专利名称：利用图像处理装置的车辆安全装置和车辆安全控制方法
技术领域：
本发明总的涉及一种车辆安全装置和车辆安全控制方法，尤其涉及一种利用图像处理装置的车辆安全装置和车辆安全控制方法。
背景技术：
车辆在夜间行驶时，通常使用远光灯和近光灯照射路面，来提高驾驶员夜间行驶时对周围环境的可视性，保证夜间行车安全。然而远光灯的开启在夜间会车时往往会造成对迎面而来的车辆驾驶员视觉的干扰，强烈光线使驾驶员产生炫目，无法看清前方路面和物体，因此在夜间会车时容易造成车辆行驶的安全隐患，严重时甚至会发生交通事故。长期以来，本领域技术人员一直在研发和探索用于提高夜间车辆行驶安全的系统或装置。已经提出过一种利用偏振玻璃防止车辆夜间会车炫目的装置。但是偏振玻璃成本高，并且两个偏振片之间的角度设置必须合适才能有效的减弱光线强度，这会容易出现由于偏振片定向不正确而造成该装置失效，因而不能缓解驾驶员眼前的强烈光线。因此，一直以来都需要有一种有效且可靠的车辆安全装置和方法，尤其用于防止车辆夜间行驶时对面来车的远光灯使驾驶员眩目而造成无法看清车辆前方情况。
发明内容
因此，针对现有技术存在的不足，本发明人希望提供一种带有图像处理装置的车辆安全装置和方法。在本发明的第一方面中，提供一种车辆安全装置，所述车辆安全装置包括车载的图像采集装置、图像处理装置以及图像显示装置，图像采集装置与图像处理装置通信连通，图像处理装置与图像显示装置通信连通，其中所述图像处理装置包括亮区域弱化处理单元，用于对从图像采集装置接收的采集图像中的高亮度区域进行弱化处理；以及所述图像处理装置将处理后的图像传送给图像显示装置用于向驾驶员显示。优选地，亮区域弱化处理单元配置为，确定所接收的图像中的高亮度区域，并将所述高亮度区域的亮度值降低。在本发明进一步的方面，亮区域弱化处理单元配置为，判断所接收的图像中的像素点的灰度值是否超过第一预定灰度值；如果判定所述图像中的像素点的灰度值超过第一预定灰度值，将所述像素点的灰度值改变为第二预定灰度值，其中第二预定灰度值小于第一预定灰度值。在本发明进一步的方面，亮区域弱化处理单元配置为，判断所接收的图像中的一个区域的平均灰度值是否超过第一预定灰度值；如果判定所述图像中的所述区域的平均灰度值超过第一预定灰度值，将所述区域的平均灰度值改变为第二预定灰度值，其中第二预定灰度值小于第一预定灰度值。优选地，图像采集装置为摄像机，并且安装在车辆前车窗的上部。优选地，所述图像处理装置还包括去噪处理单元、平滑处理单元、直方化处理单元中的至少一个。在本发明的第二方面中，提供一种车辆安全控制方法，该方法包括如下步骤:获取车辆前方路况的图像；确定所述图像中的高亮度区域；对所述图像进行弱化处理以便将所述图像中的高亮度区域的亮度值降低；以及将处理后的图像显示给驾驶员。优选地，确定所述图像中的高亮度区域的步骤包括:判断所述图像中的区域的平均灰度值是否超过第一预定灰度值，以及如果判定所述图像中的区域的平均灰度值超过第一预定灰度值，则该区域被确定为高亮度区域。优选地，对所述图像进行弱化处理的步骤包括:将所述高亮度区域的灰度值减小到期望值。本发明应用的更多领域将通过下文所给出的详细描述变得更加显而易见。应当理解，具体描述和特定例子仅用作解释和理解目的，但是不应该被用来限制本发明的范围。
通过下面的详细描述和附图将更完全地理解本发明，其中:图1示出了车辆安装有根据本发明第一实施例的车辆安全装置。图2是根据本发明第一实施例的带有图像处理装置的车辆安全装置的示意性框图。图3是根据本发明第二实施例的带有图像处理装置的车辆安全装置的示意性框图。图4是根据本发明的一个实施例的图像处理装置的示意性框图。图5是根据本发明的一个实施例的车辆安全控制方法的流程图。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面参照附图描述本发明的实施例。其中，相同的部件采用相同的标号。现在参照图1和2，车辆I包括车载的车辆安全装置10。