用于車輛的圖像處理的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括：照明開關(guān)，基于從外部輸入的控制信號(hào)接通或關(guān)斷，從而選擇性地使光照射至識(shí)別目標(biāo)的物體。第一擴(kuò)散器，連接至上述照明開關(guān)，并且將上述照明開關(guān)照射的光傳播至上述物體。圖像收集器，在上述照明開關(guān)的接通狀態(tài)下收集上述物體的第一圖像，在上述照明開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)下收集上述物體的第二圖像。圖像處理器，通過從上述第一圖像減去上述第二圖像，獲得全景圖像，從而識(shí)別上述物體的姿勢(shì)。
【專利說明】用于車輛的圖像處理的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于車輛的圖像處理的裝置和方法，更具體地，涉及一種具有不 需要進(jìn)行復(fù)雜圖像處理就能夠提取全景圖像的優(yōu)點(diǎn)的用于車輛的圖像處理的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)圖像，例如車輛中的駕駛者姿勢(shì)（gesture)或駕駛者監(jiān)控，通過圖像處理被識(shí) 別時(shí)，需要從圖像中除去除識(shí)別物體（即，全景圖像、手、臉等）之外的背景。當(dāng)從圖像中除 去了背景后，能夠只監(jiān)控識(shí)別物體。因此，能夠獲得識(shí)別性能。
[0003] 如上所述，從圖像中除去背景是一個(gè)重要的處理，但是由于背景的亮度、顏色或文 本，難以從背景中分離出識(shí)別物體。而且，需要很多系統(tǒng)資源，以便利用純圖像處理方法除 去背景圖像，從而增加了成本。
[0004] 在本【背景技術(shù)】部分公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的【背景技術(shù)】的理解，因此 其可能包含不構(gòu)成本國本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種具有不需要進(jìn)行復(fù)雜圖像處理就能提取全景（panoramic)圖像 的優(yōu)點(diǎn)的用于車輛的圖像處理的裝置和方法。
[0006] 本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置包括：照明開關(guān)，基于從外部輸入的控 制信號(hào)接通或關(guān)斷，從而選擇性地使光照射至識(shí)別目標(biāo)的物體。第一擴(kuò)散器，連接至所述照 明開關(guān)，并且將所述照明開關(guān)照射的光傳播至所述物體。圖像收集器，在所述照明開關(guān)的接 通狀態(tài)下收集所述物體的第一圖像，在所述照明開關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)下收集所述物體的第二圖 像。圖像處理器，通過從所述第一圖像減去所述第二圖像，獲得全景圖像，從而識(shí)別所述物 體的姿勢(shì)。
[0007] 上述圖像處理裝置還包括：第二擴(kuò)散器，安裝至所述圖像收集器，所述第二擴(kuò)散器 在光從所述物體反射而來時(shí)，接收光，并且除去存在于所述圖像收集器的識(shí)別區(qū)域外部的 圖像。濾光器（filter)，安裝在所述圖像收集器與所述第二擴(kuò)散器之間，用于增加由所述第 二擴(kuò)散器降低的圖像的分辨率。
[0008] 圖像處理裝置還包括：照明控制器，基于所述圖像處理器生成的所述控制信號(hào)控 制所述照明開關(guān)接通或關(guān)斷。
[0009] 本發(fā)明的另一實(shí)施例的由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法包括：根據(jù)控制信 號(hào)，將光照射至識(shí)別物體。當(dāng)所述光被照射至所述物體時(shí)，獲得所述物體的第一圖像。根據(jù) 所述控制信號(hào)關(guān)斷所述光并獲得所述物體的第二圖像?；谒龅谝粓D像和所述第二圖像 獲得全景圖像，以及從所獲得的全景圖像識(shí)別所述物體的姿勢(shì)。
[0010] 所述全景圖像是通過獲取所述全景圖像同時(shí)從所述第一圖像除去所述第二圖像 而獲取的。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，利用低的材料成本和簡單的結(jié)構(gòu)，就能夠獲得高分辨率全景圖像，而 不需要在車輛中進(jìn)行復(fù)雜的圖像處理過程。
[0012] 由于能夠降低處理能力，因此能夠使用低成本處理器并且能夠有效除去背景圖 像，從而提高了識(shí)別性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的圖像識(shí)別的一般過程。
[0014] 圖2示出現(xiàn)有技術(shù)的圖像識(shí)別的另一一般過程。
[0015] 圖3示出用于配置本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置的圖。
