(57)【要約】【課題】車載用撮像装置において、雨天の夜間に路面からの反射光により前方の人体や物体の画像が不明瞭に撮像される問題を改善する。【解決手段】晴天の夜間に予め撮像してメモリに記憶された画像を参照し、雨天の夜間に撮像された画像と比較する。双方の輝度値の差分が所定値以上であれば、該当する領域、または画素は反射光によるものと判定し、所定の明るさの信号に変更する。或いは偏光フィルターを使用して撮像し、反射光の侵入を防止する。前記した処理を行った画像信号をＮＤＲへ記録して保存する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され該車両の周辺を撮像する車載用撮像装置であって、
前記車両の周辺を撮像する撮像部と、
該撮像部が撮像して生成した画像信号を処理する信号処理部を有し、
該信号処理部は、
雨天以外の天候の夜間に前記撮像部で予め撮像して生成された画像信号を記憶するメモリ部を有し、
該メモリ部に記憶され読み出された画像信号と現時点で前記撮像部が撮像して生成した画像信号の差分が所定値よりも大きい領域または画素において、現時点で前記撮像部が撮像して生成した前記領域または画素の画像信号を前記メモリ部に記憶され読み出された前記領域または画素の画像信号に基づき信号処理し、前記画像信号の差分を低減した合成画像信号を生成する
ことを特徴とする車載用撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車載用撮像装置に係り、特に視界不良時の人体や物体の検知を容易にした車載用撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車に搭載され、例えば車両の前方を撮像しながら監視して、人体、異物や対向して進行する車両などの物体を検出するための車載用撮像装置の開発が進められている。この撮像装置は、以前から普及が進んでいた定点取付けによる防犯用の監視カメラ技術を発展させ、動体に搭載して人体や物体との衝突事故を未然に防ぐことを狙いとしている。
特許文献１では、例えば駅のプラットホームに設置される監視カメラシステムにおいて、撮像する画角内に電車が存在する場合に、１台或いは少数の有効画素数の多い撮像装置で撮像した画像信号を、複数のエリアに分割して伝送する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０８１５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、車両を撮像するための技術を提供しているが、走行する車両に搭載した際の運用を考えると、例えば雨天の夜間に走行する場合への配慮が必要である。例えば、対向車の前方ライトからの光が濡れた路面などから反射することにより、人体や物体の検知が充分にできない場合を考慮することが望まれる。
本発明の目的は前記した課題に鑑み、視界不良時の人体や物体の検知を容易にした車載用撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため本発明は、車両に搭載され該車両の周辺を撮像する車載用撮像装置であって、前記車両の周辺を撮像する撮像部と、該撮像部が撮像して生成した画像信号を処理する信号処理部を有し、該信号処理部は、雨天以外の天候の夜間に前記撮像部で予め撮像して生成された画像信号を記憶するメモリ部を有し、該メモリ部に記憶され読み出された画像信号と現時点で前記撮像部が撮像して生成した画像信号の差分が所定値よりも大きい領域または画素において、現時点で前記撮像部が撮像して生成した前記領域または画素の画像信号を前記メモリ部に記憶され読み出された前記領域または画素の画像信号に基づき信号処理し、前記画像信号の差分を低減した合成画像信号を生成することを特徴としている。
【０００６】
また本発明は前記車載用撮像装置において、前記信号処理部が前記合成画像信号を生成する際に、前記メモリ部に記憶され読み出された画像信号と現時点で前記撮像部が撮像して生成した画像信号の差分が所定値よりも大きい領域または画素において、現時点で前記撮像部が撮像して生成した前記領域または画素の画像信号を前記メモリ部に記憶され読み出された前記領域または画素の画像信号で置換するよう信号処理することを特徴としている。
