專(zhuān)利名稱(chēng)：靶位置決定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靶(target)位置決定裝置，該靶位置決定裝置用于通過(guò)對(duì)拍攝由不同顏色組合而成的彩色靶而得到的拍攝圖像進(jìn)行圖像處理，來(lái)決定該彩色靶的在拍攝圖像上的位置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，以使車(chē)輛的駕駛員能夠通過(guò)車(chē)內(nèi)的監(jiān)視器來(lái)以視覺(jué)辨認(rèn)車(chē)輛側(cè)方及后方等的情景的方式安裝有攝像頭的車(chē)輛逐漸增加。并且，還開(kāi)發(fā)出了如下裝置，即，利用該攝像頭拍攝而得到的拍攝圖像來(lái)進(jìn)行圖像處理等，由此支援停車(chē)(輔助停車(chē))等的駕駛的裝置。特別地，對(duì)于獲取 拍攝圖像的攝像頭，要求進(jìn)行高精度的光軸調(diào)整等的校正，其中，所述拍攝圖像是用于生成在車(chē)輛定位等處理中使用的信息的基礎(chǔ)。上述靶位置確定裝置用于對(duì)那樣的車(chē)載攝像頭進(jìn)行校正處理。例如已知有如下的技術(shù)，即，利用車(chē)載攝像頭拍攝配置在攝像頭的視場(chǎng)內(nèi)的兩處具有黑白格子花紋的圖案的標(biāo)記(靶)，并通過(guò)圖像處理來(lái)檢測(cè)標(biāo)記的中心點(diǎn)(校正點(diǎn))，由此對(duì)車(chē)載攝像頭進(jìn)行校正(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。在這樣使用黑白花紋的靶的情況下，為了恰當(dāng)?shù)貦z測(cè)出該黑白花紋的亮度差，需要使用將該黑白花紋的亮度差調(diào)整為鮮明的黑白攝像頭。但是，對(duì)于用于在車(chē)內(nèi)的監(jiān)視器上顯示車(chē)輛側(cè)方及后方等的情景的攝像頭，從視覺(jué)辨認(rèn)性等的角度出發(fā)，越來(lái)越多采用用于生成彩色圖像的彩色攝像頭。在將彩色攝像頭輸出的彩色圖像信號(hào)用于對(duì)黑白花紋的亮度差進(jìn)行評(píng)價(jià)的情況下，有可能不能充分得到黑白花紋的亮度差。另外，還已知使用彩色攝像頭和彩色靶的靶位置確定裝置(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該靶位置確定裝置具有顏色差變換部，其通過(guò)對(duì)拍攝由第一彩色顏色和第二彩色顏色組合而成的靶而得到的拍攝圖像的像素值來(lái)進(jìn)行處理，從而來(lái)生成第一顏色成分值、第二顏色成分值及亮度值；顏色區(qū)域判斷部，其利用基于亮度值的判斷條件，基于第一顏色成分值和第二顏色成分值來(lái)判斷第一彩色顏色和第二彩色顏色的區(qū)域；邊界檢測(cè)部，其基于該判斷結(jié)果來(lái)檢測(cè)第一彩色顏色和第二彩色顏色之間的邊界；靶位置計(jì)算部，其基于該邊界檢測(cè)的結(jié)果來(lái)計(jì)算靶的位置。彩色圖像信號(hào)由三個(gè)顏色成分信號(hào)(例如RGB (紅綠藍(lán))信號(hào))來(lái)構(gòu)成，因而該圖像處理計(jì)算的計(jì)算負(fù)荷與黑白圖像(灰度圖像，gray scale image)的情況相比更大，因而成本上的負(fù)擔(dān)也增加。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2008 - 131250號(hào)公報(bào)(段落編號(hào)0023 — 0040、圖1)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :國(guó)際公開(kāi)公報(bào)W02010 / 016379號(hào)(段落編號(hào)0006 — 0013、圖3)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的為題鑒于上述實(shí)際情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種使用彩色攝像頭和彩色靶也能夠減少計(jì)算負(fù)荷并且能夠高精度識(shí)別彩色圖案的靶位置決定裝置。