專利名稱：曝光確定裝置和圖像處理設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于在圖像拾取單元拾取圖像之前確定圖像拾取單元的 膝光的膝光確定裝置以及裝^^有這樣的膝光確定裝置的圖像處理i殳備。
背景技術：
具有檢測拾取圖像中的"邊緣"的功能的圖像處理設備廣泛使用于各 種領域；這些"邊緣"指的是圖像亮度或顏色變化的邊界.例如在日本專 利申請^iHf笫2001-005966號中公開的一種這樣的圖4象處理i殳4^t沒計成 使圖像拾取單元執(zhí)，先確定的數目如三次或更多的圖像拾取，同時改變 圖像拾取單元的曝光量.對于要被拾取的目標的每個亮度范圍，困像拾取 的數目已被預先確定。
因為圖像拾取單元的膝光量以圖像拾取的預先確定的數目而改變，所 以相對于圖4象拾取單元的動態(tài)范圍，可以實現(xiàn)具有大動態(tài)范圍的圖《象。注 意動態(tài)范圍指的是圖像拾取單元可以拾取的圖像的最大照度和最小照度 之間的范圍。
這樣一來，即使拾取的圖像中的區(qū)域亮度彼此不同，也可以檢測拾取 的圖像中的邊緣；這些區(qū)域例如對應于要被拾取的向陽區(qū)和陰影區(qū)。
然而，這種類型的圖像處理設備總是需要為要被拾取的每個目標的亮 度范圍執(zhí)行預先確定數目的圖像拾取，并且需要基于每個拾取的圖像執(zhí)行 圖像處理以便檢測邊緣.即使不需J^t行預先確定數目的圖像拾取，這也 會使圖像處理設備為要被拾取的每個目標的亮度范圍執(zhí)行預先確定數目 的圖像拾取，并J^于每個拾取的圖像執(zhí)行圖像處理以便檢測姊。
因此，這會在檢測邊緣時增加圖像處理設備的處理負荷.
發(fā)明內容
考慮到上述情況，本發(fā)明的一個方面的目的是提供這樣的技術，該技術允許圖像處理設備準確檢測邊緣，同時盡可能低地減少圖像處理設備的 處理負荷。
根據本發(fā)明的 一個方面，提供了 一種用于圖像拾取單元的膝光確定裝 置.該裝置包括圖像獲取單元，其配置成獲取第一圖像。第一圖像由圖像 #^取單元以預先確定的第一膝光#^取。該裝置包括光強度檢測單元，其配 置成提取第一圖像中的多個區(qū)域并且檢測所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域 中的光強度。該裝置包括失配區(qū)域確定單元，其配置成基于檢測到的所述 多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域 是否是至少一個失配區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述多
個區(qū)域中的相應一個區(qū)域的第一膝光的itJL和不足中的伶河一種，邊緣估 計未被檢測到，該裝置包括第二膝光確定單元，其配置成當確定所述多個 區(qū)域中的至少一個區(qū)域是所述至少一個失配區(qū)域時，確定所述圖傳^^取單 元的第二膝光.所述第二膝光與所述至少一個失配區(qū)域中的光強度匹配。
根據本發(fā)明的另 一個方面，提供了 一種"在可由用于圖像拾取單元 的膝光確定裝置的計算機訪問的介質中的程序產品。該程序產品包括第一 步驟，用于命令所述計算機獲取笫一圖像。笫一圖像由圖像拾取單元以預 先確定的第一膝光拾取。該程序產品包括第二步驟，用于命令所述計算機 提取第一圖像中的多個區(qū)域并且檢測所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的 光強度，該程序產品包括第三步驟，用于命令所述計算機基于檢測到的所 述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū) 域是否是至少一個失配區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述 多個區(qū)域中的相應一個區(qū)域的第一膝光的過度和不足中的任何一種，邊緣 估計未被檢測到.該程序產品包括第四步驟，用于哞^令所述計算機當確定 所述多個區(qū)域中的至少一個區(qū)J^4:所述至少 一個失配區(qū)域時，確定所述圖 像拾取單元的第二曝光。所述第二膝光與所述至少一個失配區(qū)域中的光強 度匹配。
根據本發(fā)明的進一步的方面，提供了一種用于圖像拾取單元的圖像處 理單元。該圖像處理單元包括笫一圖像獲取單元，其配置成使所述圖像拾 取單元以預先確定的第一瀑光拾取笫一 圖像，以從而獲取所述第 一圖像。 該圖像處理單元包括光強度檢測單元，其配置成提取第 一圖像中的多個區(qū) 域并且檢測所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度。該困像處理單元包 括失配區(qū)域確定單元，其配置成基于檢測到的所述多個區(qū)域中的每一個區(qū) 域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)^bl否是至少一個失配區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述多個區(qū)域中的相應一個區(qū) 域的笫一瀑光的過度和不足中的任何一種，邊緣估計未被檢測到。該圖像 處理單元包括第二膝光確定單元，其配置成當確定所述多個區(qū)域中的至少 一個區(qū)域是所述至少一個失配區(qū)域時，確定所述圖像拾取單元的第二膝 光。所述第二膝光與所述至少一個失配區(qū)域中的光強度匹配。該圖4象處理 單元包括第二圖像獲取單元，其配置成使所述圖像拾取單元以所述第二膝 光拾取第二圖像，以從而獲取所述第二圖像。該圖像處理單元包括邊# 測器，其配置成檢測所述第一圖像和所述笫二圖像中的至少一個中的邊 緣。
