CN105190226B - 图像判定装置、摄像装置、三维计量装置以及图像判定方法 - Google Patents

图像判定装置、摄像装置、三维计量装置以及图像判定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够从多个摄影图像可靠地且迅速地判定在三维计量中使用的图像对的图像判定装置。本发明的图像判定装置(100)具有：第一摄影图像选择单元(101)；第一摄影图像信息获取单元(105)；测定对象距离获取单元(120)；测定对象位置算出单元(125)；第二摄影图像选择单元(110)；第二摄影图像信息获取单元(115)；摄影范围算出单元(130)；以及判定单元(135)，判别所算出的测定对象位置是否落入到所算出的摄影范围内，当判别为落入时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。

Description

图像判定装置、摄像装置、三维计量装置以及图像判定方法
技术领域
本发明是有关三维计量的技术，特别是涉及从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对的技术。
背景技术
存在如下方法：使摄影位置相对于测定对象物相对移动，通过摄像装置获取多个摄影图像，通过多个摄影图像制作图像对，进行三维测定(移动立体视觉法)。在移动立体视觉法中，在测定对象物大时，有时仅通过一个图像对很难进行三维测定。如上所述，作为对大的测定对象物进行三维计量的方法，存在如下方法：制作多个图像对，对根据各个图像对制作的三维数据进行合成，制作一个大的三维数据，从而进行三维计量。
在根据多个摄影图像制作多个图像对时，人进行图像对的把握并且通过软件对人把握的图像对的信息进行处理的作业复杂，错误地选择图像对的可能性高。
在专利文献1中记载有如下方法：关于由多个帧构成的摄影图像，追踪摄影图像内的摄影对象物(认为是与本申请的测定对象物对应的对象物)的特征点，根据特征点的垂直视差判断立体像对(认为是与本申请的图像对对应的像对)的正误。
另外，在专利文献2中记载有如下技术：关于由多个帧构成的摄影图像，追踪摄影图像内的摄影对象物的特征点，进行与特征点对应的对应点的正误判断，选择立体像对。
另外，在专利文献3中记载有如下技术：将由方位传感器、加速度传感器得到的方位信息和相机的姿势信息显示到液晶面板而对用户的摄影进行辅助，并且通过CPU等进行摄像控制，获取一对图像，以使2图像间的光轴方位和水平方向的姿势状态不会相对地偏离。
另外，在专利文献4中公开有与如下的三维计量装置有关的技术，该三维计量装置具有：摄像单元，用于对被计量物进行摄影；第一特征点指定单元，用于指定通过摄像单元对被计量物进行了摄影的图像上的特征点；测距单元，对通过特征点指定单元指定的被计量物上的特征点为止的距离进行测距；第二特征点指定单元，将与在第一摄影位置上对被计量物进行了摄影的图像上的特征点对应的被计量物上的点，指定为通过摄像单元在第二摄影位置上对该被计量物进行了摄影的图像上的特征点；以及运算单元，从在第一摄影位置和第二摄影位置上对被计量物进行了摄影的图像上的各特征点以及通过测距单元在各摄影位置上进行了测距的到各特征点为止的距离，求出第一摄影位置与第二摄影位置的相对位置和角度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-014629号公报
专利文献2：日本特开2009-014628号公报
专利文献3：日本特开2012-124554号公报
专利文献4：日本特开2001-317915号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在记载于专利文献1和2的技术中，由于根据多个摄影图像内的摄影对象物的特征点选择立体像对，因此当摄影对象物的特征点的判断错误时，存在对立体像对进行误判断的问题。例如，在测定对象物为建筑物时，当窗等的相同的形状连续时，存在与特征点对应的对应点的判断错误的情况。
另外，在记载于专利文献3和4的技术中，没有记载与从多个摄影图像内选择一对图像有关的内容。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够从多个摄影图像可靠地迅速地判定在三维计量中使用的图像对的图像判定装置、摄像装置、三维计量装置、图像对判定方法以及程序。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一方式的图像判定装置，从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对，其中，该图像判定装置具有：第一摄影图像选择单元，从多个摄影图像选择第一摄影图像；第一摄影图像信息获取单元，获取选择的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向；测定对象距离获取单元，获取从作为第一摄影图像的摄影位置的第一摄影位置到第一摄影图像内的测定对象物为止的测定对象距离；测定对象位置算出单元，算出第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且从第一摄影位置分开了测定对象距离量的三维空间上的测定对象位置；第二摄影图像选择单元，从多个摄影图像选择第二摄影图像；第二摄影图像信息获取单元，获取选择的第二摄影图像的摄影位置即第二摄影位置、摄影方向以及视角；摄影范围算出单元，根据获取到的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与第二摄影图像对应的摄影范围；以及判定单元，判别算出的测定对象位置是否落入到算出的摄影范围内，当判别为落入时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
由此，能够从多个摄影图像可靠地以及迅速地判定在三维计量中使用的图像对。
在图像判定装置中，优选的是，判定单元进一步在由包含第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长L的、下述[算式1]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对
[算式1]
ΔZ：分辨率
Z：测定对象距离
f：焦距
p：获取了摄影图像的摄像装置中的摄像元件的像素间距
L：第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长。
由此，能够进行更适合三维计量的分辨率高的图像对的判定，三维计量的精度增加。
在图像判定装置中，优选的是，判定单元进一步在第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结第一摄影位置的摄像装置和第二摄影位置处的摄像装置的直线C所构成的角度α以及第二摄影位置处的摄像装置的光轴与直线C所构成的角度β分别为45°以上135°以内时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
由此，对第一摄影图像进行摄影的摄像装置和对第二摄影图像进行摄影的摄像装置的配置对于进行三维计量而言是合适的，能够选择更适合三维计量的图像对。
在图像判定装置中，优选的是，判定单元进一步在测定对象位置与第二摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
由此，能够选择第一摄影图像与第二摄影图像的重叠更大的图像对，能够选择更适合三维计量的图像对。
在图像判定装置中，优选的是，第二摄影图像选择单元将由包含第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长Lx的、下述[算式2]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下的摄影图像选择为第二摄影图像
[算式2]
ΔZ：分辨率
Z：测定对象距离
f：焦距
p：获取了摄影图像的摄像装置中的摄像元件的像素间距
Lx：第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长的长度。
由此，能够进行更适合三维计量的分辨率高的图像对的判定，三维计量的精度增加。另外，由于第二摄影图像选择部选择分辨率ΔZ的值为阈值以下的摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
在图像判定装置中，优选的是，第二摄影图像选择单元进一步将第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结第一摄影位置的摄像装置和多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的直线所构成的角度α以及多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴与直线所构成的角度β分别为45°以上135°以内的摄影图像选择为第二摄影图像。
由此，对第一摄影图像进行摄影的摄像装置和对第二摄影图像进行摄影的摄像装置的配置对于进行三维计量而言是合适的，能够选择更适合三维计量的图像对。另外，由于第二摄影图像选择部110考虑角度α和角度β的值而选择摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