[0016] 圖4示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置。
[0017] 圖5示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖。
[0018] 圖6示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的除去了背景圖像的示例圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 在以下詳細(xì)描述中，簡單地以例證的方式，僅示出和描述本發(fā)明的某些示例性實(shí) 施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所描述的實(shí)施例能夠以各種不同方式修改，而均不背離本 發(fā)明的精神或范圍。相應(yīng)地，附圖和說明本質(zhì)上也應(yīng)視為是說明性的，而不是限制性的。在 說明書全文中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。
[0020] 在接下來的說明書和權(quán)利要求全文中，除非明確地有相反的描述，術(shù)語"包括"及 變形例如"包含"或"含有"應(yīng)被理解為意在包括所述元件，但不排除任何其他元件。
[0021] 在下文中，參照附圖，描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的車輛的圖像處理裝置和方法。 在描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例之前，接下來參考圖1和圖2,描述圖像識(shí)別的一般過程。
[0022] 圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的圖像識(shí)別的一般過程，圖2示出圖像識(shí)別的另一一般過程。
[0023] 圖1示出使用常規(guī)二維攝像機(jī)的圖像識(shí)別的一般過程。如圖1 (a)所示，當(dāng)由常規(guī) 二維攝像機(jī)拍攝的圖像被獲取時(shí)，如圖1(b)所示，背景從圖像中除去。因此，使用下列兩種 方法，如圖1(c)所示，從圖像中提取全景圖像。第一種方法是使用像素信息（例如，亮度或 顏色）除去背景圖像，第二種方法是限制環(huán)境（例如，在工作室內(nèi)拍攝，或者安裝黑視屏幕 (blackout screen))。
[0024] 當(dāng)使用第一種方法時(shí)，計(jì)算量增多，因此需要更昂貴的處理器。此外，根據(jù)像素信 息的特性，無法完全分離出背景。在使用第二種方法的情況下，能夠完全除去背景，但是增 加了環(huán)境限制，因此難以應(yīng)用于戶外或車輛周圍環(huán)境中。
[0025] 圖2示出使用三維攝像機(jī)的圖像識(shí)別的另一一般過程。如圖2所示，當(dāng)使用三維 攝像機(jī)時(shí)，如圖2(a)所示，能夠獲取深度圖（depth map),因此背景容易被除去。
[0026] S卩，如圖2(a)所示，當(dāng)使用三維攝像機(jī)拍攝物體時(shí)，獲取深度圖圖像，該深度圖圖 像隨著距物體的距離減小而變亮，并隨著距物體的距離增加而變暗。當(dāng)以曲線圖顯示圖 2(a)中的紅線部分的深度圖時(shí)，能夠顯示如圖2(b)所示。此處，當(dāng)圖像只有左右深度區(qū)域 被濾光（filter)時(shí)，如圖2(c)所示，能夠獲取手附近具有深度的區(qū)域。
[0027] 然而，如果使用立體攝像機(jī)，需要更大的計(jì)算量來獲取深度圖。在使用Kinect或 飛行時(shí)間法（TOF:Time-〇f-fight)攝像機(jī)的情況下，不需要額外的計(jì)算來獲得深度圖。然 而，三維攝像機(jī)很昂貴，因此，難以配置成一系統(tǒng)。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施例，描述一種使用擴(kuò)散器（diffuser)的圖像處理裝 置及其方法。
[0029] 圖3示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所 示，本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置1〇〇包括圖像處理器110、照明控制器（light controller) 150、圖像收集器120、濾光器130、第一擴(kuò)散器170、第二擴(kuò)散器140和照明開關(guān) 160。
[0030] 照明控制器150控制光（照明），使其在后述的照明開關(guān)160中接通/關(guān)斷。根據(jù) 本發(fā)明的一示例性實(shí)施例，照明控制器150從圖像處理器110接收用于控制照明開關(guān)160 的信號(hào)，但是不限于此。即，照明控制器150基于信號(hào)控制照明開關(guān)160,該信號(hào)包括用于在 圖像收集器120被激活而收集圖像后的預(yù)定時(shí)間使光（照明）接通的預(yù)定信息和用于在使 光（照明）接通后的預(yù)定時(shí)間使光（照明）關(guān)斷的預(yù)定信息。
[0031] 圖像收集器120在光被照射時(shí)收集物體的第一圖像，而在光被關(guān)斷時(shí)收集物體的 第二圖像。此處，作為示例，將描述在圖像收集器120中使用二維攝像機(jī)的情形，但不限于 此。
