JPH08219784A - 視程計測方法 - Google Patents
視程計測方法Info
- Publication number
- JPH08219784A JPH08219784A JP7030990A JP3099095A JPH08219784A JP H08219784 A JPH08219784 A JP H08219784A JP 7030990 A JP7030990 A JP 7030990A JP 3099095 A JP3099095 A JP 3099095A JP H08219784 A JPH08219784 A JP H08219784A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- visibility
- standard deviation
- camera
- video signal
- brightness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】道路等において、降雪時、霧発生時等の気象条
件の変化に対応して人間が肉眼で見通すことができる距
離（視程）を簡易に、低コストで定量計測する方法を提
供する。 【構成】テレビカメラを設置し、このテレビカメラの出
力であるビデオ信号の輝度分布を分類し、その出現頻度
の標準偏差を求めることにより、予め当該位置において
種々の条件下において採取したデータから得た輝度標準
偏差と視程の相関関係に基づき視程を定量的に計測す
る。
件の変化に対応して人間が肉眼で見通すことができる距
離（視程）を簡易に、低コストで定量計測する方法を提
供する。 【構成】テレビカメラを設置し、このテレビカメラの出
力であるビデオ信号の輝度分布を分類し、その出現頻度
の標準偏差を求めることにより、予め当該位置において
種々の条件下において採取したデータから得た輝度標準
偏差と視程の相関関係に基づき視程を定量的に計測す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は道路等に設置したテレビ
カメラの画像を処理して視程の定量計測を可能にした視
程計測方法に関するものである。
カメラの画像を処理して視程の定量計測を可能にした視
程計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人間が肉眼で物体を認識出来る距離すな
わち視程は空間に浮遊する霧や降雪等により大幅に変化
する。そのため、道路交通の安全確保の上で車両の速度
制限を行う場合等において、視程情報は重要な役割を果
たしている。従来、この視程を知るには以下のような方
法があった。第１の方法は、テレビ画像を人が目視する
ことにより、通常の視認画像に比べ見にくくなった程度
から定性的に視認距離が短くなったものと推定するもの
である。第２の方法は発光体と受光体を対向させて配置
し、霧、雪等で視程が短くなるにつれ受光レベルが低下
することに着目し、視程と受光の相関係数から定量的に
測定するものである。第３の方法はカメラから一定の距
離に配置した特定のパターンの標識をテレビカメラで撮
像し、標識のパターンのビデオ信号におけるコントラス
ト等が視程距離と相関があることを利用して定量計測す
るものである。
わち視程は空間に浮遊する霧や降雪等により大幅に変化
する。そのため、道路交通の安全確保の上で車両の速度
制限を行う場合等において、視程情報は重要な役割を果
たしている。従来、この視程を知るには以下のような方
法があった。第１の方法は、テレビ画像を人が目視する
ことにより、通常の視認画像に比べ見にくくなった程度
から定性的に視認距離が短くなったものと推定するもの
である。第２の方法は発光体と受光体を対向させて配置
し、霧、雪等で視程が短くなるにつれ受光レベルが低下
することに着目し、視程と受光の相関係数から定量的に
測定するものである。第３の方法はカメラから一定の距
離に配置した特定のパターンの標識をテレビカメラで撮
像し、標識のパターンのビデオ信号におけるコントラス
ト等が視程距離と相関があることを利用して定量計測す
るものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の第２の方
法には、発光体、受光体を正確に対向させる必要から一
定の場所に固定する必要がある。単一光路であるため周
辺の状況と一致しない場合がある。また、単一光路、単
一波長であることから人の目の感覚と差がある等の欠点
があった。また、前述の従来の第３の方法には、テレビ
カメラと標識の距離を一定に保つことが必要であり、一
定の場所に双方を固定する必要があること、標識の照度
によって補正が必要であること等の欠点があった。本発
明の目的は、これらの欠点を除去し、従来から多数道路
に配置されているテレビカメラから得られるビデオ画像
を利用し、簡易、低コストの視程距離の定量計測方法を
提供することにある。
法には、発光体、受光体を正確に対向させる必要から一
定の場所に固定する必要がある。単一光路であるため周
辺の状況と一致しない場合がある。また、単一光路、単
一波長であることから人の目の感覚と差がある等の欠点
があった。また、前述の従来の第３の方法には、テレビ
カメラと標識の距離を一定に保つことが必要であり、一