在图像判定装置中，优选的是，第二摄影图像选择单元进一步将测定对象位置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下的摄影图像选择为第二摄影图像。
由此，能够选择第一摄影图像与第二摄影图像的重叠更大的图像对，能够选择更适合三维计量的图像对。另外，由于第二摄影图像选择部110考虑角度α和角度β的值而选择摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
在图像判定装置中，优选的是，第一摄影图像选择单元将多个摄影图像中的任意的摄影图像选择为第一摄影图像，第二摄影图像选择单元从多个摄影图像选择第一摄影图像以外的摄影图像中的任意的摄影图像作为第二摄影图像。
由此，能够在多个摄影图像中无遗漏地进行图像对的判定，能够生成更多的图像对，能够进行精度更高的三维计量。
在图像判定装置中，优选的是，图像判定装置还具有：存储单元，存储通过判定单元判定出的多个图像对；以及分辨率最佳对判定单元，在存储于存储单元的多个图像对中，从图像对中第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将分辨率ΔZ最高的对判定为分辨率最佳对。
由此，能够选择分辨率ΔZ最高的图像对，能够进行精度更高的三维计量。
在图像判定装置中，优选的是，图像判定装置还具有：存储单元，存储通过判定单元判定出的多个图像对；距离S最佳对判定单元，在存储于存储单元的多个图像对中，从图像对中第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将距离S最短的对判定为距离S最佳对。
由此，能够选择距离S最短的对，能够进行精度更高的三维计量。
在图像判定装置中，优选的是，存储单元将通过判定单元判定的图像对存储为一个文件。
在图像判定装置中，优选的是，摄影范围算出单元根据获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与第二摄影图像对应的四棱锥状的摄影范围。
为了实现上述目的，本发明的其他方式的摄像装置具有上述的图像判定装置。
为了实现上述目的，本发明的其他方式的三维计量装置使用通过上述的图像判定装置判定的图像对。
为了实现上述目的，本发明的其他方式的图像判定装置，从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对，其中，该图像判定方法包括：第一摄影图像选择步骤，从多个摄影图像选择第一摄影图像；第一摄影图像信息获取步骤，获取选择的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向；测定对象距离获取步骤，获取从作为第一摄影图像的摄影位置的第一摄影位置到第一摄影图像内的测定对象物为止的测定对象距离；测定对象位置算出步骤，算出第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且从第一摄影位置分开了测定对象距离量的三维空间上的测定对象位置；第二摄影图像选择步骤，从多个摄影图像选择第二摄影图像；第二摄影图像信息获取步骤，获取选择的第二摄影图像的摄影位置即第二摄影位置、摄影方向以及视角；摄影范围算出步骤，根据获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与第二摄影图像对应的四棱锥状的摄影范围；以及判定步骤，判别算出的测定对象位置是否落入到算出的摄影范围内，当判别为落入时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
为了实现上述目的，本发明的其他方式的程序，从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对，其中，程序使计算机执行如下步骤：第一摄影图像选择步骤，从多个摄影图像选择第一摄影图像；第一摄影图像信息获取步骤，获取选择的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向；测定对象距离获取步骤，获取从作为第一摄影图像的摄影位置的第一摄影位置到第一摄影图像内的测定对象物为止的测定对象距离；测定对象位置算出步骤，算出第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且从第一摄影位置分开了测定对象距离量的三维空间上的测定对象位置；第二摄影图像选择步骤，从多个摄影图像选择第二摄影图像；第二摄影图像信息获取步骤，获取选择的第二摄影图像的摄影位置即第二摄影位置、摄影方向以及视角；摄影范围算出步骤，根据获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与第二摄影图像对应的四棱锥状的摄影范围；以及判定步骤，判别算出的测定对象位置是否落入到算出的摄影范围内，当判别为落入时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
发明效果
根据本发明，通过从多个摄影图像选择的第一摄影图像内的三维空间上的测定对象位置是否落入到从多个摄影图像选择的第二摄影图像的摄影范围内，判定第一摄影图像和第二摄影图像是否为在三维计量中使用的图像对，因此能够可靠地以及迅速地判定在三维计量中使用的图像对。
附图说明
图1是说明基于立体视觉法的三维计量的图。
图2是图像判定装置的功能框图。
图3是说明测定对象位置E的概念图。
图4是说明与第二摄影图像对应的摄影范围的图。
图5是说明图像判定装置的动作流程的图。
图6是对多个摄影图像进行摄影的摄像装置的功能框图。
图7是说明与图像判定装置的变形例1有关的动作流程的图。
图8是说明与图像判定装置的变形例2有关的动作流程的图。
图9是对角度α和角度β进行说明的图。
图10是说明与图像判定装置的变形例3有关的动作流程的图。
图11是说明与图像判定装置的变形例4有关的动作流程的图。
图12是对距离S进行说明的图。
图13是说明与图像判定装置的变形例5有关的动作流程的图。
图14是说明与图像判定装置的变形例6有关的动作流程的图。
图15是说明与图像判定装置的变形例7有关的动作流程的图。
图16是说明与图像判定装置的变形例8有关的动作流程的图。
图17是示出对多个摄影图像进行摄影的摄像装置的其他方式的图。
图18是示出图17所示的摄像装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的例子进行说明。另外，在本申请中“单元”这一词与“部”这一词是作为相同的意思来使用。
图1是说明三维计量中的移动立体视觉法的图。在图1中示出测定对象物1、位置1中的摄像装置5、位置2中的摄像装置7、位置3中的摄像装置9、位置4中的摄像装置11、位置5中的摄像装置13、位置6中的摄像装置15、位置7中的摄像装置17、位置8中的摄像装置19、位置9中的摄像装置21、位置10中的摄像装置23、位置11中的摄像装置25、位置12中的摄像装置27。
在基于移动立体视觉法的三维计量中，首先，如图1所示由一个或多个摄像装置相对于测定对象物1进行相对移动而获取多个摄影图像。并且，从由处于图1所示的对1～6那样的位置关系的摄像装置(例如摄像装置5和7)摄影的多个摄影图像，选择图像对(立体图像对)，根据该图像对制作3D数据，进行测定对象物1的三维计量。在测定对象物1大时，只有1对图像对是不够的，如图1所示获取多个图像对，根据各个图像对合成三维(3D)数据而制作一个大的三维数据，进行测定对象物1的三维计量。
另外，关于相对于测定对象物1的摄像装置的相对的移动，存在如图1所示摄像装置绕测定对象物1的周围周向移动的情况，也存在相对于测定对象物1直线地移动的情况。另外，存在通过一个摄像装置获取多个摄影图像的情况，也存在通过多个摄像装置获取多个摄影图像的情况。
[判定装置的实施方式]
图2是本发明的图像判定装置100的框图。图像判定装置100具有第一摄影图像选择部101、第一摄影图像信息获取部105、测定对象距离获取部120、测定对象位置算出部125、第二摄影图像选择部110、第二摄影图像信息获取部115、摄影范围算出部130以及判定部135。另外，第一摄影图像信息获取部105与第一摄影图像信息获取单元为相同的意思，第二摄影图像信息获取部115与第二摄影图像信息获取单元为相同的意思。
图2所示的第一摄影图像选择部101从存储在摄影图像存储部140中的多个摄影图像选择一张摄影图像，将该摄影图像作为第一摄影图像。从多个摄影图像选择第一摄影图像的方法不特别限定。例如，也可以随机地从多个摄影图像选择第一摄影图像，也可以通过所摄影的日期和时间确定顺序，从多个摄影图像选择第一摄影图像。另外，在图2中，摄影图像存储部140虽然设置在图像判定装置100外，但是并不限定于此。例如，也可以是图像判定装置100具有摄影图像存储部140。
图2所示的第二摄影图像选择部110，从存储于摄影图像存储部140的多个摄影图像选择一张摄影图像，将该摄影图像作为第二摄影图像。与第一摄影图像选择部101同样，从多个摄影图像选择第二摄影图像的方法不特别限定。另外，能够与第一摄影图像选择部101同样采用各种选择方法。另外，不能将选择为第一摄影图像的摄影图像同时选择为第二摄影图像。但是，即使是作为第一摄影图像或第二摄影图像选择过一次的图像，能够重新选择为第二摄影图像。即，第一摄影图像选择部101能够将多个摄影图像中的任意的摄影图像选择为第一摄影图像，第二摄影图像选择部110能够从多个摄影图像将第一摄影图像以外的摄影图像中的任意的摄影图像选择为第二摄影图像。
