JP4771797B2 - 距離計測装置及び距離計測方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施の形態について、図1から図16を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る距離計測装置の構成を示す構成図である。図2は本発明の第1の実施の形態に係る距離計測装置における領域限定画質改善部の構成を示す構成図である。図3は本発明の第1の実施の形態に係る距離計測装置における顔検出部の構成を示す構成図である。図4は本発明の第1の実施の形態に係る距離計測装置における反転・平滑化処理について説明するための図である。図4(a)は反転前の画像を示す図である。図4(b)は反転後の画像を示す図である。図4(c)は平滑化された画像を示す図である。
以下、本発明の第2の実施の形態に係る距離計測装置及び距離計測方法について図17から図19を用いて説明する。本発明の第2の実施の形態に係る距離計測装置の構成は第1の実施の形態に係る距離計測装置の構成と基本的には同様であり、相違する点は顔検出部の構成である。以下では、本発明の第2の実施の形態における顔検出部の構成及び本発明の第2の実施の形態に係る距離計測装置における人物距離計測方法について説明する。なお、第2の実施の形態に係る距離計測装置の構成要素であって、第1の実施の形態に係る距離計測装置の構成要素と同様のものについて説明する際、第1の実施の形態に係る距離計測装置の構成要素の符号を用いて説明する。
101a 右カメラの特定波長透過フィルタ
101b 左カメラの特定波長透過フィルタ
102a 右カメラ
102b 左カメラ
103 カメラ制御部
104 ステレオ画像取得部(撮影手段)
105 近赤外光投光器
106 領域限定画質改善部(画質改善手段)
107、1071 顔検出部(検出手段)
108 領域限定明暗補正部(補正処理手段)
109 領域限定ステレオマッチング部(視差画像情報生成手段)
110 人物距離算出部(距離算出手段)
111 履歴情報
200 注目領域設定部
201 ハイパスフィルタ
202 対数変換フィルタ
300、1700 前処理部
301、1701 雑音除去部
302、1702 画像縮小部
303、1703 画像領域取得部
304、1704 反転・平滑化処理部
305、1705、1706 濃淡情報正規化部
306、307、308、1707、1708、1709 顔識別部
309、310、311、1710、1711、1714 階層型ニューラルネットワーク
312、314、1712、1715 マスク
313、315、1713、1716 左右反転部
316、1717 後処理部
400 反転前の画像の輝度の濃い部分
401 反転後の画像の輝度の濃い部分
700 画像上の顔
701 検出窓
900、1200 領域限定設定部
901 明暗補正処理部
1000 処理対象領域
1201 対応点探索部
1300 右カメラで撮影した画像(右画像)
1301 左カメラで撮影した画像(左画像)
1302 物体
1303、1305 物体の面
1304 目的点
1400 特定の視差値探索部
1401 距離算出部
1402 エアバック制御装置
Claims (22)
- 所定間隔を保って配置された2つのカメラによって撮影対象物を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段の前記2つのカメラによって撮影された前記撮影対象物の画像のうち、一方の画像に対して、所定の画像領域下において、撮影時の照明環境の影響を除去して前記画像の画質改善処理を行う画質改善手段と、
前記画質改善手段によって画質改善された前記画像に基づいて、前記画像上の前記撮影対象物における輝度のムラの影響を低減させるため、前記画像上の輝度の濃い部分の画像領域を前記画像上の所定の基準線を基準にして反転させ、前記反転前の画像の輝度値と前記反転後の画像の輝度値を用いて前記画像の平滑化を行う反転・平滑化処理をして前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報に基づいて、処理対象となる前記画像上の画像領域を限定し、限定された前記画像領域において、前記撮影手段の前記2つのカメラによって撮影された2つの画像に対して輝度変化を強調する処理を行う補正処理手段と、
限定された前記画像領域において、前記補正処理手段によって処理された2つの前記画像間の対応点を探索し、探索した前記対応点の位置のずれに基づいて、視差画像情報を生成する視差画像情報生成手段と、
前記視差画像情報生成手段によって生成された前記視差画像情報に基づいて、視差値を求め、前記視差値に基づいて、前記撮像手段と前記撮影対象物との間の距離を算出する距離算出手段とを、
備える距離計測装置。 - 前記撮影対象物が人物の顔である請求項1に記載の距離計測装置。
- 前記撮影手段によって前記撮影対象物を撮影する際、24時間撮影を可能とするために、近赤外光を前記撮影対象物に投光する近赤外光投光手段を備える請求項1又は2に記載の距離計測装置。
- 前記2つのカメラの少なくとも一方に、前記撮影手段によって前記撮影対象物を撮影する際、可視光を含む外乱光の影響を低減させ、安定した画像を撮影可能とするために、前記近赤外光投光手段から投光される前記近赤外光の反射光のみを受光する特定波長透過フィルタを備える請求項3に記載の距離計測装置。
- 前記視差画像情報生成手段は、高精度な前記対応点を探索するために、動的計画法を用いる請求項1から4のいずれか1つに記載の距離計測装置。
- 前記補正処理手段は、光源位置による前記カメラごとで写される前記撮影対象物からの反射光の違いによる位置測定精度の低下を低減させ、実環境下において高精度な距離計測を可能とするために、LoGフィルタによる処理を行う請求項1から5のいずれか1つに記載の距離計測装置。
