JP3952989B2

JP3952989B2 - Method and apparatus for controlling exposure of camera-type vehicle detector

Info

Publication number: JP3952989B2
Application number: JP2003125589A
Authority: JP
Inventors: 理服部; 弘下浦; 健二天目
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: JP2004336153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラにて道路を撮影して画像処理することにより、道路上の車両を検知することができるカメラ式車両感知器に関し、特にそのカメラの露光制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路上の車両を感知する車両感知器として、超音波式のものがよく知られている。この超音波式は道路の上から下に向けて超音波を発射し、その反射波の到達時間を検出することにより車両の計測を行うものであるが、一台ごとの車両の特徴を検出することまではできない。
そこで、カメラにて道路を撮影して画像処理することにより、車両の特徴を検出し、車両のナンバープレートなどの特定もできるカメラ式車両感知器が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開2001-021958号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このカメラ式車両感知器で行われる、カメラのＥＥ (Electric Eye camera) 制御（被写体に当たる光の強弱に応じて自動的に露出を調節する制御）は、追従性が速いため、画面の大部分を占める大きな車両が通過した場合など、その車両の色によって、露光時間制御や絞り制御が不必要に動作してしまう。そのため、例えば白い屋根の大型貨物トラックが通過した後は、しばらく露光時間制御や絞り制御が効きすぎて、暗い画像になってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、画面の輝度の追従性を損なわずに、かつ外乱に対する輝度変化の過追従（オーバーシュート）を小さくすることができるカメラ式車両感知器の露光制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラ式車両感知器の露光制御方法は、カメラ式車両感知器で撮影した画像を所定時間ごとに入力し、入力された各画像のデータに基づいて、画面の輝度を算出し、過去の時間にわたって入力された複数の画面の輝度の平均値（移動平均値という）を算出し、この移動平均値と目標輝度と比較し、移動平均値と目標輝度との差が小さくなるように、露光制御を行い、前記露光制御の更新間隔を、前記移動平均値と目標輝度との差に応じて変化させる方法である（請求項１）。
【０００７】
前記の方法によれば、画面の１フレームだけの輝度を利用するのではなく、複数フレームの輝度の移動平均値を用いて露光制御をすることによって、一時的な外乱に対する輝度変化のオーバーシュートを小さくすることができる。
前記の移動平均値を用いた制御に加えて、露光制御の更新間隔を、移動平均値と目標輝度との差に応じて変化させることが好ましい。移動平均値と目標輝度との差に応じて、制御間隔を調整することにより、過制御を防止でき、外乱に対しても安定した露光制御ができる。
例えば移動平均値と目標輝度との差が小さいほど更新間隔が長く、差が大きいほど更新間隔が短くなるように変化させる（請求項２）。
【０００８】
前記移動平均値を算出する場合に、過去の時間にわたって入力された画面の輝度の最大値と最小値とを除外して算出することが好ましい（請求項３）。これによって、画面の輝度の瞬間的、突発的な変化を無視することができるので、制御の安定性が増す。
前記露光制御は、カメラの露光時間制御又は絞り制御であってもよい（請求項４）。
【０００９】
また、本発明の露光制御装置は、請求項１、請求項３記載の露光制御方法と同一の発明に係る装置である（請求項５，６）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の露光制御装置を適用したカメラ式車両感知システムの概略構成図である。
道路の近傍に設置されたポール２の上部にカメラ式車両感知器１が取り付けられている。このカメラ式車両感知器１から、道路の交通状態を収集する交通情報センター３のパーソナルコンピュータ４まで通信回線５が接続されている。通信回線５は、有線／無線のいずれか又はこれらの結合でもよく、専用回線、公衆通信回線を問わない。
【００１１】
図２は、カメラ式車両感知器１の内部構成を示すブロック図である。カメラ式車両感知器１は、カメラと、カメラ１１の動作を制御するカメラＤＳＰ(Digital Signal Processor)１２と、画像処理装置１３と、通信インターフェイス１４とを有する。
カメラ１１は、レンズ系１５とイメージセンサ１６とを含んでいる。レンズ系１５における開口絞り量は、カメラＤＳＰ１２からの絞り制御信号に基づいて調整される。
【００１２】
カメラ１１の視野は、道路（図示せず）に向けられており、カメラ１１は道路状態を撮影しその撮影画像をイメージセンサ１６に形成する。イメージセンサ１６上に形成された画像のデータは、カメラＤＳＰ１２へ出力される。イメージセンサ１６の露光時間（シャッタ速度に相当）は、カメラＤＳＰ１２からの露光時間制御信号に基づいて調整される。
