JPH02304680A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は一般に画像処理装置に関し、特に例えば、屋外
にある列車のごとき被写体を対象とした画像処理装置に
関する。

（従来の技術） 鉄道のような輸送システムにおいては、ダイヤグラム（
以下「ダイヤ」と略述する）通りに各列車が運行されて
いない所謂ダイヤが乱れた状態にあると、運転指令者や
信号扱い者等は以下に記載するような作業を行なうこと
が必要となる。即ち、運転指令者や信号扱い者等は、出
発指令や進路制御を行なう前提として、各駅の駅務量や
各列車の乗務員等と電話や無線を使って各列車に付けら
れている列車番号を確認し、この列車番号とダイヤに付
けられている列車番号とを比較対照することによって、
個々の列車の始発駅、行き先、出発時刻、列車種別等を
確認す条作業が必要不可欠となってくる。

上述した作業は、運転指令者や信号扱い者等にとって非
常な負担となる。そこで、上述した作業の手間を省くた
めの手段として、従来より列車番号読取装置なるものが
、一部の鉄道で用いられている。この列車番号読取装置
の概要は、車上に設けた列車番号毎に固有の周波数が設
定可能な共振子と、地上に設けた電磁波発生装置とから
成っているもので、前記電磁波発生装置から電磁波を発
生させて前記共振子から反射してきた電磁波か前記各列
車毎に設けられた共振子の共振周波数により異なること
を利用して、列車番号の読取りを？ｉなうようになって
いるものである。

上述した列車番号読取装置においては、車上に共振子及
びその付帯装置を設ける必要があるので、車両数が多い
場合には設備費が非常に高くなる。

特に相互乗り入れが行なわれている鉄道においては、自
社の車両のみならず乗り入れを行なっている相手会社の
車両にまで前記装置を設けることが必要となるので、実
現が困難なのが現状である。

そこで、上述した列車番号読取装置に代えて、車両上に
特別な装置を取り付けなくても所謂画像処理によって列
車番号の読取りが可能な装置が提案されるに至った。第
６図は、上述した車両上に特別な装置を必要とせずに画
像処理のプロセスを用いることによって列車番号の読取
りを行なう装置（以下、「画像処理装置」と略述する）
を示したものである。

第６図において、地上に設けられているＣＣＤカメラ２
が被写体である列車１の列車番号（ＯＩＴ）を撮像し、
第７図にて示す列車番号（ＯＩＴ）の画像６を番号読取
装置４に出力すると、番号読取装置４は、上述した画像
処理のプロセスを経て前記画像６中から列車番号を読取
り、この読取った列車番号情報を出力するようになって
いる。前記ＣＯＤカメラ２の近傍には、赤外線照射装置
３が設けられており、被写体たる列車１の進行方向に向
けて人間の眼には見えない赤外線（波長＋８３０ロー）
を照射するようになっている。

なお、ＣＣＤカメラ２には、波長８３０ｎａ＋付近の赤
外光のみを採り入れることが可能なように、赤外線フィ
ルタ５が取り付けられている。

第５図は、前記第６図にて示した従来の画像処理装置の
全体的な機能構成を示したブロック図である。第５図に
おいて、列車検知器１０は、列車１（第６図にて図示）
が所定位置に到達するとトリガ信号を出力する。制御装
置ＣＴＲＬＩは、前記列車検知器１０からトリガ信号が
与えられた時点で制御動作を開始し、ＣＣＤカメラ２を
始め、赤外線照射装置３、画像メモリ７、文字読取器８
の駆動を制御するようになっている。赤外線照射装置３
は、制御装置ＣＴＲＬＩの制御下で、所定の赤外光を照
射する。ＣＣＤカメラ２は、制御装置ＣＴＲＩＩの制御
下で、赤外線照射装置３から照射された赤外光によって
照らされた被写体たる列車１を撮像し、この撮像の結果
１ｇられた画像を、画像メモリ７に出力する。画像メモ
リ７は、制御装置ＣＴＲＩＩの制御下で、ＣＣＤカメラ
２から出力された画像データを受けてこれを記憶すると
ともに、この記憶した画像データを文字読取器８に出力
するようになっている。文字読取器８は、制御装置ＣＴ
ＲＩＩの制御下で、画像メモリ７から出力された画像デ
ータを受けて前述したように画像処理のプロセスを経て
前記画像データ中から列車番号情報を読取って出力する
。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来の画像処理装置においては、上述し
た内容から明らかなように、ＣＣＤカメラ２に、波長８
３０ｎ１１付近の赤外光のみを採り込むことが可能なよ
うに赤外線フィルタ５が採り付けられているので、理論
的には、波長が８３０　ｎｍ付近の光しか赤外線フィル
タ５を透過しないこととなる。従って赤外線照射装置３
からの赤外線によって照らされた被写体たる列車１の反
射光は、殆ど赤外線フィルタ５を透過するが、被写体た
る列車１に当って反射した太陽光による列車１の画像は
、波長８３０ｎ−付近の光のみに絞られるために、赤外
線照射装置３からの赤外線照射によってＣＣＤカメラ２
が撮像した列車１の画像は太陽光による影響を殆ど受け
ないと想定されていた。

