(57)【要約】【課題】カメラ装置の撮像画像に含まれる交通標識等の検知対象の検知精度の向上を図る。【解決手段】道路標識全般において、略々同じデザイン、また、略々同じ色で、一部のみの違いで標識内容が異なる標識群に対して、デザインが共通の部分のみの基準画像を用意し、１回目のマッチング処理（１次マッチング処理）で、標識の候補領域の絞り込みを行う。そして、差異のある部分に領域限定し、差異部分の部分マッチング用のテンプレートで小領域のマッチング処理（２次マッチング処理）を行う。これにより、道路標識全般における略々同じデザイン及び色で、一部のみの違いで標識内容が異なる標識群に対して、パターンマッチングにおける画素パターンの差異を示す類似度レンジを広くすることができる。このため、交通標識等の検知対象の検知精度の向上を図ることができる。【選択図】図３
2016130979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象の全体のマッチング処理時に用いる全体基準画像及び検知対象の部分的なマッチング処理時に用いる部分マッチング用の部分基準画像が記憶された記憶部と、
前記全体基準画像を用いた第１のテンプレートマッチング処理により、検査画像から前記検知対象を検知する第１のマッチング処理部と、
前記第１のマッチング処理部で検知された前記検知対象の画像領域から、テンプレートマッチング処理を行う領域である注目領域を抽出する注目領域抽出部と、
前記部分基準画像を用いて、抽出された前記注目領域に対する第２のテンプレートマッチング処理を行う第２のマッチング処理部と、
前記第２のテンプレートマッチング処理で基準値以上の類似度が得られた前記部分基準画像で示される検知対象を、前記検査画像に含まれる検知対象として特定する特定部と
を有する検知装置。
【請求項２】
前記部分基準画像は、外観が類似する各類似検査対象の差異の部分の基準画像であり、
前記第１のマッチング処理部で検知された前記検知対象が前記類似検査対象であるか否かを判定する類似判定部を、さらに備え、
前記第２のマッチング処理部は、前記検知対象が前記類似検査対象であると判定された場合に、前記部分基準画像を用いて、前記注目領域に対する第２のテンプレートマッチング処理を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記特定部は、前記検知対象が前記類似検査対象ではないと判定された場合、前記第１のテンプレートマッチング処理で閾値以上の類似度が得られた前記全体基準画像で示される検知対象を、前記検査画像に含まれる検知対象として特定すること
を特徴とする請求項２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記検知対象は、交通標識であり、
前記検査画像は、車載されたカメラ装置で撮像された撮像画像であること
を特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の検知装置。
【請求項５】
コンピュータを、
検知対象の全体のマッチング処理時に用いる全体基準画像を用いた第１のテンプレートマッチング処理により、検査画像から前記検知対象を検知する第１のマッチング処理部と、
前記第１のマッチング処理部で検知された前記検知対象の画像領域のテンプレートマッチング処理を行う領域である注目領域を抽出する注目領域抽出部と、
前記検知対象の部分的なマッチング処理時に用いる部分基準画像を用いて、抽出された前記注目領域に対する第２のテンプレートマッチング処理を行う第２のマッチング処理部と、
前記第２のテンプレートマッチング処理で基準値以上の類似度が得られた前記部分基準画像で示される検知対象を、前記検査画像に含まれる検知対象として特定する特定部として機能させること
を特徴とする検知処理プログラム。
【請求項６】
検知対象の全体のマッチング処理時に用いる全体基準画像及び検知対象の部分的なマッチング処理時に用いる部分基準画像が記憶された記憶部と、
前記全体基準画像を用いた第１のテンプレートマッチング処理により、検査画像から前記検知対象を検知する第１のマッチング処理部と、
前記第１のマッチング処理部で検知された前記検知対象の画像領域のテンプレートマッチング処理を行う領域である注目領域を抽出する注目領域抽出部と、
前記部分基準画像を用いて、抽出された前記注目領域に対する第２のテンプレートマッチング処理を行う第２のマッチング処理部と、
前記第２のテンプレートマッチング処理で基準値以上の類似度が得られた前記部分基準画像で示される検知対象を、前記検査画像に含まれる検知対象として特定する特定部と、
