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JP4956841B2 - VEHICLE IMAGE PROCESSING DEVICE, VEHICLE, AND VEHICLE IMAGE PROCESSING PROGRAM - Google Patents

VEHICLE IMAGE PROCESSING DEVICE, VEHICLE, AND VEHICLE IMAGE PROCESSING PROGRAM Download PDF

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JP4956841B2 JP2008080728A JP2008080728A JP4956841B2 JP 4956841 B2 JP4956841 B2 JP 4956841B2 JP 2008080728 A JP2008080728 A JP 2008080728A JP 2008080728 A JP2008080728 A JP 2008080728A JP 4956841 B2 JP4956841 B2 JP 4956841B2
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Description

本発明は、撮像手段を介して取得した車両の周辺の画像を処理する装置、車両、及びその装置の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus for processing an image around a vehicle acquired via an imaging unit, a vehicle, and a program for causing a computer to execute processing of the apparatus.

従来、撮像手段により車両の周辺を撮像した画像を処理して、車両が走行する道路上の白線等のレーンマークや、車両の周辺に存在する歩行者や他車両等の対象物を認識する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この技術により、レーンマークや対象物の認識結果に応じて、運転者への情報提示や車両の走行制御を行うことが可能となる。   Conventionally, a technique for processing an image obtained by imaging the periphery of a vehicle by an imaging unit and recognizing a lane mark such as a white line on a road on which the vehicle travels and an object such as a pedestrian or another vehicle existing around the vehicle Is known (see, for example, Patent Document 1). This technology makes it possible to present information to the driver and to control the driving of the vehicle according to the recognition result of the lane mark and the object.

特許文献1の車両用環境認識装置では、処理周期毎に、車両に搭載されたカメラにより撮像された車両前方の画像を入力し、該画像内に処理対象のウィンドウを設定し、ウィンドウの下端部分の色を路面領域(道路内の白線以外の領域)に相当する基準色とし、該基準色に基づいて路面領域と非路面領域(白線や道路外の領域)とを分離する。そして、前記装置は、分離した路面領域の左右の境界から得られた直線を白線のエッジ部分として白線の検出を行う。このとき、ウィンドウは、前回の処理周期で検出された2本の白線の位置、又は道路幅や走行レーン幅等の所定の道路情報に基づいた固定値を用いて、画像内に1つ設定される。
特開平7−200997号公報
In the vehicle environment recognition device of Patent Document 1, an image in front of the vehicle captured by a camera mounted on the vehicle is input for each processing cycle, a window to be processed is set in the image, and the lower end portion of the window Is used as a reference color corresponding to a road surface area (an area other than a white line in the road), and a road surface area and a non-road surface area (a white line or an area outside the road) are separated based on the reference color. The apparatus detects a white line using a straight line obtained from the left and right boundaries of the separated road surface area as an edge portion of the white line. At this time, one window is set in the image using a fixed value based on the position of the two white lines detected in the previous processing cycle or predetermined road information such as the road width and the driving lane width. The
Japanese Patent Laid-Open No. 7-200997

しかしながら、路面上には、例えば、路面の補修跡や局所的な影が存在する場合がある。そして、補修跡は周囲の路面とは局所的に色が相違することが多い。また、局所的な影の部分も、散乱光によってのみ照射され色味が加わって、周囲の路面と色が乖離してしまう。このため、特許文献1の装置では、ウィンドウ内で局所的な補修跡や影に相当する部分が、基準色から乖離して非路面領域として分離されてしまい、その境界に応じて白線を検出するため、誤検出の可能性がある。そして、これは色ではなく輝度についても同様である。   However, on the road surface, for example, there may be a road surface repair mark or a local shadow. In many cases, the repaired trace is locally different in color from the surrounding road surface. In addition, a local shadow portion is also irradiated only by scattered light, and the color is added, so that the color is separated from the surrounding road surface. For this reason, in the apparatus of Patent Document 1, a portion corresponding to a local repair trace or shadow in the window is separated from the reference color and separated as a non-road surface area, and a white line is detected according to the boundary. Therefore, there is a possibility of false detection. This also applies to the luminance, not the color.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、車両の周辺を撮像した画像を、路面上の局所的な輝度や色の変動の影響を低減するように処理して、該画像から車両が走行している道路上のレーンマークを精度良く検出可能な車両用画像処理装置、車両、及び車両用画像処理プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a background, and an image obtained by imaging the periphery of a vehicle is processed so as to reduce the influence of local luminance and color variation on the road surface, and the vehicle is obtained from the image. An object of the present invention is to provide a vehicle image processing device, a vehicle, and a vehicle image processing program capable of accurately detecting a lane mark on a road on which the vehicle is traveling.

かかる目的を達成するために、本発明の車両用画像処理装置は、車両に搭載された撮像手段を介して取得された画像を処理して、該車両が走行している道路上のレーンマークを検出する車両用画像処理装置において、前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定手段と、前記取得された画像を、前記カーネル設定手段により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出手段と、前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換手段と、前記画素値置換手段により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出手段とを備えたことを特徴とする(第1発明)。   In order to achieve such an object, the vehicle image processing apparatus of the present invention processes an image acquired via an imaging means mounted on a vehicle, and displays a lane mark on a road on which the vehicle is traveling. In the vehicular image processing device to be detected, a kernel whose width in a predetermined direction is within a predetermined range larger than the width in the predetermined direction of the image portion of the lane mark with respect to the image acquired through the imaging unit. Kernel setting means for setting a size, smoothing means for smoothing the acquired image by filter processing using a smoothing kernel of the size set by the kernel setting means, and the smoothing means A degree-of-change calculating means for calculating a degree of change in the pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image after smoothing; and the degree of change of the acquired image is a predetermined value Pixel value replacement means for replacing the pixel value of the lower pixel with the pixel value of the pixel corresponding to the pixel of the smoothed image, and after the pixel value is replaced by the pixel value replacement means A lane mark detection means for detecting the lane mark from the image is provided (first invention).

第1発明の車両用画像処理装置によれば、カーネル設定手段によりカーネルのサイズを設定し、平滑化手段により、取得された画像を、この設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する。平滑化手段による平滑化では、画像内の各画素について、当該画素を中心画素として平滑化用のカーネルを配置し、平滑化用のカーネルの範囲に含まれる全画素の画素値の平均を、中心画素の画素値とする処理が行われる。これにより、画像内の画素値の変化の幅が狭まって、低コントラストの画像が得られる。   According to the vehicle image processing apparatus of the first aspect of the invention, the kernel size is set by the kernel setting means, and the image obtained by the smoothing means is filtered using the smoothing kernel of the set size. Smooth by processing. In the smoothing by the smoothing means, for each pixel in the image, a smoothing kernel is arranged with the pixel as the central pixel, and the average of the pixel values of all the pixels included in the range of the smoothing kernel is determined as the center. Processing to obtain the pixel value of the pixel is performed. As a result, the range of change in pixel value in the image is narrowed, and a low-contrast image is obtained.