參考附圖，從以下實施例的描述中，本發(fā)明的其它目的和方面將會變
得明顯，其中
圖1是示意性圖示根據本發(fā)明實施例的安裝在車輛中的車道檢測系 統(tǒng)的總M件結構的例子的框圖2是示意性圖示根據實施例的將要由如圖1所示的CPU執(zhí)行的車 道檢測程序的流程圖3A是示意性圖示拾取的圖像中的預先設置的車道識別區(qū)的例子的 視圖，其中假定車輛前面的目標區(qū)包括從車輛開始在向前方向上按順序排 列的向陽區(qū)和陰影區(qū)；以及
圖3B是示意性圖示拾取的困《象中的預先設置的車道識別區(qū)的另 一個 例子的視圖，其中假定車輛前面的目標區(qū)包括從左到右在寬度方向上按順 序排列的向陽區(qū)和陰影區(qū)，
具體實施例方式
下面參考附圖來描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，使用相同的標號來 標識相同的對應部件，
在實施例中，本發(fā)明應用于安裝在車輛中作為圖像處理設備的例子的 車道檢測系統(tǒng)l。
參考圖1，車道檢測系統(tǒng)1裝備有控制器10、可通信地連接到控制器的車內裝置20。
控制器10例如被設計為常規(guī)微型計算機電路，其例如包括CPU 10a、 ROM (只讀存儲器)如可重寫ROM 10b、 RAM (隨M取存儲器)10c、 HDD (硬盤驅動器)lOd以及其它外圍設備(未示出)，CPU10a、 ROM 10b、 RAM10c、 HDD10d以及其它外圍設備彼此可通信。
ROM 10b在其中預先存儲包括車道檢測程序P的多個程序，該車道 檢測程序P包括膝光確定子程序。多個程序中的每個程序使CPU 10a執(zhí) 行相應的程序。例如，車道檢測程序P命令CPU10a控制攝影機15的膝 光，并JL基于攝影機15所拾取的圖像來險測車輛前面的道路表面上的車 道(車道位置)。
RAM 10c充當由運行的CPU 10a 4吏用的工作區(qū)。
HDD 10d在其中預先存儲可由CPU 10a使用的各項信息，并且可以 存儲從CPU 10a或車內裝置20發(fā)送的各項信息。
攝影機15安裝在車輛框架上安裝的車身(外殼)的前側，并且可操 作用于拾取車輛前面的道路表面上的預定目標區(qū)的二維圖像(幀圖像)。 每個拾取圖像的垂直方向和水平方向分別對應于車輛的向前方向和寬度 方向。
每個拾取圖像例如由排列成矩陣的多個像素組成；每個像素代表了其 相應位置的光強度(亮度)。
攝影機15還可操作用于基于環(huán)境光自動控制其曝光，以便獲#^個 具有適當對比度的拾取圖像。對比度指的是圖像的亮度(光強度)范圍。 例如，攝影機15可操作用于計算拾取圖像的所有像素的平均亮度，并且 基于計算的作為環(huán)境光的平均亮度來自動控制其膝光。
具體地，攝影機15包括鏡頭15a、光團15b、快門15c、圖像傳感器 15d、驅動器15e和15f、控制器15g以及數字處理器15h。
鏡頭15a包括設計成收集并聚焦光的一片或多片光學玻璃或類似的 材料。
光圏15b作為具有可調節(jié)的尺寸的開口 ，被設計成使得鏡頭15a所收 集的光的一部分從中穿過，以從而控制由圖像傳感器15d拾取的光量，
快門15c ^Li殳計成可開啟，并且可搮作用于控制時間，在該時間期間， 穿過光圏15b的光到達圖像傳感器15d。亦即，開啟il^(快門速度)確定了穿過光團15b的光到達圖係*傳感器15d期間的時間。
圖像傳感器15d包括排列成矩陣并且包括光敏像素區(qū)的多個光敏元 件；每個光敏元件對應于將要由圖像傳感器15d拾取的圖像的一個像素。
當光被圖像傳感器15d的光敏像素區(qū)接收時，接收到的光被光^L件 轉換成電模擬圖像.
圖像傳感器15d裝備有放大器，用于放大由此檢測到的模擬圖像，并 且可通信地連接到控制器15g,放大器的增益可由控制器15g控制，以便 圖傳 降感器15d的ISO (國際組織標準)靈智:度可由控制器15g調節(jié)。
驅動器15e可通信地連接到控制器15g,并且可^Mt用于在控制器15g 的控制下改變光團15b的開啟尺寸，以從而控制將要由圖l象傳感器15d #^取的光量。
驅動器15f可通信地連接到控制器15g，并且可^Mt用于調節(jié)快門15c 的快門i^，以從而確定穿過光囷15b的光照射到圖像傳感器15d的像素 區(qū)期間的時間。
控制器15g可通信地連接到控制器10的CPU 10a。
控制器15g可操作用于計算由圖像傳感器15d拾取的圖像的所有像素 的平均亮度，并且基于計算的作為環(huán)境光的平均亮度來自動控制攝影機 15的膝光，
數字處理器15h可操作用于將模擬圖像轉換成數字圖像,并且將數字 圖M出到控制器IO。
另夕卜，攝影機15可操作用于響應于從控制器10供應的指令而控制其 膝光。
攝影機15的曝光指的是至少一個膝光M，其確定了將要照射到圖 像傳感器15d的像素區(qū)上的光量。
當接收到從控制器10的CPU 10a發(fā)送的用于確定指示攝影機15膝 光的目標膝光值的指令時，控制器15g根據接收到的指令改變以下至少一 個光圍15b的開啟尺寸、快門15c的快門M以及圖像傳感器15d的放 大器的增益。這允許設置攝影機15的目標膝光值.