検知装置が設けられる車両の現状を示す現状情報を取得する取得部と、
少なくとも、特定した前記検知対象を示す特定情報及び取得した前記現状情報を送信する送信部と
を備えた複数の検知装置と、
前記各検知装置の通信部を介して送信される前記特定情報及び前記現状情報を受信する通信部と、
受信された前記特定情報及び前記現状情報用いて、前記車両に関する所定の評価を行う評価部と
を備えたサーバ装置と
を有する検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知装置、検知処理プログラム及び検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日において、車載カメラ装置で撮影された車外の画像を解析して、道路標識を自動的に認識する技術が知られている。この技術は、例えばナビゲーションシステム又はドライブレコーダ装置等に設けられており、安全運転の支援又は危険運転の検知等に用いられる。
【０００３】
特許文献１（特開２００８−００９９１５号公報）には、車載カメラ装置で撮像された撮像画像から、短時間で道路標識を認識することを目的とした道路標識判定装置が開示されている。この道路標識判定装置は、基本テンプレートを用いた１次マッチング処理により判定の対象となる道路標識の概要を得る。そして、１次マッチング処理の結果に応じて、使用する標識テンプレートを限定した上で、標準テンプレートを用いた２次マッチング処理を行う。これにより、道路標識の判定処理の効率化及び迅速化を図ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、異なる制限速度が表示された複数の制限速度標識は、全体的なデザインは同じであり、表示された数字のみが差異となる。この表示された数字のみの差異は、画像上の差異としては非常に小さな差異となる。このため、上述の特許文献１に開示されている道路標識判定装置を含む従来の認識処理装置は、制限速度標識の設置環境又は撮像環境のばらつきにより検知誤差が発生すると、各制限速度標識を正確に区別して検出することが困難となる問題があった（誤検出が発生する問題があった）。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、検知対象の検知精度の向上を図ることが可能な検知装置、検知処理プログラム及び検知システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、検知対象の全体のマッチング処理時に用いる全体基準画像及び検知対象の部分的なマッチング処理時に用いる部分基準画像が記憶された記憶部と、全体基準画像を用いた第１のテンプレートマッチング処理により、検査画像から検知対象を検知する第１のマッチング処理部と、第１のマッチング処理部で検知された検知対象の画像領域のテンプレートマッチング処理を行う領域である注目領域を抽出する注目領域抽出部と、部分基準画像を用いて、抽出された注目領域に対する第２のテンプレートマッチング処理を行う第２のマッチング処理部と、第２のテンプレートマッチング処理で基準値以上の類似度が得られた部分基準画像で示される検知対象を、検査画像に含まれる検知対象として特定する特定部とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、検知対象の検知精度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施の形態の検知装置のブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態の検知装置に設けられているＣＰＵの機能ブロック図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態の検知装置における標識の検知動作の流れを示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施の形態の検知装置のカメラ装置で撮像された撮像画像（画像処理部の画像処理後）を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施の形態の検知装置のカメラ装置で撮像された撮像画像から抽出された撮像領域（１次注目領域）を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、第１の実施の形態の検知装置により、１次注目領域の撮像画像から抽出された２次注目領域の撮像画像を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、第１の実施の形態の検知装置で用いられる部分基準画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、時速３０ｋｍの制限速度標識を含む撮像画像を検査画像として、３０ｋｍ〜８０ｋｍの各制限速度の制限速度標識の基準画像を用いてマッチング処理した場合の類似度（％）を示す図である。