画像処理装置１３は、路面領域の画像データを生成する。この画像を「基準画像」という。基準画像データに基づき、車両の検出、ナンバープレート読取り、車両の速度検出、渋滞長検出などを行い、交通流を把握するための各種の情報を得る。これらの情報は、通信インターフェイス１４、通信回線５を通して交通情報センター３まで伝送される。
【００１３】
また画像処理装置１３は、基準画像データに基づき、カメラ１１の露光制御を実行する。露光制御の結果は、カメラＤＳＰ１２を通してイメージセンサ１６の露光時間制御やレンズ系１５の絞り制御に用いられる。基準画像データの作成取り込み時間間隔を、以下、ｋ（秒）と表記する。
図３は、画像処理装置１３の行う露光制御の概要を説明するためのグラフである。横軸に時刻、縦軸に輝度と露光時間をとっている。露光制御は、夜間、朝、昼間、夕方別に実行される。夜間はヘッドライトの撮影が目的であり、図３に示すように露光時間固定の制御が行われる。昼間は車体やナンバープレートの撮影が目的であり、基準画像の輝度を一定とするための制御が行われる。この一定の輝度を「目標輝度」という。なお、目標輝度は昼間常に一定であるとはかぎらない。その日の時間帯ごとに目標輝度を変えてもよく、その日の天候に応じて目標輝度を変えてもよい。
【００１４】
朝は、夜間制御から昼間制御につなぐため露光時間を長くしていく制御を行う。露光時間を長くしていくのは、夜間はヘッドライトの撮影が目的なので露光時間が比較的短くてよいが、朝は、車体等の撮影のためにイメージセンサ１６の露光量を増大させる必要があり、このために露光時間を徐々に長くしていく必要があるからである。夕方は、昼間制御から夜間制御につなぐため露光時間を短くしていく制御を行う。
【００１５】
以下、昼間における、基準画像の輝度を目標輝度に維持するための露光制御内容を、図４を用いて説明する。図４は、カメラ１１の露光時間制御内容を説明するためのブロック図である。
画像処理装置１３は、基準画像データに対して、画面にわたって輝度平均値を算出する。そして、この輝度平均値と、目標輝度との差を算出して、この差に応じて露光時間や絞りの増減を行う。
【００１６】
図４の「基準画像」ブロックでは、基準画像データを取り込む。「輝度平均算出」ブロックでは、基準画像データの画面全体にわたる輝度の平均値を算出する。本実施形態では、過去に取り込んだ基準画像データも考慮した移動平均をとることにしている。
図５は、輝度平均算出方法を示すためのグラフであり、横軸に時刻ｔ、縦軸に平均輝度をとっている。丸い点は、それぞれｋ秒ごとに取り込んだ基準画像データの、画面全体にわたる輝度の平均値を表す。以下、基準画像データの取り込み時刻をｔ1，ｔ2，ｔ3，．．．，ti，．．．と書く。なお、ti+1−ti＝ｋの関係がある。移動平均は、時刻ｔ1，ｔ2，ｔ3，．．．，ti，．．．ごとに、過去の所定時間Ｔにわたる輝度データについて、輝度の平均をとることにより算出する。所定時間Ｔは任意に設定できるが、例えばＴ＝７ｋにとる。時刻tiにおいて取得された輝度平均値をＩ(ti)と書く。図４では、時刻ｔ1から遡った過去の時間Ｔにわたって平均をとる範囲を実線で示しており、この範囲において算出した移動平均値がＩ(t1)となる。また時刻ｔ1の次の取り込み時刻ｔ2から遡った過去の時間Ｔにわたって平均をとる範囲を破線で示しており、この範囲において算出した移動平均値がＩ(t2)である。
【００１７】
さらに本実施の形態においては、前記範囲内の輝度データの平均をとるにあたり、最大のもの及び次に大きなものを除き、最小のもの及び次に小さなものを除いている。図４を参照すると、時刻ｔ1の移動平均データは、実線の範囲内で、最大の輝度データａ及び次に大きな輝度データｅ、並びに最小の輝度データｃ及び次に小さな輝度データｄを除いて平均をとって算出する。時刻ｔ2の移動平均データは、破線の範囲内で、最大の輝度データｅ及び次に大きな輝度データｂ、並びに最小の輝度データｃ及び次に小さな輝度データｄを除いて平均をとって算出する。この最大最小を除外するのは、瞬時的に突出したデータを除外することにより、平均演算の信頼性、安定性を向上させるためである。
【００１８】
このようにして取得された輝度平均値と、目標輝度との輝度差を算出する。目標輝度をＩ0とし、取得された輝度平均値Ｉ(ti)とＩ0との差Ｉ(ti)−Ｉ0をΔＩ(ti)と書く。
本発明では、取得された輝度平均値と目標輝度との輝度差ΔＩ(ti)を算出する時間間隔（更新間隔という）を、輝度差ΔＩ(ti)に応じて可変にしている。具体的には、基準画像データの作成取り込み時間間隔を前述したようにｋとすると、輝度差の絶対値｜ΔＩ(ti)｜がしきい値を超えたときは、時間ｋごとに露光制御（露光時間の増減や絞りの増減）を行い、輝度差の絶対値｜ΔＩ(ti)｜がしきい値を超えていないときは、それより長い時間ごとに露光制御を行う。
【００１９】
露光時間の補正量をτ及び−τとする。露光制御は、更新１回あたり露光時間をτだけ変化させる。補正量τは、ΔＩ(ti)が正のときに負の値をとり、ΔＩ(ti)が負のときに正の値をとる。
図６は、輝度差と更新間隔との具体的関係を例示したグラフである。輝度差のしきい値を２種類設定し、それぞれ±Ａ,±Ｂで示している。また、更新間隔を３種類設定し、輝度差の絶対値｜ΔＩ(ti)｜がしきい値Ａ以下のときは、時間ｋごとに露光制御を行い、輝度差の絶対値｜ΔＩ(ti)｜がしきい値Ａを超えＢ以下のときは、時間Ｍｋ（Ｍは１以上の整数で一定）ごとに露光制御を行い、輝度差の絶対値｜ΔＩ(ti)｜がしきい値Ｂを超えたときは、時間Ｌｋ（Ｌは１以上の整数で一定；Ｌ＞Ｍ）ごとに露光制御を行っている。数値Ａ，Ｂや、数値Ｍ，Ｌは限定されないが、数値例をあげると、輝度を２５６の階調数で表した場合にＡ=１０，Ｂ＝２０、Ｍ＝２，Ｌ＝５である。
【００２０】