用于解決問(wèn)題的手段本發(fā)明提供一種靶位置決定裝置，基于拍攝彩色靶而得到的彩色圖像數(shù)據(jù)來(lái)決定所述彩色靶在拍攝圖像上的位置，所述彩色靶由第一彩色顏色的第一靶區(qū)域和具有與該第一彩色顏色不同的顏色成分的第二彩色顏色的第二靶區(qū)域的組合而成，該靶位置決定裝置的特征在于，具有灰度化文件保存部，其保存灰度化文件，該灰度化文件用于將所述第一彩色顏色和所述第二彩色顏色分別變換為所述第一黑白顏色和所述第二黑白顏色，并且使從所述第一彩色顏色變換來(lái)的第一黑白顏色和從所述第二彩色顏色變換來(lái)的第二黑白顏色之間的亮度差，比所述第一彩色顏色和所述第二彩色顏色之間的亮度差大；灰度化部，其利用所述灰度化文件來(lái)將所述彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)；靶位置決定模塊，其通過(guò)識(shí)別所述灰度圖像數(shù)據(jù)中的所述彩色靶的所述第一靶區(qū)域和所述第二靶區(qū)域之間的邊界，來(lái)決定所述拍攝圖像上的靶位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在從彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)時(shí)，利用使得作為第一彩色顏色的變換目標(biāo)的第一黑白顏色和作為第二彩色顏色的變換目標(biāo)的第二黑白顏色之間的亮度差變大這樣的灰度化文件，因而能夠高精度地檢測(cè)第一黑白顏色的區(qū)域和第二黑白顏色的區(qū)域之間的邊界。而且，基于灰度圖像，即，僅基于亮度值，來(lái)進(jìn)行其邊界檢測(cè)，因而計(jì)算負(fù)荷也比彩色處理的負(fù)荷小。這樣進(jìn)行了灰度化的拍攝圖像的彩色平衡(準(zhǔn)確地講，是灰色平衡)被大幅破壞，因而在監(jiān)視器上為了使駕駛員的確認(rèn)周邊而進(jìn)行顯示時(shí)，優(yōu)選使用進(jìn)行灰度化之前的彩色圖像數(shù)據(jù)。在具體作成上述的灰度化文件時(shí)，優(yōu)選地，所作成的所述灰度化文件，使得所述第一彩色顏色的顏色成分越大則越接近白色并且所述第二彩色顏色的顏色成分越大則越接近黑色。例如，將第一彩色顏色設(shè)定為紅色，將第二彩色顏色設(shè)定為藍(lán)色，使得用肉眼也能夠容易識(shí)別。作為像素值的RGB值中R成分值與其他兩個(gè)顏色成分值相比，在R成分值的比例大的情況下做出如成為白色那樣的第一關(guān)系。同樣地，RGB值中B成分值與其他兩個(gè)顏色成分值相比，在B成分值的比例`大的情況下做出如成為黑色那樣的第二關(guān)系。通過(guò)融合該第一關(guān)系和第二關(guān)系，來(lái)作成能夠表現(xiàn)紅色顏色成分越大則越變白并且藍(lán)色顏色成分越大則越變黑的關(guān)系那樣的灰度化文件。就紅色和藍(lán)色而言，在一般的灰度化中難以根據(jù)亮度差識(shí)別，但人的視覺(jué)對(duì)這兩種顏色的識(shí)別性良好，因而若考慮經(jīng)常使用紅色和藍(lán)色的靶的情況，則所述第一彩色顏色為紅色并且所述第二彩色顏色為藍(lán)色的彩色靶成為本發(fā)明的優(yōu)選的應(yīng)用例。還可考慮到彩色靶的靶顏色因使用目的及其他情形而不同。為了對(duì)應(yīng)那樣的情況，在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式之一中，將在所述彩色靶中使用的所述第一彩色顏色及所述第二彩色顏色的不同的每個(gè)顏色組合的所述灰度化文件，保存在所述灰度化文件保存部中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)提前作成并保存與具有使用可能性的彩色靶的靶色的組合相適合的灰度化文件，能夠高精度地識(shí)別各種彩色圖案。因照明彩色靶的照明光源類(lèi)型不同，導(dǎo)致存在如下問(wèn)題本來(lái)的第一彩色顏色及第二彩色顏色在由彩色攝像頭獲取的彩色圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生較大顏色偏移(色差)。為了降低這樣的問(wèn)題，只要提前求出因特定的照明光源類(lèi)型而導(dǎo)致的本來(lái)的第一彩色顏色及第二彩色顏色產(chǎn)生顏色偏移后的顏色，并針對(duì)照明光源類(lèi)型來(lái)作成特定的灰度化文件，在該特定的灰度化文件中，將本來(lái)的第一彩色顏色及第二彩色顏色產(chǎn)生顏色偏移后的顏色，作為第一彩色顏色及第二彩色顏色。為了達(dá)成該目的，在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式之一中，針對(duì)用于對(duì)所述彩色靶進(jìn)行照明的每個(gè)照明光源類(lèi)型，作成所述灰度化文件，并將其保存在所述灰度化文件保存部中。


