WO2009086969A1 - Method for processing and analyzing a color image, and associated driver assistance system - Google Patents

Method for processing and analyzing a color image, and associated driver assistance system Download PDF

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WO2009086969A1
WO2009086969A1 PCT/EP2008/065261 EP2008065261W WO2009086969A1 WO 2009086969 A1 WO2009086969 A1 WO 2009086969A1 EP 2008065261 W EP2008065261 W EP 2008065261W WO 2009086969 A1 WO2009086969 A1 WO 2009086969A1
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light
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Steffen Fritz
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Robert Bosch Gmbh
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
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    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H04N23/84—Camera processing pipelines; Components thereof for processing colour signals

Definitions

  • the invention relates to a method for processing and evaluation of a color image according to the preamble of patent claim 1 and an associated driver assistance system.
  • driver assistance systems or vehicle systems such as night vision assistance systems, high beam assistance systems, lane detection systems, traffic sign recognition systems, reversing assistance systems, vehicle recognition systems, etc., which use electronic cameras or image capture devices with an image sensor, are known from the prior art.
  • the image acquisition sensor is preferably designed as a CCD or CMOS sensor chip, which has, for example, a spectral sensitivity 16.1 shown in FIG.
  • the signals of the image sensor are evaluated by a powerful signal processing unit.
  • an image detection device for a nightmare assistance function is based on the recording of light in the near infrared range of approximately 750-1000 nm, whereby the spectrum visible to humans in the range of 400-750 nm can generally also be recorded at the same time.
  • Vehicles with such a night vision assistance function are equipped with special headlamps to illuminate the scene before
  • a spectrum 16.2 corresponds to a wavelength range which is evaluated for the indulgence assistance function.
  • a typical image capture device for a high-beam assist function only captures the spectral range between 400-750 nm. This is done by means of an image capture device that can capture color images or at least make a distinction between white and red light. Any light from the near infrared range (750 - 100nm) will interfere with this function, as the infrared light will cause the
  • a conventional high-beam assistance function uses an infrared cut filter to remove the infrared components from the light signals and distinguish between taillights and headlights due to the different light colors detected, since taillights usually emit red light and headlights usually white Emit light.
  • FIG. 3 shows characteristic curves of different color channels blue, green and red and a spectrum 16.3 whose wavelength range is evaluated for the high-beam assistance function.
  • two image capture devices are used in the vehicle, since different wavelength ranges must be evaluated for carrying out the assistance functions.
  • patent document DE 42 35 406 C1 describes a false-color camera with a solid-state image sensor and a color load filter, which is mounted in front of the solid-state image sensor in the light path and divides the incident light into different spectral regions, at least one spectral region lying in the invisible region.
  • the described false-color camera suitable for color infrared photography can be easily constructed from a color camera, wherein a arranged in the light path in front of the image sensor of the color camera infrared cut filter is replaced by a blue-cut filter, which excludes the blue area and the other spectral regions the larger wavelengths through to the infrared range.
  • An original blue channel is thus converted to the infrared channel, with a red channel or a green channel each having additional infrared components, which can be removed by a subtraction of the infrared component, which is determined from the blue channel.
  • the inventive method for processing and evaluation of a color image with the features of independent claim 1 has the advantage that two comparison signals generated by subtraction to distinguish between white light and red light are compared with red light is detected when the signal intensity of the second comparison signal significantly higher as the signal intensity of the first comparison signal.
  • received light signals representing the color image passed through a blue-cut filter and multiple output signals for different color channels are generated.
  • a first output signal for example, represents a light signal in the near infrared range
  • a second output signal for example, represents a light signal in the green region with an infrared component
  • a third output signal for example, represents a light signal in the red region with an infrared component.
  • the first comparison signal is generated, for example, by a subtraction of the first output signal from the second output signal and represents a light signal in the green region without infrared component.
  • the second comparison signal is generated, for example, by a subtraction of the first output signal from the third output signal and represents a light signal in the red region without infrared component.
  • a driver assistance system comprises an image capture device that has an image acquisition sensor for recording a vehicle environment
  • Color image and a blue-cut filter and a signal processing unit having an evaluation and control unit.
  • the image capture device passes received light signals representing the color image via the blue-cut filter and produces a plurality of output signals for different color channels, wherein a first output signal represents a near infrared light signal, and a second output signal
  • the generated output signals can advantageously be combined to form an infrared image signal and output on an optical display unit.
  • the two comparison signals generated to distinguish headlights and taillights for a high-beam assistance function are compared with each other, wherein the red light represents at least one tail light, and wherein the white light represents at least one headlight.
  • the infrared image signal is generated for a night vision assist function.
  • the signal processing unit comprises a first signal processing unit which combines the generated output signals into an infrared image signal and outputs them via an optical display unit. Furthermore, there is a radiation source which emits light in the near infrared range.
  • the signal processing unit comprises a second signal conditioning unit, which generates a first comparison signal by a first subtraction of the first output signal from the second output signal, which represents a light signal in the green area without infrared component, and generates a second comparison signal by a second subtraction of the first output signal from the third output signal represents a light signal in the red area without infrared component.
  • the signal processing unit comprises, for example, a comparator, which compares the two generated comparison signals for distinguishing between white light and red light and outputs the comparison result to the evaluation and control unit.
  • the evaluation and control unit detects, for example, red light when the signal intensity of the second
  • Comparison signal is much higher than the signal intensity of the first comparison signal.
  • the evaluation and control unit concludes the presence of white light when a signal intensity of the first comparison signal substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal.
  • the evaluation and control unit for carrying out a night vision assistance function coordinates the operation of the first signal conditioning unit, the optical display unit and the radiation source.