図７は、輝度差と更新間隔とのさらに他の具体的関係を示すグラフである。輝度差のしきい値を、図６と同様に２種類設定し、それぞれ±Ａ,±Ｂで示し、更新間隔をｋ．Ｍｋ（Ｍは１以上の整数で一定）の２種類設定している。そして、輝度差がＡとＢとの間で、更新間隔は、Ｍｋとｋとの間を連続的に直線状に変化する。
図８は、輝度差に応じて露光制御間隔を可変とする制御内容を示すグラフであり、横軸に時刻ｔ、縦軸に輝度差ΔＩ(ti)と、露光時間補正量をとっている。輝度差ΔＩ(ti)は折れ線グラフで示している。輝度差と更新間隔との具体的関係は図６のグラフに従うものとし、輝度差のしきい値は、１０と２０で示し、更新時間は、ｋを１秒とし、Ｍ＝２，Ｌ＝５としている。一回の露光時間補正量τは３００μsecとする。
【００２１】
輝度差ΔＩ(ti)は、ti＝０（秒）からti＝１０（秒）までは、しきい値１０以内であるので、更新時間は、５秒となる。露光補正の更新はti＝５（秒）の時点とti＝１０（秒）の時点で行われる。露光時間補正量はti＝５（秒）の時点では、輝度差ΔＩ(t5)＞０なので、−τである。ti＝１０（秒）の時点では、輝度差ΔＩ(t10)＝０なので、露光時間補正量は０である。ti＝１１（秒）の時点では輝度差ΔＩ(t11)がしきい値１０を超えるので、更新時間は２秒となり、つぎのti＝１３（秒）の時点で更新を行う。ti＝１２（秒）の時点では輝度差ΔＩ(t12)がしきい値２０を超えるので、更新時間は１秒となり、更新時点はやはりつぎのti＝１３（秒）の時点である。露光時間補正量はti＝１３（秒）の時点では、輝度差ΔＩ(t13)＞０なので、−τである。ti＝１３（秒）の時点では輝度差ΔＩ(t13)がしきい値２０を超えるので、更新時間は１秒となり、つぎのti＝１４（秒）の時点で更新を行う。ti＝１４（秒）の時点でも輝度差ΔＩ(t14)がしきい値２０を超えるので、更新時間は１秒となり、つぎのti＝１５（秒）の時点で更新を行う。ti＝１５（秒）の時点では輝度差ΔＩ(t15)がしきい値２０を下回るが１０を超えるので、更新時間は２秒となり、つぎのti＝１６（秒）の時点で更新を行う。以下、同様のルールで、更新を続けていく。
【００２２】
このように、移動平均値と目標輝度との差に応じて、差が小さいほど更新時間を長く調整することにより、過制御を防止でき、外乱に対しても安定した露光制御ができる。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、前記のカメラ式車両感知システムでは、画像処理装置１３はカメラ式車両感知器１に設けられていたが、これに限定されるものではなく、カメラ式車両感知器１と通信回線５でつながったパーソナルコンピュータ４の中に設けてもよい。また、前述の形態では、露光制御の対象として露光時間を取り上げたが、絞り量を制御してもよい。この場合、露光時間を長くすることは絞り量を大きくすることに対応し、露光時間を短くすることは絞り量を小さくすることに対応する。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００２３】
【実施例】
図９は、車両を消去しないで得た道路の撮影画像データに基づき、輝度差に応じて露光制御間隔を可変とする本発明の制御を行って、画面平均輝度と露光時間の時間推移を測定した結果を示すグラフである。横軸は時刻、縦軸は、輝度を２５６の階調数で表した場合の平均輝度と、露光時間を示している。目標輝度を１１０としている。測定条件の数値は、図８で例示したのと同様である。点線は１画面の平均輝度を表し、実線は７画面にわたる移動平均輝度をあらわしている。また太線は露光時間を表している。円（１）で囲んだところは、白い屋根の貨物トラックが通過したことを示している。平均輝度は瞬間的に高くなるが、移動平均を使用した本発明の効果により、このような外乱の影響を回避し、安定した露光制御が行える。円（２）で囲んだところは、８秒間レンズをわざと黒い物体で覆い、取り除いたときの様子を示す。黒い物体での前を覆ったことにより、平均輝度が著しく低下し、露光制御が輝度を高くする方向に働いて、露光時間を長くしている。ところが、黒い物体を取り除いた直後に画面が明るくなっても、露光制御の更新間隔を変化させるようにした本発明の効果により、露光時間の追従遅れは少なく、かつ、制御の行き過ぎ（オーバーシュート）も少なくすることができている。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、入力画像の輝度の移動平均値を算出し、この移動平均値と目標輝度との差に応じて、露光制御更新間隔を変化させることによって、画面の輝度の追従性を損なわずに、かつ外乱に対する輝度変化のオーバーシュートを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光制御装置を適用したカメラ式車両感知システムの概略構成図である。
【図２】カメラ式車両感知器１の内部構成を示すブロック図である。
【図３】露光制御の概要を説明するためのグラフである。
【図４】基準画像の輝度を目標輝度に維持するための露光制御内容を説明するためのブロック図である。
【図５】輝度平均算出方法を示すためのグラフである。
【図６】輝度差と更新間隔との具体的関係を例示したグラフである。
【図７】輝度差と更新間隔とのさらに他の具体的関係を示すグラフである。
【図８】輝度差に応じて露光制御間隔を可変とする制御内容を示すグラフである。
【図９】車両を消去しないで得た道路の撮影画像データに基づき、輝度差に応じて露光制御間隔を可変とする本発明の制御を行って、画面平均輝度と露光時間の時間推移を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１カメラ式車両感知器
２ポール
３交通情報センター
４パーソナルコンピュータ
５通信回線
１１カメラ
１２カメラＤＳＰ
１３画像処理装置
