(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様前景幅として付与する縞模様前景フィルタ手段と、
前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様背景幅として付与する縞模様背景フィルタ手段と、
前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲で最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与する縞模様統合フィルタ手段と、
前記画像内の各領域について、前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から、前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、縞模様が含まれる前記領域に関する位置情報を縞模様領域情報として出力する縞模様領域検知手段と、
を備えたことを特徴とする縞模様検知システム。
【請求項２】
前記縞模様統合フィルタ手段は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と、前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅を更に基に、前記縞模様統合フィルタ値を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の縞模様検知システム。
【請求項３】
前記縞模様前景フィルタ手段において、
前記ピクセルの周囲は前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、前記周囲の大きさは前記鉛直線上の領域の幅であり、
前記縞模様背景フィルタ手段において、
前記ピクセルの周囲は、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、前記周囲の大きさは前記鉛直線上の領域の幅であり、
前記縞模様統合フィルタ手段において、
前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲は、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域であり、
前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲は、前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の縞模様検知システム。
【請求項４】
前記縞模様前景フィルタ手段において、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値は、
前記ピクセルの周囲の画素値の和から、前記周囲外の画素値の和を差し引いた値とし、
前記縞模様背景フィルタ手段において、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値は、
前記周囲外の画素値の和から、前記ピクセル周囲の画素値の和を差し引いた値とする、
ことを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項５】
前記縞模様統合フィルタ手段において、
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と
の内の最小値とする、
ことを特徴とする請求項１、３、４のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項６】
前記縞模様統合フィルタ手段において、
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値を、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅との差の絶対値で、
除した値とする、
ことを特徴とする請求項２、３、４のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項７】
前記縞模様前景フィルタ手段において、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、
前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅を０として、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅の算出を行わず、
前記縞模様背景フィルタ手段において、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、
前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅を０として、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅の算出を行わない、
ことを特徴とする請求項３、４、５、６のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項８】
前記画像は、入力された原画像を検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像である、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項９】
前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きいピクセルの内、周囲に、前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける、前記縞模様統合フィルタ値を、相対的に小さい値に置き換える孤立特徴点除去手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項１０】
縞模様の検知対象の画像は、
自車両または他車両に搭載のカメラ、もしくは路側に設置されているカメラから撮影した道路画像であり、
検知対象の縞模様は、道路面上のゼブラゾーンである、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項１１】
道路画像から車線区画線を検知し、その周辺の領域を対象にゼブラゾーンを検知する、ことを特徴とする請求項１０に記載の縞模様検知システム。
【請求項１２】
画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様前景幅として付与し、
前記画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様背景幅として付与し、
前記画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記ピクセルから、前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲で最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルから、前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与し、
前記画像内の各領域について、
前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から、前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、縞模様が含まれる前記領域に関する位置情報を、縞模様領域情報として出力する、
ことを特徴とする縞模様検知方法。
【請求項１３】
前記縞模様統合フィルタ値の算出にあたり、前記ピクセルでの前記縞模様前景幅および前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅を更に基に、前記縞模様統合フィルタ値を算出する、ことを特徴とする請求項１２に記載の縞模様検知方法。
【請求項１４】
前記ピクセルの周囲は、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、
前記周囲の大きさは、前記鉛直線上の領域の幅であり、
