(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する強度比演算手段と、
予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値を、影の有無による影強度比として出力する影強度比出力手段と、
上記強度比演算手段により上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる上記画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比で除算した値が上記影強度比と同一の値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が上記影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する影変化領域判定手段とを備える影変化領域判定装置。
【請求項２】
影変化領域判定手段は、基準強度比で除算した値が影強度比と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域および、基準強度比で除算した値が影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を影の変化領域と判定することを特徴とする請求項１記載の影変化領域判定装置。
【請求項３】
各小領域は複数の画素からなり、各小領域の画像間強度比は当該複数の画素の画像間強度比の平均値、中間値、中央値、最頻値あるいは特定位置の代表値であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の影変化領域判定装置。
【請求項４】
影強度比出力手段は、複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて、基準画像と判別画像とで撮像対象が変化していない領域の画像間強度比あるいはこれに最も近接する極大値の画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を基準画像間強度比とし、
強度比出現率グラフにおいて上記基準画像間強度比の両側に位置する極大値の画像間強度比を影画像間強度比とし、
当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を影強度比として出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の影変化領域判定装置。
【請求項５】
影強度比出力手段は、強度比出現率グラフからノイズによる空間的または時間的な変動を取り除いた上で、各画像間強度比の出現率を得ることを特徴とする請求項４記載の影変化領域判定装置。
【請求項６】
影強度比出力手段は、基準画像および判別画像において撮像された空間において過去において移動物体あるいはその影領域と判定された位置またはその過去の判定に基づいて予測された位置を含む領域内の複数の小領域を用いて強度比出現率グラフを生成することを特徴とする請求項４または請求項５記載の影変化領域判定装置。
【請求項７】
影強度比出力手段は、画像間強度比が所定の閾値以上である小領域およびその小領域に囲まれた小領域を用いて強度比出現率グラフを生成することを特徴とする請求項４または請求項５記載の影変化領域判定装置。
【請求項８】
影強度比出力手段は、判別画像を微分処理した画像に基づいてエッジ位置と判定された画素から所定の距離の範囲内にある小領域を用いて強度比出現率グラフを生成することを特徴とする請求項４または請求項５記載の影変化領域判定装置。
【請求項９】
請求項１から８のうちのいずれか１項記載の影変化領域判定装置と、
複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて出現率が最も高い画像間強度比あるいは最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を背景領域と判定する背景領域判定手段と、
影変化領域判定装置あるいは背景領域判定手段においてそれぞれの領域として判定されなかった残りの小領域を移動物体による変化領域と判定する移動物体変化領域判定手段とを備えることを特徴とする画像判定装置。
【請求項１０】
請求項１から８のうちのいずれか１項記載の影変化領域判定装置と、
少なくとも影変化領域と判定された小領域の各画素の強度に対して影強度比あるいはその逆数を乗算して影を削除した補正画像を生成する影除去手段とを備える画像生成装置。
【請求項１１】
請求項１から８のうちのいずれか１項記載の影変化領域判定装置と、
判別画像を微分処理して線画画像を生成する線画画像生成手段と、
当該線画画像から影変化領域内の位置あるいは影変化領域の周囲の位置となる線分を除去した輪郭画像を生成する輪郭画像生成手段とを備える画像生成装置。
【請求項１２】
同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する演算工程と、
上記演算工程において上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比として抽出する抽出工程と、
この基準強度比で除算した値が、予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が、上記固定値の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する判定工程とを備える影変化領域判定方法。
【請求項１３】
同一空間を撮像した２つの画像について小領域毎の画像間強度比が入力され、これら２つの画像について影変化領域を抽出する際に用いられる影強度比を生成する影強度比演算装置において、
上記画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおける、上記２つの画像で撮像対象が変化していない背景領域の標準的な画像間強度比の固定値に最も近接する、出現率の極大値を与える画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を、基準画像間強度比として抽出する基準画像間強度比抽出回路と、
この基準画像間強度比に対して、画像において上記空間が影となっている場合の画像領域の強度を当該領域が影で無い場合の強度で除算して得られる値を乗算あるいは除算し、この演算値に最も近い、上記強度比出現率グラフの出現率の極大値の画像間強度比を、影画像間強度比として抽出する影画像間強度比抽出回路と、
当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を、影強度比として出力する影強度比出力回路とを備える影強度比演算装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２つの画像同士を比較することで、一方のデジタル画像における影領域などを求める影変化領域判定装置、画像判定装置、画像生成装置並びに影強度比演算装置に係り、特に、車道などにおける車の交通量を計測する交通流計測装置などにおいて好適に用いることができる影変化領域判定装置、画像判定装置、画像生成装置、並びに影強度比演算装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より車道などにおける車の交通量を計測する交通流計測装置などを測定する各種の技術が提案され、また実用化されている。他方で、近年のデジタル画像処理関連技術が飛躍的に進歩している。このような状況においては、例えば車道全体を撮像カメラで撮像し、その撮像デジタル画像を用いて車道上の車を検出し、これにより交通量を計測することが考えられる。
