(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識する画像認識装置であって、
前記パターンを複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、
前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影手段と、
該撮影された照合対象を前記テンプレート記憶手段に記憶されたテンプレートと照合する照合手段と、
該照合されたテンプレートの前記領域の位置的な関係に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定手段と、
を備え、
前記テンプレート記憶手段は、前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域をテンプレートとして記憶する手段であり、
前記照合手段は、前記照合対象を前記パターンを構成するテンプレートの順番に基づいて照合を許容するテンプレートを選択し、撮影された照合対象を前記選択されたテンプレートと照合する手段であり、
前記判定手段は、前記照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて判定する手段である画像認識装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像認識装置であって、
前記撮影手段は、前記認識対象の水平方向の線状な一部を該認識対象の上または下から順次照合対象として撮影する手段であり、
前記照合手段は、前記順次撮影された照合対象を順次照合する手段である
画像認識装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像認識装置であって、
前記撮影手段は、前記認識対象の全体を撮影する手段であり、
前記照合手段は、前記撮影手段により撮影された認識対象を前記複数に区分してなる領域に相当する領域に区分して複数の照合対象とすると共に該区分した複数の照合対象を順次照合する手段である
画像認識装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像認識装置であって、
前記照合手段は、前記照合対象を最初のテンプレートまたは該最初のテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートから照合するテンプレートを選択して照合を開始する手段である請求項１記載の画像認識装置。
【請求項５】
前記照合手段は、前記照合対象を、照合されたテンプレートまたは該照合されたテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートから照合するテンプレートを選択して照合する手段である請求項１または４記載の画像認識装置。
【請求項６】
前記照合手段は、前記照合対象と前記テンプレートとの相関関係を用いて照合する手段である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像認識装置。
【請求項７】
前記判定手段は、パターンを構成するテンプレートの数に対する前記照合されたテンプレートの数に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段である請求項４または５記載の画像認識装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記パターンの特徴部分を含むテンプレートに、含まないテンプレートと比べて大きなポイントを付与し、パターンを構成するテンプレートの数に対する前記照合されたテンプレートのポイントの和に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段である請求項４または５記載の画像認識装置。
【請求項９】
前記判定手段は、複数のパターン間で、相関値の低いテンプレートの重みを大きくする手段である請求項８記載の画像認識装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記照合されたテンプレートと認識対象のテンプレートとの相関の平均値に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段である請求項４または５記載の画像認識装置。
【請求項１１】
前記認識対象は道路表面に付された文字または記号である請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の画像認識装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像認識装置であって、
雨天時か否かを判定する雨天判定手段を備え、
前記照合手段は、前記雨天判定手段が雨天時であると判定したとき、前記照合対象か前記テンプレートのいずれか一方を反転色に反転すると共に該反転した一方と他方とを照合する手段である
画像認識装置。
【請求項１３】
認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識する画像認識装置であって、
前記パターンを複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、
前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影手段と、
該撮影された照合対象を前記テンプレート記憶手段に記憶されたテンプレートと照合する照合手段と、
該照合されたテンプレートの前記領域の位置的な関係に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定手段と、
雨天時か否かを判定する雨天判定手段と、
を備え、
前記テンプレート記憶手段は、前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域をテンプレートとして記憶する手段であり、
前記判定手段は、前記照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて判定する手段であり、
前記照合手段は、前記雨天判定手段が雨天時であると判定したとき、前記照合対象か前記テンプレートのいずれか一方を反転色に反転すると共に該反転した一方と他方とを照合する手段である
画像認識装置。
【請求項１４】
前記テンプレート記憶手段は、正常な状態の前記テンプレートのパターンの一部が消えた状態のテンプレートを更に記憶する手段であり、
前記照合手段は、正常な状態のテンプレートとパターンの一部が消えた状態のテンプレートとを照合対象とする手段である請求項１記載の画像認識装置。
【請求項１５】
認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識するために、撮影手段、照合手段、判定手段及び前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段を有する画像認識装置により実施される画像認識方法であって、
前記撮影手段が前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影ステップと、
前記照合手段が前記パターンを構成するテンプレートの順番に基づいて、撮影された照合対象との照合を許容するテンプレートを前記テンプレート記憶手段に記憶された複数のテンプレートの中から選択して読み出し、該照合対象を選択したテンプレートと照合する照合ステップと、
前記判定手段が該照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定ステップと、
を含む画像認識方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像認識方法であって、
前記撮影ステップは、前記認識対象の水平方向の線状な一部を該認識対象の上または下から順次照合対象として撮影するステップであり、
前記照合ステップは、前記順次撮影された照合対象を順次照合するステップである
画像認識方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の画像認識方法であって、
前記撮影ステップは、前記認識対象の全体を撮影するステップであり、