图2所示的第一摄影图像信息获取部105获取与第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息。此处，第一摄影图像的摄影位置是指，第一摄影图像的摄影中的对第一摄影图像进行摄影的摄像装置的位置。第一摄影图像的三维空间上的摄影位置能够根据主要通过GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位的维度、经度、高度获取。另外，第一摄影图像的摄影方向是指，对第一摄影图像进行摄影时的摄像装置朝向的方向，主要意味着光轴的方向。能够通过电子罗盘和陀螺传感器指定第一摄影图像的摄影方向(摄像装置的光轴)的方向。电子罗盘能够制定三维空间中的XY平面的方向(水平方向)，陀螺传感器能够指定Z轴方向的倾斜(垂直方向)。另外，只要是具有与电子罗盘和陀螺传感器相同的功能的设备，则能够使用其他测定设备。
图2所示的第一摄影图像信息获取部105能够通过各种方式获取与第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息。作为一个例子可以例举以下方式：在第一摄影图像中添加与第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息，第一摄影图像信息获取部105获取与添加到第一摄影图像的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息。另外，作为其他例子，第一摄影图像信息获取部105也可以与第一摄影图像分开而获取与第一摄影图像联系起来的与第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息，例如也可以从图像判定装置的外部获取与第一摄影图像的摄影位置和摄影方向有关的信息。
图2所示的第二摄影图像信息获取部115通过与第一摄影图像信息获取部105相同的方式，获取与作为第二摄影图像的摄影位置的第二摄影位置和第二摄影图像的摄像装置的摄影方向有关的信息。而且，第二摄影图像信息获取部115获取对第二摄影图像进行摄影时的视角的信息。
图2所示的第二摄影图像信息获取部115通过各种方式，获取对第二摄影图像进行摄影时的第二摄影位置、摄影方向以及视角的信息。作为一个例子可以例举如下的方式：在第二摄影图像上添加对第二摄影图像进行摄影时的第二摄影位置、摄影方向以及视角的信息，第二摄影图像信息获取部115获取在第二摄影图像中添加的对第二摄影图像进行摄影时的第二摄影位置、摄影方向以及视角的信息。另外，作为其他例子，第二摄影图像信息获取部115也可以与第二摄影图像分开而获取与第二摄影图像联系起来的对第二摄影图像进行摄影时的第二摄影位置、摄影方向以及视角的信息，例如也可以从图像判定装置的外部获取对第二摄影图像进行摄影时的视角的信息。另外，在图2的说明中，虽然对第一摄影图像选择部101、第二摄影图像选择部110、第一摄影图像信息获取部105、第二摄影图像信息获取部115分别进行了说明，但是也可以通过一个处理电路依次进行各部分的处理。
图2所示的测定对象距离获取部120获取从第一摄影图像的摄影位置到第一摄影图像内的测定对象物1为止的测定对象距离。此处所说的测定对象距离是指，从作为第一摄影图像的摄影位置的第一摄影位置到摄影位置测定对象的概算的距离。能够通过各种方法求出测定对象距离。例如，也能够通过基于激光照射的测距仪等，求出测定对象距离，能够通过手动对焦(MF)或自动对焦(AF)求出测定对象距离。另外，在预先知道从第一摄影位置到测定对象物1的距离时，能够将该值使用为测定对象距离。
图2所示的测定对象位置算出部125算出从第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且作为第一摄影图像的摄影位置的第一摄影位置仅分开所获取的测定对象距离的三维空间上的测定对象位置E。在图3中，对算出测定对象位置E的方法进行详细说明。
在图3中示出对第一摄影图像进行摄影的第一摄影位置出的摄像装置31。另外，示出对第二摄影图像进行摄影的第二摄影位置处的摄像装置33。用直线A示出摄像装置31的摄影中的光轴，用直线B示出摄像装置33的摄影中的光轴。用直线C表示连结摄像装置31与摄像装置33的直线。另外，用虚线示出对第二摄影图像进行摄影的第二摄影位置处的摄像装置33的摄影视角(摄影范围)。并且，测定对象位置算出部125将摄像装置31的摄影中的光轴、即直线A上且从第一摄影位置仅分开了测定对象距离量的位置E(标号35)算出为测定对象位置E。测定对象位置E(标号35)可以指定被为三维空间上的位置，也可以被指定为XYZ的坐标。
图2所示的摄影范围算出部130，根据通过第二摄影图像信息获取部115获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向、视角(通过焦距和摄像元件的大小算出)，算出与第二摄影图像对应的摄影范围。在图4中，详细地说明与摄影范围算出部130的第二摄影图像对应的摄影范围的算出方法。
在图4中，示出对第二摄影图像进行摄影的摄像装置33、第二摄影图像39、与第二摄影图像39对应的四棱锥状的摄影范围37。能够通过已知的各种计算方法求出摄影范围37。例如，能够从对第二摄影图像39进行摄影时的第二摄影位置处的摄像装置33的光轴(图3中的直线B)、对第二摄影图像39进行摄影时的视角求出。另外，所算出的摄影范围37不限定于四棱锥状而也可以是各种形状。
图2所示的判定部135，判别所算出的测定对象位置E是否落入到所算出的摄影范围37内，根据判别的结果，判定第一摄影图像和第二摄影图像是否为图像对。具体地讲，首先，判别在图3中进行了说明的测定对象位置E，是否落入到(存在于)在图4中进行了说明的与第二摄影图像39对应的摄影范围37内。并且，在测定对象位置E落入到与第二摄影图像39对应的摄影范围37内时，判定为第一摄影图像和第二摄影图像是在三维计量中使用的图像对。另一方面，在测定对象位置E没有落入到与第二摄影图像39对应的摄影范围37内时，判定为第一摄影图像和第二摄影图像不是在三维计量中使用的图像对。如在图3中进行说明，通过三维空间的位置(例如，XYZ的空间坐标)指定测定对象位置E。另外，如在图4中进行说明能够求出与第二摄影图像39对应的摄影范围37的空间区域。因此，判定部135能够判别测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像39对应的摄影范围37。
图5为图像判定装置100的动作流程图。按照图5对图像判定装置100的动作进行说明。首先，通过第一摄影图像选择部101从存储于摄影图像存储部140中的多个摄影图像选择第一摄影图像(第一摄影图像选择步骤)，通过第二摄影图像选择部110从存储于摄影图像存储部140的多个摄影图像选择第二摄影图像(第二摄影图像选择步骤)(步骤S10)。
并且，通过第一摄影图像信息获取部105获取第一摄影图像的第一摄影位置和摄影方向(第一摄影图像信息获取步骤)，通过第二摄影图像信息获取部115获取第二摄影图像的第二摄影位置、摄影方向以及视角(第二摄影图像信息获取步骤)(步骤S15)。而且，通过测定对象距离获取部120获取第一摄影位置与测定对象物1之间的距离、即测定对象距离(测定对象距离获取步骤)(步骤S25)。
接着，获取(算出)从第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且第一摄影位置仅分开了测定对象距离的三维空间上的测定对象位置E(测定对象位置算出步骤)(步骤S30)。并且，通过摄影范围算出部130根据第二摄影图像的摄影位置、摄影方向、视角获取(算出)摄影范围(摄影范围算出步骤)(步骤S35)。
接着，通过判定部135判别所算出的测定对象位置E是否落入到所算出的摄影范围内(判定步骤)(步骤S40)。在通过判定部135判别为测定对象位置E落入到摄影范围时，判定为第一摄影图像和第二摄影图像为图像对(步骤S45)，图像判定装置100的一个动作流程结束。另一方面，在判断为测定对象位置E没有落入到摄影范围时，以将第一摄影图像或第二摄影图像变更为其他摄影图像的方式，控制第一摄影图像选择部101或第二摄影图像选择部110(步骤S50)。
通过采用本发明的图像判定装置的方式，验证测定对象位置E落入到与第二摄影图像对应的摄影范围，因此能够可靠地且迅速地判定在三维计量中使用的图像对。
[获取摄影图像的摄像装置]
通过图像判定装置100中的第一摄影图像选择部101和第二摄影图像选择部110，从多个摄影图像选择第一摄影图像和第二摄影图像。能够通过各种摄像装置获取多个摄影图像。只要能够通过本发明的图像判定装置100进行三维计量，则即使是通过任何摄像装置获取的摄影图像都能够使用。
在图6中示出能够获取能够在本发明的图像判定装置100中使用的摄影图像的摄像装置的例子。
图6所示的摄像装置210为将所摄像的图像记录到内部存储器(存储器部226)、或外部的记录介质(未图示)的数字相机，装置全体的动作通过中央处理装置(CPU)212统一控制。
在摄像装置210上设置有包含快门按钮(快门开关)、模式转盘、重放按钮、MENU/OK键、方向键、缩放按钮、BACK键等的操作部214。来自该操作部214的信号输入到CPU212，CPU212根据输入信号控制摄像装置210的各电路。例如，CPU212通过设备控制部216控制透镜部218、快门220、摄像元件222，并且进行摄影动作(从曝光开始到曝光完成)控制、图像处理控制、图像数据的记录/重放控制、显示部225的显示控制等。