【０００３】
特開平１１−１２０３４９号公報には、主に航空写真を例として２つのデジタル画像の間での画像変化を抽出し、これに基づいて物体の変化などを検出する技術が開示されている。
【０００４】
図１３は、各画像における影を除去し、その影が除去された２つのデジタル画像同士の相互相関に基づいて物体の変化を判断する従来の画像生成装置の構成を示すブロック図である。図において、５６は２つのデジタル画像を出力する画像入力部、５７はそれぞれ互いに異なる方のデジタル画像を基準として他方の画像の画像間強度比を演算する強度比演算部、５８はそれぞれこの画像間強度比に基づいてデジタル画像中の影の領域と背景領域とを判別する影領域抽出部、５９は影領域と判別された部位の強度を補正する影補正部、６０はこれら２つの影補正部５９，５９から出力された２つの補正デジタル画像同士を比較し、これらの相関に基づいて物体変化検出信号を出力する相互相関演算部である。
【０００５】
次に動作について説明する。
画像入力部５６から２つのデジタル画像が出力されると、各強度比演算部５７は互いに異なる方のデジタル画像を基準として他方の画像の画像間強度比を演算し、各影領域抽出部５８はそれぞれの画像間強度比に基づいてデジタル画像中の影の領域と背景領域とを判別し、各影補正部５９はそれぞれのデジタル画像において影領域と判別された部位の強度を補正して補正デジタル画像を出力する。相互相関演算部６０は、これら２つの補正デジタル画像同士を比較し、これらの相関に基づいて物体変化検出信号を出力する。
【０００６】
図１４は各影領域抽出部５８の処理を詳しく説明するための説明図である。同図の横軸は画像間強度比、縦軸は出現率である。各影領域抽出部５８は、まず、デジタル画像における各画素の画像間強度比の分布、つまり強度比出現率グラフ６１を生成する。次にこの強度比出現率グラフ６１における両端の極大値６２，６２を抽出し、この極大値６２，６２よりも内側に閾値６３，６３を設定する。そして、この閾値６３，６３よりも外側となる画像間強度比をとる画素を影領域の画素、それ以外の画素を背景領域の画素と判定する。また、各影補正部５９はこの影領域の画素の強度を補正する。
【０００７】
そして、このような２つのデジタル画像の差に基づいて影を削除することでそれぞれのデジタル画像における物体の位置や大きさなどを間接的に抽出することができ、例えばこれら２つのデジタル画像の差に基づいて物体の変化などを検出することができる。更に、この技術を利用すれば、車道を撮像した２つのデジタル画像に基づいて移動する車をその影を削除した状態で検出することができ、これにより交通量を一応計測することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の影変化領域の判定装置は以上のように構成されているので、強度比出現率グラフ６１において背景領域の極大値と影領域の極大値との間に閾値を設定してこれを３分割し、これに基づいて影領域自体を直接判断することとなり、その結果、以下に示すような課題があった。
【０００９】
第一に、従来の影領域の判定においては、移動物体そのものの画像間強度比について全く考慮されていないので、それが故に誤った影領域判断をしてしまう。例えば、移動物体そのものの画像間強度比が極大値を形成する場合、特に、その極大値が強度比出現率グラフ６１において影領域の極大値６２よりも外側に発生した場合、上記従来の影領域の判定ではこの移動物体の極大値を誤って影領域と判定してしまうことになる。また、上記従来の判定では最も外側の極大値とその隣の極大値との間に閾値を設定し、この閾値よりも外側全てを影領域と判断しているので、移動物体そのものの画像間強度比が広く分散されている場合には、本来移動物体の領域である部分を誤って影領域と判定してしまうことになる。その結果、影領域と判断された領域には移動物体であるはずの領域が必ず多量に含まれることになり、その分、影領域の抽出精度、ひいては補正精度が悪くなってしまう。その結果、各デジタル画像における移動物体の配置や数が本来のものとは異なってしまい、ひいてはそれに基づいて得られる交通量などが誤ったものとなってしまう。
【００１０】
第二に、極大値６２を形成する影領域が必ず存在することを前提としているので、例えば、比較する２つのデジタル画像の間で変化が無く中央において極大値が１つしか発生しない場合には、ノイズによる極大値などを影によるものと誤って判断し、ひいてはそれよりも外側の画像間強度比となる小領域の全てに対して補正をしてしまうこととなる。その結果、本来の画像にはない強度変化が補正された画像に発生してしまう。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、強度比出現率グラフにおいて物体の移動により生ずる極大値やノイズによる極大値などを誤って影による極大値と判定することなく、しかも、物体の移動により強度が変化した小領域と影の移動によって強度が変化した小領域とを区別して、従来よりも精度良く影領域を判別することができ、ひいては各車などの移動物体を精度良く抽出して正確に交通量を測定することができる影変化領域判定装置、画像判定装置、画像生成装置並びに影強度比演算装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る影変化領域判定装置は、同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する強度比演算手段と、予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値を、影の有無による影強度比として出力する影強度比出力手段と、上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比で除算した値が上記影強度比と同一の値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が上記影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する影変化領域判定手段とを備えるものである。
【００１３】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影変化領域判定手段が、基準強度比で除算した値が影強度比と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域および、基準強度比で除算した値が影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を影の変化領域と判定するものである。
【００１４】
この発明に係る影変化領域判定装置は、各小領域は複数の画素からなり、各小領域の画像間強度比は当該複数の画素の画像間強度比の平均値、中間値、中央値、最頻値あるいは特定位置の代表値であるものである。