前記照合ステップは、前記撮影手段により撮影された認識対象を前記複数に区分してなる領域に相当する領域に区分して複数の照合対象とすると共に該区分した複数の照合対象を順次照合するステップである
画像認識方法。
【請求項１８】
前記照合ステップは、前記テンプレート記憶手段に記憶された最初のテンプレートまたは該最初のテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートの中から前記照合対象と照合するテンプレートを選択して読み出し、照合を開始するステップである請求項１５記載の画像認識方法。
【請求項１９】
前記照合ステップは、前記テンプレート記憶手段に記憶された照合されたテンプレートまたは該照合されたテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートの中から前記照合対象と照合するテンプレートを選択して読み出し、照合するステップである請求項１５または１８記載の画像認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像認識装置および画像認識方法に関し、詳しくは、認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識する画像認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像認識装置としては、テンプレート画像とサーチ画像とのマッチング処理するものが提案されている（例えば特開平１１−３１２２４号公報など）。この装置では、テンプレート画像における不感領域についてはサーチ部分画像の演算により求めた計算値を利用している。
【０００３】
また、対象パターンとテンプレートとを相対応する複数のブロックに分割して対象パターンを判別するものも提案されている（例えば、特開平７−３１１８１６号公報など）。この装置では、各ブロック毎に相関値を求め、ブロック相関値の最小値を抽出し、複数の基準パターンについてブロック相関値の最小値の比較に基づいて対象パターンを判別している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置では、認識対象を適切に認識できない場合がある。認識対象を真正面から撮影したときには、認識対象にゆがみや変形がないためマッチング処理により適切に識別できるが、認識対象を真正面以外から撮影したときには、撮影した認識対象にゆがみや変形が生じ、マッチング処理によっては適切に識別できなくなってしまう。また、認識対象を真正面から撮影しても認識対象に若干の変形が加えられているときには、適切に認識できない。
【０００５】
こうした問題に対して、認識対象にゆがみを加味したものや変形を加味したものに対してテンプレートを用意し、そのテンプレートを用いてマッチングすることも考えられるが、多数のテンプレートを用意しなければならず、処理に時間を要するものとなってしまう。
【０００６】
本発明の画像認識装置および画像認識方法は、認識対象を真正面以外から撮影したときでも適切に認識することを目的の一つとする。また、本発明の画像認識装置および画像認識方法は、多数のテンプレートを用意することなく簡易な処理で認識対象を認識することを目的の一つとする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の画像認識装置および画像認識方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明の画像認識装置は、認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識する画像認識装置であって、前記パターンを複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影手段と、該撮影された照合対象を前記テンプレート記憶手段に記憶されたテンプレートと照合する照合手段と、該照合されたテンプレートの前記領域の位置的な関係に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定手段とを備え、前記テンプレート記憶手段は、前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域をテンプレートとして記憶する手段であり、前記照合手段は、前記照合対象を前記パターンを構成するテンプレートの順番に基づいて照合を許容するテンプレートを選択し、撮影された照合対象を前記選択されたテンプレートと照合する手段であり、前記判定手段は、前記照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて判定する手段であることを要旨とする。
【０００９】
この本発明の画像認識装置では、照合手段が、撮影手段により撮影された認識対象の少なくとも一部からなる照合対象をテンプレート記憶手段により記憶されたパターンを複数に区分してなる領域の少なくとも一部からなるテンプレートと照合し、判定手段が、照合されたテンプレートの位置的な関係に基づいて認識対象が予め設定された複数のパターンのいずれであるかを判定する。認識対象を真正面以外から撮影したときに生じる認識対象のゆがみや変形は、認識対象全体としては大きく表われるが、区分された領域ではその影響は小さくなるから、ゆがみや変形を生じている認識対象の区分された領域の一部に対してゆがみや変形のないパターンを同様に区分した領域の一部からなるテンプレートによって照合することができる。そして、照合されたテンプレートの位置的な関係は、認識対象における照合対象の位置的な関係と同一となるから、この位置的な関係により認識対象を予め設定された複数のパターンのいずれであるかを判定することができるのである。
【００１０】
また、照合を、照合対象とテンプレートの直線上のコントラストの割合により行なうことができる。ゆがみや変形を生じている認識画像であってもその一部の直線上のコントラストの割合は変化しないから、ゆがみや変形に対しても精度よく照合することができる。
【００１１】
このテンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識装置において、前記撮影手段は前記認識対象の水平方向の線状な一部を該認識対象の上または下から順次照合対象として撮影する手段であり、前記照合手段は前記順次撮影された照合対象を順次照合する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
また、テンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識装置において、前記撮影手段は前記認識対象の全体を撮影する手段であり、前記照合手段は、前記撮影手段により撮影された認識対象を前記複数に区分してなる領域に相当する領域に区分して複数の照合対象とすると共に該区分した複数の照合対象を順次照合する手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、すべてのパターンと照合するものに比して迅速に照合を行なうことができる。なお、「テンプレートの順番に沿って照合する」には、テンプレートの順番どおりに照合するものの他、テンプレートの順番に沿っていれば一つあるいは二つ以上のテンプレートを抜かして照合するものも含まれる。
【００１４】
このテンプレートの順番に沿って照合する態様の本発明の画像認識装置において、前記照合手段は、前記照合対象を最初のテンプレートまたは該最初のテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートから照合するテンプレートを選択して照合を開始する手段であるものとすることもできる。こうすれば、認識対象の最初のテンプレートに相当する部分が経年変化などによって照合対象とされないときであっても認識対象を認識することができる。
【００１５】
また、テンプレートの順番に沿って照合する態様の本発明の画像認識装置において、前記照合手段は、前記照合対象を、照合されたテンプレートまたは該照合されたテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートから照合するテンプレートを選択して照合する手段であるものとすることもできる。こうすれば、照合対象としての区分の仕方がパターンにおけるテンプレートの区分の仕方と若干異なるものであっても認識対象を認識することができるし、認識対象のテンプレートに相当する部分が経年変化などによって照合対象とされないときであっても認識対象を認識することができる。
