專(zhuān)利名稱(chēng)：識(shí)別系統(tǒng)、識(shí)別方法以及識(shí)別程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及識(shí)別系統(tǒng)、識(shí)別方法以及識(shí)別程序，特別是涉及對(duì)噪聲穩(wěn) 健并能夠抑制將識(shí)別對(duì)象特定圖案以外的部分區(qū)域檢測(cè)為識(shí)別對(duì)象特定圖 案的過(guò)檢測(cè)的識(shí)別系統(tǒng)、識(shí)別方法以及識(shí)別程序。
背景技術(shù)：
在下面的日本專(zhuān)利文獻(xiàn)特開(kāi)平6-314339號(hào)公報(bào)(現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)1)中 記載了現(xiàn)有的識(shí)別系統(tǒng)的一個(gè)例子。該現(xiàn)有的識(shí)別系統(tǒng)從作為對(duì)象數(shù)據(jù)的 圖像中檢測(cè)出作為特定圖案的直線?，F(xiàn)有的識(shí)別系統(tǒng)能夠抑制通常在使用 Hough變換時(shí)成為問(wèn)題的、在真實(shí)的直線分量的周?chē)霈F(xiàn)虛假的直線分量 的現(xiàn)象。
如圖1所示，該現(xiàn)有的識(shí)別系統(tǒng)包括攝像部31、邊緣檢測(cè)部32、 Hough變換處理部33、 Hough空間生成部34、直線分量提取部35。 具有上述結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的識(shí)別系統(tǒng)如下進(jìn)行操作。
艮口，通過(guò)攝像部31輸入成為識(shí)別對(duì)象的圖像。接著由邊緣檢測(cè)部32 對(duì)從攝像部31發(fā)來(lái)的圖像進(jìn)行微分處理，由此檢測(cè)出圖像的邊緣。接著 由Hough變換處理部33對(duì)檢測(cè)出的圖像的所述邊緣的點(diǎn)列進(jìn)行Hough變 換。接著，由Hough空間生成部34按照所述Hough變換的函數(shù)值來(lái)生成 直方圖(下面將其稱(chēng)為Hough空間)。
最后，由直線分量提取部35檢測(cè)所述Hough空間的頻率的峰值點(diǎn)， 將與通過(guò)被檢測(cè)出的峰值點(diǎn)的各個(gè)Hough函數(shù)曲線相對(duì)應(yīng)的圖像的所述邊 緣的點(diǎn)列判定為直線，并從圖像中提取直線分量。
這里，對(duì)直線分量提取部35的操作進(jìn)行說(shuō)明。直線分量提取部35從 所述Hough空間生成部34所生成的所述Hough空間中檢測(cè)出最大的峰值 點(diǎn)，提取與所述最大峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線分量，并在此基礎(chǔ)上求出所述最大 峰值點(diǎn)對(duì)所述直方圖的頻率分布產(chǎn)生影響的范圍和貢獻(xiàn)量。
接著，直線分量提取部35在所述范圍內(nèi)，根據(jù)求出的所述貢獻(xiàn)量來(lái)
修正其他的峰值點(diǎn)在Hmigh空間內(nèi)的頻率，以抑制所述最大峰值點(diǎn)的影響。
接著，直線分量提取部35利用被部分修正的所述Hough空間來(lái)檢測(cè) 第二大的峰值點(diǎn)，提取與該峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線分量，并且以下依次進(jìn)行相 同的處理。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題如下。
第一個(gè)問(wèn)題是通常在通過(guò)H0Ugh變換來(lái)檢測(cè)如直線這樣的特定圖案
時(shí)，在真實(shí)的特定圖案的周?chē)霈F(xiàn)虛假的特定圖案。
這是因?yàn)楸緫?yīng)集中在一個(gè)峰值點(diǎn)的圖案由于噪聲等而分散的緣故。
第二個(gè)問(wèn)題是如所述現(xiàn)有技術(shù)那樣針對(duì)在真實(shí)的特定圖案的周?chē)?現(xiàn)虛假的特定圖案的現(xiàn)象所采取的對(duì)策往往需要大量的處理量。
這是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)中采用了每檢測(cè)出一個(gè)Hough空間的峰值點(diǎn)就將 該峰值點(diǎn)對(duì)其他Hough空間內(nèi)的點(diǎn)所產(chǎn)生的影響從相關(guān)的Hough空間區(qū)域
中去除的結(jié)構(gòu)的緣故。
本發(fā)明的目的在于，提供一種能簡(jiǎn)單地進(jìn)行穩(wěn)健的特定圖案的檢測(cè)的 識(shí)別系統(tǒng)。
用于解決問(wèn)題的技術(shù)手段如下。
本發(fā)明第一方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)包括特征點(diǎn)檢測(cè)單元(120) 、 Hough 變換單元(130)、以及特定圖案輸出單元(140)。在所述Hough變換單 元(130)中設(shè)計(jì)所述Hough空間，以使在Hough空間內(nèi)的各點(diǎn)之間的距
離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示特定圖案之間的差異的特定圖案間距離的大小 關(guān)系相等。所述識(shí)別系統(tǒng)使用所述Hough空間來(lái)檢測(cè)特定圖案。通過(guò)采用 上述構(gòu)成，將在圖像中越是相似的特定圖案，在所述Hough空間內(nèi)越是表 現(xiàn)為更加接近的點(diǎn)，由此可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。 發(fā)明效果
第一效果是能夠抑制通常在使用Hough變換時(shí)成為問(wèn)題的在真實(shí)的直 線分量的周?chē)霈F(xiàn)虛假的直線分量的現(xiàn)象。
其原因是設(shè)計(jì)所述Hough空間，以使在Hough空間內(nèi)的各點(diǎn)之間的 距離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示特定圖案之間的差異的特定圖案間距離的大 小關(guān)系相等，從而在圖像中越是相似的特定圖案，在所述Hough空間內(nèi)越 是表現(xiàn)為更加接近的點(diǎn)。
第二效果是能簡(jiǎn)便地抑制所述虛假的特定圖案的出現(xiàn)。
其原因是因?yàn)樵趫D像中越是相似的特定圖案，在所述H0llgh空間內(nèi)
越是表現(xiàn)為更加接近的點(diǎn)，所以只通過(guò)在所述Hough空間內(nèi)進(jìn)行局部處理
或者不進(jìn)行處理，就能夠抑制所述虛假的特定圖案的出現(xiàn)。


圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)的框圖2是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖3是表示所述第一實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的操作的流程圖4是表示作為對(duì)象數(shù)據(jù)的一例的道路圖像的圖5是表示第一實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)的框圖6是用于說(shuō)明索貝爾(Sobel)濾波器的圖7是說(shuō)明直線間距離的圖8是用于說(shuō)明考慮了量化誤差的Hough空間的投票方法的圖； 圖9是表示第一實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的操作的具體例子的圖； 圖10是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖； 圖11是表示所述第二實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的操作的流程圖； 圖12是表示所述第二實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)的框圖； 圖13是表示所述第二實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的操作的具體例子的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明的第一實(shí)施方式包括通過(guò)程序控制而進(jìn)行操作的計(jì) 算機(jī)(中央處理裝置、處理器、數(shù)據(jù)處理裝置)100、以及對(duì)象數(shù)據(jù)輸入 裝置110。
