(57)【要約】【課題】画像処理用のパラメータを人手によらず自動的に最適化することが可能となる道路状況把握装置を提供することである。【解決手段】実施形態の道路状況把握装置は、車両が走行する道路の状況を判定する道路状況把握装置において、カメラで道路上を撮影し、撮影した画像から画像処理を用いて車両通過台数を計測し、得られた車両通過台数とあらかじめセンサを用いて計測した車両通過台数との突合を行ない、最も適合率の高くなるパラメータを最終的な画像処理用のパラメータとして登録する。【選択図】図１
2012198680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に対しあらかじめ登録されるパラメータを用いて所定の画像処理を施すことにより前記道路の状況を判定する道路状況把握装置であって、
あらかじめ定められた所定期間内において、前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両をセンサにより検知することにより車両の通過台数を計測する第１の車両通過台数計測手段と、
前記所定期間内において、前記撮像手段から得られる画像から所定の画像処理により前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両の通過台数を計測する第２の車両通過台数計測手段と、
前記第１の車両通過台数計測手段により計測された車両の通過台数と前記第２の車両通過台数計測手段により計測された車両の通過台数とを照合することによりそれらの適合率を求める適合率算出手段と、
この適合率算出手段により求められた適合率に見合うパラメータを決定し、この決定したパラメータを前記画像処理を行なうためのパラメータとして登録するパラメータ登録手段と、
を具備したことを特徴とする道路状況把握装置。
【請求項２】
前記第１の車両通過台数計測手段および前記前記第２の車両通過台数計測手段は、あらかじめ定められた複数の所定期間内においてそれぞれ車両の通過台数を計測し、
前記適合率算出手段は、前記第１の車両通過台数計測手段により計測された複数の所定期間内における車両の通過台数と前記第２の車両通過台数計測手段により計測された複数の所定期間内における車両の通過台数とを対応する所定期間ごとに照合することによりそれらの適合率を求め、
前記パラメータ登録手段は、前記適合率算出手段により求められた複数の適合率の中の最も高い適合率に見合うパラメータを決定し、この決定したパラメータを前記画像処理を行なうためのパラメータとして登録することを特徴とする請求項１記載の道路状況把握装置。
【請求項３】
車両が走行する道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に対しあらかじめ登録されるパラメータを用いて所定の画像処理を施すことにより前記道路の状況を判定する道路状況把握装置であって、
あらかじめ定められた複数の所定期間内において、前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両をセンサにより検知することにより前記複数の所定期間内における車両の通過台数をそれぞれ計測する第１の車両通過台数計測手段と、
前記撮像手段から得られる画像から前記複数の所定期間内の画像を評価用の画像として評価画像リストに登録する第１の登録手段と、
前記画像処理を行なうためのパラメータが登録されるパラメータ保持部のパラメータを初期化するパラメータ初期化手段と、
前記パラメータ保持部のパラメータがあらかじめ定められた所定範囲であれば、前記評価画像リストに登録された複数の画像に対し順次１つの画像ごとに所定の画像処理により前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両の通過台数を計測する第２の車両通過台数計測手段と、
前記第１の車両通過台数計測手段により計測された車両の通過台数と前記第２の車両通過台数計測手段により計測された対応する所定期間内の車両の通過台数とを照合することによりそれらの適合率を求める適合率算出手段と、
この適合率算出手段により求められた適合率をパラメータと対応させてテーブルに登録する第２の登録手段と、
この第２の登録手段による登録処理後、前記パラメータ保持部のパラメータを更新するパラメータ更新手段と、
前記第２の車両通過台数計測手段から前記パラメータ更新手段までの処理を前記パラメータ保持部のパラメータがあらかじめ定められた所定範囲を超えるまで繰り返すよう制御する第１の制御手段と、
前記パラメータ保持部のパラメータがあらかじめ定められた所定範囲を超えた場合、前記テーブルから最も適合率の高いパラメータを検索し、前記評価画像リストに対応する画像と対応させて登録する第３の登録手段と、