【００１６】
テンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識装置において、前記照合手段は、前記照合対象と前記テンプレートとの相関関係を用いて照合する手段であるものとすることもできる。こうすれば、認識対象のかすれなどの変形にも対応することができる。
【００１７】
また、テンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識装置において、前記判定手段は、パターンを構成するテンプレートの数に対する前記照合されたテンプレートの数に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、かすれなどの変形にも対応することができる。
【００１８】
さらに、テンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識装置において、前記判定手段は、前記パターンの特徴部分を含むテンプレートに、含まないテンプレートと比べて大きなポイントを付与し、パターンを構成するテンプレートの数に対する前記照合されたテンプレートのポイントの和に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、認識対象をより的確に認識することができる。
また、前記判定手段は、複数のパターン間で、相関値の低いテンプレートの重みを大きくする手段であるであるものとすることもできる。こうすれば、特徴的なテンプレートに重きをおくことができるので、認識対象をより的確に認識することができる。
また、前記判定手段は、前記照合されたテンプレートと認識対象のテンプレートとの相関の平均値に基づいて、前記認証対象が前記複数パターンのいずれかであるかを判定する手段であるであるものとすることもできる。こうすれば、認識対象をより的確に認識することができる。
【００１９】
また、本発明の画像認識装置において、画像認識装置は車載されており、前記認識対象は道路表面に付された文字または記号であるものとすることもできる。こうすれば、道路表面に付された文字または記号を認識することができる。この態様の本発明の画像認識装置において、雨天時か否かを判定する雨天判定手段を備え、前記照合手段は、前記雨天判定手段が雨天時であると判定したとき、前記照合対象か前記テンプレートのいずれか一方を反転色に反転すると共に該反転した一方と他方とを照合する手段であるものとすることもできる。こうすれば、雨天時でも道路表面に付された文字または記号を認識することができる。
また、本発明の画像認識装置は、認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識する画像認識装置であって、前記パターンを複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段と、前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影手段と、該撮影された照合対象を前記テンプレート記憶手段に記憶されたテンプレートと照合する照合手段と、該照合されたテンプレートの前記領域の位置的な関係に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定手段と、雨天時か否かを判定する雨天判定手段とを備え、前記テンプレート記憶手段は、前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域をテンプレートとして記憶する手段であり、前記判定手段は、前記照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて判定する手段であり、前記照合手段は、前記雨天判定手段が雨天時であると判定したとき、前記照合対象か前記テンプレートのいずれか一方を反転色に反転すると共に該反転した一方と他方とを照合する手段であることを要旨とする。こうすれば、雨天時でも道路表面に付された文字または記号を認識することができる。
また、前記テンプレート記憶手段は、正常な状態の前記テンプレートのパターンの一部が消えた状態のテンプレートを更に記憶する手段であり、前記照合手段は、正常な状態のテンプレートとパターンの一部が消えた状態のテンプレートとを照合対象とする手段であるものとすることもできる。こうすれば、照合対象においてパターンが一部消えていた場合でも認識対象をより的確に認識することができる。
【００２０】
本発明の画像認識方法は、認識対象を予め設定した複数のパターンのいずれかとして認識するために、撮影手段、照合手段、判定手段及び前記パターンを水平にスライスして複数に区分してなる領域の少なくとも一部の領域に対応する複数のテンプレートを記憶するテンプレート記憶手段を有する画像認識装置により実施される画像認識方法であって、前記撮影手段が前記認識対象の少なくとも一部を照合対象として撮影する撮影ステップと、前記照合手段が前記パターンを構成するテンプレートの順番に基づいて、撮影された照合対象との照合を許容するテンプレートを前記テンプレート記憶手段に記憶された複数のテンプレートの中から選択して読み出し、該照合対象を選択したテンプレートと照合する照合ステップと、前記判定手段が該照合されたテンプレートの照合された順番に基づいて前記認識対象が前記複数のパターンのいずれであるかを判定する判定ステップとを含むことを要旨とする。
【００２１】
この本発明の画像認識方法では、ゆがみや変形を生じている認識対象の区分された領域の一部に対してゆがみや変形のないパターンを同様に区分した領域の一部からなるテンプレートによって照合することができる。認識対象を真正面以外から撮影したときに生じる認識対象のゆがみや変形は、認識対象全体としては大きく表われるが、区分された領域ではその影響は小さくなるからである。また、照合されたテンプレートの位置的な関係は、認識対象における照合対象の位置的な関係と同一となるから、この位置的な関係により認識対象を予め設定された複数のパターンのいずれであるかを判定することができる。
【００２２】
また、照合を、照合対象とテンプレートの直線上のコントラストの割合により行なうことができる。ゆがみや変形を生じている認識画像であってもその一部の直線上のコントラストの割合は変化しないから、ゆがみや変形に対しても精度よく照合することができる。
【００２３】
このテンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識方法において、前記撮影ステップは前記認識対象の水平方向の線状な一部を該認識対象の上または下から順次照合対象として撮影するステップであり、前記照合ステップは前記順次撮影された照合対象を順次照合するステップであるものとすることもできる。
【００２４】
また、テンプレートがパターンを水平にスライスして区分してなる態様の本発明の画像認識方法において、前記撮影ステップは前記認識対象の全体を撮影するステップであり、前記照合ステップは前記撮影手段により撮影された認識対象を前記複数に区分してなる領域に相当する領域に区分して複数の照合対象とすると共に該区分した複数の照合対象を順次照合するステップであるものとすることもできる。
【００２５】
また、すべてのパターンと照合するものに比して迅速に照合を行なうことができる。なお、「テンプレートの順番に沿って照合する」には、テンプレートの順番どおりに照合するものの他、テンプレートの順番に沿っていれば一つあるいは二つ以上のテンプレートを抜かして照合するものも含まれる。
【００２６】
このテンプレートの順番に沿って照合する態様の本発明の画像認識方法において、前記照合ステップは、前記テンプレート記憶手段に記憶された最初のテンプレートまたは該最初のテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートの中から前記照合対象と照合するテンプレートを選択して読み出し、照合を開始するステップであるものとすることもできる。こうすれば、認識対象の最初のテンプレートに相当する部分が経年変化などによって照合対象とされないときであっても認識対象を認識することができる。
