JP6930243B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
本開示は、画像処理装置に関する。
例えば特許文献1に記載のように、カメラによって撮像された撮像画像から特定の識別対象を検出する画像処理の技術が知られている。この種の画像処理の技術は、車両の運転の補助、例えば、車両の周辺に存在する歩行者等の識別対象の検出に用いられている。車両に用いられる画像処理では、例えば、撮像画像において、撮像画像の全領域よりも小さい識別領域を複数の位置に移動させ、複数の位置のそれぞれにおいて、識別領域内の画像に識別対象が存在するか否かを判定することにより、撮像画像から識別対象を検出する。
ところで、前述したような画像処理では、識別対象の一部が撮像画像からはみだしていると、識別対象が検出されにくくなる。
本開示の一局面は、識別対象の一部が撮像画像からはみだしている場合でも、識別対象の検出がされやすい画像処理装置を提供することを目的としている。
本開示の一局面は、識別対象の一部が撮像画像からはみだしている場合でも、識別対象の検出がされやすい画像処理装置を提供することを目的としている。
本開示の一態様は、撮像画像(61)において識別対象(7)を検出するための画像処理装置(2)であって、生成部(S2)と、検出部(S3)と、を備える。生成部は、撮像画像の外側の少なくとも一部に補助画像(62)が付加された画像である処理対象画像(6)を生成する。検出部は、処理対象画像において、処理対象画像の全領域よりも小さい識別領域(8)を複数の位置に移動させ、複数の位置のそれぞれにおいて識別領域内の画像に識別対象が存在するか否かを判定することにより、撮像画像から識別対象を検出する。
このような構成によれば、識別対象の一部が撮像画像からはみだしている場合でも、識別対象が検出されやすくなる。具体的には、例えば、識別領域が撮像画像の領域のみを移動する場合、識別対象の一部が撮像画像からはみだしていると、識別対象の検出に適した位置まで識別領域が移動できないため、識別対象が検出されにくくなる。これに対し、本開示の一態様の画像処理装置では、識別領域の移動できる範囲が、撮像画像の領域だけでなく補助画像の領域まで拡張される。これにより、識別対象の検出に適した位置まで識別領域が移動可能となる。その結果、識別対象の一部が撮像画像からはみだしている場合でも、識別対象を検出されやすくことができる。
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。また、下記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、これは本開示の理解を容易にする目的で使用しており、特許請求の範囲の解釈を限定する意図ではない。
[1.構成]
図1に示す車載システム100は、車両に搭載されたシステムであって、カメラ1と、ECU2と、ディスプレイ3と、報知部4と、ブレーキ制御部5と、を備える。
図1に示す車載システム100は、車両に搭載されたシステムであって、カメラ1と、ECU2と、ディスプレイ3と、報知部4と、ブレーキ制御部5と、を備える。
カメラ1は、車両の前方を撮像するカメラである。カメラ1は、車両における前方中央付近に取り付けられている。カメラ1は、車両の前方を撮像した撮像画像のデータを、ECU2に入力する。なお、本実施形態における撮像画像は長方形である。
ECU2は、車両の周辺に存在する識別対象を検出するための電子制御装置である。ECU2は、ROM21と、図示しないCPU及びRAMと、を中心とする周知のマイクロコンピュータを備える。ECU2は、非遷移的実体的記録媒体であるROM21に記録されているプログラムをCPUが実行することにより、後述する画像処理を行う。
ここで、ROM21には、後述する画像処理において、ECU2が車両の周辺に存在する識別対象を検出するために用いられる基準HOG特徴量が記憶されている。なお、基準HOG特徴量については、後述する画像処理において詳しく説明する。
ディスプレイ3は、カメラ1による撮像画像を表示するディスプレイである。また、ディスプレイ3は、後述する画像処理によって識別対象が検出された旨を表す情報として、識別対象を囲む枠を撮像画像上に表示する。ディスプレイ3は、例えば、運転席前方に設置された専用ディスプレイ、運転席のメータに組み込まれたディスプレイ、及び運転席前方のガラスに映像を表示するいわゆるヘッドアップディスプレイなどでもよく、特に限定されない。
報知部4は、ECU2から出力される指示に従い、識別対象が車両の周辺に存在する旨を報知する。具体的には、報知部4は、車室内に設置されたスピーカーであって、運転者に対し、警告音を出力することによって識別対象が車両の周辺に存在する旨を報知する。
ブレーキ制御部5は、ECU2から出力される指示に従い、車両のブレーキを自動的に作動させる制御を行う。
[2.処理]