１４通信インターフェイス
１５レンズ系
１６イメージセンサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a camera-type vehicle detector that can detect a vehicle on a road by photographing a road with a camera and processing the image, and particularly relates to an exposure control method and apparatus for the camera.
[0002]
[Prior art]
As a vehicle detector for detecting a vehicle on a road, an ultrasonic type is well known. This ultrasonic type measures the vehicle by emitting ultrasonic waves from the top to the bottom of the road and detecting the arrival time of the reflected wave, but detects the characteristics of each vehicle. I can't do that.
Therefore, a camera-type vehicle detector is known that detects the characteristics of a vehicle and identifies a vehicle license plate by photographing a road with a camera and processing the image.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-021958
[Problems to be solved by the invention]
The camera's EE (Electric Eye camera) control (control that automatically adjusts the exposure according to the intensity of light hitting the subject) is fast following, so most of the screen When a large vehicle occupies, for example, the exposure time control and the aperture control are unnecessarily operated depending on the color of the vehicle. Therefore, for example, after a large cargo truck with a white roof passes, exposure time control and aperture control are too effective for a while, resulting in a dark image.
[0005]
Therefore, the present invention provides an exposure control method and apparatus for a camera-type vehicle detector that can reduce overtracking of a luminance change with respect to a disturbance without impairing the followability of the brightness of the screen. With the goal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the exposure control method for a camera-type vehicle sensor of the present invention, an image captured by the camera-type vehicle sensor is input every predetermined time, and the brightness of the screen is calculated based on the data of each input image. The average value (called moving average value) of multiple screens input over a period of time is calculated and compared with the moving average value and the target luminance so that the difference between the moving average value and the target luminance is small . There line exposure control, the update interval of the exposure control, a method of changing in accordance with the difference between the moving average value and the target brightness (claim 1).