前記パラメータ初期化手段から前記第３の登録手段までの処理を前記評価画像リストに登録された複数の画像に対して全て行なうまで繰り返すよう制御する第２の制御手段と、
前記評価画像リストに登録された複数の画像に対して全て行なわれると、前記評価画像リストに登録された複数のパラメータに基づき最終的な１つのパラメータを算出し、前記画像処理を行なうためのパラメータとして前記パラメータ保持部に登録する第４の登録手段と、
を具備したことを特徴とする道路状況把握装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、道路状況把握装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の有料道路上などにおいて、路側に設置されたカメラで道路上の画像を撮像し、撮像された画像から画像処理等によって道路上を走行する車両を検出し、検出した車両の位置、速度等の情報から現在の道路状況（道路渋滞、停止車両、低速車両等）を判定する道路状況把握装置が知られている。
【０００３】
このような道路状況把握装置では、２値化処理やノイズ除去処理などの画像処理にパラメータが使用される。しかし、画像処理に使用される各種パラメータの最適化は人手によりトライ＆エラーを実施していたため、効率が非常に悪いという問題がある。
【０００４】
また、従来の公知技術では、ヒストグラムのみによるパラメータ最適化のため、画像に起因するパラメータしか調整できず、ノイズ除去処理用パラメータなど、画像の輝度に影響を受けないパラメータでは最適化を行なうことができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７１９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、画像処理用のパラメータを人手によらず自動的に最適化することが可能となる道路状況把握装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために、実施形態に係る道路状況把握装置は、車両が走行する道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に対しあらかじめ登録されるパラメータを用いて所定の画像処理を施すことにより前記道路の状況を判定する道路状況把握装置であって、あらかじめ定められた所定期間内において、前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両をセンサにより検知することにより車両の通過台数を計測する第１の車両通過台数計測手段と、前記所定期間内において、前記撮像手段から得られる画像から所定の画像処理により前記道路の前記撮像手段が設置されている部位を通過する車両の通過台数を計測する第２の車両通過台数計測手段と、前記第１の車両通過台数計測手段により計測された車両の通過台数と前記第２の車両通過台数計測手段により計測された車両の通過台数とを照合することによりそれらの適合率を求める適合率算出手段と、この適合率算出手段により求められた適合率に見合うパラメータを決定し、この決定したパラメータを前記画像処理を行なうためのパラメータとして登録するパラメータ登録手段とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る道路状況把握装置の構成を概略的に示す模式図。
【図２】実施形態に係る評価画像リストの一例を示す図。
【図３】実施形態に係るパラメータ登録動作を説明するフローチャート。
【図４】実施形態に係るパラメータ登録動作を説明する処理の流れ図。
【図５】実施形態に係る適合率テーブルの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は、実施形態に係る道路状況把握装置の構成を概略的に示すものである。図１において、道路１１は高速道路等の有料道路（以降、単に道路と略称することもある）で、車両１２が図示矢印方向に走行するものとする。
【００１０】
道路１１のあらかじめ定められた所定部位には、当該部位を通過する車両１２を検知するセンサ１３が設置されている。このセンサ１３は、車両通過台数の計測に用いるもので、本実施形態では投光器１３ａと受光器１３ｂとからなる透過型の光センサであるが、たとえば、超音波を用いた超音波センサ等を用いてもよい。
【００１１】
道路１１のセンサ１３が設置された部位の近傍の側部には、撮像手段としてのビデオカメラ（以降、単にカメラと略称する）１４が設置されている。カメラ１４は、道路１１のセンサ１３が設置された部位を通過する車両１２を含む所定エリア内の画像を常時撮像して出力するもので、出力された画像は処理装置１５に送られる。処理装置１５は、画像保存サーバ１６と通信可能に接続されている。
