(57)【要約】【課題】対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供する。【解決手段】入射光を走査して光電変換する撮像装置１と、撮像装置１により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理装置３と、Ａ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像認識処理装置４を備えた画像処理装置において、Ａ／Ｄ変換処理装置３におけるＡ／Ｄ変換を行う範囲を決定するために参照される基準値を１走査線毎あるいは領域毎に設定するＡ／Ｄ基準値設定装置２を具備する。【選択図】図１
2005322950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を走査して光電変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換処理手段で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像処理手段を備えた画像処理装置において、前記Ａ／Ｄ変換処理手段におけるＡ／Ｄ変換を行う範囲を決定するために参照される基準値を、画像の１フレームに相当する走査線数よりも小さな所定の走査線数範囲毎に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
入射光を走査して光電変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換処理手段で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像処理手段を備えた画像処理装置において、前記Ａ／Ｄ変換処理手段におけるＡ／Ｄ変換を行う範囲を決定するために参照される基準値を１走査線毎に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、前記撮像手段により得られるアナログ画像信号について少なくとも１走査線毎に輝度の最大ピーク値を検出する最大ピーク検出手段と、前記撮像手段により得られるアナログ画像信号について少なくとも１走査線毎に輝度の最小ピーク値を検出する最小ピーク値検出手段と、それぞれのピーク値を所定の時間保持する最大ピーク値保持手段と最小ピーク値保持手段とを有し、前記最大ピーク値保持手段と最小ピーク値保持手段とにより保持された最大ピーク値と最小ピーク値をＡ／Ｄ変換処理手段の基準値として設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記Ａ／Ｄ変換処理手段においてＡ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、少なくとも１走査期間遅延させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、前記撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するための基準値設定用Ａ／Ｄ変換手段を有し、前記基準値設定用Ａ／Ｄ変換手段により得られたデジタル画像信号から、少なくとも１走査線毎に輝度の最大値と最小値を検出し、検出された値を用いて前記Ａ／Ｄ変換処理手段の基準値を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記Ａ／Ｄ変換処理手段において基準値設定後のＡ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、少なくとも１走査期間遅延させることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、前記画像処理手段で検出された対象物の輝度値を基に前記Ａ／Ｄ変換処理手段の基準値を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮像手段は、入出力特性に非線形特性を持たせた広い明暗差を撮像できる広ダイナミックレンジ撮像手段であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置、特に、最適なデジタル画像信号を用いて画像認識を行う画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、画像処理を行うにあたり、コントラストが良好なデジタル画像信号を得る方策は、いくつか提案されている。
その一つは、フレーム画像の全体、あるいは一部の領域より輝度の最大値と最小値を求め、求められた最大値と最小値を基準にして、次フレームの画像信号をＡ／Ｄ変換するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６７４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような画像処理装置では、輝度の最大値と最小値を求める領域を対象物周辺に限定することができるので、不要な部分の輝度値に影響されず、コントラストを改善することができるが、対象物周辺の明暗差が大きく、かつ必要な対象物の明暗差が小さい場合には、その効果を得ることができない。
【０００５】
例えば、トンネル入り口付近を撮影した画像から白線を認識するような場合、トンネル内部と外部の輝度差は大きく、フレーム画像全体から求めた輝度の最大値と最小値を基準にＡ／Ｄ変換を行っても、それぞれ白つぶれレベルと黒つぶれレベルとなる為コントラストは改善されない。また、輝度の最大値と最小値を求める領域を、トンネル内部、或いは外部に限定すれば、領域内のコントラストは改善され、その領域内の白線認識は容易になるが、領域外のコントラストは劣化し、白線認識は困難になる。
【０００６】
また、車載カメラ映像のように高速移動する動画では、１フレーム後では全く異なる映像となることがあるので、１フレーム前のデータを用いてＡ／Ｄ変換を行っても、良好なコントラストの画像信号を得ることができないという問題点があった。
【０００７】
さらに、撮影範囲の明るさが急変するような場合においても、１フレーム前のデータを用いてＡ／Ｄ変換を行っても、良好なコントラストの画像信号を得ることができないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理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】