【図６】図６は、時速３０ｋｍの制限速度標識を含む撮像画像を検査画像として、３０ｋｍ〜８０ｋｍの各制限速度の制限速度標識の基準画像を用いてマッチング処理した場合の類似度（％）をグラフ化した図である。
【図７】図７は、図５及び図６に示す条件の１次注目領域から抽出した２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いた２次マッチング処理を行ったことによる類似度を示す図である。
【図８】図８は、２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いた２次マッチング処理を行ったことによる類似度をグラフ化した図である。
【図９】図９は、制限速度標識以外の標識で、類似標識が存在する標識の一覧を示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施の形態となる運転支援装置の警告形態を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態となる検知システムのシステム構成図である。
【図１２】図１２は、第３の実施の形態の検知システムに設けられているサーバ装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した実施の形態の一例として、検知装置及び検知システムを詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
まず、図１は、本発明を適用した実施の形態となる検知装置１のブロック図である。検知装置１は、一例として一つの筐体にカメラ装置２を収納して形成されている。検知装置１は、カメラ装置２で、主に車両の進行方向の画像を撮像するように、自動車等の車両に設けられる。
【００１１】
検知装置１は、カメラ装置２の他、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、表示部５、スピーカ部６、操作部７、入出力インタフェース部（入出力Ｉ/Ｆ）８、通信インタフェース部（通信Ｉ/Ｆ）９、ＨＤＤ１０及びＣＰＵ１１を有している。カメラ装置２〜ＣＰＵ１１は、バスライン１２を介して相互に接続されている。ＲＯＭは、「Read  Only  Memory」の略記である。ＲＡＭは、「Random  Access  Memory」の略記である。ＨＤＤは、「Hard  Disk  drive」の略記である。ＣＰＵは、「Central  Processing  Unit」の略記である。
【００１２】
ＲＯＭ３には、ＣＰＵ１１にシステム動作を実行させるためのＯＳプログラムが記憶されている。ＯＳは、「Operating  System」の略記である。一例として、検知装置１は、カメラ装置２の撮像画像から、検知対象である標識を検知する。このため、ＨＤＤ１０には、ＣＰＵ１１に、このような検知動作を実行させるための検知処理プログラムが記憶されている。検知処理プログラムの実行時となると、ＣＰＵ１１は、図２に示す各部２２〜２７をＲＡＭ４に展開して実行する。詳しくは、後述する。また、ＨＤＤ１０は、記憶部の一例であり、検知処理時（テンプレートマッチング時）に用いる各標識の基準画像が記憶されている。具体的には、ＨＤＤ１０には、検知対象の全体のマッチング処理時に用いる全体基準画像及び検知対象の部分的なマッチング処理時に用いる部分基準画像が記憶されている。
【００１３】
表示部５には、カメラ装置２で撮像されている撮像画像をリアルタイムで表示される。また、表示部５には、検知した標識と現在の走行速度等に応じて、警告メッセージ等が表示される。スピーカ部６からは、検知した標識と現在の走行速度等に応じて、警告メッセージ又は警告音等が出力される。操作部７は、検知装置１の設定入力時等に、ユーザにより操作される。入出力Ｉ/Ｆ８には、車両のコンピュータからＣＡＮ情報として、主に現在の走行速度を示す速度情報が入力される。ＣＡＮは、「Controller  Area  Network」の略記である。ＣＰＵ１１は、標識の検知結果と、車両の現在の走行速度に応じて、上述の警告メッセージ等を生成し、表示部５及びスピーカ部６を介して出力する。
【００１４】