【００１２】
処理装置１５は、たとえば、センサ１３からの車両検知信号をカウントすることにより車両通過台数を計測する車両通過台数計測部２１、車両通過台数計測部２１で計測された車両通過台数を真値の教師データとして保持する教師データ保持部２２、後述するように決定された画像処理用のパラメータを保持するパラメータ保持部２３、カメラ１４２で撮像された画像に対しパラメータ保持部２３に保持されたパラメータを用いて所定の画像処理（たとえば、２値化処理、ノイズ除去処理等）を施すことにより道路状況の判定および車両通過台数の計測等を行なう画像処理部２４、教師データ保持部２２に保持さた教師データ（車両通過台数）と画像処理部２４で計測された車両通過台数とを照合することによりそれらの適合率を求める評価部２５によって構成される。
【００１３】
ここで、画像処理部２４により判定する道路状況とは、たとえば、「道路渋滞」、「停止車両」、「低速車両」、「通常状態」の４状態とする。「道路渋滞」とは道路１１が車両１２で渋滞している状態、「停止車両」とは道路１１上に停止している車両１２が存在する状態、「低速車両」とは道路１１上にあらかじめ定められた所定値以下の速度で走行する車両１２が存在する状態を示すものとする。なお、道路状況が上記４状態ではない場合は「通常状態」とする。
【００１４】
カメラ１２からの画像は画像保存サーバ１６に保存される。画像保存サーバ１６には、後述するように作成される図２に示すような評価画像リスト（テーブル）Ｔ１が保存される。画像保存サーバ１６は、通信回線１７を介して上位装置１８に接続されていて、ユーザが上位装置１８から画像保存サーバ１６に対しアクセス可能ととなっている。
【００１５】
次に、このような構成において、図３に示すフローチャートおよび図４に示す処理の流れを参照してパラメータ登録動作を説明する。  
カメラ１４は、道路１１上に設定された所定エリア内の画像を常時撮像し、撮像した画像を画像保存サーバ１６へ送り、画像保存サーバ１６に保管する（ステップＳ１）。なお、画像保存サーバ１６へは、上位装置１８を介してユーザが自由にアクセスできるものとする。
【００１６】
車両通過台数計測部２１は、あらかじめ定められた複数の所定期間（たとえば、２４時間、１週間、１箇月）内において、センサ１３からの車両検知信号をカウントすることにより、通過した車両台数を計測し、計測した複数の所定期間内の車両通過台数を真値データとして教師データ保持部２２に保存（登録）する（ステップＳ２）。
【００１７】
次に、画像処理部２４は、画像保存サーバ１６に保管された画像から、前記複数の所定期間内の画像をそれぞれ抽出し、これら抽出した複数の所定期間内の画像を評価に使用する評価用画像として評価画像リストＴ１に登録し、当該評価画像リストＴ１を画像保存サーバ１６に保管する（ステップＳ３）。
【００１８】
評価画像リストＴ１の一例を図２に示す。この例の場合、複数の画像（画像１から画像Ｎ）にそれぞれ対応してファイル名、対応する所定期間に計測された真値データ（車両通過台数）も登録される。
【００１９】
次に、画像処理部２４は、評価画像リストＴ１に登録されている画像を全て処理したか否かをチェックし（ステップＳ４）、登録されている画像を全て処理していない場合、パラメータ保持部２３に登録されているパラメータを初期値「０」にリセットする（ステップＳ５）。
【００２０】
次に、画像処理部２４は、パラメータ保持部２３に登録されているパラメータがあらかじめ定められた所定範囲（たとえば、２値化処理用パラメータの場合は「０〜２５５」）内であるか否かをチェックし（ステップＳ６）、所定範囲内であれば、画像保存サーバ１６から評価画像リストＴ１を読込み、まず最初の評価用画像（画像１）を入力画像として所定の画像処理を実行することにより、画像１に対する車両１２の通過台数を計測する（ステップＳ７）。
【００２１】
なお、車両１２の通過台数の計測は、たとえば、特開平９−９７３３５号公報に記載されている処理方法を用いて実施することができる。
【００２２】
次に、評価部２５は、画像処理部２４により計測さされた車両１２の通過台数と教師データ保持部２２に登録された対応する所定期間内の車両１２の通過台数とを照合することによりそれらの適合率を求める（ステップＳ８）。
【００２３】
次に、評価部２５は、ステップＳ８で求めた適合率を現在のパラメータと対応させた形で適合率テーブルＴ２に登録し、当該適合率テーブルＴ２を保存する（ステップＳ９）。適合率テーブルＴ２の一例を図５に示す。この例の場合、パラメータ「０〜２５５」にそれぞれ対応して、ステップＳ８で求められた適合率が登録される。図５では、現在のパラメータは「０」であるので、パラメータ「０」に対応して適合率「３０」が登録された例を示している。