しかしながら、実際には太陽光の照度は非常に大きいた
め、赤外線フィルタ５で絞っても、赤外線照射装置３か
ら照射される赤外線の光度を相当大きくしないと太陽光
による影響を打ち消すまでには至らない。そのうえ、太
陽光は朝、昼、夕と入射角度が変わるので、周囲の建造
物等の陰が列車１に当ったり、天気（晴れ、曇り、雨）
によって照度が変わったりするので、常に安定した画質
の画像を採り込むのが困難である。例えば、電線の陰に
よって第７図にて示した画像６が第８図にて示した画像
１６のようになることもある。このような画像１６がＣ
ＣＤカメラ２から出力された場合には、この画像１６か
らＯＩＴの文字を読み取るために極めて複雑な画像処理
を行なわなければならないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
ＣＣＤカメラによって撮像された画像から太陽光に起因
するノイズを除去することによって、太陽光に影響され
ることがない常に安定した画像を得ることができ、これ
により複雑な画像処理のプロセスを要することなく画像
情報の正確な読取りを行なうことが可能な画像処理装置
を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明に係る画像処理装置は
、被写体を撮像して前記被写体の画像を出力する撮像手
段と、前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手段
が前記被写体を照明していないときに前記撮像手段から
出力された画像を受けて記憶する第１の記憶手段と、前
記照明手段か前記被写体を照明しているときに前記撮像
手段から出力された画像を受けて記憶する第２の記憶手
段と、前記第１の記憶手段に記憶されている画像と前記
第２の記憶手段に記憶されている画像との間の比較結果
に基づいて画像情報を読取る手段とを備えた構成とした
。

（作　用） 上記構成において、太陽光等極めて照度の大きな光線に
よる外乱を除去するために、始めに照明手段から所定の
光線を照射していないときに撮像手段から出力された被
写体の画像を第１の記憶手段が記憶し、次に照明手段か
ら所定の光線が被写体に向けて照射されているときに撮
像手段から出力された被写体の画像を第２の記憶手段が
記憶し、画像情報読取り手段は、第１の記憶手段が記憶
している被写体の画像と第２の記憶手段が記憶している
被写体の画像との間の比較結果に基づいて画像情報を読
取ることとしたので、撮像手段によって撮像された画像
から太陽光に起因するノイズを除去することができるた
めに、太陽光に影響されることがない常に安定した画質
の画像を得ることができ、これにより複雑な画像処理の
プロセスを要することなく画像情報の正確な読取りが行
なえるようになった。

（実施例） 以下、図面により本発明の一実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例に従う画像処理装置の全体
的な機能構成を示したブロック図である。

第１図において、前記第５図にて図示したものと同一物
には同一符号を付す。

第１図において、停車検知器２０は、列車が駅構内の正
規位置に停車したことを検知するものである。

本実施例においては、停車検知器２０は、第３図にて図
示する光源３５、反射板３６及び光スィッチ３７と、タ
イマ及びタイマ駆動停止検知手段（いずれも図示しない
。）とを具備している。光源３５及び光スィッチ３７は
、駅構内における列車１の最後尾の正規の停車位置より
も列車の進行方向数ｍ手前のプラットホーム３８上に設
置されている。反射板３６は、線路を隔てて前記光源３
５、光スィッチ３７と対向する位置に設置されている。