このとき、カーネル設定手段により所定方向の幅がレーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるように設定されたサイズのカーネルを用いて道路の画像を平滑化することで、レーンマークや局所的な補修跡や影等の画像部分の画素を中心画素としてカーネルを配置した場合、カーネルの範囲に、周囲の路面の画像部分が多く含まれることとなる。よって、平滑化される前の画像に対して、平滑化された後の画像では、路面上の局所的な補修跡や影の画像部分や、レーンマークの画像部分の画素値と、その周囲の路面の画像部分の画素値との差が減少する。   At this time, the road image is smoothed by using a kernel having a size set so that the width in the predetermined direction is within a predetermined range larger than the width in the predetermined direction of the image portion of the lane mark by the kernel setting means. Thus, when the kernel is arranged with the pixel of the image portion such as the lane mark, the local repair trace, and the shadow as the central pixel, the image portion of the surrounding road surface is included in the range of the kernel. Therefore, in the image after smoothing with respect to the image before smoothing, the pixel values of the local repair trace and shadow image part on the road surface, the image part of the lane mark, and the surroundings The difference from the pixel value of the image portion of the road surface is reduced.

このため、変化度合算出手段により、平滑化手段により平滑化された後の画像に対する、取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出すると、変化度合は、路面の画像部分より画素値が大きいレーンマークの画像部分では正の大きい値となり、路面の画像部分やさらに画素値が小さい局所的な補修跡や影の画像部分では小さい値(負の値も含む)となる。そこで、画素値置換手段により、取得された画像の、変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、平滑化後の画像の該画素に対応する画素値に置換する。これにより、局所的な補修跡や影の画像部分の画素の画素値は、周囲の路面に近い画素値に置換され、レーンマークの画像部分の画素の画素値はそのまま保持されることとなる。よって、画素値置換手段により画素値が置換された後の画像では、局所的な補修跡や影の画像部分は除去され、レーンマークの画像部分はそのまま残るので、レーンマーク検出手段により、この置換された後の画像を用いてレーンマークを検出することで、レーンマークを精度良く検出することが可能となる。   For this reason, when the change degree calculation means calculates the change degree of the pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image smoothed by the smoothing means, the change degree is calculated from the image portion of the road surface. The lane mark image portion having a large value becomes a large positive value, and the road surface image portion, a local repair trace having a smaller pixel value, or a shadow image portion has a small value (including a negative value). Therefore, the pixel value replacement unit replaces the pixel value of the pixel in which the degree of change of the acquired image is a predetermined value or less with the pixel value corresponding to the pixel of the smoothed image. Thereby, the pixel value of the pixel in the local repair trace or shadow image portion is replaced with the pixel value close to the surrounding road surface, and the pixel value of the pixel in the image portion of the lane mark is held as it is. Therefore, in the image after the pixel value is replaced by the pixel value replacement unit, the local repair trace and the shadow image part are removed, and the lane mark image part remains as it is. Therefore, the lane mark detection unit performs this replacement. By detecting the lane mark using the image after being performed, the lane mark can be detected with high accuracy.

また、第1発明の車両用画像処理装置において、前記カーネル設定手段は、前記道路の所定領域の前記車両からの距離が遠いほど、前記画像上の該所定領域の画像部分に対して設定される前記カーネルのサイズが小さくなるように、該カーネルのサイズを設定することが好ましい(第2発明)。   In the vehicular image processing apparatus according to the first aspect of the present invention, the kernel setting means sets the image portion of the predetermined area on the image as the distance of the predetermined area of the road from the vehicle increases. It is preferable to set the size of the kernel so that the size of the kernel is reduced (second invention).

第2発明の車両用画像処理装置によれば、実空間における道路の所定領域の車両からの距離が遠いほど、画像上で該所定領域の画像部分のサイズは小さくなる。よって、道路の所定領域の車両からの距離が遠いほど、画像上の該所定領域の画像部分に対して設定されるカーネルのサイズが小さくなるように、該カーネルのサイズを設定することで、画像上の各位置で、レーンマークや局所的な補修跡や影等の画像部分の画素を中心画素としてカーネルを配置した場合、カーネルの範囲に、周囲の路面の画像部分が多く含まれるようにすることができる。   According to the vehicle image processing apparatus of the second aspect of the invention, the larger the distance from the vehicle in the predetermined area of the road in the real space, the smaller the size of the image portion of the predetermined area on the image. Therefore, by setting the kernel size so that the larger the distance from the vehicle in the predetermined area of the road, the smaller the kernel size set for the image portion of the predetermined area on the image, In each of the above positions, if the kernel is placed with the pixel of the image part such as the lane mark, local repair trace, shadow, etc. as the central pixel, make sure that the kernel area contains many image parts of the surrounding road surface be able to.

また、第1又は第2発明の車両用画像処理装置において、前記カーネル設定手段は、前記カーネルの形状を長方形又は台形に設定することが好ましい(第3発明)。   In the vehicular image processing apparatus according to the first or second invention, the kernel setting means preferably sets the shape of the kernel to a rectangle or a trapezoid (third invention).

第3発明の車両用画像処理装置によれば、車両が走行している道路上の白線や黄線等のレーンマークの形状は線状である。よって、平滑化用のカーネルを長方形又は台形に設定することで、レーンマークの画像部分の形状に合致するように平滑化用のカーネルを配置することができる。   According to the image processing apparatus for a vehicle of the third invention, the shape of the lane mark such as a white line or a yellow line on the road on which the vehicle is traveling is linear. Therefore, by setting the smoothing kernel to a rectangle or trapezoid, the smoothing kernel can be arranged so as to match the shape of the image portion of the lane mark.

また、第3発明の車両用画像処理装置において、前記カーネル設定手段は、前記車両の進行方向に対応する画像上の方向に対する、前記カーネルの長辺の中心線の傾きが所定角度となるように、該カーネルの向きを設定することが好ましい(第4発明)。   In the image processing apparatus for a vehicle according to the third aspect of the present invention, the kernel setting means is arranged so that the inclination of the center line of the long side of the kernel with respect to the direction on the image corresponding to the traveling direction of the vehicle becomes a predetermined angle. It is preferable to set the orientation of the kernel (fourth invention).

第4発明の車両用画像処理装置によれば、車両が走行している道路上のレーンマークは、画像上で車両の進行方向に対応する画像上の方向にある消失点に向かうように撮像されると想定される。よって、車両の進行方向に対応する画像上の方向に対する、前記カーネルの長辺の中心線の傾きが所定角度となるように、カーネルの向きを設定することで、レーンマークの画像部分の向きに合致するように平滑化用のカーネルを設定することができる。   According to the vehicle image processing device of the fourth aspect of the invention, the lane mark on the road on which the vehicle is traveling is imaged so as to go to the vanishing point in the direction on the image corresponding to the traveling direction of the vehicle on the image. It is assumed. Therefore, by setting the kernel direction so that the inclination of the center line of the long side of the kernel with respect to the direction on the image corresponding to the traveling direction of the vehicle becomes a predetermined angle, the direction of the image portion of the lane mark is set. A smoothing kernel can be set to match.

また、第1〜第4発明のうちいずれかの車両用画像処理装置において、前記変化度合算出手段は、前記変化度合として、前記取得された画像から前記平滑化された後の画像を減算して得られる各画素の画素値の差、又は該取得された画像を該平滑化された後の画像で除算して得られる各画素の画素値の比を用いることが好ましい(第5発明)。   In the vehicular image processing device according to any one of the first to fourth inventions, the change degree calculating means subtracts the smoothed image from the acquired image as the change degree. It is preferable to use a pixel value difference of each pixel obtained or a ratio of pixel values of each pixel obtained by dividing the acquired image by the smoothed image (fifth invention).

