JP2000209488A - 高コントラスト撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体の照度の変化のしかたに対応でき、広
ダイナミックレンジで、かつ不要なコントラストの低下
を防止できる高コントラスト撮像装置を提供すること。 【解決手段】 カメラ１０によって露光量を変えて撮像
された２つの画像を画像処理装置１１に出力し、この画
像処理装置１１によって撮像したい複数部分のうちの最
大画素値と最少画素値とをそれぞれ求め、基準値との差
がなくなるように露光量を変更してカメラ１０に出力す
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コントラストを
最適にした広ダイナミックレンジ画像を生成するための
高コントラスト撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カメラで撮像した画像の処理によ
り、製造部品の寸法計測や外観検査が行われている。ま
た車両の自動運転や運転補助のために、車載カメラの画
像を処理して白線の検出や前方車両の抽出等が行われて
いる。このような画像処理においては、照明状態が安定
していることが理想であるが、使用環境により必ずしも
実現できない状況にある。たとえば、車載カメラでの白
線の検出においては、建造物の影やトンネルの出入り口
などで路面の照度差が生じ、撮像画像にトビやツブレが
生じるおそれがある。信頼性の点から、このように照度
差が大きい場合にも道路画像を撮ることが必要とされ
る。そのため、従来は、ＣＣＤ撮像装置のダイナミック
レンジは４０〜６０ｄＢであるのに対し、道路環境では
ダイナミックレンジが８０〜１００ｄＢ程度必要であっ
た。広ダイナミックレンジ画を得る従来の手法として
は、特開平８−２４２４０８号公報に開示された技術が
ある。この方法は、露光時間を一定時間変えて複数回撮
像し、露光時間の差に相当する分だけ補正して加算する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、露光時間差が
一定であるので、道路に照度差がないような場合には、
不要な広さの照度範囲になり、無駄が生じることにな
る。ハード制約上、画素値（照度に対応した値）を一定
の範囲内に納める必要があることから、不要なコントラ
スト低下をまねき、結果として、例えば、白線等のエッ
ジを検出する場合には、コントラストが低いとエッジ強
度が弱くなり、検出精度が低下するという問題が生じる
ことになる。本発明は、被写体の照度の変化のしかたに
対応でき、広ダイナミックレンジで、かつ不要なコント
ラストの低下を防止できる高コントラスト撮像装置を提
供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１記載の発明では、指定された露光量に基づいて
撮像する撮像手段と、第１の露光量および第１の露光量
より大きな第２の露光量を前記撮像手段に指示する露光
量指示手段と、第１の露光量に基づく第１の画像と第２
の露光量に基づく第２の画像とを合成する画像合成手段
と、この合成画像に基づき、画像上の複数の所定の位置
を特定する位置特定手段と、特定した位置に対応する前
記第１および第２の画像上の位置に測光領域を設定する
領域設定手段と、前記第１の画像において、各測光領域
内の画素値の平均値をそれぞれ算出する第１の平均値算
出手段と、前記第２の画像において、各測光領域内の画
素値の平均値をそれぞれ算出する第２の平均値算出手段
と、前記第１の平均値算出手段によって算出した平均画
素値の最大値を決定する最大値決定手段と、前記第２の
平均値算出手段によって算出した平均画素値の最小値を
決定する最小値決定手段と、前記第１の露光量を前記最
大値に基づいて変更し、かつ前記第２の露光量を前記最
小値に基づいて変更する変更手段と、を有することを特
徴とする。

【０００５】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
高コントラスト撮像装置において、前記変更手段は、前
記第１の露光量を、前記最大値と予め定めた所定値との
差が小さくなるように変更し、かつ前記第２の露光量
を、前記最小値と予め定めた所定値との差が小さくなる
ように変更することを特徴とする。請求項３記載の発明
では、請求項１記載の高コントラスト撮像装置におい
て、前記撮像手段を車両の前方を撮像するように設置
し、前記位置特定手段は、道路上の誘導線上であって、
画像上の遠近左右の最低４箇所の位置を特定することを
特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本実施の形態にかかる高
コントラスト撮像装置を、ルーフに取付けた例である。
カメラ１０の映像出力は画像処理装置１１に入力され処
理される。画像処理装置１１からは、画像処理の結果得
られる露光量がカメラ１０へ出力される。図２は、白線
検出処理に適用した場合のフローチャートである。ま
ず、ステップＳ１で、露光量１，２の初期化を行い、ス
テップＳ２で、その露光量でカメラ１０にて撮像を行
う。ここでは、露光量１が露光量２より小さい予め定め
られた値に設定される。具体的には、しぼり量やフィル
タ透過度による光量の制御量を固定とした場合、露光量
２は、露光時間を長くし、露光量１は、短く設定する。
なお、露光時間を固定にする場合は、光量制御量、例え
ば、絞り量を、露光量２では少なくし、露光量１では多
くするようにしてもよい。

【０００７】次に、ステップＳ３，Ｓ４で、カメラ１０
から出力される露光量１の画像と露光量２の画像はそれ
ぞれメモリ１，２に蓄えられ、ステップＳ５で、その２
つの画像を合成、例えば加算平均をとり、１つの画像と
する。ステップＳ６で、合成画像から白線検出手段によ
り白線検出を行う。白線検出手段としては、例えば、特
開平６−２０１８９号公報に開示されたものを使用す
る。簡単に説明すると、前時刻に推定された道路形状パ
ラメータに基づいて生成された道路モデルより求まる白
線位置と、現時刻の入力画像のエッジ強度により推定し
た白線位置との変位量を求め、その結果により新たな道
路形状パラメータを算出していく方法により、白線位置
を安定して推定することができる。