前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲は、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域であり、
前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲は、縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域である、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の縞模様検知方法。
【請求項１５】
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値は、前記ピクセル周囲の画素値の和から前記周囲外の画素値の和を差し引いた値であり、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値は、
前記周囲外の画素値の和から前記ピクセル周囲の画素値の和を差し引いた値である、
ことを特徴とする請求項１２、１３、１４のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項１６】
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値とする、
ことを特徴とする請求項１２、１４、１５のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項１７】
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値を、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅との差の絶対値で、
除した値とする、
ことを特徴とする請求項１３、１４、１５のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項１８】
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅を０として、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅の算出を行わず、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅を０として、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅の算出を行わない、
ことを特徴とする請求項１４、１５、１６、１７のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項１９】
前記画像は、入力された原画像を検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像である、ことを特徴とする請求項１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項２０】
前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きいピクセルの内、周囲に、前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける、前記縞模様統合フィルタ値を、相対的に小さい値に置き換える孤立特徴点除去工程をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか１項に記載の縞模様検知方法。
【請求項２１】
縞模様の検知対象の画像は、自車両または他車両に搭載のカメラ、もしくは路側に設置されているカメラから撮影した道路画像であり、
検知対象の縞模様は、道路面上のゼブラゾーンである、
ことを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか１項記載の縞模様検知方法。
【請求項２２】
道路画像から車線区画線を検知し、前記車線区画線の周辺の領域を対象にゼブラゾーンを検知する、
ことを特徴とする請求項２１に記載の縞模様検知方法。
【請求項２３】
画像各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える周囲の大きさを縞模様前景幅として付与する縞模様前景フィルタ処理と、
前記画像各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える周囲の大きさを縞模様背景幅として付与する縞模様背景フィルタ処理と、
前記画像各ピクセルについて、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与する縞模様統合フィルタ処理と、
前記画像内の各領域について、
前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、
縞模様が含まれる前記領域に関する位置等の情報を縞模様領域情報として出力する縞模様検知処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２４】
前記縞模様統合フィルタ処理において、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅および前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅を更に基に、前記縞模様統合フィルタ値を算出する、
ことを特徴とする請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２５】
前記縞模様前景フィルタ処理において、
前記ピクセルの周囲は、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、
前記周囲の大きさは、前記鉛直線上の領域の幅であり、
前記縞模様背景フィルタ処理において、
前記ピクセルの周囲は、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、
前記周囲の大きさは、前記鉛直線上の領域の幅であり、
前記縞模様統合フィルタ処理において、
前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲は、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域であり、
前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲は、縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域である、
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載のプログラム。
【請求項２６】
前記縞模様前景フィルタ処理において、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値は、前記ピクセル周囲の画素値の和から前記周囲外の画素値の和を差し引いた値であり、
前記縞模様背景フィルタ処理において、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値は、前記周囲外の画素値の和から前記ピクセル周囲の画素値の和を差し引いた値である、
ことを特徴とする請求項２３、２４、２５のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２７】
前記縞模様統合フィルタ処理において、
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値とする、
ことを特徴とする請求項２３、２５、２６のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２８】
前記縞模様統合フィルタ処理において、
前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値を、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅との差の絶対値で
除した値とする、
ことを特徴とする請求項２４、２５、２６のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項２９】
