[发明专利]处理图像的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理方法的改进，特别是作为车道检测设备或道路轮廓预测方法和设备的一部分的图像处理。

背景技术

已知使用简单的视频摄像机捕获车辆前方公路的区域图像。摄像机包括检测器像素的二维网格，其中每个检测器像素产生输出信号，在采样周期期间其值取决于落在像素上的光强度。因此，从阵列输出的图像是灰度图像。然后已知处理图像以识别车道边界标记，并据此确定公路的路径。在EP 1 057 141 B1中教导了一种识别标记的合适方法。

申请人已经意识到该技术在许多国家运行良好，诸如英国，其中通过深色路面上的高对比度白线标记车道边界。白线比路面颜色浅得多，并在灰度图像中显示良好，使得比较简单地检测车道边界。不过，申请人已经意识到，当车道边界标记不是白色时并不好用。例如，在韩国，普遍使用黄色和蓝色的标记用于车道边界。当使用灰度成像器成像时，车道边界往往难以区别于路面。当考虑灰度时，符号和道路典型地具有相同或非常相似的亮度。

发明内容

根据第一方面，本发明提供了一种处理道路检测设备中使用的图像的方法，所述道路检测设备适合于装配车辆，所述方法包括：

使用具有图像捕获像素的二维阵列的成像器，捕获车辆前方公路区域的初始图像，所述阵列包括位于空间坐标(XY)的第一像素集，每个产生输出信号，其值实质上独立于图像中捕获场景的对应部分的色调，以及位于空间位置的第二像素集，每个产生输出信号，其具有取决于图像中捕获场景的对应部分的有限色调范围，并部分取决于图像中捕获场景的对应部分的亮度，

从初始捕获图像产生第一图像，其中向所述第一图像中的每个像素分配仅仅使用来自第一像素集的至少一个像素中的值导出的值，

从初始图像产生第二图像，其中向所述第二图像中的每个像素分配使用来自所述第一像素集的至少一个像素和所述第二像素集的至少一个像素中的值导出的值；

为所述第一图像的至少一个像素识别第一强度变化值，第一强度变化值指示分配给该像素的值和分配给至少一个相邻的像素的值之间的差异，

为所述第二像素中的对应像素识别第二强度变化值，第二强度变化值指示分配给该像素的值和分配给至少一个相邻的像素的值之间的差异，

以及

通过使用组合规则的定义集，形成组合图像以分配值到组合图像中的对应像素，其取决于用于第一和第二图像中对应像素的第一和第二识别强度变化值中每一个的幅度和/或正负号，所述组合图像适用于车道检测设备。

第二像素集可产生输出，其值取决于限制到场景对应部分中出现的单一主色调的有限色调范围的量。其最优选地是主红色色调，并可以通过在这些像素上放置红色滤光器或以任何其他方式实现。

当然，第二像素集的像素可优先响应于其他主色调，例如红色或蓝色或绿色或黄色，或者响应于包括诸如红色和绿色的色调的集的有限范围，或者甚至响应于可见光谱以外的“色调”，例如在红外线区域。

其中独立于主色调产生值的第一像素集将最优选地具有值，该值取决于图像的对应部分的亮度，而不是色调范围。例如，如果场景的对应部分亮，该值可以为高，如果暗则低。这些像素将产生理想的灰度图像。仅使用来自这些第一像素集的值，可以形成第一图像。灰度图像可以跨过整个(不限)范围，其包括由第二像素看到的色调，例如穿过宽阔的可见光或红外线波段。

每个像素集可包括许多像素，但在一些实施例中集可包括少至一个像素。像素越多，图像用其产生的分辨率就越高，相应地场景内可分析的细节就更精细。在本发明的范围内可提供只具有一个像素的集，其依次暴露于场景的不同部分，以建立整个场景的图像，可能使用像素与场景之间的移动镜头或快门以改变在任何给定的时间处成像的场景部分。

产生第二图像的步骤可以包括如下步骤：

生成中间图像，其中使用来自第二像素集的至少一个像素的输出获得分配给每个像素的值，该值独立于第一像素集的像素值，并从分配给中间图像的值减去分配给第一图像的对应值，以形成第二图像的值。

当使用红色滤光器时，中间图像可以被认为是红色图像。第一图像可以被认为是灰度图像，而第二图像可以被认为是伪色调图像，通过从红色图像中减去灰度而形成。