タイマ（図示しない）は、光スィッチ３７の出力信号の
論理レベルがＯＦＦからＯＮになった時点で駆動を開始
するようになっている。

タイマ駆動停止検知手段（図示しない）は、前記タイマ
が所定時間駆動した後に停止したことを検知して停車検
知パルスを出力するように構成され゛ている。停車検知
器２０は、列車１が光源３５及び先スイッチ３７と反射
板３６との間を遮っていないときには、光ＦＡＢ５から
照射された光か反射板３６にて反射されて光スィッチ３
７に到達しており光スィッチ３７がＯＮになっているの
で、タイマ及びタイマ駆動停＋１検知手段にて時間遅れ
を持たせることなくそのまま論理レベル“ＯＮ″信号を
出力する。又、停車検知器２０は、列車１か光源３５及
び光スィッチ３７と反射板３６との間を遮っているとき
には、光ｌ！７．３５から照射された光が光スィッチ３
７に到達しないので光スィッチ３７はＯＦＦになってお
り、タイマ、タイマ駆動停止検知手段にて時間遅れを持
たせることなくそのまま論理レベル’ＯＦＦ’信号を出
力するようになっている。

制御装置ＣＴＲＩＩは、前記停車検知器２０から停車検
知パルスが出力されたときには、グリ中１が駅構内にお
ける正規の停車位置に停止したと判断して制御動作を開
始し、ＣＣＤカメラ２を始め、赤外線照射装置３、ゲー
ト２６，２７，２８゜２９、画像メモリ１２４、画像メ
モリｎ２５、差分画像メモリ３０の駆動を制御するよう
になっている。赤外線照射装置３は、制御装置ＣＴＲＩ
Ｉの制御下で、所定の赤外光を照射する。ＣＣＤカメラ
２は、駅構内の正規位置に列車１が停車すれば、この列
車１の先頭車両の列車番号（ＯＩＴ）が記載されている
部位が撮像領域内に入る様にプラットホーム３８等、駅
構内の適宜な箇所に設置されている。なお、前記ＣＣＤ
カメラ２を設置するに際しては、列車１が駅構内の正規
位置から多少ずれた位置に停車した場合にも、前記列車
番号（ＯＩＴ）が記載されている部位が撮像領域内に入
る様に撮像画面には余裕を持たせておくものとする。Ｃ
ＣＤカメラ２は、制御装置ＣＴＲＩＩの制御下で、赤外
線照射装置３から赤外光か照射されていないときの列車
１の像を撮１象するとともに、この撮像した列車１の画
像のＣＣＤカメラ２のＣＣＤ１個分に対応する画素（以
下、単に「画素」という）毎の明度値をアナログ量とし
て記憶する。

ＣＣＤカメラ２は、制御装置ＣＴＲＩＩによってゲート
２６が開くと、アナログ量として記憶していた列車１の
画像の画素毎の明度値をゲート２６を通して第２図にて
示すＡ／Ｄ変換器３２に出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は
、前記アナログ量をディジタル値に変換した後、画像メ
モリ１２４に出力する。画像メモリ１２４は、Ａ／Ｄ変
換器３２によってディジタル値に変換された列車１の画
像の画素毎の明度値データを、各々の画素単位で記憶す
る。ここで、Ａ／Ｄ変換器３２によってディジタル値に
変換された列車１の画像の画素毎の明度値データは、第
２図にて図示するような態様で画像メモリ１２４に記憶
される。即ち、１つの画素３３は８ビツトで構成され、
画素３３の明度は、８ビツトのディジタル量に変換され
て画像メモリ１２４内に記憶されることとなる。

又、前記ＣＣＤカメラ２は、制御装置ＣＴＲ１１の制御
下で、赤外線照射装置３から赤外光か照射されていると
きの列車１の像を撮像するとともに、この撮像した列車
１の画像の画素毎の明度値をアナログ量として記憶する
。ＣＣＤカメラ２は、制御装置ＣＴＲＩＩによってゲー
ト２７が開くと、アナログ量として記憶していた列車１
の画像の画素毎の明度値をゲート２７を通して第２図に
て示したＡ／Ｄ変換器３２と同様なＡ／Ｄ変換器に出力
する。このＡ／Ｄ変換器も、前記Ａ／Ｄ変換器３２と同
様に、前記アナログ量をディジタル値に変換した後、画
像メモリ■２５に出力する。

画像メモリ［２５も、前記画像メモリ１２４と同様に構
成されており、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル値に変
換された列車１の画像の画素毎の明度値データを各々の
画素単位で記憶する。Ａ／Ｄ変換器によってディジタル
値に変換された列車１の画像の画素毎の明度値データの
画像メモリｎ２５による記憶の態様に関しては、前述し
た内容と同様である。

画像メモリＩ２４は、制御装置ＣＴＲＩＩによってゲー
ト２８が開くと、それまで記憶していた列車１の画像の
画素毎の明度値データをケート２８を通して差分画像メ
モリ３０に出力する。

同様に画像メモリ［２５も、制御装置ＣＴＲ１１によっ
てゲート２９が開くと、それまで記憶していた列車１の
画像の画素毎の明度値データをゲート２９を通して差分
画像メモリ３０に出力する。