車內裝置20安裝在車輛中，并且可^t作用于基于控制器10進行的多 個程序的執(zhí)行結果，執(zhí)行與車輛的操作狀況(駕駛狀況)相關聯(lián)的各種任 務如控制目標控制任務。
9例如，用于基于車道檢測程序P的執(zhí)行結果自動控制車輛轉向的自
動轉向控制器,或者用于^車道檢測程序p的執(zhí)行結果向車輛的駕駛員
給出"il^偏離警告"的報警裝置，可以用作車內裝置20。
車道檢測系統(tǒng)1的控制器10被設計成每當發(fā)生下述情況時，就啟動 車道檢測程序P以從而執(zhí)行車道檢測程序
點火開關定位到點火位置，以便在車內安裝的內燃機和交^tic電機開 動期間供電；或者
點火開關定位到附屬位置，以便從安裝在車內的電池供電。
其后，車道檢測程序由控制器10循環(huán)執(zhí)行，直到供電停止為止。
下面參考圖2來描述^L據車道檢測程序P將要由CPU 10a執(zhí)行的車 道檢測程序。注意，步驟S130至S190中的操作對應于根據實施例的膝光 確定單元。
在步驟S120中，當啟動車道檢測程序P的執(zhí)行時，CPU 10a向攝影 機15 (控制器15g)發(fā)送指令，命令攝影機15以自我確定的膝光拾取第 一圖像。
在步驟S300中，基于從CPU 10a發(fā)送的指令，控制器15g獲得環(huán)境 光(環(huán)境亮度)。例如，在步驟S300中，控制器15g使快門15c開啟以從 而拾取目標區(qū)的圖像，并且計算拾取圖像的4^P像素的平均亮度作為環(huán)境 光(環(huán)境亮度)。
在步跺S310中，基于獲得的環(huán)境亮度，控制器15g自動調節(jié)以下至 少一個光閨15b的開啟尺寸、快門15c的快門iiJL以及圖像傳感器15d 的放大器的增益，以從而自動確定攝影機15的笫一膝光(至少一個笫一 膝光參數)。
下一步，在步驟S320中，控制器15g基于第一膝光控制光團15b、 快門15c和圖像傳感器15d，以從而以第一膝光^^取目標區(qū)的第一圖像。 在步驟S320中，控制器15g將拾取的數字格式的第一圖像發(fā)送到控制器 10。
在步驟S130中，控制器10的CPU 10a接收(獲取)從攝影機15發(fā) 送的拾取的笫一圖像，并且將拾取的第一圖像例如存儲在RAM 10c中。
下一步，在步驟S140中，CPU10a提取拾取的第一圖像中的多個預 先設置(編程)的區(qū)域(道路表面亮度檢測區(qū)域)，并且計算道路表面的
10每個區(qū)域中的亮度.
下面參考圖3A來描述CPU 10a在步驟S140中的特定^Mt。圖3A 圖示了拾取的圖像I中的預先設置的iU洛識別區(qū)的例子，其中假定車輛前 面的目標區(qū)包括從車輛開始在向前方向上按順序排列的向陽區(qū)(亮區(qū))和 陰影區(qū)(暗區(qū))。
根據實施例，拾取的圖像I的垂直方向上的中心已被設置為車道識別 區(qū)RA，作為用于車道識別的目標區(qū)。另外，在車道識別區(qū)RA中，相鄰 地在垂直方向上排列成兩行并且在水平方向上排列成兩列的四個區(qū)域 AR1、 AR2、 AR3和AR4被設置為道路表面亮度檢測區(qū)域，
例如，區(qū)域AR3和AR4布置成構成矩陣中的笫一行，并且區(qū)域AR1 和AR2布置在區(qū)域AR3和AR4各自的下側，以構成矩陣的第二行。
iti^識別區(qū)RA的長度和寬度已被確定，以允許車道周圍的道路表面 的部分上的亮度被適當地檢測。類似地，車道識別區(qū)RA中的區(qū)域的數目 已被確定，以允許車道周圍的遵^^表面的部分上的亮度被適當*測。此 外，區(qū)域AR1至AR4中的每一個的長度和寬度已被確定，以允許車道周 圍的道路表面的部分上的亮度被適當地檢測。
在步驟S140中，CPU 10a計算區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的全 部像素的平均亮度(平均光強度)，以從而估計區(qū)域AR1至AR4中的每 一個的平均亮度，作為道路表面的區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的估計 亮度。
注意，上面沒有車道的道路表面的亮度估計略^t低于其中包含有車道 的對應區(qū)域的平均值。因為這個原因，所以與當其中不包含車道時區(qū)域 AR1至AR4中的對應一個的平均亮度相比，當其中包含車道時區(qū)域AR1 至AR4中的每一個中的平均亮度的增加通過試驗或仿真等來估計。然后， 在步稞S140中，通過從區(qū)域AR1至AR4中的對應一個的平均亮度中減 去估計的增加，CPU 10a可以計算il^表面的區(qū)域ARl至AR4中的每一 個中的估計亮度。
