【００２５】
また、切り出された画像のサイズが小さい場合でもステップＳ４で拡大しているため、画像のディテールが損なわれるのを防ぐことができる。
【００２６】
さらに、標識候補領域Ａ３のみを多色分類しているため、標識の外形色と周囲の色との結合や、ごま塩状のノイズの影響を防止できると同時に、元画像Ａ１をフルサイズで処理した場合に比べて処理負荷を軽減できる。
【００２７】
次に、ステップＳ７では、拡大縮小画像生成部５が、第２補正画像Ａ４をパターンと同一サイズの３２×３２画素に合わせて正規化する（対応図参照）。
【００２８】
次に、ステップＳ８では、中央処理部１が、正規化された第２補正画像Ａ４と複数のパターン画像Ａ５を照合して標識を特定する（対応図参照）。
なお、照合の方法としては一般的なテンプレートマッチング等を用いる。
【００２９】
次に、ステップＳ９では、中央処理部１が、標識の識別結果を各種機器７へ出力する。
なお、第２補正画像Ａ４がパターン画像Ａ５と適合しない場合にもその旨を各種機器７へ出力する。
【００３０】
この際、元画像Ａ１の標識にボックスを重ねてヘッドアップディスプレイ装置等を用いて運転者から見えるようにしても良い（対応図参照）。
【００３１】
なお、識別された標識の識別結果を出力する各種機器７や、標識の識別結果の利用方法については任意である。
一例として、標識の識別結果をナビゲーション装置に出力して地図情報を更新／追加したり、標識の識別結果をヘッドアップディスプレイ装置に出力して夜間やトンネル内で視界が悪いときに運転者へ標識を表示する等が考えられる。
【００３２】
従って、本実施例１の規格物の画像識別装置を用いると、標識の領域の検出に用いる第１補正画像Ａ２の多色分類の際には、対象画素９の色を決定する周囲の画素の範囲を大きくする一方、標識の照合に用いる第２補正画像Ａ４の多色分類の際には、対象画素９の色を決定する周囲の画素の範囲を小さくすることで、標識の検出と照合を高精度に行うことができる。
【００３３】
また、第２補正画像Ａ４は元画像Ａ１の識別候補領域Ａ３を切り出したものを画像処理しているため、第１補正画像Ａ２を切り出した場合に比べて画像が鮮明である上、拡大することでディテールが損なわれるのを防ぐことができる。
【００３４】
ここで、標識の検出に用いる第１補正画像Ａ２の多色分類の処理において、対象画素９の色を決定する周囲の画素の範囲を小さくした場合の画像を図７に示す。
図６及びステップＳ６の対応図と比べて明らかなように、この場合には標識の外形色と周囲の色が結合したり、ごま塩状のノイズが多数発生しており、この状態での標識の検出・照合は実際上困難であった。
【００３５】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、本実施例１の規格物の画像識別装置にあっては、規格物の周囲を含む元画像Ａ１の全ての画素の色を個々に第１周辺領域１０の色から決定した第１補正画像Ａ２を生成し、第１補正画像Ａ２に基づいて識別候補領域Ａ３を検出し、元画像Ａ１の識別候補領域Ａ３に対応する画素の色を個々に第１周辺領域１０よりも小さな第２周辺領域１１の色から決定した第２補正画像Ａ４を生成し、第２補正画像Ａ４と規格物のパターン画像とを比較して照合することにより規格物を識別するようにしたため、幅広い種類の規格物に対応でき、高精度な識別が可能な規格物の画像識別装置を提供できる。
【００３６】
また、第１補正画像Ａ２を、規格物の周囲を含む元画像Ａ１の全ての画素の色を個々に第１周辺領域１０の色から規格物に採用される色に決定して生成したため、規格物に関係のない色を予め削除でき、標識の検出・照合を高精度に行うことができる。
【００３７】
以上、本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、第１周辺領域及び第２周辺領域の大きさは、第１周辺領域>第２周辺領域を満たす範囲内で適宜設定できる。
【００３８】
また、規格物は標識に限らず、任意のものを対象にできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１の規格物の画像識別装置のシステム構成図である。
【図２】本実施例１の第１補正画像生成部よる多色分類の処理を説明する図である。
【図３】本実施例１の第２補正画像生成部による多色分類の処理を説明する図である。
【図４】本実施例１の規格物の画像識別装置の作動を説明するフローチャートである。
【図５】本実施例１の元画像を示す図である。
【図６】第１補正画像生成部よる第１補正画像を示す図である。
【図７】第１補正画像の多色分類の処理において、対象画素の色を決定する周囲の画素の範囲を小さくした場合を示す図（ａ）と一部拡大図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ１  元画像
Ａ２  第１補正画像
Ａ３  標識候補領域
Ａ４  第２補正画像
Ａ５  パターン画像
１  中央処理部
２  元画像Ａ１入力部
３  第１補正画像Ａ２生成部
４  第２補正画像Ａ４生成部
５  拡大縮小画像生成部
６  パターン画像データ
７  各種機器
８  ＣＣＤカメラ
９  対象画素
１０  第１周辺領域
１１  第２周辺領域
【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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【図６】
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【図７】
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