【００２７】
また、テンプレートの順番に沿って照合する態様の本発明の画像認識方法において、前記照合ステップは、前記テンプレート記憶手段に記憶された照合されたテンプレートまたは該照合されたテンプレートの次の順番以降の一つまたは二つ以上のテンプレートの中から前記照合対象と照合するテンプレートを選択して読み出し、照合するステップであるものとすることもできる。こうすれば、照合対象としての区分の仕方がパターンにおけるテンプレートの区分の仕方と若干異なるものであっても認識対象を認識することができるし、認識対象のテンプレートに相当する部分が経年変化などによって照合対象とされないときであっても認識対象を認識することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は本発明の一実施例としての車両に搭載された画像認識装置２０の構成の概略を機能ブロックで示すブロック図であり、図２は実施例の画像認識装置２０のハード構成の一例を示す構成図である。実施例の画像認識装置２０は、図１に示すように、ライン状の画像を撮影するラインＣＣＤカメラ２２と、このラインＣＣＤカメラ２２により撮影された画像を２値化処理する画像処理回路２４と、雨天か否かを判定する雨天時判定部２６と、文字や記号などのパターンをエリア分割したテンプレートを複数記憶するテンプレート記憶部２８と、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影され画像処理回路２４で２値化処理された画像を雨天時判定部２６の判定結果を用いてテンプレート記憶部２８に記憶されているテンプレートと照合する照合部３０と、各文字や記号などのパターンのテンプレートのＩＤの順序を記憶するＩＤ順序記憶部３２と、照合部３０により照合されたテンプレートのＩＤの順序とＩＤ順序記憶部３２に記憶された各パターンのテンプレートのＩＤの順序とに基づいてパターンを認識する認識判定部３４とを備える。
【００２９】
実施例の画像認識装置２０のハード構成は、図２に示すように、ＣＰＵ４２を中心として構成されたマイクロコンピュータ４０により構成されており、このマイクロコンピュータ４０には、ＣＰＵ４２の他に、処理プログラムを記憶したＲＯＭ４４と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ４６と、入出力回路（Ｉ／Ｏ）４８とを備える。このマイクロコンピュータ４０には、ラインＣＣＤカメラ２２からの画像信号やワイパースイッチ５０からのスイッチ信号などが入出力回路４８を介して入力されている。また、マイクロコンピュータ４０には、入出力回路４８を介して複数のテンプレートやテンプレートＩＤの順序などを記憶するハードディスク装置５２も接続されている。実施例の画像認識装置２０は、このハード構成とソフトウエアとにより上述の各機能ブロックを実現する。以下に各機能ブロックの機能を対応するハード構成と共に説明する。
【００３０】
ラインＣＣＤカメラ２２は、車両の前部中央に前下方に向けて水平に取り付けられており、車両が走行している道路表面にペイントされた文字や記号のパターンの水平ライン状の一部を画像として撮影する。画像処理回路２４は、ハード構成としてはマイクロコンピュータ４０が相当し、グラフィック処理の一つとしての画像の２値化処理を行なうものであり、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影されたライン状の画像の２値化処理を行なう。雨天時判定部２６は、ハード構成としてはワイパースイッチ５０からのスイッチ信号を受けるマイクロコンピュータ４０が相当し、ワイパースイッチ５０からのスイッチ信号により雨天か否かを判定する。
【００３１】
テンプレート記憶部２８は、ハード構成としてはハードディスク装置５２が相当し、道路表面にペイントされた文字や記号のパターンを水平に複数に分割してなるテンプレートをそのＩＤと共に記憶している。例えば、道路表面にペイントされた文字パターンとしての「５０」の場合には、図３に例示するように、文字パターンを水平に７分割したテンプレート５０Ａ〜５０Ｇを２値化された白黒の割合としてそのＩＤと共に記憶しているのである。なお、２値化された白黒の割合は、例えばテンプレート５０Ｆの場合には、左から「黒６，白２，黒３，白２，黒４，白２，黒２，白２，黒５」のように符号化されている。
【００３２】
照合部３０は、ハード構成としてはマイクロコンピュータ４０が相当し、画像処理回路２４により２値化されたライン状の画像をテンプレート記憶部２８に記憶されている複数のテンプレートを検索して照合する。このとき、雨天時判定部２６により雨天との判定がなされると、照合部３０は、画像処理回路２４により２値化されたライン状の画像を反転処理してから照合を行なう。照合は、前述の白黒の割合が一致するテンプレートをテンプレート記憶部２８から検索することにより行なわれる。
【００３３】
ＩＤ順序記憶部３２は、ハード構成としてはハードディスク装置５２が相当し、各パターンを構成するテンプレートのＩＤの順序をそのパターンと関連付けて記憶している。例えば、道路表面にペイントされた文字パターンとしての「５０」の場合には、テンプレート５０Ａ〜５０ＧのＩＤがこの順で「５０」と関連付けて記憶されているのである。
【００３４】
認識判定部３４は、ハード構成としてはマイクロコンピュータ４０が相当し、照合部３０で照合されたテンプレートのＩＤの順序とＩＤ順序記憶部３２に記憶されている各パターンのテンプレートＩＤの順序とに基づいて道路表面にペイントされた文字や記号を認識する。
【００３５】
次に、こうして構成された実施例の画像認識装置２０の動作について説明する。図４は、実施例の画像認識装置２０のマイクロコンピュータ４０により実行される認識処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、車両の走行が開始されてから所定時間毎（例えば、４ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３６】
認識処理ルーチンが実行されると、マイクロコンピュータ４０のＣＰＵ４２は、まず、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影されたライン状の画像を入力し（ステップＳ１００）、入力したライン状の画像を２値化処理する（ステップＳ１０２）。次に、ワイパースイッチ５０からのスイッチ信号を入力し（ステップＳ１０４）。雨天時か否かを判定する（ステップＳ１０６）。入力したスイッチ信号がオンのときには雨天と判定して２値化処理した画像を反転処理し（ステップＳ１０８）、入力したスイッチ信号がオフのときには雨天でないと判定して反転処理は行なわない。ここで、雨天時に２値化処理した画像を反転処理するのは、ラインＣＣＤカメラ２２によって撮影された画像が路面表面を覆う水により白黒が反転したような状態になるからである。
【００３７】
次に、雨天時でないときにはラインＣＣＤカメラ２２によって撮影された画像を２値化処理したもの又は雨天時には反転処理したものを照合対象として照合処理を行なう（ステップＳ１１０）。照合処理は、照合対象の白黒の割合と同一のテンプレートをテンプレート記憶部２８として機能するハードディスク装置５２のテンプレートの記憶領域から検索することにより行なわれる。なお、実施例では、この照合処理に相関関係を用い、完全に一致するテンプレートが検索されないときには、相関関係の大きなテンプレートを結果として検索するものとした。
【００３８】
照合処理を行なうと、照合するテンプレートが検索されたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。照合するテンプレートが検索されたときには、照合するテンプレートのＩＤが前回と同一であるか否かを判定し（ステップＳ１１３）、ＩＤが異なるときには、そのＩＤをＲＡＭ４６の所定領域に記憶して（ステップＳ１１４）、本ルーチンを終了する。照合するテンプレートのＩＤが前回と同一のときには、ＩＤを記憶せずに本ルーチンを終了する。これは次の理由による。いま、道路表面に文字パターンとして「５０」が付されているときを考える。ラインＣＣＤカメラ２２では、まず、図３に例示するテンプレート５０Ｇと同一または相関関係の大きな画像を撮影することになり、照合するテンプレートとしてテンプレート５０Ｇが検索される。検索されたテンプレート５０ＧのＩＤはＲＡＭ４６の所定領域に記憶されるが、その直後に図４の認識処理ルーチンが繰り返し実行されるから、図４の認識処理ルーチンの繰り返し頻度と車速にもよるが、ラインＣＣＤカメラ２２によりテンプレート５０Ｇと同一の白黒の割合の画像を撮影する場合がある。このような場合に照合するテンプレートのＩＤをＲＡＭ４６の所定領域に記憶すると、同一のＩＤを複数連続して記憶する場合も生じ、ＲＡＭ４６の所定領域を大きくとっておく必要が生じると共に後述するパターンの判定処理のときにそれらを削除する処理も必要となる。実施例では、ＲＡＭ４６の所定領域を小さくしておくために、照合するテンプレートのＩＤが前回と同一のときには記憶しないものとしたのである。