[0007]
According to the above-described method, the luminance change overshooting with respect to a temporary disturbance can be prevented by using the moving average value of the luminance of a plurality of frames instead of using the luminance of only one frame of the screen. Can be small.
In addition to the control using the moving average value of the, the update interval of the exposure control, have preferably be change according to the difference between the moving average value and the target luminance. By adjusting the control interval according to the difference between the moving average value and the target luminance, overcontrol can be prevented and stable exposure control can be performed against disturbance.
For example, the update interval is longer as the difference between the moving average value and the target luminance is smaller, and the update interval is shorter as the difference is larger (claim 2).
[0008]
When calculating the moving average value, it is preferable to calculate the moving average value by excluding the maximum and minimum luminance values of the screen input over the past time. As a result, instantaneous and sudden changes in the brightness of the screen can be ignored, so that the stability of the control is increased.
The exposure control may be camera exposure time control or aperture control.
[0009]
An exposure control apparatus according to the present invention is an apparatus according to the same invention as the exposure control method according to claims 1 and 3 (claims 5 and 6 ).
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram of a camera type vehicle sensing system to which an exposure control apparatus of the present invention is applied.
A camera-type vehicle sensor 1 is attached to an upper portion of a pole 2 installed in the vicinity of the road. A communication line 5 is connected from the camera-type vehicle sensor 1 to a personal computer 4 of a traffic information center 3 that collects traffic conditions on the road. The communication line 5 may be either wired / wireless or a combination thereof, and may be a dedicated line or a public communication line.
[0011]
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the camera-type vehicle detector 1. The camera-type vehicle sensor 1 includes a camera, a camera DSP (Digital Signal Processor) 12 that controls the operation of the camera 11, an image processing device 13, and a communication interface 14.
The camera 11 includes a lens system 15 and an image sensor 16. The aperture stop amount in the lens system 15 is adjusted based on the stop control signal from the camera DSP 12.
[0012]
The field of view of the camera 11 is directed to a road (not shown), and the camera 11 captures a road state and forms a captured image on the image sensor 16. Data of the image formed on the image sensor 16 is output to the camera DSP 12. The exposure time (corresponding to the shutter speed) of the image sensor 16 is adjusted based on the exposure time control signal from the camera DSP 12.
The image processing device 13 generates image data of the road surface area. This image is referred to as a “reference image”. Based on the reference image data, vehicle detection, license plate reading, vehicle speed detection, traffic jam length detection, and the like are performed to obtain various information for grasping traffic flow. These pieces of information are transmitted to the traffic information center 3 through the communication interface 14 and the communication line 5.
[0013]
Further, the image processing apparatus 13 performs exposure control of the camera 11 based on the reference image data. The result of exposure control is used for exposure time control of the image sensor 16 and aperture control of the lens system 15 through the camera DSP 12. The interval for creating and taking in the reference image data is hereinafter referred to as k (seconds).
FIG. 3 is a graph for explaining an outline of exposure control performed by the image processing apparatus 13. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents luminance and exposure time. The exposure control is executed for each night, morning, daytime, and evening. At night, the purpose is to shoot a headlight, and as shown in FIG. 3, the exposure time is fixedly controlled. In the daytime, the purpose is to photograph the vehicle body and the license plate, and control is performed to keep the brightness of the reference image constant. This constant luminance is called “target luminance”. The target brightness is not always constant during the day. The target brightness may be changed for each time zone of the day, or the target brightness may be changed according to the weather of the day.
[0014]
In the morning, control is performed to increase the exposure time in order to connect from night control to daytime control. The purpose of increasing the exposure time is to shoot a headlight at night, so the exposure time may be relatively short. However, in the morning, it is necessary to increase the exposure amount of the image sensor 16 to shoot a vehicle body or the like. This is because it is necessary to gradually increase the exposure time for this purpose. In the evening, control is performed to shorten the exposure time in order to connect from daytime control to nighttime control.
[0015]
Hereinafter, exposure control contents for maintaining the luminance of the reference image at the target luminance in the daytime will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram for explaining the exposure time control contents of the camera 11.
The image processing device 13 calculates an average luminance value over the screen with respect to the reference image data. Then, the difference between the average luminance value and the target luminance is calculated, and the exposure time and the aperture are increased / decreased according to the difference.
[0016]
In the “reference image” block of FIG. 4, reference image data is captured. In the “brightness average calculation” block, an average value of luminance over the entire screen of the reference image data is calculated. In the present embodiment, a moving average is taken in consideration of reference image data captured in the past.