  • the evaluation and control unit For a high-beam assistance function, the evaluation and control unit White light as at least one headlight and red light as at least one tail light.
  • FIG. 1 shows a schematic block diagram of a driver assistance system according to the invention.
  • FIG. 2 shows a characteristic diagram of a spectral sensitivity of an image sensor.
  • FIGS. 3 and 4 each show a characteristic diagram of spectral sensitivities of FIG.
  • Color channels of an image pickup device are described.
  • a driver assistance system 1 comprises a radiation source 5 which emits light in the near infrared range, an image capture device 10 which has an optical system 12, a blue-cut filter 14 and an image acquisition sensor 16 for receiving a color image representing the vehicle surroundings , and a signal processing unit 20.
  • the image sensor 16 is preferably designed as a CCD or CMOS sensor chip, which has, for example, a spectral sensitivity 16.1 shown in FIG.
  • the received light signals, which represent the color image are transmitted via the optics 12 and the blue-cut filter 14 to a sensor surface 18 of the
  • the blue-cut filter 14 removes light radiation having a wavelength smaller than about 550 nm from the received light signals.
  • the spectral sensitivities for the color channels shown in FIG. 4 result for the image recording apparatus 10, with a spectrum 16.4 corresponding to a wavelength range which is used by the signal processing unit 20 for an after-sight analysis. tenz Stahlntation and a high-beam assistance function is evaluated.
  • the blue-cut filter 14 makes it possible to measure the infrared component in the received light signals by means of blue pixels of the sensor surface 18 for a blue color channel.
  • the image acquisition sensor 16 generates a plurality of output signals B, G, R for the different color channels via the color pixels of the sensor surface 18, the sensor surface 18 of the image acquisition sensor 16 in addition to blue pixels for the blue color channel, green pixels for a green color channel and red pixels for a red color Color channel includes.
  • a first output signal B represents a light signal in the near infrared region which is received via the blue pixels of the sensor surface 18,
  • a second output signal G represents a light signal in the green region with an infrared component received via the green pixels of the sensor surface 18 and represents a third output signal R. a light signal in the red region with an infrared component, which is received via the red pixels of the sensor surface 18.
  • the signal processing unit 20 comprises a first one
  • Signal conditioning unit 40 which summarizes the generated output signals B, G, R to an infrared image signal S3 and outputs via an optical display unit 42.
  • the evaluation and control unit 22 coordinates the operation of the first signal processing unit 40, the optical display unit 42 and the radiation source 5 in order to carry out the night vision assistance function.
  • the signal processing unit 20 includes a second signal conditioning unit
  • the signal processing unit 20 includes a comparator 32, which compares the two generated comparison signals Sl, S2 for distinguishing between white light and red light and outputs the comparison result to the evaluation and control unit 22.
  • the evaluation and control unit 22 detects red light when the signal intensity of the second comparison signal S2 is substantially higher than the signal intensity of the first comparison signal S 1.
  • the evaluation and control unit 22 concludes the presence of white light when a signal intensity of the first comparison signal S1 substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal S2.
  • the evaluation and control unit 22 interprets white light as at least one front headlight and red light as at least one tail light.

Abstract

The invention relates to a method for processing and analyzing a color image, and to an associated driver assistance system (1), wherein light signals received, representing the color image, are guided via a blue cut filter (14) and multiple output signals (B, G, R) are generated for different color channels, wherein a first output signal (B) represents a light signal in the near infrared range, wherein a second output signal (G) represents a light signal in the green range having an infrared fraction, wherein a third output signal (R) represents a light signal in the red range having an infrared fraction, wherein a first comparison signal (S1) is generated by means of a first subtraction of the first output signal (B) from the second output signal (G), said comparison signal representing a light signal in the green range without an infrared fraction, wherein a second comparison signal (S2) is generated by a second subtraction of the first output signal (B) from the third output signal (R), said comparison signal representing a light signal in the red range without an infrared fraction. According to the invention the two comparison signals (S1, S2) generated are compared to each other for differentiating white light and red light, wherein red light is detected if the signal intensity of the second comparison signal (S2) is significantly higher than the signal intensity of the first comparison signal (S1).

Description

Beschreibung description
Titeltitle
Verfahren zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes und zugehöriges Fahreras- sistenzsystemMethod for processing and evaluating a color image and associated driver assistance system
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein zugehöriges Fahrerassistenzsystem.The invention relates to a method for processing and evaluation of a color image according to the preamble of patent claim 1 and an associated driver assistance system.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Fahrerassistenzsysteme bzw. Fahrzeugsysteme, wie beispielsweise Nachtsichtassistenzsysteme, Fernlichtassistenzsysteme, Fahrspurerkennungssysteme, Verkehrszeichenerkennungssysteme, Rückfahrunterstützungs- systeme, Fahrzeugerkennungssysteme usw. bekannt, welche elektronische Kameras bzw. Bilderfassungsvorrichtungen mit einem Bildaufnahmesensor verwenden. Der Bildaufnahmesensor ist vorzugsweise als CCD- oder CMOS-Sensorchip ausgeführt, der beispielsweise eine in Fig. 2 dargestellte spektrale Empfindlichkeit 16.1 aufweist. Zur Bildverarbeitung werden die Signale des Bildaufnahmesensors von einer leistungsfähigen Signalverarbeitungseinheit ausgewertet.Various driver assistance systems or vehicle systems, such as night vision assistance systems, high beam assistance systems, lane detection systems, traffic sign recognition systems, reversing assistance systems, vehicle recognition systems, etc., which use electronic cameras or image capture devices with an image sensor, are known from the prior art. The image acquisition sensor is preferably designed as a CCD or CMOS sensor chip, which has, for example, a spectral sensitivity 16.1 shown in FIG. For image processing, the signals of the image sensor are evaluated by a powerful signal processing unit.