前記縞模様前景フィルタ処理において、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、
前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅を０として、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅の算出を行わず、
前記縞模様背景フィルタ処理において、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、
前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅を０として、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅の算出を行わない、
ことを特徴とする請求項２５、２６、２７、２８のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項３０】
前記画像は、入力された原画像を検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像である、
ことを特徴とする請求項２３乃至２９のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項３１】
前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きいピクセルの内、周囲に、前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける、前記縞模様統合フィルタ値を、相対的に小さい値に置き換える孤立特徴点除去処理をコンピュータにさらに実行させる、
ことを特徴とする請求項２３乃至３０のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項３２】
縞模様の検知対象の画像は、自車両または他車両に搭載のカメラ、もしくは路側に設置されているカメラから撮影した道路画像であり、
検知対象の縞模様は道路面上のゼブラゾーンである、
ことを特徴とする請求項２３乃至３１のいずれか１項に記載のプログラム。
【請求項３３】
道路画像から車線区画線を検知し、前記車線区画線の周辺の領域を対象にゼブラゾーンを検知する、
ことを特徴とする請求項３２に記載のプログラム。
【請求項３４】
前記縞模様前景フィルタ手段は、
前記画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の第１の範囲内の画素値について第１の所定の演算を施し縞模様前景内特徴値を算出し、
前記ピクセルを上端とした鉛直線上の第２範囲内の画素値について第２の所定の演算を施して縞模様前景下方外特徴値を算出し、
前記ピクセルを上端とした鉛直線上の第２の範囲の上端を下端とした鉛直線上の第３の範囲内の画素値について第３の所定の演算を施して縞模様前景上方外特徴値を算出し、
前記縞模様前景下方外特徴値と前記縞模様前景上方特徴値について第４の所定の演算を施して縞模様前景外特徴値を算出し、
前記縞模様前景内特徴値と前記縞模様前景外特徴値とから、前記第２の範囲及び前記第３の範囲内の画素値と比較して前記第２の範囲内の画素値がより高い場合により大きくなるような特徴値を縞模様前景特徴値として算出し、
前記縞模様前景特徴値を、前記第２の範囲の幅を予め定めた範囲で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を縞模様前景フィルタ値とし、前記最大値を与える前記第２の範囲の幅を縞模様前景幅とする、ことを特徴とする請求項１記載の縞模様検知システム。
【請求項３５】
前記縞模様背景フィルタ手段は、
前記画像内の各ピクセルについて、
前記ピクセルを下端とした鉛直線上の第１の範囲内の画素値について第１の所定の演算を施して縞模様背景内特徴値を算出し、
前記ピクセルを上端とした鉛直線上の第２の範囲内の画素値について第２の所定の演算を施して縞模様背景下方外特徴値を算出し、
前記ピクセルを上端とした鉛直線上の第２の範囲の上端を下端とした鉛直線上の第３の範囲内の画素値について第３の所定の演算を施して縞模様背景上方外特徴値を算出し、
前記縞模様背景下方外特徴値と前記縞模様背景上方特徴値について第４の所定の演算を施して縞模様背景外特徴値を算出し、
前記縞模様背景内特徴値と前記縞模様背景外特徴値とから前記第２の範囲及び第３の範囲内の画素値と比較して前記第２の範囲内の画素値がより低い場合により大きくなるような特徴値を縞模様背景特徴値として算出し、
前記縞模様背景特徴値を、前記第２の範囲の幅を予め定めた範囲で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を縞模様背景フィルタ値とし、前記最大値を与える第２の範囲の幅を縞模様背景幅とする、ことを特徴とする請求項１又は３４記載の縞模様検知システム。
【請求項３６】
前記縞模様統合フィルタ手段は、
前記画像内の各ピクセルについて、前記ピクセルから鉛直線上で上方に、前記ピクセルにおける縞模様前景幅だけ離れた画素の周辺で、前記縞模様背景フィルタ値が最大である、縞模様前景上端候補ピクセルを検出し、
前記縞模様前景上端候補ピクセルから鉛直線上で上方に縞模様前景上端候補ピクセルにおける縞模様背景幅だけ離れた画素の周辺で縞模様背景フィルタ値が最大である縞模様背景上端候補ピクセルを検出し、
前記ピクセルと前記縞模様背景上端候補ピクセルにおける縞模様前景フィルタ値、及び前記縞模様前景上端候補ピクセルにおける縞模様背景フィルタ値について第５の所定の演算を施して縞模様前背景フィルタ特徴値を算出し、
前記ピクセルにおける前記縞模様前景幅及び前記縞模様背景上端候補ピクセルにおける縞模様前景幅について第６の所定の演算を施して縞模様前景幅均等特徴値を算出し、
前記縞模様前背景フィルタ特徴値と前記縞模様前景幅均等特徴値について第７の所定の演算を施して縞模様統合フィルタ値を算出する、ことを特徴とする請求項１、３４、３５のいずれか１項に記載の縞模様検知システム。
【請求項３７】
前記第１の所定の演算では、和又は最小値を求め、
前記第２、第３、第４の所定の演算では、平均値又は最大値を求める、ことを特徴とする請求項３４又は３５記載の縞模様検知システム。
【請求項３８】
前記第５の所定の演算では、和又は最小値を求め、
前記第６の所定の演算では、差を求める、
前記第７の所定の演算では、前記縞模様前背景フィルタ特徴値を前記縞模様前景幅均等特徴値で除する、ことを特徴とする請求項３６記載の縞模様検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は縞模様検知システム、縞模様検知方法および縞模様検知用プログラムに関し、特に低処理量にて高い検知性能を発揮できる縞模様検知システム、縞模様検知方法および縞模様検知用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
縞模様検知の関連技術として、例えば特許文献１等には車載カメラ画像から道路面上に描かれたゼブラゾーンを検知する構成が開示されている。図１５は、縞模様検知システムの構成の一例を示す図である。この縞模様検知システムは、画像入力装置１５１０と、俯瞰画像作成手段１５０１と、テンプレート記憶手段１５０２と、テンプレート読出し手段１５０３と、テンプレート照合手段１５０４と、縞模様領域検出（検知）手段１５０５と、を含む。なお、図１５は、本書において、特許文献１のバックモニタコンピュータの機能を説明するために、新たにブロック図にて図示したものである。この縞模様検知システムはつぎのように動作する。
【０００３】
画像入力装置１５１０は、ゼブラゾーン検知の対象である前記車載カメラ画像を入力する。
【０００４】
次に、俯瞰画像作成手段１５０１は、車載カメラ画像を実世界上方に位置する仮想視点から道路面を俯瞰するように変換した俯瞰画像を作成する。
【０００５】
次に、テンプレート読出し手段１５０３は、テンプレート記憶手段１５０２により予め記憶しておいたゼブラゾーンのパターンを表すテンプレートの内、現時刻での自車両位置周辺に存在すると推測されるゼブラゾーンパターンのテンプレートを読み出す。
【０００６】