第5発明の車両用画像処理装置によれば、取得された画像から平滑化された後の画像を減算して得られる各画素の画素値の差、又は取得された画像を平滑化された後の画像で除算して得られる各画素の画素値の比は、画素値の変化度合を示す値であるので、これらの差又比を用いて、画素値置換手段により画像の画素値の置換を適切に行うことができる。   According to the vehicle image processing device of the fifth aspect of the present invention, the difference between the pixel values of each pixel obtained by subtracting the smoothed image from the acquired image, or after the acquired image is smoothed The pixel value ratio of each pixel obtained by dividing by the image is a value indicating the degree of change of the pixel value. Therefore, the pixel value replacement means replaces the pixel value of the image using these differences or ratios. Can be done appropriately.

また、第1〜第5発明のうちいずれかの車両用画像処理装置において、前記平滑化手段により平滑化される前記画像は、輝度を画素値とする画像であることが好ましい(第6発明)。   In the vehicular image processing device according to any one of the first to fifth inventions, the image smoothed by the smoothing means is preferably an image having luminance as a pixel value (sixth invention). .

第6発明の車両用画像処理装置によれば、明るい白色や黄色のレーンマークの画像部分と、暗いグレーやブラウンの路面の画像部分と、さらに暗い局所的な補修跡や影の画像部分とでは、輝度が相違すると想定されるので、輝度を画素値とする画像について、局所的な補修跡や影の画像部分は除去され、レーンマークの画像部分はそのまま残るように、画素値を置換することで、この置換された後の画像からレーンマークの画像部分を精度良く検出することができる。   According to the vehicle image processing apparatus of the sixth aspect of the present invention, there are a bright white or yellow lane mark image portion, a dark gray or brown road surface image portion, and a darker local repair trace or shadow image portion. Since the brightness is assumed to be different, the pixel value is replaced so that the local repair trace and the shadow image part are removed and the lane mark image part remains as it is for the image having the brightness as the pixel value. Thus, the image portion of the lane mark can be detected with high accuracy from the image after the replacement.

或いは、第1〜第5発明のうちいずれかの車両用画像処理装置において、前記平滑化手段により平滑化される前記画像は、カラー画像のカラー成分から算出される輝度又は彩度を画素値とする画像であることが好ましい(第7発明)。   Alternatively, in the vehicular image processing device according to any one of the first to fifth inventions, the image smoothed by the smoothing unit has a luminance or saturation calculated from a color component of a color image as a pixel value. It is preferable that the image is (Seventh invention).

第7発明の車両用画像処理装置によれば、明るい白色や黄色のレーンマークの画像部分と、暗いグレーやブラウンの路面の画像部分と、さらに暗い局所的な補修跡や影の画像部分とでは、輝度や彩度が相違することとなるので、輝度又は彩度を画素値とする画像について、局所的な補修跡や影の画像部分は除去され、レーンマークの画像部分はそのまま残るように、画素値を置換することで、この置換された後の画像からレーンマークの画像部分を精度良く検出することができる。   According to the vehicle image processing apparatus of the seventh aspect of the present invention, there are a bright white or yellow lane mark image portion, a dark gray or brown road image portion, and a darker local repair trace or shadow image portion. Since the brightness and saturation will be different, for the image with luminance or saturation as the pixel value, the local repair trace and the shadow image part are removed, and the image part of the lane mark remains as it is. By replacing the pixel value, the image portion of the lane mark can be accurately detected from the replaced image.

次に、本発明の車両は、撮像手段を備え、該撮像手段を介して取得された画像を処理して、走行している道路上のレーンマークを検出する機能を有する車両であって、前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定手段と、前記取得された画像を、前記カーネル設定手段により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出手段と、前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換手段と、前記画素値置換手段により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出手段とを備えたことを特徴とする(第8発明)。   Next, a vehicle according to the present invention includes an imaging unit, and has a function of detecting a lane mark on a running road by processing an image acquired via the imaging unit. Kernel setting means for setting a size of a kernel in which a width in a predetermined direction is within a predetermined range larger than a width in the predetermined direction of an image portion of a lane mark with respect to an image acquired via the imaging means; A smoothing unit that smoothes the acquired image by a filtering process using a smoothing kernel of a size set by the kernel setting unit, and an image that has been smoothed by the smoothing unit, A degree-of-change calculating means for calculating a degree of change in the pixel value of each pixel of the acquired image, and after smoothing the pixel value of the pixel in which the degree of change of the acquired image is a predetermined value or less A pixel value replacing unit that replaces the pixel value of the pixel corresponding to the pixel of the image; and a lane mark detecting unit that detects the lane mark from the image after the pixel value is replaced by the pixel value replacing unit. (Eighth invention).

第8発明の車両によれば、第1発明の車両用画像処理装置に関して説明したように、カーネル設定手段により、所定方向の幅がレーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるようにカーネルのサイズを設定し、取得された画像を、この設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化することにより、平滑化される前の画像に対して、平滑化された後の画像では、路面上の局所的な補修跡や影の画像部分や、レーンマークの画像部分の画素値と、その周囲の路面の画像部分の画素値との差が減少する。したがって、画素値置換手段により画素値が置換された後の画像では、局所的な補修跡や影の画像部分は除去され、レーンマークの画像部分はそのまま残るので、この置換された後の画像を用いてレーンマークを検出することで、レーンマークを精度良く検出することが可能となる。   According to the vehicle of the eighth aspect, as described with respect to the image processing apparatus for a vehicle of the first aspect, the predetermined range in which the width in the predetermined direction is larger than the width in the predetermined direction of the image portion of the lane mark by the kernel setting means. The size of the kernel is set so as to be within, and the obtained image is smoothed by filtering using the smoothing kernel of the set size, so that the image before smoothing is In the smoothed image, there is a difference between the pixel values of the local repair traces and shadow image portions on the road surface, the pixel values of the lane mark image portions, and the pixel values of the surrounding road surface image portions. Decrease. Therefore, in the image after the pixel value is replaced by the pixel value replacement means, the local repair trace and the shadow image part are removed, and the lane mark image part remains as it is. By using and detecting the lane mark, the lane mark can be detected with high accuracy.

次に、本発明の車両用画像処理プログラムは、車両に搭載された撮像手段を介して取得された画像を処理して、該車両が走行している道路上のレーンマークを検出する処理をコンピュータに実行させる車両用画像処理プログラムであって、前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定処理と、前記取得された画像を、前記カーネル設定処理により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化処理と、前記平滑化処理により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出処理と、前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換処理と、前記画素値置換処理により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出処理とをコンピュータに実行させる機能を有することを特徴とする(第9発明)。   Next, the image processing program for a vehicle according to the present invention processes the image acquired through the imaging means mounted on the vehicle and detects the lane mark on the road on which the vehicle is traveling. An image processing program for a vehicle to be executed in a predetermined range in which a width in a predetermined direction is larger than a width in the predetermined direction of an image portion of a lane mark with respect to an image acquired via the imaging unit A kernel setting process for setting a size of the kernel, a smoothing process for smoothing the acquired image by a filter process using a smoothing kernel of a size set by the kernel setting process, and the smoothing A change degree calculation process for calculating a change degree of a pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image after being smoothed by the conversion process; and A pixel value replacing process for replacing a pixel value of a pixel whose change degree is a predetermined value or less with a pixel value of a pixel corresponding to the pixel of the smoothed image, and a pixel value by the pixel value replacing process And a lane mark detection process for detecting the lane mark from the image after the replacement is performed (Ninth Invention).