【０００７】
また本発明は前記車載用撮像装置において、前記信号処理部が前記合成画像信号を生成する際に、前記メモリ部に記憶され読み出された画像信号と現時点で前記撮像部が撮像して生成した画像信号の差分が所定値よりも大きい領域または画素において、現時点で前記撮像部が撮像して生成した前記領域または画素の画像信号を、該画像信号と前記メモリ部に記憶され読み出された前記領域または画素の画像信号の加算平均値で置換するよう信号処理することを特徴としている。
【０００８】
また本発明は前記車載用撮像装置において、前記現時点での画像信号は、前記車載用撮像装置が搭載された車両が備えるレーダー探知機から供給される距離情報に基づいて撮像され生成されることを特徴としている。
また本発明は前記車載用撮像装置において、前記撮像部は、特定の偏光波を除去する偏光フィルターを備える光学系を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、視界不良時の人体や物体の検知を容易にした車載用撮像装置を提供でき、車載用撮像装置の高性能化に寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本実施例の車載用撮像装置が撮像した第１の画像を示す図である。
【図１Ｂ】本実施例の車載用撮像装置が撮像した第２の画像を示す図である。
【図１Ｃ】本実施例の車載用撮像装置による合成画像を示す図である。
【図２】本実施例の画像信号処理部のブロック図である。
【図３】本実施例における距離の測定方法を説明する図である。
【図４】別な実施例における車載用撮像装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
まず、前方に向けて車両に取付けられた車載用撮像装置が対向車を撮像した際の画像を模式的に示し、本実施例において車両が雨天の夜間に走行する場合の、人体や物体の検知を容易にする方法について説明する。
【００１２】
図１Ａは、本実施例の車載用撮像装置が撮像した第１の画像を示す図であり、晴天の夜間に走行する際に撮像した画像の例を示す。
図１Ｂは、本実施例の車載用撮像装置が撮像した第２の画像を示す図であり、雨天の夜間に走行する際に撮像した画像の例を示す。
【００１３】
図１Ａにおいて、晴天の夜間に車載用撮像装置で撮像された第１の画像１には、対向車２、対向車２の前方ライト３が発生した光４、人体５が含まれているとする。３０は、車載用撮像装置が取付けられた車両の前方ライトによる人体５のシルエットである。
図１Ｂは被写体が図１Ａと同じ状態で、雨天の夜間に車載用撮像装置で撮像された第２の画像６を示す。雨天で路面が濡れているため、対向車２の前方ライトの光４が路面で反射し反射光７が発生している。このため、人体５やシルエット３０が不明瞭となり、これらを検知することが困難となっている。
【００１４】
そこで本実施例では、以下に述べる方法を用いて図１Ｃに示すような合成画像を生成し、雨天の夜間においても人体５やシルエット３０を明瞭にすることで、これらを容易に検知できるようにしている。
まず、晴天の夜間に走行して車載用撮像装置で第１の画像１を撮像し、車載用撮像装置が有するメモリ部に記憶する。もちろん、路面からの反射光が少ない状況であれば晴天でなくとも良い。次に、同じ路線を雨天の夜間に走行する際には、車載用撮像装置で第２の画像６を撮像し、車載用撮像装置が有するメモリ部に記憶し、メモリ部に記憶された第１の画像１と第２の画像６の信号値を、例えば画素毎に比較する。双方の信号値の差が大きい領域には、対向車２の前方ライトの光４が路面で反射した反射光７が存在すると判定する。反射光７が存在すると判定された領域には、反射光７を暗い方向へ抑圧するための信号処理が、以下で述べるように行われる。この際、人物５については、反射光７が存在する領域に囲まれたとしても、反射光７が照射しない側から撮像することになるため、第１の画像１と第２の画像６との信号値の差は小さい。このため、反射光７と同様な信号処理をされることはなく、人物５の画像は明確に示される。
【００１５】