次に、車載システム100のECU2が実行する画像処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。画像処理は、運転者の操作によって、シフトレバー位置がドライブに変更されることにより開始され、一定時間ごとに繰り返し行われる。なお、処理及び後述する効果における「中心」とは、左右方向における中心のことを指すものとする。
[2.処理]
次に、車載システム100のECU2が実行する画像処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。画像処理は、運転者の操作によって、シフトレバー位置がドライブに変更されることにより開始され、一定時間ごとに繰り返し行われる。なお、処理及び後述する効果における「中心」とは、左右方向における中心のことを指すものとする。
まず、S1で、ECU2は、カメラ1から撮像画像を受信する。図3に示す撮像画像61は、カメラ1から受信した撮像画像の一例である。撮像画像61には、車両の周辺の図示しない景色とともに、右端側に歩行者7が撮像されている。ただし、歩行者7の体の一部は、撮像画像61からはみだしているため、実質的に撮像画像61には歩行者7の残りの部分である撮像部分71のみが撮像されている。
次に、S2で、ECU2は、図4に示す処理対象画像6を生成する。処理対象画像6は、撮像画像61の外側の少なくとも一部、本実施形態では撮像画像61の全周を囲むように、補助画像62が付加された画像である。
ここで、補助画像62について説明する。補助画像62は、外形が長方形の画像であって、撮像画像61の全周を囲む枠状の画像である。補助画像62は、撮像画像61に対して隙間なく隣接する。補助画像62の画素値はあらかじめ決められており、本実施形態では画素値が一定である。補助画像62の幅は、後述する識別領域8を処理対象画像6におけるどの位置に移動させた場合にも撮像画像61の少なくとも一部が識別領域8に含まれるという条件を満たす範囲の長さに設定されている。
次に、S3で、ECU2は、処理対象画像6のテンプレートマッチングを行う。具体的には、まず、ECU2は、処理対象画像6において、識別領域8を複数の位置に移動させる。識別領域8は、処理対象画像6の全領域よりも小さい、あらかじめ決められた大きさの矩形状の領域である。ここで、識別領域8の移動について説明すると、ECU2は、識別領域8を、図4に示す矢印Bに沿って処理対象画像6の全領域を通過するように、換言すれば識別領域8が通過しない部分が処理対象画像6内に存在しないように、処理対象画像6内を移動させる。そして、ECU2は、当該複数の位置のそれぞれにおいて、識別領域8内の画像に歩行者7が存在するか否かを以下の処理によって判定する。
まず、ECU2は、識別領域8を移動させながら、識別領域8の位置ごとに、輝度の勾配強度を勾配方向ごとにヒストグラム化した特徴ベクトルであるHOG特徴量を算出する。なお、このようなHOG特徴量の算出方法自体は周知であるため、詳細な説明は割愛する。
ECU2は、HOG特徴量と、ROM21に記憶されている基準HOG特徴量とを、当該HOG特徴量を算出した識別領域8の位置ごとに比較する。ここで、基準HOG特徴量について説明する。基準HOG特徴量とは、あらかじめ学習等により定められた、基準とすべき識別対象の全体形状に基づいて算出されたHOG特徴量である。本実施形態では、歩行者7の頭部を中心位置とした歩行者7の全身を表す形状に基づいて算出された基準HOG特徴量が、ROM21に記憶されている。つまり、ECU2は、処理対象画像6内において識別領域8を移動させながら、識別領域8の各位置における、識別領域8のHOG特徴量と基準HOG特徴量との類似度を算出する周知のテンプレートマッチングの処理を行う。なお、当該類似度は、その位置に歩行者7が存在する可能性の高さを示し、識別領域8の位置が識別対象を検出できる所定の位置、例えば、識別対象の全体形状を包含する位置に近づくほど、類似度が高くなる。
次に、ECU2は、識別領域8の各位置におけるテンプレートマッチングにおいて、算出した類似度があらかじめ設定されたしきい値以上である場合は、当該類似度が算出された識別領域8の位置に歩行者7が存在すると判定する。当該しきい値は、処理対象画像6における撮像画像61の領域に歩行者7が撮像されている場合に、ECU2が歩行者7の存在を検出できるよう設定された値である。
ところで、図3に示すように、歩行者7の体の一部は撮像画像61からはみだしており、歩行者7における撮像部分71のみが撮像画像61に撮像されている。ここで、仮に、撮像画像61に補助画像62を付加せず、撮像画像61のみにおいてテンプレートマッチングを行ったとした場合、ECU2は、識別領域8を図3に示す矢印Aに沿って撮像画像61内を移動させることとなる。そうすると、識別領域8が撮像画像61内において撮像部分71を最も包含する位置である包含位置は、図3に示すように撮像画像61の最右端であるため、撮像部分71は、識別領域8のおおよそ右半分の領域に包含される。この包含位置においてECU2がテンプレートマッチングを行う場合、ECU2は、識別領域8のHOG特徴量と、基準HOG特徴量とを比較することとなる。すなわち、ECU2は、歩行者7の体の中心が識別領域8の右側に偏って位置する撮像部分71の形状に基づいて算出されたHOG特徴量と、歩行者7の頭部を中心位置とした歩行者7の全身を表す形状に基づいて算出された基準HOG特徴量とを比較することとなる。その結果、両者の類似度は低くなり、しきい値よりも低い場合は、ECU2は歩行者7を検出できない。