【００３９】
ステップＳ１１２で照合するテンプレートが検索されないときには、ＲＡＭ４６の所定領域に照合したテンプレートのＩＤが記憶されているか否かを判定する（ステップＳ１１６）。この判定は、道路表面の文字や記号などのパターンのラインＣＣＤカメラ２２による撮影を終了したか否かの判定と、道路表面に文字や記号などのパターンが付されているか否かの判定とを兼ねるものとなる。即ち、照合するテンプレートのＩＤがＲＡＭ４６の所定領域に記憶されているときには、前回この認識処理ルーチンが実行されたときに照合するテンプレートが検索されたときであり、そのＩＤをＲＡＭ４６の所定領域に記憶した場合に該当し、これはラインＣＣＤカメラ２２による道路表面の文字や記号などのパターンの撮影が終了したことを意味する。照合するテンプレートのＩＤがＲＡＭ４６の所定領域に記憶されていないときには、前回この認識処理ルーチンが実行されたときにも照合するテンプレートがない場合に該当し、道路表面に文字や記号などのパターンが付されていないときを意味する。したがって、ステップＳ１１６で照合するテンプレートのＩＤがＲＡＭ４６の所定領域に記憶されていないときには、何の処理も行なわずに本ルーチンを終了する。
【００４０】
ステップＳ１１６で照合するテンプレートのＩＤがＲＡＭ４６の所定領域に記憶されているときには、ＲＡＭ４６の所定領域に記憶されたテンプレートのＩＤの順序に基づいてパターンの判定処理を行なう（ステップＳ１１８）。この判定処理は、ＲＡＭ４６の所定領域に記憶されたテンプレートのＩＤの順序をＩＤ順序記憶部３２として機能するハードディスク装置５２の所定領域に記憶されている文字や記号などの各パターンのＩＤの順序と比較することによって行なわれる。いま、道路表面に文字パターンとして「５０」が付されているときを考えれば、ＲＡＭ４６の所定領域には、図３に例示するテンプレート５０Ａ〜５０ＧのＩＤがこの逆順に記憶されていることになる。このＩＤの順序を逆順にすれば、ハードディスク装置５２に記憶されている文字パターンとしての「５０」のテンプレートのＩＤの順序と同一になり、道路表面に付された文字または記号などのパターンは文字パターンとしての「５０」と判定することができるのである。なお、この判定処理は、道路表面に付された文字や記号などのパターンの経年使用によるカスレなどにより異なるテンプレートが検索される場合を考慮すれば、順序が完全に一致しないときには、文字や記号などのパターンのテンプレートに重みを付けたものによって評価したり、順序の相関関係を用いるものとしてもよい。
【００４１】
こうしてパターンを判定すると、その判定結果を出力し（ステップＳ１２０）、ＲＡＭ４６の所定領域に記憶されている照合するテンプレートのＩＤを削除して（ステップＳ１２２）、本ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１２０の判定結果の出力は、便宜的に記載しているものであり、判定結果を他の装置に出力する場合の他、判定結果をＲＡＭ４６の所定アドレスに書き込む場合も含まれる。
【００４２】
次に、こうした認識処理により認識対象に変形やゆがみが生じてもパターンを認識できる点について説明する。図５は車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図であり、図６は車両が走行レーンの中央を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。車両が走行レーンの中央を走行しているときには、上述の説明以上の説明を加える必要もなく、図４の認識処理ルーチンにより文字パターンを認識することができる。
【００４３】
図７は車両が走行レーンの左側を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図であり、図８は車両が走行レーンの左側を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。また、図９は車両が走行レーンの右側を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図であり、図１０は車両が走行レーンの右側を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。図５と図７や図９を比較すると解るように、車両が走行レーンの左側や右側を走行すると、道路表面に付された文字パターンは変形を生じたものとして見える。勿論、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影される文字パターンも同様に変形を生じたものとして撮影される。しかし、図６と図８や図１０を比較すると解るように、文字パターンを水平ライン状にスライスしてテンプレートとすると共にその白黒の割合を考えると、車両が走行レーンの何処を走行していても、文字パターンの変形に拘わらずテンプレートの白黒の割合は略同一となる。この結果、車両の走行レーンの何処を走行しているかに拘わらず、図３に例示するテンプレート５０Ａ〜５０Ｇを用いて文字パターンを認識できるのである。
【００４４】
以上説明した実施例の画像認識装置２０によれば、パターンを水平ライン状にスライスしてなるテンプレートを用いることにより、認識対象を真正面以外から撮影することによって認識対象に変形やゆがみが生じても、パターンを認識することができる。この結果、多数のテンプレートを記憶する必要がなく、検索および認識を短時間に行なうことができる。また、実施例の画像認識装置２０によれば、雨天か否かを判定し、雨天時には画像を反転処理して照合するから、雨天時にもより適切に道路表面に付された文字や記号などのパターンを認識することができる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施例としての画像認識装置２０Ｂについて説明する。図１１は、第２実施例の画像認識装置２０Ｂの構成の概略を機能ブロックで示すブロック図である。第２実施例の画像認識装置２０Ｂは、図示するように、ラインＣＣＤカメラ２２に代えてＣＣＤカメラ２２Ｂを備える点と、画像処理回路２４と照合部３０との間にエリア分割部２５Ｂを備える点を除いて第１実施例の画像認識装置２０と同一の構成をしている。したがって、第２実施例の画像認識装置２０Ｂの構成のうち第１実施例の画像認識装置２０の構成と同一の構成については、同一の符号を付しその説明は省略する。なお、第２実施例の画像認識装置２０Ｂのハード構成は、図２に例示する第１実施例の画像認識装置２０のハード構成のうちラインＣＣＤカメラ２２をＣＣＤカメラ２２Ｂに代えるだけであるから、その図示も省略する。
【００４６】
ＣＣＤカメラ２２Ｂは、第１実施例の画像認識装置２０が備えるラインＣＣＤカメラ２２と異なり、ライン状の画像ではなく矩形の画像として撮影する。例えば、図５や図７，図９などのように認識対象となるものを含めて撮影するのである。画像処理回路２４Ｂは、第１実施例の画像認識装置２０が備える画像処理回路２４と同様に、ＣＣＤカメラ２２Ｂにより撮影された矩形の画像を２値化処理する。第１実施例の画像処理回路２４との相違は、２値化処理する画像がライン状の画像か矩形の画像かの相違である。エリア分割部２５Ｂは、２値化された画像に対して認識対象に該当する全体画像をハードディスク装置５２に記憶されているパターンのテンプレートと同様の分割数で水平にスライスしてエリア分割し、分割された各エリアを照合対象として照合部３０に渡す。
【００４７】
