用于在图像信息中识别对象的方法和控制设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在图像信息中识别对象的方法、相应的控制设备以及相应的计算机程序产品。
【背景技术】
[0002]驾驶员辅助系统可以基于在车辆的环境中识别的对象实施在车辆上的干预以及对于车辆驾驶员的建议。对象可以通过摄像机检测并且提供在摄像机的图像信息中。
[0003]文献DE 10 2006 044 595 84描述一种用于根据轮廓点实时分割的方法以及图像处理装置。数据减少能够实现快速处理。
【发明内容】
[0004]在该背景下借助本发明提出根据主权利要求的用于在图像信息中识别对象的方法、应用所述方法的控制设备和相应的计算机程序产品。有利的构型由相应的从属权利要求以及下面的说明书得出。
[0005]在发生变化的条件下，如例如发生变化的亮度、发生变化的视野或者发生变化的光入射角的情况下一个对象可以非常不同地由摄像机成像在图像信息中。
[0006]为了在图像信息中可靠地识别所述对象，可以根据恰恰存在的条件以匹配的标准搜索所述对象。不同的标准可以表示在不同的特征描述中。可以根据条件从多种特征描述选择并且应用特征描述。
[0007]在此提出的方案可以作为导柱(Leitpfosten)上的简单的例子阐明。导柱对于观察者示出了具有黑色分段的带的白色基本体并且示出反射体。在日光中，导柱可以在图像信息中基于在其黑色带与其白色基本颜色之间的对比被识别，而反射体提供很少的光学刺激。然而在黑暗中，可以在图像信息中主要基于由反射体反射的光识别导柱，而黑白对比仅仅根据最小的距离实际上是显眼的。因此可以在日光中基于黑白对比来在图像信息中实施对导柱的搜索。在黑暗中，可以基于反射体特定的照明模式实施搜索。由此可以不仅在日光中而且在黑暗中可靠识别导柱。
[0008]类似地可以根据状况匹配对于其他对象类别的识别的标准。
[0009]提出一种用于在图像信息中识别对象的方法，其中，所述图像信息代表在一种状况期间在摄像机的检测范围中的场景，其中，所述方法具有以下步骤:读取所述图像信息以及至少一个代表所述状况的参数;在使用所述参数的情况下选择所述对象的对象类别的在所述状况中可预期地可识别的特征组合；以及在所述图像信息中搜索所述特征组合，以便识别所述对象。
[0010]图像信息可以理解为电子图像数据。图像信息可以由多个由网格形布置的图像点的强度信息组成。图像信息可以代表真实场景的成像。所述场景在此可以是真实环境的一个区段的透视图。所述区段可以是摄像机的检测区域的至少一个子区域。对象可以是至少部分可识别地表示在图像信息中的物体。状况可以表征框架条件，对于所述框架条件检测图像信息。对象类别可以是对于相似对象的全称或总称。对象类别的对象的重要特征可以在公差范围内一致。特征组合可以包括表征对象类别的多个特征。对于相应的状况可以提供匹配的特征组合。对于不同状况的两个特征组合可以至少在一个特征上相互不同。对象类别可以状况相关地来选择。在多次经过中可以在图像信息中搜索不同对象类别的对象。
[0011]在读取的步骤中可以读取积分图作为图像信息。积分图可以代表场景的摄像机图像的图像点的亮度值的逐行的和/或逐列的积分。在积分图中由图像点到相邻的图像点沿一个方向产生仅仅上升的亮度值而沿相反方向产生仅仅下降的亮度值。由此可以在搜索的步骤中应用简化的处理规则，由此可以节省用于搜索的时间。
[0012]在搜索的步骤中可以在第一搜索步骤中使用来自所述特征组合的第一特征来进行检查。随后在至少一个另外的搜索步骤中使用来自所述特征组合的至少一个另外的特征来进行检查。单个特征的搜索可以通过简化的处理规则实施，由此可以节省用于搜索的时间。
[0013]在所述另外的搜索步骤中在使用先前的搜索步骤的结果的情况下从所述特征组合选择用于所述检查的另外的特征。特征可以基于彼此地选择。例如一个确定的特征可以排除另一个特征，因此不再需要检查另一个特征。由此可以节省用于搜索的时间。
[0014]可以提供所述对象的识别概率。在此，在图像信息中可识别特征组合的越多的特征，则提供越大的识别概率。通过识别概率也可以对不完全可识别的对象作出反应。例如因此可以识别部分地被遮盖的对象，即使并非特征组合的所有特征可以被识别。那么，多个对象类别也可能适合于所述对象并且限制在可能的对象类别上的选择。
[0015]如果在图像点中识别到特征组合的最小数目的特征，则可以将图像信息的图像点标记为所述对象。图像点可以标记为很可能识别的对象。可以在后续图像信息中重新搜索所述很可能识别的对象。由此可以将详细搜索限于图像信息的部分区域。
[0016]所述方法可以具有识别状况的步骤，其中，在使用所述图像信息中的场景和/或车辆数据和/或环境条件的情况下识别所述状况。通过在图像信息中所述状况的识别，也可以在无自身传感器用于所述状况的情况下执行所述方法。
[0017]此外，可以读取待识别的对象类别的类别信息。在选择的步骤中可以在使用所述类别信息的情况下从多个不同的特征组合中选择代表所述对象类别的特征组合。对象搜索可以有针对性地限于至少一个对象类别，如果其他对象类别没有利害关系。由此可以加速所述方法。
[0018]特征组合可以包括关于待识别对象的至少一个面积总和的信息。由此可以快速和可靠实现所述方法。