次に、図２に、検知処理プログラムを実行することで実現されるＣＰＵ１１の機能ブロック図を示す。この図２に示すように、ＣＰＵ１１は、検知処理プログラムを実行することで、画像入力部２２、画像処理部２３、注目領域抽出部２４、マッチング処理部２５、道路標識判定部２６及び結果出力部２７として機能する。
【００１５】
なお、この例では、画像入力部２２〜結果出力部２７は、ソフトウェアで実現することとして説明を進めるが、画像入力部２２〜結果出力部２７のうち、全部又は一部を「ハードウェア回路」又は「ＩＣ（Integrated Circuit）」で実現してもよい。
【００１６】
また、検知処理プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、検知処理プログラムは、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク（登録商標）、半導体メモリ等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。ＤＶＤは、「Digital  Versatile  Disk」の略記である。また、検知処理プログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供してもよい。また、検知装置１は、検知処理プログラムを、ネットワークを介してダウンロードし、インストールして実行してもよい。また、検知処理プログラムを、検知装置１内のＲＯＭ３等に予め組み込んで提供してもよい。
【００１７】
画像入力部２２は、カメラ装置２で撮像された撮像画像を、画像処理可能なデジタル画像として取り込む。画像処理部２３は、後段の検知処理に必要な補正処理、変換処理及びフィルタリング処理等の全面画像処理を行う。注目領域抽出部２４は、全面画像から検知対象（認識対象）である標識を検知する注目領域を設定する。
【００１８】
ＨＤＤ１０には、検知対象となる標識の標識画像群が、ひな形の画像として記憶されている。マッチング処理部２５は、第１のマッチング処理部及び第２のマッチング処理部の一例である。マッチング処理部２５は、設定された注目領域の撮像画像及びＨＤＤ１０に記憶されている基準画像を用いて、テンプレートマッチング処理を行う。テンプレートマッチング処理としては、例えば画素毎の輝度値比較又は形状特徴を用いた処理等を用いることができる。以下、「テンプレートマッチング」との文言を、単に「マッチング」との文言に略して用いる。
【００１９】
道路標識判定部２６は、特定部の一例であり、予め設定された基準値を用いてマッチング結果の評価を行い、評価結果から道路標識の検知判定を行う。結果出力部２７は、判定結果である道路標識検知結果を出力する。道路標識検知結果の出力先としては、表示部５、スピーカ部６等である。
【００２０】
以下、図３のフローチャートを用いて、このような検知装置１の動作を説明する。まず、検知装置１は、車両に設けられた状態でエンジンが始動され、通電状態となると、ステップＳ１において、マッチング処理部２５が、ＨＤＤ１０に記憶されている標識の基準画像を読み込み、例えばＲＡＭ４等に保持する。マッチング処理部２５は、カメラ装置２からの画像入力開始前の初期化処理の段階で、このような基準画像の読み込み処理を行い、ＲＡＭ４等に保持する。読み込む基準画像は、検知対象となる標識に対応する種類及び数の画像となっている。
【００２１】
次に、ステップＳ２では、画像入力部２２が、カメラ装置２で撮像された撮像画像（フレーム画像）を取得する。カメラ装置２からは、一定間隔（フレームレート）で、車両の走行方向を撮像した撮像画像が供給される。画像入力部２２は、フレーム毎に撮像画像の入力処理を行う。
【００２２】
次に、ステップＳ３では、画像処理部２３が、入力処理された各フレームの撮像画像に、歪み補正処理、フィルタリング処理、グレースケール変換処理等の後段の検知処理に適した画像処理を施す。図４Ａは、画像処理部２３の画像処理後の撮像画像を示している。車両方向の進行方向の画像をカメラ装置２で撮像することで、図４Ａに例示する撮像画像が得られる。
【００２３】
次に、ステップＳ４では、注目領域抽出部２４が、撮像画像の全撮像領域（視野範囲）のうち、検知対象の標識を含む撮像領域を抽出する（１次注目領域生成）。図４Ｂは、図４Ａに例示する撮像画像から抽出した、標識を含む撮像領域（１次注目領域）を示している。この図４Ｂの例の場合、図４Ａに例示した撮像画像の上部（消失点付近より上）が、１次注目領域として抽出された例である。
【００２４】