次に、テンプレート照合手段１５０４は、俯瞰画像の一定範囲の各位置においてゼブラゾーンパターンのテンプレートと俯瞰画像との照合を行う。
【０００７】
最後に、縞模様領域検出手段１５０５は、テンプレートと俯瞰画像との照合での一致の度合いが最大であり、かつ、一致の度合いが予め定められた閾値以上である位置が存在する場合、俯瞰画像の位置においてゼブラゾーンが検知されたとする。
【０００８】
ここで、テンプレート記憶手段１５０２により、予め記憶されるゼブラゾーンパターンのテンプレートとしては、地図上に存在する各ゼブラゾーン地点毎にそれぞれ固有のパターンを表すテンプレートが記憶される。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１５３０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以下に本発明による関連技術の分析を与える。
【００１１】
図１５に示した構成においては、処理量が多い、という問題を有する。その理由は、テンプレート照合という領域演算を、対象画像の各位置で繰り返す処理を基にしているためである。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、低処理量で高検知性能を発揮できる縞模様検知システムと方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願で開示される発明は、前記課題を解決するため概略以下の構成とされる。
【００１４】
本発明の１つの側面によれば、
画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様前景幅として付与する縞模様前景フィルタ手段と、
前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様背景幅として付与する縞模様背景フィルタ手段と、
前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲で最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与する縞模様統合フィルタ手段と、
前記画像内の各領域について、前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から、前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、縞模様が含まれる前記領域に関する位置情報を縞模様領域情報として出力する縞模様領域検知手段と、
を備えた縞模様検知システムが提供される。
【００１５】
本発明の他の側面によれば、
画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様前景幅として付与し、
前記画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様背景幅として付与し、
前記画像の各ピクセルについて、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記ピクセルから、前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲で最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルから、前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与し、
前記画像内の各領域について、
前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から、前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、縞模様が含まれる前記領域に関する位置情報を、縞模様領域情報として出力する、
上記各工程を含む縞模様検知方法が提供される。
【００１６】
本発明のさらに他の側面によれば、
画像各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様前景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える周囲の大きさを縞模様前景幅として付与する縞模様前景フィルタ処理と、
前記画像各ピクセルについて、
前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を求め、前記最大値を縞模様背景フィルタ値として付与し、前記最大値を与える周囲の大きさを縞模様背景幅として付与する縞模様背景フィルタ処理と、
前記画像各ピクセルについて、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
を基に、縞模様統合フィルタ値を算出して付与する縞模様統合フィルタ処理と、
前記画像内の各領域について、
前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、
縞模様が含まれる前記領域に関する位置等の情報を縞模様領域情報として出力する縞模様検知処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、低処理量で高い検知性能をもつ縞模様検知を実現できる。その理由は、本発明においては、テンプレート照合のような多数の領域演算をすることなく、局所処理の組み合わせにより、縞模様の形状を、直接的に利用した処理を行う構成としたためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の縞模様検知システムにおいては、縞模様前景フィルタ手段（１０１）と、縞模様背景フィルタ手段（１０２）と、縞模様統合フィルタ手段（１０３）と、孤立特徴点除去手段（１０４）と、縞模様領域検知手段（１０５）とを備え、画像各ピクセルの局所処理において、縞模様の形状を直接的に利用したフィルタ値を利用して縞模様領域を検出する。このような構成を採用し、処理量が少ない局所処理により、縞模様の形状を利用した検知処理をすることにより、低処理量で高い検知性能を発揮することができる。
【００１９】
本発明の一態様において、縞模様前景フィルタ手段（１０１）は、画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を縞模様前景フィルタ値とし、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様前景幅とする。
【００２０】
本発明の一態様において、縞模様背景フィルタ手段（１０２）は、前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値の、前記周囲の大きさを変化させた際の最大値を縞模様背景フィルタ値とし、前記最大値を与える前記周囲の大きさを縞模様背景幅とする。
【００２１】
本発明の一態様において、縞模様統合フィルタ手段（１０３）は、前記画像の各ピクセルについて、前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲で最大の前記縞模様背景フィルタ値を与える縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲での最大の前記縞模様前景フィルタ値を与える縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、を基に、縞模様統合フィルタ値を算出する。
【００２２】
本発明の一態様において、孤立特徴点除去手段（１０４）は、前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きいピクセルの内、周囲に、前記縞模様統合フィルタ値が相対的に大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける、前記縞模様統合フィルタ値を、相対的に小さい値に置き換える。
【００２３】
本発明の一態様において、縞模様領域検知手段（１０５）は、前記画像内の各領域について、前記領域内の前記縞模様統合フィルタ値から算出される特徴値から、前記領域に縞模様が含まれるか否かを判断し、縞模様が含まれる前記領域に関する位置情報を縞模様領域情報として出力する。
【００２４】