この発明に係る画像処理装置では、入射光を走査して光電変換する撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換処理手段で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像処理手段を備えた画像処理装置において、前記Ａ／Ｄ変換処理手段におけるＡ／Ｄ変換を行う範囲を決定するために参照される基準値を、画像の１フレームに相当する走査線数よりも小さな所定の走査線数範囲毎に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を具備するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までについて説明する。図１は実施の形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１における前方の走行画像の一例を示す説明図である。図３は図２の領域（ａ），（ｂ），（ｃ）における輝度ヒストグラムを示す特性線図である。
【００１２】
図１において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定部２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
撮像装置１は、ＣＣＴＶ（Ｃｌｏｓｅｄ＿Ｃｉｃｕｉｔ＿Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）用ＣＣＤカメラ等で構成され、マトリックス状に配置されたＣＣＤ素子等の光電変換要素に入射される入射光を前記マトリックス状に配置されたＣＣＤ素子等の光電変換要素につき水平走査および垂直走査を行い光電変換することによりアナログ画像信号を出力するものである。
【００１３】
撮像装置１で得られるアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ基準電圧設定部２とＡ／Ｄ変換処理装置３に入力される。
Ａ／Ｄ基準電圧設定部２は、入力されたアナログ画像信号の輝度レベルを基に、Ａ／Ｄ変換処理装置３で参照する基準電圧の設定を走査線毎に行う。基準電圧は、Ａ／Ｄ変換を行う範囲を決定するための電圧であり、範囲の上限を決定する上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）と、範囲の下限を決定する下限基準電圧（ｌｏｗ）の二つの電圧がある。Ａ／Ｄ基準電圧設定部２では、走査線毎に適したＡ／Ｄ基準電圧を設定する。
【００１４】
ここで、図２は前方の走行画像の一例で、遠距離領域を（ａ）、中距離領域を（ｂ）、近距離領域を（ｃ）としている。
通常、路面の反射光は遠方に行けば行く程、全反射に近づいていくため、路面と白線の輝度値は近づき、そのコントラストは低下する。
【００１５】
この図２の（ａ）領域，（ｂ）領域，（ｃ）領域における輝度ヒストグラムをそれぞれ図３の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す。Ｌは路面輝度ヒストグラムの平均値、Ｈは白線輝度ヒストグラムの平均値である。
このヒストグラムからわかるように、路面と白線の輝度差は前方距離に応じて異なっている。したがって、領域に応じてＡ／Ｄ変換の上限と下限の基準電圧をそれぞれ、（ａ）領域に相当する走査線ではＨａ，Ｌａ、同様に（ｂ）領域においてはＨｂ，Ｌｂ、（ｃ）領域においてはＨｃ，Ｌｃと設定する。
【００１６】
この実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換処理装置３で実行するＡ／Ｄ変換処理における上限と下限の基準電圧を走査線毎に設定する。
領域（ａ）１１３に属する１番目の走査線ａ１では、この走査線ａ１についてのＡ／Ｄ変換を行うための上限と下限の基準電圧を領域（ａ）でのコントラストに適応した上限基準電圧Ｈａおよび下限基準電圧Ｌａと設定する。
また、領域（ａ）１１３に属する２番目の走査線ａ２でも、この走査線ａ２についてのＡ／Ｄ変換を行うための上限と下限の基準電圧を領域（ａ）でのコントラストに適応した上限基準電圧Ｈａおよび下限基準電圧Ｌａと設定する。
さらに、領域（ａ）１１３に属する３番目の走査線ａ３でも、この走査線ａ３についてのＡ／Ｄ変換を行うための上限と下限の基準電圧を領域（ａ）でのコントラストに適応した上限基準電圧Ｈａおよび下限基準電圧Ｌａと設定する。
このように、領域（ａ）１１３に属する１〜ｎ番目の走査線ａ１〜ａｎにおいて、これらの走査線ａ１〜ａｎについてのＡ／Ｄ変換を行うための上限と下限の基準電圧を走査線１〜ａｎ毎に領域（ａ）でのコントラストに適応した上限基準電圧Ｈａおよび下限基準電圧Ｌａとなるようにそれぞれ設定する。ここで、ａｎは領域（ａ）１１３に属する数十本ないし百数十本に達する走査線数を示すものである。
【００１７】
そして、領域（ａ）１１３と同様に、領域（ｂ）１１４および領域（ｃ）１１５においても、それぞれ基準電圧Ｈｂ，Ｌｂおよび基準電圧Ｈｃ，Ｌｃを用いてＡ／Ｄ変換処理装置３によりＡ／Ｄ変換を実行するものである。
【００１８】
このように、Ａ／Ｄ変換処理装置３では領域（ａ），領域（ｂ），領域（ｃ）に属する走査線毎に異なるＡ／Ｄ基準電圧を参照してＡ／Ｄ変換を行う。
これにより、どの領域においても白線と路面の輝度差がＡ／Ｄレンジの全レンジに相当することになるので、対象物周辺の明暗差が領域によって異なる場合でも、他の領域あるいは走査線の明るさに関わらず、コントラストが良好な画像信号を得ることができる。
【００１９】
画像認識処理装置４では、Ａ／Ｄ変換処理装置３で得られるデジタル画像信号に、二値化やエッジ抽出などの画像処理を施して対象物の認識を行うので、認識率は従来より向上し、信頼性のある結果を得ることができる。
【００２０】
なお、上記例では領域を３分割したが、特に３分割にこだわるものではない。例えば前方距離に応じて上下限基準電圧を設定しても良いし、走査線毎に、例えばデータテーブルの様な記憶手段を用いて設定してもよい。
【００２１】
また、上記例においては、領域（ａ），領域（ｂ），領域（ｃ）に属する走査線毎に異なるＡ／Ｄ基準電圧を参照してＡ／Ｄ変換を行うように記述したが、１走査線毎に異なる上限基準電圧および下限基準電圧を設定してＡ／Ｄ変換処理装置３によりＡ／Ｄ変換を行ってもよい。
【００２２】