在步驟S140中，CPU 10a可以在車道識別區(qū)RA中設置多個it^表 面亮度檢測區(qū)域，使得il^表面亮度檢測區(qū)域位于車道識別區(qū)RA中包含 的車道周圍。
特別地，圖3B圖示了拾取的圖像I中的預先設置的3fi^識別區(qū)RA 的另一個例子，其中假定車輛前面的目標區(qū)包括從左到右在寬度方向上按順序排列的向陽區(qū)和陰影區(qū)。
如圖3B所示，在車道識別區(qū)RA中，相鄰地在垂直方向上排列成兩 行并且在水平方向上排列成四列的四對區(qū)域ARla、 ARlb、 AR2a、 AR2b、 AR3a、 AR3b和AR4a、 AR4b可以i更置在車道Ll和L2周圍作為道i8^表 面亮度檢測區(qū)域。
例如，成對的區(qū)域AR3a和AR3b以及成對的區(qū)域AR4a和AR4b布 置成構成矩陣中的第一行，使得
區(qū)域AR3a和AR3b位于水平方向上的車道Ll的兩側；以及
區(qū)域AR4a和AR4b位于水平方向上的車道L2的兩側.
類似地，成對的區(qū)域ARla和ARlb以及成對的區(qū)域AR2a和AR2b 布置成構成矩陣中的第二行，佳_得
區(qū)域ARla和ARlb位于水平方向上的車道Ll的兩側；以及
區(qū)域AR2a和AR2b位于水平方向上的車道L2的兩側。
車ii^面亮度檢測區(qū)域ARla、 ARlb、 AR2a、 AR2b、 AR3a、 AR3b 和AR4a、 AR4b的布置允許車道不包含在它們當中。因為這個原因，可 以增加估計車道表面亮度檢測區(qū)域ARla、 ARlb、 AR2a、 AR2b、 AR3a、 AR3b和AR4a、 AR4b中的每一個中的平均亮度作為車if^面亮度檢測 區(qū)域ARla、 ARlb、 AR2a、 AR2b、 AR3a、 AR3b和AR4a、 AR4b中的 對應 一個中包含的道路表面的亮度的準確性。
在步驟S140中的操作之后，在步驟S150中，CPU10a確定區(qū)域ARl 至AR4中的每一個中的失配水平。
具體地，基于道路表面的區(qū)域AR1至AR4中的對應一個中的計算的 亮度，CPU10a為區(qū)域ARl至AR4中的每一個確定正確瀑光；用于區(qū)域 AR1至AR4中的每一個的這種正確膝光最適合于拾取目標區(qū)中的區(qū)域 AR1至AR4中的對應一個.
下一步，在步猓S150b中，CPU10a將確定的用于區(qū)域ARl至AR4 中的每一個的正確曝光與通過攝影機15自身確定的笫一膝^目比較，
基于步碟S150b中的比較結果，CPU 10a確定區(qū)域AR1至AR4中的 每一個中的曝光失配水平。
特別地，在步驟S150b中，CPU10a確定區(qū)域ARl至AR4中的每一
12個中的曝光失配水平，使得用于區(qū)域AR1至AR4中的每一個的正確膝光 與笫一膝光之間的差越大，則在步驟S150c中，道路表面亮度檢測區(qū)域 AR1至AR4中的對應一個中的膝光失配水平就越高.
換言之，CPU 10a確定區(qū)域ARl至AR4中的每一個中的瀑光失配水 平，使得第一啄;5bfe對于用于區(qū)域ARl至AR4中的每一個的正確膝光越 高(過度膝光)或越低(膝光不足)，則在步驟S150c中，if^表面亮度 檢測區(qū)域AR1至AR4中的對應一個中的膝光失配水平就越高。
例如，當將區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的啄光失配水平的值確定 為按升序排列的水平O、水平l、水平2、水平3和水平4的五級水平中 的任何一級時，并且當用于區(qū)域的正確膝光和第一膝光之間的差等于或4氐 于第一閾值時，CPU10a將區(qū)域中的舉光失配水平的值確定為水平0 (最 低水平)。
當用于區(qū)域的正確曝光和第 一曝光之間的差大于笫 一 閾值并且等于 或低于比第一閾值高的第二閾值時，CPU 10a將區(qū)域中的膝光失配水平的 值確定為水平l.
當用于區(qū)域的正確曝光和第一曝光之間的差大于第二閾值并且等于 或低于比第二閾值高的笫三閾值時，CPU 10a將區(qū)域中的曝光失配水平的 值確定為水平2。
當用于區(qū)域的正確膝光和第一膝光之間的差大于笫三閾值并且等于 或低于比第三閾值高的第四閾值時，CPU 10a將區(qū)域中的膝光失配水平的 值確定為水平3。
當用于區(qū)域的正確膝光和第 一膝光之間的差大于笫四閾值時，CPU 10a將區(qū)域中的膝光失配水平的值確定為水平4 (最高水平).