[0032] 在圖像收集器120與第二擴(kuò)散器140之間，設(shè)置有濾光器130。當(dāng)分辨率因第二擴(kuò) 散器140而降低時(shí)，濾光器130輸出物體的高分辨率圖像。即，當(dāng)?shù)诙U(kuò)散器140安裝至圖 像收集器120時(shí)，分辨率降低。具體而言，隨著距物體的距離增加，分辨率降低。為了增加 分辨率，濾光器130被安裝至圖像收集器120?？墒褂酶鞣N類型的濾光器130,本發(fā)明的一 示例性實(shí)施例不限于特定類型。
[0033] 第二擴(kuò)散器140設(shè)置于圖像控制器120并且與濾光器130相鄰。
[0034] 當(dāng)來自后述的照明開關(guān)160的光從識(shí)別物體反射時(shí)，圖像收集器120接收經(jīng)反射 的光，而且存在于識(shí)別區(qū)域外部的圖像變模糊并被除去。
[0035] 圖像處理器110確認(rèn)圖像收集器120的操作，生成控制信號(hào)，并將控制信號(hào)發(fā)送至 照明控制器150。用于確認(rèn)圖像收集器120的操作的方法可很多。在本發(fā)明的一示例性實(shí) 施例中，不限于特定的方法。
[0036] 圖像處理器110處理由圖像收集器120收集的分辨率提高后的圖像，從而識(shí)別物 體的圖像或姿勢(shì)。通過從第一圖像中除去第二圖像，獲得全景圖像，即物體。此處，當(dāng)照明 開關(guān)160接通時(shí)獲得第二圖像，而當(dāng)照明開關(guān)160關(guān)斷時(shí)獲得第一圖像。圖像處理器110 從所獲取的全景圖像中識(shí)別物體的圖像或姿勢(shì)。
[0037] 第一擴(kuò)散器170設(shè)置于照明開關(guān)160并均勻地傳播從照明開關(guān)160照射的光。即， 第一擴(kuò)散器170增加光的擴(kuò)散效應(yīng)。由照明開關(guān)160照射的光是窄寬的直線或者圓錐光。 在這種情況下，光僅被照射到預(yù)定區(qū)域。由窄寬的圖像收集器120識(shí)別的識(shí)別區(qū)域會(huì)降低 圖像質(zhì)量，因此安裝到照明開關(guān)160的第一擴(kuò)散器170用于使由照明開關(guān)160照射的光均 勻地傳播至物體。
[0038] 為了從圖像處理裝置100識(shí)別物體，照明開關(guān)160使光照射至該物體。在預(yù)定時(shí)間 后，根據(jù)照明控制器150,關(guān)斷照明開關(guān)160。在本發(fā)明的一示例性實(shí)施例中，照明開關(guān)160 例如是紅外光，但本發(fā)明不限于此。
[0039] 參照?qǐng)D4,描述圖像處理裝置100的示例性實(shí)施例。
[0040] 圖4示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理裝置。如圖4所示，圖像處理器110 連接至二維攝像機(jī)的圖像收集器120和紅外光照明控制器150,紅外光照明開關(guān)160連接至 照明控制器150。照明開關(guān)160將紅外線照射至物體，并且由于第一擴(kuò)散器170設(shè)置于照明 開關(guān)160,紅外線被均勻地傳播至該物體。
[0041] 圖像收集器120收集從該物體反射的圖像，而且能夠通過濾光器130和安裝至圖 像收集器120的第二擴(kuò)散器140,收集高分辨率圖像，該高分辨率圖像在識(shí)別區(qū)域外部是模 糊的。
[0042] 參考圖5,描述由如上所述的圖像處理裝置100執(zhí)行的無需復(fù)雜圖像處理就能光 學(xué)提取全景圖像的圖像處理方法。
[0043] 圖5示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖。如圖5所示，當(dāng)在 步驟S100,圖像處理器110確認(rèn)圖像收集器120的操作時(shí)，圖像處理器110生成照明開關(guān) 160的控制信號(hào)并將該控制信號(hào)發(fā)送至照明開關(guān)160。在步驟S110,照明開關(guān)160根據(jù)圖像 處理器110將光照射至物體，而且圖像收集器120獲得來自被光照射的物體的第一圖像。
[0044] 由于第一光擴(kuò)散器170被安裝至照明開關(guān)160,從照明開關(guān)160照射的光被均勻地 傳播。第二擴(kuò)散器140和濾光器130被安裝至圖像收集器120,因此圖像收集器120能夠獲 取高分辨率圖像。
[0045] 在步驟S120,圖像收集器120獲得第一圖像后，照明開關(guān)160根據(jù)照明控制器150 的控制使光（照明）關(guān)斷。當(dāng)光（照明）被關(guān)斷時(shí)，圖像收集器120獲得該物體的第二圖 像。
[0046] 圖像處理器110處理由圖像收集器120在步驟S120和S140獲得的第一圖像和第 二圖像，從而獲得全景圖像。圖像處理器110從所獲得的全景圖像中識(shí)別該物體的圖像或 姿勢(shì)，從而與該物體的圖像或姿勢(shì)對(duì)應(yīng)。
[0047] 此處，參考圖6,描述在步驟S160中獲得除去了背景圖像的全景圖像的方法。圖6 示出本發(fā)明的一示例性實(shí)施例的除去了背景圖像的示例圖。