定の場所に双方を固定する必要があること、標識の照度
によって補正が必要であること等の欠点があった。本発
明の目的は、これらの欠点を除去し、従来から多数道路
に配置されているテレビカメラから得られるビデオ画像
を利用し、簡易、低コストの視程距離の定量計測方法を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、道路等に設置したテレビカメラで道路面を含
む周辺の景色を予め種々の条件下で撮像し、それらのビ
デオ画像を解析して、各輝度階調の出現頻度分布を調
べ、輝度の標準偏差と視程の関係を求め、この関係を利
用して、ある時点における輝度の標準偏差から視程距離
を算出するようにしたものである。
するため、道路等に設置したテレビカメラで道路面を含
む周辺の景色を予め種々の条件下で撮像し、それらのビ
デオ画像を解析して、各輝度階調の出現頻度分布を調
べ、輝度の標準偏差と視程の関係を求め、この関係を利
用して、ある時点における輝度の標準偏差から視程距離
を算出するようにしたものである。
【０００５】
【作用】その結果、同一場所においてはテレビ画像の輝
度の標準偏差を計算することにより直ちに視程を知るこ
とが出来る。
度の標準偏差を計算することにより直ちに視程を知るこ
とが出来る。
【０００６】
【実施例】図１、図２はある地点における、それぞれ吹
雪時と晴天時のビデオカメラの瞬間画像を各画素につい
て２５６の輝度階調にわけた頻度分布を示す図である。
図１、図２は縦軸に頻度、横軸に輝度階調を示してい
る。図１の降雪時の場合、平均階調は１１４.３、標準
偏差は１６.６である。また、図２の晴天時の場合、平
均階調は１０５.３、標準偏差は３０.６である。なお、
上記輝度階調の標準偏差ｓは、対象画像の画素数＝ｎ、
各画素の輝度階調＝ｐi（ｉ＝１、２、３、…ｎ）、画
素の平均輝度階調＝ｐhとした場合、次式で表される。
（「品質管理入門」日科技連 １０３頁）
雪時と晴天時のビデオカメラの瞬間画像を各画素につい
て２５６の輝度階調にわけた頻度分布を示す図である。
図１、図２は縦軸に頻度、横軸に輝度階調を示してい
る。図１の降雪時の場合、平均階調は１１４.３、標準
偏差は１６.６である。また、図２の晴天時の場合、平
均階調は１０５.３、標準偏差は３０.６である。なお、
上記輝度階調の標準偏差ｓは、対象画像の画素数＝ｎ、
各画素の輝度階調＝ｐi（ｉ＝１、２、３、…ｎ）、画
素の平均輝度階調＝ｐhとした場合、次式で表される。
（「品質管理入門」日科技連 １０３頁）
【０００７】
【数１】
【０００８】一方、従来知られている反射型視程計であ
る地点における図１（吹雪時）と図２（晴天時）の視程
を計測するとそれぞれ４０ｍ，２５０ｍであった。これ
らのデータから、降雪時と晴天時とでは輝度分布に顕著
な差があり、画像の輝度の標準偏差と視程とが相関があ
ることが確認できた。従って、上記実験の結果から、画
像の輝度の標準偏差を求めればそれに対応する視程を計
測することが可能である。図３は地点Ａにおける種々の
気象条件が含まれるビデオ画像（４８種類）について上
記と同様のデータを取得し、標準偏差と視程の関係を求
めたもので、双方の関係の程度を示す相関係数ｒは、ｒ
＝０.９２ である。相関係数ｒは、各測定における輝度
標準偏差＝ｘi 、各測定における視程を対数変換した値
＝ｙi 、標準偏差の平均値＝ｘh 、視程を対数変換した
値の平均値＝ｙh 、とした場合、次式で定義される。
（「統計的方法」日本規格協会 １９３頁）
る地点における図１（吹雪時）と図２（晴天時）の視程
を計測するとそれぞれ４０ｍ，２５０ｍであった。これ
らのデータから、降雪時と晴天時とでは輝度分布に顕著
な差があり、画像の輝度の標準偏差と視程とが相関があ
ることが確認できた。従って、上記実験の結果から、画
像の輝度の標準偏差を求めればそれに対応する視程を計
測することが可能である。図３は地点Ａにおける種々の
気象条件が含まれるビデオ画像（４８種類）について上
記と同様のデータを取得し、標準偏差と視程の関係を求
めたもので、双方の関係の程度を示す相関係数ｒは、ｒ
＝０.９２ である。相関係数ｒは、各測定における輝度
標準偏差＝ｘi 、各測定における視程を対数変換した値
＝ｙi 、標準偏差の平均値＝ｘh 、視程を対数変換した
値の平均値＝ｙh 、とした場合、次式で定義される。
（「統計的方法」日本規格協会 １９３頁）
【０００９】
【数２】
【００１０】図４は他の地点Ｂで取得したデータを標準
偏差と視程距離の関係として整理したもので相関係数ｒ
は、ｒ＝０．８１である。すなわち、図３、図４の場合
とも標準偏差と視程（対数変換値）とは極めて強い相関
を示している。なお、これらのデータは、データの瞬間
的な偏り、外乱を避けるため、標準偏差は４０秒ごとの
駒撮りビデオ画像の１０分間の平均値から算出したもの
であり、視程は反射型視程計を用いて０．１秒ごとに１
０分間計測した値を平均したものである。
偏差と視程距離の関係として整理したもので相関係数ｒ
は、ｒ＝０．８１である。すなわち、図３、図４の場合
とも標準偏差と視程（対数変換値）とは極めて強い相関
を示している。なお、これらのデータは、データの瞬間
的な偏り、外乱を避けるため、標準偏差は４０秒ごとの
駒撮りビデオ画像の１０分間の平均値から算出したもの
