目标检测设备、方法及程序技术

一种目标检测设备（１），用于从通过拍摄在车辆的行进方向上的道路的正视图而获取的图像中检测目标，所述目标检测设备（１）包括：摄像机单元（１０），用于拍摄所述道路的正视图和输入所述图像；对所述目标进行建模的词典；搜索单元，用于利用搜索窗口来搜索所述图像；直方图生成单元，用于通过将搜索窗口中的图像与所述词典进行比较并对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数来生成直方图；以及检测单元（２２），用于通过从所述直方图中检测单峰分布来对检测目标进行检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及目标检测设备、目标检测方法以及用于目标检测的程序；更具体地，涉及用于从车辆的行进方向上的道路的图像中检测目标的目标检测i史备、目标检测方法和目标检测程序。
技术介绍
通常，在车辆被驱动时，目标检测设备典型地通过安装在该车辆上的摄^^单元而获得在该车辆的行进方向上在该车辆前方的目标的图像，并对该图像进行处理，并且所述设备基于处理后的图像的结果而将在所述车辆前方的目标分类为车辆、行人或il^结构。例如，在日本专利申请公开2004-192080 (JP 2004-192080 A)中，通过CCD摄#^获得车辆前方的帧图像，并从该图像中提取可能包括正在行进的前方车辆等的图像的目标候选区域。剪切平面被沿着Z轴而连续地移动，其中所述Z轴是用于得到所述剪切平面与所述目标候选区域的重叠区域的车辆行进方向。基于所述重叠区域和存储在存储器中的每个参考图像来计算匹配距离。确定所述剪切平面的、在其处所述匹配距离最小的、沿Z轴方向上的位置，并将此时的Z轴位置"&置为用于剪切的最优位置。通过将在该最优位置处剪切的目标候选区域与每个参考图像进行比较，来基于所述匹配距离是否最小而确定所述目标候选是否为车辆。但是，在JP2004-192080 A中，由于基于针对关于水平方向和垂直方向对所述帧图像的边^取频率而生成的直方图iM会测目标，因此延长了对目标进行检测所需要的计算时间，从而限制目标检测不能快速地执行。在Paul Viola和Michael J. Jones的"Rapid Object Detection using aBoosted Cascade of Simple Features" (IEEE CVPR (2001)) (Viola等人的著作)中描述了使用分类器的目标检测方法。所述分类器(被称为"提升分类器的统眹(cascade of boosted classifiers)",具有其特征在于矩形的亮度差的、类似于Haar的特性)学习诸如车辆、人脸等的特定目标的数百个(具有特定尺寸的)图像(其中所述图像被定义为正样本)，然后学习具有相同尺寸的任意图像(其中所述图^m称为负样本)。在所述分类器进行的学习过程结束之后，在搜索窗口中搜索图像并将该图像应用为ROI (感兴趣区域)，其中所述ROI是与所学习的样本具有相同尺寸的部分图像。如果所述部分图像近似于车辆或人脸，则给出数字"1"。否则给出数字"0"。所述分类器(在下文中通常称为"词典")包括多个级。每当所述级增加时，所述分类器就变得更加复杂，从而提高了对特定目标的判决速率和降低了对特定目标的误判率。但是，在Viola等人的著作中，(1)未描述用于检查搜索像素跳过量的指标；(2)未描述用于确定搜索窗口的变化量的指标；(3)在其处存在检测目标的位置的不确定性使得不能限定搜索区域；以及(4)不存在对检测目标进行检测所需要的词典的复杂度指标。由于这些原因，Viola等人的著作遭遇到诸如以下问题之类的问题(l)对目标的检测费时；(2)不能指定图像中的目标尺寸；以及(3)可能发生误检测。
技术实现思路
本专利技术提供了一种降低计算负荷以更快地检测出目标的目标检测设备、目标检测方法以及目标检测程序。根据本专利技术的第 一方面，提供了 一种用于从通itxt行进方向上在车辆前方的ifi^进行拍摄而获取的图像中检测目标的目标检测设备，所述目标检测设备包括用于拍摄所述道路并输入图像的摄^4^单元；对所述目标进行建模的词典；以及用于利用搜索窗口来搜索所述图像的搜索单元。此外，所述目标检测设备包括直方图生成单元，用于通过将所述搜索窗口中的图像与所述词典进行比较并对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数来生成直方图；以及检测单元，用于通it^所述直方图中检测单峰分布来险测所述目标。此外，所述目标检测设备还可以包括确定单元，用于在所述直方图具有多峰分布的情况下确定^^检测。