計(jì)算機(jī)(中央處理裝置、處理器、數(shù)據(jù)處理裝置)100包括特征點(diǎn)檢 測(cè)單元120、 Hough變換單元130、以及特定圖案輸出單元140。
Hough變換單元130包括Hough空間投票單元131、 Hough空間平滑 化單元132、以及Hough空間峰值檢測(cè)單元133。
這些單元分別如下進(jìn)行操作。
所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置110輸入作為期望的特定圖案的檢測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)。
所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元120從所述對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)出被估計(jì)為是所述特 定圖案上的點(diǎn)的點(diǎn)，作為特征點(diǎn)。
所述Hough空間投票單元131在以描述所述特定圖案的參數(shù)為軸的空 間(下面，稱(chēng)為Hough空間)內(nèi)，對(duì)于與所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元120所檢測(cè) 出的所述特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述特征點(diǎn)相應(yīng)的權(quán)重的 投票。
所述Hough空間平滑化單元132針對(duì)所述Hough空間的各點(diǎn)，使用該 點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平滑后的投票值。但是，根據(jù) 情況可以省略該Hough空間平滑化單元132。
所述Hough空間峰值檢測(cè)單元133在所述Hough空間內(nèi)檢測(cè)單個(gè)或多 個(gè)提供所述投票值的峰值的點(diǎn)。
所述特定圖案輸出單元140針對(duì)所述Hough空間峰值檢測(cè)單元133所 檢測(cè)出的提供所述投票值的峰值的各點(diǎn)，輸出與對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)相對(duì)應(yīng)的 所述特定圖案。
這里，對(duì)所述Hough空間進(jìn)行說(shuō)明。在所述特定圖案的參數(shù)描述中， 通常考慮多個(gè)不同的參數(shù)描述。這里，將所述特定圖案(以下設(shè)為e")的 假設(shè)的參數(shù)描述設(shè)為^義;。")=0。
其中，X表示所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的各點(diǎn)的位置，。"表示假設(shè)的參數(shù)。 在本發(fā)明中，定義了用于表示在所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)預(yù)定的關(guān)注區(qū)域中所
述特定圖案之間的差異的特定圖案間距離，并采用所述特定圖案的下述參
數(shù)描述，所述參數(shù)描述使得所述特定圖案間距離的大小關(guān)系和所述Hough
空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間距離的大小關(guān)系相等。
具體而言，在將兩個(gè)所述特定圖案設(shè)為e"'、 ^，并將Z和e"的所述特 定圖案間距離設(shè)為/(e"'，e")時(shí)，設(shè)計(jì)映射A:V—f ，以使由下面公式(1) 表示的等價(jià)關(guān)系成立，并將""作為描述所述特定圖案的參數(shù)，將以該參數(shù) / "為軸的空間作為所述Hough空間。
此時(shí)，所述特定圖案的參數(shù)描述為g(Z,/T《/T》0。
/(e"',e") S /(e"V) ||f _〃f S ( 1 )
這里，上述公式(1)表示的等價(jià)關(guān)系不必嚴(yán)格成立，可設(shè)定所述參 數(shù)f，以使該等價(jià)關(guān)系近似成立。
另外，當(dāng)在所述Hough空間投票單元131中對(duì)針對(duì)所述特征點(diǎn)的、所 述Hough空間中的所述軌跡上的各點(diǎn)進(jìn)行投票時(shí)，也可以對(duì)由被認(rèn)為是包
含在所述特征點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的所述軌跡上的各點(diǎn)的附近范圍 進(jìn)行投票。
接著，參照?qǐng)D2和圖3的流程圖，對(duì)本實(shí)施方式的全體操作進(jìn)行詳細(xì)
的說(shuō)明。
首先，由所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置110輸入作為所述特定圖案檢測(cè)處理 的對(duì)象的數(shù)據(jù)(圖3的步驟A1)。接著，所述特征點(diǎn)檢測(cè)處理單元120從 對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)被估計(jì)為是所述圖案上的點(diǎn)的點(diǎn)，作為特征點(diǎn)(步驟 A2)。接著，所述Hough空間投票單元131針對(duì)所述各個(gè)特征點(diǎn)，對(duì)所述 Hough空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)的所述軌跡上的各點(diǎn)進(jìn)行與所述特定點(diǎn)相應(yīng)的權(quán)重的 投票(步驟A3)。接著，所述Hough空間平滑化單元132對(duì)于所述 Hough空間的各點(diǎn)，使用該點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平 滑后的投票值(步驟A4)。但是，根據(jù)情況也可以省略步驟A4。接著， 所述Hough空間峰值檢測(cè)單元133在所述Hough空間內(nèi)檢測(cè)單個(gè)或多個(gè)提 供所述投票值的峰值的點(diǎn)(步驟A5)。最后，所述特定圖案輸出單元140 針對(duì)所述Hough空間峰值單元所檢測(cè)出的提供所述投票值的峰值的各點(diǎn)， 輸出與對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)對(duì)應(yīng)的所述特定圖案(步驟A6)。另外，在所述
步驟A3的投票中，也可以對(duì)由被認(rèn)為是包含在所述特征點(diǎn)的位置中的噪 聲分量決定的所述軌跡上的各點(diǎn)的附近范圍進(jìn)行投票。 接著，對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，定義了用于表示在所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)預(yù)定的所述關(guān)注 區(qū)域中所述特定圖案之間的差異的所述特定圖案間距離，并通過(guò)所述特定 圖案的所述參數(shù)描述構(gòu)成了所述Hough空間，所述參數(shù)描述使得所述特定 圖案間距離的大小關(guān)系和所述Hough空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間距離的大小關(guān)系 相等或近似相等。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)囟x所述特定圖案間距離，使得在所
述Hough空間內(nèi)距離越近的兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)于在所述對(duì)象數(shù)據(jù)的所述關(guān)注區(qū)域中 越是接近的特定圖案，從而通過(guò)在所述Hough空間的各點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)范圍的
平滑處理等，能夠簡(jiǎn)便地抑制在真實(shí)的特定圖案的附近出現(xiàn)虛假的特定圖 案的現(xiàn)有問(wèn)題。
另外，本實(shí)施方式被構(gòu)成為在所述Hough空間投票單元131中還能夠 對(duì)由被認(rèn)為是包含在所述特征點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的所述軌跡上的 各點(diǎn)的附近范圍進(jìn)行投票，因此，能夠進(jìn)行對(duì)所述特征點(diǎn)中包含的噪聲分 量穩(wěn)健的所述特定圖案的檢測(cè)。
接著，使用具體的實(shí)施例，對(duì)上述實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)的操作進(jìn) 行說(shuō)明。