【００１５】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影強度比出力手段が、複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて、基準画像と判別画像とで撮像対象が変化していない領域の画像間強度比あるいはこれに最も近接する極大値の画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を基準画像間強度比とし、強度比出現率グラフにおいて上記基準画像間強度比の両側に位置する極大値の画像間強度比を影画像間強度比とし、当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を影強度比として出力するものである。
【００１６】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影強度比出力手段が、強度比出現率グラフからノイズによる空間的または時間的な変動を取り除いた上で、各画像間強度比の出現率を得るものである。
【００１７】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影強度比出力手段が、基準画像および判別画像において撮像された空間において過去において移動物体あるいはその影領域と判定された位置またはその過去の判定に基づいて予測された位置を含む領域内の複数の小領域を用いて強度比出現率グラフを生成するものである。
【００１８】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影強度比出力手段は、画像間強度比が所定の閾値以上である小領域およびその小領域に囲まれた小領域を用いて強度比出現率グラフを生成することを特徴とする請求項４または請求項５記載の影変化領域判定装置。
【００１９】
この発明に係る影変化領域判定装置は、影強度比出力手段が、判別画像を微分処理した画像に基づいてエッジ位置と判定された画素から所定の距離の範囲内にある小領域を用いて強度比出現率グラフを生成するものである。
【００２０】
この発明に係る画像判定装置は、以上の影変化領域判定装置と、複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて出現率が最も高い画像間強度比あるいは最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を背景領域と判定する背景領域判定手段と、影変化領域判定装置あるいは背景領域判定手段においてそれぞれの領域として判定されなかった残りの小領域を移動物体による変化領域と判定する移動物体変化領域判定手段とを備えるものである。
【００２１】
この発明に係る画像生成装置は、以上の影変化領域判定装置と、少なくとも影変化領域と判定された小領域の各画素の強度に対して影強度比あるいはその逆数を乗算して影を削除した補正画像を生成する影除去手段とを備えるものである。
【００２２】
この発明に係る画像生成装置は、以上の影変化領域判定装置と、判別画像を微分処理して線画画像を生成する線画画像生成手段と、当該線画画像から影変化領域内の位置あるいは影変化領域の周囲の位置となる線分を除去した輪郭画像を生成する輪郭画像生成手段とを備えるものである。
【００２３】
この発明に係る影変化領域判定方法は、同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する演算工程と、上記演算工程において上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比として抽出する抽出工程と、この基準強度比で除算した値が、予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が、上記固定値の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する判定工程とを備えるものである。
【００２４】
この発明に係る影強度比演算装置は、同一空間を撮像した２つの画像について小領域毎の画像間強度比が入力され、これら２つの画像について影変化領域を抽出する際に用いられる影強度比を生成する影強度比演算装置において、上記画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおける、上記２つの画像で撮像対象が変化していない背景領域の標準的な画像間強度比の固定値に最も近接する、出現率の極大値を与える画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を、基準画像間強度比として抽出する基準画像間強度比抽出回路と、この基準画像間強度比に対して、画像において上記空間が影となっている場合の画像領域の強度を当該領域が影で無い場合の強度で除算して得られる値を乗算あるいは除算し、この演算値に最も近い、上記強度比出現率グラフの出現率の極大値の画像間強度比を、影画像間強度比として抽出する影画像間強度比抽出回路と、当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を、影強度比として出力する影強度比出力回路とを備えるものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像判定装置の構成を示すブロック図である。図において、１は車道を含む撮像空間を固定的に撮像する撮像カメラを備え、当該撮像カメラが最後に撮像した判別デジタル画像および当該画像よりも以前に撮像した基準デジタル画像を同時に出力する入力画像生成部、２はこの２つのデジタル画像について、各画素毎に基準デジタル画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する強度比演算部（強度比演算手段）、３は判別デジタル画像と基準デジタル画像との間で変化の無い領域（背景領域）の標準的な背景強度比（固定値）を出力する背景強度比設定手段、４は上記車道が影になった状態における標準的な強度を影になっていない状態における標準的な強度で除算した値を影強度比（固定値）として出力する影強度比設定手段（影強度比出力手段）、５は上記各画素の画像間強度比とともにこれら背景強度比および影強度比が入力され、上記画像間強度比に基づいて判別デジタル画像を影変化領域、移動物体変化領域および背景領域の３つの領域に分割し、その情報を出力する影変化領域抽出部（強度比演算手段、影変化領域判定手段、背景領域判定手段、移動物体変化領域判定手段）である。
【００２６】
次に動作について説明する。
撮像カメラが撮像した判別デジタル画像および基準デジタル画像が入力画像生成部１から出力されると、強度比演算部２は、各画素毎に基準デジタル画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する。なお、これら判別デジタル画像および基準デジタル画像は撮像カメラにおいて判別デジタル画像が撮像される度に連続的に出力される。また、基準デジタル画像は例えば当該判別デジタル画像をフレームバッファなどで所定の時間遅延させたものを用いればよい（演算工程）。
【００２７】
影変化領域抽出部５は、各判別デジタル画像に係る全ての画素の画像間強度比が入力されると、当該画像間強度比に基づいて当該判別デジタル画像に対する領域判定処理を行う。
【００２８】