FIG. 5 is a graph for illustrating a luminance average calculation method, in which the horizontal axis represents time t and the vertical axis represents average luminance. A round dot represents the average value of the luminance over the entire screen of the reference image data captured every k seconds. In the following, the reference image data capture time is t1, t2, t3,. . . , Ti,. . . Write. There is a relationship of ti + 1−ti = k. The moving average is calculated at times t1, t2, t3,. . . , Ti,. . . Every time, the luminance data over the past predetermined time T is calculated by taking the average of the luminance. Although the predetermined time T can be set arbitrarily, for example, T = 7k. The luminance average value acquired at time ti is written as I (ti). In FIG. 4, a range in which the average is taken over the past time T that goes back from the time t1 is indicated by a solid line, and the moving average value calculated in this range is I (t1). Further, a range that takes an average over the past time T that goes back from the next capture time t2 after the time t1 is indicated by a broken line, and the moving average value calculated in this range is I (t2).
[0017]
Further, in the present embodiment, in averaging the luminance data within the above range, the smallest and next smallest ones are excluded except the largest and second largest ones. Referring to FIG. 4, the moving average data at time t1 is averaged within the range of the solid line except for the maximum luminance data a and the next largest luminance data e, and the minimum luminance data c and the next smallest luminance data d. To calculate. The moving average data at time t2 is calculated by taking the average of the maximum luminance data e and the next largest luminance data b, and the minimum luminance data c and the next smallest luminance data d within the range of the broken line. The reason why the maximum and minimum values are excluded is to improve the reliability and stability of the average calculation by excluding data that protrudes instantaneously.
[0018]
The brightness difference between the brightness average value thus obtained and the target brightness is calculated. The target luminance is I0, and the difference I (ti) -I0 between the acquired luminance average value I (ti) and I0 is written as ΔI (ti).
In the present invention, the time interval (referred to as update interval) for calculating the luminance difference ΔI (ti) between the acquired average luminance value and the target luminance is made variable according to the luminance difference ΔI (ti). Specifically, assuming that the time interval for creating and taking in the reference image data is k as described above, when the absolute value | ΔI (ti) | of the luminance difference exceeds the threshold value, the exposure control ( If the absolute value | ΔI (ti) | of the luminance difference does not exceed the threshold value, exposure control is performed every longer time.
[0019]
Let τ and −τ be correction amounts of the exposure time. In the exposure control, the exposure time is changed by τ per update. The correction amount τ takes a negative value when ΔI (ti) is positive, and takes a positive value when ΔI (ti) is negative.
FIG. 6 is a graph illustrating a specific relationship between the luminance difference and the update interval. Two types of threshold values for the luminance difference are set and indicated by ± A and ± B, respectively. In addition, when three types of update intervals are set and the absolute value of the luminance difference | ΔI (ti) | is equal to or less than the threshold value A, exposure control is performed every time k, and the absolute value of the luminance difference | ΔI (ti) When | exceeds the threshold value A and is equal to or less than B, exposure control is performed every time Mk (M is a constant integer of 1 or more), and the absolute value | ΔI (ti) | When it exceeds, exposure control is performed every time Lk (L is a constant integer of 1 or more; L> M). The numerical values A and B and the numerical values M and L are not limited, but as numerical examples, A = 10, B = 20, M = 2, and L = 5 when the luminance is expressed in 256 gradations. .
[0020]
FIG. 7 is a graph showing still another specific relationship between the luminance difference and the update interval. Two kinds of threshold values for luminance difference are set in the same manner as in FIG. Two types of Mk (M is an integer equal to or greater than 1) are set. Then, when the luminance difference is between A and B, the update interval continuously changes linearly between Mk and k.
FIG. 8 is a graph showing the contents of control in which the exposure control interval is variable according to the luminance difference. The horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the luminance difference ΔI (ti), and the exposure time correction amount. The luminance difference ΔI (ti) is indicated by a line graph. The specific relationship between the luminance difference and the update interval follows the graph of FIG. 6, the threshold values for the luminance difference are indicated by 10 and 20, the update time is k for 1 second, M = 2, L = 5. It is said. The exposure time correction amount τ is set to 300 μsec.
