JP2014130404A - 路面画像生成システム並びに影除去装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
路面オルソ画像から日射による影を除去する。
【解決手段】
自動車にビデオカメラ(10)とレーザスキャナ(12)を搭載し、走行中にビデオカメラ(10)で路面を撮影し、同時にレーザスキャナ(12)で同じ路面を幅方向にスキャンして反射強度を測定する。路面オルソ画像生成装置(32)がビデオカメラ(10)の映像データが路面オルソ画像データ(34)を生成する。座標変換装置(36)、メッシュ化装置(40)及び反射強度・高さ補間装置(42)が、レーザスキャナ(12)で得られる反射強度データから路面オルソ画像データと対比する路面反射強度画像データ(48)を生成する。影部分認識装置(50)は路面反射強度画像データ(48)を参照して路面オルソ画像データ(34)の影領域を認識する。影部分補正装置(52)が各影領域を路面オルソ画像データ上の周辺部分の色情報で補正する。
【選択図】 図1
Description
Nx=(y2−y1)×(z3−z2)−(z2−z1)×(y3−y2)
Ny=(z2−z1)×(x3−x2)−(x2−x1)×(z3−z2)
Nz=(x2−x1)×(y3−y2)−(y2−y1)×(z3−z2)
となる。
(反射強度最大数の値−反射強度下限値)/(オルソ輝度平均)=比率 (1)
反射強度最大数の値+(255−輝度平均))×比率=反射強度上限値 (2)
とする。式(1)により、
(400−200)/120=1.66
式(2)により、
400+(255−120)×1.66=624
となる。
AVRGB=(CR+CG+CB)/3
となる。
HR=CR/AVRGB
HG=CG/AVRGB
HB=CB/AVRGB
となる。この補正係数HR,HG,HBを使って、路面オルソ画像データ34のカラーバランスを補正する。すなわち、路面オルソ画像データ34のR値に補正係数HR乗算し、G値に補正係数HG,を乗算し、B値に補正係数HBを乗算する。このカラーバランス調整後の路面オルソ画像データ34を、便宜上、色調整済み路面オルソ画像データと呼ぶ。
p1<ir(x,y)<p2
を満たすピクセルを色調整済み路面オルソ画像データとの比較対象とする。影部分認識装置50は、上式を満たす反射強度ir(x,y)とRGB平均値avergb(x,y)との差が閾値p3を越えるかピクセルを影ピクセルと判断する。すなわち、影部分認識装置50は、
ir(x,y)−avergb(x,y)>p3
が成立するピクセルを影と認識する。
ir(x,y)<p2
及び、
ir(x,y)−avergb(x,y)>p3
が影の成立条件となる。
p1<ir(x,y)
及び、
ir(x,y)−avergb(x,y)>p3
が影の成立条件となる。
ir(x,y)−avergb(x,y)>p3
が影の成立条件となる。
12:レーザスキャナ
14:GPS(Global Positioning System)受信機
16:方位計
18:ビデオ記録再生装置
20:データ記録再生装置
30:影除去装置
32:オルソ画像生成装置
34:路面オルソ画像データ
36:座標変換装置
38:座標ファイル
40:メッシュ化装置
42:メッシュ補間装置
44:路面エリア抽出装置
46:路面反射画像生成装置
48:路面反射強度画像データ
50:影部分認識装置
52:影部分補正装置
54:影除去路面オルソ画像データ
Claims (32)
- 日射による影の付いた状態で路面を撮影する撮像装置(10)と、
当該撮像装置により得られる複数の画像データから路面オルソ画像データ(34)を生成する路面オルソ画像生成手段(32)と、
同じ当該路面に対してレーザ光を走査し、反射点の反射強度を計測するレーザスキャナ(12)と、
当該レーザスキャナで得られる当該反射点の反射強度データから路面反射強度画像データ(48)を当該路面オルソ画像データとの対比用の参照画像データとして規定の反射強度レンジで生成する参照画像生成手段(36〜46)と、
当該参照画像データを参照して、当該路面オルソ画像データの影領域を認識する影部分認識手段(50)と、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域を当該路面オルソ画像データの、当該影領域の周辺部分の色情報で補正する影部分補正手段(52)
とを具備することを特徴とする路面画像生成システム。 - 当該路面オルソ画像データ(34)と当該路面反射強度画像データ(48)が互いに同じピクセル座標を具備することを特徴とする請求項1に記載の路面画像生成システム。
- 当該参照画像生成手段は、
当該反射点の反射強度データから当該路面オルソ画像データと同じピクセル座標を持つメッシュデータを生成するメッシュデータ生成手段(36,40,42)と、
当該メッシュデータから路面エリアを抽出する路面エリア抽出手段(44)と、
当該路面エリア抽出手段で抽出された当該メッシュデータから当該路面反射強度画像データ(48)を生成する路面反射強度画像生成手段(46)
とを具備することを特徴とする請求項1に記載の路面画像生成システム。 - 当該影部分認識手段は、