まず、図２に示すような強度比出現率グラフを生成する処理と等価な処理を行う。同図の横軸は画像間強度比、縦軸は出現率である。例えば、上記判別デジタル画像を数個ずつの画素毎にまとめた小領域を定義し、その小領域毎の画像間強度比の平均値、中間値、中央値、最頻値あるいは特定位置の代表値を演算し、この演算値と一致する画像間強度比のところに出現率を１ずつ加えてゆく。このような作業を上記判別デジタル画像の全ての画素（小領域）に対して行って上記強度比出現率グラフを生成する処理と等価な処理を行う。なお、この処理の際、背景強度比設定手段３から入力される背景強度比にて各画像間強度比を除算して、それぞれの値を補正しておく。また一般的に、判別デジタル画像と基準デジタル画像との撮像時間が短い場合にはそれらの間における背景の強度変化は少ないので、そのような場合にはこの補正処理を省略することもできる。
【００２９】
次に、この強度比出現率グラフの生成処理と等価な処理の結果に基づいて、背景領域の判定基準強度比（背景領域画像間強度比基準値６）および影領域の判定基準強度比（影領域画像間強度比基準値７）を求める。具体的には、背景領域画像間強度比基準値６として、上記強度比出現率グラフにおいて出現率が最も高い画像間強度比（基準強度比）あるいは最大の極大値となる画像間強度比（基準強度比）を選択する。また、影領域画像間強度比基準値７として、この背景領域画像間強度比基準値６に影強度比を乗算した値の強度比およびこの背景領域画像間強度比基準値６に影強度比の逆数を乗算した値の強度比を選択する。なお、これら選択された影領域画像間強度比基準値７の近くにおいて極大値がある場合には最も近い極大値をその選択値の代わりに選択してもよい（抽出工程）。
【００３０】
最後に、上記背景領域画像間強度比基準値６を含む所定の強度比範囲（図２において１０と１１との間）内の値をとる小領域を背景領域と判定し、上記各影領域画像間強度比基準値７を含む所定の強度比範囲（図２において８と９との間および１２と１３との間）内の値をとる小領域を影変化領域と判定し、更に、その残りの小領域を移動物体変化領域と判定し、これら３つの領域分類情報を出力する。なお、この判定において、上記各所定の強度比範囲は、例えば、一般的な影領域の強度の分散値や背景領域の強度の分散値などに基づいて決定している（判定工程）。
【００３１】
以上のように、この実施の形態１によれば、同一空間を撮像した基準デジタル画像および判別デジタル画像について、所定の小領域毎に基準デジタル画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する強度比演算部２と、車道が影になった状態における標準的な強度を影になっていない状態における標準的な強度で除算した値を影強度比（固定値）として出力する影強度比設定手段４と、上記各画素の画像間強度比とともに影強度比が入力され、上記画像間強度比に基づいて判別デジタル画像を影変化領域を抽出して出力する影変化領域抽出部５とを備えるので、判別デジタル画像の影領域を抽出することができる。
【００３２】
しかも、影強度比を用いて影領域画像間強度比基準値７を求めているので、強度比出現率グラフにおいて背景領域の極大値と影領域の極大値との間に閾値を設定してこれを３分割し、これに基づいて影領域を直接判断する場合のように、物体の移動により強度が変化した小領域を誤って影領域と判定してしまうことはない。同じ理由により、物体の移動による画像間強度比の出現率が、影の変化領域による画像間強度比よりも外側（強度比出現率グラフにおいて外側）となるような場合であっても、誤ってそれを影領域の極大値として判断してしまうこともない。更に、比較する２つの画像の間で変化が無く極大値が１つしか発生していないような画像であっても、ノイズに係る小領域に対して補正をしてしまうこともない。
【００３３】
この実施の形態１によれば、影変化領域抽出部５が更に、背景領域画像間強度比基準値６を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を背景領域と判定し、影変化領域と背景領域との残りの領域を移動物体の変化領域と判定するので、判別デジタル画像を影変化領域、背景領域および移動物体変化領域との３つに分類することができ、これに基づいて影領域や移動物体領域を精度良く抽出することができ、ひいては各車などの移動物体を精度良く抽出して正確に交通量を測定することができる効果がある。
【００３４】
なお、この実施の形態１では小領域が複数の画素からなる場合について説明したが各画素を小領域としても同様の効果を得ることができる。しかしながら、複数の画素について１つの強度比を用いることで、ノイズ抑制能力を向上させることができる。
【００３５】
また、この実施の形態１では強度比演算部２に対して撮像カメラが撮像したデジタル画像そのものを用いているが、画像の入力源としてはこれに限られるものではない。例えば写真から画像を入力するフィルムスキャナのように静止画を入力する装置を用いたり、複数の画像から影を全く含まない背景画像を合成し、これを基準デジタル画像として入力してもよい。
【００３６】
更に、このような画像判定装置で取り扱うことができるデジタル画像は、光源を太陽光線や人工的な照明とするデジタル画像に限られるものではなく、例えば検出したい物体の大きさに比べて回折が生じ難い波長の光源を用いて撮像されたデジタル画像であればよい。
【００３７】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による画像判定装置の構成を示すブロック図である。図において、１４は車道を含む撮像空間を固定的に撮像する撮像カメラを備え、当該撮像カメラが最後に撮像した判別デジタル画像および当該画像よりも以前に撮像した基準デジタル画像を対数値で同時に出力する入力画像生成部、１５はこの２つのデジタル画像について、各画素毎に判別デジタル画像の強度対数値から基準デジタル画像の強度対数値を減算して光の画像間強度比（対数値）を演算する強度比演算部（強度比演算手段）、１６は判別デジタル画像と基準デジタル画像との間で変化の無い領域（背景領域）の標準的な背景強度比（固定対数値）を出力する背景強度比設定手段、１７は上記車道が影になった状態における標準的な強度を影になっていない状態における標準的な強度で除算した値を影強度比（固定対数値）として出力する影強度比設定手段（影強度比出力手段）、１８は上記各画素の画像間強度比とともにこれら背景強度比および影強度比が入力され、上記画像間強度比に基づいて判別デジタル画像を影変化領域、移動物体変化領域および背景領域の３つの領域に分割し、その情報を出力する影変化領域抽出部（強度比演算手段、影変化領域判定手段、背景領域判定手段、移動物体変化領域判定手段）である。
【００３８】
次に動作について説明する。
影変化領域抽出部１８は、各画素の各画像間強度比から背景強度比を減算し、その減算値を強度比出現率グラフの生成に用いる。また、背景領域画像間強度比基準値６に影強度比を加算あるいは減算して影領域画像間強度比基準値７を求める。これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００３９】
そして、このように強度比を対数値とすることで、影変化領域抽出部１８において生じる演算を全て加算処理および減算処理にすることができ、実施の形態１よりも高速に演算処理を行うことができる。特に、２つのデジタル画像の間で強度に差が無いとみなせる場合には、背景強度比の対数値は「０」とすることができるので、その演算処理を省略して更に高速に演算処理を行うことができる。