この発明による実施の形態１によれば、入射光を走査して光電変換するＣＣＤカメラ等で構成される撮像装置１からなる撮像手段と、前記撮像装置１からなる撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換処理装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像認識処理装置４からなる画像処理手段を備えた画像処理装置において、前記Ａ／Ｄ変換処理装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段におけるＡ／Ｄ変換を行う範囲を決定するために参照される上限基準電圧Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃおよび下限基準電圧Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃからなる基準電圧等の基準値を、１走査線毎、あるいは、所定の領域、すなわち領域（ａ），領域（ｂ），領域（ｃ）のそれぞれに属する複数走査線毎等の、画像の１フレームに相当する走査線数よりも小さな所定の走査線数範囲毎に設定するＡ／Ｄ基準電圧設定部２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段を具備するので、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００２３】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４から図８までについて説明する。図４は実施の形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図５は実施の形態２における動作を示す説明図である。図６は実施の形態２における動作を示す説明図である。図７は実施の形態２における最大ピーク値検出手段および最小ピーク値検出手段を実現する回路の一例を示す接続図である。図８は実施の形態２におけるピーク値保持手段を実現する回路の一例を示す接続図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２４】
図４は、走査線毎に検出した輝度のピーク値を、基準電圧に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を備えた画像処理装置の一例である。
【００２５】
図４において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定部２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
この実施の形態２においては、Ａ／Ｄ基準電圧設定部２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段は、最大ピーク値検出回路１０、最大ピーク値保持回路１１、最小ピーク値検出回路１２、最小ピーク値保持回路１３で構成される。
【００２６】
図５および図６は、この実施の形態２における動作説明図で、あるｎ番目の走査線における輝度信号２１１を対象とし、輝度信号２１１の最大値２１２および輝度信号２１１の最小値２１３が示されている。
【００２７】
最大ピーク値検出回路１０は、撮像装置１で得られたアナログ画像信号より、１走査期間中の輝度レベルの上限値、すなわち、最大電圧値を検出する。検出された最大電圧値は、最大ピーク値保持回路１１で、１走査期間保持され、保持された電圧値がＡ／Ｄ変換処理装置３の上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）に入力される。最小ピーク値検出手段回路は、撮像装置１で得られたアナログ画像信号から、１走査期間中の輝度レベルの下限値、すなわち、最小電圧値を検出する。検出された最小電圧値は、最小ピーク値保持回路１３で、１走査期間保持され、保持された電圧値がＡ／Ｄ変換装置３の下限基準電圧（Ｌｏｗ）に入力される。
Ａ／Ｄ変換装置３では、入力された映像信号を、上述のＡ／Ｄ基準電圧設定部２で設定された上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）と、下限基準電圧（Ｌｏｗ）の間でＡ／Ｄ変換し、階調を有効に利用したデジタル画像信号を１走査線毎に出力する。
【００２８】
この様子を図５および図６に示す。図５はｎ番目の走査線における輝度信号出力の模式図である。
上述の動作によれば、最大ピーク値検出回路１０でその最大値２１２が検出され、最小ピーク値検出回路１２で最小値２１３が検出される。したがって、この２つの値を上下限基準電圧に設定することで、白線と路面のコントラストを最大限に生かし、なおかつ実施の形態１で述べた方法に比べ、各走査線毎に基準電圧を設定できるので映像の急変にも適応することが可能になる。
ただし、最大値、最小値の検出は１ライン分の信号をすべてサーチした後にしか得られないので設定値は１Ｈデイレイすることになる。
【００２９】
この様子を図６に示す。図６においてｎ−１ラインに対しＡ／Ｄ変換基準電圧設定部２で検出された最大値ｎ−１と最小値ｎ−１は、撮像装置１がｎライン目を出力するタイミングで設定され、これら２つの値は１Ｈ期間保持されることから、ｎラインの信号に対して、ｎ−１ラインの最大電圧値、最小電圧値でＡ／Ｄ変換されることになる。映像では１フレーム内における隣合う走査線の類似性が高いという性質を持つため、上述の設定方法で、１走査線毎に明るさが異なるような空間周波数の高い急激な映像変化がない限り問題なく対応できる。
【００３０】
なお、最大ピーク値検出回路１０および最小ピーク値検出回路１２は、図７に示す簡単な回路構成で実現できる。図中のクリア信号は、水平同期信号を流用することで簡単に実現できる。
また、ピーク値保持回路１１，１３についても、図８に示す簡単な回路構成で実現でき、図中のスイッチのＯｎ／Ｏｆｆについても水平同期信号が流用できる。
また、上述の例では、１走査線毎について説明したが、複数の走査線毎でもよい。
【００３１】
この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における構成において、前記Ａ／Ｄ基準電圧設定部２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段は、前記撮像装置１からなる撮像手段により得られるアナログ画像信号について少なくとも１走査線毎に輝度の最大ピーク値を検出する最大ピーク検出回路１０からなる最大ピーク検出手段と、前記撮像装置１からなる撮像手段により得られるアナログ画像信号について少なくとも１走査線毎、すなわち１走査線毎または複数走査線毎に、輝度の最小ピーク値を検出する最小ピーク値検出回路１２からなる最小ピーク値検出手段と、それぞれのピーク値を所定の時間保持する最大ピーク保持回路１１からなる最大ピーク値保持手段と最小ピーク値保持回路１３からなる最小ピーク値保持手段とを有し、前記最大ピーク保持回路１１からなる最大ピーク値保持手段と最小ピーク値保持回路１３からなる最小ピーク値保持手段とにより保持された保持された最大ピーク値と最小ピーク値を前記Ａ／Ｄ変換装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段の上限基準電圧および下限基準電圧等の基準値として設定するようにしたので、Ａ／Ｄ変換処理手段の基準値を適切に設定することにより、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００３２】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図９および図１０について説明する。図９は実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１０は実施の形態３における動作を示す説明図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１および実施の形態２における構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３３】