透镜部218包含对焦透镜、缩放透镜、光圈等，透射了透镜部218和快门220的光束成像在摄像元件222的受光面上。
摄像元件222为CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)型、XY地址型或CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)型的彩色图像传感器，多个受光元件(光电二极管)被二维排列。成像在各受光元件的受光面上的被摄体像，被转换为与其入射光量对应的信号电压(或电荷)。
蓄积在摄像元件222中的信号电荷，根据从设备控制部216施加的读出信号读出为与信号电荷对应的电压信号。从摄像元件222读出的电压信号被施加到A/D转换器224，此处，依次被转换为与彩色滤光片排列对应的数字R、G、B信号，暂时保存在存储器部226中。
存储器部226包含作为易失性存储器的SDRAM、作为可擦写的非易失性存储器的EEPROM等，SDRAM使用为CPU212执行程序时的工作区，另外，使用为暂时保存摄像并获取的数字图像信号的存储区。另一方面，在EEPROM中存储有包含本发明的图像处理程序的相机控制程序、摄像元件222的像素的缺陷信息、在图像处理等中使用的各种参数和表等。
图像处理部228对于暂时存储在存储器部226中的数字的图像信号，进行本发明的划痕校正处理、白平衡校正、伽玛校正处理、去马赛克处理、YC处理等预定的信号处理。另外，将在后面详细叙述针对摄像元件222的缺陷像素(划痕像素)的划痕校正处理。
通过图像处理部228处理的图像数据在编码器230中被编码为图像显示用的数据，通过驱动器232输出到设置在相机背面上的显示部225。由此，被摄体像连续地显示在显示部225的显示画面上。
当存在操作部214的快门按钮的第一阶段的按下(半按)时，CPU212使AF动作和AE动作开始，通过设备控制部216使透镜部218的对焦透镜在光轴方向上移动，以对焦透镜来到聚焦位置的方式进行控制。
CPU212根据在快门按钮的半按时从A/D转换器224输出的图像数据算出被摄体的亮度(摄影Ev值)，通过该摄影Ev值确定曝光条件(F值，快门速度)。
当AE动作和AF动作结束，存在快门按钮的第二阶段的按下(全按)时，通过所确定的曝光条件控制光圈、快门220以及摄像元件222中的电荷蓄积时间而进行本摄像。在本摄像时从摄像元件222读出并通过A/D转换器224进行了A/D转换的RGB的马赛克图像的图像数据暂时存储到存储器部226中。
暂时存储在存储器部226中的图像数据，通过图像处理部228而适当读出，此处进行包含划痕校正处理、白平衡校正、伽玛校正处理、去马赛克处理、YC处理等的预定的信号处理。进行了YC处理的图像数据(YC数据)按照预定的压缩格式(例如，JPEG方式)而被压缩，被压缩图像数据以预定的图像文件(例如，Exif文件)形式记录到内部存储器和外部存储器中。
摄像装置210具有GPS242。GPS242通过CPU212而被控制，能够得到摄像装置210的位置(摄影位置)。具体地讲，摄像装置210能够通过GPS242得到与测定对象物1的摄影中的摄影位置有关的信息。另外，只要能够得到与摄影位置有关的信息，则不限于摄像装置210具有GPS。
摄像装置210具有陀螺传感器244(陀螺仪)。陀螺传感器244通过CPU212而被控制，指定摄像装置210的摄影方向(垂直方向)。另外，只要能够具有与摄像装置210的摄影方向(垂直方向)有关的信息，则不限于摄像装置210具有陀螺传感器。
摄像装置210具有电子罗盘246。电子罗盘246通过CPU212而被控制，指定摄像装置210的摄影方向(水平方向)的方向。另外，只要能够指定摄像装置210的摄影方向(水平方向)的方向，则不限于摄像装置210具有电子罗盘246。
在图6中虽然作为获取能够在本发明的图像判定装置100中使用的摄影图像的摄像装置来进行说明，但是还存在摄像装置具有本发明的图像判定装置100的实施方式。即，作为其他实施方式，可以例举具有图像判定装置100的摄像装置。另外，图像判定装置100具备在计算机中，也可以将通过摄像装置摄影的多个摄影图像取入到计算机，存在于计算机内的图像判定装置100进行图像判定的处理。
[图像判定装置的变形例1]
图像判定装置100也可以在判定部135中进一步在由包含第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长L的、下述[算式1]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
[算式1]
此处，ΔZ表示分辨率，Z为由测定对象距离获取部120获取的第一摄影位置与测定对象物1之间的距离。f为焦距。p为获取第一摄影图像的摄像装置的摄像元件的像素间距。L表示第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长。焦距f和摄像元件的像素间距p的获取方法不特别限定。即，也可以在第一摄影图像中添加与焦距f和摄像元件的像素间距p有关的信息，判定部135获取其信息，另外也可以在对图像判定装置100输入焦距f和像素间距p的值。另外，在本说明中虽然将第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的距离设定为基线长，但是并不限定于此，只要是表示第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的距离的信息则能够采用各种方式的信息。
图7是与图像判定装置100的变形例1有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图7的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，不同点在于，在记载于图7的动作流程图中，在进行测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之后，进行获取分辨率ΔZ(步骤S42)以及分辨率ΔZ是否为阈值以下的判断(步骤S43)。
在图7所示的流程图中，通过判定部135判断测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围(步骤S40)，在判断为测定对象位置E落入到与第二摄影图像对应的摄影范围时，接着获取第一摄影图像与第二摄影图像的分辨率ΔZ(步骤S42)。并且，通过判定部135进行所获取的分辨率ΔZ是否为阈值以下的判定(步骤S43)。另外，只要根据摄影环境、与三维计量有关的影响确定阈值即可，并不特别限定于此。能够确认到，相对于测定对象距离只要是1％左右的分辨率ΔZ，则作为三维形状能够以几乎没有问题的级别生成。因此，只要是位于10m前的对象物，则所需的分辨率为0.1m左右。
并且，当通过判定部135判断第一摄影图像与第二摄影图像的分辨率为阈值以下时，判定部135将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
通过采用图像判定装置100的变形例1的方式，对判定图像对的基准增加分辨率，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。
另外，分辨率ΔZ的获取(步骤S42)和分辨率ΔZ是否比阈值大的判断(步骤S43)，也可以在测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之间进行。
[图像判定装置的变形例2]
在图像判定装置100中，第二摄影图像选择部110也可以将由包含第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长Lx的、下述[算式2]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下的摄影图像选择为第二摄影图像。
[算式2]
此处，ΔZ表示分辨率，Z为由测定对象距离获取部120获取的第一摄影位置与测定对象物1之间的距离。f为焦距。p为获取第一摄影图像的摄像装置的摄像元件的像素间距。Lx表示第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长。焦距f和摄像元件的像素间距p的获取方法不特别限定。即，也可以在第一摄影图像上添加与焦距f和摄像元件的像素间距p有关的信息，判定部135获取该信息，另外，也可以向图像判定装置100输入焦距f和像素间距p的值。另外，在本说明中虽然将第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的距离设定为基线长，但是并不限定于此，只要是表示第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的距离的信息则能够采用各种方式的信息。
图8是与图像判定装置100的变形例2有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图8的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，不同点在于，在记载于图5的动作流程图中，进行分辨率ΔZ的获取(步骤S42)、分辨率ΔZ是否为阈值以下的判断(步骤S43)，以及在判断为分辨率ΔZ不是阈值以下时一个摄影变更为其他的摄影图像(步骤S51)。另外，在图像判定装置100的变形例2中，与图2所示的图像判定装置100不同点在于，第二摄影图像选择部110在判断为分辨率ΔZ为阈值以下(步骤S28)之后，确定第二摄影图像。即，在图像判定装置100的变形例2中，第二摄影图像选择部110从测定对象距离部获取测定对象距离的信息，算出分辨率ΔZ，判断分辨率ΔZ是否为阈值以下，将所选择的一个摄影图像确定为第二摄影图像。