こうして構成された第２実施例の画像認識装置２０Ｂの認識処理は、図１２に例示する認識処理ルーチンによって行なわれる。この認識処理ルーチンによる認識処理は、図４に例示する認識処理ルーチンを実行する第１実施例の画像認識装置２０の認識処理と比較してステップＳ２０３のエリア分割処理が含まれている点を除いて同様の処理となる。即ち、第１実施例の画像認識装置２０では、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影されたライン状の画像に対して順次照合し、パターンの判定を行なうものであったが、第２実施例の画像認識装置２０Ｂでは、ＣＣＤカメラ２２Ｂで撮影された認識対象の全体をテンプレートと同様なエリアに分割し、分割された各エリアに対して照合し、パターンの判定を行なうのである。したがって、図１２の認識処理ルーチンの説明は、その多くが図４の認識処理ルーチンの説明と重複することになるから、その説明は省略する。なお、図１２の認識処理でテンプレートのＩＤをＲＡＭ４６の所定領域に記憶する処理がないのは、認識画像全体に対してエリア分割し、分割された各エリアのすべてに対して照合するから、照合するテンプレートのＩＤの全てを持っているからである。
【００４８】
以上説明した第２実施例の画像認識装置２０Ｂによっても第１実施例の画像認識装置２０と同様の効果を得ることができる。即ち、パターンを水平ライン状にスライスしてなるテンプレートを用いることにより認識対象を真正面以外から撮影することによって認識対象に変形やゆがみが生じてもパターンを認識することができる効果や、雨天時でも適切に道路表面に付された文字や記号などのパターンを認識することができる効果などを奏することができるのである。
【００４９】
上述の第１実施例の画層認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂでは、文字パターンを水平にスライスしてなるテンプレートを全てハードディスク装置５２に記憶するものとしたが、高い相関関係にあるテンプレートについては共通に用いるものとしてもよい。以下に、高い相関関係にあるテンプレートを共通して用いる場合について説明する。
【００５０】
図１３〜図１６は、車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの一例としての「３０」，「４０」，「５０」，「６０」を構成するテンプレートを例示する説明図である。各テンプレートは、パターンの全体を水平に１０個にスライスしたものとして構成されている。各テンプレートには、符号として各パターンに添え字として下から通し番号を付した。例えば、パターン「３０」の場合、図１３において下から「３０−０１」，「３０−０２」・・・「３０−１０」とした。この各テンプレートのうち、例えば「３０−０２」と「５０−０２」，「５０−０９」，「６０−０２」，「６０−０９」のテンプレートは、同じような白黒の割合のテンプレートである。いま、各パターンに対して所定の相関値（例えば８０％）以上のものを同一であるものとすれば、上述の「３０−０２」と「５０−０２」は同一のテンプレートで置き換えることができる。図１７は、図１３〜図１６の各テンプレートに対して相関値８０％以上を同一と判定したときの共通のテンプレートを例示する説明図である。例えば、図１７中、下から二つ目の「ＳＡＭＥ−２」は、「５０−０２」と同一であり、同一とみなされる「３０−０２」，「５０−０９」，「６０−０２」，「６０−０９」の各テンプレートに置き換えることができる。図１７のテンプレートを用いて図１３〜図１６に例示するテンプレートを置き換えると、図１８〜図２１のようになる。例えば、図１８は、図１３のパターン「３０」のテンプレートのうち図１７のテンプレートで置き換え可能なものを置き換えて構成されている。この場合、テンプレート「３０−０６」を除く全てのテンプレートが置き換えられている。図１４のパターン「４０」のテンプレートでは、図１９に示すように「４０−０１」，「４０−０８」，「４０−１０」の３つのテンプレートを除く７つのテンプレートが置き換えられている。
【００５１】
このように、相関関係が高いテンプレートを共通に用いれば、ハードディスク装置５２で記憶するテンプレートの数を低減することができる。この結果、照合の際のハードディスク装置５２の検索時間を短縮することができ、処理を迅速に行なうことができる。
【００５２】
ここで、図１７の共通のテンプレートで置き換えできなかったテンプレート（例えば図１８のテンプレート「３０−０６」）は、そのパターンにおける特徴的なテンプレートということができる。したがって、この特徴的なテンプレートが照合されたときには、テンプレートの順番に加えて、この特徴的なテンプレートに対して他のテンプレートより重みをおいてパターンを認識するものとすることができる。こうすれば、より適正に認識することができる。
【００５３】
第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂでは、パターンがカスレなどによりその一部が消えているものについては扱わなかったが、図２２や図２３に例示する一部が消えた状態のパターンを認識するためのテンプレートを用いることにより、経年使用によってかすれたものでもパターンを認識することができる。図２２ではテンプレート「５０Ｂ−０３」〜「５０Ｂ−０７」で、図２３ではテンプレート「６０Ｂ−０３」〜「６０Ｂ−０７」で「０」の右側が経年使用により消えた状態を示している。こうしたパターンの一部が消えた状態のテンプレートを用いることにより、経年使用により路面上にペイントされたパターンの一部が消えても、パターンを適切に認識することができる。
【００５４】
また、第１実施例の画層認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂでは、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影されたライン状の画像やＣＣＤカメラ２２Ｂで撮影されエリア分割部２５Ｂでエリア分割されたライン状の画像についてハードディスク装置５２を検索して白黒の割合が同じテンプレートがあるか否かにより照合を行ない、照合されたテンプレートの順序に基づいてパターンの認識を行なったが、複数のパターンに対して各パターンを構成するテンプレートのうちの最初のテンプレートや次のテンプレートと照合可能か否かにより照合を行ない、照合されたテンプレートの順序に沿ってパターンを認識するものとしてもよい。以下に、この変形例のテンプレートの照合とパターンの認識について詳細に説明する。なお、変形例のテンプレートの照合とパターンの認識を行なう画像認識装置のハード構成は、第１実施例の画像認識装置２０と同一であるから、その説明は省略する。
【００５５】
図２４は路面上にペイントされたパターンが「３０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図であり、図２５はパターンが「４０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図であり、図２６はパターンが「５０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図であり、図２７はパターンが「６０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図である。各照合パターンは図１７に例示する共通のテンプレートを用いたものである。例えば、図２４の照合パターンの場合、各ボックスの中身の上からの順はパターン「３０」を構成するテンプレート（図１８参照）の下からの順と同一である。すなわち、第１実施例のラインＣＣＤカメラ２２を用いる場合、パターンは、下から順に撮影されて照合されるから、図２４の照合パターンでは図１８のテンプレートを下から順に照合する順になる。同様に図２５〜図２７の照合パターンは対応するパターン「４０」〜「６０」を構成するテンプレート（図１９〜図２１）の下からの順となっている。
【００５６】