第9発明の車両用画像処理用プログラムによれば、第1発明に関して説明した効果を奏し得る処理をコンピュータに実行させることができる。   According to the vehicle image processing program of the ninth aspect of the invention, it is possible to cause the computer to execute a process that can achieve the effects described in regard to the first aspect of the invention.

本発明の一実施形態を、図1〜図6を参照して説明する。図1を参照して、本発明の実施形態である車両用画像処理装置10は自車両1(本発明の車両)に搭載して使用され、自車両1の前方を撮像するカメラ2により撮像される画像から、自車両1の走行している道路上のレーンマークを検出するものである。なお、カメラ2(本発明の撮像手段)はCCDカメラ等であり、自車両1のフロント部分に取り付けられている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 1, a vehicle image processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention is used by being mounted on a host vehicle 1 (a vehicle of the present invention), and is captured by a camera 2 that captures the front of the host vehicle 1. The lane mark on the road on which the host vehicle 1 is traveling is detected from the image. The camera 2 (imaging means of the present invention) is a CCD camera or the like, and is attached to the front portion of the host vehicle 1.

また、車両用画像処理装置10により検出されたレーンマークの位置データは、車両1のECU(Electronic Control Unit)20に出力される。ECU20は、レーンマークの位置データに基いて、自車両1が走行している道路の車線を認識し、自車両1が車線から逸脱する可能性を判定する車線逸脱判定処理と、自車両1が車線から逸脱する可能性がある状況となったときに、注意喚起出力(図示しないスピーカからの音声出力等による)を行なう注意喚起出力処理と、自車両1の車線からの逸脱が回避されるように、自車両1のブレーキやステアリングをアシスト駆動する車線逸脱回避制御処理とを実行する。   The position data of the lane mark detected by the vehicle image processing apparatus 10 is output to an ECU (Electronic Control Unit) 20 of the vehicle 1. The ECU 20 recognizes the lane of the road on which the host vehicle 1 is traveling based on the position data of the lane mark, determines the possibility that the host vehicle 1 will depart from the lane, and the host vehicle 1 A warning output process for performing a warning output (by voice output from a speaker (not shown), etc.) and a deviation from the lane of the host vehicle 1 are avoided when there is a possibility of departure from the lane. In addition, a lane departure avoidance control process for assisting driving of the brake and steering of the host vehicle 1 is executed.

次に、図2を参照して、車両用画像処理装置10は、その機能として、画像取得手段11と、カーネル設定手段12と、平滑化手段13と、変化度合算出手段14と、画素値置換手段15と、レーンマーク検出手段16とを備えている。   Next, referring to FIG. 2, the vehicle image processing apparatus 10 functions as an image acquisition unit 11, a kernel setting unit 12, a smoothing unit 13, a change degree calculation unit 14, and a pixel value replacement. Means 15 and lane mark detection means 16 are provided.

画像取得手段11は、カメラ2から出力される画像信号を入力し、入力した画像信号から、画素データにより構成されるグレースケール画像を取得する。このとき、画素データは輝度値で構成されている。   The image acquisition unit 11 receives an image signal output from the camera 2 and acquires a grayscale image composed of pixel data from the input image signal. At this time, the pixel data is composed of luminance values.

カーネル設定手段12は、カメラ2を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定する。平滑化用のカーネルの設定の詳細については後述する。   The kernel setting unit 12 sets the size of the kernel in which the width in the predetermined direction is within a predetermined range larger than the width in the predetermined direction of the image portion of the lane mark for the image acquired via the camera 2. . Details of the setting of the smoothing kernel will be described later.

平滑化手段13は、カメラ2を介して取得された画像を、カーネル設定手段12により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する。平滑化手段13による平滑化では、画像内の各画素について、当該画素を中心画素として平滑化用のカーネルを配置し、カーネルの範囲に含まれる全画素の画素値の平均を、中心画素の画素値とする処理が行われる。   The smoothing unit 13 smoothes the image acquired via the camera 2 by a filter process using a smoothing kernel having a size set by the kernel setting unit 12. In the smoothing by the smoothing means 13, for each pixel in the image, a smoothing kernel is arranged with the pixel as the central pixel, and the average of the pixel values of all the pixels included in the range of the kernel is determined as the pixel of the central pixel. Processing to make a value is performed.

変化度合算出手段は14は、平滑化手段13により平滑化された後の画像に対する、カメラ2を介して取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する。具体的には、変化度合算出手段は14は、変化度合として、取得された画像から平滑化された後の画像を減算して得られる各画素の画素値の差を用いる。   The degree-of-change calculating unit 14 calculates the degree of change of the pixel value of each pixel of the image acquired via the camera 2 with respect to the image smoothed by the smoothing unit 13. Specifically, the change degree calculation means 14 uses the difference between the pixel values of each pixel obtained by subtracting the smoothed image from the acquired image as the change degree.

画素値置換手段15は、カメラ2を介して取得された画像の、変化度合算出手段14により算出された変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、平滑化手段13により平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する。   The pixel value replacement unit 15 smoothes the pixel value of the pixel whose change degree calculated by the change degree calculation unit 14 of the image acquired via the camera 2 is equal to or less than a predetermined value by the smoothing unit 13. The pixel value of the pixel corresponding to the pixel of the subsequent image is replaced.

レーンマーク検出手段16は、画素値置換手段15により置換された後の画像から、自車両1が走行している道路上のレーンマークを検出する。具体的には、レーンマーク検出手段16は、置換された後の画像にエッジ抽出処理を行って抽出されたエッジ点からレーンマークを検出する。このとき、レーンマーク検出手段16は、エッジ点の点列データから直線成分をレーンマーク候補として抽出し、抽出されたレーンマーク候補のうちから画像上の位置等に基づいて自車両1が走行している道路の車線を規定するレーンマークを検出する。点列データから直線成分を抽出する手法としては、ハフ変換や、最小2乗法による直線の当てはめ等の手法を用いることができる。   The lane mark detection means 16 detects the lane mark on the road on which the host vehicle 1 is traveling from the image after being replaced by the pixel value replacement means 15. Specifically, the lane mark detection means 16 performs edge extraction processing on the replaced image and detects lane marks from the extracted edge points. At this time, the lane mark detection means 16 extracts a straight line component from the point sequence data of the edge points as lane mark candidates, and the host vehicle 1 travels based on the position on the image from among the extracted lane mark candidates. The lane mark that defines the lane of the road is detected. As a method for extracting a straight line component from the point sequence data, a method such as Hough transform or straight line fitting by the least square method can be used.

車両用画像処理装置10は、入力アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路と、デジタル化した画像信号を記憶する画像メモリと、画像メモリに記憶されたデータにアクセス(読み出し及び書き込み)するためのインタフェース回路を有して、該画像メモリに記憶された画像に対して各種の演算処理を行うコンピュータ(CPU,メモリ,入出力回路等からなる演算処理回路、或いはこれらの機能を集約したマイクロコンピュータ)等により構成された電子ユニットである。車両用画像処理装置10は、該コンピュータに本発明の車両認識用プログラムを実行させることによって、該コンピュータが、画像取得手段11と、カーネル設定手段12と、平滑化手段13と、変化度合算出手段14と、画素値置換手段15と、レーンマーク検出手段16として機能する。   The vehicle image processing apparatus 10 has an A / D conversion circuit that converts an input analog signal into a digital signal, an image memory that stores a digitized image signal, and accesses (reads and writes) data stored in the image memory. A computer having an interface circuit for performing various kinds of arithmetic processing on an image stored in the image memory (an arithmetic processing circuit comprising a CPU, a memory, an input / output circuit, etc., or a combination of these functions) An electronic unit composed of a microcomputer. The vehicle image processing apparatus 10 causes the computer to execute the vehicle recognition program of the present invention so that the computer acquires the image acquisition means 11, the kernel setting means 12, the smoothing means 13, and the change degree calculation means. 14, pixel value replacement means 15, and lane mark detection means 16.