下一步，在步猓S160中，CPU 10a確定在全部的區(qū)域ARl至AR4 中是否存在至少一個失配區(qū)域；在這至少一個失配區(qū)域中，邊緣估計未被 檢測到。具體地，在步驟S160中，CPU 10a確定區(qū)域ARl至AR4中的 一個目標區(qū)ARk (k-l， 2， 3或4)中的曝光失配水平的值是否等于或 大于可變地"&置的膝光閾值，
在步稞S160中，CPU 10a可變地將膝光閾值設置為取決于攝影機15 以第一膝光拾取的笫一圖像的動態(tài)范圍亦即分辨率的值。
更加具體地，在步驟S160中，CPU10a基于以第一膝光拾取的第一 圖像的像素獲得il^表面的亮度分布，并且獲得在內可以檢測到笫一圖像中的邊緣的亮度范圍。在步驟S160中，CPU10a在獲得的亮度范圍之上 設置膝光閾值。
例如，當基于以第一膝光拾取的第一圖像的像素獲得的道路表面的亮 度范圍對應于范圍在水平0至水平2的估計亮度范圍時，CPU 10a將膝光 閾值設置為水平3。此外，例如當基于以第一曝光拾取的第一圖<象的<象素 獲得的道路表面的亮度范圍對應于范圍在水平0至水平3的估計亮度范圍 時，CPU10a將啄光閾值設置為水平4。
注意，針對第一膝光的每個調節(jié)的值，可以通過試驗確定基于以第一 詠光拾取的第一圖像的像素的道路表面的亮度范圍?？梢酝ㄟ^試驗確定取 決于針對第 一膝光的每個調節(jié)的值確定的亮度范圍的瀑光閾值。
當車輛前面的目標區(qū)被攝影機15拾取時，環(huán)境亮度(攝影機15周圍 的亮度)對應于亮區(qū)的亮度或暗區(qū)的亮度。例如，向陽區(qū)對應于亮區(qū)，而 陰影區(qū)則對應于暗區(qū)。又例如，暖道里面對應于暗區(qū)，而SU1夕卜面則對應 于亮區(qū)。
這樣，第一膝光通?；趯诹羺^(qū)或暗區(qū)的環(huán)境亮度而確定.這樣， 當笫一圖像由攝影機15以對應于亮區(qū)的第一曝光拾取時，如^^M5的 區(qū)域AR1至AR4中存在一個失配區(qū)域，則對應于暗區(qū)的第二膝光允許邊 緣在所述一個失配區(qū)域中被檢測到。
類似地，當笫一圖像由攝影機15以對應于暗區(qū)的笫一膝光拾取時， 如^E全部的區(qū)域AR1至AR4中存在一個失配區(qū)域，則對應于亮區(qū)的第 二膝光允許邊緣在所述一個失配區(qū)域中^L檢測到。
特別地，可以假定
如圖3A所示，車輛前面的目標區(qū)包括從車輛開始在向前方向上按順 序排列的向陽區(qū)和陰影區(qū)；以及
基于對應于圖3A中的向陽區(qū)的環(huán)境亮度來確定第一曝光。
在這種假定中，比較低的水平如水平0或水平1很可能被設置到向陽 區(qū)中包含的區(qū)域AR1和AR2中的每一個，并且與此形成對照，比較高的 水平如水平3或水平4很可能被設置到陰影區(qū)中包含的區(qū)域AR3和AR4 中的每一個。
當確定在全部的區(qū)域AR1至AR4中不存在失配區(qū)域(步驟S160中 的確定為否)時，CPU 10a確定邊緣可以在基于以第 一膝光拾取的第 一 圖像的像素的全部區(qū)域AR1至AR4中檢測到。然后，CPU10a前進到步驟 S170,并且在步驟S170中檢測M在RAM 10c中的第一圖像中的邊緣。
下一步，在步驟S175中，CPU10a分析檢測到的邊緣，以從而從檢 測到的邊緣中提取每個都在大范圍之上延伸的并且具有線性或光滑斜率 形狀的邊緣作為il^表面上的車道。其后，在步驟S175中，CPU10a例 如在RAM 10c中存儲4C取的邊緣的坐標(地址)作為車輛前面的ifi^表 面上的車道的位置數據。其后，CPU10a退出當前的車逸檢測程序，并且 自從退出開始在一個循環(huán)已過去之后，CPU 10a執(zhí)行車道檢測程序。
否則，當確定在全部的區(qū)域AR1至AR4中存在至少一個失配區(qū)域(步 驟S160中的確定為是)時，CPU10a確定邊緣不能在所述至少一個失配 區(qū)域(區(qū)域AR1至AR4中的至少一個)中檢測到。然后，CPU10a前進 到步驟S180。
在步驟S180中，CPU 10a確定以下至少一個攝影機15的光圍15b 的開啟尺寸、攝影機15的快門15c的快門速度以及攝影機15的圖像傳感 器15d的放大器的增益，以作為攝影機15的笫二膝光(至少一個第二膝 光錄)。