圖1是說(shuō)明在本發(fā)明的靶位置決定裝置中采用的灰度化(gray scale)處理的原理的示意圖。圖2是示出了用于校正攝像頭的靶和車(chē)輛之間的配置關(guān)系的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。圖3是示出了彩色靶的一個(gè)例子的說(shuō)明圖。圖4是示出了靶位置決定裝置的圖像處理功能的功能框圖。圖5是示出了靶位置決定裝置的彩色靶位置決定處理的流程的流程圖。圖6是示出了其他實(shí)施方式中的圖像處理功能的功能框圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。在圖1中示意性示出了在本發(fā)明的靶位置決定裝置中采用的灰度化處理的原理。在此，彩色靶2由兩個(gè)不同顏色組合(圖案)而成。將兩個(gè)顏色中的一個(gè)顏色命名為第一彩色顏色(在此，稱(chēng)為藍(lán)色系)并用Cl (RUGUBl) (RGB顏色系)表示。將兩個(gè)顏色中的另一個(gè)顏色命名為第二彩色顏色(在此，`稱(chēng)為紅色系)并用C2 (R2、G2、B2)表示。S卩,對(duì)該彩色靶2賦予特征的特征顏色是第一彩色顏色和第二彩色顏色，通過(guò)對(duì)用該第一彩色顏色涂色的第一靶區(qū)域和用第二彩色顏色涂色的第二靶區(qū)域之間的邊界線進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的位置檢測(cè)。對(duì)該彩色靶2，通過(guò)使用彩色攝像頭進(jìn)行拍攝來(lái)生成彩色圖像數(shù)據(jù)，但在此，將該彩色圖像數(shù)據(jù)中的第一彩色顏色的像素值及第二彩色顏色的像素值也分別用Cl (RU GUBI)和02(1 2、62、82)來(lái)表現(xiàn)。將該彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)的處理就是該灰度化處理。此時(shí)，將彩色圖像數(shù)據(jù)中的第一彩色顏色Cl (R1、G1、B1)和第二彩色顏色C2 (R2、G2、B2)分別變換為灰度圖像數(shù)據(jù)中的第一黑白顏色D1 (NI)，和第二黑白顏色D2 (N2)。此外，在彩色圖像數(shù)據(jù)是32位色(32bit color)的情況下，R1、G1、B1、R2、G2、B2是0 255的值，在灰度圖像數(shù)據(jù)是8位灰度(8bit gray scale)的情況下，N1、N2也是0 255的值。C (0、0、0)及D (0)表示黑色，C (255、255、255)及D (255)表示白色。在本發(fā)明中，在灰度化處理中,考慮了從第一彩色顏色變換來(lái)的第一黑白顏色和從第二彩色顏色變換來(lái)的第二黑白顏色之間的亮度差比第一彩色顏色和第二彩色顏色之間的亮度差更大的情況。從一個(gè)顏色空間向另一個(gè)顏色空間(還包含黑白空間)變換的處理，利用還被稱(chēng)為顏色變換矩陣的顏色變換文件(color conversion profiIe),但在此是變換為灰度空間，所以將此稱(chēng)為灰度化文件(gray scaling profile,灰度分布)。將該灰度化文件能夠簡(jiǎn)單地表現(xiàn)為M[C (R、G、B) ] = D (N)，在此，R、G、B表示彩色圖像數(shù)據(jù)的像素值，N表示灰度圖像數(shù)據(jù)的像素值。
此外，這里的顏色變換文件，通常(用戶(hù)使用時(shí))在對(duì)用戶(hù)在顯示裝置上以視覺(jué)辨認(rèn)的攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行顏色調(diào)整時(shí)使用，但在本發(fā)明中，在決定靶位置時(shí)發(fā)揮灰度化文件的功能。在通常時(shí)(用戶(hù)使用時(shí))作為顏色變換文件使用時(shí)，從某一彩色像素值Cm(Rm、Gm、Bm)導(dǎo)出其他彩色像素值Cn (Rn、Gn、Bn)，但在作為灰度化文件使用時(shí)，從某一彩色像素值Cm (Rm、Gm、Bm)導(dǎo)出一個(gè)灰度像素值D (N)。在圖1中，以由針對(duì)G軸的每個(gè)單位位置作成的多個(gè)R — B面列表構(gòu)成的方式，來(lái)表示該灰度化文件。即，在根據(jù)G的顏色成分的值繪制出的規(guī)定的R — B面列表中，在用R和B的顏色成分的值來(lái)決定的坐標(biāo)位置上，記述有灰度圖像數(shù)據(jù)的像素值N。在圖1的(a)部分中示出了在一般的灰度化中使用的以往的灰度化文件，例如，將RGB各自的顏色成分值總和的值除以3，并將得到的值作為灰度圖像數(shù)據(jù)的像素值N。因此，如圖1的(a)部分所示，將具有R、G、B值(10、20、240)的第一彩色顏色(接近藍(lán)色)C1變換為具有N值(90)的第一黑白顏色(中間灰色):D2，將具有R、G、B值(240、30、30)的第二彩色顏色(接近紅色)C2變換為具有N值(100)的第二黑白顏色(中間灰色)D2。如由此可了解到那樣，若使用這樣的以往的灰度化文件，第一黑白顏色(中間灰色)和第二黑白顏色(中間灰色)之間的亮度差少，難以檢測(cè)出其邊界。