Eine Bilderfassungsvorrichtung für eine Nachsichtassistenzfunktion basiert beispielsweise auf der Aufnahme von Licht im nahen Infrarotbereich von ca. 750 - 1 OOOnm, wobei in der Regel auch gleichzeitig das für den Menschen sichtbare Spektrum im Bereich von 400 - 750nm mit aufgezeichnet werden kann. Fahrzeuge mit einer solchen Nachtsichtas- sistenzfunktion sind mit speziellen Scheinwerfern ausgestattet, um die Szene vor demFor example, an image detection device for a nightmare assistance function is based on the recording of light in the near infrared range of approximately 750-1000 nm, whereby the spectrum visible to humans in the range of 400-750 nm can generally also be recorded at the same time. Vehicles with such a night vision assistance function are equipped with special headlamps to illuminate the scene before
Fahrzeug im spektralen Bereich von 750- 1 OOOnm zu beleuchten. In Fig. 2 entspricht ein Spektrum 16.2 einem Wellenlängenbereich, der für die Nachsichtassistenzfunktion ausgewertet wird. Eine typische Bilderfassungsvorrichtung für eine Fernlichtassistenzfunktion nimmt beispielsweise nur den spektralen Bereich zwischen 400 - 750nm auf. Dies geschieht mittels einer Bilderfassungsvorrichtung, die Farbbilder aufnehmen kann bzw. mindestens eine Unterscheidung zwischen weißem und rotem Licht durchführen kann. Jegliches Licht aus dem nahen Infrarotbereich (750 - lOOOnm) stört diese Funktion, da das Infrarotlicht dieVehicle in the spectral range of 750- 1 000nm to illuminate. In FIG. 2, a spectrum 16.2 corresponds to a wavelength range which is evaluated for the indulgence assistance function. For example, a typical image capture device for a high-beam assist function only captures the spectral range between 400-750 nm. This is done by means of an image capture device that can capture color images or at least make a distinction between white and red light. Any light from the near infrared range (750 - 100nm) will interfere with this function, as the infrared light will cause the
Lichtfarbe verfälscht. Daher verwendet eine herkömmliche Fernlichtassistenzfunktion einen Infrarot-Cut-Filter, um die Infrarotanteile aus den Lichtsignalen zu entfernen und aufgrund der verschiedenen erfassten Lichtfarben zwischen Rücklichtern und Frontscheinwerfern unterscheiden zu können, da Rücklichter in der Regel rotes Licht emittie- ren und Frontscheinwerfer in der Regel weißes Licht emittieren. Fig. 3 zeigt Kennlinien von verschiedenen Farbkanälen Blau, Grün und Rot und ein Spektrum 16.3, dessen Wellenlängenbereich für die Fernlichtassistenzfunktion ausgewertet wird. Zur gleichzeitigen Umsetzung der Fernlichtassistenzfunktion und der Nachtsichtassistenzfunktion werden zwei Bilderfassungsvorrichtungen im Fahrzeug verwendet, da zur Ausführung der Assis- tenzfunktionen verschiedene Wellenlängenbereiche ausgewertet werden müssen.Light color falsified. Therefore, a conventional high-beam assistance function uses an infrared cut filter to remove the infrared components from the light signals and distinguish between taillights and headlights due to the different light colors detected, since taillights usually emit red light and headlights usually white Emit light. FIG. 3 shows characteristic curves of different color channels blue, green and red and a spectrum 16.3 whose wavelength range is evaluated for the high-beam assistance function. For simultaneous implementation of the high-beam assistance function and the night-vision assistance function, two image capture devices are used in the vehicle, since different wavelength ranges must be evaluated for carrying out the assistance functions.
In der Patentschrift DE 42 35 406 Cl wird beispielsweise eine Falschfarbenkamera mit einem Festkörperbildsensor und einem Farbrastfilter beschrieben, der im Lichtgang vor dem Festkörperbildsensor angebracht ist und das einfallende Licht in verschiedene Spekt- ralbereiche aufteilt, wobei mindestens ein Spektralbereich im unsichtbaren Bereich liegt.For example, patent document DE 42 35 406 C1 describes a false-color camera with a solid-state image sensor and a color load filter, which is mounted in front of the solid-state image sensor in the light path and divides the incident light into different spectral regions, at least one spectral region lying in the invisible region.