図９は、走査線毎に検出した輝度のピーク値を基準電圧に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段と、Ａ／Ｄ変換処理手段に入力するアナログ画像信号を１走査期間遅延させる遅延手段を備えた画像処理装置の一例である。
【００３４】
図９において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定部２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
この実施の形態３においては、Ａ／Ｄ基準電圧設定部２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段は、最大ピーク値検出回路１０、最大ピーク値保持回路１１、最小ピーク値検出回路１２、最小ピーク値保持回路１３で構成される。そして、遅延回路５からなる遅延手段が設けられている。
【００３５】
遅延回路５からなる遅延手段は、撮像装置１から得られたアナログ画像信号を、１走査期間遅延させる。
遅延回路５で、１走査期間遅延させたアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換装置３に入力される。Ａ／Ｄ変換装置３では、Ａ／Ｄ基準電圧設定部２で設定された基準電圧を参照して、遅延回路５から入力されたアナログ画像信号のＡ／Ｄ変換を行う。
【００３６】
この様子を図１０に示す。例えば、撮像装置１のｎライン目の出力が、Ａ／Ｄ基準電圧設定部２と遅延回路５に同時に入力されたとする。
Ａ／Ｄ基準電圧設定部２では、１Ｈの期間で最大値ｎと最小値ｎを検出する。そして、撮像装置１がｎ＋１ライン目の出力を出している間、最大ピーク値保持回路１１と最小ピーク値保持回路１３で、その値が保持される。
一方、遅延回路５では、撮像装置１がｎ＋１ライン目の信号を出力する時に、１Ｈ遅延されたｎライン目の信号が出力される。従って、Ａ／Ｄ変換処理装置３への入力は、上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）が最大値ｎ、下限基準電圧（Ｌｏｗ）が最小値ｎとなり、信号入力がｎラインの映像値号となる。
すなわち、基準電圧の設定に用いたアナログ画像信号と、Ａ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、同じ走査線上のものを用いて行うことができるので、画面が急変するような場合でも、走査線毎にコントラストの良好なデジタル画像信号を得ることができる。
なお、遅延回路５については、ＣＣＤ遅延素子等を用いて容易に実現できる。
また、上述の例では、１走査線毎について説明したが。複数の走査線毎でもよく、この場合は、遅延回路５の遅延値は、複数の走査線分の遅延量となる。
【００３７】
この発明による実施の形態３によれば、実施の形態１または実施の形態２における構成において、前記Ａ／Ｄ変換装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段でＡ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、遅延回路５からなる遅延手段により、少なくとも１走査期間遅延させるようにしたので、アナログ画像信号を適切に処理し、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００３８】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図１１および図１２について説明する。図１１は実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１２は実施の形態４における動作を示す説明図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３９】
実施の形態２では、アナログ信号より最大値と最小値を求めていたが、この実施の形態４では、デジタル信号で行う場合の例を述べる。
図１１は、所定の基準電圧を参照してＡ／Ｄ変換を行い、得られた結果を用いて基準電圧を設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を備えた画像処理装置の一例である。
【００４０】
図１１において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
この実施の形態４においては、Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２は、基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１と、基準値設定部２２で構成される。
ここで、実施の形態１との違いは、Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２の構成が、基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１と基準値設定部２２で構成されている点にある。すなわち、図２のアナログ処理による構成をデジタル処理で実現したものである。
【００４１】
基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１は、撮像装置１で得られたアナログ画像信号を、所定の基準電圧でＡ／Ｄ変換し、得られるデジタル画像信号を基準電圧設定部２２に入力する。基準電圧設定部２２では、入力されたデジタル画像信号の１走査期間中のデータより最大値と最小値を求め、求められた最大値の輝度レベルに相当する電圧をＡ／Ｄ変換処理装置３の上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）に設定し、求められた最小値の輝度レベルに相当する電圧をＡ／Ｄ変換装置３の下限基準電圧（Ｌｏｗ）に設定する。
【００４２】
この様子を図１２に示す。以下ではまず、最大値を求める方法について述べる。ここで比較器４１１は値の大きい方を検出する。ラッチ４２１によりパルスが入力されるとその値がラッチされる。Ｄ／Ａ変換回路４１３は、このラッチされた信号をＡ／Ｄ変換するものである。
Ａ／Ｄ変換器２１で量子化された信号は、図１２のＡに入力され比較器４１１でＢの信号と比較される。Ｂはその走査線が始まる前に、０でクリアされている。このクリアのタイミニグは、例えば、水平同期信号でクリアすればよい。