【００２４】
次に、画像処理部２４は、パラメータ保持部２３に登録されているパラメータに１加算（＋１）して「１」にし（ステップＳ１０）、ステップＳ６に戻って次のパラメータ（この例では「１」）に対する上記同様な処理を繰り返す。
【００２５】
ステップＳ６において、パラメータ保持部２３に登録されているパラメータがあらかじめ定められた所定範囲を超えた場合、適合率テーブルＴ２に登録された適合率の中から最も高い適合率を検索し、検索した最も高い適合率と対応するパラメータを適合率テーブルＴ２から抽出し、画像処理用のパラメータとして図２に示す評価画像リストＴ１の対応する画像（この例では画像１）に対応させて登録する（ステップＳ１１）。
【００２６】
図２、図４の例では、適合率テーブルＴ２に登録された適合率の中では最も高い適合率は「９５」であるので、この適合率「９５」を検索し、この検索した適合率「９５」と対応するパラメータ「２」を適合率テーブルＴ２から抽出し、この抽出したパラメータ「２」を画像１に対応するパラメータ「ｐａｒａｍＡ」に登録する。
【００２７】
ステップＳ１１の処理が終了すると、ステップＳ４に戻って次の画像（この例では画像２）に対する上記同様な処理を繰り返す。
【００２８】
ステップＳ４において、評価画像リストＴ１に登録されている画像を全て処理した場合、画像処理部２４は、評価画像リストＴ１に登録されている複数のパラメータの例えば平均を求め、求めた平均値を最終的な画像処理用のパラメータとしてパラメータ保持部２３に登録し（ステップＳ１２）、当該処理を終了する。
【００２９】
次に、画像処理部２４により行なわれる道路状況の判定処理の一例について簡単に説明する。  
まず、カメラ１４で撮影されたフレーム画像ごとに所定の画像処理を行なうことにより道路１１を走行する車両１２を検出する。  
具体的に説明すると、まず、あらかじめ車両１２が存在しない背景画像を初期データとして図示しないメモリに保持しておくとともに、画像の座標値をカメラ１４からの絶対距離（実際の距離）に変換するための変換テーブルも上記メモリに保持しておく。
【００３０】
この状態で、カメラ１４で撮影された画像が入力されると、当該入力画像とあらかじめメモリに保持された背景画像との間で各画素の輝度値の差を求めることで輝度の差分画像を生成する。次に、生成した差分画像に対してパラメータ保持部２３に登録されたパラメータを用いて２値化処理を行なうことで車両領域（車両１２）を検出する。次に、検出した車両領域の座標値をあらかじめメモリに保持された変換テーブルを用いて絶対距離に変換することにより、検出された車両１２（領域）の位置、車両面積、走行速度を求める。  
なお、車両検出処理の詳細については、たとえば、特願２００８−２０７０３４号に記載されているので、それを参照されたい。
【００３１】
次に、上記のようにして検出された車両情報に基づき道路１１の状況として少なくとも道路渋滞、停止車両、低速車両、通常状態の４状態を判定する。  
具体的に説明すると、たとえば、上記のようにして取得された車両１２の位置、車両面積、走行速度に基づき道路１１が渋滞しているか否かの判定を行なうとともに、取得された走行速度に基づき停止車両、低速車両の判定を行なう。  
なお、道路状況判定処理の詳細については、たとえば、特願２００８−２０７０３４号に記載されているので、それを参照されたい。
【００３２】
以上説明したように上記実施の形態によれば、カメラで道路上を撮像し、撮像した画像から画像処理を用いて車両通過台数を計測し、得られた車両通過台数とあらかじめセンサを用いて計測した実際の車両通過台数との照合を行ない、最も適合率の高くなるパラメータを決定して画像処理用のパラメータとして登録することにより、画像処理用のパラメータを人手によらず自動的に最適化することが可能となる。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１１…道路、１２…車両、１３…センサ、１４…ビデオカメラ、１５…処理装置、１６…画像保存サーバ、１８…上位装置、２１…車両通過台数計測部、２２…教師データ保持部、２３…パラメータ保持部、２４…画像処理部、２５…評価部、Ｔ１…評価画像リスト、Ｔ２…適合率テーブル。
【図１】
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【図２】
2012198680.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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