具體地，在步驟S180中，當在步驟S160中檢測到一些失配區(qū)域時， CPU 10a確定第二曝光，使得當在步驟S160中檢測到的一些失配區(qū)域中 的至少一個(曝光失配水平中的最大值已^L設置到一些失配區(qū)域中的該至 少一個失配區(qū)域)由攝影機15拾取時，確定的笫二詠光是最合適的詠光. 在步驟S160中檢測到的一些失配區(qū)域中的該至少一個失配區(qū)域(膝光失 配水平中的最大值已被設置到一些失配區(qū)域中的該至少一個失配區(qū)域)指 的是這樣的區(qū)域，在該區(qū)域中，用于區(qū)域的正確膝光和第一膝光之間的差 在用于全部的區(qū)域AR1至AR4的全部的差當中最大。
例如，在如圖3A所示的這個假定中，當膝光閾值i殳置為水平2時， 區(qū)域AR3和AR4在步驟S160中被檢測為失配區(qū)域。此時，當水平3和 4分別被設置到區(qū)域AR3和AR4時，第二膝光被確定(在步驟S180中)， 使得當已向其設置最高水平(水平4)的失配區(qū)域AR4被攝影機15拾取 時，確定的第二膝光是最合適的膝光。
注意，在步驟S180中，當在步驟S160中檢測到一些失配區(qū)域時， CPU 10a可以基于在步驟S160中檢測到的失配區(qū)域的膝光失配水平的平 均值來確定第二膝光。
15下一步，在步驟S1卯中，CPU10a向攝影機15 (控制器15g)發(fā)送 指令，命令攝影機15以第二膝光拾取第二圖像。
在步驟S330中，基于從CPU10a發(fā)送的指令，控制器15g調節(jié)以下 至少一個光閨15b的開啟尺寸、快門15c的快門速度以及圖像傳感器 15d的放大器的增益，以將攝影機15的膝光設置為第二膝光。
下一步，在步驟S340中，控制器15g基于第二膝光控制光團15b、 快門15c和圖像傳感器15d，以從而以第二膝光拾取目標區(qū)的第二圖像。 在步驟S340中，控制器15g將拾取的數字格式的第二圖像發(fā)送到控制器 10。
在步驟S200中，控制器10的CPU 10a接收(獲取)從攝影機15發(fā) 送的拾取的第二圖像，并且將拾取的笫二圖^L^儲在RAM10c中。
下一步，在步驟S210中，CPU 10a從RAM 10c中存儲的每個第二 圖像中檢測邊緣。
在步驟S220中，CPU 10a將從第一圖^*測到的邊緣與從第二圖像 檢測到的邊^(qū)L合并。
其后，在步驟S230中，CPU10a分析合并的數據，并且基于分析的 結果從合并的圖像中提取每個都在大范圍之上延伸的并且具有線性或光 滑斜率形狀的邊緣作為道路表面上的車道。然后，在步猓S230中，CPU 10a 例如在RAM10c中存儲在合并的圖像中提取的邊緣的坐標(地址)作為 車輛前面的it^表面上的車道的位置lt據。其后，CPU10a退出當前的車 道檢測程序。自從退出開始在一個循環(huán)已過去之后，CPU10a執(zhí)行車道檢 測程序'
如上所述，；^據實施例的車道檢測系統(tǒng)1的控制器10配置成 命令攝影機15以自我確定的第一膝光拾取第一圖像； 計算第一圖像的區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的5f^表面亮度；以
及
基于計算的區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的5l^表面亮度，確定在 全部的區(qū)域AR1至AR4中是否存在至少一個失配區(qū)域；邊緣估計在這至 少一個失配區(qū)域中未被檢測到。
當確定在全部的區(qū)域AR1至AR4中不存在失配區(qū)域時，控制器10 確定邊緣可以在基于以第 一 曝光拾取的第 一 圖像的像素的全部區(qū)域AR1至AR4中檢測到。這樣，控制器10檢測第一圖像的邊緣，而不用在車道 檢測程序的每次執(zhí)行中以另 一個瀑光拾取笫二圖像.
否則，當確定在全部的區(qū)域AR1至AR4中存在至少一個失配區(qū)域時， 控制器10基于拾取的笫一圖像確定由攝影機15使用的第二曝光，以執(zhí)行 下一個圖像#^取。
特別地，控制器10確定對應于所述至少一個失配區(qū)域的亮度的第二 膝光。
其后，控制器10命令攝影機15以第二膝光拾取第二圖像，并^SJ人第 一和笫二圖像的每一個中檢測邊緣.
4吏用車道檢測系統(tǒng)1的配置，當確定從以第一膝光#^取的第一圖像獲 得的車輛前面的道路表面亮度允許邊^(qū)L檢測時，可以省略確定另一個膝 光和基于另 一個曝光拾取另 一個圖像以便在車道檢測程序的每次執(zhí)行中 檢測邊緣。
另夕卜，只有當確定從以第一曝光拾取的第一圖^Jt得的車輛前面的道 路表面亮度使得難以檢測邊緣時，車道檢測系統(tǒng)l才確定第二曝光，并且 基于笫二曝光拾取第二圖像，以^更檢測邊緣.