次に、比較器４１１の出力ＣはＢの出力ヘフイードバックされ、次のＡ／Ｄ信号と比較され、ＡとＢのうち、大きい方が出力される。この動作を１Ｈ期間繰り返せば、その間の最大値を求めることができる。そして、次の走査線の信号が出力される前、例えば水平同期信号でラッチすれば、その値が保持され、これをＤ／Ａ変換することで、次段のＡ／Ｄ変換処理装置３の上限基準信号（Ｈｉｇｈ）が得られる。最小値の場合は、あらかじめ０でクリアするのではなく、入力される信号が表現できる最も大きな値をセットし、比較算出力を小さい方とすることで、容易に実現できる。
【００４３】
このように、１走査線上の最大輝度レベルと最小輝度レベルの間のみがＡ／Ｄ変換されるようにＡ／Ｄ変換装置３の上下限基準電圧を設定するので、撮像装置１より入力されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換装置３は、階調を有効に利用したデジタル画像信号を１走査線毎に出力することができる。
なお、上述の例では、１走査線毎について説明したが、複数の走査線毎でもよく、この場合はラッチ回路のクリアパルスを上記複数走査線分毎に入力すればよい。
【００４４】
この発明による実施の形態４によれば、実施の形態１における構成において、前記Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段は、前記撮像装置１からなる撮像手段により得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するための基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１からなる基準値設定用Ａ／Ｄ変換手段を有し、前記基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１からなる基準値設定用Ａ／Ｄ変換手段により得られたデジタル画像信号から、基準電圧設定部２２により、少なくとも１走査線毎、すなわち１走査線毎または複数走査線毎に、輝度の最大値と最小値を検出し、検出された値を用いて前記Ａ／Ｄ変換処理手段の上限基準電圧および下限基準電圧等の基準値を設定するようにしたので、デジタル信号を用いてＡ／Ｄ変換処理手段の基準値を設定し、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００４５】
実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図１３について説明する。図１３は実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態４までにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４６】
実施の形態３では、アナログ信号より最大値と最小値を求め、アナログの遅延手段を用いていたが、この実施の形態５では、デジタル信号で行う場合の例を述べる。
図１３は、所定の基準電圧を参照してＡ／Ｄ変換を行った結果を用いて基準電圧を設定するＡ／Ｄ基準値設定手段２と、Ａ／Ｄ変換処理装置３に入力するアナログ画像信号を１走査期間遅延させる遅延手段を備えた画像処理装置の一例である。
【００４７】
図１３において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定部２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
この実施の形態５においては、Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２は、基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１と、基準値設定部２２で構成される。そして、遅延回路５からなる遅延手段が設けられている。
【００４８】
遅延回路５は、撮像装置１から得られたアナログ画像信号を、１走査期間遅延させる。この遅延回路５については、実施の形態３で述べたように、ＣＣＤ遅延素子等を用いて容易に実現できる。
遅延回路５で、１走査期間遅延させたアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換処理装置３に入力される。Ａ／Ｄ変換処理装置３では、Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２で設定された基準電圧を参照して、遅延回路５から入力されたアナログ画像信号のＡ／Ｄ変換を行う。
【００４９】
すなわち、基準電圧の設定に用いたアナログ画像信号と、Ａ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、同じ走査線上のものを用いて行うことができるので、画面が急変するような場合でも、走査線毎にコントラストの良好なデジタル画像信号を得ることができる。
また、上述の例では、１走査繚毎について説明したが、複数の走査線毎でもよく、この場合は、遅延手段５の遅延量は、複数の走査線分の遅延量となる。
【００５０】
この発明による実施の形態５によれば、前記Ａ／Ｄ変換処理装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段において、前記基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１からなる基準値設定用Ａ／Ｄ変換手段を有するＡ／Ｄ基準電圧設定装置２による基準値設定後のＡ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、遅延回路５からなる遅延手段により、少なくとも１走査期間遅延させるようにしたので、デジタル信号を用いてＡ／Ｄ変換処理手段の基準値を設定するとともに、アナログ画像信号を適切に処理し、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００５１】
実施の形態６．
この発明による実施の形態６を図１４および図１５について説明する。図１４は実施の形態６における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１５は実施の形態６における動作を示す説明図である。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態５までにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５２】
図１４は、画像認識手段４で認識された対象物の輝度レベルを参照して基準電圧を設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を備えた画像処理装置の一例である。
【００５３】