為了避免這樣的問(wèn)題，在本發(fā)明中，準(zhǔn)備了在對(duì)規(guī)定的第一彩色顏色和第二彩色顏色進(jìn)行灰度化時(shí)，能夠變換為具有大亮度差的第一黑白顏色和第二黑白顏色的灰度化文件。例如，如在圖1的(b)部分中示意性示出那樣，例如，將具有R、G、B值(10、20、240)的第一彩色顏色(接近藍(lán)色)=Cl變換為具有N值(185)的第一黑白顏色(深灰色)D2，將具有R、G、B值(240、30、30)的第二彩色顏色(接近紅色):C2變換為具有N值(20)的第二黑白顏色(淡灰色)D2。即，將該灰度化文件用如下的公式表示M (10、20、240) = 20，M (240、30、30) = 185。優(yōu)選以如下方式作成該灰度化文件，即，盡量連續(xù)地將藍(lán)色系的R、G、B值變換為在深灰色的區(qū)域，并且，盡量連續(xù)地將紅色系的R、G、B值變換為在淡灰色的區(qū)域。在作成這樣的保持了連續(xù)性的灰度化文件時(shí)，對(duì)從用R、G、B值(0、0、255)表示的純藍(lán)色向近似藍(lán)色過(guò)渡的R、G、B值，優(yōu)選利用設(shè)定與過(guò)渡量相對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)的權(quán)重計(jì)算，來(lái)計(jì)算出D值。通過(guò)使用這樣作成的灰度化文件，來(lái)輸出在第一黑白顏色和第二黑白顏色之間產(chǎn)生了大亮度差的灰度圖像數(shù)據(jù)。通過(guò)使用具有這樣的亮度差的灰度圖像數(shù)據(jù)，能夠簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確地檢測(cè)出用第一彩色顏色涂色的第一靶區(qū) 域和用第二彩色顏色涂色的第二靶區(qū)域之間的邊界線。如圖2所示，在將車(chē)輛I停在規(guī)定位置的狀態(tài)下，對(duì)彩色攝像頭(下面，簡(jiǎn)稱(chēng)為攝像頭)11進(jìn)行校正。例如，在通過(guò)使車(chē)輛I后退或前進(jìn)，利用設(shè)在規(guī)定位置(停車(chē)位)上的車(chē)輪定位槽或車(chē)輪止退器使車(chē)輪停止時(shí)，能夠?qū)④?chē)輛I停止在準(zhǔn)確的位置上。在圖2所示的例子中，兩個(gè)彩色靶(下面，簡(jiǎn)稱(chēng)為靶)2 (2a、2b)配置在地面上。如可從圖了解到那樣，兩個(gè)靶2a、2b之間的間隔比車(chē)輛I的輪距窄，配置為靶2不容易被車(chē)輛I的車(chē)輪輾壓。也可以與該配置方法相反地，采用使兩個(gè)靶2a、2b之間的間隔比車(chē)輛I的輪距寬而靶2而不容易被車(chē)輛I的車(chē)輪輾壓的配置。
在圖2中，以使車(chē)輛I后纟而部中央的地面成為世界坐標(biāo)系(基準(zhǔn)坐標(biāo)系，Xw、Yw、Zw)的原點(diǎn)Ow的方式停車(chē)(車(chē)輛I)。在此，將攝像頭11的光學(xué)中心Oc作為中心的攝像頭坐標(biāo)系(XC、YC、ZC)，各軸均不平行于世界坐標(biāo)系。世界坐標(biāo)系、攝像頭坐標(biāo)系都是右手坐標(biāo)系，在圖中，未圖不相對(duì)于紙面而鉛直方向的Xw軸及接近鉛直方向的Xe軸。世界坐標(biāo)系和攝像頭坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換能夠利用公知的計(jì)算方法。靶2在攝像頭11的視場(chǎng)范圍內(nèi)至少配置在兩處。另外，靶2配置為在世界坐標(biāo)系中已知其坐標(biāo)。在本例中，如圖3所示，靶2具有作為對(duì)該靶2賦予特征的特征顏色的藍(lán)色(第一彩色顏色)和紅色(第二彩色顏色)的格子花紋的圖案。圖案中央的點(diǎn)Q是校正點(diǎn)，是攝像頭11的校正基準(zhǔn)。即，以使該校正點(diǎn)Q的坐標(biāo)在世界坐標(biāo)系上已知其坐標(biāo)的方式，配置靶2。此外，在此示出了兩個(gè)藍(lán)色的矩形(第一靶區(qū)域)、兩個(gè)紅色的矩形(第二靶區(qū)域)這樣的合計(jì)四個(gè)矩形的例子，但也可以是合計(jì)四個(gè)以上，其個(gè)數(shù)及形狀并不限定于在此圖示的個(gè)數(shù)及形狀。在圖2所示的例子中，兩個(gè)靶2配置為在地面上相對(duì)于車(chē)輛的主軸(世界坐標(biāo)系的Zw軸)而左右對(duì)稱(chēng)(D1 = D2，W1 = W2)。但是，不需總是左右對(duì)稱(chēng)，而只要在攝像頭11的視場(chǎng)內(nèi)坐標(biāo)值是已知的即可，可以自由配置。即，能夠根據(jù)在工廠車(chē)間能夠確保的寬度及與其他設(shè)備之間的關(guān)系來(lái)任意設(shè)定靶2的配置。