JP5931646B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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- 観察対象の三次元座標と当該観察対象を撮影して得られるカメラ画像の特徴点とを対応付ける画像処理装置において、
観察対象のカメラ画像から特徴点Pcaを検出する特徴点検出手段と、
前記各特徴点Pcaから局所特徴情報を抽出する局所特徴情報抽出手段と、
観察対象の三次元モデルを複数のカメラパラメータで二次元に投影した各画像から検出される各特徴点Pmdの局所特徴情報に基づいて学習され、カメラ画像の各特徴点Pcaが前記観察対象の各三次元座標に対応付けられる確率の分布である確率分布を一元管理する確率分布データベースと、
前記各特徴点Pcaから抽出された各局所特徴情報に前記確率分布を適用し、前記各特徴点Pcaを前記確率の高い観察対象の三次元座標と対応付ける識別部と、
前記各特徴点Pcaと三次元座標との対応関係を、前記三次元モデルの幾何構造に基づいて修正する手段とを具備し、
前記修正する手段は、前記カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた各三次元座標の前記三次元モデルにおける法線方向に基づいて、各三次元座標が同時に写り得るか否かを判定することを特徴とする画像処理装置。 - 観察対象の三次元座標と当該観察対象を撮影して得られるカメラ画像の特徴点とを対応付ける画像処理装置において、
観察対象のカメラ画像から特徴点Pcaを検出する特徴点検出手段と、
前記各特徴点Pcaから局所特徴情報を抽出する局所特徴情報抽出手段と、
観察対象の三次元モデルを複数のカメラパラメータで二次元に投影した各画像から検出される特徴点Pmdの局所特徴情報に基づいて、前記カメラ画像の各特徴点Pcaが前記観察対象の各三次元座標に対応付けられる確率の分布を、各投影画像の範囲を超えて一元管理する確率分布として構築する学習手段と、
前記確率分布を一元管理する確率分布データベースと、
前記各特徴点Pcaから抽出された各局所特徴情報に前記確率分布を適用し、前記各特徴点Pcaを前記確率の高い観察対象の三次元座標と対応付ける識別部と、
前記各特徴点Pcaと三次元座標との対応関係を、前記三次元モデルの幾何構造に基づいて修正する手段とを具備し、
前記修正する手段は、前記カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた各三次元座標の前記三次元モデルにおける法線方向に基づいて、各三次元座標が同時に写り得るか否かを判定することを特徴とする画像処理装置。 - 前記確率分布データベースは、前記投影された各画像の特徴点Pmdの局所特徴情報を所定の規則で分類し、当該分類結果を各特徴点Pmdの三次元座標ごとに集計して構築されることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記投影された各画像の特徴点Pmdの局所特徴情報を所定の規則で分類する分類器を具備し、
前記確率分布は、前記分類結果を各特徴点Pmdの三次元座標ごとに集計して構築されることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記修正する手段は、
カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた三次元座標から、前記確率が所定の閾値を超える三次元座標を選択する手段と、
前記選択された各三次元座標の法線方向に基づいて観察対象の姿勢を推定する手段と、
観察対象の姿勢が前記推定通りであれば写り得ない法線方向の三次元座標を破棄する手段とを含むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記選択された各三次元座標には、前記確率に応じた重み付けがなされており、前記観察対象の姿勢を推定する手段は、各三次元座標の重み付けを反映して観察対象の姿勢を推定することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記破棄する手段に代えて、当該破棄される三次元座標を、観察対象の姿勢が前記推定通りであれば写り得る法線方向であって前記確率が次に高い他の三次元座標に変更する手段を具備したことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- カメラ画像の複数の特徴点Pcaに同一の三次元座標が対応付けられると、前記確率が相対的に低い特徴点Pcaの対応付けを、前記確率が次に高い他の三次元座標に変更する手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記修正する手段は、前記カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた各三次元座標の前記三次元モデルにおける各ポリゴン面に基づいて、各三次元座標が同時に写り得るか否かを判定することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記修正する手段は、
カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた三次元座標から、前記確率が最大の三次元座標を選択する手段と、
前記選択された三次元座標と異なるポリゴン面に所属する他の三次元座標に関する対応関係を破棄する手段とを含むことを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記修正する手段は、
カメラ画像の各特徴点Pcaと対応付けられた三次元座標から、前記確率が所定の閾値を超える三次元座標を選択する手段と、
前記選択された三次元座標が所属するポリゴン面のうち、所属する三次元座標数が最大のポリゴン面以外に所属する三次元座標に関する対応関係を破棄する手段とを含むことを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記破棄する手段に代えて、当該破棄される三次元座標を、そのポリゴン面が前記選択された三次元座標と同一であって前記確率が次に高い他の三次元座標に変更する手段を具備したことを特徴とする請求項10または11に記載の画像処理装置。
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