Die beschriebene für Farb-Infrarotaufnahmen geeignete Falschfarbenkamera kann einfach aus einer Farbkamera aufgebaut werden, wobei ein im Lichtstrahlengang vor dem Bildsensor der Farbkamera angeordneter Infrarot-Cut-Filter durch einen Blau-Cut-Filter ersetzt wird, der den Blaubereich ausgrenzt und die übrigen Spektralbereiche mit den größeren Wellenlängen bis hin zum Infrarotbereich durchlässt. Ein ursprünglicher Blaukanal wird somit zum Infrarotkanal umfunktioniert, wobei ein Rotkanal bzw. ein Grünkanal jeweils zusätzliche Infrarotanteile aufweisen, die durch eine Subtraktion des Infrarotanteils, der aus dem Blaukanal bestimmt wird, entfernt werden können.The described false-color camera suitable for color infrared photography can be easily constructed from a color camera, wherein a arranged in the light path in front of the image sensor of the color camera infrared cut filter is replaced by a blue-cut filter, which excludes the blue area and the other spectral regions the larger wavelengths through to the infrared range. An original blue channel is thus converted to the infrared channel, with a red channel or a green channel each having additional infrared components, which can be removed by a subtraction of the infrared component, which is determined from the blue channel.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass zwei durch Subtraktionen erzeugte Vergleichssignale zur Unterscheidung von Weißlicht und Rotlicht miteinander verglichen werden, wobei Rotlicht erkannt wird, wenn die Signalintensität des zweiten Vergleichssignals wesentlich höher als die Signalintensität des ersten Vergleichssignals ist. Zur Verarbeitung und Auswertung des Farbbildes werden empfangene Lichtsignale, die das Farbbild repräsentieren, über einen Blau-Cut-Filter geführt und es werden mehrere Ausgabesignale für verschiedene Farbkanäle erzeugt. Ein erstes Ausgabesignal repräsentiert beispielsweise ein Lichtsignal im nahen Infrarotbereich, ein zweites Ausgabesignal repräsentiert beispielsweise ein Lichtsignal im Grünbe- reich mit einem Infrarotanteil und ein drittes Ausgabesignal repräsentiert beispielsweise ein Lichtsignal im Rotbereich mit einem Infrarotanteil. Das erste Vergleichssignal wird beispielsweise durch eine Subtraktion des ersten Ausgabesignals vom zweiten Ausgabesignal erzeugt und repräsentiert ein Lichtsignal im Grünbereich ohne Infrarotanteil. Das zweite Vergleichssignal wird beispielsweise durch eine Subtraktion des ersten Ausgabe- signals vom dritten Ausgabesignal erzeugt und repräsentiert ein Lichtsignal im Rotbereich ohne Infrarotanteil. Das erfϊndungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Unterscheidung zwischen rotem und weißem Licht bei einer gleichzeitigen Erfassung von Licht im nahen Infrarotbereich. Daher ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Durchführung einer Fernlichtassistenzfunktion und einer Nachsichtassis- tenzfunktion unter Verwendung von nur einer Bilderfassungsvorrichtung zur Aufnahme des Farbbildes.The inventive method for processing and evaluation of a color image with the features of independent claim 1 has the advantage that two comparison signals generated by subtraction to distinguish between white light and red light are compared with red light is detected when the signal intensity of the second comparison signal significantly higher as the signal intensity of the first comparison signal. For processing and evaluation of the color image received light signals representing the color image, passed through a blue-cut filter and multiple output signals for different color channels are generated. A first output signal, for example, represents a light signal in the near infrared range, a second output signal, for example, represents a light signal in the green region with an infrared component, and a third output signal, for example, represents a light signal in the red region with an infrared component. The first comparison signal is generated, for example, by a subtraction of the first output signal from the second output signal and represents a light signal in the green region without infrared component. The second comparison signal is generated, for example, by a subtraction of the first output signal from the third output signal and represents a light signal in the red region without infrared component. The method according to the invention advantageously makes it possible to distinguish between red and white light with a simultaneous detection of light in the near infrared range. Therefore, the method according to the invention makes it possible to carry out a high-beam assist function and an after-sight assistance function using only one image capture device for capturing the color image.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes umfasst ein Fahrerassistenzsystem eine Bilderfassungsvorrichtung, die einen Bildaufhahmesensor zur Aufnahme eines die Fahrzeugumgebung repräsentierendenIn order to carry out the method according to the invention for processing and evaluating a color image, a driver assistance system comprises an image capture device that has an image acquisition sensor for recording a vehicle environment
Farbbildes und einen Blau-Cut-Filter aufweist, und eine Signalverarbeitungseinheit, die eine Auswerte- und Steuereinheit aufweist. Die Bilderfassungsvorrichtung führt empfangene Lichtsignale, die das Farbbild repräsentieren, über den Blau-Cut-Filter und erzeugt mehrere Ausgabesignale für verschiedene Farbkanäle, wobei ein erstes Ausgabesignal ein Lichtsignal im nahen Infrarotbereich repräsentiert, wobei ein zweites Ausgabesignal einColor image and a blue-cut filter, and a signal processing unit having an evaluation and control unit. The image capture device passes received light signals representing the color image via the blue-cut filter and produces a plurality of output signals for different color channels, wherein a first output signal represents a near infrared light signal, and a second output signal
Lichtsignal im Grünbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert, und wobei ein drittes Ausgabesignal ein Lichtsignal im Rotbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert.Represents light signal in the green area with an infrared component, and wherein a third output signal represents a light signal in the red region with an infrared component.