在图8所示的流程图中，在获取测定对象距离(步骤S26)之后，通过第二摄影图像选择部110获取分辨率ΔZ(步骤S27)。并且，通过第二摄影图像选择部110进行分辨率ΔZ是否为阈值以下的判定(步骤S28)。在判断为分辨率ΔZ为阈值以下时，第二图像选择部将所选择的一个摄影图像判断为第二摄影图像。并且，通过测定对象位置获取部获取测定对象位置E(步骤S30)。另一方面，通过第二摄影图像部，在判断为分辨率ΔZ为不是阈值以下时，一个摄影图像被变更为其他的摄影图像(步骤S51)。另外，只要通过摄影环境、与三维计量有关的影响确定阈值即可，不特别进行限定。确认到，相对于测定对象距离只要1％左右的分辨率，则作为三维形状能够以几乎没有问题的级别生成。因此，如果是位于10m前的对象物，则所需的分辨率为0.1m左右。
通过采用图像判定装置100的变形例2的方式，对判定图像对的基准增加分辨率，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。另外，由于第二摄影图像选择部110选择分辨率ΔZ的值为阈值以下的摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
[图像判定装置的变形例3]
在图像判定装置100中，判定部135也可以进一步在第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结第一摄影位置的摄像装置和第二摄影位置处的摄像装置的直线C构成的角度α、第二摄影位置处的摄像装置的光轴与直线C构成的角度β分别为45°以上135°以内时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。
在图9中对角度α和角度β进行说明。在图9中示出对第一摄影图像进行摄影的第一摄影位置处的摄像装置31、对第二摄影图像进行摄影的第二摄影位置处的摄像装置33。另外，由直线A示出摄像装置31的摄影中的光轴，以及由直线B示出摄像装置33的摄影中的光轴。由直线C表示连结摄像装置31与摄像装置33的直线。并且，将直线A与直线C构成的角表示为α，直线B与直线C构成的角表示为β。
在图9的(A)部分中，示出适当的摄像装置31与摄像装置33的位置关系。即，角度α和角度β处于45°以上135°以内的范围，通过摄像装置31摄影的摄影图像与通过摄像装置33摄影的摄影图像成为对于进行三维计量适合的图像对。另外，关于角度α和角度β的范围，只要能够获取对于进行三维计量适合的图像对即可，不特别进行限定。例如，角度α和角度β也可以处于60°以上120°以内的范围。
在图9的(B)部分和(C)部分中，示出不适当的摄像装置31与摄像装置33的位置关系。在图9的(B)部分中，角度α和角度β为45°以下，摄像装置31与摄像装置33处于不适当的位置关系。另外，在图9的(C)部分中，角度α比135°大，角度β比45°小，摄像装置31与摄像装置33处于不适当的位置关系。在摄像装置31与摄像装置33处于不适当的位置时，通过由摄像装置31和摄像装置33获取的摄影图像制作图像对，存在当想要进行三维计量时无法进行正确的三维计量的情况。
图10是与图像判定装置100的变形例3有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图10的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，在记载于图10的动作流程图中，不同点在于，在进行测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之后，算出直线A与直线C构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β(步骤S52)，以及进行角度α和角度β是否为45°以上135°以内的判断(步骤S53)。
在图10所示的流程图中，通过判定部135判断测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围(步骤S40)，在判断为测定对象位置E落入到与第二摄影图像对应的摄影范围时，算出直线A与直线C构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β(步骤S52)。并且，通过判定部135进行角度α和角度β是否处于45°以上135°以内的判断(步骤S53)。在角度α和角度β处于45°以上135°以内时，当第一摄影图像和第二摄影图像为图像对时，通过判定部135进行判定(步骤S45)。另一方面，在角度α和角度β不处于45°以上135°以内时，第一或第二摄影图像变更为其他的摄影图像(步骤S50)。另外，直线A与直线C构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β的算出(步骤S52)以及角度α和角度β是否为45°以上135°以内的判断(步骤S53)，也可以在测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之前进行。
通过图像判定装置100的变形例3的方式，在判定图像对的基准中增加角度α和角度β，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。
[图像判定装置的变形例4]
在图像判定装置100中，第二摄影图像选择部110进一步将第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结第一摄影位置的摄像装置和多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的直线构成的角度α、多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴与直线构成的角度β分为与45°以上135°以内的摄影图像选择为第二摄影图像。
即，图像判定装置100的变形例4中的第二摄影图像选择部110选择一个摄影图像，获取与第一摄影图像和一个摄影图像有关的角度α和角度β，在角度α和角度β处于45°以上135°以内时，将一个摄影图像确定为第二摄影图像。另外，在图像判定装置100的变形例4的情况下，在图9的说明中将摄像装置33认为是对一个摄影图像进行摄影的摄像装置。
图11是与图像判定装置100的变形例4有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图11的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，不同点在于，在记载于图11的动作流程图中，直线A与直线C构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β的算出(步骤S52)和角度α和角度β是否为45°以上135°以内的判断(步骤S53)，以及在角度α和角度β不是45°以上135°以内时一个摄影变更为其他的摄影图像(步骤S51)。另外，在图像判定装置100的变形例4中，第二摄影图像选择部110与图2所示的图像判定装置100不同的点在于，在判断角度α和角度β是否为45°以上135°以内(步骤S53)之后，确定第二摄影图像。
图11是图像判定装置100的变形例4的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图11的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，不同点在于，在记载于图11的动作流程图中，算出直线A与直线C构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β(步骤S55)，进行角度α和角度β是否处于45°以上135°以内的判断(步骤S56)。另外，与记载于图5的动作流程图不同的点还在于，在角度α和角度β不处于45°以上135°以内时，一个摄影图像变更为其他的摄影图像(步骤S51)。
在图像判定装置100的变形例4中，第二摄影图像选择部110与图2所示的图像判定装置100不同的点在于，在判断角度α和角度β处于45°以上135°以内(步骤S56)之后，确定第二摄影图像。即，在图像判定装置100的变形例4中，第二摄影图像选择部110从测定对象距离获取部120获取与第一摄影图像有关的信息，算出角度α和角度β，判断为角度α和角度β处于45°以上135°以内，从而将所选择的一个摄影图像确定为第二摄影图像。
在图11所示的流程图中，通过第二摄影图像选择部110，算出直线A与直线B构成的角度α和直线B与直线C构成的角度β(步骤S55)。并且，通过第二摄影图像选择部110，判断角度α和角度β是否为45°以上135°以内。在判断为角度α和角度β为45°以上135°以内时，第二图像选择部将所选择的一个摄影图像判断为第二摄影图像。并且，通过测定对象位置算出部125获取测定对象位置E(步骤S30)。另一方面，通过第二摄影图像选择部110，在判断为角度α和角度β不处于45°以上135°以内时，一个摄影图像变更为其他的摄影图像(步骤S51)。