本発明の一態様において、縞模様統合フィルタ手段（１０３）は、前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と、前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅を更に基に、前記縞模様統合フィルタ値を算出する。
【００２５】
縞模様前景フィルタ手段（１０１）において、前記ピクセルの周囲は前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、前記周囲の大きさは前記鉛直線上の領域の幅である。
【００２６】
縞模様背景フィルタ手段（１０２）において、前記ピクセルの周囲は、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域であり、前記周囲の大きさは前記鉛直線上の領域の幅である。
【００２７】
縞模様統合フィルタ手段（１０３）において、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルの周囲は、前記ピクセルから前記ピクセルでの前記縞模様前景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域であり、前記縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルの周囲は、縞模様前景端ピクセルから前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景幅分離れたピクセルを中心とした鉛直線上の領域である。
【００２８】
縞模様前景フィルタ手段（１０１）において、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの増分を表す特徴値は、前記ピクセルの周囲の画素値の和から、前記周囲外の画素値の和を差し引いた値としてもよい。
【００２９】
縞模様背景フィルタ手段（１０２）において、前記ピクセルの周囲の画素値の前記周囲外の画素値からの減分を表す特徴値は、前記周囲外の画素値の和から、前記ピクセル周囲の画素値の和を差し引いた値としてもよい。
【００３０】
縞模様統合フィルタ手段（１０３）において、前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と
の内の最小値としてもよい。
【００３１】
縞模様統合フィルタ手段（１０３）において、前記縞模様統合フィルタ値は、
前記ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
前記縞模様前景端ピクセルでの前記縞模様背景フィルタ値と、
前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景フィルタ値と、
の内の最小値を、
前記ピクセルでの前記縞模様前景幅と前記縞模様背景端ピクセルでの前記縞模様前景幅との差の絶対値で、
除した値としてもよい。
【００３２】
縞模様前景フィルタ手段（１０１）において、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅を０として、前記縞模様前景フィルタ値及び前記縞模様前景幅の算出を行わないようにしてもよい。
【００３３】
縞模様背景フィルタ手段（１０２）において、前記ピクセルを下端とした鉛直線上の領域の上下端ピクセルでの画素値の鉛直方向の変化量が予め定められた閾値以下の場合には、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅を０として、前記縞模様背景フィルタ値及び前記縞模様背景幅の算出を行わないようにしてもよい。
【００３４】
本発明の一態様において、前記画像は、入力された原画像を検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像である。
【００３５】
本発明の一態様において、縞模様の検知対象の画像は、自車両または他車両に搭載のカメラ、もしくは路側に設置されているカメラから撮影した道路画像であり、検知対象の縞模様は、道路面上のゼブラゾーンである。道路画像から車線区画線を検知し、その周辺の領域を対象にゼブラゾーンを検知する。以下に実施例に即して説明する。
【実施例】
【００３６】
図１を参照すると、本発明の第１の実施例は、プログラム制御により動作するコンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）１００と、画像入力装置１１０とから構成されている。
【００３７】
コンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）１００は、縞模様前景フィルタ手段１０１と、縞模様背景フィルタ手段１０２と、縞模様統合フィルタ手段１０３と、孤立特徴点除去手段１０４と、縞模様領域検知手段１０５と、縞模様領域出力手段１０６とを含む。これらの手段はそれぞれ概略つぎのように動作する。
【００３８】
画像入力装置１１０は、縞模様を検知する対象となる原画像を入力する。なお、以下の手段において、縞模様検知の対象となる画像は原画像に限らず、検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像やカラー値を変換した画像等を対象にしてもよい。以下では、それらの縞模様検知の対象となる画像を総称して「対象画像」と呼ぶ。
【００３９】
縞模様前景フィルタ手段１０１は、対象画像の各ピクセルについて縞模様前景フィルタ値（詳細は図２を参照して後述する）及び仮想縞模様前景幅（詳細は図２を参照して後述する）を算出する。
【００４０】
縞模様背景フィルタ手段１０２は、対象画像の各ピクセルについて縞模様背景フィルタ値（詳細は図３を参照して後述する）及び仮想縞模様背景幅（詳細は図３を参照して後述する）を算出する。
【００４１】
縞模様統合フィルタ手段１０３は、対象画像の各ピクセルについて縞模様統合フィルタ値（詳細は図４を参照して後述する）を算出する。
【００４２】
孤立特徴点除去手段１０４は、対象画像内の縞模様統合フィルタ値が大きいピクセルの内、周囲に縞模様統合フィルタ値が大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける縞模様統合フィルタ値を小さい値に置き換える。
【００４３】
縞模様領域検知手段１０５は、対象画像内で、縞模様統合フィルタ値から計算される特徴値が予め定められた閾値以上の領域を縞模様領域として検知する。
【００４４】
縞模様領域出力手段１０６は、縞模様領域検知手段１０５により検知された縞模様領域の位置等を出力する。
【００４５】
以下に、上記した縞模様前景フィルタ値、及び縞模様前景幅について説明する。なお、以下の説明において、画素値とは、画像内の各ピクセルでの画像の濃度（もしくは輝度、色相や彩度や明度等のカラー値等）を意味する。また、以下に説明する処理は、対象画像内の各ピクセルを当該点（ピクセル２）として行われる。
【００４６】
図２に示すように、対象画像２０１内の当該ピクセル２０２について、
当該ピクセル２０２を下端とした鉛直線上の範囲２０３内の画素値について和、最小値等の何らかの特徴値である、縞模様前景内特徴値２０４を算出し、
当該ピクセル２０２を上端とした鉛直線上の範囲２０５内の画素値について平均値、最大値等の何らかの特徴値である、縞模様前景下方外特徴値２０６を算出し、
当該ピクセル２０２を上端とした鉛直線上の範囲２０５の上端を下端とした鉛直線上の範囲２０７内の画素値について平均値、最大値等の何らかの特徴値である、縞模様前景上方外特徴値２０８を算出する。
【００４７】
次に、縞模様前景下方外特徴値２０６と縞模様前景上方特徴値２０８について平均値、最大値等の何らかの特徴値である、縞模様前景外特徴値を算出する。
【００４８】
次に、縞模様前景内特徴値２０４と縞模様前景外特徴値とから、範囲２０５及び範囲２０７内の画素値と比較して範囲２０５内の画素値がより高い場合により大きくなるような特徴値、例えば、縞模様前景内特徴値２０４から縞模様前景外特徴値を差し引いたもの等を、縞模様前景特徴値として算出する。
【００４９】
縞模様前景特徴値を、範囲２０５の幅を予め定めた範囲で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を縞模様前景フィルタ値とし、最大値を与える範囲２０５の幅を縞模様前景幅とする。
【００５０】