在所述具體的實(shí)施例中，將從相機(jī)等輸入裝置中輸入的圖像用作所述 對(duì)象數(shù)據(jù)，檢測(cè)多個(gè)像素值的變化急劇的點(diǎn)(下面稱(chēng)為"邊緣點(diǎn)")，作 為所述特征點(diǎn)，并檢測(cè)由這些邊緣點(diǎn)構(gòu)成的直線，作為所述特定圖案。作 為具體的圖像的例子，舉出如圖4所示的道路圖像310來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，所述 道路圖像310是由安裝在車(chē)輛等上的相機(jī)拍攝道路而得到的。通過(guò)從該道 路圖像中檢測(cè)直線，可識(shí)別劃在道路路面311上的用于表示行駛車(chē)道邊界 的白線312等。
如圖5所示，本實(shí)施例的識(shí)別系統(tǒng)包括作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置 110的例如相機(jī)等的圖像輸入裝置410;作為所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元120的
邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420; H0Ugh變換單元；以及作為所述特定圖案輸出單元
140的直線輸出單元440。
所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420包括3x3索貝爾濾波器單元421、邊緣強(qiáng) 度計(jì)算單元422、邊緣強(qiáng)度閾值處理單元423、以及邊緣點(diǎn)輸出單元424。 但是，所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420不限于所述結(jié)構(gòu)，只要是檢測(cè)出像素值的 變化急劇的點(diǎn)的單元即可。
所述Hough變換單元430包括Hough空間投票單元431、 Hough空間 平滑化單元432、以及Hough空間峰值檢測(cè)單元433。
由所述圖像輸入裝置410輸入作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)的所述道路圖像 310。另外，所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420檢測(cè)出多個(gè)所述邊緣點(diǎn)。另外，所 述Hough變換單元430對(duì)Hough空間進(jìn)行與所述Hough變換單元130相 同的處理，其中，所述Hough空間被定義為以后述的直線參數(shù)描述 "義 ))=0的二維參數(shù)"=(。,吖(r表示轉(zhuǎn)置)的各個(gè)要素a、 6'分別為 橫軸、縱軸的二維平面。
另外，直線檢測(cè)單元440與由所述Hough變換單元430撿測(cè)出的提供 投票值的峰值的Hough空間內(nèi)的各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)地，輸出由所述直線參數(shù)描述 g'(Z,/^("))-0表示的直線。
所述3X3索貝爾濾波器單元421針對(duì)所述道路圖像310的各點(diǎn)，取3 X3附近的各個(gè)像素值與圖6所示的x方向梯度內(nèi)核、y方向梯度內(nèi)核的各 個(gè)系數(shù)之積的和。將這些乘積和分別稱(chēng)為索貝爾x分量、索貝爾y分量。
另外，所述邊緣強(qiáng)度計(jì)算單元422針對(duì)所述道路圖像310的各點(diǎn)，計(jì) 算所述索貝爾x分量和所述索貝爾y分量的平方和的平方根或者絕對(duì)值的 和，并分別作為所述各點(diǎn)的邊緣強(qiáng)度。另外，所述邊緣強(qiáng)度閾值處理單元 423判斷所述道路圖像310的各點(diǎn)的所述邊緣強(qiáng)度是否大于等于預(yù)定的閾 值、例如100。另外，所述邊緣點(diǎn)輸出單元424將由所述邊緣強(qiáng)度閾值處 理單元423判斷為所述邊緣強(qiáng)度大于等于閾值的點(diǎn)作為邊緣點(diǎn)輸出。
所述Hough空間投票單元431在以描述所述直線的參數(shù)為軸的空間 (下面稱(chēng)為Hough空間)內(nèi)，對(duì)與所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420所檢測(cè)的所述 邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重的投票。
這里，執(zhí)行對(duì)作為與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重的所述邊緣強(qiáng)度進(jìn)行投 票的處理。但是，與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重不限于此，例如可以使用常
量、由后述的索貝爾x分量和索貝爾y分量計(jì)算出的所述邊緣點(diǎn)的像素值
的梯度和與所述軌跡上的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述直線的斜率構(gòu)成的角度等、由所 述邊緣點(diǎn)或者其附近的像素值等計(jì)算出的值、或者由該值或所述邊緣強(qiáng)度 等計(jì)算出的值等。
另外，所述Hough空間平滑化單元432針對(duì)所述Hough空間的各點(diǎn)， 使用該點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平滑后的投票值。這 里，例如將該點(diǎn)3X3附近的點(diǎn)的平均值決定為所述平滑后的投票值，。但 是，所述附近的范圍以及所述平滑后的投票值的決定方法不限于此。另 外，根據(jù)情況也可以省略本Hough空間平滑化單元432。
另外，所述Hough空間峰值檢測(cè)單元433檢測(cè)具有在所述Hough空間 內(nèi)大于等于預(yù)定的閾值、且例如在3x3附近等的附近范圍內(nèi)為最大的投票 值的點(diǎn)，作為所述峰值。但是，檢測(cè)所述峰值的標(biāo)準(zhǔn)不限于此，可采用與 問(wèn)題的設(shè)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，例如可以只將在所述Hough空間內(nèi)具有最大投票 值的點(diǎn)作為峰值等。
這里，對(duì)所述直線參數(shù)描述^(X，/r'(/ )^0進(jìn)行說(shuō)明。將基于所述假設(shè) 參數(shù)c^(",6f的直線參數(shù)描述g'(Z,fl^0定義為公式(2)所示。
<formula>formula see original document page 13</formula>其中，Z = (x,yf表示所述道路圖像310上的各點(diǎn)的坐標(biāo)，L表示如圖 4所示的所述道路圖像310內(nèi)的某一水平線的y坐標(biāo)。
如圖4所示，將所述道路圖像310的下部區(qū)域、例如中央水平線以下 的區(qū)域設(shè)定為所述關(guān)注區(qū)域。該關(guān)注區(qū)域A311是在所述道路圖像310內(nèi) 被預(yù)想為相當(dāng)于道路路面的區(qū)域。這里，如圖7所示，如公式(3)所示 來(lái)定義與所述特定圖案間距離相對(duì)應(yīng)的直線間距離/(e"^")。其中，,和 e"分別表示直線。<formula>formula see original document page 13</formula>
這里，y,.是所述關(guān)注區(qū)域A311內(nèi)的y坐標(biāo)，通常以某一固定間隔被 離散化。在本實(shí)施例中以間隔l被離散化。
iV04)是表示在所述關(guān)注區(qū)域A311的水平線的數(shù)目。
根據(jù)圖7和公式(3)，所述直線間距離/(e"',e")是所述關(guān)注區(qū)域
A311的各個(gè)水平線上的x坐標(biāo)的差的平方和，并且在m = n時(shí) /V',e") = 0。
/(Z,e")除此之外還滿足正值性、關(guān)于,和e"的對(duì)稱(chēng)性、以及三角不 等式/(6"!^")2/(,,/) + /(^，6")，因此具有適于作為距離函數(shù)的性質(zhì)。
/(^,e")接近的意思是指在所述關(guān)注區(qū)域A311內(nèi)的各個(gè)水平線上的e"' 和e"的位置接近。因此也很符合感覺(jué)上的直線間的"相近程度"。
這里，將公式(3)如公式(4)所示那樣進(jìn)行變形。<formula>formula see original document page 14</formula>(4)
這里，在公式(4)中，如果設(shè)定B=CTC，則對(duì)于作為/ 4(a)二Ca的 參數(shù)/ ，公式(5)成立。
另外，由于B是對(duì)稱(chēng)矩陣，因此能保證C存在。
(5)
因此，根據(jù)上述公式(5)，如果/ = /，則公式(1)成立。
在所述Hough空間中的點(diǎn)間距離的大小關(guān)系與對(duì)應(yīng)的直線間距離的大