次に、車両用画像処理装置10の作動(車両用画像処理)を、図3に示したフローチャートに従って説明する。図3に示したフローチャートによる処理は、車両用画像処理装置10の制御周期毎に繰り返し実行される。   Next, the operation (vehicle image processing) of the vehicle image processing apparatus 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process according to the flowchart shown in FIG. 3 is repeatedly executed every control cycle of the vehicle image processing apparatus 10.

図3のSTEP1で、画像取得手段11は、カメラ2を介してグレースケール画像(輝度画像)を取得する。取得された輝度画像はA/D変換されて画像メモリに格納される。図4(a)に、ある制御周期の時刻においてカメラ2を介して取得される輝度画像I1を例示する。輝度画像I1は、図4(a)に例示するような、m×n個の画素からなる画像である。輝度画像I1の各画素P1は、輝度値Yを有するものであり、P1(i,j)=Yijで表される。ただし、i,jは、各画素の座標であり、0≦i<m,0≦j<nとなる整数である。 In STEP 1 of FIG. 3, the image acquisition unit 11 acquires a gray scale image (luminance image) via the camera 2. The acquired luminance image is A / D converted and stored in the image memory. FIG. 4A illustrates a luminance image I 1 acquired via the camera 2 at a certain control cycle time. The luminance image I 1 is an image composed of m × n pixels as exemplified in FIG. Each pixel P 1 of the luminance image I 1 has a luminance value Y and is represented by P 1 (i, j) = Y ij . Here, i and j are the coordinates of each pixel, and are integers satisfying 0 ≦ i <m and 0 ≦ j <n.

図4(a)の例では、自車両1が矢印方向に走行しており、自車両1が走行している道路の車線の左側を規定するレーンマークが破線の白線A1であり、右側を規定するレーンマークが破線の白線A2である場合を示す。このとき、破線の白線A1,A2のエッジ部分には凹凸があり、この部分に線状の影(黒線)B1,B2ができている。また、自車両1が走行している道路の車線の路面上には、周囲より暗い線状の補修跡(黒線)B3と、局所的な凹凸や汚れによる黒点群B4がある。   In the example of FIG. 4 (a), the host vehicle 1 is traveling in the direction of the arrow, the lane mark that defines the left side of the lane of the road on which the host vehicle 1 is traveling is the dashed white line A1, and the right side is defined. The case where the lane mark to be performed is a broken white line A2. At this time, the edge portions of the broken white lines A1 and A2 are uneven, and linear shadows (black lines) B1 and B2 are formed in these portions. Further, on the road surface of the lane of the road on which the host vehicle 1 is traveling, there are a linear repair mark (black line) B3 darker than the surroundings and a black dot group B4 due to local unevenness and dirt.

次に、STEP2で、カーネル設定手段12は、STEP1で取得した輝度画像I1に対して、複数のサイズの平滑化用のカーネルを設定する。 Next, in STEP 2, the kernel setting means 12 sets a plurality of sizes of smoothing kernels for the luminance image I 1 acquired in STEP 1.

ここで、図5を参照して、平滑化用のカーネルの設定について説明する。図5に、輝度画像I1に対して設定された5つの平滑化用のカーネルK1〜K5を例示する。平滑化用のカーネルK1〜K5は、それぞれ、輝度画像I1の領域R1〜R5に含まれる画素を中心画素として平滑化する際に用いられる。平滑化用のカーネルK1〜K5の縦方向のサイズY[Pixel]は、いずれも数画素(例えば、1〜3[Pixel])とする。領域R1〜R5は、自車両1から離れるにしたがって、段階的に縦方向の幅を狭くしている。なお、サイズYは、自車両1からの距離が離れるほど小さくなるような値を用いてもよい。また、平滑化用のカーネルK1〜K5の横方向のサイズX[Pixel]は、実空間における所定幅ΔXに該当する値とする。所定幅ΔXとしては、レーンマークの幅と想定される値(例えば、0.1〜0.75[m])より大きい値(例えば、レーンマークの幅の数倍、具体的には0.5〜1[m])が用いられる。なお、所定幅ΔXは、道路の幅と想定される値よりは小さい値とする。平滑化用のカーネルK1〜K5の横方向のサイズXは、例えば、それぞれ10,20,50,100,150[pixel]となる。サイズXは、図6に示すような自車両1の実空間座標系と画像座標系との関係から設定される。画像座標系は、図6(c)に示すように、左上を原点として座標(x,y)とする。また、1画素あたりの物理的間隔を(δx,δy)とする。 Here, with reference to FIG. 5, the setting of the smoothing kernel will be described. FIG. 5 illustrates five smoothing kernels K 1 to K 5 set for the luminance image I 1 . The smoothing kernels K 1 to K 5 are used when the pixels included in the regions R 1 to R 5 of the luminance image I 1 are used as the center pixel for smoothing. The vertical size Y f [Pixel] of the smoothing kernels K 1 to K 5 is set to several pixels (for example, 1 to 3 [Pixel]). Regions R 1 to R 5 are gradually narrowed in the vertical direction as they move away from the host vehicle 1. The size Y f may be a value that decreases as the distance from the host vehicle 1 increases. The horizontal size X f [Pixel] of the smoothing kernels K 1 to K 5 is a value corresponding to the predetermined width ΔX in the real space. The predetermined width ΔX is larger than a value assumed to be the width of the lane mark (for example, 0.1 to 0.75 [m]) (for example, several times the width of the lane mark, specifically 0.5 to 1 [m]). Is used. The predetermined width ΔX is a value smaller than a value assumed to be the road width. The horizontal sizes Xf of the smoothing kernels K 1 to K 5 are, for example, 10, 20, 50, 100, and 150 [pixel], respectively. The size Xf is set from the relationship between the real space coordinate system and the image coordinate system of the host vehicle 1 as shown in FIG. As shown in FIG. 6C, the image coordinate system has coordinates (x, y) with the upper left as the origin. Further, the physical interval per pixel is (δx, δy).

このとき、図6(a)に示すように、路面上の対象物の自車両1に対する距離Z、カメラ2の焦点距離f、実空間上でのカメラ2の路面からの高さh、画像上に撮像された対象物の物理的高さYcには、下記式(1)
c=f×h/Z ・・・(1)
の関係がある。また、画像上に撮像された対象物の物理的高さYc、画像座標y、1画素辺りの物理的間隔δyには、下記式(2)
c=y×δy ・・・(2)
の関係がある。
At this time, as shown in FIG. 6A, the distance Z of the object on the road surface to the host vehicle 1, the focal length f of the camera 2, the height h from the road surface of the camera 2 in real space, The physical height Y c of the object imaged in is expressed by the following formula (1)
Y c = f × h / Z (1)
There is a relationship. Further, the physical height Y c , the image coordinate y of the object imaged on the image, and the physical interval δy per pixel are expressed by the following formula (2).
Y c = y × δy (2)
There is a relationship.