Durch die in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbil- düngen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes und des im unabhängigen Patentanspruch 5 angegebenen Fahrerassistenzsystems möglich.The measures listed in the dependent claims and further developments are advantageous improvements of the specified in the independent claim 1 method for processing and evaluation of a color image and specified in the independent claim 5 driver assistance system possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass auf ein Vorhandensein von Weißlicht geschlossen wird, wenn eine Signalintensität des ersten Vergleichssignals im Wesentlichen einer Signalin- - A -It is particularly advantageous to infer the presence of white light when a signal intensity of the first comparison signal is essentially a signal input. - A -
tensität des zweiten Vergleichssignals entspricht. Zudem können die erzeugten Ausgabesignale in vorteilhafter Weise zu einem Infrarotbildsignal zusammengefasst und auf einer optischen Anzeigeeinheit ausgegeben werden.corresponds to the intensity of the second comparison signal. In addition, the generated output signals can advantageously be combined to form an infrared image signal and output on an optical display unit.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden erzeugten Vergleichssignale zur Unterscheidung von Frontscheinwerfern und Rücklichtern für eine Fernlichtassistenzfunktion miteinander verglichen, wobei das Rotlicht mindestens ein Rücklicht repräsentiert, und wobei das Weißlicht mindestens einen Frontscheinwerfer repräsentiert. Außerdem wird das Infrarotbildsignal für eine Nachtsichtassistenzfunktion erzeugt.In an embodiment of the method according to the invention, the two comparison signals generated to distinguish headlights and taillights for a high-beam assistance function are compared with each other, wherein the red light represents at least one tail light, and wherein the white light represents at least one headlight. In addition, the infrared image signal is generated for a night vision assist function.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems umfasst die Signalverarbeitungseinheit eine erste Signalaufbereitungseinheit, welche die erzeugten Ausgabesignale zu einem Infrarotbildsignal zusammenfasst und über eine optische An- zeigeeinheit ausgibt. Des Weiteren ist eine Strahlungsquelle vorhanden, welche Licht im nahen Infrarotbereich emittiert. Zudem umfasst die Signalverarbeitungseinheit eine zweite Signalaufbereitungseinheit, welche durch eine erste Subtraktion des ersten Ausgabesignals vom zweiten Ausgabesignal ein erstes Vergleichssignal erzeugt, das ein Lichtsignal im Grünbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert, und durch eine zweite Subtraktion des ersten Ausgabesignals vom dritten Ausgabesignal ein zweites Vergleichssignal erzeugt, das ein Lichtsignal im Rotbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert. Die Signalverarbeitungseinheit umfasst beispielsweise einen Komparator, welcher die beiden erzeugten Vergleichssignale zur Unterscheidung von Weißlicht und Rotlicht miteinander vergleicht und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit ausgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit erkennt beispielsweise Rotlicht, wenn die Signalintensität des zweitenIn a further refinement of the driver assistance system according to the invention, the signal processing unit comprises a first signal processing unit which combines the generated output signals into an infrared image signal and outputs them via an optical display unit. Furthermore, there is a radiation source which emits light in the near infrared range. In addition, the signal processing unit comprises a second signal conditioning unit, which generates a first comparison signal by a first subtraction of the first output signal from the second output signal, which represents a light signal in the green area without infrared component, and generates a second comparison signal by a second subtraction of the first output signal from the third output signal represents a light signal in the red area without infrared component. The signal processing unit comprises, for example, a comparator, which compares the two generated comparison signals for distinguishing between white light and red light and outputs the comparison result to the evaluation and control unit. The evaluation and control unit detects, for example, red light when the signal intensity of the second
Vergleichssignals wesentlich höher als die Signalintensität des ersten Vergleichssignals ist. Zusätzlich schließt die Auswerte- und Steuereinheit auf das Vorhandensein von Weißlicht, wenn eine Signalintensität des ersten Vergleichssignals im Wesentlichen einer Signalintensität des zweiten Vergleichssignals entspricht.Comparison signal is much higher than the signal intensity of the first comparison signal. In addition, the evaluation and control unit concludes the presence of white light when a signal intensity of the first comparison signal substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems koordiniert die Auswerte- und Steuereinheit zur Durchführung einer Nachtsichtassistenzfunktion den Betrieb der ersten Signalaufbereitungseinheit, der optischen Anzeigeeinheit und der Strahlungsquelle. Für eine Fernlichtassistenzfunktion interpretiert die Auswerte- und Steuer- einheit Weißlicht als mindestens ein Frontscheinwerfer und Rotlicht als mindestens ein Rücklicht.In a further refinement of the driver assistance system according to the invention, the evaluation and control unit for carrying out a night vision assistance function coordinates the operation of the first signal conditioning unit, the optical display unit and the radiation source. For a high-beam assistance function, the evaluation and control unit White light as at least one headlight and red light as at least one tail light.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Figur 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Fahrerassis- tenzsy stems.FIG. 1 shows a schematic block diagram of a driver assistance system according to the invention.
Figur 2 zeigt ein Kennliniendiagramm einer spektralen Empfindlichkeit eines Bildaufnahmesensors.FIG. 2 shows a characteristic diagram of a spectral sensitivity of an image sensor.