次に、ステップＳ５では、マッチング処理部２５が、図４Ｂに例示した１次注目領域の撮像画像を、各基準画像とそれぞれ比較するマッチング処理を行う。具体的には、マッチング処理部２５は、１次注目領域の撮像画像を、ＨＤＤ１０からＲＡＭ４に読み込んだ標識の各基準画像と、順にマッチング処理する。ここで言うマッチング処理は、各基準画像の特徴点及び検査画像（１次注目領域の撮像画像）の特徴点を、それぞれ比較することで、類似度合いをマッチング方式に従い算出すると共に、比較座標を類似度と共にＲＡＭ４に記録する。
【００２５】
また、ステップＳ５では、マッチング処理部２５は、標識の全体の基準画像でマッチング処理を行う。これに対して、後述するステップＳ９では、マッチング処理部２５は、標識の部分的な基準画像でマッチング処理を行う。
【００２６】
次に、ステップＳ６では、道路標識判定部２６が、上述の数１式を用いて算出した類似度のうち、最も大きい値の類似度と、予め設定された基準値とを比較して、道路標識の検知判定を行う。基準値以上の類似度を有するということは、撮像画像の１次注目領域から、基準画像で示される標識が検知されたことを意味する。換言すると、基準値以上の類似度を有するということは、その基準画像は、基準値以上の類似度を有する１次注目領域の撮像画像に対応する基準画像であることを意味する。この場合、１次結果判定はＯＫとされ（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ７に進む。
【００２７】
なお、基準値以上の類似度を有する１次注目領域の撮像画像に対応する基準画像が複数検知された場合、検知された全ての基準画像を、以下に説明する２次マッチング処理に用いてもよい。または、検知された全ての基準画像のうち、基準値以上の最も大きな類似度を有する１次注目領域の撮像画像に対応する基準画像を、以下に説明する２次マッチング処理に用いてもよい。
【００２８】
これに対して、基準値以上の類似度が存在しないということは、１次注目領域の撮像画像からは、基準画像で示される標識が検知されなかったことを意味する。この場合、１次結果判定はＮｏとされ（ステップＳ６：Ｎｏ）、処理がステップＳ２に戻る。ステップＳ２に処理が戻ると、次のフレームの撮像画像がカメラ装置２から取得され、再度、１次マッチング処理が行われる。
【００２９】
次に、１次結果判定がＯＫとされ、ステップＳ７に処理が進むと、類似判定部の一例である道路標識判定部２６が、１次マッチング処理で検知された標識は、類似する標識が複数存在する類似標識群に属する標識であるか否かを判定する。なお、類似標識群に属する標識は、類似検査対象の一例である。具体的には、ＨＤＤ１０に記憶されている各基準画像には、類似する標識の有無を示す付加情報が付されている。道路標識判定部２６は、基準値以上の類似度を有する１次注目領域の撮像画像に対応する基準画像に付されている付加情報を検出することで、類似する標識の有無を判別する。
【００３０】
すなわち、例えば駐車禁止の標識及び一時停止の標識は、類似する標識は存在しない。この場合、道路標識判定部２６により、ステップＳ７の判定がＮｏと判別され、処理がステップＳ１１に進む。これに対して、例えば制限速度標識は、中央に表示されている制限速度を示す数字のみが異なり、他の箇所のデザインは同じである。このため、各制限速度に対応する制限速度標識は、互いに類似する標識である。この場合、道路標識判定部２６により、ステップＳ７の判定がＹｅｓと判別され、処理がステップＳ８に進む。
【００３１】
ステップＳ１１に処理が進むと、類似する標識は存在しないことから、道路標識判定部２６が、１次注目領域の撮像画像に含まれている標識を特定し、特定した標識の種別を示す標識種別情報を生成する。そして、ステップＳ１２において、結果出力部２７が、１次結果判定による最大類似度座標から検査画像座標に換算した結果出力を、標識種別情報と共に出力する。結果出力が出力されると、処理がステップＳ２に戻り、次のフレームの撮像画像に対して、再度、１次マッチング処理等が施される。
【００３２】
一方、１次注目領域の撮像画像から検知された標識には、類似する標識が存在すると判別されることで（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ８に進むと、注目領域抽出部２４が、１次マッチング処理で検知した標識の座標値（類似度が最大の座標）から検査画像内の標識の位置を特定する。そして、注目領域抽出部２４は、特定した位置を中心とする所定の小領域の撮像画像である２次注目領域画像を抽出する。これにより、処理がステップＳ９に進む。図４Ｃに、２次注目領域画像の一例を示す。この例は、１次マッチング処理で４０ｋｍの制限速度の速度制限標識が１次注目領域の撮像画像から検知され、２次マッチング処理で、図４Ｃに点線の枠で示す「４」の数字の撮像画像が、２次注目領域画像として１次注目領域の撮像画像から抽出された例を示している。