各照合パターンにおける矢印は、撮影された画像を照合する際に許容されるテンプレートを示す。例えば、図２４に例示するパターン「３０」の照合パターンの場合、照合の開始時には撮影された画像が「ＳＡＭＥ−１」のテンプレートと照合されるか「ＳＡＭＥ−２」のテンプレートと照合されるかを許容し、「ＳＡＭＥ−１」のテンプレートが照合されたときには次に撮影される画像が同じ「ＳＡＭＥ−１」のテンプレートと照合されるか次の「ＳＡＭＥ−２」のテンプレートと照合されるかその次の「ＳＡＭＥ−３」のテンプレートと照合されるかを許容する。ここで、撮影された画像が同じテンプレートと照合されるのを許容するのは、車速が遅い場合には、何度も同じテンプレートに属する白黒の割合となる画像が撮影されるからである。また、一つ先（次の次）のテンプレートと照合されるのを許容するのは、車速が早い場合には、撮影されるタイミングによっては次のテンプレートに相当する画像を撮影することができない場合を許容するためである。なお、照合するか否かの判定は、相関値が所定値（例えば６０）以上であるか否かによって行なうことができる。
【００５７】
この変形例のテンプレートの照合では、ラインＣＣＤカメラ２２で画像が撮影され２値化された照合対象に対して各パターンに各々作成された照合パターンを用いて各々照合を進める。具体的な事例として路面上に「６０」がペインとされており、これを「３０」，「４０」，「５０」，「６０」のいずれであるかを認識する場合を考える。図２８は図２４に例示する「３０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図であり、図２９は図２５に例示する「４０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図であり、図３０は図２６に例示する「５０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図であり、図３１は図２７に例示する「６０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図である。各図における「時刻」は、ラインＣＣＤカメラ２２で撮影されるタイミングを示す。また図２８〜図３１における数値は相関値である。この変形例では、前述したように相関値が所定値（例えば６０）以上のときに照合と判定するが、図２４〜図２７に例示する照合パターンでは、複数のテンプレートと照合を行なうから、同時に複数のテンプレートに対して相関値が所定値以上となる場合がある。この場合、変形例のテンプレートの照合では相関値が大きい方を照合されたテンプレートとしている。例えば、図２８の「時刻」が「０３」のときには、「ＳＡＭＥ−１」のテンプレートと「ＳＡＭＥ−２」のテンプレートとが共に相関値が６０以上で照合されているが、相関値の大きい「ＳＡＭＥ−１」のテンプレートが照合されたテンプレートとされる。図２８〜図３１における照合テンプレートの列の右側の「＊」は、パターン認識に用いられる照合されたテンプレートを示す。同じテンプレートが連続して照合された場合を考慮したものである。
【００５８】
具体的な事例として路面上にペイントされた「６０」の照合では、図２８と図３１に示すように「３０」の照合パターンと「６０」の照合パターンとが「ｅｎｄ」のボックスまで至っており、図２９と図３０に示すように「４０」の照合パターンと「５０」の照合パターンは「ｅｎｄ」のボックスまで至っていない。したがって、認識対象は、「３０」か「６０」のいずれかのパターンと認識される。いずれのパターンとして認識するかについては、照合されたテンプレートの数に基づいて認識判定を行なったり、照合されたテンプレートの相関値に基づいて認識判定を行なったり、特徴的なテンプレートに重みを付けて認識判定を行なうなど、種々の判定手法がある。例えば、上述の具体的な事例について照合されたテンプレートの数に基づく認識判定を行なうものとすれば、パターン「３０」を構成するテンプレートの総数９に対して照合されたテンプレートの数は７であり、パターン「６０」を構成するテンプレートの総数８に対して照合されたテンプレートの数は８であるから、７／９と８／８の比較となり、パターン「６０」が認識されることになる。また、照合されたテンプレートの相関値に基づく認識判定、例えばその手法の一つとして照合されたテンプレートのうち最も大きな相関値の和をパターンを構成するテンプレートの総数で割って得られる相関平均値の比較によるものとすれば、パターン「３０」の相関平均は６０．７４であり、パターン「６０」の相関平均値は９０．６９であるから、パターン「６０」が認識されることになる。なお、図２８〜図３１には、照合されたテンプレートのうちの最も大きな相関値を矩形枠で囲んで示した。上述の相関平均値は、この矩形枠で囲んだものの和をパターンの総数で割ったものである。特徴的なテンプレートに重みを付けて認識判定、例えば通常のテンプレートをポイント１とすると共に特徴的なテンプレートをポイント２とし、照合されたテンプレートのポイントの和をパターンを構成するテンプレートの総数で割って得られるポイント平均値の比較によるものとすれば、パターン「３０」のポイント平均は８／９であり、パターン「６０」のポイント平均は１１／８であるから、パターン「６０」が認識されることになる。
【００５９】
以上説明した変形例のテンプレートの照合によれば、ラインＣＣＤカメラ２２により撮影された画像に対して各パターンの照合パターンに基づいて照合することができる。しかも、照合パターンによる照合は、順番として次のテンプレートと照合する他、同一のテンプレートや次の次のテンプレートとの照合を許容するから、車速が遅い場合や速い場合にも対応することができる。また、相関値を用いて照合するから、路面上にペイントされたパターンの経年使用によるカスレなどにも対応することができる。
【００６０】
変形例のパターンの認識によれば、パターンを構成するテンプレートの順に沿って照合されたテンプレートの数や相関値，特徴的なテンプレートに付された重み等を考慮することにより、より適切な認識判定を行なうことができる。
【００６１】
変形例のテンプレートの照合では、照合されたテンプレートと同一のテンプレートや次のテンプレート，その次のテンプレートの３つのテンプレートとの照合を許容するものとしたが、さらに二つ先以上のテンプレートとの照合を許容するものとしてもよい。
【００６２】
変形例のテンプレートの照合では、パターンを構成するテンプレートからなる照合パターンを用いて照合するものとしたが、パターンの一部が消えた状態のテンプレートからなる照合パターンを用いて照合するものとしてもよい。さらに、パターンを構成するテンプレートとパターンの一部が消えた状態のテンプレートとを含む照合パターンにより照合するものとしてもよい。その一例の照合パターンを図３２に示す。図３２は、図２１に例示するパターン「６０」を構成するテンプレートと図２３に例示するパターン「６０」の一部が消えた状態のテンプレートとを組み合わせてなる照合パターンの一例を示す説明図である。図中右側の分岐部分がパターンの一部が消えた状態のテンプレートである。この照合パターンの場合、照合開始直後にテンプレート「ＳＡＭＥ−８」が照合されたときには、同じテンプレートの「ＳＡＭＥ−８」と、次のテンプレートの「ＳＡＭＥ−２」と、その次のテンプレートの「ＳＡＭＥ−９」と、一部が消えたテンプレートの「６０Ｂ−３」との照合が許容される。このときテンプレート「６０Ｂ−３」が照合されると、次は同じテンプレートの「６０Ｂ−３」と、次のテンプレートの「６０Ｂ−６」と、その次のテンプレートの「６０Ｂ−７」との照合が許容される。このようにパターンの一部が消えた状態のテンプレートを分岐部分として備えるものとすれば、同時に照合を開始する照合パターンを少なくすることができると共に経年使用によりその一部が消えたパターンであっても照合することができる。なお、図３２の照合パターンでは、一部が消えた状態のテンプレートからなる分岐部分に進んだときには、分岐部分のテンプレートの順に沿って照合を行なうものとしたが、分岐部分から幹部分へ戻ったり、途中から幹部分から分岐部分へ移行するものとしてもよい。この場合の照合パターンを図３３に例示する。この照合パターンでは、例えば分岐部分のテンプレート「６０Ｂ−３」が照合されたときには、前述したように同じテンプレートの「６０Ｂ−３」と、次のテンプレートの「６０Ｂ−６」と、その次のテンプレートの「６０Ｂ−７」との照合が許容され、さらに幹部分のテンプレート「６０−０６」との照合も許容される。また、幹部分のテンプレート「６０−０６」が照合されたときには、分岐部分のテンプレート「６０Ｂ−７」との照合も許容される。このように、分岐部分のテンプレートと幹部分のテンプレートとの相互の照合を許容することにより、カスレや消えの程度が異なる場合であっても、パターンを認識することができる。
【００６３】
変形例のテンプレートの照合やパターンの認識では、第１実施例の画像認識装置２０の構成として説明したが、第２実施例の画像認識装置２０Ｂの構成でも同様に行なうことができる。