Figur 3 und 4 zeigen jeweils ein Kennliniendiagramm spektraler Empfindlichkeiten vonFIGS. 3 and 4 each show a characteristic diagram of spectral sensitivities of FIG
Farbkanälen einer Bildaufhahmevorrichtung.Color channels of an image pickup device.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente bzw. Komponenten, welche gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.In the drawings, like reference numerals designate elements and components that perform the same or analog functions.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst ein Fahrerassistenzsystem 1 eine Strahlungsquelle 5, welche Licht im nahen Infrarotbereich emittiert, eine Bilderfassungsvorrichtung 10, die eine Optik 12 einen Blau-Cut-Filter 14 und einen Bildaufnahmesensor 16 zur Aufnahme eines die Fahrzeugumgebung repräsentierenden Farbbildes aufweist, und eine Signalver- arbeitungseinheit 20. Der Bildaufnahmesensor 16 ist vorzugsweise als CCD- oder CMOS-Sensorchip ausgeführt, der beispielsweise eine in Fig. 2 dargestellte spektrale Empfindlichkeit 16.1 aufweist. Die empfangenen Lichtsignale, die das Farbbild repräsen- tieren, werden über die Optik 12 und den Blau-Cut-Filter 14 auf eine Sensorfläche 18 desAs can be seen from FIG. 1, a driver assistance system 1 comprises a radiation source 5 which emits light in the near infrared range, an image capture device 10 which has an optical system 12, a blue-cut filter 14 and an image acquisition sensor 16 for receiving a color image representing the vehicle surroundings , and a signal processing unit 20. The image sensor 16 is preferably designed as a CCD or CMOS sensor chip, which has, for example, a spectral sensitivity 16.1 shown in FIG. The received light signals, which represent the color image, are transmitted via the optics 12 and the blue-cut filter 14 to a sensor surface 18 of the
Bildaufnahmesensors 16 geführt. Der Blau-Cut-Filter 14 entfernt Lichtstrahlung, die eine kleinere Wellenlänge als ca. 550nm aufweist, aus den empfangenen Lichtsignalen. Dadurch ergeben sich für die Bildaufhahmevorrichtung 10 die in Fig. 4 dargestellten spektralen Empfindlichkeiten für die Farbkanäle, wobei ein Spektrum 16.4 einem Wellenlän- genbereich entspricht, der von der Signalverarbeitungseinheit 20 für eine Nachsichtassis- tenzfünktion und eine Fernlichtassistenzfunktion ausgewertet wird. Durch den Blau-Cut- Filter 14 ist es möglich, mit Hilfe von Blaupixeln der Sensorfläche 18 für einen blauen Farbkanal den Infrarotanteil in den empfangenen Lichtsignalen zu messen. Der Bildaufnahmesensor 16 erzeugt über die Farbpixel der Sensorfläche 18 mehrere Ausgabesignale B, G, R für die verschiedenen Farbkanäle, wobei die Sensorfläche 18 des Bildaufhahme- sensors 16 zusätzlich zu den Blaupixeln für den blauen Farbkanal, Grünpixel für einen grünen Farbkanal und Rotpixel für einen roten Farbkanal umfasst. Ein erstes Ausgabesignal B repräsentiert ein Lichtsignal im nahen Infrarotbereich, welches über die Blaupixel der Sensorfläche 18 empfangen wird, ein zweites Ausgabesignal G repräsentiert ein Lichtsignal im Grünbereich mit einem Infrarotanteil, das über die Grünpixel der Sensorfläche 18 empfangen wird, und ein drittes Ausgabesignal R repräsentiert ein Lichtsignal im Rotbereich mit einem Infrarotanteil, das über die Rotpixel der Sensorfläche 18 empfangen wird.Image pickup sensor 16 out. The blue-cut filter 14 removes light radiation having a wavelength smaller than about 550 nm from the received light signals. As a result, the spectral sensitivities for the color channels shown in FIG. 4 result for the image recording apparatus 10, with a spectrum 16.4 corresponding to a wavelength range which is used by the signal processing unit 20 for an after-sight analysis. tenzfünktion and a high-beam assistance function is evaluated. The blue-cut filter 14 makes it possible to measure the infrared component in the received light signals by means of blue pixels of the sensor surface 18 for a blue color channel. The image acquisition sensor 16 generates a plurality of output signals B, G, R for the different color channels via the color pixels of the sensor surface 18, the sensor surface 18 of the image acquisition sensor 16 in addition to blue pixels for the blue color channel, green pixels for a green color channel and red pixels for a red color Color channel includes. A first output signal B represents a light signal in the near infrared region which is received via the blue pixels of the sensor surface 18, a second output signal G represents a light signal in the green region with an infrared component received via the green pixels of the sensor surface 18 and represents a third output signal R. a light signal in the red region with an infrared component, which is received via the red pixels of the sensor surface 18.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, umfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 eine ersteAs can also be seen from FIG. 1, the signal processing unit 20 comprises a first one
Signalaufbereitungseinheit 40, welche die erzeugten Ausgabesignale B, G, R zu einem Infrarotbildsignal S3 zusammenfasst und über eine optische Anzeigeeinheit 42 ausgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 koordiniert zur Durchführung der Nachtsichtassistenzfunktion den Betrieb der ersten Signalaufbereitungseinheit 40, der optischen Anzei- geeinheit 42 und der Strahlungsquelle 5.Signal conditioning unit 40, which summarizes the generated output signals B, G, R to an infrared image signal S3 and outputs via an optical display unit 42. The evaluation and control unit 22 coordinates the operation of the first signal processing unit 40, the optical display unit 42 and the radiation source 5 in order to carry out the night vision assistance function.