これに対し、本実施形態の処理対象画像6においてテンプレートマッチングを行う場合、ECU2は、識別領域8を、図4に示す矢印Bに沿って処理対象画像6内を移動させる。そうすると、識別領域8の処理対象画像6内における包含位置は、撮像画像61に補助画像62が付加されているため、図4に示すように、図3に示す包含位置よりも右にずれた位置となる。このため、撮像部分71は、歩行者7の頭部を含む体の中心が、識別領域8の中心付近に位置して、識別領域8に包含されることとなる。この包含位置においてECU2がテンプレートマッチングを行うと、ECU2は、歩行者7の体が識別領域8の中心付近に位置する撮像部分71の形状に基づいて算出されたHOG特徴量と、歩行者7の頭部を中心位置とした歩行者7の全身を表す形状に基づいて算出された基準HOG特徴量とを比較することとなる。その結果、両者の類似度は、包含位置における撮像部分71の中心が識別領域8の中心に対して偏っている場合と比較して高くなり、しきい値よりも高い場合は、ECU2は歩行者7を検出できる。
次に、S4で、ECU2は、テンプレートマッチングの結果に応じた処理を実行する。具体的には、ECU2は、S3の処理で歩行者7を検出した場合、運転者に歩行者7の存在を報知する。具体的には、ECU2は、ディスプレイ3に対し、歩行者7が検出された旨を表す情報として、歩行者7を囲む枠を表示させる指示を出力する。なお、歩行者7が車両の近くに存在する場合は、ECU2が、ディスプレイ3に枠を表示させる指示とともに、報知部4に対し警告音を出力させる指示及びブレーキ制御部5に対しブレーキを作動させる指示を出力するようにしてもよい。一方、S3の処理でECU2が歩行者7を検出しなかった場合、ECU2は、歩行者7の存在を報知する処理を行わない。S4の処理の後、ECU2は、図2の画像処理を終了する。
[3.効果]
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)ECU2は、撮像画像61の全周を囲むように補助画像62が付加された処理対象画像6においてテンプレートマッチングを行う。このため、識別領域8の移動できる範囲が、撮像画像61の領域だけでなく補助画像62の領域まで拡張される。これにより、歩行者7の一部が撮像画像61からはみだしている場合でも、識別領域8は、歩行者7の検出に適した位置、すなわち、歩行者7の頭部を含む体の中心が識別領域8の中心付近まで、識別領域8が移動することができる。したがって、基準HOG特徴量に基づき設定される歩行者7の位置と、撮像画像61における歩行者7の位置と、のズレを小さくすることができる。その結果、撮像部分71の形状に基づいて算出されたHOG特徴量と、基準HOG特徴量との類似度が高くなり、歩行者7の一部が撮像画像61からはみだしている場合でも、ECU2が歩行者7を検出しやすくすることができる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)ECU2は、撮像画像61の全周を囲むように補助画像62が付加された処理対象画像6においてテンプレートマッチングを行う。このため、識別領域8の移動できる範囲が、撮像画像61の領域だけでなく補助画像62の領域まで拡張される。これにより、歩行者7の一部が撮像画像61からはみだしている場合でも、識別領域8は、歩行者7の検出に適した位置、すなわち、歩行者7の頭部を含む体の中心が識別領域8の中心付近まで、識別領域8が移動することができる。したがって、基準HOG特徴量に基づき設定される歩行者7の位置と、撮像画像61における歩行者7の位置と、のズレを小さくすることができる。その結果、撮像部分71の形状に基づいて算出されたHOG特徴量と、基準HOG特徴量との類似度が高くなり、歩行者7の一部が撮像画像61からはみだしている場合でも、ECU2が歩行者7を検出しやすくすることができる。
(1b)補助画像62の幅は、識別領域8を処理対象画像6におけるどの位置に移動させた場合にも撮像画像61の少なくとも一部が識別領域8に含まれるという条件を満たす範囲の長さに設定されている。つまり、補助画像62の大きさは、識別領域8を包含しない大きさに設定されている。このような構成によれば、処理対象画像6が必要以上に大きくならないため、補助画像62の付加によるテンプレートマッチングの処理負荷の増加が不要に大きくならないようにすることができる。