しかし、人物５のシルエット３０については、図１Ｂで示すように反射光７により明るくなっており、反射光７と同様な前記した信号処理をされた場合には、シルエットが不明瞭になる可能性がある。これが問題である場合には、例えば対向車両との横方向の相対位置（距離）が略一定な鉄道車両に対して特に有効な方法として、次のようにすると良い。
まず対向車両との進行方向の相対位置を測定するための装置として、例えばレーダー探知機を車両に搭載する。前記したように、雨天の夜間に撮像された第２の画像６を晴天の夜間に撮像された第１の画像１と比較する際には、対向車両との相対位置（距離）が等しい画像において比較する。
【００１６】
双方の画像を画素ごとに比較し、第２の画像６の画素が第１の画像１の画素と比較して所定値以上に高輝度である場合には、反射光７と判定して反射光７を抑圧するための信号処理が行われる。所定値よりも低輝度である場合には、反射光７を抑圧するための信号処理は行われない。これにより、シルエット３０を明瞭に残すようにする。
シルエット３０のような狭い領域はもちろん、反射光７のような広い領域であっても、前記した信号処理をより正確に行うためには、第１の画像１と第２の画像６における対向車両との相対位置が一致することが望ましい。このため、車両にはレーダー探知機を搭載すると良い。
【００１７】
前記した反射光７と判定された第２の画像６における領域の信号処理は、例えば第１の画像１における当該領域の信号と置換すると良い。これにより、例えば図１Ｃに示すように雨天の夜間においても反射光７の影響のない、人物５やシルエット３０の明瞭な合成画像３４を得ることができる。このため、視界不良時における人体や物体の検知を容易にした車載用撮像装置を実現することができるという効果がある。
【００１８】
なお、晴天の夜間に撮像された第１の画像１において、雨天の夜間に撮像された人物５が存在しなくとも、前記した信号処理を行えることは言うまでもない。この場合、第２の画像６における人物５が存在する領域の輝度は、第１の画像１の該当する領域よりも自車の前方ライトが人物５に照射される分だけ明るくなるが、その輝度差は反射光７の存在する領域における輝度差よりも小さいために反射光７と区別することができる。このため、人物５に対しては前記した信号処理を行わないようにすることで、図１Ｃの合成画像において人物５の画像が不明瞭となる問題を回避することができる。
また前記したレーダー探知機のほか、ＮＤＲ（Network Digital Recorder）を車両に搭載し、車載用撮像装置で撮像して得た画像信号を保存することにより、いっそうの高機能化をすることができる。
【００１９】
次に、前記した車載用撮像装置における信号処理回路の構成について説明する。
図２は、本実施例の画像信号処理部のブロック図である。
入力端子１５からはカメラ部（図示せず）で撮像された画像信号が入力される。この画像信号は、図１の第１の画像１、第２の画像６に対応するものである。
【００２０】
まず、予め晴天の夜間に道路または線路を走行して撮像された第１の画像１の画像信号は、第１のメモリ部８に記憶される。その後、雨天の夜間に同じ道路または線路を走行して撮像された第２の画像６の画像信号は、第２のメモリ部９に記憶される。もちろん、第１のメモリ部８と第２のメモリ部９は同一の半導体メモリの異なる記憶領域を用いて構成されても良いが、ここでは二つの画像信号を使用することを明確に示すため、別個に示されている。
【００２１】
第２のメモリ部９から読み出された雨天の夜間に撮像された第２の画像６の画像信号は、減算器１０の一端に供給される。減算器１０の残る一端には、第１のメモリ部８から読み出された予め晴天の夜間に撮像された第１の画像１の画像信号が供給される。これら二つの画像信号は、減算器１０で互いに減算され減算結果が比較器１１の一端に供給される。比較器１１の残る一端には、閾値設定部１２から所定の閾値Ｋが供給されている。
【００２２】
比較器１１では、前記二つの画像信号の減算結果と閾値Ｋの大きさが比較される。その結果、前者が閾値Ｋよりも大きい場合には、該当する領域、或いは画素における晴天の夜間と雨天の夜間における信号値の差分が大きいと判定される。例えば、前記した反射光７の領域はこれに相当する。またシルエット３０の領域は、反射光の影響を受けたとしても前記した信号の差分は小さいと判定されるよう、閾値Ｋを設定する。