[0048] 當(dāng)照明開關(guān)160根據(jù)照明控制器150的控制使光照射時(shí)，圖像收集器120收集如 圖6所示的第一圖像。當(dāng)照明開關(guān)160關(guān)斷時(shí)，圖像收集器120收集如圖6所示的第二圖 像。第一圖像包括物體和背景，第二圖像僅包括除有待獲取的物體外的背景。
[0049] 當(dāng)使用擴(kuò)散器140和170時(shí)，為了識(shí)別物體而安裝的照明開關(guān)160的照射區(qū)域和 輸入?yún)^(qū)域外部的背景圖像的大部分被除去，或者照射區(qū)域和大部分背景圖像的分辨率被降 低。因此，自然地除去了背景圖像。然而，室內(nèi)照明或自發(fā)光物體被輸入到圖像收集器120 并作為噪聲起作用。
[0050] 因此，根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施例，當(dāng)圖像收集器120拍攝并獲得圖像時(shí)，照明 控制器150控制照明定時(shí)（illumination timing)。例如，根據(jù)本發(fā)明的一示例性實(shí)施例， 當(dāng)拍攝奇數(shù)圖像時(shí)，在照明接通時(shí)獲得第一圖像，并且當(dāng)拍攝偶數(shù)圖像時(shí)，在照明關(guān)斷時(shí)獲 得第二圖像。
[0051] 圖像處理器110通過從第一圖像減去第二圖像來檢測差分圖像。相應(yīng)地，能夠獲 得由于實(shí)際內(nèi)部照明而產(chǎn)生的反射圖像。在差分圖像中，僅剩下除去了外部噪聲的全景圖 像（即，物體的圖像）。圖像處理器110分析該全景圖像，獲得該全景圖像的特征點(diǎn)，并使用 該特征點(diǎn)識(shí)別圖像或姿勢(shì)。
[0052] 盡管已經(jīng)結(jié)合目前認(rèn)為實(shí)用的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明不限于所公開的實(shí)施例，相反地，本發(fā)明意在覆蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍之 內(nèi)的各種修改和等同配置。
【權(quán)利要求】
1. 一種圖像處理裝置，其特征在于，包括： 照明開關(guān)，基于從外部輸入的控制信號(hào)接通或關(guān)斷，從而選擇性地使光照射至識(shí)別目 標(biāo)的物體； 第一擴(kuò)散器，連接至所述照明開關(guān)，并且將所述照明開關(guān)照射的光傳播至所述物體； 圖像收集器，在所述照明開關(guān)的接通狀態(tài)下收集所述物體的第一圖像，在所述照明開 關(guān)的關(guān)斷狀態(tài)下收集所述物體的第二圖像；以及 圖像處理器，通過從所述第一圖像減去所述第二圖像，獲得全景圖像，從而識(shí)別所述物 體的姿勢(shì)。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括： 第二擴(kuò)散器，安裝至所述圖像收集器，所述第二擴(kuò)散器在光從所述物體反射而來時(shí)，接 收光，并且除去存在于所述圖像收集器的識(shí)別區(qū)域外部的圖像；以及 濾光器，安裝在所述圖像收集器與所述第二擴(kuò)散器之間，用于增加由所述第二擴(kuò)散器 降低的圖像的分辨率。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于，還包括： 照明控制器，基于所述圖像處理器生成的所述控制信號(hào)控制所述照明開關(guān)接通或關(guān) 斷。
4. 如權(quán)利要求2所述的圖像處理裝置，其特征在于： 所述照明開關(guān)發(fā)出紅外光，所述濾光器為紅外濾光器。
5. -種由圖像處理裝置執(zhí)行的圖像處理方法，其特征在于，包括： 根據(jù)控制信號(hào)，將光照射至識(shí)別物體的步驟； 當(dāng)所述光被照射至所述物體時(shí)，獲得所述物體的第一圖像的步驟； 根據(jù)所述控制信號(hào)關(guān)斷所述光并獲得所述物體的第二圖像的步驟： 基于所述第一圖像和所述第二圖像獲得全景圖像的步驟；以及 從所獲得的全景圖像識(shí)別所述物體的姿勢(shì)的步驟。
6. 如權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于，還包括： 在所述光被照射至所述物體之前，生成控制所述光的所述控制信號(hào)的步驟。
7. 如權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于： 在獲取所述全景圖像時(shí)，通過從所述第一圖像除去所述第二圖像來獲取所述全景圖 像。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，其特征在于： 所述第一圖像包括所述物體和背景的圖像，所述第二圖像僅包括所述物體的圖像。
【文檔編號(hào)】G06K9/80GK104143103SQ201310757128
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】申東洙, 金圣云 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社