【開発中の技術】独自の高演色・高速画像処理アルゴリズム

概要

 独自の高演色・高速画像処理アルゴリズムをハードウェアに実装することで、演算に伴う遅延を大幅に低減しています。これにより毎秒60フレーム(fps)のリアルタイム処理を実現しており、原理的には120fps以上の高速カメラ映像へも対応が可能です。さらに、高演色アルゴリズムにより夜間、霧、雨など、悪天候時の車載カメラ映像をリアルタイムで見やすく補正し、歩行者や道路標識など、安全運転に必要な情報をより見やすくすることができます。

原理

 車載カメラなどの映像を補正するため、人間の視覚特性をモデル化したRetinex理論*1を応用した高視認化処理と、色彩を強調する色復元技術、この2つを組み合わせた独自の高演色・高速画像処理アルゴリズムを開発しました。
   *1 Retinex理論:人間の視覚特性をモデル化した理論

 映像の明るさを調整する技術として、コントラスト補正や明るさ補正などがありますが、映像全体を一律に補正するため、元々明るかった部分が潰れて見えにくくなったり、色が薄くなったりすることがあります。このたび開発した高演色画像処理技術では、画像の領域ごとの特長に応じた補正を施すとともに、色成分を復元することで、高い視認性を実現しています。
 マクセルでは、演算量を大幅に低減する独自の局所補正アルゴリズムを開発し、少ない演算量で副作用の少ない補正を実現しています。

仕様

項目仕様
局所コントラスト改善比率 2倍以上
製品実装形態 FPGA*2またはASIC*3
処理時間 16ms以下

   *2 FPGA: Field Programmable Gate Array、工場出荷後に設計変更が可能な集積回路
   *3 ASIC: Application Specific Integrated Circuit、特定用途向けの集積回路

用途

 高演色画像処理技術を車両周辺の映像に適用し、AR*4ヘッドアップディスプレイ(以下、HUD)に表示することで安全運転を支援するシステムを提案します。
   *4 AR: Augmented Reality、拡張現実

 本技術は映像内容に応じた補正により視認性を向上できるため、車載向け(バックモニタ、ドライブレコーダ等)以外にも、HUD、監視カメラ、テレビ会議システム、デジタルサイネージなど、幅広い分野への適用が見込まれます。

実施例

 車載カメラ画像での補正効果イメージ

FAQ

#ご質問回答
1 開発のきっかけは? 安全運転支援のニーズの高まりを背景に、研究を重ねていた映像エンハンス技術を車載用途に応用したもの。
2 夜間や悪天候の場合に視認性向上が図れるとのことですが、逆に明るすぎる環境下(例えば、直射日光で眩しいなど)ではどうですか? 直射日光や逆光の場合でも、視認性の向上が可能。例えば、日陰の部分を見やすくする、など。
3 高演色画像処理技術とはどういうものですか? 画像を補正することで、夜間や悪天候下での視認性を向上させる技術です。Retinex理論を適用した視認性向上技術と画像を色鮮やかにする色復元技術を組みわせています。
Retinex(レティネックス)理論:E. H. LandとJ. J. McCannにより、人間の脳が色や光をどのようにとらえるのかをモデル化したもので、Retina(網膜)とCortex(大脳皮質)を合わせた造語です。
4 技術の特長はどんなところですか? 一般的に、領域ごとの画質補正を行う場合は細かい処理が必要になるため演算量が増え、処理時間やハードウェア規模が増大します。この技術では、視覚特性に沿って処理特性を近似することで、視認性向上と演算量低減を両立させました。さらに、色復元技術による色も含めた視認性向上も特長です。
5 どういう場面で使われる技術ですか? HUD(ヘッドアップディスプレイ)、バックモニタなど車載カメラ、ドライブレコーダ、監視カメラ、テレビ会議システム、デジタルサイネージなど、見づらい環境下で映像の視認性を向上させたい場合に有益です。

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