【００３３】
次に、ステップＳ９では、マッチング処理部２５が、各類似標識の異なる部分をテンプレートにした部分基準画像を用い、２次マッチング処理を行う。図４Ｄに、部分基準画像の一例を示す。この図４Ｄは、速度制限標識の２桁目の数字をテンプレート化した部分基準画像を示している。すなわち、図４Ｄは、４０ｋｍの速度制限標識の「４」の数字をテンプレート化した部分基準画像を示している。
【００３４】
速度制限標識の場合、２桁目及び３桁目に表示される数字のみが、他の速度制限標識と異なる。すなわち、速度制限標識は、図４Ｄに示すように「４」の数字の部分のみが異なる可能性がある標識である。このため、マッチング処理部２５は、図４Ｄに示すように数字をテンプレート化した、部分基準画像を用いて、２次マッチング処理を行う。なお、２次マッチング処理も、上述の１次マッチング処理も、マッチング手法は同じ手法である。１次マッチング処理と２次マッチング処理とは、検査画像が２次注目領域の撮像画像である点、及び、部分基準画像を用いてマッチング処理を行う点のみが異なる。
【００３５】
次に、ステップＳ１０では、道路標識判定部２６が、最も大きい値の類似度と、予め設定された２次結果判定用の基準値とを比較して、道路標識の検知判定を行う。基準値以上の類似度を有するということは、撮像画像の２次注目領域から、部分基準画像で示される標識が検知されたことを意味する。この場合、２次結果判定はＯＫとされ（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１１に進む。
【００３６】
なお、基準値以上の類似度を有する２次注目領域の撮像画像に対応する部分基準画像が複数検知された場合、基準値以上の最も大きな類似度を有する２次注目領域の撮像画像に対応する基準画像を、以下に説明する標識の特定に用いてもよい。
【００３７】
これに対して、基準値以上の類似度が存在しないということは、何らかのエラーが発生したものと判別し（ステップＳ１０：Ｎｏ）、ステップＳ１３において、結果出力部２７が、例えばエラーメッセージを表示部５に出力して、処理をステップＳ２に戻す。ステップＳ２に処理が戻ると、次のフレームの撮像画像がカメラ装置２から取得され、再度、１次マッチング処理から、順次、処理が行われる。
【００３８】
次に、２次結果判定がＯＫとされ、ステップＳ１１に処理が進むと、道路標識判定部２６が、２次マッチング処理で標識の検知に用いた部分基準画像から２次注目領域の撮像画像に含まれている標識を特定し、特定した標識の種別を示す標識種別情報を生成する。そして、ステップＳ１２において、結果出力部２７が、２次結果判定が示す２次注目領域（図４Ｃ）の最大類似度座標から検査画像（図４Ａ）の座標に換算した座標を、標識種別情報と共に出力する。結果出力は、アプリケーションにより、例えば撮影画像に対する検出位置及び標識種別の表示等に用いられる。結果出力が出力されると、処理がステップＳ２に戻り、次のフレームの撮像画像に対する１次マッチング処理等が、順次、実行される。
【００３９】
次に、このような検知装置１の試作実験結果を説明する。図５は、時速３０ｋｍの制限速度標識を含む撮像画像を検査画像として、３０ｋｍ〜８０ｋｍの各制限速度の制限速度標識の基準画像を用いてマッチング処理した場合の類似度（％）を示す図である。また、図６は、時速３０ｋｍの制限速度標識を含む撮像画像を検査画像として、３０ｋｍ〜８０ｋｍの各制限速度の制限速度標識の基準画像を用いてマッチング処理した場合の類似度（％）をグラフ化した図である。また、図５及び図６は、上述の１次マッチング処理のみが終了した段階での、各類似度を示している。
【００４０】
この図５及び図６からわかるように、１次マッチング処理のみが終了した段階での類似度は、制限速度が３０ｋｍの制限速度標識が６１．３％と最も高い。このため、検査画像に含まれる制限速度標識は、制限速度が３０ｋｍの制限速度標識であると検知することは可能である。しかし、図６に示すように、基準値（スレッショルド）を、例えば６０％に設定すると、６１．３％の類似度の３０ｋｍの制限速度標識と共に、６１．１％の類似度の８０ｋｍの制限速度標識が検知され、誤検知が発生する。また、実際には、画像品質及び撮影環境の誤差等により、３０ｋｍの制限速度標識の類似度が基準値未満となり、反対に、８０ｋｍの制限速度標識の類似度が基準値以上となる可能性があり、誤検知が発生する確率が高い。
【００４１】