- 前記画質改善手段は、撮影時の照明環境の影響を吸収する対数変換フィルタと、前記対数変換フィルタを介した前記画像のコントラストの低下を軽減させるハイパスフィルタとを備える請求項1から6のいずれか1つに記載の距離計測装置。
- 前記検出手段は、ニューラルネットワークを用いて前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報を検出する請求項1から7のいずれか1つに記載の距離計測装置。
- 前記検出手段は、前記カメラの光軸まわりに回転する前記撮影対象物の検出を可能にするため、画質改善された前記画像が前記光軸に対して回転している場合に前記回転している方向とは逆方向に前記回転している回転量分を回転させ、前記画像上の前記撮影対象物があらかじめ学習された画像上の対象物に対してどの程度似ているかを示す類似度を求める複数の検出器を備え、前記検出器を用いて求められた前記類似度に基づいて絞り込まれた前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報を検出する請求項1から8のいずれか1つに記載の距離計測装置。
- 前記検出手段は、前記画像上の輝度の濃い部分の画像領域を前記画像上の所定の基準線を基準にして反転させ、前記反転前の画像の輝度値と前記反転後の画像の輝度値を用いて前記画像の平滑化を行う反転・平滑化処理された画像上における前記撮影対象物の前記位置情報の検出を前記複数の検出器のうちの所定の検出器によって行い、前記反転・平滑化処理されていない画像上における前記撮影対象物の前記位置情報の検出を前記複数の検出器のうちの所定の検出器以外の検出器によって行う請求項9に記載の距離計測装置。
- 前記検出手段は、過去の検出結果に基づいて、用いる前記検出器を選択する請求項9又は10に記載の距離計測装置。
- 所定間隔を保って配置された2つのカメラによって撮影対象物を撮影するステップと、
前記2つのカメラによって撮影された前記撮影対象物の画像のうち、一方の画像に対して、所定の画像領域下において、撮影時の照明環境の影響を除去して前記画像の画質改善処理を行うステップと、
画質改善された前記画像に基づいて、前記画像上の前記撮影対象物における輝度のムラの影響を低減させるため、前記画像上の輝度の濃い部分の画像領域を前記画像上の所定の基準線を基準にして反転させ、前記反転前の画像の輝度値と前記反転後の画像の輝度値を用いて前記画像の平滑化を行う反転・平滑化処理をして前記画像上における前記撮影対象物の位置情報を検出するステップと、
検出された前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報に基づいて、処理対象となる前記画像上の画像領域を限定し、限定された前記画像領域において、前記2つのカメラによって撮影された2つの画像に対して輝度変化を強調する処理を行うステップと、
限定された前記画像領域において、前記処理された2つの前記画像間の対応点を探索し、探索された前記対応点の位置のずれに基づいて、視差画像情報を生成するステップと、
生成された前記視差画像情報に基づいて、視差値を求め、前記視差値に基づいて、前記2つのカメラを含む撮像手段と前記撮影対象物との間の距離を算出するステップとを、
有する距離計測方法。 - 前記撮影対象物が人物の顔である請求項12に記載の距離計測方法。
- 前記撮影対象物を撮影する際、24時間撮影を可能とするために、近赤外光を前記撮影対象物に投光するステップを更に有する請求項12又は13に記載の距離計測方法。
- 前記撮影対象物を撮影する際、可視光を含む外乱光の影響を低減させ、安定した画像を撮影可能とするために、投光される前記近赤外光の反射光のみを受光するステップを更に有する請求項14に記載の距離計測方法。
- 高精度な前記対応点を探索するために、動的計画法を用いる請求項12から15のいずれか1つに記載の距離計測方法。
- 光源位置による前記カメラごとで写される前記撮影対象物からの反射光の違いによる位置測定精度の低下を低減させ、実環境下において高精度な距離計測を可能とするために、LoGフィルタによる処理を行う請求項12から16のいずれか1つに記載の距離計測方法。
- 照明環境の影響を吸収する対数変換フィルタにより撮影時の照明環境の影響を吸収し、画像のコントラストの低下を軽減させるハイパスフィルタにより前記吸収された前記画像のコントラストの低下を軽減させる請求項12から17のいずれか1つに記載の距離計測方法。
- ニューラルネットワークを用いて前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報を検出する請求項12から18のいずれか1つに記載の距離計測方法。
- 前記カメラの光軸まわりに回転する前記撮影対象物の検出を可能にするため、画質改善された前記画像が前記光軸に対して回転している場合に前記回転している方向とは逆方向に前記回転している回転量分を回転させ、前記画像上の前記撮影対象物があらかじめ学習された画像の対象物に対してどの程度似ているかを示す類似度を求める複数の検出器を用いて求められた前記類似度に基づいて絞り込まれた前記画像上における前記撮影対象物の前記位置情報を検出する請求項12から19のいずれか1つに記載の距離計測方法。
- 前記画像上の輝度の濃い部分の画像領域を前記画像上の所定の基準線を基準にして反転させ、前記反転前の画像の輝度値と前記反転後の画像の輝度値を用いて前記画像の平滑化を行う反転・平滑化処理された画像上における前記撮影対象物の前記位置情報の検出を前記複数の検出器のうちの所定の検出器によって行い、前記反転・平滑化処理されていない画像上における前記撮影対象物の前記位置情報の検出を前記複数の検出器のうちの所定の検出器以外の検出器によって行う請求項20に記載の距離計測方法。
- 過去の検出結果に基づいて、用いる前記検出器を選択する請求項20又は21に記載の距離計測方法。
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