JP5590387B2 - カラーターゲット位置決定装置 - Google Patents
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Description
ここでは、カラーターゲット2は、2つの異なる色の組み合わせ(パターン)によって構成されていることにする。図1の(a)に示すように、2つの色(近似色を含む元色)のうちの一方は第1色と名づけてC1(R1,G1,B1)(RGB表色系)で表している。2つの色のうちの他方は第2色と名づけてC2(R2,G2,B2)で表している。つまり、このカラーターゲット2を特徴付けている特徴色は、第1色と第2色であり、この第1色と第2色の境界線の検出を通じて正確な位置検出が可能となる。このカラーターゲット2が、タングステンランプやナトリウムランプなどの光源によって照明されることで、第1色と第2色はそれぞれ異なった色(近似色を含む変化色)に変化する。第1色が変化した色を第3色と名づけてC3(R3,G3,B3)で表している。第2色が変化した色を第4色と名づけてC4(R4,G4,B4)で表している。この色の変化(移行)をマトリックス表現した関係式を用いてそれぞれの色変化を示すと次のように示すことができる。
C1(R1,G1,B1)・M1 => C3(R3,G3,B3) (1)
C2(R2,G2,B2)・M2 => C4(R4,G4,B4) (2)
このような色の変化を表色系上で視覚化した模式図が図1の(b)に示されている。つまり、光源による照明により元色の座標位置が変化色の座標位置に移動するが、その移動の方向と距離が変換行列:M1、M2で表されている。
次に、光源による色影響を受けたカラーターゲット2を撮影画像上で、元通りの色になるように色補正することを考える。この補正は、変換行列:M1、M2の逆行列:M1-1、M2-1を求めることで実現することができる。つまり、光源による色影響により表色系上での第1色から第3色への移動、及び第2色から第4色への移動はその移動を逆にたどって戻すことで元色となる。このことは次のように示すことができる。
C3(R3,G3,B3)・M1-1 => C1(R1,G1,B1) (3)
C4(R4,G4,B4)・M2-1 => C2(R2,G2,B2) (4)
このような色補正を表色系上で視覚化した模式図が図1の(c)に示されている。
一般的に正確な逆行列を求めることは困難なので、近似的または実験的あるいはその両方で求めるとよい。このようにして求められたM1-1やM2-1に対応するように作成されたカラープロファイルは、カラーターゲット2が特定の光源によって受ける色影響を少なくとも低減するような特性を持つことになる。
また、色毎(第1色と第2色)に個別に作成された複数の変換行列を好ましくは最適近似させた共通変換行列を作成し、その共通変換行列の逆行列から両方の色(第1色と第2色)に適合するカラープロファイルを作成してもよい。また実質的には同じであるが、個別に作成された複数の逆行列を好ましくは最適に1つの逆行列に融合させ、この融合させた逆行列から両方の色(第1色と第2色)に適合するカラープロファイルを作成してもよい。
なお、色構成等が異なる複数種のカラーターゲット2を処理しなければならない場合には、複数種のカラーターゲット2毎のカラープロファイル(逆行列)を作成するとよい。
なお、光源種として、タングステンランプ、ナトリウムランプ、蛍光ランプ、LEDランプなどが挙げられるが、太陽光に含めて、互い同士の組み合わせもここで推定される光源種としてもよい。また、その各ランプの強度、色影響の大きさ別に同一光源種を区分けしてもよい。
カラープロファイル選択部43は、光源推定部41によって推定された光源種と、予め設定されているターゲット2の色構成、ここでは青と赤の市松模様の色構成とから適合するカラープロファイルを選択し、色変換部44に与える。色変換部44は、カラープロファイル選択部43によって選択されたカラープロファイルを用いて撮影画像の色補正を行う。
Y=0.299×R+ 0.587×G+ 0.114×B
Cb=0.564×(B − Y)
Cr=0.713×(R − Y)
ここで、Y:輝度値、Cb:青色成分値、Cr:赤色成分値、R:R画素値、G:G画素値、B:B画素値である。この式からの理解できるように、第1の色成分値や第2の色成分値、例えば青色成分値:Cb、赤色成分値:Cr は撮影画像の輝度(明るさ)に応じて変化するものである。
TH=VA_avg + K×ΔV_avg
ここで、Kは一定値であり、予め実験的に求められた値である。
このようにして算定された閾値:THは、撮影画像における輝度成分を含んだCb:青色成分値ないしはCr:赤色成分値をパラメータとする関数によって導出されているので、撮影画像における輝度レベルが高いと大きくなり、輝度レベルが低いと小さくなる。なお、この閾値を求める演算処理を簡単化するためには、青色の閾値:THbまたは赤色の閾値:THrの一方を求め、これを他方の閾値とするような閾値の共通化を行うとよい。
THb=Fb(f(Y),f(Cb))
赤領域判定のための閾値:THrは、Y:撮影画像の輝度または色差情報の輝度値の統計学的数値:f(Y)とCb:赤色成分値の統計学的数値:f(Cr)とのをパラメータとする以下の関数:Frで求めることができる。
THr=Fr(f(Y),f(Cr))
なお、ここでは、青領域判定のための閾値:THbと赤領域判定のための閾値:THrの2つの閾値を求めたが、一方の閾値を兼用して使用することも可能である。