[0021]
Since the luminance difference ΔI (ti) is within the threshold value 10 from ti = 0 (seconds) to ti = 10 (seconds), the update time is 5 seconds. The exposure correction is updated when ti = 5 (seconds) and ti = 10 (seconds). The exposure time correction amount is −τ because the luminance difference ΔI (t5)> 0 at the time of ti = 5 (seconds). At the time point of ti = 10 (seconds), the luminance difference ΔI (t10) = 0, so that the exposure time correction amount is zero. Since the luminance difference ΔI (t11) exceeds the threshold value 10 at the time point ti = 11 (seconds), the update time is 2 seconds, and the update is performed at the next time point ti = 13 (seconds). Since the luminance difference ΔI (t12) exceeds the threshold value 20 at the time of ti = 12 (seconds), the update time is 1 second, and the update time is again the time of the next ti = 13 (seconds). The exposure time correction amount is −τ because the luminance difference ΔI (t13)> 0 at the time of ti = 13 (seconds). Since the luminance difference ΔI (t13) exceeds the threshold value 20 at the time of ti = 13 (seconds), the update time is 1 second, and the update is performed at the next time of ti = 14 (seconds). Since the luminance difference ΔI (t14) exceeds the threshold value 20 even when ti = 14 (seconds), the update time is 1 second, and the update is performed when ti = 15 (seconds). At ti = 15 (seconds), the luminance difference ΔI (t15) is less than the threshold 20 but exceeds 10, so the update time is 2 seconds, and the update is performed at the next ti = 16 (seconds). In the following, update will be continued with the same rules.
[0022]
Thus, by adjusting the update time longer as the difference is smaller according to the difference between the moving average value and the target luminance, overcontrol can be prevented and stable exposure control can be performed against disturbance.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, in the camera-type vehicle detection system, the image processing device 13 is provided in the camera-type vehicle detector 1, but is not limited thereto, and is connected to the camera-type vehicle detector 1 through the communication line 5. It may be provided in the personal computer 4. In the above-described embodiment, the exposure time is taken up as an exposure control target, but the aperture amount may be controlled. In this case, increasing the exposure time corresponds to increasing the aperture amount, and decreasing the exposure time corresponds to decreasing the aperture amount. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.
[0023]
【Example】
FIG. 9 shows the control of the present invention in which the exposure control interval is made variable according to the brightness difference based on the photographed image data of the road obtained without erasing the vehicle, and the temporal transition of the screen average brightness and the exposure time is measured. It is a graph which shows the result. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the average luminance and the exposure time when the luminance is represented by 256 gradations. The target brightness is 110. The numerical values of the measurement conditions are the same as those illustrated in FIG. The dotted line represents the average luminance of one screen, and the solid line represents the moving average luminance over seven screens. The thick line represents the exposure time. The circled circle (1) indicates that a white roof cargo truck has passed. Although the average luminance increases instantaneously, the effect of the present invention using the moving average can avoid the influence of such disturbance and perform stable exposure control. The area surrounded by the circle (2) shows the state when the lens is intentionally covered with a black object for 8 seconds and removed. By covering the front with a black object, the average luminance is remarkably lowered, and the exposure control works in the direction of increasing the luminance, thereby extending the exposure time. However, even if the screen becomes bright immediately after removing the black object, the effect of the present invention in which the update interval of the exposure control is changed, so that the follow-up delay of the exposure time is small and the control is overshooted (overshoot). Can also be reduced.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the moving average value of the luminance of the input image is calculated, and the exposure control update interval is changed according to the difference between the moving average value and the target luminance, so that the luminance of the screen is increased. The overshoot of the luminance change with respect to the disturbance can be reduced without impairing the followability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a camera type vehicle sensing system to which an exposure control apparatus of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the camera-type vehicle detector 1;
FIG. 3 is a graph for explaining an outline of exposure control;
FIG. 4 is a block diagram for explaining the content of exposure control for maintaining the brightness of a reference image at a target brightness.
FIG. 5 is a graph for illustrating a luminance average calculation method.
FIG. 6 is a graph illustrating a specific relationship between a luminance difference and an update interval.
FIG. 7 is a graph showing still another specific relationship between the luminance difference and the update interval.
FIG. 8 is a graph showing control details for varying the exposure control interval in accordance with the luminance difference.
FIG. 9 measures the time transition of the average screen brightness and exposure time based on the captured image data of the road obtained without erasing the vehicle, with the control of the present invention that makes the exposure control interval variable according to the brightness difference. It is a graph which shows the result.