這樣，車道檢測系統(tǒng)l就實現(xiàn)了下述優(yōu)點準確#測邊緣，同時盡 可能低地減少控制器10的處理負荷。
車道檢測系統(tǒng)1實現(xiàn)了下述優(yōu)點可以基于檢測到的邊緣的形狀來檢 測車輛前面的道路表面上的車道.
車道檢測系統(tǒng)l的控制器10計算區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的 全部像素的平均亮度(平均光強度)，以從而估計區(qū)域AR1至AR4中的 每一個的平均亮度，作為道路表面的區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的估 計亮度。
這樣，即使區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的4^P像素的亮度有變化， 也可以使區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的全部像素的亮度的變化平均 化。
另外，當檢測到一些失配區(qū)域時，控制器10確定第二膝光，使得當 檢測到的一個失配區(qū)域(膝光時最不適當的一個區(qū)域，膝光失配水平中的 最大值已被設置到一些失配區(qū)域中的該失配區(qū)域)由攝影機15拾取時， 確定的第二膝光是最合適的膝光.
17這實現(xiàn)了下述優(yōu)點確定第二膝光，該第二膝光允許曝光時最不適當 的 一個區(qū)域在其中的邊緣可以可靠^測的情況下被拾取。
本發(fā)明不限于所述實施例，并且本發(fā)明可以應用于本發(fā)明的范圍之內 的各種修改。
例如，在實施例中，攝影機15配置成在步驟S300和S310中基于環(huán) 境亮度自動確定第一膝光，但^1本發(fā)明不限于該結構。
特別地，在實施例的笫一種{務改中，參考圖2，在當前正在運行車道 檢測程序時，CPU 10a可以計算第一圖像或第二圖像的區(qū)域AR1至AR4 中的每一個中的4^P像素的平均亮度，如用虛線圖示的步驟S110所示； 這個第一圖像或第二圖像已由攝影機15在車道檢測程序的以前執(zhí)行中拾 取，
基于區(qū)域AR1至AR4中的每一個中的平均亮度，CPU 10a可以確定 第一曝光，并且向攝影機15 (控制器15g)發(fā)送指令，命令攝影機15在 步驟S110中以第二膝光拾取第一圖像。
基于從CPU 10a發(fā)送的指令，控制器15g可以調節(jié)以下至少一個 光閨15b的開啟尺寸、快門15c的快門il;l以及圖像傳感器15d的放大器 的增益，以將攝影機15的膝光設置為第一啄光(參見步驟S320 )。
在當前正在執(zhí)行車道檢測程序時，根據笫一修改的車道檢測系統(tǒng)1 可以基于在車道檢測程序的以前檢測中拾取的笫一或笫二圖像中的至少 一些像素的亮度來確定笫 一曝光。
具體地，在步驟S110中，CPU10a可以確定笫一膝光，使得當區(qū)域 AR1至AR4中的一個(其中最大平均亮度已被計算)由攝影機15拾取 時，確定的第一膝光是最合適的膝光.這可以在攝影機15的動態(tài)范圍內， 在車道檢測程序的下一次執(zhí)行中，維持由攝影機15以第一膝光拾取的笫 一圖像中的區(qū)域AR1至AR4中的另 一個區(qū)域中的亮度。這使得可以在車 道檢測的下一次執(zhí)行中容易地確定第二膝光。
車道檢測系統(tǒng)1設計成適當Ak^測車輛前面的iii^表面中的車道，但 是根據第二修改的控制器io可以檢測除了車道之外的對象；這些對象包 括經過者如行人或自行車以及路旁對象如標牌或信號。
在第二種修改中，圖案圖像數據PID預先存儲在HDD10d中。圖案 圖^NS:據PID包括數字格式的多個目標圖案圖像，分別指示作為將要由 車道檢測系統(tǒng)1檢測的目標的多個對象的特征。
18例如，多個圖案圖像中的每一個包括排列的像素，每個像素代表了其
相應位置的光強度(亮度)。每個圖案圖像具有其像素的對應特定圖案； 這個特定圖案對應于對象的多個特征中的一個.