【００４０】
ちなみに、画素（ｘ，ｙ）の判別デジタル画像における強度の対数値をＩ１（ｘ，ｙ）、これを遅延させた基準デジタル画像における強度の対数値をＩ２（ｘ，ｙ）とした場合、画像間強度比ＩＲ（ｘ，ｙ）は以下の式１で求められる。また、背景領域画像間強度比基準値６の対数値をＲｂとし、所定の範囲を２×Ｔｂとした場合、背景領域と判定される画像間強度比は下記式２の範囲となる。更に、影領域画像間強度比基準値７の対数値をＲｓとし、所定の範囲を「Ｔｓ１＋Ｔｓ２」とした場合、影変化領域と判定される画像間強度比は下記式３および式４の範囲となる。
【００４１】
ＩＲ（ｘ，ｙ）＝Ｉ２（ｘ，ｙ）−Ｉ１（ｘ，ｙ）          ・・・式１
Ｒｂ−Ｔｂ≦ＩＲ（ｘ，ｙ）≦Ｒｂ＋Ｔｂ                  ・・・式２
−Ｒｓ−Ｔｓ１≦（ＩＲ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ）≦−Ｒｓ＋Ｔｓ２・・・式３
Ｒｓ−Ｔｓ２≦（ＩＲ（ｘ，ｙ）−Ｒｂ）≦Ｒｓ＋Ｔｓ１    ・・・式４
【００４２】
しかも、入力画像生成部１４自体が基準デジタル画像を対数値で出力するので、撮像カメラのセンサ出力を利用することができ、ひいては対数変換処理を省略することができるだけでなく、そのようなデバイスの広いダイナミックレンジ全体を利用して背景強度が大きく変化するような屋外の監視において好適に利用することができる。
【００４３】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。図において、１９は撮像カメラが過去に撮像した画像などに基づいて判別デジタル画像における移動物体の予測位置情報を出力する物体位置予測回路、２０はこの予測位置情報に基づいてデジタル画像に対してパラメータ演算用領域を設定する処理領域設定回路、２１は強度比演算部２から画像間強度比が各画素単位で入力され、上記パラメータ演算用領域内の画素について画像間強度比の頻度ヒストグラム（強度比出現率グラフ）を生成するヒストグラム生成回路、２２はこの頻度ヒストグラムにおいて頻度のピーク値（極大値）を検出し、そのピーク値を用いて瞬時背景強度比および瞬時影強度比を決定する強度比決定回路（基準画像間強度比抽出回路、影画像間強度比抽出回路、影強度比出力回路）、２３は強度比決定回路２２から判別デジタル画像の入力に同期して連続して出力される複数の瞬時背景強度比を用いて平滑化処理を行い、これを背景強度比として出力する平滑化回路（影強度比出力回路）、２４は強度比決定回路２２から判別デジタル画像の入力に同期して連続して出力される複数の瞬時影強度比を用いて平滑化処理を行い、これを影強度比として出力する平滑化回路（影強度比出力回路）である。これ以外の構成は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００４４】
次に動作について説明する。
物体位置予測回路１９が撮像カメラによって過去に撮像した画像などに基づいて判別デジタル画像における移動物体の予測位置情報を出力すると、処理領域設定回路２０がデジタル画像に対してパラメータ演算用領域を設定する。図５はこの移動物体の予測位置処理とパラメータ演算用領域設定処理とを説明するためのデジタル画像である。図において、２５は基準デジタル画像などのデジタル画像、２６はこのデジタル画像２５において撮像された車道のイメージ、２７はその車道上を画像の上から下方向へ移動する車のイメージ、２８はこの車の影のイメージ、２９は車の前方中央部、３０は太陽やランプなどの光源位置、撮像領域および撮像カメラの設置位置の相対位置関係や移動物体の撮像面積などに基づいて影が生じる方向として予測された上記車の前方中央部の予測位置、３１はこの予測位置を基準として設定された略Ｕ字形状のパラメータ演算用領域である。なお、このパラメータ演算用領域３１は少なくとも複数の小領域を含む大きさに設定すれば良い。
【００４５】
ヒストグラム生成回路２１は、このパラメータ演算用領域３１内の画素の画像間強度比の頻度ヒストグラムを生成する。この際、最終的な頻度ヒストグラムは、上記画素に基づいて生成された頻度ヒストグラムに対して平滑化して細かい頻度の凹凸を除去したものとしている。
【００４６】
そして、強度比決定回路２２は、この頻度ヒストグラムを用いて瞬時背景強度比および瞬時影強度比を決定する。具体的には、まず、頻度ヒストグラムにおける画像間強度比の頻度ピーク値（極大値）を複数個探索する。次に、頻度ヒストグラムにおいて上記類の画像においては通常は背景領域の面積比が最も大きくなると考えることができるので、頻度ヒストグラムにおいて最も出現頻度の高いピーク値の画像間強度比を背景画像間強度比（基準画像間強度比）として選択するとともに、この背景画像間強度比を挟んで両側に位置するピーク値の画像間強度比をそれぞれ影画像間強度比として選択し、各影画像間強度比の対数値から背景画像間強度比の対数値を除算した値の絶対値（注、対数なので２つの値の絶対値は理論上略一致する）を演算する。そして、当該絶対値を瞬時影強度比として出力するとともに、上記背景画像間強度比を瞬時背景強度比として出力する。また、各平滑化回路２３，２４はこれら瞬時背景強度比や瞬時影強度比に対して例えば指数平滑法を用いて平滑化処理をして背景強度比や影強度比を出力する。これにより背景強度比や影強度比の推定精度をより確かなものとすることができる。これ以外の動作は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００４７】
なお、中央位置２９と予測位置３０とは完全に一致しないことが多く、このパラメータ演算用領域３１には車などの移動物体のイメージ２７がその一部に含まれているのが一般的である。しかしながら、車などの移動物体に係る領域はその物質の違いや面の角度の違いなどにより部位に応じて反射率がばらつくことが多い。そのため、パラメータ演算用領域３１の一部に移動物体のイメージが含まれていたとしても、上記頻度ヒストグラムにおいて影や背景などよりも高いピークを形成することはないと考えることができる。つまり、移動物体に応じて予測されたパラメータ演算用領域３１を設定し、その領域内を参照して影強度比や背景強度比を得ることにより、車両などの移動物体によって影強度比や背景強度比を誤った値として推測してしまうことを防止することができる。
【００４８】
以上のように、この実施の形態３によれば、撮像デジタル画像における頻度ヒストグラムに基づいて、最大のピーク値を用いて背景強度比を生成するとともに、そのピーク値の両側のピーク値を用いてその背景強度比に対する相対値を影強度比として生成するので、実施の形態１や２のようにこれらを予め固定値として影強度比を与えた場合に比べて、実際の画像において影の極大値となる画像間強度比の小領域を精度良く判定し、ひいては精度良く影領域をその他の領域から判別／除去することができる効果がある。特に光源の状態が変化する屋外などにおいてはその状態の比較的長期的な変化に追従してこれら背景強度比および影強度比を最適に変化させることができるので、２４時間３６５日の連続監視などにおいて好適に利用することができるようになる。
【００４９】