なお、本説明において、特徴値として平均値、差、最小値、最大値等を例としてあげたが、特徴値は、これらに限るものではなく、範囲２０５及び範囲２０７内の画素値と比較して範囲２０５内の画素値がより高い場合に縞模様前景特徴値が大きくなるような特徴値であればよい。
【００５１】
また、当該ピクセル２０２において、画素値の鉛直線上の下方から上方に向かう方向での変化量が予め定められた閾値以下である場合には、縞模様前景フィルタ値及び縞模様前景幅を０として、縞模様前景フィルタ値の算出を行わないようにしてもよい。
【００５２】
また、縞模様前景特徴値の算出を、範囲２０３の上端ピクセルでの画素値の鉛直線上の下方から上方に向かう方向での変化量が予め定められた閾値以下の場合にのみ行い、そうでない場合には、縞模様前景特徴値を０とするようにしてもよい。
【００５３】
次に、縞模様背景フィルタ値、及びに縞模様背景幅について説明する。なお、以下に説明する処理は、対象画像内の各ピクセルを当該点として行われる。
【００５４】
図３に示すように、対象画像３０１内の当該ピクセル３０２について、
当該ピクセル３０２を下端とした鉛直線上の範囲３０３内の画素値について平均値、最大値等の何らかの特徴値である縞模様背景内特徴値３０４を算出し、
当該ピクセル３０２を上端とした鉛直線上の範囲３０５内の画素値について平均値、最小値等の何らかの特徴値である縞模様背景下方外特徴値３０６を算出し、
当該ピクセル３０２を上端とした鉛直線上の範囲３０５の上端を、下端とした鉛直線上の範囲３０７内の画素値について平均値、最小値等の何らかの特徴値である縞模様背景上方外特徴値３０８を算出する。
【００５５】
次に、縞模様背景下方外特徴値３０６と縞模様背景上方特徴値３０８について平均値、最小値等の何らかの特徴値である縞模様背景外特徴値を算出する。
【００５６】
次に、縞模様背景内特徴値３０４と縞模様背景外特徴値とから、範囲３０５及び範囲３０７内の画素値と比較して範囲３０５内の画素値がより低い場合により大きくなるような特徴値、例えば、縞模様背景外特徴値から縞模様背景内特徴値３０４を差し引いたもの等を縞模様背景特徴値として算出する。
【００５７】
縞模様背景特徴値を、範囲３０５の幅を予め定めた範囲で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を縞模様背景フィルタ値とし、最大値を与える範囲３０５の幅を縞模様背景幅とする。
【００５８】
なお、本説明において、特徴値として平均値、差、最小値、最大値等を例としてあげたが、特徴値はこれらに限るものではなく、範囲３０５及び範囲３０７内の画素値と比較して範囲３０５内の画素値がより低い場合に、縞模様背景特徴値が大きくなるような特徴値であればよい。
【００５９】
また、当該ピクセル３０２において、画素値の鉛直線上の下方から上方に向かう方向での変化量が予め定められた閾値以上である場合には、縞模様背景フィルタ値及び縞模様背景幅を０として、縞模様背景フィルタ値の算出を行わないようにしてもよい。
【００６０】
また、縞模様背景特徴値の算出を、範囲３０３の上端ピクセルでの画素値の鉛直線上の下方から上方に向かう方向での変化量が予め定められた閾値以上の場合にのみ行い、そうでない場合には縞模様背景特徴値を０とするようにしてもよい。
【００６１】
次に、縞模様統合フィルタ値について説明する。なお、以下に説明する処理は、対象画像内の各ピクセルを当該点として行われる。
【００６２】
図４に示すように、対象画像４０１内の当該ピクセル４０２について、当該ピクセル４０２から鉛直線上で上方に、当該ピクセル４０２における縞模様前景幅４０３だけ離れた画素の周辺４０４で、縞模様背景フィルタ値が最大である、縞模様前景上端候補ピクセル４０５を検出する。
【００６３】
次に、縞模様前景上端候補ピクセル４０５から鉛直線上で上方に縞模様前景上端候補ピクセル４０５における縞模様背景幅４０６だけ離れた画素の周辺４０７で、縞模様背景フィルタ値が最大である縞模様背景上端候補ピクセル４０８を検出する。
【００６４】
次に、当該ピクセル４０２と縞模様背景上端候補ピクセル４０８における縞模様前景フィルタ値、及び縞模様前景上端候補ピクセル４０５における縞模様背景フィルタ値について和、最小値等のなんらかの特徴値である縞模様前背景フィルタ特徴値を算出し、
当該ピクセル４０２における縞模様前景幅４０３及び縞模様背景上端候補ピクセル４０５における縞模様前景幅４０９について差等のなんらかの特徴値である縞模様前景幅均等特徴値を算出する。
【００６５】
次に、縞模様前背景フィルタ特徴値及び縞模様前景幅均等特徴値について、縞模様前背景フィルタ特徴値を、縞模様前景幅均等特徴値で除した値、等のなんらかの特徴値を算出し、縞模様統合フィルタ値とする。
【００６６】
なお、本説明において、特徴値として和、差、最小値、除算により得られる値等を例としてあげたが、特徴値はこれらに限るものではなく、当該ピクセル４０２と縞模様背景上端候補ピクセル４０８における縞模様前景フィルタ値、及び縞模様前景上端候補ピクセル４０５における縞模様背景フィルタ値がより大きく、かつ当該ピクセル４０２における縞模様前景幅４０３及び縞模様背景上端候補ピクセル４０８における縞模様前景幅４０９がより近い場合に縞模様統合フィルタ値が大きくなるような特徴値であればよい。
【００６７】
次に、図１及び図５のフローチャートを参照して、本実施例の全体の動作について詳細に説明する。
【００６８】
まず、画像入力装置１１０により縞模様を検知する対象の画像を入力する（図５のステップＡ１）。
【００６９】
次に、コンピュータ１００は、縞模様前景フィルタ手段１０１により対象画像の各ピクセルについて、縞模様前景フィルタ値及び縞模様前景幅を算出する（ステップＡ２）。
【００７０】
さらに、コンピュータ１００は、縞模様背景フィルタ手段１０２により対象画像の各ピクセルについて、縞模様背景フィルタ値及び縞模様背景幅を算出する（ステップＡ３）。
【００７１】
さらに、コンピュータ１００は、縞模様統合フィルタ手段１０３により対象画像の各ピクセルについて、縞模様統合フィルタ値を算出する（ステップＡ４）。
【００７２】
さらに、コンピュータ１００は、孤立特徴点除去手段１０４により対象画像内の縞模様統合フィルタ値が大きいピクセルの内、周囲に縞模様統合フィルタ値が大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける縞模様統合フィルタ値を小さい値に置き換える（ステップＡ５）。
【００７３】
さらに、コンピュータ１００は、縞模様領域検知手段１０５により対象画像の各部分領域について縞模様統合フィルタ値の和等の特徴値を算出する（ステップＡ６）。
【００７４】
さらに、コンピュータ１００は、縞模様領域検知手段１０５により各部分画像の内、縞模様統合フィルタ値の和等の特徴値が予め定められた閾値以上の部分領域を縞模様領域とする（ステップＡ７）。
【００７５】
最後に、コンピュータ１００は、縞模様領域出力手段１０６により縞模様領域を出力する（ステップＡ８）。
【００７６】
次に、本実施例の作用効果について説明する。
【００７７】
本実施例では、テンプレート照合のような多数の領域演算をすることなく、局所的なフィルタ処理の組み合わせにより、縞模様の、ある幅の前景と背景が交互に現れるという形状を直接的に扱うように構成されているため、低処理量で高い検知性能もつ縞模様検知処理が実現できる。
【００７８】
次に、具体的を用いて本実施例の動作を説明する。
【００７９】
本実施例は、図６に示すように、道路６０１を走行する自車両６０２の前部に自車両進行方向を向いたカメラ６０３を画像入力装置１１０とするものであり、自車両前方を撮影した画像から縞模様領域であるゼブラゾーン６０５を検知するものである。なお、画像入力装置１１０はこれに限るわけではなく、自車両後部に自車両進行方向と逆方向を向いたカメラ、他車両に搭載されたカメラ、路側等のインフラとして設置されているカメラ等を用いてもよい。
【００８０】
図７に示すように、本実施例（第２の実施例）は、プログラム制御により動作するコンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）７００と、画像入力装置７１０とから構成されている。なお、コンピュータ７００及びに画像入力装置７１０は自車両や他車両、路側等のインフラ等に設置されており、また、コンピュータ７００を用いる代わりに専用のハードウェア等により実現してもよい。
【００８１】
コンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）７００は、俯瞰画像作成手段７０１と、縞模様前景フィルタ手段７０２と、縞模様背景フィルタ手段７０３と、縞模様統合フィルタ手段７０４と、孤立特徴点除去手段７０５と、縞模様領域検知手段７０６と、縞模様領域出力手段７０７とを含む。
【００８２】
画像入力装置７１０は、カメラ６０３のように原画像を入力する。ここで、原画像の階調数は２５６であるとする。
【００８３】
俯瞰画像作成手段７０１は、以下のような処理により、原画像を、検知対象であるゼブラゾーンを含む道路面を俯瞰するように変換した俯瞰画像を作成する。
【００８４】
すなわち、図８に示すように、本実施例における画像入力手段７１０の撮像座標系を定める。また、本実施例においては、撮像の際の実世界から原画像への変換は透視変換であるとし、レンズ等の歪み等による他の変換の要因はないものとする。
【００８５】
図８において、実世界座標系をＸＹＺとし、原画像座標系をｘｙとする。ここで、Ｘ軸とｘ軸、Ｙ軸とｙ軸はそれぞれ平行である。また、透視変換における焦点距離８４０をｆとする。道路面はＹ軸に対して鉛直な平面をなすものとし、実世界座標系の原点Ｏから道路面８１０までの距離８３０をＨとする。
【００８６】
この場合、道路面８１０上の点（Ｘｉ、Ｈ、Ｚｉ）に対応する原画像内の画素（ｘｉ、ｙｉ）は次式（１）のように表される。
【００８７】
【数１】
0004416039.tif 000002
【００８８】
俯瞰画像は、道路面８１０を実世界で鉛直方向下向きの視線で見た場合の画像であり、よってこの場合、道路面８１０上の実世界座標を適当な間隔、例えば縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、で量子化したものに他ならない。
【００８９】
従って、原画像から俯瞰画像への変換は、俯瞰画像の各画素における輝度を、原画像内の式（１）で表される対応する画素の輝度とすることにより行うことができる。
【００９０】
この場合、俯瞰画像の各画素は、実世界での道路面８１０上の例えば縦１０ｃｍ、横１０ｃｍの各領域に対応する。
【００９１】
なお、俯瞰画像のサイズは、道路面６０１上のゼブラゾーン６０５が十分に含まれる大きさ、例えば横幅は実世界で自車両６０２の中心を中心とした左右５ｍ、縦長は実世界で自車両から前方８ｍまでの範囲を、例えば縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、で量子化した横１００ピクセル、縦８０ピクセル等とする。
【００９２】
また、画像撮像系において、透視変換以外の変換要因、例えばレンズの歪み等が存在する場合は、式（１）の代わりに、それらの変換要因を考慮した変換式を用いることにより、同様に原画像の俯瞰画像への変換を達成することができる。
【００９３】
縞模様前景フィルタ手段７０２は、以下のような処理により、俯瞰画像の各ピクセルについて縞模様前景フィルタ値及び仮想縞模様前景幅を算出する。
【００９４】
すなわち、図９に示すように、俯瞰画像９０１内の当該ピクセル９０２について、当該ピクセル９０２を下端とした鉛直線上の範囲９０３内の画素値についての平均値である縞模様前景内特徴値９０４を算出し、
当該ピクセル９０２を上端とした鉛直線上の２ピクセル幅の範囲内の画素値についての平均値である縞模様前景下方外特徴値９０５を算出し、
当該ピクセル９０２を上端とした鉛直線上の範囲９０３の上端を下端とした鉛直線上の２ピクセル幅の範囲内の画素値についての平均値である縞模様前景上方外特徴値９０６を算出する。
【００９５】
次に、縞模様前景下方外特徴値９０５と縞模様前景上方特徴値９０６の内の最大値である縞模様前景外特徴値を算出する。
【００９６】
次に、縞模様前景内特徴値９０４から縞模様前景外特徴値を差し引いた値を縞模様前景特徴値として算出する。
【００９７】
縞模様前景特徴値を、範囲９０３の幅を５ピクセルから２０ピクセルの間で１ピクセル間隔で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を、縞模様前景フィルタ値とし、最大値を与える範囲９０３の幅を縞模様前景幅とする。
【００９８】
なお、当該ピクセル９０２において、当該ピクセル上の画素値から当該ピクセルの鉛直線上の下部に隣接するピクセル上の画素値を差し引いた値が閾値、例えば１０以下である場合には、縞模様前景フィルタ値及び縞模様前景幅を０として、縞模様前景フィルタ値の算出を行わないようにしてもよい。
【００９９】
また、縞模様前景特徴値の算出を、範囲９０３の上端ピクセルの画素値から上端ピクセルの鉛直線上の上部に隣接するピクセルでの画素値を差し引いた値が閾値、例えば１０以上の場合にのみ行い、そうでない場合には縞模様前景特徴値を０とするようにしてもよい。
【０１００】
縞模様背景フィルタ手段７０２は、以下のような処理により、俯瞰画像の各ピクセルについて縞模様背景フィルタ値及び仮想縞模様背景幅を算出する。
【０１０１】
すなわち、図１０に示すように、俯瞰画像１００１内の当該ピクセル１００２について、当該ピクセル１００２を下端とした鉛直線上の範囲１００３内の画素値についての平均値である縞模様背景内特徴値１００４を算出し、
当該ピクセル１００２を上端とした鉛直線上の２ピクセル幅の範囲内の画素値についての平均値である縞模様背景下方外特徴値１００５を算出し、
当該ピクセル１００２を上端とした鉛直線上の範囲１００３の上端を下端とした鉛直線上の２ピクセル幅の範囲内の画素値についての平均値である縞模様背景上方外特徴値１００６を算出する。
【０１０２】
次に、縞模様背景下方外特徴値１００５と縞模様背景上方特徴値１００６の内の最小値である縞模様背景外特徴値を算出する。
【０１０３】
次に、縞模様背景外特徴値から縞模様背景内特徴値１００４を差し引いた値を縞模様背景特徴値として算出する。
【０１０４】
縞模様背景特徴値を、範囲１００３の幅を１０ピクセルから３０ピクセルの間で１ピクセル間隔で変更した場合についてそれぞれ算出し、その内の最大値を、縞模様背景フィルタ値とし、最大値を与える範囲１００３の幅を、縞模様背景幅とする。
【０１０５】
なお、当該ピクセル１００２において、当該ピクセル１００２の鉛直線上の下部に隣接するピクセル上の画素値から当該ピクセル１００２上の画素値を差し引いた値が閾値、例えば１０以下である場合には、縞模様背景フィルタ値及び縞模様背景幅を０として、縞模様背景フィルタ値の算出を行わないようにしてもよい。
【０１０６】
また、縞模様背景特徴値の算出を、範囲１００３の上端ピクセルの鉛直線上の上部に隣接するピクセルでの画素値から上記上端ピクセルでの画素値を差し引いた値が閾値、例えば１０以上の場合にのみ行い、そうでない場合には縞模様背景特徴値を０とするようにしてもよい。
【０１０７】
縞模様統合フィルタ手段７０４は、以下のような処理により俯瞰画像の各ピクセルについて縞模様統合フィルタ値を算出する。
【０１０８】
すなわち、図１１に示すように、俯瞰画像１１０１内の当該ピクセル１１０２について、当該ピクセル１１０２から鉛直線上で上方に当該ピクセル１１０２における縞模様前景幅１１０３だけ離れた画素を中心とした鉛直線上の１０ピクセル幅の範囲で縞模様背景フィルタ値が最大である縞模様前景上端候補ピクセル１１０４を検出し、縞模様前景上端候補ピクセル１１０４から鉛直線上で上方に縞模様前景上端候補ピクセル１１０４における縞模様背景幅１１０５だけ離れた画素を中心とした２０ピクセル幅の範囲で縞模様背景フィルタ値が最大である縞模様背景上端候補ピクセル１１０６を検出する。
【０１０９】
次に、当該ピクセル１１０２と縞模様背景上端候補ピクセル１１０６における縞模様前景フィルタ値、及び縞模様前景上端候補ピクセル１１０４における縞模様背景フィルタ値の内の最小値である縞模様前背景フィルタ特徴値を算出し、当該ピクセル１１０２における縞模様前景幅１１０３及び縞模様背景上端候補ピクセル１１０６における縞模様前景幅１１０７についての差の絶対値である縞模様前景幅均等特徴値を算出する。
【０１１０】
次に、縞模様前背景フィルタ特徴値を縞模様前景幅均等特徴値で除した値を算出し縞模様統合フィルタ値とする。
【０１１１】
孤立特徴点除去手段７０５は、図１２に示すように、俯瞰画像１２０１内において、縞模様統合フィルタ値が閾値、例えば３０以上のピクセルの内、
ピクセル１２０２のように左右鉛直線上の同じＺ座標を中心とした３ピクセルの範囲内において、縞模様統合フィルタ値が閾値、例えば３０以上のピクセルが存在する場合には、ピクセル１２０２での縞模様統合フィルタ値はそのままとし、