此夕卜，所述搜索单元可以适用于在所述搜索窗口的尺寸改变时搜索所述图像，并且所述直方图生成单元可以适用于针对所述搜索窗口的每个尺寸而生成直方图。此外，所述目标检测设备还可以包括目标尺寸估计单元，用于基于所述直方图生成单元所生成的针对所述搜索窗口的每个尺寸的直方图中的最大检测频率来估计所述目标的尺寸。此外，所述词典可以具有通过以下IMt而确定的分辨率利用所述搜索窗口来搜索包含所述目标的多个样本图像，将所述搜索窗口中的所述样本图像与具有不同分辨率的多个词典进行比较，以及对平行于iti洛平面的方向上的检测频率进行计数以由此基于逐个词典地生成直方图。此外，所述词典的分辨率可以通过以下^Mt来确定确定所述词典的允许所述直方图具有单峰分布的分辨率中的最低分辨率，以;^"针对所述多个样本图像而得到的最低分辨率取平均值。此夕卜，所述搜索单元还可以适用于利用所述搜索窗口以预定的像素跳过量来搜索所述图像，所述预定的像素跳过量是通过以下操作来确定的利用所述搜索窗口来搜索包含所述目标的多个样本图像，将所述搜索窗口中的样本图像与所述词典进行比较，以及对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数以由此生成直方图。此外，所述预定的像素跳过量还可以通过以下操作来确定基于所述直方图的形状来计算垂直于ii^平面的方向上的最大像素跳过量，以;s^针对所述多个样本图像而得到的最大像素跳过量取平均值以获得平均最大像素跳过值，其中所述平均最大像素跳过值用作所述预定的像素跳过量的上限。此外，所述搜索单元可以适用于以预定的搜索窗口尺寸变化量来搜索所述图像，所述预定的搜索窗口尺寸变化量是通过以下^Mt来确定的在所述搜索窗口的尺寸被改变时搜索包含所述目标的多个样本图像，将所述搜索窗口中的样本图像与所述词典进行比较，以及对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数以由此生成直方图。此外，所述预定的搜索窗口尺寸变化量还可以通过以下操作来确定基于针对每个搜索窗口尺寸的所述直方图中的最大检测频率来计算最大搜索窗口尺寸变化量，以M针对所述多个样本图像m而得到的最大搜索窗口尺寸变化量取平均值以获得平均最大搜索窗口尺寸变化值，其中所述平均最大搜索窗口尺寸变化值用作所述预定的搜索窗口尺寸变化量的上限。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于从所获取的、在行进方向上在车辆前方的道路的图像中检测目标的目标检测方法。所述第二方面的目标检测方法包括对车辆前方的道路进行拍摄并输入图像的图像获取步骤；以及利用搜索窗口来搜索所述图像的搜索步骤。此外，所述第二方面的目标检测方法还包括通过将所述搜索窗口中的图像与对所述目标进行建模的词典进行比较并对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数来生成直方图的直方图生成步骤；以及通过从所述直方图中检测单峰分布来检测所述目标的检测步骤。根据本专利技术的第三方面，提供了 一种用于从通it^t行进方向上在车辆前方的it^进行拍摄而获取的图像中检测目标的程序，所述程序允许计算机用作搜索单元，用于利用搜索窗口来搜索所获取的图像；直方图生成单元，用于通过将所述搜索窗口中的图像与对所述检测目标进行建模的词典进行比较并对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数来生成直方图；以及检测单元22，用于通it^所述直方图中检测单峰分布来险测所述检测目标。本专利技术提供了 一种从通过对行进方向上在车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从通过对行进方向上在车辆前方的道路进行拍摄而获取的图像中检测目标的目标检测设备，所述目标检测设备包括：　拍摄所述车辆前方的道路的图像并输入所述图像的摄像机单元；　对所述目标进行建模的词典；　利用搜索窗口来搜索所述图像的 搜索单元；　直方图生成单元，所述直方图生成单元通过将所述搜索窗口中的图像与所述词典进行比较并对平行于道路平面的方向上的检测频率进行计数来生成直方图；以及　检测单元，所述检测单元通过从所述直方图中检测单峰分布来检测所述目标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：深町映夫，市川直孝，原祥雅，早坂祥一，泽木利夫，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]