车辆安全装置10可以包括图像采集装置100、图像处理装置200以及图像显示装置300。在本发明中，在夜晚行驶车辆时，由驾驶员开启车辆安全装置10。本发明的车辆安全装置10主要通过以下手段提供安全驾驶保证:通过安装在车辆前方的图像采集装置100采集车辆前方的图像信息或数据；将所采集的图像信息传送给图像处理装置200，图像处理装置200利用色度、亮度或其它参数分析图像信息或数据，并修正图像上的由于对方车辆大灯引起的亮区域；然后将修正后的图像传递给图像显示装置300，图像显示装置300向驾驶员显示修正后的图像，以便于驾驶员排除了对方车辆大灯的强光照射影响，能够清楚及时地了解车辆前方的路面和/或事物的情况，从而为了保证安全驾驶，向驾驶员提供了有用的帮助。在车辆安全装置10中，图像采集装置100和图像处理装置200经由通信线路互连，图像处理装置200以及图像显示装置300也经由通信线路互连，用于图像数据或信息在它们之间的传送，如图2所示。图像采集装置100—般安装在车辆驾驶室前部，例如驾驶室前车窗2上，用于获取车辆前方路面或周围环境的原始图像。在图1所示的例子中，图像采集装置100设置在车辆前车窗2的前上方。尽管如此，还可以设想将图像采集装置100设置在车辆前车窗上靠近驾驶员的位置上，例如，如图1中的前车窗2的右上方。在一个实施例中，图像采集装置100可以是任何合适类型的摄像机。图像处理装置200从图像采集装置100接收采集到的原始图像信息或图像数据。在原始图像中，由于对方车辆前车灯过强的亮度造成了原始图像中的高亮度区域，尤其在夜间行驶中，这使得本车辆前方路面或周围环境在原始图像中变得更加不清晰。因此，本发明的图像处理装置200包括亮区域弱化处理单元210，用于将采集图像中的高亮度的部分进行弱化处理，以便在处理后的图像中降低对面车灯的亮度。由于经过弱化处理单元210修正处理后的图像降低了对方车辆车灯引起的过亮区域的亮度，可以增强其他区域的亮度，因此能很大程度上使原始图像中的前方路面或周围环境变得清楚。图像显示装置300经由通信线路与图像处理装置200连通，接收上述处理的图像并将其显示给驾驶员。在一个实施例中，图像显示装置300可以设置在驾驶室的仪表板附近，位于驾驶员的前方，便于驾驶员的查看。如上所述，将处理后的图像提供给驾驶员，作为驾驶辅助显示，由于消除了对方车辆车灯的强光的影响，允许驾驶员能够通过处理后的图像更加准确、清楚地了解夜间会车时周围事物和路面的真实信息。这样驾驶员能够根据处理后的图像，选择合适的驾驶路径，提高了车辆驾驶安全性。图3示出了根据本发明的第二个特定实施例的车辆安全装置10的示意框图。如图3所示，车辆安全装置10还可以包括图像存储器400，用于存储采集的或处理后的图像信息或数据。图像存储器400分别与图像采集装置100、图像处理装置200以及图像显示装置300可通信地连接。其中图像存储器400与图像处理装置200之间是双向通信连接。上述装置之间的通信连接可以是有线的或无线的。下面将详细描述根据本发明的图像处理装置200中的亮区域弱化处理单元210。从图像采集装置100例如摄像机获取原始图像信号，例如RGB888信号。RGB888信号的灰度值(亮度等级)为(0，0，0)时，代表图像中的像素点为黑色；RGB888信号的灰度值(亮度等级)为(255，255，255)时，代表图像中的像素点为白色。假定如果图像中的某一像素点的灰度值超过一个第一预定的灰度值，例如(240，240，240)，则认为该像素点为对方车辆前大灯引起的过亮点。因此，图像中的平均灰度值超过第一预定灰度值的连续区域，可认为是对方车辆前大灯引起的过亮区域。按照上述判断方法，亮区域弱化处理单元210从图像采集装置100接收RGB888信号，基于灰度值识别原始图像中的过亮区域，然后降低识别出的连续的过亮区域的灰度值例如平均灰度值，从而弱化原始图像中的高亮度部分，减弱对面车灯的亮度影响。可以将图像中的超过第一预定灰度值的过亮区域的灰度值重新设定为第二预定灰度值，其中第二预定灰度值小于第一预定灰度值。