また、図6(b)に示すように、路面上の対象物の自車両1に対する距離Z、カメラ2の焦点距離f、実空間上での対象物の幅ΔX、画像上に撮像された対象物の物理的幅Xcには、下記式(3)
c=f×ΔX/Z ・・・(3)
の関係がある。また、画像上に撮像された対象物の物理的幅Xc、画像座標x、1画素辺りの物理的間隔δxには、下記式(4)
c=x×δx ・・・(4)
の関係がある。
Further, as shown in FIG. 6B, the distance Z of the object on the road surface to the host vehicle 1, the focal length f of the camera 2, the width ΔX of the object in real space, and the object imaged on the image The physical width X c of the object is expressed by the following formula (3)
X c = f × ΔX / Z (3)
There is a relationship. Further, the physical width X c of the object imaged on the image, the image coordinates x, and the physical interval δx per pixel are expressed by the following formula (4).
X c = x × δx (4)
There is a relationship.

式(1)〜(4)から、サイズXは、
=(ΔX/h)×y ・・・(5)
となる。実空間上での対象物の幅ΔX、実空間上でのカメラ2の路面からの高さhは固定値なので、画像座標yが小さくなるほどサイズXは小さくなる。さらに、式(1)(2)から、距離Zが大きくなるほど、画像座標yが小さくなるので、サイズXも小さくなる。すなわち、サイズXは、自車両1からの距離が離れるほど小さくなるような値に設定される。
From the formulas (1) to (4), the size Xf is
X f = (ΔX / h) × y (5)
It becomes. Since the width ΔX of the object in the real space and the height h from the road surface of the camera 2 in the real space are fixed values, the size Xf becomes smaller as the image coordinate y becomes smaller. Furthermore, from the formulas (1) and (2), as the distance Z increases, the image coordinate y decreases, so the size Xf also decreases. That is, the size Xf is set to a value that decreases as the distance from the host vehicle 1 increases.

図3に戻り、次に、STEP3で、平滑化手段13は、STEP2で設定した平滑化用のカーネルK1〜K5を用いて輝度画像I1を平滑化する。図4(b)に、平滑化後の画像I2を示す。これにより、輝度画像I1内の画素値の変化の幅が狭くなって、低コントラストの画像が得られる。平滑化後の画像I2では、影B1,B2、補修跡B3、黒点群B4の画像部分の画素値が、平均的な路面の輝度に近い画素値となり、周囲の路面の画像部分から判別できなくなっている。また、白線A1,A2の画像部分の画素値も、平均的な路面の輝度に近い画素値となっている。 Returning to FIG. 3, next, in STEP 3, the smoothing means 13 smoothes the luminance image I 1 using the smoothing kernels K 1 to K 5 set in STEP 2. In FIG. 4 (b), it shows an image I 2 after smoothed. Thereby, the width of the change in the pixel value in the luminance image I 1 is narrowed, and a low-contrast image is obtained. In the smoothed image I 2 , the pixel values of the image portions of the shadows B 1 and B 2, the repair mark B 3, and the black spot group B 4 become pixel values close to the average road surface brightness, and can be discriminated from the image portions of the surrounding road surfaces. It is gone. The pixel values of the image portions of the white lines A1 and A2 are also pixel values close to the average road surface luminance.

次に、画像の全画素(i=1〜m,j=1〜n)について、STEP4〜6の処理が実行される。   Next, the processing of STEP 4 to 6 is executed for all pixels (i = 1 to m, j = 1 to n) of the image.

まず、STEP4で、変化度合算出手段14は、STEP1で取得した輝度画像I1の画素値P1(i,j)から、STEP3の平滑化後の画像I2の画素値P2(i,j)を減算して、画素(i,j)の画素値の変化度合ΔIY(i,j)=P1(i,j)−P2(i,j)を算出する。 First, in STEP4, the change degree calculation means 14, from the pixel values of the luminance image I 1 acquired in STEP1 P 1 (i, j) , the pixel value P 2 (i of the image I 2 after smoothed STEP3, j ) Is subtracted to calculate the degree of change ΔI Y (i, j) = P 1 (i, j) −P 2 (i, j) of the pixel value of the pixel (i, j).

次に、STEP5で、画素値置換手段15は、各画素の画素値の変化度合ΔIY(i,j)が所定値IYth以下であるか否かを判断する。所定値IYthは、レーンマークの画像部分の画素値の変化度合が取り得る範囲に応じて定められる値(例えば、0以下の値)である。STEP5の判断結果がYESの場合は、画素(i,j)が路面の画像部分か路面より暗い影B1,B2、補修跡B3、黒点群B4の画像部分であると想定される。よって、画素値置換手段15は、取得画像の画素値P1(i,j)を平滑化画像の画素値P2(i,j)に置換し、STEP4に戻る。STEP5の判断結果がNOの場合は、画素(i,j)が明るい白線A1,A2の画像部分であると想定される。よって、画素値置換手段15は、画素(i,j)の画素値を置換せずに、そのままSTEP4に戻る。 Next, in STEP 5, the pixel value replacement unit 15 determines whether or not the change degree ΔI Y (i, j) of the pixel value of each pixel is equal to or less than a predetermined value I Yth . The predetermined value I Yth is a value (for example, a value of 0 or less) that is determined according to a range that can be taken by the degree of change in the pixel value of the image portion of the lane mark. When the determination result in STEP 5 is YES, it is assumed that the pixel (i, j) is an image part of the road surface or an image part of shadows B1 and B2, repair mark B3, and black spot group B4 darker than the road surface. Thus, the pixel value replacing unit 15, the pixel value P 1 of the acquired image (i, j) is replaced with the pixel value P 2 of the smoothed image (i, j), the flow returns to STEP4. If the determination result in STEP 5 is NO, it is assumed that the pixel (i, j) is an image portion of bright white lines A1 and A2. Therefore, the pixel value replacing unit 15 returns to STEP 4 as it is without replacing the pixel value of the pixel (i, j).

画像の全画素についてSTEP4〜6の処理が実行された結果として得られる、置換後の画像I3を図4(c)に示す。図4(c)に示すように、置換後の画像I3では、影B1,B2、補修跡B3、黒点群B4の画像部分は、平滑化後の画像I2の画素値に置換されるのに対し、白線A1,A2の画像部分は、輝度画像I1の画素値のまま保持される。よって、置換後の画像I3では、影B1,B2、補修跡B3、黒点群B4の画像部分は除去され、白線A1,A2の画像部分はそのまま残る。 FIG. 4C shows the image I 3 after replacement, which is obtained as a result of executing the processing of STEPs 4 to 6 for all the pixels of the image. As shown in FIG. 4C, in the image I 3 after replacement, the image portions of the shadows B1 and B2, the repair mark B3, and the black spot group B4 are replaced with the pixel values of the image I 2 after smoothing. hand, the image portion of the white line A1, A2 are kept at the pixel value of the luminance image I 1. Therefore, in the image I 3 after replacement, the image portions of the shadows B1 and B2, the repair mark B3, and the black dot group B4 are removed, and the image portions of the white lines A1 and A2 remain as they are.

次に、STEP7に進み、レーンマーク検出手段16は、置換後の画像I3に基づいて、レーンマークを検出する。このとき、置換後の画像I3では影B1,B2、補修跡B3、黒点群B4の画像部分が除去されているので、エッジ抽出処理により白線A1,A2の画像部分に相当するエッジ点のみが抽出され、このエッジ点に基づいて白線A1,A2が精度良く検出される。 Next, proceeding to STEP 7, the lane mark detection means 16 detects a lane mark based on the replaced image I 3 . At this time, the image I 3 in the shadows B1, B2 after the replacement, repaired B3, since the image portion of the black dots unit B4 is removed, only the edge points corresponding to the image portion of the white line A1, A2 by the edge extraction processing The white lines A1 and A2 are accurately detected based on the extracted edge points.