Durch das reine Infrarotsignal aus den Blaupixeln der Sensorfläche 18 des Bildaufhahme- sensors 16 wird es möglich, das Infrarotsignal vom Rotsignal und vom Grünsignal zu subtrahieren, wodurch eine Trennung zwischen Weißlicht und Rotlicht möglich wird. Daher umfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 eine zweite SignalaufbereitungseinheitDue to the pure infrared signal from the blue pixels of the sensor surface 18 of the image pickup sensor 16, it is possible to subtract the infrared signal from the red signal and the green signal, whereby a separation between white light and red light is possible. Therefore, the signal processing unit 20 includes a second signal conditioning unit
30, welche durch eine erste Subtraktion des ersten Ausgabesignals B vom zweiten Ausgabesignal G ein erstes Vergleichssignal Sl erzeugt, das ein Lichtsignal im Grünbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert, und durch eine zweite Subtraktion des ersten Ausgabesignals B vom dritten Ausgabesignal R ein zweites Vergleichssignal S2 erzeugt, das ein Lichtsignal im Rotbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert. Zudem umfasst die Signalverarbeitungseinheit 20 einen Komparator 32, welcher die beiden erzeugten Vergleichssignale Sl, S2 zur Unterscheidung von Weißlicht und Rotlicht miteinander vergleicht und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit 22 ausgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 erkennt Rotlicht, wenn die Signalintensität des zweiten Vergleichs- signals S2 wesentlich höher als die Signalintensität des ersten Vergleichssignals S 1 ist. Zusätzlich schließt die Auswerte- und Steuereinheit 22 auf das Vorhandensein von Weißlicht, wenn eine Signalintensität des ersten Vergleichssignals Sl im Wesentlichen einer Signalintensität des zweiten Vergleichssignals S2 entspricht. Für die Fernlichtassistenz- funktion interpretiert die Auswerte- und Steuereinheit 22 Weißlicht als mindestens einen Frontscheinwerfer und Rotlicht als mindestens ein Rücklicht.30, which generates by a first subtraction of the first output signal B from the second output signal G, a first comparison signal Sl, which represents a light signal in the green area without infrared component, and by a second subtraction of the first output signal B from the third output signal R generates a second comparison signal S2, the represents a light signal in the red area without infrared component. In addition, the signal processing unit 20 includes a comparator 32, which compares the two generated comparison signals Sl, S2 for distinguishing between white light and red light and outputs the comparison result to the evaluation and control unit 22. The evaluation and control unit 22 detects red light when the signal intensity of the second comparison signal S2 is substantially higher than the signal intensity of the first comparison signal S 1. In addition, the evaluation and control unit 22 concludes the presence of white light when a signal intensity of the first comparison signal S1 substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal S2. For the high-beam assistance function, the evaluation and control unit 22 interprets white light as at least one front headlight and red light as at least one tail light.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes und das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem kann in vorteilhafter Weise eine Unterscheidung zwischen rotem und weißem Licht bei einer gleichzeitigen Erfassung von Licht im nahen Infrarotbereich realisiert werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise dieBy means of the method according to the invention for processing and evaluating a color image and the driver assistance system according to the invention, it is advantageously possible to realize a distinction between red and white light with a simultaneous detection of light in the near infrared range. This is advantageously the
Durchführung einer Fernlichtassistenzfunktion und einer Nachsichtassistenzfunktion unter Verwendung von nur einer Bilderfassungsvorrichtung zur Aufnahme des Farbbildes ermöglicht.Carrying out a high-beam assist function and an indulgence assistance function using only one image capture device for capturing the color image allows.
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Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Verarbeitung und Auswertung eines Farbbildes, wobei empfangene Lichtsignale, die das Farbbild repräsentieren, über einen Blau-Cut-Filter (14) geführt werden und mehrere Ausgabesignale (B, G, R) für verschiedene Farbkanäle erzeugt werden, wobei ein erstes Ausgabesignal (B) ein Lichtsignal im nahen Infrarotbereich repräsentiert, wobei ein zweites Ausgabesignal (G) ein Lichtsignal im Grünbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert, wobei ein drittes Ausgabesignal (R) ein Lichtsignal im Rotbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert, wobei durch eine erste Subtraktion des ersten Ausgabesignals (B) vom zweiten Ausgabesignal (G) ein erstes Vergleichssignal (Sl) erzeugt wird, das einA method for processing and evaluating a color image, wherein received light signals representing the color image, via a blue-cut filter (14) are guided and a plurality of output signals (B, G, R) are generated for different color channels, wherein a first Output signal (B) represents a light signal in the near infrared region, wherein a second output signal (G) represents a light signal in the green region with an infrared component, wherein a third output signal (R) represents a light signal in the red region with an infrared component, wherein by a first subtraction of the first Output signal (B) from the second output signal (G), a first comparison signal (Sl) is generated, the one
Lichtsignal im Grünbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert, wobei durch eine zweite Subtraktion des ersten Ausgabesignals (B) vom dritten Ausgabesignal (R) ein zweites Vergleichssignal (S2) erzeugt wird, das ein Lichtsignal im Rotbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden erzeugten Vergleichssignale (Sl, S2) zur Unterscheidung von Weißlicht und Rotlicht miteinander verglichen werden, wobei Rotlicht erkannt wird, wenn die Signalintensität des zweiten Vergleichssignals (S2) wesentlich höher als die Signalintensität des ersten Vergleichssignals (Sl) ist.Light signal in the green area without infrared component represented by a second subtraction of the first output signal (B) from the third output signal (R), a second comparison signal (S2) is generated which represents a light signal in the red region without infrared component, characterized in that the two generated comparison signals (Sl, S2) are compared to distinguish between white light and red light, wherein red light is detected when the signal intensity of the second comparison signal (S2) is substantially higher than the signal intensity of the first comparison signal (Sl).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Vorhandensein von Weißlicht geschlossen wird, wenn eine Signalintensität des ersten Vergleichssignals (Sl) im Wesentlichen einer Signalintensität des zweiten Vergleichssignals (S2) entspricht.2. The method according to claim 1, characterized in that it is concluded that a presence of white light, when a signal intensity of the first comparison signal (Sl) substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal (S2).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten Ausgabesignale (B, G, R) zu einem Infrarotbildsignal (S3) zusammengefasst und auf einer opti- sehen Anzeigeeinheit (42) ausgegeben werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the generated output signals (B, G, R) are combined to form an infrared image signal (S3) and output on an optical display unit (42).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden erzeugten Vergleichssignale (Sl, S2) zur Unterscheidung von Frontscheinwerfern und Rücklichtern für eine Fernlichtassistenzfunktion miteinander verglichen werden, wobei das Rot- licht mindestens ein Rücklicht repräsentiert, wobei das Weißlicht mindestens einen Frontschemwerfer repräsentiert, und wobei das Infrarotbildsignal (S3) für eine Nachtsichtassistenzfunktion erzeugt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the two generated comparison signals (Sl, S2) for distinguishing headlights and taillights for a high-beam assistance function are compared with each other, wherein the red light represents at least one tail light, wherein the white light represents at least one front derailleur, and wherein the infrared image signal (S3) is generated for a night vision assist function.