【００６４】
第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂ，変形例のテンプレートの照合やパターンの認識を行なう画像認識装置による認識結果は、ナビゲーションシステムにおける現在位置の確認やその修正などに用いたり、車両の車速との比較によって警告を発するものなどに用いたり、運転者や乗員に情報を与えるものに用いるなど、種々の装置やシステムに用いることができる。
【００６５】
第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂ，変形例の画像認識装置では、テンプレートの白黒の割合により照合するものとしたが、テンプレートそのものを照合するものとしてもよい。また、白黒の割合の一部、特に特徴的な部分に重みを持たせ、その重みに比重を大きくとって相関関係を計算して照合するものとしてもよい。さらに、第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂでは、２値化処理を用いたが、２値化処理するものに限定されるものではなく、多値化処理を用いるものなどにも適用することができる。
【００６６】
第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂ，変形例の画像認識装置では、雨天時判定部２６を備えて雨天時か否かを判定し、雨天時には画像を反転処理するものとしたが、雨天時における認識精度が若干低くなるものの、雨天時判定部２６を備えず、雨天か否かに拘わらず、同様な処理を行なうものとしてもかまわない。
【００６７】
第１実施例の画像認識装置２０や第２実施例の画像認識装置２０Ｂ，変形例の画像認識装置では、車両に搭載され、道路表面に付された文字や記号などのパターンを認識するものとして説明したが、道路表面に付されたパターンに限られるものではなく、如何なるものに付されたパターンの認識に適用するものとしてもよい。この場合、テンプレートは、水平方向にライン状にスライスされたものに限られず、垂直方向にライン状にスライスされたものとしてもよく、水平方向から所定の角度をもってライン状にスライスされたものとしてもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である画像認識装置２０の構成の概略を機能ブロックで示すブロック図である。
【図２】  実施例の画像認識装置２０のハード構成の一例を示す構成図である。
【図３】  道路表面にペイントされた文字パターンとしての「５０」の場合のテンプレートを例示する説明図である。
【図４】  実施例の画像認識装置２０のマイクロコンピュータ４０により実行される認識処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】  車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図である。
【図６】  車両が走行レーンの中央を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。
【図７】  車両が走行レーンの左側を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図である。
【図８】  車両が走行レーンの左側を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。
【図９】  車両が走行レーンの右側を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの見え方の一例を示す説明図である。
【図１０】  車両が走行レーンの右側を走行しているときにラインＣＣＤカメラ２２により撮影され検索されるテンプレートを表示する説明図である。
【図１１】  第２実施例の画像認識装置２０Ｂの構成の概略を機能ブロックで示すブロック図である。
【図１２】  第２実施例の画像認識装置２０Ｂのマイクロコンピュータ４０により実行される認識処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１３】  車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの一例としての「３０」のテンプレートを例示する説明図である。
【図１４】  車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの一例としての「４０」のテンプレートを例示する説明図である。
【図１５】  車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの一例としての「５０」のテンプレートを例示する説明図である。
【図１６】  車両が走行レーンの中央を走行しているときに道路表面に付された文字パターンの一例としての「６０」のテンプレートを例示する説明図である。
【図１７】  共通に用いることができるテンプレートの一覧を例示する説明図である。
【図１８】  図１３のパターン「３０」のテンプレートを共通に用いることができるテンプレートで置き換えた状態を説明する説明図である。
【図１９】  図１４のパターン「４０」のテンプレートを共通に用いることができるテンプレートで置き換えた状態を説明する説明図である。
【図２０】  図１５のパターン「５０」のテンプレートを共通に用いることができるテンプレートで置き換えた状態を説明する説明図である。
【図２１】  図１６のパターン「６０」のテンプレートを共通に用いることができるテンプレートで置き換えた状態を説明する説明図である。
【図２２】  経年使用によりパターン「５０」の一部が消えた状態のテンプレートの一例を示す説明図である。
【図２３】  経年使用によりパターン「６０」の一部が消えた状態のテンプレートの一例を示す説明図である。
【図２４】  路面上にペイントされたパターンが「３０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図である。
【図２５】  路面上にペイントされたパターンが「４０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図である。
【図２６】  路面上にペイントされたパターンが「５０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図である。
【図２７】  路面上にペイントされたパターンが「６０」であるか否かを照合する際の照合パターンを例示する説明図である。
【図２８】  図２４に例示するパターン「３０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図である。
【図２９】  図２５に例示するパターン「４０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図である。
【図３０】  図２６に例示するパターン「５０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図である。
【図３１】  図２７に例示するパターン「６０」の照合パターンを用いて照合している様子を説明する説明図である。
【図３２】  パターン「６０」を構成するテンプレートとパターン「６０」の一部が消えた状態のテンプレートとを組み合わせてなる照合パターンの一例を示す説明図である。
【図３３】  変形例の照合パターンの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
２０，２０Ｂ  画像認識装置、２２  ラインＣＣＤカメラ、２２Ｂ  ＣＣＤカメラ、２４，２４Ｂ  画像処理回路、２５Ｂ  エリア分割部、２６  雨天時判定部、２８  テンプレート記憶部、３０  照合部、３２  ＩＤ順序記憶部、３４  認識判定部、４０  マイクロコンピュータ、４２  ＣＰＵ、４４  ＲＯＭ、４６ＲＡＭ、４８  入出力回路、５０  ワイパースイッチ、５２  ハードディスク装置。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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