(1c)処理対象画像6は、撮像画像61の全周を囲むように補助画像62が付加された画像である。このような構成によれば、撮像画像の全周における一部にのみ補助画像が付加された画像と比較して、ECU2が歩行者7を検出しやすくすることができる。
(1d)補助画像62は、画素値が一定の画像である。このような構成によれば、例えば画素値が一定でない補助画像が用いられる場合と比較して、類似度が誤って高く算出されることによる歩行者7の誤検出を生じにくくすることができる。
なお、本実施形態では、ECU2が画像処理装置に相当し、歩行者7が識別対象に相当し、S2が生成部としての処理に相当し、S3が検出部としての処理に相当する。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
(2a)上記実施形態では、車両の前方を撮像するカメラ1によって撮像された撮像画像61を対象として画像処理を行う構成を例示した。しかし、画像処理の対象となる画像はこれに限定されるものではない。画像処理の対象は、例えば車両の後方や側方を撮像するカメラによって撮像された撮像画像であってもよい。
(2b)上記実施形態では、撮像画像61の全周を囲むように補助画像62が付加された処理対象画像6を例示したが、補助画像は、撮像画像の外側の少なくとも一部に付加されていればよい。例えば、歩行者や障害物など、地上にある物体を画像処理の識別対象とする場合は、識別対象が一部はみだして撮像画像の上部に撮像される可能性は低い。このような場合、補助画像は、撮像画像の左、右及び下の部分を囲むように撮像画像に付加されてもよい。
(2c)上記実施形態では、画素値が一定の補助画像62を例示した。しかし補助画像の態様は特に限定されず、例えば、画素値が一定でない画像を補助画像としてもよい。
(2d)上記実施形態では、長方形の撮像画像61、及び撮像画像61の全周を囲む外形が長方形状の補助画像62を例示したが、撮像画像及び補助画像の形状はこれに限定されるものではない。例えば、撮像画像の形状は、正方形や楕円などであってもよい。また、補助画像の形状も、撮像画像の少なくとも一部を囲む形状であればよく、例えば楕円状の撮像画像の全周を囲むように、外形が楕円状であってもよい。
(2d)上記実施形態では、長方形の撮像画像61、及び撮像画像61の全周を囲む外形が長方形状の補助画像62を例示したが、撮像画像及び補助画像の形状はこれに限定されるものではない。例えば、撮像画像の形状は、正方形や楕円などであってもよい。また、補助画像の形状も、撮像画像の少なくとも一部を囲む形状であればよく、例えば楕円状の撮像画像の全周を囲むように、外形が楕円状であってもよい。
(2e)上記実施形態では、車載システム100に搭載された、画像処理装置としてのECU2を例示したが、画像処理装置が搭載される対象は特に限定されるものではない。
(2f)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
(2f)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
1…カメラ、2…ECU、3…ディスプレイ、4…報知部、5…ブレーキ制御部、6…処理対象画像、7…歩行者、8…識別領域、21…ROM、61…撮像画像、62…補助画像、71…撮像部分、100…車載システム。
Claims (4)
- 撮像画像(61)において識別対象(7)を検出するための画像処理装置(2)であって、
前記撮像画像の外側の少なくとも一部に補助画像(62)が付加された画像である処理対象画像(6)を生成する生成部(S2)と、
前記処理対象画像において、前記処理対象画像の全領域よりも小さい識別領域(8)を複数の位置に移動させ、前記複数の位置のそれぞれにおいて前記識別領域内の画像に前記識別対象が存在するか否かを判定することにより、前記撮像画像から前記識別対象を検出する検出部(S3)と、
を備える、画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記補助画像は、前記識別領域を包含しない大きさである、画像処理装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置であって、
前記処理対象画像は、前記撮像画像の全周を囲むように前記補助画像が付加された画像である、画像処理装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の画像処理装置であって、
前記補助画像は、あらかじめ決められた画像である、画像処理装置。
Priority Applications (1)
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JP2017120388A JP6930243B2 (ja) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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