また、頻度ヒストグラムの生成の際にノイズによる空間的または時間的な変動を取り除くとともに、複数の瞬時強度比を平滑化して画像間の空間的または時間的な変動を取り除いているので、この背景強度比および影強度比を安定し且つ好適な値のものとすることができる。
【００５０】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。図において、３２は入力画像生成部１４から判別デジタル画像および基準デジタル画像が入力され、これらの画像間強度比の差が所定の閾値以上である領域などをデジタル画像に対するパラメータ演算用領域として設定する処理領域設定回路である。これ以外の構成は実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００５１】
次に動作について説明する。
入力画像生成部１４から判別デジタル画像および基準デジタル画像が出力されると、処理領域設定回路３２は、これらの画像間強度比の差が所定の閾値以上である領域をデジタル画像に対するパラメータ演算用領域として設定する。図７はこの処理領域設定回路３２の処理を説明するための説明図である。図において、３３は判別デジタル画像、３４は判別デジタル画像３３中の車のイメージ、３５は基準デジタル画像、３６は基準デジタル画像３５中の車のイメージ、３７はこれらの差分デジタル画像、３８は差分デジタル画像３７において画像間強度比が所定の閾値以上となった領域である。そして、この領域３８およびこの領域で囲まれた領域を合わせてパラメータ演算用領域として設定する。これ以外の動作は実施の形態３と同様であり説明を省略する。但し、処理領域に背景領域を含まないので、最も出現頻度の高いピーク値を画像間影強度比とする点だけが異なる。
【００５２】
なお、この処理に当たって、デジタル画像同士の位置精度を向上させるために、同図に示すように、撮像エリア内に基準マーク３９を設定し、この基準マーク３９，３９同士を重ね合わせるようにして差分演算を行うようにしてもよい。
【００５３】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。図において、４０は入力画像生成部１４から判別デジタル画像あるいは基準デジタル画像が入力され、その画像におけるエッジ部分にデジタル画像に対するパラメータ演算用領域を設定する処理領域設定回路である。これ以外の構成は実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００５４】
次に動作について説明する。
入力画像生成部１４から判別デジタル画像あるいは基準デジタル画像が出力されると、処理領域設定回路４０は、その画像におけるエッジ部分にデジタル画像に対するパラメータ演算用領域を設定する。図９はこの処理領域設定回路４０の処理を説明するための説明図である。図において、４１はデジタル画像、４２は車両イメージの輪郭線、４３は車両の影イメージの輪郭線、４４は車線イメージの輪郭線、４５はパラメータ演算用領域である。そして、この車両イメージの輪郭線４２、車両の影イメージの輪郭線４３および車線のイメージの輪郭線４４が画像におけるエッジとして抽出され、このエッジを基準として所定の距離の範囲についてパラメータ演算用領域４５が設定される。これ以外の動作は実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００５５】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６による画像生成装置の構成を示すブロック図である。図において、４６は実施の形態３による背景強度比設定手段および影強度比設定手段と同様の処理にて、強度比演算部１５から出力される画像間強度比に基づいて背景強度比および影強度比を生成して出力する影強度比推定部、４７は判別デジタル画像が入力され、そのデジタル画像に基づく線画画像を生成する物体エッジ画像生成部（線画画像生成手段）、４８は影変化領域抽出部１８から出力される影変化領域の情報と共にこの線画画像が入力され、当該線画画像から当該影変化領域によるエッジ部分を除去して影除去エッジ画像（輪郭画像）を出力する影輪郭線除去部である。これ以外の構成要素は実施の形態２と同様であり説明を省略する。
【００５６】
次に動作について説明する。
撮像カメラが撮像した判別デジタル画像および基準デジタル画像が入力画像生成部１４から出力されると、強度比演算部１５は、各画素毎に基準デジタル画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する。影強度比推定部４６はこの画像間強度比に基づいて背景強度比および影強度比を生成して出力し、影変化領域抽出部１８は各判別デジタル画像に係る全ての画素の画像間強度比が入力されると、当該画像間強度比に基づいて当該判別デジタル画像に対する領域判定処理を行い、影変化領域、移動物体変化領域および背景領域の３つの領域分類情報を出力する。
【００５７】
この一方で、物体エッジ画像生成部４７は、判別デジタル画像に基づく線画画像を生成する。具体的には、例えばＳｏｂｅｌのオペレータによって画像を空間微分した後、所定の閾値に基づいて所定の微分値より大きな画素のみをエッジ画素として抽出し、当該エッジ画素のみが強度をもつ線画画像を生成する。
【００５８】
影輪郭線除去部４８は、その線画画像から上記影変化領域によるエッジ部分を除去して影除去エッジ画像を出力する。具体的には、例えば、線画画像から影変化領域内の位置あるいは影変化領域の周囲の位置となる線分を除去する処理を行う。図１１は影変化領域に基づく線分除去処理を説明するための説明図である。図において、４９は５×５の画素配列からなる部分デジタル画像、５０は背景領域と判定された画素、５１は影変化領域と判定された画素、５２は移動物体変化領域と判定された画素、５３および５４はこれら影や移動物体のエッジ画素と判定された画素である。
【００５９】
そして、影輪郭線除去部４８は、例えば次のような判定により上記各エッジ画素５３，５４それぞれについて影の輪郭線かどうかを判定し、影の輪郭線であればエッジ画像からその画素を除去する処理を行う。まず、各エッジ画素５３，５４をはさんで対角の位置にあって所定の距離（例えば２〜３画素）離れた２つの画素を選択する。次に、選択された画素の一方が影変化領域の画素５１，他方が背景領域５０の画素と分類される場合にはそのエッジ画素５３，５４を影の輪郭線と判定して除去する。これ以外の場合には残す。同図ではエッジ画素５４が輪郭線と判定される画素であり、エッジ画素５３がそれ以外と判定される画素である。
【００６０】
なお、Ｓｏｂｅｌのオペレータによって画像を空間微分することでエッジ方向情報が得られるので、上記２つの画素はこのエッジ方向に垂直な方向において選択すれば良い。このようなエッジ方向に関する情報が得られない場合には、すべての方向について上記判定を行い、一方向でも影の輪郭線と判定される場合には当該エッジ画素５３，５４を影の輪郭線と判定して除去すればよい。これ以外の動作は実施の形態２や実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００６１】
以上のように、この実施の形態６によれば、影変化領域情報を用いて、判別デジタル画像を微分処理した線画画像から影変化領域内の位置あるいは影変化領域の周囲の位置となる線分を除去して影除去エッジ画像を生成するので、影を精度良く除去したエッジ画像を生成することができる効果がある。