当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する影特定手段(S43)と、
当該影特定手段により特定された影ピクセルをグループ化し、影領域とする影グループ化手段(S44)
とを具備することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の路面画像生成システム。 - 当該影部分認識手段は更に、当該影特定手段による影特定の前に当該路面オルソ画像データの色バランスを調整する色バランス調整手段(S41)を具備し、
当該影特定手段は、当該色バランス調整手段で色調整された路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する
ことを特徴とする請求項4に記載の路面画像生成システム。 - 当該影部分認識手段は、当該参照画像データに対する下限閾値(p1)及び上限閾値(p2)、並びに、当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとの強度差に対する差閾値(p3)を設定する閾値設定手段(S42)を具備し、
当該影特定手段は、当該参照画像データから当該下限閾値より大きく且つ当該上限閾値より小さい強度のピクセルを抽出し、抽出したピクセルのうち、その強度と当該路面オルソ画像データの色平均強度との差が当該差閾値(p3)を越えるピクセルを当該影ピクセルと特定する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の路面画像生成システム。 - 当該影部分補正手段は、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域の色強度を、当該路面オルソ画像データ上でのそれぞれの周囲の色情報に従って調整する色調整手段(S45,S46)と、
当該色調整手段で調整された当該影領域とその周辺部分の色変化をスムージングするスムージング手段(S47)と、
当該影領域の色情報のディテールを再現する手段であって、当該影領域の注目ピクセルの色強度を、当該路面オルソ画像データ上での当該注目ピクセルの所定数の周囲ピクセルの平均強度に対する差値に応じた値で補正するディテール再現手段
とを具備することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の路面画像生成ステム。 - 更に、当該影部分補正手段(52)で得られる補正された路面オルソ画像データの色データを当該路面反射強度画像データに付加し、もって3次元点群データを生成する手段を具備することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の路面画像生成システム。
- 日射による影の付いた状態で路面を撮影した画像データから当該影を除去する影除去装置であって、
当該路面を撮影した当該画像データから路面オルソ画像データ(34)を生成する路面オルソ画像生成手段(32)と、
同じ当該路面に対してレーザスキャナでレーザ光を走査して計測される反射強度データから路面反射強度画像データ(48)を当該路面オルソ画像データとの対比用の参照画像データとして規定の反射強度レンジで生成する参照画像生成手段(36〜46)と、
当該参照画像データを参照して、当該路面オルソ画像データの影領域を認識する影部分認識手段(50)と、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域を当該路面オルソ画像データの、当該影領域の周辺部分の色情報で補正する影部分補正手段(52)
とを具備することを特徴とする影除去装置。 - 当該路面オルソ画像データ(34)と当該路面反射強度画像データ(48)が互いに同じピクセル座標を具備することを特徴とする請求項9に記載の影除去装置。
- 当該参照画像生成手段は、
当該反射点の反射強度データから当該路面オルソ画像データと同じピクセル座標を持つメッシュデータを生成するメッシュデータ生成手段(36,40,42)と、
当該メッシュデータから路面エリアを抽出する路面エリア抽出手段(44)と、
当該路面エリア抽出手段で抽出された当該メッシュデータから当該路面反射強度画像データ(48)を生成する路面反射強度画像生成手段(46)
とを具備することを特徴とする請求項9に記載の影除去装置。 - 当該影部分認識手段は、
当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する影特定手段(S43)と、
当該影特定手段により特定された影ピクセルをグループ化し、影領域とする影グループ化手段(S44)
とを具備することを特徴とする請求項9乃至11の何れか1項に記載の影除去装置。 - 当該影部分認識手段は更に、当該影特定手段による影特定の前に当該路面オルソ画像データの色バランスを調整する色バランス調整手段(S41)を具備し、
当該影特定手段は、当該色バランス調整手段で色調整された路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する