小關(guān)系相等，其中所述Hough空間被定義為將所述參數(shù)/^(a)y的各個(gè)要
素n、 6'分別作為橫軸、縱軸的二維平面。 特別是，在上述公式(2)中，如果設(shè)定
<formula>formula see original document page 14</formula>
，即將L設(shè)為位于所述關(guān)注區(qū)域A311中央的水平線的y坐標(biāo)，'則所
述直線參數(shù)描述如下面公式(6)所;
<formula>formula see original document page 15</formula>
(6)
接著，對(duì)所述Hough空間進(jìn)行說(shuō)明。所述Hough空間投票單元431對(duì) 于與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重 的投票所述邊緣點(diǎn)是由所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420在所述Hough空間內(nèi)檢測(cè) 出的。此時(shí)，為了在計(jì)算機(jī)400中實(shí)現(xiàn)所述Hough空間投票單元431，需 要將所述Hough空間離散化。如果將所述直線參數(shù)描述設(shè)為上述公式 (6)，則如圖(7)所示，公式(6)中的參數(shù)"'=。是所述道路圖像內(nèi)的 水平線y = L中的所述直線的截段。
因此，可以認(rèn)為其精度與所述道路圖像的各點(diǎn)的x方向上的位置精度 相等。這里，如果假設(shè)所述道路圖像的各點(diǎn)的位置誤差僅起因于所述坐標(biāo) 離散化，則在本實(shí)施例中將離散化間隔設(shè)定為1。
因此，參數(shù)a也可以以間隔l來(lái)設(shè)定。
另外，當(dāng)所述道路圖像的所述各點(diǎn)的位置誤差存在所述坐標(biāo)離散化以 外的因素時(shí)，也可以根據(jù)考慮了該因素的所述道路圖像的所述各點(diǎn)位置的 誤差范圍來(lái)確定參數(shù)"'的間隔。
這里，為了保持公式(1)的關(guān)系，參數(shù)6'的離散化間隔可以取與參數(shù) a'相同的間隔。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，可根據(jù)所述對(duì)象數(shù)據(jù)的誤差范圍自動(dòng)地決定所述 Hough空間的離散化間隔。
接著，對(duì)所述Hough空間投票單元431進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。所述Hough空 間投票單元431對(duì)于與由所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元420在所述Hough空間內(nèi)檢 測(cè)出的所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán) 重的投票，但是也可以不對(duì)所述軌跡上的各點(diǎn)而是對(duì)所述軌跡上的各點(diǎn)的 附近范圍進(jìn)行所述投票，其中所述各點(diǎn)的附近范圍是由被認(rèn)為是包含在邊 緣點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的。在本實(shí)施例中，在進(jìn)行所述投票時(shí)，只
考慮由所述坐標(biāo)離散化引起的所述邊緣點(diǎn)位置中包含的所述噪聲分量。此 時(shí)，可認(rèn)為在所述道路圖像內(nèi)的某個(gè)像素位置(^x,f檢測(cè)出的邊緣點(diǎn)的真
實(shí)位置在公式(7)所示的范圍中。
1 1 1 ll 。、
這里，如圖8所示，不只是對(duì)與邊緣點(diǎn)702相對(duì)應(yīng)的Hough空間內(nèi)的 軌跡705，而是對(duì)于與上述公式(7)所表示的邊緣點(diǎn)的真實(shí)的位置范圍 703內(nèi)的所有點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的Hough空間內(nèi)的軌跡的集合706，進(jìn)行與邊緣點(diǎn) 702對(duì)應(yīng)的權(quán)重的投票。由此，能夠抑制由所述坐標(biāo)離散化導(dǎo)致的噪聲分 量的影響。
接著，參照?qǐng)D5以及圖9的流程圖，對(duì)由以上說(shuō)明的構(gòu)成要素構(gòu)成的 本實(shí)施例的操作進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
首先，由所述圖像輸入裝置410輸入所述道路圖像(圖9的步驟 Bl)。接著，所述索貝爾濾波器單元421針對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)，計(jì)算 出所述索貝爾x分量和索貝爾y分量(步驟B2)。接著，所述邊緣強(qiáng)度計(jì) 算單元422針對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)，計(jì)算邊緣強(qiáng)度(步驟B3)。接著， 所述邊緣強(qiáng)度閾值處理單元423對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)的邊緣強(qiáng)度進(jìn)行閾 值處理(步驟B4)。接著，所述邊緣點(diǎn)輸出單元424輸出所述邊緣強(qiáng)度大 于等于所述閾值的點(diǎn)，作為所述邊緣點(diǎn)(步驟B5)。接著，所述Hough 空間投票單元431針對(duì)所述各個(gè)邊緣點(diǎn)，向Hough空間內(nèi)的軌跡上進(jìn)行投 票(步驟B6)。接著，所述Hough空間平滑化單元432對(duì)所述Hough空 間內(nèi)的各點(diǎn)的所述投票值進(jìn)行平滑處理(步驟B7)。接著，所述Hough 空間峰值檢測(cè)單元433檢測(cè)所述Hough空間內(nèi)的所述峰值點(diǎn)(步驟 B8)。最后，所述直線輸出單元440輸出與所述各個(gè)Hough空間峰值點(diǎn)相 對(duì)應(yīng)的所述直線(步驟B9)。
在本實(shí)施例中，將圖像作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)，但是所述對(duì)象數(shù)據(jù)不限于 此，只要是將坐標(biāo)位置與各位置上的數(shù)據(jù)值關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)即可，例如可 以是由像素值表示該點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的實(shí)際物體的距離的距離圖像、提供三維空 間內(nèi)的各個(gè)位置上的像素值的三維圖像、通過(guò)將在不同時(shí)刻得到的所述圖 像或者所述三維圖像沿時(shí)序列方向排列而得的時(shí)序列圖像等等。
另外，在本實(shí)施例中，所述直線間距離被定義為在所述關(guān)注區(qū)域 A311的各個(gè)水平線上的X坐標(biāo)的差的平方和，但不限于水平線，只要是互 相平行的線的集合中的各個(gè)線上的位置間距離的平方和即可，例如垂直線
另外，在本實(shí)施例中，所述直線間距離被定義為在互相平行的線的集 合中的各個(gè)線上的位置間距離的平方和，但不限于平方和，只要是在將所 述互相平行的線的集合的各個(gè)線上的直線位置的集合看做一個(gè)向量時(shí)被定 義為與兩個(gè)所述直線相對(duì)應(yīng)的所述向量間的距離的量即可，例如可定義為 絕對(duì)值的和、絕對(duì)值的最大值等等。
另外，所述直線參數(shù)描述g'(JT,a)-O也可以使用下述公式(8)，代替 上述公式(2)。
<formula>formula see original document page 17</formula>
其中^(a,ef (8)
另外，也可以使用下述公式(9)，以代替利用上述公式(8)的所述
<formula>formula see original document page 17</formula> (9
但是"=(",。"(9)
由基于上述公式(8)以及公式(9)的所述參數(shù)描述所確定的所述 Hough空間雖不能?chē)?yán)格地滿足但近似滿足上述公式(1)的關(guān)系。因此， 此時(shí)也能在某種程度上期待本實(shí)施例的效果。
由基于上述公式(9)的所述直線參數(shù)描述是為了消除由所述Hough 變換時(shí)的所述坐標(biāo)離散化導(dǎo)致的所述噪聲分量的影響而對(duì)基于上述公式 (8)的所述直線參數(shù)描述進(jìn)行變形來(lái)得到的。因此，在使用了由基于公 式(9)的所述直線參數(shù)描述確定的所述Hough空間的所述Hough變換 中，不需要對(duì)圖8和上述公式(7)表示的所述軌跡的集合706進(jìn)行投 票，只對(duì)所述軌跡705進(jìn)行投票即可。此時(shí)，與對(duì)所述軌跡的集合706進(jìn) 行投票的場(chǎng)合相比，能夠削減處理量。