5. Fahrerassistenzsystem mit einer Bilderfassungsvorrichtung (10), die einen Bildaufnahme- sensor (16) zur Aufnahme eines die Fahrzeugumgebung repräsentierenden Farbbildes und einen Blau-Cut-Filter (14) umfasst, und einer Signalverarbeitungseinheit (20), die eine Auswerte- und Steuereinheit (22) umfasst, wobei die Bilderfassungsvorrichtung (10) empfangene Lichtsignale, die das Farbbild repräsentieren, über den Blau-Cut-Filter (14) führt und mehrere Ausgabesignale (B, G, R) für verschiedene Farbkanäle erzeugt, wobei ein ers- tes Ausgabesignal (B) ein Lichtsignal im nahen Infrarotbereich repräsentiert, wobei ein zweites Ausgabesignal (G) ein Lichtsignal im Grünbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert, und wobei ein drittes Ausgabesignal (R) ein Lichtsignal im Rotbereich mit einem Infrarotanteil repräsentiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (20) über die Auswerte- und Steuereinheit (22) das Verfahren zur Verarbeitung und Aus- Wertung eines Farbbildes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durchführt.5. Driver assistance system with an image capture device (10), the image acquisition sensor (16) for receiving a color image representative of the vehicle environment, and a blue-cut filter (14), and a signal processing unit (20) comprising an evaluation and control unit (22), wherein the image capture device (10) receives received light signals representing the color image via the blue-cut filter (14) and generates a plurality of output signals (B, G, R) for different color channels, wherein a first output signal (B) represents a light signal in the near infrared region, wherein a second output signal (G) represents a light signal in the green region with an infrared component , and wherein a third output signal (R) represents a light signal in the red region with an infrared component, characterized in that the signal processing unit (20) via the evaluation and control unit (22) the method for processing and evaluation of a color image according to one of the claims 1 to 4 performs.
6. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (20) eine erste Signalaufbereitungseinheit (40) umfasst, welche die erzeugten Ausgabesignale (B, G, R) zu einem Infrarotbildsignal (S3) zusammenfasst und über eine optische Anzeigeeinheit (42) ausgibt.6. driver assistance system according to claim 5, characterized in that the signal processing unit (20) comprises a first signal processing unit (40) which summarizes the generated output signals (B, G, R) to an infrared image signal (S3) and an optical display unit (42) outputs.
7. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Strahlungsquelle (5), welche Licht im nahen Infrarotbereich emittiert.7. Driver assistance system according to claim 5 or 6, characterized by a radiation source (5) which emits light in the near infrared range.
8. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die8. driver assistance system according to one of claims 5 to 7, characterized in that the
Signalverarbeitungseinheit (20) eine zweite Signalaufbereitungseinheit (30) umfasst, welche durch eine erste Subtraktion des ersten Ausgabesignals (B) vom zweiten Ausgabesignal (G) ein erstes Vergleichssignal (Sl) erzeugt, das ein Lichtsignal im Grünbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert, und durch eine zweite Subtraktion des ersten Ausgabesignals (B) vom dritten Ausgabesignal (R) ein zweites Vergleichssignal (S2) erzeugt, das einSignal processing unit (20) comprises a second signal conditioning unit (30) which generates by a first subtraction of the first output signal (B) from the second output signal (G), a first comparison signal (Sl) representing a light signal in the green area without infrared component, and by a second Subtraction of the first output signal (B) from the third output signal (R) generates a second comparison signal (S2), the
Lichtsignal im Rotbereich ohne Infrarotanteil repräsentiert.Light signal in the red area without infrared component represented.
9. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (20) einen Komparator (32) umfasst, welcher die beiden erzeugten Ver- gleichssignale (Sl, S2) zur Unterscheidung von Weißlicht und Rotlicht miteinander vergleicht und das Vergleichsergebnis an die Auswerte- und Steuereinheit (22) ausgibt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) Rotlicht erkennt, wenn die Signalintensität des zweiten Vergleichssignals (S2) wesentlich höher als die Signalintensität des ersten Vergleichssignals (Sl) ist, und wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) auf das Vorhandensein von Weißlicht schließt, wenn eine Signalintensität des ersten Vergleichssignals (Sl) im Wesentlichen einer Signalintensität des zweiten Vergleichssignals (S2) entspricht.9. driver assistance system according to claim 8, characterized in that the signal processing unit (20) comprises a comparator (32) which compares the two generated comparison signals (Sl, S2) for distinguishing between white light and red light and the comparison result to the evaluation and control unit (22) outputs, wherein the evaluation and control unit (22) detects red light when the signal intensity of the second comparison signal (S2) is substantially higher than the signal intensity of the first comparison signal (Sl), and wherein the evaluation and control unit (22 ) on the presence of white light closes when a signal intensity of the first comparison signal (Sl) substantially corresponds to a signal intensity of the second comparison signal (S2).
10. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (22) zur Durchführung einer Nachtsichtassistenzfunktion den10. Driver assistance system according to one of claims 5 to 9, characterized in that the evaluation and control unit (22) for performing a night vision assistance function the
Betrieb der ersten Signalaufbereitungseinheit (40), der optischen Anzeigeeinheit und der Strahlungsquelle (5) koordiniert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) für eine Fernlichtassistenzfunktion Weißlicht als mindestens einen Frontscheinwerfer interpretiert und Rotlicht als mindestens ein Rücklicht interpretiert.Operation of the first signal processing unit (40), the optical display unit and the radiation source (5) coordinates, wherein the evaluation and control unit (22) for a high-beam assistance function interpreted white light as at least one headlight and interpreted red light as at least one tail light.
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