RCCB(赤・透明・透明・青)センサーは、従来のベイヤー(RGGB)センサーよりも感度と信号対雑音比(SNR)が優れているため、自動車業界で広く使用されています。しかし、感度の向上には代償が伴います。それは、色の識別能力が低下することで、信号機の色を区別するのが難しくなる場合があることです。
赤色と黄色が区別できない画像を確認しました。原因は赤色チャンネルの飽和であることが判明しました。これが画像撮影時または画像処理時に発生したのかは不明です。通常のRGB色を再現しようとしたカラー補正マトリックス(CCM)が原因である可能性もあります。
本稿では、赤、黄、緑の信号を最適に識別するためのシンプルな方程式群を提示する。
用語と前提条件
Yは通常の輝度チャンネルではなく、黄色を表します。
Cはシアンではなく、クリア(R+G+B)を表します。
チャンネルはホワイトバランス調整済み(RチャンネルとBチャンネルに係数を乗じたもの)であると仮定し、R = G = B はニュートラルグレーまたは白であるとします。
方程式が有効であるためには、画像取得時または画像処理後において、いずれのチャネル(R、C、B)も飽和してはなりません。しかし、今回確認した画像では、赤と黄色が区別できない状態でした。赤チャネルが飽和していたため、緑チャネルと比較して予想よりも弱くなり、検出失敗につながりました。
カラーチャンネル方程式
赤(R)チャンネルと青(B)チャンネルは、おそらくホワイトバランス調整のための乗数(係数)を用いて、イメージセンサーから直接取得されます。
緑色(G)と黄色(Y)は、以下の式から導き出されます。
G = C – R – B
Y = R + G = R + C – R – B = C – B
単色(検出)チャネル方程式
一般的に、単色チャネル(つまり、検出可能な色)は、その色値から他のチャネルの値を引いた値です。以下に、信号機の検出に必要な3つのチャネルの計算式を示します。
R det = R – G – B = R – C + R + B = 2×R – C
G det = G – R – B = C – 2×R – 2×B
Y det = G+RB – |GR| = C – R – B + R – B – |CRBR| = C-2×B – |CB-2×R|
検出された色は、{R det 、G det 、B det } の中で最大の値を持つ色です。
いくつか注意点があります
これらの式は私の(NLKの)同僚によって検証されておらず、実験的にも検証されていません。
いずれかのチャンネルが飽和状態になると、これらのセンサーは機能しません。周囲のシーンよりも光がはるかに明るい標準的なセンサーでは、飽和状態を回避することは困難です。
現実的な結果が必要な場合(通常は人間の視覚の場合)、別のチャネル(多くの場合、CCMを適用)を通す必要があります。