ことを特徴とする請求項12に記載の影除去装置。 - 当該影部分認識手段は、当該参照画像データに対する下限閾値(p1)及び上限閾値(p2)、並びに、当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとの強度差に対する差閾値(p3)を設定する閾値設定手段(S42)を具備し、
当該影特定手段は、当該参照画像データから当該下限閾値より大きく且つ当該上限閾値より小さい強度のピクセルを抽出し、抽出したピクセルのうち、その強度と当該路面オルソ画像データの色平均強度との差が当該差閾値(p3)を越えるピクセルを当該影ピクセルと特定する
ことを特徴とする請求項12又は13に記載の影除去装置。 - 当該影部分補正手段は、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域の色強度を、当該オルソ画像データ上でのそれぞれの周囲の色情報に従って調整する色調整手段(S45,S46)と、
当該色調整手段で調整された当該影領域とその周辺部分の色変化をスムージングするスムージング手段(S47)と、
当該影領域の色情報のディテールを再現する手段であって、当該影領域の注目ピクセルの色強度を、当該路面オルソ画像データ上での当該注目ピクセルの所定数の周囲ピクセルの平均強度に対する差値に応じた値で補正するディテール再現手段
とを具備することを特徴とする請求項9乃至14の何れか1項に記載の影除去装置。 - 更に、当該影部分補正手段(52)で得られる補正された路面オルソ画像データの色データを当該路面反射強度画像データに付加し、もって3次元点群データを生成する手段を具備することを特徴とする請求項9乃至15の何れか1項に記載の影除去装置。
- 日射による影の付いた状態で路面を撮影した画像データから当該影を除去する影除去方法であって、
当該路面をビデオカメラで撮影した路面映像データを記録媒体から再生して情報処理装置に取り込むステップと、
当該情報処理装置の路面オルソ画像生成手段(32)が、当該路面映像データから路面オルソ画像データ(34)を生成する路面オルソ画像データ生成ステップと、
当該情報処理装置の参照画像生成手段(36〜46)が、同じ当該路面に対してレーザスキャナでレーザ光を走査して計測される反射強度データから路面反射強度画像データ(48)を当該路面オルソ画像データとの対比用の参照画像データとして規定の反射強度レンジで生成する参照画像生成ステップと、
当該情報処理装置の影部分認識手段(50)が、当該参照画像データを参照して、当該路面オルソ画像データの影領域を認識する影部分認識ステップと、
当該情報処理装置の影部分補正手段(52)が、当該影部分認識手段により認識される当該各影領域を当該路面オルソ画像データの、当該影領域の周辺部分の色情報で補正する影部分補正ステップ
とを具備することを特徴とする影除去方法。 - 当該路面オルソ画像データ(34)と当該路面反射強度画像データ(48)が互いに同じピクセル座標を具備することを特徴とする請求項17に記載の影除去方法。
- 当該参照画像生成ステップは、
当該情報処理装置のメッシュデータ生成手段(36,40,42)が、当該反射点の反射強度データから当該路面オルソ画像データと同じピクセル座標を持つメッシュデータを生成するメッシュデータ生成ステップと、
当該情報処理装置の路面エリア抽出手段(44)が、当該メッシュデータから路面エリアを抽出する路面エリア抽出ステップと、
当該情報処理装置の路面反射強度画像生成手段(46)が、当該路面エリア抽出手段で抽出された当該メッシュデータから当該路面反射強度画像データ(48)を生成する路面反射強度画像生成ステップ
とを具備することを特徴とする請求項17に記載の影除去方法。 - 当該影部分認識ステップは、
当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する影特定ステップ(S43)と、
当該影特定手段により特定された影ピクセルをグループ化し、影領域とする影グループ化ステップ(S44)
とを具備することを特徴とする請求項17乃至19の何れか1項に記載の影除去方法。 - 当該影部分認識ステップは更に、当該影特定ステップによる影特定の前に当該路面オルソ画像データの色バランスを調整する色バランス調整ステップ(S41)を具備し、
当該影特定ステップは、当該色バランス調整ステップで色調整された路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する
ことを特徴とする請求項20に記載の影除去方法。 - 当該影部分認識ステップは、当該参照画像データに対する下限閾値(p1)及び上限閾値(p2)、並びに、当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとの強度差に対する差閾値(p3)を設定する閾値設定ステップ(S42)を具備し、
当該影特定ステップは、当該参照画像データから当該下限閾値より大きく且つ当該上限閾値より小さい強度のピクセルを抽出し、抽出したピクセルのうち、その強度と当該路面オルソ画像データの色平均強度との差が当該差閾値(p3)を越えるピクセルを当該影ピクセルと特定する