接著，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第二發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō) 明。
參照?qǐng)D10，本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及的識(shí)別系統(tǒng)具有通過(guò)程序控制 而進(jìn)行操作的計(jì)算機(jī)(中央處理裝置、處理器、數(shù)據(jù)處理裝置)900、以 及對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置910。
計(jì)算機(jī)(中央處理裝置、處理器、數(shù)據(jù)處理裝置)900包括特征點(diǎn)檢 測(cè)單元920、 Hough變換單元930、以及特定圖案輸出單元940。
Hough變換單元930包括Hough空間投票單元931、 Hough空間平滑 化單元932、以及Hough峰值檢測(cè)單元933。
這些單元分別如下進(jìn)行操作。
所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置910輸入作為期望的特定圖案的檢測(cè)對(duì)象的數(shù)據(jù)。
所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元920從所述對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)出被估計(jì)為是所述特 定圖案上的點(diǎn)的點(diǎn)，作為特征點(diǎn)。
所述Hough空間投票單元931在描述所述特定圖案的Hough空間內(nèi)， 對(duì)于與所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元920所檢測(cè)出的所述特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的 各點(diǎn)，進(jìn)行與所述特征點(diǎn)相應(yīng)的權(quán)重的投票。
所述Hough空間平滑化單元932針對(duì)所述Hough空間的各點(diǎn)，使用該 點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平滑后的投票值。
所述Hough空間峰值檢測(cè)單元933在所述Hough空間內(nèi)檢測(cè)單個(gè)或多 個(gè)提供所述投票值的峰值的點(diǎn)。
所述特定圖案輸出單元940針對(duì)所述Hough空間峰值檢測(cè)單元933所 檢測(cè)出的提供所述投票值的峰值的各點(diǎn)，輸出與對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)相對(duì)應(yīng)的 所述特定圖案。
這里，對(duì)所述Hough空間平滑化單元932進(jìn)行說(shuō)明。將所述特定圖案 e"的參數(shù)描述設(shè)為g(義;0^。其中，X表示所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的各點(diǎn)的位 置，《"表示參數(shù)。
與本發(fā)明的第一實(shí)施方式一樣，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，，將表 示在所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的預(yù)定的關(guān)注區(qū)域中所述特定圖案和的差異的特
定圖案間距離定義為/(e",e")。
所述Hough空間平滑化單元932對(duì)于所述Hough空間的各點(diǎn)，考慮
對(duì)應(yīng)的所述特定圖案e"，將與滿足下述公式(10)的所述特定圖案e"'相對(duì)
應(yīng)的所述Hough空間內(nèi)的點(diǎn),的集合考慮為在該點(diǎn)的附近，并使用所述附
近或者近似于所述附近的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平滑后 的投票值。
/0"!,e")^ (10)
其中，r是預(yù)定的常量，或者針對(duì)所述Hcmgh空間的每個(gè)點(diǎn)，以某個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)確定的數(shù)。
另外，當(dāng)在所述Hough空間投票單元931中對(duì)所述特征點(diǎn)的所述 Hough空間中的所述軌跡上的各點(diǎn)進(jìn)行投票時(shí)，也可以對(duì)由被認(rèn)為是包含 在所述特征點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的所述軌跡上的各點(diǎn)的附近范圍進(jìn) 行投票。
接著，參照?qǐng)D10和圖11的流程圖，對(duì)本實(shí)施方式的全體操作進(jìn)行詳 細(xì)的說(shuō)明。
首先，由所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝置910輸入作為所述特定圖案檢測(cè)處理 的對(duì)象的數(shù)據(jù)(圖3的步驟C1)。接著，所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元920從對(duì)象 數(shù)據(jù)中檢測(cè)被估計(jì)為是所述特定圖案上的點(diǎn)的點(diǎn)，作為特征點(diǎn)(步驟 C2)。接著，所述Hough空間投票單元931針對(duì)所述各個(gè)特征點(diǎn)，對(duì)所述 Hough空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)的所述軌跡上的各點(diǎn)進(jìn)行與所述特征點(diǎn)相應(yīng)的權(quán)重的 投票(步驟C3)。接著，所述Hough空間平滑化單元932對(duì)于所述 Hough空間的各點(diǎn)，使用該點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值來(lái)決定該點(diǎn)上的平 滑后的投票值(步驟C4)。接著，所述Hough空間峰值檢測(cè)單元933在 所述Hough空間內(nèi)檢測(cè)單個(gè)或多個(gè)提供所述投票值的峰值的點(diǎn)(步驟 C5)。最后，所述特定圖案輸出單元940針對(duì)所述Hough空間峰值單元所 檢測(cè)出的提供所述投票值的峰值的各點(diǎn)，輸出與對(duì)應(yīng)的所述參數(shù)對(duì)應(yīng)的所 述特定圖案(步驟C6)。 在所述步驟C3中的投票中，也可以對(duì)由被認(rèn)為是包含在所述特征點(diǎn) 的位置中的噪聲分量決定的所述軌跡上的各點(diǎn)的附近范圍進(jìn)行投票。 接著，對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說(shuō)明。
在本實(shí)施方式中，定義了用于表示在所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)預(yù)定的所述關(guān)注 區(qū)域中所述特定圖案之間的差異的所述特定圖案間距離，將所述特定圖案
間距離近的區(qū)域認(rèn)為是附近，并進(jìn)行在該附近范圍內(nèi)的所述Hcmgh變換平
滑處理，因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)囟x所述特定圖案間距離，能夠簡(jiǎn)便地抑制在 真實(shí)的特定圖案的附近出現(xiàn)虛假的特定圖案的現(xiàn)有問(wèn)題。
并且，本實(shí)施方式被構(gòu)成為在所述Hough空間投票單元131中還能夠
對(duì)由被認(rèn)為是包含在所述特征點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的所述軌跡上的 各點(diǎn)的附近范圍進(jìn)行投票，因此，能夠進(jìn)行對(duì)所述特征點(diǎn)中包含的噪聲分 量穩(wěn)健的所述特定圖案的檢測(cè)。
接著，使用具體的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)施方式的識(shí)別系統(tǒng)的操作進(jìn)行說(shuō)明。
該識(shí)別系統(tǒng)使用從相機(jī)等輸入裝置輸入的圖像，作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)， 檢測(cè)多個(gè)像素值的變化急劇的點(diǎn)(下面稱(chēng)為邊緣點(diǎn))，作為所述特征點(diǎn)， 并檢測(cè)由這些邊緣點(diǎn)構(gòu)成的直線，作為所述特定圖案。作為具體的圖像的