ピクセル１２０３のように、左右鉛直線上の同じＺ座標を中心とした３ピクセルの範囲内において、縞模様統合フィルタ値が閾値、例えば３０以上のピクセルが存在しない場合には、ピクセル１２０３での縞模様統合フィルタ値を０に置き換える。
【０１１２】
縞模様領域検知手段７０６は、図１３に示すように、俯瞰画像１３０１内において、縦長：５０ピクセル、横幅：２０ピクセルの部分領域１３０２の位置を、縦：１０ピクセル、横：２ピクセルの間隔で、左下端から順に移動させていき、各位置において、部分領域１３０２内の縞模様統合フィルタ値の和を計算し、和が閾値、例えば６００以上である場合、当該位置に縞模様領域が存在するとし、縞模様領域として検知する。
【０１１３】
なお、俯瞰画像１３０１内の車線区画線１３０４を検知し、部分領域１３０２の位置を車線区画線１３０４の左右どちらかに隣接した位置のみに限定する等してもよい。ただし、位置の限定はこれに限るものではなく、道路面上の他の標示とのなんらかの位置関係による限定であればよい。
【０１１４】
縞模様領域出力手段７０７は、縞模様領域検知手段７０６で検知した縞模様領域の位置等の情報を出力する。
【０１１５】
次に、以上説明した構成要素により構成される本実施例の動作について、図７及び図１４のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１１６】
まず、画像入力装置７１０により縞模様を検知する対象の画像を入力する（図１４のステップＢ１）。
【０１１７】
次に、コンピュータ７００は、俯瞰画像作成手段７０１により対象画像を検知対象である縞模様を俯瞰するように変換した俯瞰画像を作成する（ステップＢ２）。
【０１１８】
さらに、コンピュータ７００は、縞模様前景フィルタ手段７０２により俯瞰画像の各ピクセルについて、縞模様前景フィルタ値及び縞模様前景幅を算出する（ステップＢ３）。
【０１１９】
さらに、コンピュータ７００は、縞模様背景フィルタ手段７０３により俯瞰画像の各ピクセルについて、縞模様背景フィルタ値及び縞模様背景幅を算出する（ステップＢ４）。
【０１２０】
さらに、コンピュータ７００は、縞模様統合フィルタ手段７０４により俯瞰画像の各ピクセルについて、縞模様統合フィルタ値を算出する（ステップＢ５）。
【０１２１】
さらに、コンピュータ７００は、孤立特徴点除去手段７０５により俯瞰画像内の縞模様統合フィルタ値が大きいピクセルの内、周囲に縞模様統合フィルタ値が大きい他のピクセルが存在しないピクセルにおける縞模様統合フィルタ値を小さい値に置き換える（ステップＢ６）。
【０１２２】
さらに、コンピュータ７００は、縞模様領域検知手段７０６により俯瞰画像の各部分領域について縞模様統合フィルタ値の和等の特徴値を算出する（ステップＢ７）。
【０１２３】
さらに、コンピュータ７００は、縞模様領域検知手段７０６により各部分画像の内、縞模様統合フィルタ値の和等の特徴値が予め定められた閾値以上の部分領域を縞模様領域とする（ステップＢ８）。
【０１２４】
最後に、コンピュータ７００は、縞模様領域出力手段７０７により縞模様領域を出力する（ステップＢ９）。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明によれば、画像からの縞模様の検知といった用途に適用できる。また、車載画像からのゼブラゾーンの検知といった用途にも適用可能である。
【０１２６】
なお、上記の特許文献１の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例における縞模様前景フィルタの処理内容を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施例における縞模様背景フィルタの処理内容を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施例における縞模様統合フィルタの処理内容を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施例の動作を説明する流れ図である。
【図６】自車両と道路、カメラ、進行方向の位置・方向関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例における道路面と画像面、座標系の関係を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例における縞模様前景フィルタの処理内容の具体例を説明する図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における縞模様背景フィルタの処理内容の具体例を説明する図である。
【図１１】本発明の第２の実施例における縞模様統合フィルタの処理内容の具体例を説明する図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における孤立特徴点除去手段の処理内容の具体例を説明する図である。
【図１３】本発明の第２の実施例における縞模様領域検知手段の処理内容の具体例を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施例の動作を示す流れ図である。
【図１５】関連技術の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１００、７００  コンピュータ（中央処理装置；プロセッサ；データ処理装置）
１０１、７０２  縞模様前景フィルタ手段
１０２、７０３  縞模様背景フィルタ手段
１０３、７０４  縞模様統合フィルタ手段
１０４、７０５  孤立特徴点除去手段
１０５、７０６  縞模様領域検知手段
１０６、７０７  縞模様領域出力手段
１１０、７１０、１５１０  画像入力装置
２０１、３０１、４０１  対象画像
２０２、３０２、４０２、９０２、１００２、１１０２  当該ピクセル
２０３、２０５、２０７、３０３、３０５、３０７、９０３、１００３  鉛直
線上の範囲
２０４、９０４  縞模様前景内特徴値
２０６、９０５  縞模様前景下方外特徴値
２０８、９０６  縞模様前景上方外特徴値
３０４、１００４  縞模様背景内特徴値
３０６、１００５  縞模様背景下方外特徴値
３０８、１００６  縞模様背景上方特徴値
４０３、４０９、１１０３、１１０７  縞模様前景幅
４０４、４０７  画素の周辺
４０５、１１０４  縞模様前景上端候補ピクセル
４０６、１１０５  縞模様背景幅
４０８、１１０６  縞模様背景上端候補ピクセル
６０１  道路
６０２  自車両
６０３  カメラ
６０４  カメラ視野範囲
６０５、１３０３  ゼブラゾーン
７０１、１５０１  俯瞰画像作成手段
８１０  道路面
８２０  画像面
８３０  道路面の世界座標原点からの距離
８４０  カメラ焦点距離
９０１、１００１、１１０１、１２０１、１３０１  俯瞰画像
１２０２、１２０３  縞模様統合フィルタ値が閾値以上のピクセル
１３０２  部分領域
１３０４  車線区画線
１５０２  テンプレート記憶手段
１５０３  テンプレート読出し手段
１５０４  テンプレート照合手段
１５０５  縞模様領域検出手段
【図１】
0004416039.tif 000003
【図２】
0004416039.tif 000004
【図３】
0004416039.tif 000005
【図４】
0004416039.tif 000006
【図５】
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【図６】
0004416039.tif 000008
【図７】
0004416039.tif 000009
【図８】
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【図９】
0004416039.tif 000011
【図１０】
0004416039.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0004416039.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
0004416039.tif 000016
【図１５】
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