図１４において、撮像装置１は入射光を光電変換してアナログ画像信号を出力する。Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２はＡ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を設定する。Ａ／Ｄ変換処理装置３はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。画像認識処理装置４はＡ／Ｄ変換処理装置３で得られたデジタル画像信号を用いて画像の認識を行う。
この実施の形態６においては、Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２は、基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部２１と、画像処理結果より求められた最大値、あるいは最小値を、Ａ／Ｄ変換の上下限基準電圧に設定する基準電圧設定部２３で構成される。画像認識処理装置６は、Ａ／Ｄ変換処理装置３の上下限基準電圧設定用の信号を出力する設定値出力部３０を含む構成とする。
【００５４】
画像認識処理装置６に設けられた設定値出力手段３０は、認識された対象物が走査線上にある場合、その走査線上、あるいは対象領域内での対象物の輝疫レベルを検出し、画像処理上都合の良い上限設定値と下限設定値を求める。ここで、画像処理上部合の良い上限設定値とは、例えば、対象の走査線、あるいは領域内の最大輝度値に所定の値を加えたものとする。同様に画像処理上都合の良い下限設定値とは、対象の走査線、あるいは領域内の最小輝度値より所定の値を減じたものとする。
このようにして求められた上限設定値と下限設定値は、基準電圧設定部２３に入力される。この基準電圧設定部２３では、入力された上限設定値値をＡ／Ｄ変換処理装置３の上限基準電圧（Ｈｉｇｈ）にし、下限設定値を下限基準電圧（Ｌｏｗ）に設定する。
【００５５】
この様子を図１５に示す。例えば、輝度出力部３０から出力された上限設定値と下限設定値がデジタル値の場合、それぞれラッチ回路２３ａ，２３ｂでラッチされ、その後Ｄ／Ａ変換器２３ｃ，２３ｄでＤ／Ａ変換される。この上限設定値と下限設定値の２つのＤ／Ａ値が、Ａ／Ｄ変換の上下限基準電圧としてＡ／Ｄ変換処理装置３に入力される。
このように、走査線上に対象物が存在した場合は、対象物の最大輝度レベル近辺と最小輝度レベル近辺の間のみがＡ／Ｄ変換されるように基準電圧を設定するので、撮像装置１より入力されたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換処理装置３では、対象物の階調を有効に利用したデジタル画像信号を１走査線毎に出力することができる。画像認識処理装置６では、このデジタル画像信号に、二値化やエッジ抽出などの画像処理を施して、対象物の認識を行うので、認識率は従来より向上し、信頼性のある結果を得ることができる。
【００５６】
この発明による実施の形態６によれば、実施の形態１における構成において、前記Ａ／Ｄ基準電圧設定装置２からなるＡ／Ｄ基準値設定手段は、前記画像認識処理装置６からなる画像処理手段で検出された輝度値出力部３０からの対象物の輝度値を基に前記Ａ／Ｄ変換処理装置３からなるＡ／Ｄ変換処理手段の上限基準電圧および下限基準電圧等の基準値を設定するようにしたので、対象物の輝度値を用いてＡ／Ｄ変換処理手段の基準値を設定し、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行える画像処理装置を提供することができる。
【００５７】
実施の形態７．
この発明による実施の形態７を図１６について説明する。図１６は実施の形態７における特性を従来技術と比較して示す特性線図である。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１から実施の形態６までにおける構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５８】
以上、実施の形態１から実施の形態６までに述べた構成は、撮像装置１の入力輝度ダイナミックレンジが広い場合に特に有効となる。
この実施の形態７では、実施の形態１から実施の形態６までにおける構成において入出力特性に非線形特性を持たせた広い明暗差を撮像できる入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像装置１からなる撮像手段を用いたものについて説明する。
【００５９】
図１６は、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段と従来の撮像手段の人出力特性図で、横軸が撮像手段に入力される輝度、縦軸が撮像手段の出力を示す。ここで、従来の撮像手段の人出力特性７０１、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段の入出力特性７０２が示されている。また、撮像対象の最小輝度値ａが７０３として示され、撮像対象の最大輝度値ｂが７０４として示されている。そして、従来の撮像手段の入出力特性に従うａとｂの出力差（コントラスト）７０５、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段の人出力特性に従うａとｂの出力差（コントラスト）７０６、従来のＡ／Ｄ変換レンジ７０７、この発明に従うＡ／Ｄ変換レンジ７０８が示されている。
【００６０】
図に示すように、従来特性７０１においては、その入力輝度ダイナミックレンジが狭い代わりに、例えば、撮像対象の上下限輝度値ａ、ｂのコントラストは大きい（７０５）。  一方、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段の入出力特性７０２においては、その入力輝度ダイナミックレンジが広い代わりわりに、撮像対象の上下限輝度値ａ、ｂのコントラストは小さい（７０６）。画像処理では、輝度差が存在することが大前提であり、広いダイナミックレンジの撮像手段では、従来に比べてその輝度差が小さいため、画像処理上不利になることは否めない。
【００６１】
この発明によれば、従来のＡ／Ｄ変換レンジ７０７を適用するわけではなく、対象の最小輝度ａと最大輝度ｂに相当する電圧をＡ／Ｄ変換の上下限基準電圧に設定する。このように設定した場合、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段による輝度差７０６は、Ａ／Ｄ変換レンジ７０８でＡ／Ｄ変換されるため、Ａ／Ｄ変換器のＢｉｔ数をほぼフルに使って量子化される。
例えば、Ａ／Ｄ変換器のＢｉｔ数が８Ｂｉｔであった場合、従来のＡ／Ｄ変換レンジ７０７で輝度差７０６をＡ／Ｄ変換した場合は、その最大分解能２５６の一部でしか表現できないが、この発明のＡ／Ｄ変換レンジ７０８で変換した場合には、最大値２５６にほぼ近い分解能で表現できる。
【００６２】
この発明による実施の形態７によれば、実施の形態１から実施の形態６までのいずれかの構成において、前記撮像装置１からなる撮像手段は、入出力特性に非線形特性を持たせた広い明暗差を撮像できる広ダイナミックレンジ撮像手段であることを特徴とするので、対象物周辺の明暗差が大きい場合や、撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得て、精度の高い画像認識を行えるとともに、高分解能を確保できる画像処理装置を提供することができる。