例如，可将图像中的超过第一预定灰度值的过亮区域的灰度值降低到原来的几分之一。作为另一种选择，也可以在降低这片连续区域的灰度值的同时，提高图像中的连续区域以外的灰度值。经由亮区域弱化处理单元210处理后的图像中，由于对方车辆前大灯引起的过亮区域得以弱化，能够在夜间驾驶期间为驾驶员提供有效的路况信息。在本发明的又一个实施例中，除了亮点区域弱化处理单元210之外，图像处理装置200还可以包括去噪处理单元220、平滑处理单元230、直方化处理单元240中的至少一个。图4示出了根据一个特定实施例的图像处理装置200的各个单元的方框图。在该实施例中，原始图像信息依次经过去噪处理单元220、平滑处理单元230、亮点区域弱化处理单元210和直方化处理单元240处理，以得到处理好的车辆前方图像。图5示出了对应于图4所示实施例的车辆安全控制方法的流程图。方法开始于步骤S10。在步骤S20中，利用图像采集装置100，从摄像机实时获取车辆前方的图像信息。然后方法顺序执行步骤S30-S60，这些步骤都在图4所示的图像处理装置200中完成。其中在步骤S30中，对所获取的图像进行去噪处理，例如可以用小波阈值去噪；在步骤S40，对图像进行平滑处理，例如用高斯或平均值平滑处理；在步骤S50，对于平滑后的图像中的亮度较高的部分进行弱化处理，从而降低对面车灯的亮度；在步骤S60中，对弱化后的图像进行直方图形均衡化处理。之后，方法进行到步骤S70，图像处理装置200将处理好的图像信息传送到车载显示装置300，给驾驶员提供有用信息。此外，在本发明中，图像处理装置200可配置为单独的模块单元，也可以与车辆的控制装置(例如电子控制装置)集成在一起。图像显示装置300也可以配置为单独的模块单元，或共享现有的车辆显示器。为了降低成本，可以利用汽车现有的硬件系统，实现本发明的车载的车辆安全装置。例如，对于现有汽车来说，一般汽车上面都装有车载娱乐音响系统。该车载娱乐系统包括导航模块(或视频处理模块)和显示器，其中导航模块的CPU可以处理多路视频流(即图像信息)。可以设想到，本发明的车辆安全装置与现有的车载娱乐音响系统共享一部分硬件。也就是说，上述图像处理装置可以集成到现有车载娱乐音响系统的导航模块中，即，由该导航模块的CPU执行本发明的图像处理程序；上述图像显示装置300可以省略，而直接采用现有车载娱乐音响系统的显示器。这样，通过利用现有的车载娱乐音响系统，本发明的车辆安全装置非常容易实现，且能够以低成本实现。只需在车辆前方安装一个前置摄像头，由前置摄像头采集到的图像输送到车载娱乐音响系统，然后送到导航模块CPU进行如上所述的图像处理，最后传送到车载娱乐音响系统的显示器，实现向驾驶员的最终显示。本发明的车辆安全装置至少具有如下优点:-能够在夜间两车对向行驶时给驾驶员提供一个有效的驾驶导向，保证驾驶员的安全；-另外，因为采集或处理的图像可以存储在存储单元里，这些存储的图像信息可供场景再现和事故分析等使用。尽管为了便于更好地理解本发明，已经根据优选实施例对本发明进行了描述，但是应当理解在不背离本发明的原理的情况下，本发明能够以多种不同方式实施。因此，本发明应当被理解为包括所有可能的在不背离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下实施的实施例和变形。
权利要求