ことを特徴とする請求項20又は21に記載の影除去方法。 - 当該影部分補正ステップは、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域の色強度を、当該オルソ画像データ上でのそれぞれの周囲の色情報に従って調整する色調整ステップ(S45,S46)と、
当該色調整ステップで調整された当該影領域とその周辺部分の色変化をスムージングするスムージングステップ(S47)と、
当該影領域の色情報のディテールを再現するステップであって、当該影領域の注目ピクセルの色強度を、当該路面オルソ画像データ上での当該注目ピクセルの所定数の周囲ピクセルの平均強度に対する差値に応じた値で補正するディテール再現ステップ
とを具備することを特徴とする請求項17乃至22の何れか1項に記載の影除去方法。 - 更に、当該情報処理装置が、当該影部分補正手段(52)で得られる補正された路面オルソ画像データの色データを当該路面反射強度画像データに付加し、もって3次元点群データを生成するステップを具備することを特徴とする請求項17乃至23の何れか1項に記載の影除去方法。
- 日射による影の付いた状態で路面を撮影した画像データから当該影を除去するために、情報処理装置を、
当該路面を撮影した当該画像データから路面オルソ画像データ(34)を生成する路面オルソ画像生成手段(32)と、
同じ当該路面に対してレーザスキャナでレーザ光を走査して計測される反射強度データから路面反射強度画像データ(48)を当該路面オルソ画像データとの対比用の参照画像データとして規定の反射強度レンジで生成する参照画像生成手段(36〜46)と、
当該参照画像データを参照して、当該路面オルソ画像データの影領域を認識する影部分認識手段(50)と、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域を当該路面オルソ画像データの、当該影領域の周辺部分の色情報で補正する影部分補正手段(52)
として機能させるための影除去プログラム。 - 当該路面オルソ画像データ(34)と当該路面反射強度画像データ(48)が互いに同じピクセル座標を具備することを特徴とする請求項25に記載の影除去プログラム。
- 当該参照画像生成手段は、
当該反射点の反射強度データから当該路面オルソ画像データと同じピクセル座標を持つメッシュデータを生成するメッシュデータ生成手段(36,40,42)と、
当該メッシュデータから路面エリアを抽出する路面エリア抽出手段(44)と、
当該路面エリア抽出手段で抽出された当該メッシュデータから当該路面反射強度画像データ(48)を生成する路面反射強度画像生成手段(46)
とを具備することを特徴とする請求項25に記載の影除去プログラム。 - 当該影部分認識手段は、
当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する影特定手段(S43)と、
当該影特定手段により特定された影ピクセルをグループ化し、影領域とする影グループ化手段(S44)
とを具備することを特徴とする請求項25乃至27の何れか1項に記載の影除去装プログラム。 - 当該影部分認識手段は更に、当該影特定手段による影特定の前に当該路面オルソ画像データの色バランスを調整する色バランス調整手段(S41)を具備し、
当該影特定手段は、当該色バランス調整手段で色調整された路面オルソ画像データと当該参照画像データとをピクセル単位で比較することで、影を構成する影ピクセルを特定する
ことを特徴とする請求項28に記載の影除去プログラム。 - 当該影部分認識手段は、当該参照画像データに対する下限閾値(p1)及び上限閾値(p2)、並びに、当該路面オルソ画像データと当該参照画像データとの強度差に対する差閾値(p3)を設定する閾値設定手段(S42)を具備し、
当該影特定手段は、当該参照画像データから当該下限閾値より大きく且つ当該上限閾値より小さい強度のピクセルを抽出し、抽出したピクセルのうち、その強度と当該路面オルソ画像データの色平均強度との差が当該差閾値(p3)を越えるピクセルを当該影ピクセルと特定する
ことを特徴とする請求項28又は29に記載の影除去プログラム。 - 当該影部分補正手段は、
当該影部分認識手段により認識される当該各影領域の色強度を、当該オルソ画像データ上でのそれぞれの周囲の色情報に従って調整する色調整手段(S45,S46)と、
当該色調整手段で調整された当該影領域とその周辺部分の色変化をスムージングするスムージング手段(S47)と、
当該影領域の色情報のディテールを再現する手段であって、当該影領域の注目ピクセルの色強度を、当該路面オルソ画像データ上での当該注目ピクセルの所定数の周囲ピクセルの平均強度に対する差値に応じた値で補正するディテール再現手段
とを具備することを特徴とする請求項25乃至30の何れか1項に記載の影除去プログラム。 - 更に、当該影部分補正手段(52)で得られる補正された路面オルソ画像データの色データを当該路面反射強度画像データに付加し、もって3次元点群データを生成する手段を具備することを特徴とする請求項25乃至31の何れか1項に記載の影除去プログラム。
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