【００６３】
この発明による実施の形態では、次の（１）〜（６）項に記載した構成が提案されている。
（１）入射光を光電変換する撮像手段と、前記撮像手段から得られるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するためのＡ／Ｄ変換処理手段と、前記Ａ／Ｄ変換処理手段で得られたデジタル画像信号に画像処理を施し、対象物の抽出を行う画像処理手段を備えた画像処理装置において、前記Ａ／Ｄ変換の手段の前段に、Ａ／Ｄ変換時に参照する基準電圧を、走査線毎あるいは領域毎に設定するＡ／Ｄ基準値設定手段を具備することを特徴とした画像処理装置。
（２）前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、前記撮像手段より得られるアナログ画像信号より、少なくとも１走査線毎に輝度の最大ピーク値を検出する最大ピーク検出手段と、最小ピーク値を検出する最小ピーク値検出手段と、それぞれのピーク値を所定の時間保持する最大ピーク値保持手段と最小ピーク値保持手段とからなり、保持された最大ピーク値と最小ピーク値をＡ／Ｄ変換処理手段の基準電圧に設定することを特徴とした（１）項記載の画像処理装置。
（３）前記Ａ／Ｄ変換処理手段において、Ａ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、少なくとも１走査期間遅延させることを特徴とした（２）項記載の画像処理装置。
（４）前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、まず、所定の基準電圧を用いてＡ／Ｄ変換を行い、得られたデジタル画像信号より、少なくとも１走査線毎に輝度の最大値と最小値を検出し、検出された値を用いてＡ／Ｄ変換処理手段の基準電圧を設定することを特徴とした（１）項記載の画像処理装置。
（５）前記Ａ／Ｄ変換処理手段において、基準電圧設定後のＡ／Ｄ変換に用いるアナログ画像信号は、少なくとも１走査期間遅延させることを特徴とした（４）項記載の画像処理装置。
（６）前記Ａ／Ｄ基準値設定手段は、前記画像処理手段で検出された対象物の輝度値を基にＡ／Ｄ変換処理手段の基準電圧を設定することを特徴とした（１）項記載の画像処理装置。
【００６４】
この発明に係る画像処理装置は、画像信号をＡ／Ｄ変換する際に参照する基準電圧を、領域毎に設定するものである。
【００６５】
また、この発明に係る画像処理装置は、画像信号をＡ／Ｄ変換する隙に参照する基準電圧を、少なくとも１走査線毎に設定するものであり、１走査線毎あるいは複数の走査線で検出されたアナログ画像信号のピーク電圧を基準電圧に設定するものである。
【００６６】
さらに、アナログ画像信号のピーク電圧を求めて基準電圧に設定するＡ／Ｄ変換においては、入力されるアナログ画像信号を少なくとも１走査線分遅延させて用いるものである。
【００６７】
また、この発明に係る画像処理装置は、所定の基準電圧を用いてＡ／Ｄ変換を行い、得られるデジタル画像信号より、少なくとも１走査線毎に最大値と最小値を検出し、検出された値を基にして基準電圧を設定し、再度Ａ／Ｄ変換を行い、得られる画像信号を用いて画像認識処理を行うものである。
【００６８】
さらに、所定の基準電圧でＡ／Ｄ変換した結果を用いて基準電圧を設定するＡ／Ｄ変換においては、入力されるアナログ画像信号を少なくとも１走査線分遅延させて用いるものである。
【００６９】
また、この発明に係る画像処理装置は、画像信号をＡ／Ｄ変換する際に参照する基準電圧を、画像認識処理で認識された対象物の輝度を用いて、少なくとも１走査線毎に設定するものである。
【００７０】
また、この発明に係る画像処理装置の撮像手段は、明暗差の大きい状況でも、明側、暗側共に信号が飽和することなく、撮像できる広ダイナミックレンジ撮像手段を用いるものである。
【００７１】
以上のように、この発明による画像処理装置では、領域毎に、明るさに応じた基準電圧を設定するので、他の領域の明るさに影響されず適切な基準電圧を用いて、Ａ／Ｄ変換を行うことができる。その結果、コントラストが良好なデジタル画像信号を得ることができるので、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００７２】
上記のような画像処理装置では、Ａ／Ｄ変換時の基準電圧を、少なくとも１走査線毎に設定することにより、対象物周辺の明暗差が大きい場合でも、他の走査線の明るさに関わらず、該走査線毎に適した基準電圧を参照してＡ／Ｄ変換を行うことができる。
【００７３】
さらに、アナログ画像信号より、走査線上のピーク電圧を検出し、そのピーク電圧を基準電圧に設定してＡ／Ｄ変換を行うことにより、該走査線上のデジタル画像信号の階調を有効に利用することができるので、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得ることができる。
【００７４】
さらに、各走査線の輝度信号の最大ピーク電圧値と最小ピーク電圧値を検出し、検出された値を上下限基準電圧に設定する１走査期間、Ａ／Ｄ変換に入力するアナログ画像信号を遅延させることにより、上下限基準電圧に設定する最大電圧と最小電圧を検出する輝度信号と、Ａ／Ｄ変換を行う輝度信号は、同じ走査線上のものを用いることができる。その結果、画面が急変し撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、各走査線毎に、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００７５】
この発明による画像処理装置では、所定の基準電圧を用いて行ったＡ／Ｄ変換の結果より、走査線上の輝度の最大値と最小値を求め、求められた値をＤ／Ａ変換した結果を基準電圧に設定して、再度Ａ／Ｄ変換を行う。その結果、映像が急変し撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、各走査線毎に、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、１走査線毎の画像データを扱う画像認識処理には有効なものとなり、このデジタル画像信号を用いわは、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００７６】
さらに、所定の基準電圧を用いて行ったＡ／Ｄ変換の結果より、輝度の最大値と最小値を求め、求められた値を基に基準電圧の設定を行う間、設定された基準電圧を用いて行うＡ／Ｄ変換に入力されるアナログ画像信号を遅延させることにより、上下限基準電圧を設定するための輝度の最大値と最小値を検出する輝度信号と、設定された基準電圧でＡ／Ｄ変換を行う輝度信号は、同じ走査線上のものを用いることができる。その結果、画面が急変し撮影範囲の明るさが急変するような場合でも、各走査線毎に、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００７７】