【００６２】
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７による画像生成装置の構成を示すブロック図である。図において、５５は判別デジタル画像、影強度比、背景強度比および影変化領域情報が入力され、これらに基づいて影領域を影が無い状態に補正する影補正部（影除去手段）である。これ以外の構成は実施の形態６と同様であり説明を省略する。
【００６３】
次に動作について説明する。
影補正部５５は、判別デジタル画像、影強度比、背景強度比および影変化領域情報が入力され、これらに基づいて影領域を補正する。具体的には、下記式５に基づいて影変化領域内の各画素の強度を補正する。同式において、Ｉ１ｃ（ｘ，ｙ）は補正された影変化領域の画素の強度の対数値、Ｉ１（ｘ，ｙ）は判別デジタル画像における当該画素の強度の対数値、Ｒｓは影強度比の対数値である。なお、対数値の判別デジタル画像は、「ａＩ１ｃ（ｘ，ｙ）」の演算をすることにより強度の画像に変換することができる。但し、ａは対数値の底である。これ以外の動作は実施の形態６と同様であり説明を省略する。
Ｉ１ｃ（ｘ，ｙ）  ＝  Ｉ１（ｘ，ｙ）＋Ｒｓ  ・・・式５
【００６４】
以上のように、この実施の形態７によれば、実施の形態２や実施の形態３と同様の処理に基づく影強度比、背景強度比および影変化領域情報が入力され、これらに基づいて判別デジタル画像の影領域を補正しているので、影領域を精度良く除去した補正デジタル画像を生成することができる効果がある。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する強度比演算手段と、予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値を、影の有無による影強度比として出力する影強度比出力手段と、上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比で除算した値が上記影強度比と同一の値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が上記影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する影変化領域判定手段とを備えるので、この影の変化領域に関する情報を用いて判別画像の影領域をその他の領域から判別することができる。
【００６６】
しかも、従来においては、強度比出現率グラフにおいて背景領域の極大値と影領域の極大値との間に閾値を設定してこれを３分割し、これに基づいて影領域を直接判断していたので、物体の移動により強度が変化した小領域（注、この小領域の画像間強度比は当然に上記背景領域の強度比とはならない）を誤って影領域と判定してしまうことがあったが、そのような問題は解消されており、その結果、従来よりも精度良く影領域を判別することができ、ひいては各車などの移動物体を精度良く抽出して正確に交通量を測定することができる効果がある。
【００６７】
特に、物体の移動による画像間強度比の出現率が、影の変化領域による画像間強度比よりも外側（強度比出現率グラフにおいて外側）となるような場合においては、従来においてはこれを誤って影領域の極大値として判断してしまい、その結果、物体に係る小領域に対して誤って補正をしてしまうこととなっていたが（つまり物体を消去するような補正となっていたが）、そのような問題を生ずることなく影領域を判別することができる効果がある。
【００６８】
また、比較する２つの画像の間で変化が無く極大値は１つしか発生しない画像であっても、ノイズに係る小領域に対して補正をしてしまうこともない。
【００６９】
なお、影変化領域判定手段が、基準強度比で除算した値が影強度比と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域および、基準強度比で除算した値が影強度比の逆数と同一の値となる画像間強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を影の変化領域と判定するようにしても同様の効果をえることができる。
【００７０】
また、このような発明において各小領域は画素毎に設定されても良いが、各小領域を複数の画素で構成すると共に、各小領域の画像間強度比として当該複数の画素の画像間強度比の平均値、中間値、中央値、最頻値あるいは特定位置の代表値を採用するようにしてもよい。このように複数の画素について１つの強度比を用いることで、ノイズ抑制能力を向上させることができる。
【００７１】
この発明によれば、影強度比出力手段が、複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて、基準画像と判別画像とで撮像対象が変化していない領域の画像間強度比あるいはこれに最も近接する極大値の画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を基準画像間強度比とし、強度比出現率グラフにおいて上記基準画像間強度比の両側に位置する極大値の画像間強度比を影画像間強度比とし、当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を影強度比として出力するので、予め固定値として影強度比を与えた場合に比べて、実際の画像において影の極大値となる画像間強度比の小領域を精度良く判定し、ひいては精度良く影領域をその他の領域から判別／除去することができる効果がある。
【００７２】
なお、このような発明において、影強度比出力手段は、強度比出現率グラフからノイズによる空間的または時間的な変動を取り除いた上で、各画像間強度比の出現率を得るようにしてもよい。この場合には、画像にノイズが含まれているような場合であっても、あるいは同じ出現率の画像間強度比が複数存在したとしてもそれらに影響されること無く最適な強度比を得ることができる効果がある。
【００７３】
そして、このように影強度比を生成する影強度比出力手段としては、例えば、基準画像および判別画像において撮像された空間において過去において移動物体あるいはその影領域と判定された位置またはその過去の判定に基づいて予測された位置を含む領域内の複数の小領域を用いて強度比出現率グラフを生成するように構成すればよい。また、画像間強度比が所定の閾値以上である小領域およびその小領域に囲まれた小領域を用いて強度比出現率グラフを生成するように構成しても、判別画像を微分処理した画像に基づいてエッジ位置と判定された画素から所定の距離の範囲内にある小領域を用いて強度比出現率グラフを生成するように構成してもよい。
【００７４】
この発明によれば、以上の影変化領域判定装置とともに、複数の小領域の画像間強度比を用いて得られる強度比出現率グラフにおいて出現率が最も高い画像間強度比あるいは最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比とし、この基準強度比を含む所定の強度比範囲内の値をとる小領域を背景領域と判定する背景領域判定手段と、影変化領域判定装置あるいは背景領域判定手段においてそれぞれの領域として判定されなかった残りの小領域を移動物体による変化領域と判定する移動物体変化領域判定手段とを備えるので、判別画像を影変化領域、背景領域および移動物体変化領域との３つに分類することができ、これに基づいて影領域や移動物体領域を精度良く抽出することができる効果がある。