【０００８】そして、ステップＳ７，Ｓ８において、検
出された白線であって、遠近左右の４箇所の位置を特定
する。その方法の一例としては、例えば、前記白線検出
手段で、道路モデル生成に用いた自車両左右の白線エッ
ジ位置のうち、自車両に最も近い位置の左右と、最も遠
い位置の左右としてもよいし、車両の進行方向の第１の
距離及び第１の距離より長い第２の距離に相当する画像
上の位置を予め定めておき、それぞれの位置のｘ方向
（画面横方向）における自車両左右の白線エッジ位置と
してもよい。なお、特定する位置は４箇所以上でもよ
い。また、メモリ１，２の画像のそれぞれにおいて、合
成画像上の上述した特定位置に対応する位置に、図３に
示すような所定の面積の測光領域を設定する。そして、
各メモリ１，２の各測光領域内での平均画素値を求め、
メモリ１の画像に対寸る測光領域のうち、４ケ所の測光
値の最大値を検出し、メモリ２の画像に対する測光領域
のうち、４ケ所の測光値の最小値を検出する。

【０００９】次にステップＳ９，Ｓ１０において、次回
の露光量１，２を求める。具体的には、予め定めた基準
値に対する最大画素値の偏差が小さくなるように露光量
１を増減する。例えば、最大画素値から基準値Ｘをひい
た値が正の値Ｙを有するならば、露光量１を値Ｙに応じ
て低下させる。また、予め定めた基準値に対する最小画
素値の偏差が小さくなるように露光量２を増減する。例
えば、最小画素値から基準値Ｘをひいた値が正の値Ｚを
有するならば、露光量２を値Ｚに応じて低下させる。そ
して、ステップＳ１１で、算出された露光量１，２はカ
メラ１０へ出力され、カメラ１０ではその値に基づく２
つの画像を撮像して出力する。

【００１０】以上のように、露光量が大きい方の画像で
は、照度の低い部分（最小画素値）を、また露光量が小
さい方の画像では、照度の大きい部分（最大画素値）を
検出し、両者が基準濃度値に近づくようにそれぞれの露
光量を繰り返し変更することで、時間的に変化する路面
の照明状態に対応しながら、広ダイナミックレンジを保
ちつつ、高コントラストな画像を得ることができる。

【００１１】図４は本実施の形態にかかる高コントラス
ト撮像装置を交通流計測に用いた場合を示す。画像を用
いて交通流計測などを行う場合に、建物の影などで明る
さが変化する場合でも、車両検出領域に複数の測光領域
を設け本実施の形態にかかる高コントラスト撮像装置を
用いることで、時間的に変化する照度差のある路上でも
コントラストよく車両を撮像することができる。図５は
本実施の形態にかかる高コントラスト撮像装置を製造ラ
インで使用する場合を示す。部品の製造ラインにおいて
画像を用いて寸法計測や外観検査を行う場合、窓からの
外来光により撮像できなくなる部分が生じたりする場合
があるが、測定や検査部位に相当する計測処理領域に測
光領域を設け本実施の形態にかかる高コントラスト撮像
装置を用いることで、時間的に変化する照度差のある測
定部位をコントラストよく撮像することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、露光量を変え
た２つの画像において、撮像したい複数部分のうちの最
大画素値と最小画素値とをそれぞれ求め、基準値との差
が小さくなるように露光量を変更することで、時間的に
変化する照度差がある被写体でも、コントラストのよい
広ダイナミックレンジ画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる高コントラスト撮
像装置をルーフに取付けた例を示す図である。

【図２】実施の形態の高コントラスト撮像装置を白線検
出処理に適用した場合のフローチャートである。

【図３】測光領域の設定例を示す図である。

【図４】実施の形態にかかる高コントラスト撮像装置を
交通流計測に用いた場合を示す図である。

【図５】実施の形態にかかる高コントラスト撮像装置を
製造ラインで使用する場合を示す図である。

【符号の説明】 １０ カメラ １１ 画像処理装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指定された露光量に基づいて撮像する撮
   像手段と、 第１の露光量および第１の露光量より大きな第２の露光
   量を前記撮像手段に指示する露光量指示手段と、 第１の露光量に基づく第１の画像と第２の露光量に基づ
   く第２の画像とを合成する画像合成手段と、 この合成画像に基づき、画像上の複数の所定の位置を特
   定する位置特定手段と、 特定した位置に対応する前記第１および第２の画像上の
   位置に測光領域を設定する領域設定手段と、 前記第１の画像において、各測光領域内の画素値の平均
   値をそれぞれ算出する第１の平均値算出手段と、 前記第２の画像において、各測光領域内の画素値の平均
   値をそれぞれ算出する第２の平均値算出手段と、 前記第１の平均値算出手段によって算出した平均画素値
   の最大値を決定する最大値決定手段と、 前記第２の平均値算出手段によって算出した平均画素値
   の最小値を決定する最小値決定手段と、 前記第１の露光量を前記最大値に基づいて変更し、かつ
   前記第２の露光量を前記最小値に基づいて変更する変更
   手段と、 を有することを特徴とする高コントラスト撮像装置。
2. 【請求項２】 前記変更手段は、前記第１の露光量を、
   前記最大値と予め定めた所定値との差が小さくなるよう
   に変更し、かつ前記第２の露光量を、前記最小値と予め
   定めた所定値との差が小さくなるように変更することを
   特徴とする請求項１記載の高コントラスト撮像装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段を車両の前方を撮像するよ
   うに設置し、前記位置特定手段は、道路上の誘導線上で
   あって、画像上の遠近左右の最低４箇所の位置を特定す
   ることを特徴とする請求項１記載の高コントラスト撮像
   装置。