例子，舉出如圖4所示的道路圖像310來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，所述道路圖像310是 由安裝在車(chē)輛等上的相機(jī)拍攝道路而得到的。通過(guò)從該道路圖像中檢測(cè)直 線，可識(shí)別劃在道路面311上的用于表示行駛車(chē)道邊界的白線312等。
如圖12所示，本識(shí)別系統(tǒng)包括作為本實(shí)施例中的所述對(duì)象數(shù)據(jù)輸入裝 置910的例如相機(jī)等的圖像輸入裝置1110;作為所述特征點(diǎn)檢測(cè)單元920 的邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元1120; Hough變換單元1130;以及作為所述特定圖案 輸出單元940的直線輸出單元1140。
所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元1120包括3X3索貝爾濾波器1121;邊緣強(qiáng)度計(jì) 算單元1122;邊緣強(qiáng)度閾值處理單元1123;以及邊緣點(diǎn)輸出單元1124。 但是，所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元1120不限于所述結(jié)構(gòu)，只要是檢測(cè)出像素值
的變化急劇的單元即可。
所述Hough變換單元1130包括Hough空間投票單元1131、 Hough空 間平滑化單元1132、以及Hough空間峰值檢測(cè)單元1133。
所述圖像輸入裝置1110輸入所述道路圖像310，作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)。 另外，所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元1120檢測(cè)多個(gè)所述邊緣點(diǎn)。另外，所述 Hough變換單元1130對(duì)Hough空間進(jìn)行與所述Hough變換單元930同樣 的處理，其中所述Hough空間被定義為以后述的直線參數(shù)描述^(&") = 0 的二維參數(shù)"-(。,6f (r表示轉(zhuǎn)置)的各個(gè)要素"、6分別為橫軸、縱軸的 二維平面。
直線檢測(cè)單元1140與由所述Hough變換單元1130檢測(cè)出的提供投票 值的峰值的Hough空間內(nèi)的各點(diǎn)相對(duì)應(yīng)地，輸出由所述直線參數(shù)描述 g'(Z，a)-0表示的直線。
所述3X3索貝爾濾波器單元1121針對(duì)所述道路圖像310的各點(diǎn)，計(jì) 算索貝爾x分量、索貝爾y分量。另外，所述邊緣強(qiáng)度計(jì)算單元1122針對(duì) 所述道路圖像310的各點(diǎn)，計(jì)算所述索貝爾x分量和所述索貝爾y分量的 平方和的平方根或者絕對(duì)值的和，并分別作為所述各點(diǎn)的邊緣強(qiáng)度。
所述邊緣強(qiáng)度閾值處理單元1123判斷所述道路圖像310的各點(diǎn)的所述 邊緣強(qiáng)度是否大于等于預(yù)定的閾值、例如100。
所述邊緣點(diǎn)輸出單元1124輸出由所述邊緣強(qiáng)度閾值處理單元1123判 斷為所述邊緣強(qiáng)度為閾值以上的點(diǎn)作為邊緣點(diǎn)。
所述Hough空間投票單元1131在Hough空間內(nèi)，對(duì)與所述邊緣點(diǎn)檢 測(cè)單元1120所檢測(cè)出的所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述 邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重的投票。這里，對(duì)作為與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重的 所述邊緣強(qiáng)度進(jìn)行投票。但是，與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的權(quán)重不限于此，例 如也可以使用常量、由后述的索貝爾x分量和索貝爾y分量計(jì)算出的所述 邊緣點(diǎn)中的像素值的梯度和與所述軌跡上的點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述直線的斜率構(gòu) 成的角度等、由所述邊緣點(diǎn)或者其附近的像素值等計(jì)算出的值、或者從這
些值或所述邊緣強(qiáng)度等計(jì)算出的值等。
所述Hough空間平滑化單元1132針對(duì)所述Hough空間的各點(diǎn)，使用
該點(diǎn)以及附近點(diǎn)的所述投票值，例如將附近點(diǎn)的投票值的平均值決定為該 點(diǎn)上的平滑后的投票值。但是所述平滑后的投票值不限于此，可以使用基 于附近的點(diǎn)的位置關(guān)系和投票值計(jì)算出的各種值，例如可使用在附近的各 點(diǎn)乘以適當(dāng)?shù)臋?quán)重所得值的和或者附近的最大投票值等。
所述Hough空間峰值檢測(cè)單元1133檢測(cè)具有在所述Hough空間內(nèi)大 于等于預(yù)定的閾值，且例如在3X3附近等的附近范圍內(nèi)為最大的投票值的 點(diǎn)，作為所述峰值。但是，檢測(cè)所述峰值的標(biāo)準(zhǔn)不限于此，可采用與問(wèn)題 的設(shè)定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，例如，可以只將在所述Hough空間內(nèi)具有最大投票值 的點(diǎn)作為峰值等。
這里，對(duì)所述Hough空間平滑化單元1132進(jìn)行說(shuō)明。
假定所述直線參數(shù)描述g'^,^hO由下述公式(11)給出。
g'(I,a) = x — (a + 6(y — i)) = 0 (11)
其中，JT = (x,>f表示所述道路圖像310上的各點(diǎn)的坐標(biāo)，L表示如圖 4所示的所述道路圖像310內(nèi)的某一水平線的y坐標(biāo)。
如圖4所示，將所述道路圖像310的下部區(qū)域、例如中央水平線以下 的區(qū)域設(shè)定為所述關(guān)注區(qū)域。該關(guān)注區(qū)域A311是在所述道路圖像310內(nèi) 被預(yù)想為相當(dāng)于道路路面的區(qū)域。因此，與本發(fā)明的第一實(shí)施方式相同， 如圖7所示，將與所述特定圖案間距離相對(duì)應(yīng)的直線間距離/W)定義 為如上述公式(3)所示。其中，Z和e"分別表示直線。
這里，公式(10)可從上述公式(4)變形為下述公式(12)。
<formula>formula see original document page 22</formula>(12)
由此，所述Hough空間平滑后單元1132針對(duì)所述Hough空間的各點(diǎn)
a"，可將滿足(cT-a"f雖"1-a")2r的點(diǎn)的集合(a","'-a")r雖"'-a")"} 或者其近似區(qū)域的所述投票值的平均值，作為所述平滑后的投票值。
但是，所述平滑后的投票值不限于此，可以使用基于附近的點(diǎn)的位置 關(guān)系和投票值計(jì)算出的各種值，例如可使用在所述點(diǎn)的集合的各點(diǎn)乘以適 當(dāng)?shù)臋?quán)重所得值的和或者附近的最大投票值等。
接著，對(duì)所述Hough空間投票單元1131進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。所述Hough 空間投票單元1131對(duì)于與由所述邊緣點(diǎn)檢測(cè)單元1120在所述Hough空間 內(nèi)檢測(cè)出的所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的軌跡上的各點(diǎn)，進(jìn)行與所述邊緣點(diǎn)相對(duì)應(yīng) 的權(quán)重的投票，但是也可以不對(duì)所述軌跡上的各點(diǎn)而是對(duì)所述軌跡上的各 點(diǎn)的附近范圍進(jìn)行所述投票，其中所述各點(diǎn)的附近范圍是由被認(rèn)為是包含 在邊緣點(diǎn)的位置中的噪聲分量決定的。在本實(shí)施例中，在進(jìn)行所述投票 時(shí)，只考慮由所述坐標(biāo)離散化引起的所述邊緣點(diǎn)位置中包含的所述噪聲分 量。此時(shí)，可認(rèn)為在所述道路圖像內(nèi)的某個(gè)像素位置( ,^f檢測(cè)出的邊緣 點(diǎn)的真實(shí)位置在下述公式(13)所示的范圍內(nèi)。
{(義，力 —會(huì)"< +會(huì)，力一會(huì)"〈力+會(huì)j (13)