次に、図７は、図５及び図６に示す条件の１次注目領域から抽出した２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いた２次マッチング処理を行ったことによる類似度を示す図である。また、図８は、２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いた２次マッチング処理を行ったことによる類似度をグラフ化した図である。
【００４２】
２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いて２次マッチング処理を行うと、「３」の数字の部分基準画像に対応する類似度が５５．７％となり、最大値を示す。また、「８」の数字の部分基準画像に対応する類似度は４７．６％となり、「３」の数字の部分基準画像に対応する類似度の次に高い類似度となっている。
【００４３】
しかし、最大類似度である５５．７％と、次に大きな値の類似度である４７．６％との間には、５５．７％−４７．６％＝８．１％の大きな差が存在する。これは、標識の検知のための基準値（スレッショルド）が、設定し易いことを意味している。例えば、図８に示すように、基準値を５２％に設定した場合、５５．７％−５２％＝３．７％という、未検知に対する大きなマージンを確保できる。同様に、基準値を５２％に設定した場合、５２％−４７．６％＝４．４％という、誤検知（８０ｋｍ）に対しても、大きなマージンを確保できる。
【００４４】
このため、１次マッチング処理で抽出した１次注目領域から、さらに抽出した２次注目領域に対して、各制限速度の制限速度標識の数字部分の部分基準画像を用いた２次マッチング処理を行うことで、高精度に標識を検知できる。
【００４５】
図９に、上述の制限速度標識以外の標識で、類似標識が存在する標識を示す。図９に示す駐車禁止の標識は、時間を指定する数字の部分が、設置場所等に応じて異なる。重量制限の標識は、車重を示す数字の部分が、道路状況等に応じて異なる。高さ制限の標識は、車両の高さを示す数字の部分が、道路状況等に応じて異なる。最大幅制限の標識は、車両の最大幅を示す数字の部分が、道路状況等に応じて異なる。通行禁止の車両を示す標識は、通行を禁止する車両に応じて、車両の絵柄が異なる。また、海外の速度制限標識の場合も、制限速度を示す数字の部分が、設置されている道路に応じて異なる。
【００４６】
図９に示す類似標識が存在する標識の場合でも、１次マッチング処理で抽出した１次注目領域から、さらに抽出した２次注目領域に対して、標識の種類に対応する部分基準画像を用いて２次マッチング処理を行うことで、高精度に標識を検知できる。
【００４７】
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の検知装置１は、道路標識全般において、略々同じデザイン、また、略々同じ色で、一部のみの違いで標識内容が異なる標識群に対して、デザインが共通の部分のみの基準画像を用意し、１回目のマッチング処理（１次マッチング処理）で、標識の候補領域の絞り込みを行う。そして、差異のある部分に領域限定し、差異部分の部分マッチング用のテンプレートで小領域のマッチング処理（２次マッチング処理）を行う。
【００４８】
これにより、道路標識全般における略々同じデザイン及び色で、一部のみの違いで標識内容が異なる標識群に対して、パターンマッチングにおける画素パターンの差異を示す類似度レンジを広くすることができる。このため、標識検知における高速処理と検出率の向上を図ることができる。
【００４９】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態となる運転支援装置の説明をする。この第２の実施の形態の運転支援装置は、図１に示すように、上述の検知装置１の入出力Ｉ／Ｆ８を介して、車両のＣＡＮ情報を供給する構成を有している。入出力Ｉ／Ｆ８は、取得部の一例である。
【００５０】
ＣＰＵ１１は、上述のように基準画像を用いて、カメラ装置２で撮像された撮像画像に含まれる交通標識を特定する。また、ＣＰＵ１１は、入出力Ｉ／Ｆ８を介して供給されるＣＡＮ情報から、車両の現在の走行速度を検出する。ＣＰＵ１１は、交通標識の特定に用いた基準画像から、特定した交通標識で示される制限速度を検出する。そして、ＣＰＵ１１は、特定した交通標識で示される制限速度と、車両の現在の走行速度とを比較し、比較結果に応じて、車両の運転を支援するように各部を制御する。
【００５１】
具体的には、図１０に例示するように、カメラ装置２の撮像画像に含まれる交通標識が、時速４０ｋｍの制限速度を示す制限速度標識３１であり、ＣＡＮ情報で示される車両の現在の走行速度が時速６０ｋｍであったとする。この場合、車両の現在の走行速度が、制限速度標識３１で示される制限速度を、時速２０ｋｍ上回っている。このため、ＣＰＵ１１は、例えば「制限速度を２０ｋｍオーバーしています」等の警告メッセージを生成し、表示部５に表示制御する。または、ＣＰＵ１１は、例えば「制限速度を２０ｋｍオーバーしています」等の警告音声を生成し、スピーカ部６を介して出力制御する。