特別地，在步驟S175和S230中，控制器10將檢測到的邊緣的特征 與多個圖案圖像中的每一個相匹配，并且基于圖案匹配的結果檢測對象中 的至少一個。
在第二種修改中，檢測到的邊緣的特征包括標牌的類型和信號的狀態(tài)。
如圖2所示的車道檢測程序是各種車道檢測程序的例子，并且因此可 以在本發(fā)明的主題范圍之內進行修改。
雖然已描述了本發(fā)明的目前被認為是實施例的內容及其修改，但是將 會理解的是，其中可以進行尚未描述的各種修改，并且打算在所附權利要 求中覆蓋落在本發(fā)明的范圍之內的所有這些修改。
權利要求
1.一種用于圖像拾取單元的曝光確定裝置，所述裝置包括圖像獲取單元，其配置成獲取第一圖像，所述第一圖像由所述圖像拾取單元以預先確定的第一曝光拾?。还鈴姸葯z測單元，其配置成提取所述第一圖像中的多個區(qū)域并且檢測所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度；失配區(qū)域確定單元，其配置成基于檢測到的所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域是否是至少一個失配區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述多個區(qū)域中的相應一個區(qū)域的所述第一曝光的過度和不足中的任何一種，邊緣估計未被檢測到；以及第二曝光確定單元，其配置成當確定所述多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域是所述至少一個失配區(qū)域時，確定所述圖像拾取單元的第二曝光，所述第二曝光與所述至少一個失配區(qū)域中的光強度匹配。
2. 根據權利要求1所述的膝光確定裝置，其中，所述第一圖像包括 多個像素，每個像素代^目應的光強度，并且所述光強度檢測單元配置成 檢測所述笫一圖像的所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的全部像素的平均 值作為所述多個區(qū)域中的相應一個區(qū)域中的光強度。
3. 根據權利要求1所述的膝光確定裝置，其中，所述第二膝光確定 單元配置成基于檢測到的所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度，計算用于所 述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域的正確曝光；計算用于所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域的所述正確曝光與所述第一 瀑光之間的差；以及當確定所述多個區(qū)域中的 一些區(qū)域是所述失配區(qū)域時，確定所述圖像 拾取單元的所述第二瀑光，所述第二曝光與所述失配區(qū)域中的至少 一個失 配區(qū)域中的光強度匹配，用于所述失配區(qū)域中的所述至少一個失配區(qū)域的 正確膝光與所述笫 一膝光之間的差是所述第 一膝光和所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域之間的差中最大的。
4. 根據權利要求1所述的膝光確定裝置，其中，所述圖像拾取單元 配置成循環(huán)執(zhí)行一組以所述第 一膝光對所述第 一 圖像的拾取和以所述第二膝光對第二圖像的^取，所述曝光確定裝置進一步包括笫 一膝光確定單元，其配置成基于由所述光強度檢測單元在當前循環(huán) 的以前循環(huán)中檢測的多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度，確定當前循環(huán) 中的所述笫一膝光'
5. —種"在可由用于圖像拾取單元的啄光確定裝置的計算機訪問 的介質中的程序產品，所述程序產品包括笫一步驟，用于命令所述計算機獲取第一圖像，所述第一圖像由所述 圖像拾取單元以預先確定的第一曝光#^取；笫二步驟，用于命令所述計算;^取第一圖像中的多個區(qū)域并且檢測 所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度；笫三步驟，用于命令所述計算機基于檢測到的所述多個區(qū)域中的每一 個區(qū)域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域是否是至少一個失 配區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述區(qū)域中的相應一個區(qū) 域的笫一膝光的過度和不足中的任何一種，邊緣估計未被檢測到；以及第四步驟，用于命令所述計算機當確定所述多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域是所述至少一個失配區(qū)域時，確定所述圖像拾取單元的第二曝光，所述 第二膝光與所述至少一個失配區(qū)域中的光強度匹配。
6. —種用于圖像拾取單元的圖像處理單元，所述圖像處理單元包括笫一圖像獲取單元，其配置成使所述圖像拾取單元以預先確定的笫一 曝光拾取第一圖像，以從而獲取所述第一圖像；光強度檢測單元，其配置成提取所述笫一圖像中的多個區(qū)域并且檢測 所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域中的光強度；失配區(qū)域確定單元，其配置成基于檢測到的所述多個區(qū)域中的每一個 區(qū)域中的光強度，確定所述多個區(qū)域中的每一個區(qū)域是否是至少一個失配 區(qū)域，在所述至少一個失配區(qū)域中，由于針對所述區(qū)域中的相應一個區(qū)域 的第一膝光的過度和不足中的任何一種，邊緣估計未被檢測到；第二膝光確定單元，其配置成當確定所述多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域 是所述至少一個失配區(qū)域時，確定所述圖j象拾取單元的第二曝光，所述第 二膝光與所述至少 一個失配區(qū)域中的光強度匹配；笫二圖像獲取單元，其配置成使所述圖像拾取單元以所述第二曝光拾 取第二圖像，以從而獲取所述第二圖像；以及邊緣險測器，其配置成檢測所述第 一 圖〗象和所述第二圖像中的至少一 個中的邊緣，
7.根據權利要求6所述的圖像處理單元，其中，所述圖4象處理單元 安裝在行駛于道路表面上的車輛內，所述圖像拾取單元安裝在所述車輛 內，并且所述第一和第二圖像中的每一個對應于所述車輛周圍的區(qū)域，所 述圖像處理單元進一步包括識別單元，其配置成基于檢測到的所述邊緣的特征，識別所述道路表 面上的車5t^其上面的行人中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種曝光確定裝置和圖像處理設備。在曝光確定裝置中，圖像獲取單元獲取第一圖像。第一圖像由圖像拾取單元以第一曝光拾取。光強度檢測單元提取第一圖像中的區(qū)域并且檢測區(qū)域中的光強度?；跈z測到的每個區(qū)域中的光強度，失配區(qū)域確定單元確定每個區(qū)域是否是失配區(qū)域，在所述失配區(qū)域中，由于針對區(qū)域中的相應一個區(qū)域的第一曝光的過度或不足，邊緣估計未被檢測到。當確定區(qū)域中的一個是失配區(qū)域時，第二曝光確定單元確定圖像拾取單元的第二曝光。第二曝光與失配區(qū)域中的光強度相匹配。
文檔編號H04N5/243GK101646021SQ20091015925
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權日2008年8月8日
發(fā)明者木村貴之 申請人:株式會社電裝