通过采用图像判定装置100的变形例4的方式，对判定图像对的基准增加角度α和角度β，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。另外，第二摄影图像选择部110考虑角度α和角度β而选择第二摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
[图像判定装置的变形例5]
在图像判定装置100中，判定部135也可以进一步在测定对象位置E与第二摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下时，将第一摄影图像和第二摄影图像判定为图像对。在图12中对距离S进行说明。
在图12的(A)部分中，示出对第一摄影图像进行摄影的第一摄影位置处的摄像装置31。另外，示出对第二摄影图像进行摄影的第二摄影位置处的摄像装置33。用直线A示出摄像装置31的摄影中的光轴，以及用直线B示出摄像装置33的摄影中的光轴。用直线C示出连结摄像装置31和摄像装置33的直线。另外，用E表示测定对象位置。
在图12的(B)部分中，示出图12的(A)部分的虚线部分的放大图。另外，示出直线B与测定对象位置E之间的距离S。距离S越短，第一摄影图像与第二摄影图像的重叠越大，越适合作为三维计量中的图像对。作为距离S的阈值，不特别限定，能够根据测定对象物的大小、获取摄影图像的摄像装置的性能、三维计量中的精度等而采用各种值。例如，只要距离S为5m以下，优选为3m以下，更优选为1m以下，则即使是测定对象物为建筑物等的大的对象物也能够选择进行高精度的三维计量的图像对。另外，只要距离S为100cm以下，优选为80cm以下，更优选为50cm以下，则能够选择进行要求高精度的三维计量的图像对。
图13是与图像判定装置100的变形例5有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同标号并省略说明。当比较记载于图13的动作流程图与记载于图5的动作流程图时，不同点在于，在记载于图13的动作流程图中，在进行测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之后，算出测定对象位置E与直线B之间的距离S(步骤S60)，进行距离S是否为阈值以下的判断(步骤S61)。
在图13所示的流程图中，通过判定部135，判断测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围(步骤S40)，在判断为测定对象位置E落入到与第二摄影图像对应的摄影范围时，算出测定对象位置E与直线B之间的距离S(步骤S60)。并且，通过判定部135，进行距离S是否为阈值以下的判断(步骤S61)。在距离S为阈值以下时，当第一摄影图像和第二摄影图像为图像对时，通过判定部135进行判定(步骤S45)。另一方面，在距离S为阈值以下时，第一或第二摄影图像变更为其他的摄影图像(步骤S50)。另外，测定对象位置E与直线B之间的距离S的算出(步骤S60)和距离S是否为阈值以下的判断(步骤S61)，也可以在测定对象位置E是否落入到与第二摄影图像对应的摄影范围的判断(步骤S40)之前进行。
通过采用图像判定装置100的变形例5的方式，对判定图像对的基准增加距离S，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。
[图像判定装置的变形例6]
在图像判定装置100中，第二摄影图像选择部110进一步将测定对象位置E与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下的摄影图像选择为第二摄影图像。
即，图像判定装置100的变形例6中的第二摄影图像选择部110算出测定对象位置E与直线B之间的距离S，在距离S为阈值以下时，将一个摄影图像确定为第二摄影图像。另外，在图像判定装置100的变形例6的情况下，在图12的说明中将摄像装置33认为是对一个摄影图像进行摄影的摄像装置。
图14是与图像判定装置100的变形例6有关的动作流程图。对于与图5的动作流程图相同的地方，标上相同的标号并省略说明。当比较记载于图14的动作流程图与记载于图5的动作流程图时在，不同点在于，记载于图14的动作流程图中，算出测定对象位置E与直线B之间的距离S(步骤S63)，进行距离S是否为阈值以下的判断(步骤S64)，以及在距离S比阈值大时一个摄影变更为其他的摄影图像(步骤S51)。另外，与图2所示的图像判定装置100不同点在于，在进行距离S是否为阈值以下的判断(步骤S64)之后，确定第二摄影图像。
在图像判定装置100的变形例6中，与图2所示的图像判定装置100不同的点在于，第二摄影图像选择部110在判断距离S是否为阈值以下(步骤S64)之后，确定第二摄影图像。即，在图像判定装置100的变形例6中，第二摄影图像选择部110从测定对象位置算出部125获取与测定对象位置E有关的信息，判断为距离S为阈值以下，从而将所选择的一个摄影图像确定为第二摄影图像。
在图14所示的流程图中，在获取了测定对象位置E(步骤S30)之后，通过第二摄影图像选择部110算出测定对象位置E与直线B之间的距离S(步骤S63)。并且，通过第二摄影图像选择部110判断距离S是否为阈值以下(步骤S64)。在判断为距离S为阈值以下时，第二图像选择部将所选择的一个摄影图像判断为第二摄影图像。并且，通过摄影范围算出部130获取与第二摄影图像对应的摄影范围。另一方面，通过第二摄影图像部，在判断为距离S为阈值以下时，一个摄影图像变更为其他的摄影图像(步骤S51)。
通过采用图像判定装置100的变形例6的方式，对判定图像对的基准增加距离S，选择能够进行更正确的三维计量的图像对。另外，由于第二摄影图像选择部110考虑距离S而选择第二摄影图像，因此减少选择了第二摄影图像之后的剩余的计算。
[图像判定装置的变形例7]
在图像判定装置100中，也可以具有存储通过判定部135判定的多个图像对的存储部。而且，也可以具有分辨率最佳对判定部，该分辨率最佳对判定部在存储于存储部的多个图像对中，从图像对中的第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将分辨率ΔZ最高的对判定为分辨率最佳对。
在图15中，与记载于图7的图像判定装置100的动作流程同样选择图像对，之后，将图像对存储在存储部(图像对存储部)中(步骤S101)，从第一摄影图像相同的对组中选择分辨率ΔZ最高的图像对(步骤S105)。
存储图像对的存储部具备在图像判定装置100内。但是，并不限定于此，存储部也可以具备在图像判定装置100外。另外，存储部优选将通过判定部135判定的图像对存储为一个文件。例如，虽然优选记录为多图像格式，但是并不限定于此。另外，优选与图像对一起记录与测定对象距离和对第一摄影图像和第二摄影图像进行摄影的摄像装置的方向、基线长等的图像对有关的信息。另外，图像对的存储部和图像对的存储的方法等不限定于图像判定装置100的变形例7中的方式，在其他的图像判定装置100的方式中也同样。
在存储于存储部的图像对中，作为第一摄影图像或第二摄影图像相同的图像对组，从该图像对组中，通过分辨率最佳对判定部选择分辨率ΔZ最高的图像对。
通过采用图像判定装置的变形例7的方式，能够选择分辨率ΔZ最高的图像对，能够进行精度更高的三维计量。
[图像判定装置的变形例8]
在图像判定装置100中，也可以进一步具有：存储部，存储通过判定部135判定的多个图像对；以及距离S最佳对判定部，在存储于存储部的多个图像对中，从图像对中的第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将距离S最短的对判定为距离S最佳对。
在图16中，通过记载于图8和图14的图像判定装置100的动作流程选择图像对。即，到获取测定对象位置E(步骤S30)为止的动作流程与记载于图8的流程相同。到之后的、判定为图像对(步骤S45)为止，与记载于图14的图像判定装置100的动作流程相同。
之后，将图像对存储于存储部(图像对存储部)(步骤S101)，通过距离S最佳对判定部，从第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中选择距离S最短的图像对(步骤S105)。
通过采用图像判定装置的变形例8的方式，能够选择距离S最短的图像对，能够进行精度更高的三维计量。
本发明的目的在具有上述的图像判定装置的三维计量装置中也能够实现。将通过图像判定装置判定的图像对使用于三维计量装置，从而能够更正确和更迅速地进行三维计量。
本发明的目的也可以由系统或装置的计算机(或CPU和MPU)，从通过从存储实现上述实施方式所示的流程的步骤的程序代码(程序)的存储介质，读出该程序代码并执行而实现。
此时，从存储介质读出的程序代码自身实现上述的实施方式的功能。因此，该程序代码和存储/记录了程序代码的计算机能够读取的存储介质也构成本发明的一个。
作为用于供给程序代码的存储介质，例如，能够使用软磁(注册商标)盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM等。
另外，上述的实施方式的功能通过由计算机执行所读出的程序而实现。另外，该程序的执行还包括如下情况：根据该程序的指示，在计算机上工作的OS等，进行实际处理的一部分或全部。
而且，上述的实施方式的功能还能够通过插入到计算机的功能扩展板或连接到计算机的功能扩展单元实现。此时，首先，从存储介质读出的程序被写入到在插入到计算机的功能扩展板和连接到计算机的功能扩展单元中具备的存储器中。之后，根据该程序的指示，由该功能扩展板和功能扩展单元所具备的CPU等进行实际处理的一部分或全部。通过这种功能扩展板和功能扩展单元的处理也能够实现上述的实施方式的功能。