差分画像メモリ３０は、制御装置ＣＴＲＩＩの制御下で
、ゲート２８を通して画像メモリ１２４から出力される
太陽光のみによって形成された列車ｌの画像の画素毎の
明度値データと、ゲート２９を通して画像メモリｌＩ２
５から出力される太陽光と赤外光との重畳によって形成
された列＋、■の画像の画素毎の明度値データとの間で
互いに対応している各画素毎に明度の差分を求めて前記
画像を形成する全ての画素の差分値を各画素＋１を位で
記憶する。これとともに差分画像メモリ３０は、前記各
画素単位で記憶している全ての画素の明度の差分値を、
文字読取器８に出力する。

文字読取器８は、差分画像メモリ３０から出力された各
画素単位で記憶されていた全ての画素の明度の差分値デ
ータを受けて画像処理を行ない、この画像処理のプロセ
スを通すことにより前記データ中から列車番号（ＯＩＴ
）を読取ってこの読取った列車番号（ＯＩ　Ｔ）に相当
するコードを出力するようになっている。

次に、上記構成の制御動作について説明する。

列車１が駅構内に進入してくると、光スィッチ３７への
入射光が遮られて光スィッチ３７は一時的にＯＦＦとな
り、これによって光スィッチ３７からの出力信号の論理
レベルは、第４図波形Ａの符号３９にて示す時点でＯＮ
からＯＦＦとなる。

その後列車１が減速して駅構内の正規位置にて停止する
寸前に列車１の最後尾が光源３５及び光スィッチ３７と
反射板３６とが対向している区間を通り抜けると、光源
３５から照射された光が反射板３６にて反射されて再び
光スィッチ３７に入社するようになるので光スィッチ３
７はＯＮとなる。

従って光スィッチ３７からの出力信号の論理レベルは第
４図波形Ａの符号４０にて示す時点でＯＦＦからＯＮと
なる。光スィッチ３７がＯＦＦからＯＮに変化した時点
で前述したタイマが駆動を開始しく第４図波形Ｂの符号
４１にて示す時点）、一定時間（本実施例では１０秒間
）が経過すると駆動を停止する（第４図波形Ｂの符号４
２にて示す時点）。タイマが駆動を停止した時点でタイ
マ駆動停止検知手段は、第４図波形Ｃにて示すように停
車検知パルスを出力することとなる。即ち、列車１か駅
構内の正規の停車位置にて停止する・Ｊ前に列車１全体
が光源３５及び光スィッチ３７と反射板３６との対向区
間を通り抜けてから１０秒経過した後に列車が前記停車
位置に停止しているものとみなしているのである。この
ようにみなした場合に、実際に列車１が停車していなく
ても、停車寸前であるので、ＣＣＤカメラ２による列車
１の列車番号（ＯＩＴ）が記載されている部位の撮像に
は支障がない。タイマ駆動停止検知手段、即ち停車検知
器２０から第４図波形Ｃにて示すごとき停車検知パルス
が出力されると、制御装置ＣＴＲＩＩは、ゲート２６を
開いてＣＣＤカメラ２によって撮像された画像を画像メ
モリ１２４に転送させる。ＣＣＤカメラ２による前記撮
像された画像の画像メモリ１２４への転送が完了すると
、制御装置ＣＴＲＩＩはゲート２６を閉じ、赤外線照射
装置３を駆動させるとともにゲート２７を開く。赤外線
照射装置３が駆動を開始すると、赤外線照射装置３から
列車１に対して赤外線が照射されるので、ＣＣＤカメラ
２は太陽光とともに赤外線によって照射された列車番号
（ＯＩ　Ｔ）が記載されている部位の像を撮像すること
となる。この画像は、ゲート２７を通してＣＣＤカメラ
２から画像メモリｌＩ２５に転送される。ＣＣＤカメラ
２による前記撮像された画像の画像メモリ１１２５への
転送が完了すると、制御装置ＣＴＲＩＩはゲート２７を
閉じ、ゲート２８、ゲート２９を開く。

ゲート２８、ゲート２９が開くことによって、画像メモ
リＩ２４、画像メモリ口２５に夫々記憶されている画像
データは差分画像メモリ３０に与えられ、差分画像メモ
リ３０は、前述したように両画像間で対応する画素同士
の間の明度の差分値を求めてこれを記憶することとなる
。

