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公開番号2023077560
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-06
出願番号2021190864
出願日2021-11-25
発明の名称計測システム
出願人株式会社小野測器
代理人個人
主分類H04N 23/60 20230101AFI20230530BHJP(電気通信技術)
要約【課題】カメラのレンズやレンズカバーへの異物付着の悪影響を低減する。
【解決手段】画像空間を複数の評価対象ブロックに分割し、所定の時間長Tの期間中において、時間的に隣接する撮影画像間での、各評価単位ブロックの画像属性値の差分の絶対値を求め、求めた差分の絶対値の総和を、当該評価単位ブロックの評価値EVとし、求めた評価値EVが、所定の合格範囲内にない評価単位ブロックを不良ブロックとして抽出し、不良ブロックの集合を不良領域に設定する。評価単位ブロックの画像属性値としては、評価単位ブロックが1画素の領域であれば、その画素値を用いる。評価単位ブロックが複数画素の領域であれば、領域内の各画素の画素値の平均値や、領域内のヒストグラムや、領域内の空間周波数のスペクトラムなどを用いることができる。また、画素の画素値としては、当該画素の輝度値を用いてよい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
計測を行う計測システムであって、
カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像を用いて前記計測を行う計測手段と、
画像空間を１以上の画素よりなる複数の評価対象ブロックに分割し、各評価対象ブロックについて、所定の時間長の期間中の撮影画像のうちから選定した複数の撮影画像を評価対象画像として、時間的に隣接する評価対象画像間での、当該評価単位ブロックの画像属性値の差分の絶対値を求め、求めた差分の絶対値の総和を、当該評価単位ブロックの評価値として算定する評価値算定手段と、
前記評価値算定手段が求めた評価値が所定の合格範囲に含まれない評価単位ブロックを不良ブロックとして、不良ブロックの集合を、前記計測手段が計測に用いるのに不適な領域である不良領域として識別する不良領域識別手段とを有し、
前記評価単位ブロックの画像属性値は、当該評価単位ブロック内の各画素の画素値によって定まる値であることを特徴とする計測システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
請求項１記載の計測システムであって、
前記画素の画素値は、当該画素の輝度値であり、
前記評価単位ブロックは１画素よりなる領域であり、前記評価単位ブロックの画像属性値は、前記評価対象画像の当該評価単位ブロックに含まれる１画素の輝度値であることを特徴とする計測システム。
【請求項３】
請求項１記載の計測システムであって、
前記画素の画素値は、当該画素の輝度値であり、
前記評価単位ブロックは複数画素よりなる領域であり、前記評価単位ブロックの画像属性値は、前記評価対象画像の当該評価単位ブロックに含まれる複数の画素の輝度値の平均値と、輝度値のヒストグラムと、輝度値の空間周波数のスペクトラムとのうちのいずれかであることを特徴とする計測システム。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の計測システムであって、
前記合格範囲には、第１の所定値以上の前記総和が含まれず、かつ、第１の所定値より小さな値である第２所定値未満の前記総和が含まれないことを特徴とする計測システム。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の計測システムであって、
前記評価値算定手段は、１または複数の評価対象ブロックのグループ毎に、異なる複数の撮影画像を評価対象画像として用いて、当該グループ内の評価単位ブロックの評価値を算定することを特徴とする計測システム。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載の計測システムであって、
前記不良領域識別手段が識別した不良領域の大きさが所定レベル以上となったときに、異常の発生を提示する異常提示手段を有することを特徴とする計測システム。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載の計測システムであって、
前記撮影画像中に被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、
前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域にマッチする今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、
計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への撮影画像上の移動量を算定し、算定した撮影画像上の移動量を前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを有し、
前記被追尾領域設定手段は、前記不良領域識別手段が設定した不良領域を含まないように前記被追尾領域を設定することを特徴とする計測システム。
【請求項８】
請求項７記載の計測システムであって、
前記探索手段は、前記不良領域設定手段が識別した不良領域を探索対象から除外して、前記追尾結果領域の探索を行うことを特徴とする計測システム。
【請求項９】
請求項７または８記載の計測システムであって、
前記被追尾領域設定手段は、前記算定した撮影画像上の移動量の履歴から、今回の撮影画像中の像に対する次回の撮影画像中の像の移動量を予測移動量として推定し、前記被追尾領域を前記予測移動量、移動した領域が、前記不良領域識別手段が設定した不良領域を含まないように当該被追尾領域を設定することを特徴とする計測システム。