であり、視程は反射型視程計を用いて０．１秒ごとに１
０分間計測した値を平均したものである。
【００１１】図３、図４のように輝度標準偏差と対数変
換した視程との間に直線的な相関関係があれば、各デー
タを用いた最小自乗法又は分散分析によって、輝度標準
偏差をｘ、視程を対数変換した値をｙとした場合、ｙ＝
ａｘ＋ｂ（ａ，ｂは定数）なる関係式を得ることができ
る。図３、図４に示す直線はこのようにして得られたも
のであり、輝度標準偏差と視程とは１対１に対応させる
ことができる。例えば、地点Ｂにおいてビデオ画像の輝
度標準偏差が３０の場合、図４から視程は略２００ｍと
なる。すなわち、上記のような関係（データ）をテレビ
カメラ設置箇所について求めておくことにより、これら
のデータから、視程を測定したい地点のカメラのビデオ
信号の輝度出現頻度分布、輝度標準偏差を算出すること
により、その地点の、その時点の視程距離を測定できる
ことは明らかである。本発明の実施例では１０分間の平
均値をもって分析する例を示したが、１０分間に限るこ
とはなく、目的に応じ数秒から数１０分までの平均値を
分析することもできる。
換した視程との間に直線的な相関関係があれば、各デー
タを用いた最小自乗法又は分散分析によって、輝度標準
偏差をｘ、視程を対数変換した値をｙとした場合、ｙ＝
ａｘ＋ｂ（ａ，ｂは定数）なる関係式を得ることができ
る。図３、図４に示す直線はこのようにして得られたも
のであり、輝度標準偏差と視程とは１対１に対応させる
ことができる。例えば、地点Ｂにおいてビデオ画像の輝
度標準偏差が３０の場合、図４から視程は略２００ｍと
なる。すなわち、上記のような関係（データ）をテレビ
カメラ設置箇所について求めておくことにより、これら
のデータから、視程を測定したい地点のカメラのビデオ
信号の輝度出現頻度分布、輝度標準偏差を算出すること
により、その地点の、その時点の視程距離を測定できる
ことは明らかである。本発明の実施例では１０分間の平
均値をもって分析する例を示したが、１０分間に限るこ
とはなく、目的に応じ数秒から数１０分までの平均値を
分析することもできる。
【００１２】最近のテレビカメラにおいては蓄積型の高
感度カメラが存在するが、同一視野の画像を加算して感
度をあげている。一般に日本におけるテレビカメラの標
準方式は毎秒３０枚の画像を撮像しているが、例えば、
１秒間の画像３０枚を加算し３０倍の感度にしている例
がある。３０倍の感度の場合は星明かり、月明かり等微
弱な明るさでも撮像可能であるので、数分程度の平均輝
度階調を分析する場合は数分間の画像を加算することに
なり、極めて微弱な明るさでも視程距離の算出が可能と
なる。
感度カメラが存在するが、同一視野の画像を加算して感
度をあげている。一般に日本におけるテレビカメラの標
準方式は毎秒３０枚の画像を撮像しているが、例えば、
１秒間の画像３０枚を加算し３０倍の感度にしている例
がある。３０倍の感度の場合は星明かり、月明かり等微
弱な明るさでも撮像可能であるので、数分程度の平均輝
度階調を分析する場合は数分間の画像を加算することに
なり、極めて微弱な明るさでも視程距離の算出が可能と
なる。
【００１３】視程計測の目的は道路上の自動車運転者に
視程距離から見た適正な運転速度の指示等の情報を提供
すること等であるため、人間の目に近いテレビカメラで
測定することが望ましいとされているが、この点からも
本発明の方法は適しているといえる。
視程距離から見た適正な運転速度の指示等の情報を提供
すること等であるため、人間の目に近いテレビカメラで
測定することが望ましいとされているが、この点からも
本発明の方法は適しているといえる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば対向する光源は不要であ
り、また、特定のパターンを有する標識も不要であるの
で、テレビカメラは光源あるいは標識からの距離の設定
も不要である。撮像対象によって相関直線の傾きを較正
しておけば、テレビカメラ及びビデオ信号分析装置を自
動車等に積載し複数の計測地点を移動することも可能で
あり、また従来の道路の混雑状況等を監視するために設
置したテレビカメラにビデオ信号分析装置を付加するこ
とにより視程計測機能を付加することも可能である。
り、また、特定のパターンを有する標識も不要であるの
で、テレビカメラは光源あるいは標識からの距離の設定
も不要である。撮像対象によって相関直線の傾きを較正
しておけば、テレビカメラ及びビデオ信号分析装置を自
動車等に積載し複数の計測地点を移動することも可能で
あり、また従来の道路の混雑状況等を監視するために設
置したテレビカメラにビデオ信号分析装置を付加するこ
とにより視程計測機能を付加することも可能である。
【図１】本発明を説明するための、降雪時のビデオ信号
の輝度階調毎の出現頻度を示す図である。
の輝度階調毎の出現頻度を示す図である。
【図２】本発明を説明するための、晴天時のビデオ信号
の輝度階調毎の出現頻度を示す図である。
の輝度階調毎の出現頻度を示す図である。
【図３】本発明を説明するための、ある地点における輝
度分布の標準偏差と視程距離の関係を示す図である。
度分布の標準偏差と視程距離の関係を示す図である。
【図４】本発明を説明するための、図３とは別の地点に
おける輝度分布の標準偏差と視程距離の関係を示す図で