【００５２】
これにより、運転者に対して、走行速度の自制及び安全運転を促すことができる。また、運転支援装置に設けられている検知装置１は、上述のように精度良く標識を検知できる。このため、知結果を用いた正確かつ的確な運転の支援を可能とすることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態となる検知システムを説明する。図１１は、第３の実施の形態の検知システムのシステム構成図である。この図１１に示すように、第３の実施の形態の検知システムは、複数の検知装置１−１〜１−Ｎ（Ｎは２以上の自然数）及びサーバ装置４０を有している。各検知装置１−１〜１−Ｎは、上述の第１の実施の形態で説明した検知装置１である。各検知装置１−１〜１−Ｎは、送信部の一例である図１に示す通信Ｉ／Ｆ９から、インターネット等のネットワーク４１を介してサーバ装置４０に接続されている。
【００５４】
検知装置１−１〜１−ＮのＣＰＵ１１は、上述のように検知した交通標識を示す標識情報、標識を検知した時刻を示す時刻情報、標識を検知した時刻における車両の走行速度等のＣＡＮ情報及び車両の運転者の識別情報等を、所定の時間毎にサーバ装置４０に送信する。
【００５５】
サーバ装置４０は、図１２に示すように、通信部６１、記憶部６２及び評価部６３を備える。通信部６１は、各検知装置１−１〜１−Ｎから受信した標識情報及びＣＡＮ情報等を受信する。記憶部６２は、各検知装置１−１〜１−Ｎから受信した識別情報で示される運転者毎に、標識情報及びＣＡＮ情報等を記憶する。評価部６３は、記憶部６２に記憶された標識情報及びＣＡＮ情報等を用いて所定の評価を行う。
【００５６】
一例として、評価部６３は、標識情報及びＣＡＮ情報で示される走行速度から、走行速度超過等の運転状況及び危険運転度の評価を行う。
【００５７】
または、一例として評価部６３は、標識情報及びＣＡＮ情報で示される走行速度等から、自動車事故の過失割合を算出し、当事者に支払われる保険料等を算出する。
【００５８】
このように第３の実施の形態の検知システムは、各車両の検知装置１−１〜１−Ｎから送信される交通標識の検知結果等をサーバ装置４０で収集し、危険運転度の評価及び保険料の算定等に用いる。検知装置１−１〜１−Ｎは、上述のように標識等の検知対象を高速かつ正確に検知できる。このため、評価部６３で行われる評価を、正確な評価することができる他、上述の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、各検知装置１−１〜１−Ｎに評価部６３を設け、各検知装置１−１〜１−Ｎから送信される評価結果をサーバ装置４０で収集して用いてもよい。
【００６０】
上述の各実施の形態は、例示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な各実施の形態は、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、変更を行うことも可能である。各実施の形態および各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【符号の説明】
【００６１】
１  検知装置
２  カメラ装置
５  表示部
６  スピーカ部
８  入出力Ｉ／Ｆ
９  通信Ｉ／Ｆ
１０  ＨＤＤ
１１  ＣＰＵ
２２  画像入力部
２３  画像処理部
２４  注目領域抽出部
２５  マッチング処理部
２６  道路標識判定部
２７  結果出力部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２００８−００９９１５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
2016130979.tif 000006
【図４Ｂ】
2016130979.tif 000007
【図４Ｃ】
2016130979.tif 000008
【図４Ｄ】
2016130979.tif 000009
【図５】
2016130979.tif 000010
【図６】
2016130979.tif 000011
【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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