ここで、太陽光の照射によって形成される影や反射等の
ノイズは、太陽光のみが照射されているときのＣＣＤカ
メラ２の撮像画像については勿論のこと、太陽光と赤外
光とが重畳的に照射されているときのＣＣＤカメラ２の
撮像画像にも存在している。よって前述のように、太陽
光と赤外光とが重畳的に照射されているときのＣＣＤカ
メラ２の撮像画像と太陽光のみが照射されているときの
ＣＣＤカメラ２の撮像画像との間で、対応する画素同士
において互いの明度値の差分をとれば、太陽光と赤外光
とが重畳的に照射されているときのＣＣＤカメラ２の撮
像画像成分から太陽光のみが照射されているときのＣＣ
Ｄカメラ２の撮像画１象成分がキャンセルされることと
なり、赤外線のみの照射によって形成された撮像画像の
みが残ることとなる。即ち、太陽光線が全く当らない真
暗な箇所で赤外線のみを照射することによって得られた
画像と同等の画像が得られることとなり、従って太陽光
による影響が除去された常に安定した画質の画像が得ら
れることとなる。このようにして得られた画像から文字
読取器８は文字を探し出し、一般的な文字判別手法によ
り探し出した文字を読取り、この読取った文字に対応し
たコードを出力することとなる。

以上説明したように、本発明に従う一実施例によれば、
人間の眼に見えない赤外線照明にて太陽光の影響が無視
出来る画像を得ることができるので、屋外にある被写体
の画像を画像処理するときに常に問題となる太陽光によ
る被写体画像の変化等を考慮する必要がなく、又、人工
的な照明を用いたのでは打ち勝つことができない太陽光
の明度に対抗するために、例えばカメラのフラッシュの
ようなものを用いることによって運転者等の乗傍員や付
近の人々に迷惑を及ぼすような問題ら解消でき、常に安
定した画質の画像が採り込めることにより画像処理が容
易になった。

なお、本実施例に従う画像処理装置は、列車番号の読取
りを行なうのに用いられるものとして説明したが、停止
している被写体であればどのような被写体であっても本
実施例に従う画像処理装置を用いることによって画像処
理が容易に行なえる。

例えばゲートにて停車中の自転車番号の読取り等には列
車番号の読取りと略同様な効果が得られる。

又、本実施例に従う画像処理装置を、完全に停止してい
る被写体のみに適用すれば、停東検知器２０及び停車検
知器２０から出力される停＋検知パルスは不要となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、照明手段が被写
体を照明しているときに撮像手段から出力された画像と
、照明手段が被写体を照明していないときに撮像手段か
ら出力された画像との間の比較結果に基づいて画像情報
を読取ることとしたので、撮像手段によって撮像された
画像から太陽光に起因するノイズを除去することによっ
て、太陽光に影響されることがない常に安定した画質の
画像を得ることができ、これにより複雑な画像処理のプ
ロセスを要することなく画像情報の正確な読取りを行な
うことが可能な画像処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に従う画像処理装置の全体
的な機能構成を示したブロック図、第２図は、本発明の
一実施例に従う画像処理装置の部分的な機能構成を示し
たブロック図、第３図は、本発明の一実施例に従う画像
処理装置が用いられている駅構内の概要図、第４図は、
本発明の一実施例に従う画像処理装置が備えている停車
検知器の動作を示すタイミングチャート、第５図は、従
来技術に従う画像処理装置の全体的な機能構成を示した
ブロック図、第６図は、従来技術に従う画像処理装置と
列車との関係を示した説明図、第７図、第８図は、従来
技術に従う画像処理装置によって撮像された列車番号が
記載されている画像を示した図である。 １・・・列車、２・・・ＣＣＤカメラ。３・・・赤外線
照射装置、８・・・文字読取器、１１・・・制御装置Ｃ
ＴＲ。 ２４・・・画像メモリ１１２５・・・画像メモリ■、３
０・・・差分画像メモリ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体を撮像して前記被写体の画像を出力する撮像
   手段と、前記被写体を照明する照明手段と、前記照明手
   段が前記被写体を照明していないときに前記撮像手段か
   ら出力された画像を受けて記憶する第１の記憶手段と、
   前記照明手段が前記被写体を照明しているときに前記撮
   像手段から出力された画像を受けて記憶する第２の記憶
   手段と、前記第１の記憶手段に記憶されている画像と前
   記第２の記憶手段に記憶されている画像との間の比較結
   果に基づいて画像情報を読取る手段とを備えたことを特
   徴とする画像処理装置。 ２、前記照明手段は、赤外線照射装置であることを特徴
   とする請求項１記載の画像処理装置。