這里，如圖S所示，不只是對(duì)與邊緣點(diǎn)702相對(duì)應(yīng)的Hough空間內(nèi)的 軌跡705，而是對(duì)于與上述公式(13)所表示的邊緣點(diǎn)的真實(shí)的位置范圍 703內(nèi)的所有點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的Hough空間內(nèi)的軌跡的集合706，進(jìn)行與邊緣點(diǎn) 702相對(duì)應(yīng)的權(quán)重的投票。由此，能夠抑制由所述坐標(biāo)離散化導(dǎo)致的噪聲 分量的影響。
接著，參照?qǐng)D12和圖13的流程圖，對(duì)上述實(shí)施例的操作進(jìn)行詳細(xì)的 說(shuō)明。
首先，由所述圖像輸入裝置1110輸入所述道路圖像(圖13的步驟 Dl)。接著，所述索貝爾濾波器單元1121針對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)，計(jì) 算出所述索貝爾x分量和索貝爾y分量(步驟D2)。接著，所述邊緣強(qiáng)度 計(jì)算單元1122針對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)，計(jì)算出邊緣強(qiáng)度(步驟D3)。 接著，所述邊緣強(qiáng)度閾值處理單元1123對(duì)所述道路圖像的各點(diǎn)的邊緣強(qiáng)
度進(jìn)行閾值處理(步驟D4)。接著，所述邊緣點(diǎn)輸出單元1124輸出所述
邊緣強(qiáng)度大于等于所述閾值的點(diǎn)，作為所述邊緣點(diǎn)(步驟D5)。接著， 所述Hough空間投票單元1131針對(duì)所述各個(gè)邊緣點(diǎn)，向Hough空間內(nèi)的 軌跡上進(jìn)行投票(步驟D6)。接著，所述Hough空間平滑化單元1132對(duì) 所述Hough空間內(nèi)的各點(diǎn)的所述投票值進(jìn)行平滑處理(步驟D7)。接 著，所述Hough空間峰值檢測(cè)單元1133檢測(cè)所述Hough空間內(nèi)的所述峰 值點(diǎn)(步驟D8)。最后，所述直線輸出單元1140輸出與所述各個(gè)Hough 空間峰值點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所述直線(步驟D9)。
在本實(shí)施例中，將圖像作為所述對(duì)象數(shù)據(jù)，但是所述對(duì)象數(shù)據(jù)不限于 此，只要是將坐標(biāo)位置與各位置上的數(shù)據(jù)值關(guān)聯(lián)起來(lái)的數(shù)據(jù)即可，例如可 以是由像素值表示該點(diǎn)到對(duì)應(yīng)的實(shí)際物體的距離的距離圖像、提供三維空 間內(nèi)的各個(gè)位置上的像素值的三維圖像、通過(guò)將在不同時(shí)刻得到的所述圖 像或者所述三維圖像沿時(shí)序列方向排列而得的時(shí)序列圖像等等。
另外，在本實(shí)施例中，將所述直線間距離定義為在所述關(guān)注區(qū)域 A311的各個(gè)水平線上的x坐標(biāo)的差的平方和，但不限于水平線，只要是互 相平行的線的集合中的各個(gè)線上的位置間距離的平方和即可，例如垂直線 等。
另外，在本實(shí)施例中，所述直線間距離被定義為在互相平行的線的集 合中的各個(gè)線上的位置間距離的平方和，但不限于平方和，只要是將所述 互相平行的線的集合的各線上的直線位置的集合看做一個(gè)向量時(shí)被定義為 與兩個(gè)所述直線相對(duì)應(yīng)的所述向量間的距離的量即可，例如可定義為絕對(duì) 值的和、絕對(duì)值的最大值等等。
產(chǎn)業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明，能夠應(yīng)用于檢測(cè)圖像等對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的特定圖案的用途。
權(quán)利要求
1.一種識(shí)別系統(tǒng)，包括Hough空間投票單元，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向參數(shù)空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；以及Hough空間峰值檢測(cè)單元，檢測(cè)完成投票的所述參數(shù)空間的峰值；所述識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)Hough變換從對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)特定圖案，其特征在于，在所述Hough空間投票單元中設(shè)計(jì)所述參數(shù)空間，以使進(jìn)行投票的所述參數(shù)空間內(nèi)的各點(diǎn)的距離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示所述特定圖案之間的差異的特定圖案間距離的大小關(guān)系等值或者近似等值。
2. —種識(shí)別系統(tǒng)，包括Hough空間投票單元，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向 參數(shù)空間的對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；Hough空間平滑化單元，對(duì)所述參數(shù) 空間的各點(diǎn)的投票值進(jìn)行平滑處理；以及Hough空間峰值檢測(cè)單元，檢測(cè) 完成投票的所述參數(shù)空間的峰值；所述識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)Hough變換從對(duì)象數(shù) 據(jù)中檢測(cè)特定圖案，其特征在于，所述Hough空間平滑化單元使用所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的區(qū)域 內(nèi)的點(diǎn)的投票值來(lái)決定所述參數(shù)空間內(nèi)的各點(diǎn)的平滑后的投票值，其中， 所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的投票值使得預(yù)定的所述特定 參數(shù)間距離小于等于預(yù)定的值。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于， 所述對(duì)象數(shù)據(jù)是圖像，所述特定圖案是直線。
4. 如權(quán)利要求3所述的識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述特定圖案間距離是在預(yù)定的所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的某個(gè)關(guān)注區(qū)域中的 各個(gè)水平線上或者各個(gè)垂直線上或者水平線群的各個(gè)線上的、各個(gè)所述特 定圖案的位置之間的距離在所述關(guān)注區(qū)域中的平方和。
5. 如權(quán)利要求4所述的識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，將所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的某個(gè)水平線上的截段和斜率的系數(shù)作為參數(shù)來(lái)描 述所述直線。
6. 如權(quán)利要求3所述的識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，在所述Hough空間投票單元的一次投票處理中，在單個(gè)或多個(gè)投票位 置對(duì)與對(duì)象數(shù)據(jù)的量化誤差相對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行投票。
7. 如權(quán)利要求4、 5、或6所述的識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像是由車(chē)載設(shè)備拍攝的道路圖像，所述關(guān)注區(qū)域是與所述道路 圖像內(nèi)的道路圖像相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，通過(guò)檢測(cè)所述直線來(lái)檢測(cè)出白線、道路邊 緣等行駛車(chē)道邊界。