【００２３】
比較器１１での比較結果を示す情報信号は、切換制御用の信号としてセレクタ１３に供給される。セレクタ１３は画像信号の入力端子を例えば二つ有する。一方の入力端子には、第２のメモリ部９から読み出された雨天の夜間の画像信号が供給される。残る一方の入力端子には、処理回路１４からの出力信号が供給される。
処理回路１４には、一例として、第１のメモリ８から読み出された晴天の夜間の画像信号と、第２のメモリ部９から読み出された雨天の夜間の画像信号が別個に供給されている。処理回路１４では、例えば双方の同じ領域、或いは画素の加算平均を求める。或いは、前記画像信号のうち、雨天の夜間の画像信号のみを用いて、所定の領域、或いは画素と、近接する他の領域、或いは画素との加算平均を求める。或いは、雨天の夜間の画像信号における所定の領域、或いは画素に対応する、晴天の夜間の画像信号における所定の領域、或いは画素を求めて、セレクタ１３の入力端子に供給する。
【００２４】
セレクタ１３では、前記した比較器１１からの情報信号に基づき、複数の入力端子のいずれか一つから供給された画像信号を選択して、ＮＤＲ３３に供給する。前記した信号処理が行われているため、ＮＤＲ３３に供給される画像信号は、図１Ｃで示したような反射光７が抑圧され、人体５やシルエット３０が明瞭な望ましい状態となっている。この状態の画像を用いて運転者は前方の状況を確認でき、また該画像をＮＤＲ３３に記録して保存することができる。車両が衝突回避装置を有している場合には、該画像を用いて車両の制動装置を制御することができる。
【００２５】
次に、対向する車両との相対位置（距離）を測定する方法について、一例を説明する。
図３は、本実施例における距離の測定方法を説明する図である。例えば車載用撮像装置２３が取付けられた鉄道車両２１が前方（図の上方向）へ進行しており、対向する鉄道車両２５が前方ライト２６を点灯させて進行している。双方に挟まれた位置の所定の高さに取付けられたレーダー探知機３１が、双方の鉄道車両へレーダー波３２を発射することにより、対向する鉄道車両２５の移動速度と相対位置（距離）を求めることができる。
求められた相対位置における晴天の夜間と雨天の夜間の画像に基づき、前記したように処理された合成画像が生成され、例えばＮＤＲ３３に記録される。或いは、合成画像を得る前の晴天の夜間と雨天の夜間の画像信号がＮＤＲ３３に記録されても良い。
【００２６】
図４は、別な実施例における車載用撮像装置２３の動作を説明する図である。ここで鉄道車両２１の車載用撮像装置２３の光学系には、偏光フィルター２２が取付けられている。対向する鉄道車両２５の前方ライト２６で発せられた光は、直接光２９と雨で濡れた路面からの反射光２７に分かれて車載用撮像装置２３に到達する。周知のように反射光２７は、偏光波を多く含むため、偏光フィルター２２により車載用撮像装置２３の内部への侵入を阻止することができる。このため、人体５や他の物体、そのシルエット３０をはじめとする被写体が反射光２７により不明瞭となることなく、明瞭な画像信号を得ることができる。
【００２７】
図４で示した偏光フィルター２２を使用する方法と、図２で示した信号処理方法が同じ車載用撮像装置で併用されても良い。
ここまで示した実施形態は一例であって、本発明を限定するものではない。本発明の趣旨に基づきながら異なる実施形態を考えられるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００２８】
１：第１の画像、２：対向車、３，２６：前方ライト、４，２９：光、５：人体、６：第２の画像、７，２７：反射光、８，９：メモリ部、１０：減算器、１１：比較器、１２：閾値設定部、１３：セレクタ、１４：処理回路、２１，２５：鉄道車両、２２：偏光フィルター、２３：車載用撮像装置、３０：シルエット、３１：レーダー探知機、３２：レーダー浪、３３：ＮＤＲ、３４：合成画像。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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