[Explanation of symbols]
1 camera type vehicle detector 2 pole 3 traffic information center 4 personal computer 5 communication line 11 camera 12 camera DSP
13 Image Processing Device 14 Communication Interface 15 Lens System 16 Image Sensor

Claims

カメラ式車両感知器で撮影した画像を所定時間ごとに入力し、
入力された各画像のデータに基づいて、画面の輝度を算出し、
過去の時間にわたって入力された複数の画面の輝度の平均値（移動平均値という）を算出し、
この移動平均値と目標輝度と比較し、移動平均値と目標輝度との差が小さくなるように、露光制御を行い、
前記露光制御の更新間隔を、前記移動平均値と目標輝度との差に応じて変化させることを特徴とするカメラ式車両感知器の露光制御方法。Input images taken with a camera-type vehicle detector every predetermined time,
Based on the data of each input image, calculate the screen brightness,
Calculate the average value (called moving average value) of the brightness of multiple screens input over the past time,
Compared with this moving average value and the target luminance, so that the difference between the moving average value and the target luminance is reduced, it has rows exposure control,
An exposure control method for a camera-type vehicle sensor , wherein an update interval of the exposure control is changed according to a difference between the moving average value and a target luminance .

前記露光制御の更新間隔を、移動平均値と目標輝度との差が小さいほど更新間隔が長く、移動平均値と目標輝度との差が大きいほど更新間隔が短くなるように変化させることを特徴とする請求項１記載のカメラ式車両感知器の露光制御方法。The exposure control update interval is changed such that the smaller the difference between the moving average value and the target luminance is, the longer the update interval is, and the larger the difference between the moving average value and the target luminance is, the shorter the update interval is. An exposure control method for a camera-type vehicle detector according to claim 1.

カメラ式車両感知器で撮影した画像を所定時間ごとに入力し、
入力された各画像のデータに基づいて、画面の輝度を算出し、
過去の時間にわたって入力された複数の画面の輝度の平均値（移動平均値という）を算出し、
この移動平均値と目標輝度と比較し、移動平均値と目標輝度との差が小さくなるように、露光制御を行い、
前記移動平均値を算出する場合に、過去の時間にわたって入力された画面の輝度の最大値と最小値とを除外して算出することを特徴とするカメラ式車両感知器の露光制御方法。 Input images taken with a camera-type vehicle detector every predetermined time,
Based on the data of each input image, calculate the screen brightness,
Calculate the average value (called moving average value) of the brightness of multiple screens input over the past time,
Compare this moving average value with the target brightness, perform exposure control so that the difference between the moving average value and the target brightness is small,
Wherein when calculating the moving average value, features and to Luke camera type exposure control method for a vehicle detector that is calculated by excluding the maximum and minimum values of the brightness of the screen which is input over the past time.

前記露光制御は、カメラの露光時間制御又は絞り制御であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカメラ式車両感知器の露光制御方法。 4. The exposure control method for a camera-type vehicle sensor according to claim 1, wherein the exposure control is camera exposure time control or aperture control.

カメラ式車両感知器のカメラで撮影した画像のデータに基づいて、画面の輝度を算出する画面輝度算出手段と、
過去の時間にわたって入力された画面輝度の平均値（移動平均値という）を算出する移動平均算出手段と、
この移動平均値と目標輝度と比較し、移動平均値と目標輝度との差が小さくなるように、露光制御を行う露光制御手段とを有し、
前記露光制御手段は、露光制御の更新間隔を、前記移動平均値と目標輝度との差に応じて変化させることを特徴とするカメラ式車両感知器における露光制御装置。Screen luminance calculating means for calculating the luminance of the screen based on the data of the image taken by the camera of the camera-type vehicle detector;
A moving average calculating means for calculating an average value (referred to as a moving average value) of screen luminances input over the past time;
This movement was compared with the average value and the target brightness, for the difference between the moving average value and the target luminance becomes small, it possesses an exposure control means for performing exposure control,
An exposure control apparatus for a camera-type vehicle sensor, wherein the exposure control means changes an exposure control update interval according to a difference between the moving average value and a target luminance .

カメラ式車両感知器のカメラで撮影した画像のデータに基づいて、画面の輝度を算出する画面輝度算出手段と、Screen luminance calculating means for calculating the luminance of the screen based on the data of the image taken by the camera of the camera-type vehicle detector;
過去の時間にわたって入力された画面輝度の平均値（移動平均値という）を算出する移動平均算出手段と、A moving average calculating means for calculating an average value (referred to as a moving average value) of screen luminances input over the past time;
この移動平均値と目標輝度と比較し、移動平均値と目標輝度との差が小さくなるように、露光制御を行う露光制御手段とを有し、Exposure control means for performing exposure control so that the difference between the moving average value and the target luminance is small compared with the moving average value and the target luminance;
前記移動平均算出手段は、移動平均値を算出する場合に、過去の時間にわたって入力された画面の輝度の最大値と最小値とを除外して算出することを特徴とするカメラ式車両感知器における露光制御装置。In the camera-type vehicle sensor, the moving average calculation means calculates the moving average value by excluding the maximum value and the minimum value of the luminance of the screen input over the past time. Exposure control device.