根據(jù)攝像頭11的分辨率及對(duì)由攝像頭11拍攝而得到的拍攝圖像進(jìn)行處理的圖像處理功能的性能、靶的配置位置等，來(lái)恰當(dāng)決定靶2的尺寸，以使能夠高精度地檢測(cè)校正點(diǎn)Q0作為一個(gè)例子，在Dl和D2為I 2m，Wl和W2為0. 5m左右的情況下，能夠利用如圖3示出那樣的各黑白顏色為邊長(zhǎng)10 15cm的正方形，整體是邊長(zhǎng)為20 30cm的正方形的靶2。在本實(shí)施方式中，本發(fā)明的靶位置確定裝置實(shí)質(zhì)上由以計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)件的圖像處理單元構(gòu)成，在圖4中示出了示意性表示圖像處理功能的框圖。如圖4所示，該圖像處理單元從組裝在作為拍攝器材的攝像頭11中的圖像信號(hào)輸出部12接收彩色圖像信號(hào)(彩色圖像數(shù)據(jù))。圖像處理單元包括灰`度`化模塊4、靶位置決定模塊5、安裝精度判斷模塊6?；叶然K4輸入(接收)作為從圖像信號(hào)輸出部12發(fā)送來(lái)的彩色拍攝圖像的彩色圖像數(shù)據(jù)，并將其展開(kāi)到未圖示的工作存儲(chǔ)器中。并且，將該彩色圖像數(shù)據(jù)變換為作為黑白拍攝圖像的灰度圖像數(shù)據(jù)。靶位置決定模塊5根據(jù)展開(kāi)在工作存儲(chǔ)器中的黑白拍攝圖像即灰度圖像數(shù)據(jù)，來(lái)求出靶2的位置，尤其求出靶2的校正點(diǎn)Q的位置。安裝精度判斷模塊6根據(jù)由靶位置決定模塊5確定的靶2的校正點(diǎn)Q的位置和成為目標(biāo)的校正點(diǎn)位置之差，來(lái)對(duì)攝像頭11的安裝精度進(jìn)行判斷?；叶然K4包括靶顏色設(shè)定部41、灰度化文件保存部42、灰度化文件選擇部43及灰度化部44。靶顏色設(shè)定部41按照來(lái)自鍵盤(pán)14的輸入操作，來(lái)決定成為處理對(duì)象的靶2的特征顏色，即，決定第一彩色顏色和第二彩色顏色。當(dāng)然，也可以根據(jù)輸入(接收到)的彩色圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)推定第一彩色顏色和第二彩色顏色來(lái)進(jìn)行設(shè)定?；叶然募４娌?2保存在利用圖1說(shuō)明的灰度化處理中用到的作為灰度變換列表的灰度化文件(顏色空間變換矩陣)中。在本實(shí)施方式中，針對(duì)靶2的特定的顏色結(jié)構(gòu)(在此是作為第一彩色顏色的藍(lán)色和作為第二彩色顏色的紅色)的每個(gè)組合而作成各灰度化文件，因而進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)化，從而能夠?qū)⒂砂蓄伾O(shè)定部41設(shè)定的靶2的顏色結(jié)構(gòu)作為檢索關(guān)鍵詞來(lái)進(jìn)行檢索提取?；叶然募x擇部43根據(jù)由靶顏色設(shè)定部41設(shè)定的靶2的顏色結(jié)構(gòu)，在此是根據(jù)藍(lán)色和紅色的格子花紋的顏色結(jié)構(gòu)，來(lái)選擇適合的灰度化文件，并將其提供給灰度化部44?；叶然?4利用由灰度化文件選擇部43選擇的灰度化文件，根據(jù)彩色圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成灰度圖像數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，靶位置決定模塊5包括預(yù)處理部51、亮度差計(jì)算部52、閾值設(shè)定部53、靶區(qū)域判斷部54、邊界檢測(cè)部55及靶位置計(jì)算部56。預(yù)處理部51根據(jù)需要對(duì)因攝像頭11的鏡頭特性引起的圖像失真進(jìn)行修正等。亮度差計(jì)算部52，計(jì)算出利用所選擇的灰度化文件來(lái)對(duì)第一彩色顏色及第二彩色顏色進(jìn)行灰度化而得到的第一黑白顏色及第二黑白顏色的亮度差。閾值設(shè)定部53基于由亮度差計(jì)算部52計(jì)算出的亮度差計(jì)算值，來(lái)設(shè)定特定色檢測(cè)閾值，該特定色檢測(cè)閾值是用于判斷對(duì)象像素(對(duì)象區(qū)域)是第一黑白顏色(第一彩色顏色藍(lán)色)還是第二黑白顏色(第二彩色顏色紅色)的判斷條件。區(qū)域判斷部54利用由閾值設(shè)定部53設(shè)定的閾值，來(lái)依次掃描包含靶2在內(nèi)的灰度圖像數(shù)據(jù)，區(qū)分判斷第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)和第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)。