以上が、本実施形態の車両用画像処理装置10における車両用画像処理である。本実施形態によれば、自車両1の周辺を撮像した画像を、該画像内での輝度や色の変動の影響を低減するように処理して、該画像から自車両1が走行している道路上の白線A1,A2を精度良く検出することができる。   The above is the vehicle image processing in the vehicle image processing apparatus 10 of the present embodiment. According to the present embodiment, an image obtained by capturing the periphery of the host vehicle 1 is processed so as to reduce the influence of luminance and color variations in the image, and the host vehicle 1 is traveling from the image. The white lines A1 and A2 on the road can be detected with high accuracy.

なお、本実施形態では、変化度合算出手段14は、変化度合として画素値の差を用いたが、他の実施形態において、変化度合として、取得された画像を平滑化後の画像で除算して得られる各画素の画素値の比を用いるものとしてもよい(ΔIY(i,j)=P1(i,j)/P2(i,j))。この場合、所定値IYthは、レーンマークの画像部分の画素値の変化度合が取り得る範囲に応じて定められる値(例えば、1以下の値)とする。 In the present embodiment, the degree-of-change calculating unit 14 uses the difference in pixel value as the degree of change. However, in other embodiments, the degree of change is obtained by dividing the acquired image by the smoothed image. It is also possible to use a ratio of pixel values of the obtained pixels (ΔI Y (i, j) = P 1 (i, j) / P 2 (i, j)). In this case, the predetermined value I Yth is a value (for example, a value of 1 or less) determined according to a range that can be taken by the degree of change in the pixel value of the image portion of the lane mark.

また、本実施形態において、図7に示すように、平滑化用のカーネルK1〜K5を、自車両1の進行方向に対応する画像上の方向Lに対する、カーネルの長辺の中心線Lの傾きが所定角度θ(例えば45°)となるように、カーネルの向きを設定するものとしてもよい。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the smoothing kernels K 1 to K 5 are center lines of the long sides of the kernel with respect to the direction L c on the image corresponding to the traveling direction of the host vehicle 1. The orientation of the kernel may be set so that the inclination of L becomes a predetermined angle θ (for example, 45 °).

また、本実施形態では、平滑化用のカーネルの形状を長方形としたが、他の実施形態として、平滑化用のカーネルの形状を台形としてもよい。   In this embodiment, the shape of the smoothing kernel is rectangular. However, as another embodiment, the shape of the smoothing kernel may be trapezoidal.

また、本実施形態では、画像取得手段11は、カメラ2を介してグレースケール画像を取得するものとしたが、他の実施形態として、画素データがR値、G値、B値(又はCMY出力等)からなるカラー成分で構成されるカラー画像を取得するものとしてもよい。この場合、例えば、画像取得手段11は、取得されたカラー画像の画素のカラー成分(R,G,B)から、Y=α×R+β×G+γ×Bにより画素の輝度値Yを算出し、輝度画像を作成する。ただし、α,β,γは、α+β+γ=1となるような所定の係数である。なお、画像取得手段11は、輝度値Yを、R値,G値,B値のうちの最大値MAX、最小値MINを用いて、Y=(MAX+MIN)/2により算出してもよい。または、画像取得手段11は、輝度値YとしてG値を用いるものとしてもよい。   In this embodiment, the image acquisition unit 11 acquires a grayscale image via the camera 2. However, as another embodiment, the pixel data includes an R value, a G value, and a B value (or CMY output). It is also possible to acquire a color image composed of color components made up of, and the like. In this case, for example, the image acquisition unit 11 calculates the luminance value Y of the pixel by Y = α × R + β × G + γ × B from the color components (R, G, B) of the pixel of the acquired color image. Create an image. However, α, β, and γ are predetermined coefficients such that α + β + γ = 1. The image acquisition unit 11 may calculate the luminance value Y by using Y = (MAX + MIN) / 2 using the maximum value MAX and the minimum value MIN among the R value, G value, and B value. Alternatively, the image acquisition unit 11 may use a G value as the luminance value Y.

また、本実施形態では、画像取得手段11はカメラ2を介して輝度画像を取得し、平滑化手段13は輝度画像を平滑化し、画素値置換手段14は輝度画像の画素値を平滑化後の画像の画素値で置換するものとしたが、他の実施形態として、例えば、画像取得手段11がカメラ2を介してカラー画像を取得する場合、カラー画像の画素のカラー成分から画素の彩度を算出し、この彩度を画素値とする彩度画像を作成し、この彩度画像に平滑化処理・画素値置換処理を行うものとしてもよい。   In the present embodiment, the image acquisition unit 11 acquires a luminance image via the camera 2, the smoothing unit 13 smoothes the luminance image, and the pixel value replacement unit 14 smoothes the pixel value of the luminance image. Although the pixel value of the image is replaced, as another embodiment, for example, when the image acquisition unit 11 acquires a color image via the camera 2, the saturation of the pixel is determined from the color component of the pixel of the color image. It is also possible to calculate, create a saturation image with this saturation as a pixel value, and perform smoothing processing and pixel value replacement processing on this saturation image.

また、本実施形態では、カメラ2により自車両1の前方を撮像し、車両用画像処理装置10は自車両1の前方の道路の画像からレーンマークを検出するものとしたが、他の実施形態として、カメラにより自車両1の後方を撮像し、車両用画像処理装置10は自車両1の後方の道路の画像からレーンマークを検出するものとしてもよい。   Moreover, in this embodiment, the front of the own vehicle 1 is imaged with the camera 2, and the vehicle image processing apparatus 10 detects the lane mark from the image of the road ahead of the own vehicle 1, but other embodiments. As an example, the rear of the host vehicle 1 may be captured by a camera, and the vehicle image processing apparatus 10 may detect a lane mark from an image of a road behind the host vehicle 1.

本発明の車両用画像処理装置の自車両への搭載態様を示した説明図。Explanatory drawing which showed the mounting aspect to the own vehicle of the image processing apparatus for vehicles of this invention. 本発明の車両用画像処理装置の構成図。The block diagram of the image processing apparatus for vehicles of this invention. 図2に示した車両用画像処理装置による画像処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the image process by the image processing apparatus for vehicles shown in FIG. 図3の画像処理の説明図。Explanatory drawing of the image processing of FIG. 図3の画像処理における平滑化用のカーネルの設定に関する説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram regarding setting of a smoothing kernel in the image processing of FIG. 3. 図5の平滑化用のカーネルのサイズに関する説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram regarding the size of the smoothing kernel of FIG. 5. 本発明の他の実施形態の車両用画像処理装置における平滑化用のカーネルの設定に関する説明図。Explanatory drawing regarding the setting of the kernel for smoothing in the image processing apparatus for vehicles of other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…車両(自車両)、2…カメラ(撮像手段)、10…車両用画像処理装置、11…画像取得手段、12…カーネル設定手段、13…平滑化手段、14…変化度合算出手段、15…画素値置換手段、16…レーンマーク検出手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle (own vehicle), 2 ... Camera (imaging means), 10 ... Image processing apparatus for vehicles, 11 ... Image acquisition means, 12 ... Kernel setting means, 13 ... Smoothing means, 14 ... Change degree calculation means, 15 ... pixel value replacement means, 16 ... lane mark detection means.