1.一种车辆安全装置，其特征在于，所述车辆安全装置包括车载的图像采集装置(100)、图像处理装置(200)以及图像显示装置(300)，图像采集装置(100)与图像处理装置(200)通信连通，图像处理装置(200)与图像显示装置(300)通信连通， 其中所述图像处理装置(200)包括亮区域弱化处理单元(210)，用于将从图像采集装置(100)接收的采集图像中的高亮度区域进行弱化处理；以及 其中所述图像处理装置(200)将处理后的图像传送给图像显示装置(300)用于向驾驶员显不。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆安全装置还包括图像存储装置(400)，其分别与图像采集装置(100)、图像处理装置(200)以及图像显示装置(300)通信连通。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像处理装置(200)还包括去噪处理单元(220)、平滑处理单元(230)、直方化处理单元(240)中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，亮区域弱化处理单元(210)配置为，确定所接收的图像中的高亮度区域，并将所述高亮度区域的亮度值降低。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，亮区域弱化处理单元(210)配置为，判断所接收的图像中的像素点的灰度值是否超过第一预定灰度值；如果判定所述图像中的像素点的灰度值超过第一预定灰度值，将所述像素点的灰度值改变为第二预定灰度值，其中第二预定灰度值小于第一预定灰度值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，亮区域弱化处理单元(210)配置为，判断所接收的图像中的一个区域的平均灰度值是否超过第一预定灰度值；如果判定所述图像中的所述区域的平均灰度值超过第一预定灰度值，将所述区域的平均灰度值改变为第二预定灰度值，其中第二预定灰度值小于第一预定灰度值。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，图像采集装置(100)为摄像机，并且安装在车辆前车窗(2)的上部；图像采集装置(100)用于获取车辆前方路况的图像。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车辆安全装置(10)与现有的车载娱乐信息系统集成在一起，该车载娱乐信息系统包括视频处理模块和显示器，其中图像处理装置(200)集成到该视频处理模块中，以及图像显示装置(300)与该显示器共享。
9.一种车辆安全控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 获取车辆前方路况的图像； 确定所述图像中的高亮度区域； 对所述图像进行弱化处理以便将所述图像中的高亮度区域的亮度值降低；以及 将处理后的图像显示给驾驶员。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定所述图像中的高亮度区域的步骤包括:判断所述图像中的区域的平均灰度值是否超过第一预定灰度值，以及如果判定所述图像中的区域的平均灰度值超过第一预定灰度值，则该区域被确定为高亮度区域。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述图像进行弱化处理的步骤包括:将所述高亮度区域的灰度值减小到期望值。
全文摘要
本发明涉及利用图像处理装置的车辆安全装置和车辆安全控制方法。车辆安全装置包括车载的图像采集装置(100)、图像处理装置(200)以及图像显示装置(300)，图像采集装置(100)与图像处理装置(200)通信连通，图像处理装置(200)与图像显示装置(300)通信连通。其中所述图像处理装置(200)包括亮区域弱化处理单元(210)，用于将从图像采集装置(100)接收的采集图像中的高亮度区域进行弱化处理；以及所述图像处理装置(200)将处理后的图像传送给图像显示装置(300)用于向驾驶员显示。还公开了使用该车辆安全装置的车辆安全控制方法。
文档编号H04N7/18GK103182985SQ201110461398
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者王振 申请人:大陆汽车电子(长春)有限公司