邊界檢測(cè)部55，利用區(qū)域判斷部54的第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)和第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)的判斷結(jié)果，來(lái)檢測(cè)靶2上的藍(lán)色區(qū)域和紅色區(qū)域之間的邊界。由邊界檢測(cè)部55檢測(cè)出的邊界即兩個(gè)邊界線的交點(diǎn)成為校正點(diǎn)Q，因而靶位置計(jì)算部56能夠基于邊界檢測(cè)部55的邊界檢測(cè)結(jié)果，來(lái)計(jì)算拍攝圖像上的靶2的位置即校正點(diǎn)Q。此外，由攝像頭11獲取并從圖像信號(hào)輸出部12輸出的彩色圖像信號(hào)，通過(guò)視頻信號(hào)生成部33而作為彩色拍攝圖像顯示在監(jiān)視器13上。接著，利用圖5，說(shuō)明具有如上述那樣構(gòu)成的灰度化模塊4和靶位置決定模塊5的彩色靶位置決定裝置的控制流程。首先，車(chē)輛I定位停車(chē)在檢查車(chē)間的規(guī)定位置(#01)。確認(rèn)停車(chē)之后，使攝像頭11進(jìn)行動(dòng)作來(lái)拍攝車(chē)輛周邊(#02)。設(shè)定有攝像頭，即使攝像頭11的安裝精度差一些，也要使在停在規(guī)定位置的車(chē)輛I的攝像頭11拍攝而得到的彩色拍攝圖像中包含兩個(gè)靶2的圖像。對(duì)通過(guò)圖像信號(hào)輸出部12輸出的彩色圖像數(shù)據(jù)，例如實(shí)施白平衡修正等的基本的圖像處理(#03)。接著，讀取由靶顏色設(shè)定部41預(yù)先設(shè)定的成為處理對(duì)象的靶2的特征顏色即第一彩色顏色和第二彩色顏色(#04)，來(lái)作為成為處理對(duì)象的靶2的彩色顏色結(jié)構(gòu)。將所讀取的彩色顏色結(jié)構(gòu)作為檢索關(guān)鍵詞，選擇適合的灰度化文件(#05)。使用所選擇的灰度化文件，來(lái)將彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)(#06)。將變換而得到的灰度圖像數(shù)據(jù)用在靶位置決定處理中。在靶位置決定處理中，亮度差計(jì)算部52計(jì)算第一黑白顏色及第二黑白顏色的亮度差計(jì)算值(#11)。接著，閾值設(shè)定部53基于亮度差計(jì)算值，對(duì)靶2的第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)設(shè)定檢測(cè)閾值(#12)，并對(duì)靶2的第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)設(shè)定檢測(cè)閾值(#13)。這是因?yàn)椋缭诹炼炔?亮度差計(jì)算值)大的情況下，可推定為這是在良好的光照環(huán)境下拍攝而得到的圖像，所以可考慮為了提高自動(dòng)檢測(cè)精度而嚴(yán)格設(shè)定檢測(cè)閾值(以使針對(duì)第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)的檢測(cè)閾值和針對(duì)第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)的檢測(cè)閾值之間的差大的方式進(jìn)行設(shè)定)。反地，在亮度差(亮度差計(jì)算值)小的情況下， 可推定為這是在不好的光照環(huán)境(暗的光照環(huán)境)拍攝而得到的圖像，因而可考慮首先為了能夠自動(dòng)檢測(cè)將檢測(cè)閾值設(shè)定得較松(以使針對(duì)第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)的檢測(cè)閾值和針對(duì)第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)的檢測(cè)閾值之間的差小的方式進(jìn)行設(shè)定)。這樣的使變閾值可變的方法，優(yōu)選使用在自動(dòng)檢測(cè)之后由工作人員進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)的情況。利用在此設(shè)定的閾值，判斷靶2的第一靶區(qū)域(藍(lán)色區(qū)域)(#14)，并判斷第二靶區(qū)域(紅色區(qū)域)(#15)。接著，根據(jù)第一靶區(qū)域和第二靶區(qū)域的判斷結(jié)果，來(lái)檢測(cè)靶2的第一靶區(qū)域和第二靶區(qū)域之間的邊界線(#16)。