Claims (9)

車両に搭載された撮像手段を介して取得された画像を処理して、該車両が走行している道路上のレーンマークを検出する車両用画像処理装置において、
前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定手段と、
前記取得された画像を、前記カーネル設定手段により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化手段と、
前記平滑化手段により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出手段と、
前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換手段と、
前記画素値置換手段により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出手段とを備えたことを特徴とする車両用画像処理装置。
In an image processing apparatus for a vehicle that processes an image acquired via an imaging unit mounted on a vehicle and detects a lane mark on a road on which the vehicle is traveling,
Kernel setting means for setting a size of a kernel in which a width in a predetermined direction is within a predetermined range larger than a width in the predetermined direction of an image portion of a lane mark with respect to an image acquired via the imaging means;
Smoothing means for smoothing the acquired image by filter processing using a smoothing kernel of a size set by the kernel setting means;
A degree-of-change calculating means for calculating the degree of change of the pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image smoothed by the smoothing means;
Pixel value replacement means for replacing a pixel value of a pixel in which the degree of change of the acquired image is a predetermined value or less with a pixel value of a pixel corresponding to the pixel of the smoothed image;
A vehicle image processing apparatus comprising: a lane mark detection unit that detects the lane mark from an image after the pixel value is replaced by the pixel value replacement unit.
請求項1記載の車両用画像処理装置において、
前記カーネル設定手段は、前記道路の所定領域の前記車両からの距離が遠いほど、前記画像上の該所定領域の画像部分に対して設定される前記カーネルのサイズが小さくなるように、該カーネルのサイズを設定することを特徴とする車両用画像処理装置。
The vehicle image processing device according to claim 1,
The kernel setting means is configured to reduce the size of the kernel set for the image portion of the predetermined area on the image as the distance of the predetermined area of the road from the vehicle increases. An image processing apparatus for a vehicle characterized by setting a size.
請求項1又は2記載の車両用画像処理装置において、
前記カーネル設定手段は、前記カーネルの形状を長方形又は台形に設定することを特徴とする車両用画像処理装置。
The image processing apparatus for a vehicle according to claim 1 or 2,
The vehicle image processing apparatus, wherein the kernel setting means sets the shape of the kernel to a rectangle or a trapezoid.
請求項3記載の車両用画像処理装置において、
前記カーネル設定手段は、前記車両の進行方向に対応する画像上の方向に対する、前記カーネルの長辺の中心線の傾きが所定角度となるように、該カーネルの向きを設定することを特徴とする車両用画像処理装置。
The vehicle image processing device according to claim 3,
The kernel setting means sets the orientation of the kernel such that the inclination of the center line of the long side of the kernel with respect to the direction on the image corresponding to the traveling direction of the vehicle is a predetermined angle. An image processing apparatus for a vehicle.
請求項1〜4のうちいずれか記載の車両用画像処理装置において、
前記変化度合算出手段は、前記変化度合として、前記取得された画像から前記平滑化された後の画像を減算して得られる各画素の画素値の差、又は該取得された画像を該平滑化された後の画像で除算して得られる各画素の画素値の比を用いることを特徴とする車両用画像処理装置。
In the vehicle image processing device according to any one of claims 1 to 4,
The degree-of-change calculating means, as the degree of change, calculates a difference between pixel values of pixels obtained by subtracting the smoothed image from the acquired image, or smoothes the acquired image. A vehicular image processing apparatus using a ratio of pixel values of pixels obtained by division by an image after being processed.
請求項1〜5のうちいずれか記載の車両用画像処理装置において、
前記平滑化手段により平滑化される前記画像は、輝度を画素値とする画像であることを特徴とする車両用画像処理装置。
In the vehicular image processing device according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle image processing apparatus, wherein the image smoothed by the smoothing means is an image having luminance as a pixel value.
請求項1〜5のうちいずれか記載の車両用画像処理装置において、
前記平滑化手段により平滑化される前記画像は、カラー画像のカラー成分から算出される輝度又は彩度を画素値とする画像であることを特徴とする車両用画像処理装置。
In the vehicular image processing device according to any one of claims 1 to 5,
The vehicle image processing apparatus, wherein the image smoothed by the smoothing means is an image having luminance or saturation calculated from a color component of a color image as a pixel value.
撮像手段を備え、該撮像手段を介して取得された画像を処理して、走行している道路上のレーンマークを検出する機能を有する車両であって、
前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定手段と、
前記取得された画像を、前記カーネル設定手段により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化手段と、
前記平滑化手段により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出手段と、
前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換手段と、
前記画素値置換手段により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出手段とを備えたことを特徴とする車両。
A vehicle having an imaging means, having a function of detecting a lane mark on a running road by processing an image acquired through the imaging means;
Kernel setting means for setting a size of a kernel in which a width in a predetermined direction is within a predetermined range larger than a width in the predetermined direction of an image portion of a lane mark with respect to an image acquired via the imaging means;
Smoothing means for smoothing the acquired image by filter processing using a smoothing kernel of a size set by the kernel setting means;
A degree-of-change calculating means for calculating the degree of change of the pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image smoothed by the smoothing means;
Pixel value replacement means for replacing a pixel value of a pixel in which the degree of change of the acquired image is a predetermined value or less with a pixel value of a pixel corresponding to the pixel of the smoothed image;
A vehicle comprising: lane mark detection means for detecting the lane mark from an image after the pixel value is replaced by the pixel value replacement means.
車両に搭載された撮像手段を介して取得された画像を処理して、該車両が走行している道路上のレーンマークを検出する処理をコンピュータに実行させる車両用画像処理プログラムであって、
前記撮像手段を介して取得された画像に対して、所定方向の幅が、レーンマークの画像部分の該所定方向の幅よりも大きい所定範囲内となるカーネルのサイズを設定するカーネル設定処理と、
前記取得された画像を、前記カーネル設定処理により設定されたサイズの平滑化用のカーネルを用いたフィルタ処理により平滑化する平滑化処理と、
前記平滑化処理により平滑化された後の画像に対する、前記取得された画像の各画素の画素値の変化度合を算出する変化度合算出処理と、
前記取得された画像の、前記変化度合が所定値以下となる画素の画素値を、前記平滑化された後の画像の該画素に対応する画素の画素値に置換する画素値置換処理と、
前記画素値置換処理により画素値が置換された後の画像から前記レーンマークを検出するレーンマーク検出処理とをコンピュータに実行させる機能を有することを特徴とする車両用画像処理用プログラム。
A vehicle image processing program for processing an image acquired via an imaging means mounted on a vehicle and causing a computer to execute a process of detecting a lane mark on a road on which the vehicle is running.
A kernel setting process for setting a size of a kernel in which a width in a predetermined direction is within a predetermined range larger than a width in the predetermined direction of an image portion of a lane mark for an image acquired via the imaging unit;
A smoothing process for smoothing the acquired image by a filter process using a smoothing kernel of a size set by the kernel setting process;
A change degree calculation process for calculating a change degree of a pixel value of each pixel of the acquired image with respect to the image smoothed by the smoothing process;
A pixel value replacement process for replacing a pixel value of a pixel in which the degree of change of the acquired image is a predetermined value or less with a pixel value of a pixel corresponding to the pixel of the smoothed image;
An image processing program for a vehicle having a function of causing a computer to execute a lane mark detection process for detecting the lane mark from an image after a pixel value is replaced by the pixel value replacement process.
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