まず、車両1は、検査場の所定位置に正確に位置決め停車される(#01)。停車の確認後、カメラ11を動作させ、車両周辺を撮影する(#02)。所定位置に停車した車両1のカメラ11による撮影画像には、カメラ11の取り付け精度が多少悪くても2つのターゲット2の画像が含まれるようにカメラ設定されている。画像入力部31を通じて入力された撮影画像(RGBカラー画像データ)は、例えば、レンズ特性を起因とする画像歪の補正などの基本的な画像処理が施される(#03)。
次いで、閾値設定部53が、YCbCrカラー画像データのCb:青色成分値ないしはCr:赤色成分値を、上述した式、
TH=VA_avg + K×ΔV_avg
に適用して、ターゲット2の青領域に対する検出閾値の設定と(#12)、ターゲット2の赤領域に対する検出閾値とを設定する(#13)。取得された撮影画像に応じて、ステップ#08での演算処理を通じて設定された閾値を用いて、YCbCr系の撮像画像を順次走査し、ターゲット2の青色領域の判定(#14)と赤色領域の判定(#15)を行う。青色領域の判定においては、青色成分値が青色検出閾値を上回るとともに赤色成分値が赤色検出閾値を下回ることとをその判定条件としている。同様に、赤色領域の判定においては、赤色成分値が閾値を上回るとともに青色成分値が閾値を下回ることとをその判定条件としている。
(1) 上述した色変換モジュール4やターゲット位置決定モジュール5における各機能部は、機能としての分担を示すものであり、必ずしも独立して設けられる必要はない。マイクロコンピュータなどのハードウェアと、ハードウェア上で実行されるプログラムなどのソフトウェアとの協働によって各機能が実現されるものでも勿論構わない。
(2) 上述した実施形態では、このカラーターゲット位置決定装置の処理対象となるターゲット2は、車載カメラ取付位置の判定用ターゲット2であったが、駐車場やバッテリ充電ステーションでの停止目標用ターゲットであってもよい。また、道路上に描かれている白線や黄線などをターゲット2とみなして、本発明を適用しても良い。
(3) 上記実施形態では、ターゲット2が光源によって受ける色影響を低減する特性を持つカラープロファイルとして、第1色(青)に対する色影響を低減させるためのカラープロファイルと、第2色(赤)に対する色影響を低減させるためのカラープロファイルとを融合させた、青・赤共通カラープロファイルが用いられた。これに代えて、青色に対する色影響を低減させるための青補正カラープロファイルと赤色に対する色影響を低減させるため赤補正カラープロファイルを用意し、これらを個別に適用させる構成を採用してもよい。
31:画像入力部
32:取付精度判定モジュール
4:色変換モジュール
41:光源推定部
42:カラープロファイル格納部
43:カラープロファイル選択部
44:色変換部
5:ターゲット位置決定モジュール
Claims (3)
- 異なる色の組み合わせからなるカラーターゲットを光源下において撮影した撮影画像を入力する画像入力部と、
前記撮影画像から前記光源の光源種を推定する光源推定部と、
前記撮影画像におけるカラーターゲットが前記光源種毎の光源によって受ける色影響を低減するような特性を持つように前記光源種毎に作成されたカラープロファイルを格納するカラープロファイル格納部と、
前記光源推定部で推定された光源種に基づいて前記カラープロファイル格納部から選択出力されたカラープロファイルを用いて前記撮影画像を色補正する色変換部と、
前記色変換部によって色補正された色補正撮影画像における前記カラーターゲットの異なる色領域を識別判定して前記カラーターゲットの前記撮影画像における位置を決定するカラーターゲット位置決定モジュールと、
を備え、
前記カラーターゲットを構成する複数の元色から、当該元色が前記光源種の色影響によって色空間上を移動することにより生じたそれぞれの変化色への共通変換行列を近似的に求め、この変換行列の逆行列に基づいて前記カラープロファイルが作成されるカラーターゲット位置決定装置。 - 異なる色の組み合わせからなるカラーターゲットを光源下において撮影した撮影画像を入力する画像入力部と、
前記撮影画像から前記光源の光源種を推定する光源推定部と、
前記撮影画像におけるカラーターゲットが前記光源種毎の光源によって受ける色影響を低減するような特性を持つように前記光源種毎に作成されたカラープロファイルを格納するカラープロファイル格納部と、
前記光源推定部で推定された光源種に基づいて前記カラープロファイル格納部から選択出力されたカラープロファイルを用いて前記撮影画像を色補正する色変換部と、
前記色変換部によって色補正された色補正撮影画像における前記カラーターゲットの異なる色領域を識別判定して前記カラーターゲットの前記撮影画像における位置を決定するカラーターゲット位置決定モジュールと、
を備え、
前記色変換部は、前記推定された光源種と前記カラーターゲットを特徴付ける特徴色とに基づいて選択されるカラープロファイルを用いて前記撮影画像を色補正するカラーターゲット位置決定装置。 - 前記色変換部は、前記推定された光源種と前記カラーターゲットを特徴付ける特徴色とに基づいて選択されるカラープロファイルを用いて前記撮影画像を色補正する請求項1に記載のカラーターゲット位置決定装置。
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