當(dāng)然，還能夠同時(shí)實(shí)施對(duì)靶2的第一靶區(qū)域和第二靶區(qū)域的判斷以及對(duì)第一靶區(qū)域和第二靶區(qū)域之間的邊界線的檢測(cè)。無(wú)論哪種方式，所檢測(cè)出的第一靶區(qū)域和第二靶區(qū)域之間的邊界線都表現(xiàn)為兩根線大致垂直的形態(tài)，因而，將其交點(diǎn)作為校正點(diǎn)來(lái)計(jì)算校正點(diǎn)坐標(biāo)(#17)。此外，也可以不進(jìn)行如上述的步驟#12及#13那樣的改變檢測(cè)閾值的處理，而采用預(yù)先決定的閾值。通過(guò)以上的處理步驟，能夠求出靶2的位置，即校正點(diǎn)的坐標(biāo)位置。因此，接著，計(jì)算預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)校正點(diǎn)和在步驟#17中計(jì)算出的校正點(diǎn)之間的偏移量(#18)。安裝精度判斷模塊6基于計(jì)算出的該偏移量，對(duì)攝像頭11的安裝精度進(jìn)行判斷(#19)。[其他實(shí)施方式](1)圖6示出了其他實(shí)施方式中的圖像處理功能的功能框圖。該其他實(shí)施方式和圖4所示的實(shí)施方式中的圖像處理功能之間的差異在于，追加了光源推定部45以及灰度化文件的內(nèi)容。光源推定部45將根據(jù)從圖像信號(hào)輸出部12接收到的彩色圖像數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出的各種圖像特征量，例如平均亮度、直方圖特性、顏色成分比例等作為輸入?yún)?shù)，來(lái)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算及規(guī)律(rule)計(jì)算等的模擬(simulation)計(jì)算,從而推定并輸出光源類(lèi)型。在此的權(quán)重計(jì)算是指，例如是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Neural network)那樣的利用如下計(jì)算式的計(jì)算的統(tǒng)稱(chēng)，所述計(jì)算式是指，對(duì)各輸入?yún)?shù)設(shè)定權(quán)重系數(shù)，并通過(guò)反復(fù)學(xué)習(xí)來(lái)對(duì)該權(quán)重系數(shù)進(jìn)行修正，由此使輸出結(jié)果的誤差最小化的計(jì)算式。另外，規(guī)律計(jì)算是基于如“if-then”(如果-則)語(yǔ)句那樣的規(guī)定的規(guī)律而導(dǎo)出結(jié)果的計(jì)算的統(tǒng)稱(chēng)。作為規(guī)律本身的內(nèi)容，例如可例舉“如果B (藍(lán)色)顏色成分值比規(guī)定值高，且R (紅色)和G (綠色)的成分值比規(guī)定值低，則是橙色燈的可能性在規(guī)定％以上”等。此外，作為光源類(lèi)型，可例舉鎢燈、鈉燈、熒光燈、LED (Light Emitting Diode :發(fā)光二極管)燈等,但也可以將包含太陽(yáng)光在內(nèi)的彼此的組合作為在此推定的光源類(lèi)型。另外，按照各燈的強(qiáng)度、顏色影響的大小來(lái)劃分同一光源類(lèi)型。就保存在灰度化文件保存部42中的灰度化文件而言，不僅針對(duì)如上述那樣的靶2的特定的顏色結(jié)構(gòu)(第一彩色顏色和第二彩色顏色)的每個(gè)組合來(lái)作成該灰度化文件，還可以針對(duì)由光源推定部45推定出的每個(gè)光源類(lèi)型來(lái)作成該灰度化文件。因此，灰度化文件選擇部43將由靶顏色設(shè)定部41設(shè)定的靶2的顏色結(jié)構(gòu)和由光源推定部45推定出的光源類(lèi)型作為檢索關(guān)鍵詞來(lái)選擇灰度化文件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行的靶位置決定處理中，還能夠抑制拍攝靶時(shí)因光源類(lèi)型引起的不良影響。(2)上述的灰度化模塊4及靶位置決定模塊5的各功能部，是以功能分工的方式而示出的，并非一定需要獨(dú)立設(shè)定。當(dāng)然也可以利用微型計(jì)算機(jī)等的硬件和在硬件上執(zhí)行的程序等的軟件來(lái)協(xié)同實(shí)現(xiàn)各功能。(3)在上述的實(shí)施方式中，成為該彩色靶位置決定裝置的處理對(duì)象的靶2是車(chē)載攝像頭安裝位置的判斷用靶 2，但也可以是停車(chē)場(chǎng)或蓄電池充電站中的停車(chē)目標(biāo)用靶。另外，也可以將描繪在道路上的白線及黃線等看做靶2來(lái)應(yīng)用本發(fā)明。