另外，上述的实施方式的流程的各步骤不限于使用软件(计算机)实现，也可以使用硬件(电子电路)实现。
[摄像装置的变形例]
作为包含本发明的图像判定装置100的摄像装置、或对供给到本发明的图像判定装置100的多个摄影图像进行摄影的摄像装置的实施方式，虽然在图6中对数字相机进行了说明，但是摄影装置的结构不限于此。作为本发明的其他的摄影装置，例如，可以是内置型或外置型的PC用相机，或者可以是如以下说明的具有摄影功能的便携终端装置。
作为本发明的摄影装置的一实施方式的便携终端装置，例如，能够例举便携电话机和智能手机、PDA(Personal Digital Assistants，个人数字助理)，便携型游戏机。以下，以智能手机(多功能便携电话)为例，参照附图进行详细说明。
图17是示出作为本发明的摄影装置的一实施方式的智能手机301的外观的图。图17所示的智能手机301具有平板状的框体302，在框体302的一个面上具有作为显示部的显示面板321、与作为输入部的操作面板322构成一体的显示输入部320。另外，该框体302具有扬声器331、话筒332、操作部340、相机部341。另外，框体302的结构不限于此，例如，能够采用显示部和输入部独立的结构，或者能够采用具有折叠构造和滑动机构的结构。
图18是示出图17所示的智能手机301的结构的框图。如图18所示，作为智能手机的主要构成要素，具有无线通信部310、显示输入部320、通话部330、操作部340、相机部341、存储部350、外部输入输出部360、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收部370、电子罗盘371、陀螺传感器372、运动传感器部380、电源部390、主控制部400。另外，作为智能手机301的主要功能，具有进行通过基站装置BS和移动通信网NW的移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部310根据主控制部400的指示，对包含在移动通信网NW的基站装置BS进行无线通信。使用该无线通信，进行声音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的收发，以及进行Web数据和流媒体数据等的接收。
显示输入部320具有通过主控制部400的控制显示图像(静态图像和动态图像)和文字信息等而视觉地向用户传递信息，并且检测针对所显示的信息的用户操作的、所谓的触控面板，即具有显示面板321和操作面板322。
显示面板321将LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)，OELD(OrganicElectro-Luminescence Display，有机电致发光显示器)等使用为显示设备。操作面板322是如下的设备：以能够视觉确认的方式载置显示到显示面板321的显示面上的图像，并且检测通过用户的手指或笔尖操作的一个或多个坐标。当通过用户的手指或笔尖操作该设备时，将由操作引起而产生的检测信号输出到主控制部400。接着，主控制部400根据接收到检测信号，检测显示面板321上的操作位置(坐标)。
如图17所示，作为本发明的摄影装置的一实施方式例示的智能手机301的显示面板321与操作面板322成为一体而构成显示输入部320，但是成为操作面板322完全覆盖显示面板321的配置。在采用了该配置时，操作面板322也可以对显示面板321外的区域也具有检测用户操作的功能。换言之，操作面板322也可以具有关于重叠在显示面板321上的重叠部分的检测区域(以下，称为显示区域)、关于除此以外的不重叠在显示面板321上的外缘部分的检测区域(以下，称为非显示区域)。
另外，虽然也可以使显示区域的大小与显示面板321的大小完全一致，但是无需使两者必须一致。另外，操作面板322也可以具有外缘部分和除此以外的内侧部分的两个感应区域。而且，根据框体302的大小等而适当设计外缘部分的宽度。另外，作为在操作面板322中采用的位置检测方式，可以例举矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、静电电容方式等，也能够采用任何方式。
通话部330具有扬声器331和话筒332，通过主控制部400将通过话筒332输入的用户的声音转换为能够进行处理的声音数据而输出到主控制部400，或者对通过无线通信部310或外部输入输出部360接收的声音数据进行解码而从扬声器331输出。另外，如图17所示，例如，能够将扬声器331搭载到与设置有显示输入部320的面相同的面上，能够将话筒332搭载到框体302的侧面。
操作部340是使用了键开关等的硬件键，接受来自用户的指示。例如，如图17所示，操作部340是如下的按压按钮式的开关：搭载在智能手机301的框体302的侧面，当通过手指等按下时接通，当将手指离开时通过弹簧等的复原力成为断开状态。
存储部350存储主控制部400的控制程序和控制数据、应用软件、将通信对方的姓名和电话番号等对应起来的地址数据、收发的电子邮件的数据、通过Web浏览下载的Web数据、所下载的内容数据，另外暂时存储流媒体数据等。另外，存储部350通过外部存储部352构成，该外部存储部352具有能够与智能手机内置的内部存储部351装卸自由的外部存储器槽。另外，构成存储部350的各个内部存储部351和外部存储部352使用闪存式(flashmemory type)、硬盘式(hard disk type)、微型多媒体卡式(multimedia card microtype)、卡式的存储器(例如，MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory、随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory、只读存储器)等存储介质而实现。
外部输入输出部360起到与连结到智能手机301的所有的外部设备的接口的作用，用于通过通信等(例如，通用串行总线(USB)、IEEE1394等)或网络(例如，因特网、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio Frequency Identification、无线射频识别)、红外线通信(Infrared Data Association：IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)直接地或间接地连接到其他外部设备。
作为连结到智能手机301的外部设备，例如，存在有/无线头戴式耳机、有/无线外部充电器、有/无线数据端口、通过卡插槽连接的存储卡(Memory card)和SIM(SubscriberIdentity Module Card，客户识别模块卡)/UIM(User Identity Module Card，用户识别模块卡)卡、通过音频·视频I/O(Input/Output)端子连接的外部音频·视频设备、无线连接的外部音频·视频设备、有/无线连接的智能手机、有/无线连接的个人计算机、有/无线连接的PDA、有/无线连接的个人计算机、耳机等。外部输入输出部360能够将从这种外部设备接受了传输的数据传递到智能手机301的内部的各构成要素，能够使智能手机301的内部的数据传输到外部设备。
GPS接收部370根据主控制部400的指示，接收从GPS卫星ST1～STn发送的GPS信号，执行基于所接收的多个GPS信号的定位运算处理，检测由该智能手机301的维度、经度、高度构成的位置。GPS接收部370在能够从无线通信部310和外部输入输出部360(例如，无线LAN)获取位置信息时，也能够使用该位置信息检测位置。
运动传感器部380例如具有3轴的加速度传感器等，根据主控制部400的指示，检测智能手机301的物理的移动。通过检测智能手机301的物理的移动，能够检测智能手机301的移动方向和加速度。该检测结果被输出到主控制部400。
电源部390根据主控制部400的指示，向智能手机301的各部分供给蓄积在电池(未图示)中的电力。
主控制部400具有微处理器，根据存储部350存储的控制程序和控制数据动作，对智能手机301的各部分进行统一控制。另外，主控制部400为了通过无线通信部310进行声音通信和数据通信，具有对通信系的各部分进行控制的移动通信控制功能和应用处理功能。
应用处理功能是由主控制部400根据存储部350存储的应用软件动作而实现。作为应用处理功能，例如，存在对外部输入输出部360进行控制而与对向设备进行数据通信的红外线通信功能、进行电子邮件的收发的电子邮件功能、浏览Web网页的Web浏览功能等。
另外，主控制部400具有根据接收数据和所下载的流媒体数据等图像数据(静态图像和动态图像的数据)将影像显示到显示输入部320上等的图像处理功能。图像处理功能是指，主控制部400对上述图像数据进行解码、对该解码结果实施图像处理、将图像显示到显示输入部320的功能。
另外，主控制部400执行针对显示面板321的显示控制和检测通过操作部340、操作面板322的用户操作的操作检测控制。
通过显示控制的执行，主控制部400显示用于启动应用软件的图标、滚动条等软件键，或者显示用于制作电子邮件的窗口。另外，滚动条是指，用于对没有完全收纳到显示面板321的显示区域的大的图像等，使其接受移动图像的显示部分的指示的软件键。
另外，通过操作检测控制的执行，主控制部400检测通过操作部340的用户操作，或者通过操作面板322接受针对上述图标的操作、针对上述窗口的输入栏的文字列的输入，或者，接受通过滚动条的显示图像的滚动请求。