【００７５】
この発明によれば、以上の影変化領域判定装置と、少なくとも影変化領域と判定された小領域の各画素の強度に対して影強度比あるいはその逆数を乗算して影を削除した補正画像を生成する影除去手段とを備えるので、影領域を精度良く除去した補正画像を生成することができる効果がある。
【００７６】
この発明によれば、以上の影変化領域判定装置とともに、判別画像を微分処理して線画画像を生成する線画画像生成手段と、当該線画画像から影変化領域内の位置あるいは影変化領域の周囲の位置となる線分を除去した輪郭画像を生成する輪郭画像生成手段とを備えるので、影変化領域を精度良く除去した輪郭画像を生成することができる効果がある。
【００７７】
この発明によれば、同一空間を撮像した基準画像および判別画像について、所定の小領域毎に基準画像における強度を基準とした光の画像間強度比を演算する演算工程と、上記演算工程において上記小領域毎に演算された上記基準画像と上記判別画像との画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおいて、出現率が最大の極大値となる画像間強度比を基準強度比として抽出する抽出工程と、この基準強度比で除算した値が、予め、前記空間を撮像した画像において影になった画像領域の標準的な強度を当該領域で影が無い場合の標準的な強度で除算して求めた固定値となる画像間強度比の小領域および、上記基準強度比で除算した値が、上記固定値の逆数と同一の値となる画像間強度比の小領域を、上記判別画像における影の変化領域と判定する判定工程とを備えるので、この影の変化領域に関する情報を用いて判別画像の影領域をその他の領域から判別することができる。
【００７８】
しかも、従来のように、物体の移動により強度が変化した小領域や、影の変化領域による画像間強度比よりも強度比出現率グラフにおいて外側となる物体の移動による画像間強度比の小領域や、比較する２つの画像の間で変化が無い場合においてノイズが乗った小領域を誤って影領域と判定してしまうこともない。
【００７９】
この発明によれば、同一空間を撮像した２つの画像について小領域毎の画像間強度比が入力され、これら２つの画像について影変化領域を抽出する際に用いられる影強度比を生成する影強度比演算装置において、上記画像間強度比の頻度ヒストグラム処理で得られる強度比出現率グラフにおける、上記２つの画像で撮像対象が変化していない背景領域の標準的な画像間強度比の固定値に最も近接する、出現率の極大値を与える画像間強度比または、出現率が最も高い画像間強度比を、基準画像間強度比として抽出する基準画像間強度比抽出回路と、この基準画像間強度比に対して、画像において上記空間が影となっている場合の画像領域の強度を当該領域が影で無い場合の強度で除算して得られる値を乗算あるいは除算し、この演算値に最も近い、上記強度比出現率グラフの出現率の極大値の画像間強度比を、影画像間強度比として抽出する影画像間強度比抽出回路と、当該影画像間強度比を上記基準画像間強度比で除算して得られる値を、影強度比として出力する影強度比出力回路とを備えるので、予め固定値として影強度比を与えた場合に比べて、実際の画像において影の極大値となる画像間強度比の小領域を精度良く判定させ、ひいては精度良く影領域をその他の領域から判別させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による画像判定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による強度比出現率グラフの説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による画像判定装置の構成を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態３による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態３における移動物体の予測位置処理とパラメータ演算用領域設定処理とを説明するための画像である。
【図６】  この発明の実施の形態４による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。
【図７】  この発明の実施の形態４における処理領域設定回路の処理を説明するための説明図である。
【図８】  この発明の実施の形態５による背景強度比設定手段および影強度比設定手段の構成を示すブロック図である。
【図９】  この発明の実施の形態５における処理領域設定回路の処理を説明するための説明図である。
【図１０】  この発明の実施の形態６による画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】  この発明の実施の形態６における影変化領域に基づく線分除去処理を説明するための説明図である。
【図１２】  この発明の実施の形態７による画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】  従来の画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】  従来の画像生成装置における影領域抽出処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  入力画像生成部、２，１５  強度比演算部（強度比演算手段）、３  背景強度比設定手段、４，１７  影強度比設定手段（影強度比出力手段）、５，１８影変化領域抽出部（強度比演算手段、影変化領域判定手段、背景領域判定手段、移動物体変化領域判定手段）、６  背景領域の判定基準強度比（背景領域画像間強度比基準値）、７  影領域の判定基準強度比（影領域画像間強度比基準値）、１４  入力画像生成部、１６  背景強度比設定手段、１９  物体位置予測回路、２０  処理領域設定回路、２１  ヒストグラム生成回路、２２  強度比決定回路（基準画像間強度比抽出回路、影画像間強度比抽出回路、影強度比出力回路）、２３，２４  平滑化回路（影強度比出力回路）、２５，４１  デジタル画像、２６  車道のイメージ、２７，３４，３６  車のイメージ、２８  車の影のイメージ、２９  車の前方中央部、３０  車の前方中央部の予測位置、３１  パラメータ演算用領域、３２  処理領域設定回路、３３  判別デジタル画像、３５  基準デジタル画像、３７  差分デジタル画像、３８  画像間強度比が所定の閾値以上となった領域、３９  基準マーク、４０  処理領域設定回路、４２  車両イメージの輪郭線、４３  車両の影イメージの輪郭線、４４  車線イメージの輪郭線、４５  パラメータ演算用領域、４６  影強度比推定部、４７  物体エッジ画像生成部（線画画像生成手段）、４８  影輪郭線除去部、４９  部分デジタル画像、５０  背景領域と判定された画素、５１  影変化領域と判定された画素、５２移動物体変化領域と判定された画素、５３，５４  エッジ画素と判定された画素、５５  影補正部（影除去手段）。
【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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