ある。
おける輝度分布の標準偏差と視程距離の関係を示す図で
ある。
Ｍｅａｎ 平均階調 Ｓｄ 標準偏差
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005429 日立電子株式会社 東京都千代田区神田和泉町１番地 (72)発明者 石本 敬志 北海道札幌市豊平区平岸１条３丁目 北海 道開発局 開発土木研究所内 (72)発明者 千葉 隆広 北海道札幌市豊平区平岸１条３丁目 北海 道開発局 開発土木研究所内 (72)発明者 加治屋 安彦 北海道札幌市豊平区平岸１条３丁目 北海 道開発局 開発土木研究所内 (72)発明者 堀川 和典 北海道札幌市東区北13条東４丁目30−３ さつでんビル スタジオムーン内 (72)発明者 駒形 悟 北海道札幌市東区北13条東４丁目30−３ さつでんビル スタジオムーン内 (72)発明者 尾田 鴻一郎 東京都新宿区高田馬場３丁目18番25号 日 立電子株式会社ビデオシステム事業所内
Claims (2)
- 【請求項１】 視程を計測しようとする地点に設けたテ
レビカメラのビデオ信号の輝度分布の標準偏差を求め、
予め当該地点で採取した種々の条件下における輝度分布
標準偏差と視程との関係を示すデータに基づく相関直線
又は関係式により、対応する視程を得るようにしたこと
を特徴とする視程計測方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の視程計測方法において、
上記テレビカメラのビデオ信号の輝度分布は、所定期間
内の所定の複数画面の輝度分布であることを特徴とする
視程計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030990A JPH08219784A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 視程計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7030990A JPH08219784A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 視程計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219784A true JPH08219784A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12319060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7030990A Pending JPH08219784A (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 視程計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219784A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002163792A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit | 障害物衝突防止支援システム |
| JP4914365B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2012-04-11 | ラボラトワール セントラル デ ポンゼ シャッセ | 見通し距離測定装置 |
| WO2021053789A1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 株式会社ウェザーニューズ | 視程推定装置、視程推定方法、および、記録媒体 |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP7030990A patent/JPH08219784A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002163792A (ja) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Natl Inst For Land & Infrastructure Management Mlit | 障害物衝突防止支援システム |
| JP4914365B2 (ja) * | 2004-10-19 | 2012-04-11 | ラボラトワール セントラル デ ポンゼ シャッセ | 見通し距離測定装置 |
| WO2021053789A1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 株式会社ウェザーニューズ | 視程推定装置、視程推定方法、および、記録媒体 |
| JP6901647B1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-07-14 | 株式会社ウェザーニューズ | 視程推定装置、視程推定方法、および、記録媒体 |
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