(4)在上述實(shí)施方式中，作為具有能夠降低靶2受到光源的顏色影響的特性的灰度化文件，利用了融合了用于降低對(duì)第一顏色(藍(lán)色)的顏色影響的灰度化文件和用于降低對(duì)第二顏色(紅色)的顏色影響的灰度化文件而成的藍(lán)色/紅色共通灰度化文件。但也可以取代該藍(lán)色/紅色共通灰度化文件，而準(zhǔn)備用于降低對(duì)藍(lán)色的顏色影響的藍(lán)色修正灰度化文件和用于降低對(duì)紅色的顏色影響的修正灰度化文件，來(lái)逐個(gè)(個(gè)別)地應(yīng)用這些文件。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠廣泛利用于如下的圖像處理技術(shù)中，S卩，通過(guò)將以不同顏色的組合作為特征的靶的彩色圖像變換為灰度圖像來(lái)檢測(cè)不同顏色邊界的圖像處理技術(shù)。附圖標(biāo)記的說(shuō)明2彩色靶4灰度化模塊 41靶顏色設(shè)定部42灰度化文件保存部43灰度化文件選擇部44灰度化部45光源推定部5靶位置決定模塊6安裝精度判斷模塊Q校正點(diǎn)(靶的中心位置)
權(quán)利要求
1.一種靶位置決定裝置，基于拍攝彩色靶而得到的彩色圖像數(shù)據(jù)來(lái)決定所述彩色靶在拍攝圖像上的位置，所述彩色靶由第一彩色顏色的第一靶區(qū)域和具有與該第一彩色顏色不同的顏色成分的第二彩色顏色的第二靶區(qū)域組合而成， 該靶位置決定裝置的特征在于， 具有: 灰度化文件保存部，其保存灰度化文件，該灰度化文件用于將所述第一彩色顏色和所述第二彩色顏色分別變換為第一黑白顏色和第二黑白顏色，并且能夠使從所述第一彩色顏色變換來(lái)的所述第一黑白顏色和從所述第二彩色顏色變換來(lái)的所述第二黑白顏色之間的亮度差，比所述第一彩色顏色和所述第二彩色顏色之間的亮度差大； 灰度化部，其利用所述灰度化文件來(lái)將所述彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)； 靶位置決定模塊，其通過(guò)識(shí)別所述灰度圖像數(shù)據(jù)中的所述彩色靶的所述第一靶區(qū)域和所述第二靶區(qū)域之間的邊界，來(lái)決定所述拍攝圖像上的靶位置。
2.如權(quán)利要求1所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 所述灰度化文件是以如下方式生成的所生成的所述灰度化文件，能夠使得所述第一彩色顏色的顏色成分越大則越接近白色并且所述第二彩色顏色的顏色成分越大則越接近里任
3.如權(quán)利要求2所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 所述第一彩色顏色是紅色，所述第二彩色顏色是藍(lán)色。
4.如權(quán)利要求2所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 所述第一彩色顏色是藍(lán)色，所述第二彩色顏色是紅色。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 將在所述彩色靶中使用的所述第一彩色顏色及所述第二彩色顏色的不同的各顏色組合的所述灰度化文件，保存在所述灰度化文件保存部中。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 針對(duì)用于對(duì)所述彩色靶進(jìn)行照明的每個(gè)照明光源類(lèi)型，分別都作成有所述灰度化文件，并將這些所述灰度化文件保存在所述灰度化文件保存部中。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 所述第一靶區(qū)域和所述第二靶區(qū)域相鄰配置。
8.如權(quán)利要求7所述的靶位置決定裝置，其特征在于， 所述第一靶區(qū)域和所述第二靶區(qū)域以形成多條直線狀邊界線的方式配置，而且所述直線狀邊界線的交點(diǎn)為靶的中心位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使利用彩色攝像頭和彩色靶也能夠減少計(jì)算負(fù)荷并且能夠高精度識(shí)別彩色圖案的靶位置決定裝置。靶位置決定裝置具有灰度化文件保存部，其保存灰度化文件，該灰度化文件使從靶的第一彩色顏色變換來(lái)的第一黑白顏色和從第二彩色顏色變換來(lái)的第二黑白顏色之間的亮度差變得比第一彩色顏色和第二彩色顏色之間的亮度差大；灰度化部，其利用灰度化文件來(lái)將彩色圖像數(shù)據(jù)變換為灰度圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N9/04GK103069808SQ20118004005
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者堂西幸紀(jì)子, 淺野義, 內(nèi)藤剛 申請(qǐng)人:愛(ài)信精機(jī)株式會(huì)社