[0019]在此提出一种用于在图像信息中识别对象的控制设备，其中，所述图像信息代表在一种状况期间在摄像机的检测范围中的场景，其中，所述控制设备具有以下特征:
[0020]用于读取所述图像信息以及至少一个代表所述状况的参数的接口；
[0021]用于在使用所述参数的情况下选择所述对象的对象类别的在所述状况中可预期地可识别的特征组合的装置;和
[0022]用于在所述图像信息中搜索所述特征组合以便识别所述对象的装置。
[0023]通过本发明的以控制设备形式的实施变型方案可以快速和高效地解决本发明所基于的任务。
[0024]控制设备在此可以理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号的电设备。所述控制设备可以具有按硬件方式和/或按软件方式构造的接口。在按硬件方式的构造中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的包括所述控制设备的最不同功能的一部分。然而，也可能的是，接口是单独的集成电路或至少部分地由分立部件组成。在按软件方式的构造中，接口可以是软件模块，其例如与其他软件模块共存在微控制器上。
[0025]具有程序代码的计算机程序产品也是有利的，所述程序代码可以存储在机器可读的载体，如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且用于当在计算机或者设备上执行程序产品时实施根据先前描述的实施方式之一的方法的步骤。
【附图说明】
[0026]以下根据附图示例性更详细地阐述。附图示出:
[0027]图1:具有根据本发明的一个实施例的用于在图像信息中识别对象的控制设备的车辆示图；
[0028]图2:根据本发明的一个实施例的用于在图像信息中识别对象的方法流程的图形示图；
[0029]图3:根据本发明的一个实施例的用于在图像信息中识别对象的控制设备的方框图；以及
[0030]图4:根据本发明的一个实施例的用于在图像信息中识别对象的方法的流程图。
[0031]在本发明的优选实施例的后续描述中，对于在不同附图中示出并且起类似作用的元件使用相同的或类似的附图标记，其中，不重复描述这些元件。
【具体实施方式】
[0032]图1示出具有根据本发明的一个实施例的用于在图像信息104中识别对象的控制设备102的车辆100的示图。图像信息104由摄像机106生成，摄像机在此安装在车辆100中并且朝向在车辆100前方的检测区域。摄像机106构造用于在图像信息104中成像检测区域中的场景108。控制设备102具有用于图像信息104的接口和用于至少一个参数110的接口。参数110代表如下状况:在所述状况中摄像机106检测场景108。
[0033]在一个实施例中，参数110是车辆速度。
[0034]在一个实施例中，参数110是照明强度。
[0035]在一个实施例中，参数110是天气情况。
[0036]控制设备102构造用于在使用参数110的情况下识别对象。为此，控制设备102从待识别的对象类别的一系列不同的特征组合中选择一种特征组合，所述特征组合最匹配于参数110。由此例如可以在黑暗的情况下考虑与在日光下不同的特征用于对象识别。同样，对象可以在下雨时具有与在阳光照射时不同的外观。通过专注于分别最适合的特征能够实现可靠的对象识别。所识别的对象在场景108中的位置转发给其他车辆控制设备112用于进一步应用。
[0037]在一个实施例中，控制设备102在车辆100的车载计算机中实现。
[0038]在一个实施例中，控制设备102在车辆100的摄像机控制设备中实现。
[0039]在一个实施例中，控制设备102在车辆100的导航控制设备中实现。
[0040]具有在摄像机系统106前方的对象的场景108的图像信息104通过数据接口读取。通过所述接口，作为参数110也读取车辆和系统数据，如车辆100的速度。
[0041]换言之，图1根据一个实施例示出基于FPGA(现场可编程门阵列)的经加权的面积总和用于视频图像中的对象识别。
[0042]在摄像机记录中的对象可以由关于面积及其线性关联(VerknUpfung)的总和的组合识别。可以借助于学习方法训练对象识别者，以便实现在小的错误报警率的情况下良好的识别率。在此提出的方案降低所述方法的计算复杂性，改善其对于在实时驾驶员辅助系统(FAS)中的应用的适用性并且能够实现高的处理速度以及对来自真实世界的对象的及时反应。
[0043]在此提出的方案提出用于FPGA102的方法，所述方法可以实时满足对象识别任务并因此才能够实现其在自动FAS环境中的应用。
[0044]为此在此提出经专业化的面积-总和-特性和基于FPGA的用于这些特性的处理单元102，所述处理单元能够实现实时对象识别。所提出的解决方案的大的优点是其对于运行时间的可再加载性，这允许对象的与状况有关的识别，例如在天气情况或照明情况变化时的转换。
[0045]摄像机系统106安装在车辆100中并且拍摄在车辆100前方的当前场景108。在此，摄像机系统106可以具有一个或多个摄像机传感器。通过可有线地或无线地实施的接口，所述系统将其图像数据104传输给具有内置FPGA的一个或多个计算单元102。例如FPGA也可以集成在车载计算机112、组合仪表112、摄像机控制设备112和/或导航系统112中。
[0046]图2示出根据