8. —種識(shí)別方法，包括投票步驟，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向參數(shù)空間的 對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；以及峰值檢測(cè)步驟，檢測(cè)完成投票的參數(shù)空間的峰值；所述識(shí)別方法通過(guò)Hough變換來(lái)從對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)特定圖案，其特征在于，在所述投票步驟中設(shè)計(jì)所述參數(shù)空間，以使進(jìn)行投票的所述參數(shù)空間 內(nèi)的各點(diǎn)的距離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示所述特定參數(shù)之間的差異的特定 圖案間距離的大小關(guān)系等值或者近似等值。
9. 一種識(shí)別方法，包括投票步驟，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向參數(shù)空間的 對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；平滑化步驟，對(duì)所述參數(shù)空間的各點(diǎn)的投票值進(jìn) 行平滑處理；以及峰值檢測(cè)步驟，檢測(cè)完成投票的參數(shù)空間的峰值；所述 識(shí)別方法通過(guò)Hough變換來(lái)從對(duì)象數(shù)據(jù)中檢測(cè)特定圖案，其特征在于，所述平滑化步驟具有如下步驟使用所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的 區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的投票值來(lái)決定所述參數(shù)空間內(nèi)的各點(diǎn)的平滑后的投票值，其 中所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的投票值使得預(yù)定的所述特 定圖案間距離小于等于預(yù)定的值。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的識(shí)別方法，其特征在于， 所述對(duì)象數(shù)據(jù)是圖像，所述特定參數(shù)是直線。
11. 如權(quán)利要求IO所述的識(shí)別方法，其特征在于， 所述特定圖案間距離是在預(yù)定的所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的某個(gè)關(guān)注區(qū)域中的各個(gè)水平線上或者各個(gè)垂直線上或者水平線群的各個(gè)線上的、各個(gè)所述特 定圖案的位置之間的距離在所述關(guān)注區(qū)域中的平方和。
12. 如權(quán)利要求11所述的識(shí)別方法，其特征在于， 將所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的某個(gè)水平線上的截段和斜率的系數(shù)作為參數(shù)來(lái)描述所述直線。
13. 如權(quán)利要求IO所述的識(shí)別方法，其特征在于，所述投票步驟具有在一次投票處理中在單個(gè)或者多個(gè)位置對(duì)與對(duì)象數(shù) 據(jù)的量化誤差相對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行投票的步驟。
14. 如權(quán)利要求11、 12、或13所述的識(shí)別方法，其特征在于，所述圖像是由車(chē)載設(shè)備拍攝的道路圖像，所述關(guān)注區(qū)域是與所述道路 圖像內(nèi)的道路圖像相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，所述識(shí)別方法包括通過(guò)檢測(cè)所述直線來(lái)檢測(cè)出白線或道路邊緣等行駛 車(chē)道邊界的步驟。
15. —種識(shí)別程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行投票步驟，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向 參數(shù)空間的對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；以及峰值檢測(cè)步驟，檢測(cè)完成投票的 參數(shù)空間的峰值，所述識(shí)別程序使得從對(duì)象數(shù)據(jù)通過(guò)Hough變換來(lái)檢測(cè)特定圖案，其特征在于，在所述投票步驟中設(shè)計(jì)所述參數(shù)空間，以使進(jìn)行投票的所述參數(shù)空間 內(nèi)的各點(diǎn)的距離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示所述特定參數(shù)之間的差異的特定 圖案間距離的大小關(guān)系相等或者近似相等。
16. —種識(shí)別程序，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行投票步驟，針對(duì)每個(gè)特征點(diǎn)，向 參數(shù)空間的對(duì)應(yīng)的軌跡上進(jìn)行投票；平滑化步驟，對(duì)所述參數(shù)空間的各點(diǎn) 的投票值進(jìn)行平滑處理；以及峰值檢測(cè)步驟，檢測(cè)完成投票的參數(shù)空間的 峰值；所述識(shí)別程序使得從對(duì)象數(shù)據(jù)通過(guò)Hough變換來(lái)檢測(cè)特定參數(shù)，其 特征在于，所述平滑化步驟具有如下步驟使用所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的投票值來(lái)決定所述參數(shù)空間內(nèi)的各點(diǎn)的平滑后的投票值，其 中所述各點(diǎn)的附近或者近似附近的區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)的投票值使得預(yù)定的所述特 定圖案間距離小于等于預(yù)定的值。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的識(shí)別程序，其特征在于， 所述對(duì)象數(shù)據(jù)是圖像，所述特定圖案是直線。
18. 如權(quán)利要求17所述的識(shí)別程序，其特征在于， 所述特定圖案間距離是在預(yù)定的所述對(duì)象數(shù)據(jù)內(nèi)的某個(gè)關(guān)注區(qū)域中的各個(gè)水平線上或者各個(gè)垂直線上或者水平線群的各個(gè)線上的、各個(gè)所述特 定圖案的位置之間的距離在所述關(guān)注區(qū)域中的平方和。
19. 如權(quán)利要求18所述的識(shí)別程序，其特征在于，將所述關(guān)注區(qū)域內(nèi)的某個(gè)水平線上的截段和斜率的系數(shù)作為參數(shù)來(lái)描 述所述直線。
20. 如權(quán)利要求n所述的識(shí)別程序，其特征在于，所述投票步驟在一次投票處理中，在單個(gè)或者多個(gè)位置對(duì)與對(duì)象數(shù)據(jù) 的量化誤差相對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行投票。
21. 如權(quán)利要求18、 19、或20所述的識(shí)別程序，其特征在于， 所述圖像是由車(chē)載設(shè)備拍攝的道路圖像，所述關(guān)注區(qū)域是與所述道路圖像內(nèi)的道路圖像相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，所述識(shí)別程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行通過(guò)檢測(cè)所述直線來(lái)檢測(cè)出白線或道路邊 緣等行駛車(chē)道邊界的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的識(shí)別系統(tǒng)包括特征點(diǎn)檢測(cè)單元(120)、Hough變換單元(130)、以及特定圖案輸出單元(140)。在所述Hough變換單元(130)中設(shè)計(jì)所述Hough空間，以使Hough空間內(nèi)的各個(gè)點(diǎn)之間的距離的大小關(guān)系與預(yù)定的表示特定圖案之間的差異的特定圖案間距離的大小關(guān)系相等。所述識(shí)別系統(tǒng)使用所述Hough空間來(lái)檢測(cè)特定圖案。通過(guò)采用上述構(gòu)成，在圖像中越是相似的特定圖案，在所述Hough空間內(nèi)就越是表現(xiàn)為更加接近的點(diǎn)，由此可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
文檔編號(hào)G06T7/60GK101356547SQ20078000127
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月25日
發(fā)明者櫻井和之 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社