【請求項１０】
請求項７、８または９記載計測システムであって、
前記カメラは移動体に搭載され、当該移動体が走行する走行面を前記対象体として撮影することを特徴とする移動量計測システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラで撮影した画像を用いて計測を行う技術に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
カメラで撮影した画像を用いて計測を行う技術としては、第１の時刻ｔ１に撮影した画像中の特徴領域に類似する、時刻ｔ１より後の時刻ｔ２に撮影した画像中の領域を、テンプレートマッチングによって探索し、探索した領域の特徴領域からの移動量を実空間の移動量に換算して、カメラと対象体の間の相対的な移動量を算定する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０-１９０４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
屋外などの清浄でない環境中でカメラを用いて計測を行う場合、カメラのレンズやレンズカバーに水滴や泥などの異物が付着すると、当該付着した範囲に対応する撮影した画像中の領域は対象物の像を表すものでなくなってしまうため、正しい計測を行えなくなることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、カメラを用いた計測において、カメラのレンズやレンズカバーへの異物付着の悪影響を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題達成のために、本発明は、計測を行う計測システムに、カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像を用いて前記計測を行う計測手段と、画像空間を１以上の画素よりなる複数の評価対象ブロックに分割し、各評価対象ブロックについて、所定の時間長の期間中の撮影画像のうちから選定した複数の撮影画像を評価対象画像として、時間的に隣接する評価対象画像間での、当該評価単位ブロックの画像属性値の差分の絶対値を求め、求めた差分の絶対値の総和を、当該評価単位ブロックの評価値として算定する評価値算定手段と、前記評価値算定手段が求めた評価値が所定の合格範囲に含まれない評価単位ブロックを不良ブロックとして、不良ブロックの集合を、前記計測手段が計測に用いるのに不適な領域である不良領域として識別する不良領域識別手段とを備え、前記評価単位ブロックの画像属性値を、当該評価単位ブロック内の各画素の画素値によって定まる値としたものである。
【０００７】
この計測システムにおいて、前記画素の画素値を当該画素の輝度値とし、前記評価単位ブロックを１画素よりなる領域とし、前記評価単位ブロックの画像属性値を、前記評価対象画像の当該評価単位ブロックに含まれる１画素の輝度値としてよい。
または、以上の計測システムにおいて、前記画素の画素値を、当該画素の輝度値とし、前記評価単位ブロックを複数画素よりなる領域とし、前記評価単位ブロックの画像属性値を、前記評価対象画像の当該評価単位ブロックに含まれる複数の画素の輝度値の平均値と、輝度値のヒストグラムと、輝度値の空間周波数のスペクトラムとのうちのいずれかとしてもよい。
【０００８】
以上の計測システムは、前記合格範囲を、第１の所定値以上の前記総和が含まれず、かつ、第１の所定値より小さな値である第２所定値未満の前記総和が含まれないように設定してよい。
以上の計測システムにおいて、前記評価値算定手段は、１または複数の評価対象ブロックのグループ毎に、異なる複数の撮影画像を評価対象画像として用いて、当該グループ内の評価単位ブロックの評価値を算定してもよい。
以上の計測システムに、前記不良領域識別手段が識別した不良領域の大きさが所定レベル以上となったときに、異常の発生を提示する異常提示手段を設けてもよい。
以上の計測システムに、前記撮影画像中に被追尾領域を設定する被追尾領域設定手段と、前回に前記被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域にマッチする今回の撮影画像中の領域を、追尾結果領域として探索する探索手段と、計測の各回において、前回に被追尾領域設定手段が設定した被追尾領域から今回に探索手段が探索した追尾結果領域への撮影画像上の移動量を算定し、算定した撮影画像上の移動量を前記対象体に対するカメラの相対的な移動量に換算する移動量算定手段とを備え、前記被追尾領域設定手段において、前記不良領域識別手段が設定した不良領域を含まないように前記被追尾領域を設定してもよい。
【０００９】
この場合には、前記探索手段は、前記不良領域設定手段が識別した不良領域を探索対象から除外して、前記追尾結果領域の探索を行ってよい。
また、前記被追尾領域設定手段は、前記算定した撮影画像上の移動量の履歴から、今回の撮影画像中の像に対する次回の撮影画像中の像の移動量を予測移動量として推定し、前記被追尾領域を前記予測移動量、移動した領域が、前記不良領域識別手段が設定した不良領域を含まないように当該被追尾領域を設定してよい。
【００１０】
また、この場合には、前記カメラは移動体に搭載され、当該移動体が走行する走行面を前記対象体として撮影するものであってよい。
このような計測システムによれば、カメラのレンズやレンズカバーへの異物付着によって正常に対象体を撮影できなくなっている撮影画像中の不良領域では、画素値の時間変化が異常値を示すことを利用して、当該不良領域を識別することができる。したがって、識別した不良領域に応じて、適当な対策を講じて異物付着による悪影響を低減できる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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