また、Ａ／Ｄ変換時に参照する基準電圧は、画像認識手段で認識された対象物の輝度値をもとに少なくとも１走査線毎に設定することにより、デジタル画像信号のフルスケールを、画像認識に必要な輝度の範囲に設定することができるので、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得ることができる。
【００７８】
また、広ダイナミックレンジ撮像装置を用いたので、通常、明側或いは暗側で、信号が飽和或いは黒潰れするような状況であっても、明暗差を再現できるだけでなく、低コントラストな状況であっても、デジタル画像信号のフルスケールを、画像認識に必要な輝度の範囲に設定することができるので、画像認識に適したコントラストの良い画像信号を得ることができる。
【００７９】
この発明による画像処理装置では、各走査線の経度信号の最大電圧性と最小電圧値を検出し、検出された値を上下限基準電圧に設定してＡ／Ｄ変換を行う。その結果、映像が急変するような場合でも、各走査線に、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、１走査線毎の画像データを扱う画像認識処理には有効なものとなり、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００８０】
この発明による画像処理装置では、走査線毎に、画像認識手段で検出された対象物の輝度を参照し、基準電圧を設定してＡ／Ｄ変換を行う。その結果、対象物より輝度の高い不要とされる輝度レベルを除き、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００８１】
また、この発明による画像処理装置では、走査線上の最大輝度レベルと最小輝度レベルの間のみをＡ／Ｄ変換する、あるいは走査線上の対象物の輝度レベルと最小輝度しベルの問のみをＡ／Ｄ変換するといった具合に、各走査線毎に、必要な部分のみをＡ／Ｄ変換する。その結果、広い明暗差が撮像できることを特徴した広ダイナミックレンジ撮像手段を用いた画像処理装置においては、必要な輝度レベルのデータのみを抽出し、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができるので、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【００８２】
また、この発明によれば、入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像手段であっても、対象の最小輝度と最大輝度に相当する電圧をＡ／Ｄ変換の上下限基準電圧に設定するため、低いコントラストしか得られない対象であっても、量子化段階でコントラストを改善できるため、階調を有効に利用したデジタル画像信号を得ることができ、このデジタル画像信号を用いれば、精度の良い画像認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】この発明による実施の形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による実施の形態１における前方の走行画像の一例を示す説明図である。
【図３】図２の領域（ａ），（ｂ），（ｃ）における輝度ヒストグラムを示す特性線図である。
【図４】この発明による実施の形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明による実施の形態２における動作を示す説明図である。
【図６】この発明による実施の形態２における動作を示す説明図である。
【図７】この発明による実施の形態２における最大ピーク値検出手段および最小ピーク値検出手段を実現する回路の一例を示す接続図である。
【図８】この発明による実施の形態２におけるピーク値保持手段を実現する回路の一例を示す接続図である。
【図９】この発明による実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明による実施の形態３における動作を示す説明図である。
【図１１】この発明による実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明による実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明による実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】この発明による実施の形態６における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】この発明による実施の形態６における基準電圧設定手段２３の構成を示すブロック図である。
【図１６】この発明による実施の形態７における特性を従来技術と比較して示す特性線図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  撮像装置、２  Ａ／Ｄ基準電圧設定装置、３  Ａ／Ｄ変換装置、４  画像認識処理装置、５  遅延回路、６  画像認識処理装置、１０  最大ピーク値検出回路、１１  最大ピーク値保持回路、１２  最小ピーク値検出回路、１３  最小ピーク値保持回路、２１  基準電圧設定用Ａ／Ｄ変換部、２２，２３  基準電圧設定部、３０  輝度出力部、１１１  白線、１１２  路面、１１３  領域（ａ）、１１４  領域（ｂ）、１１５  領域（ｃ）、２１１  ｎ番目の走査線における輝度信号、２１２  ｎ番目の走査線における輝度信号の最大値、２１３  ｎ番目の走査線における輝度信号の最小値、４１１  比較器、４１２  ラッチ、４１３  Ｄ／Ａ変換器、７０１  従来技術における撮像装置の人出力特性、７０２  入力輝度ダイナミックレンジが広い撮像装置の入出力特性、７０３  撮像対象の最小輝度値ａ、７０４  撮像対象の最大輝度値ｂ、７０５  従来技術における撮像装置の入出力特性に従うａとｂの出力差（コントラスト）、７０６  入力ダイナミックレンジが広い撮像装置の人出力特性に従うａとｂの出力差（コントラスト）、７０７  従来技術によるＡ／Ｄ変換レンジ、７０８  この発明によるＡ／Ｄ変換レンジ。
【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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【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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