另外，通过操作检测控制的执行，主控制部400具有如下的触控面板控制功能：判定针对操作面板322的操作位置是与显示面板321重叠的重叠部分(显示区域)，还是除此以外的不与显示面板321重叠的外缘部分(非显示区域)，控制操作面板322的感应区域和软件键的显示位置。
另外，主控制部400检测针对操作面板322的手势操作，还能够根据检测到的手势操作，执行预先设定的功能。手势操作不是以往的单纯的触摸操作，而是意味着通过手指等描绘轨迹，或同时指定多个位置，或者组合它们，而从多个位置对至少一个描绘轨迹的操作。
相机部341是使用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)或CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)等摄像元件进行电子摄影的数字相机。另外，相机部341能够通过主控制部400的控制将通过摄像得到的图像数据转换为例如JPEG(Joint Photographic coding Experts Group，联合图象专家组)等的压缩的图像数据，记录到存储部350，或通过外部输入输出部360和无线通信部310输出。在图17所示的智能手机301中，相机部341虽然搭载在与显示输入部320相同的面上，但是相机部341的搭載位置并不限于此，也可以搭载到显示输入部320的背面，或者，也可以搭载多个相机部341。另外，在搭载有多个相机部341时，能够切换用于摄影的相机部341而单独进行摄影，或者，同时使用多个相机部341而进行摄影。
另外，相机部341能够在智能手机301的各种功能中利用。例如，能够作为在显示面板321上显示通过相机部341获取的图像、操作面板322的操作输入的一个，利用相机部341的图像。另外，在GPS接收部370检测位置时，还能够参照来自相机部341的图像而检测位置。而且，还能够参照来自相机部341的图像，不使用3轴的加速度传感器，或者并用3轴的加速度传感器，判断智能手机301的相机部341的光轴方向，以及判断当前的使用环境。当然，还能够在应用软件内利用来自相机部341的图像。
除此以外，还能够在静态图像或动态图像的图像数据上附加通过GPS接收部370获取的位置信息、通过话筒332获取的声音信息(也可以通过主控制部等，进行声音文本转换而成为文本信息)、通过运动传感器部380获取的姿势信息等等而记录到存储部350，通过外部输入输出部360和无线通信部310输出。
另外，本发明不限定于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的精神的范围内进行各种变形。
标号说明
1…测定对象物，100…图像判定装置，101…第一摄影图像选择部，105…第一摄影图像信息获取部，110…第二摄影图像选择部，115…第二摄影图像信息获取部，120…测定对象距离获取部，125…测定对象位置算出部，130…摄影范围算出部，135…判定部，212…CPU，214…操作部，216…设备控制部，218…透镜部，220…快门，222…摄像元件，224…A/D转换器，225…显示部，226…存储器部，228…图像处理部，230…编码器，232…驱动器，242…GPS，244…陀螺传感器，246…电子罗盘，301…智能手机。

Claims (15)

1.一种图像判定装置，从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对，其中，该图像判定装置具有：
第一摄影图像选择单元，从所述多个摄影图像选择第一摄影图像；
第一摄影图像信息获取单元，获取所述选择的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向；
测定对象距离获取单元，获取从所述第一摄影图像的摄影位置即第一摄影位置到所述第一摄影图像内的测定对象物为止的测定对象距离；
测定对象位置算出单元，算出所述第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且从所述第一摄影位置分开了所述测定对象距离量的三维空间上的测定对象位置；
第二摄影图像选择单元，从所述多个摄影图像选择第二摄影图像；
第二摄影图像信息获取单元，获取所述选择的第二摄影图像的摄影位置即第二摄影位置、摄影方向以及视角；
摄影范围算出单元，根据所述获取到的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与所述第二摄影图像对应的摄影范围；以及
判定单元，判别所述算出的测定对象位置是否落入到所述算出的摄影范围内，当判别为落入时，将所述第一摄影图像和所述第二摄影图像判定为图像对。
2.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述判定单元进一步在由包含所述第一摄影位置处的摄像装置与所述第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长L的下述[算式1]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下时，将所述第一摄影图像和所述第二摄影图像判定为图像对：
[算式1]
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>Z</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mi>Z</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>/</mo> <mi>p</mi> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
ΔZ：分辨率
Z：测定对象距离
f：焦距
p：获取了摄影图像的摄像装置中的摄像元件的像素间距
L：第一摄影位置处的摄像装置与第二摄影位置处的摄像装置之间的基线长。
3.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述判定单元进一步在所述第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结所述第一摄影位置的摄像装置和所述第二摄影位置处的摄像装置的直线C所构成的角度α以及所述第二摄影位置处的所述摄像装置的光轴与所述直线C所构成的角度β分别为45°以上135°以内时，将所述第一摄影图像和所述第二摄影图像判定为图像对。
4.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述判定单元进一步在所述测定对象位置与所述第二摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下时，将所述第一摄影图像和所述第二摄影图像判定为图像对。
5.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述第二摄影图像选择单元将由包含所述第一摄影位置处的摄像装置与所述多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长Lx的下述[算式2]表示的分辨率ΔZ的值为阈值以下的摄影图像选择为所述第二摄影图像：
[算式2]
<mrow> <mi>&amp;Delta;</mi> <mi>Z</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <msup> <mi>Z</mi> <mn>2</mn> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>/</mo> <mi>p</mi> <mo>)</mo> <mo>&amp;times;</mo> <mi>L</mi> <mi>x</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
ΔZ：分辨率
Z：测定对象距离
f：焦距
p：获取了摄影图像的摄像装置中的摄像元件的像素间距
Lx：第一摄影位置处的摄像装置与多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置之间的基线长的长度。
6.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述第二摄影图像选择单元进一步将所述第一摄影位置处的摄像装置的光轴与连结所述第一摄影位置的摄像装置和所述多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的直线所构成的角度α以及所述多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴与所述直线所构成的角度β分别为45°以上135°以内的所述摄影图像选择为所述第二摄影图像。
7.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述第二摄影图像选择单元进一步将所述测定对象位置与所述多个摄影图像中的一个摄影图像的摄影位置处的摄像装置的光轴之间的距离S为阈值以下的所述摄影图像选择为所述第二摄影图像。
8.根据权利要求1所述的图像判定装置，其中，
所述第一摄影图像选择单元将所述多个摄影图像中的任意的摄影图像选择为第一摄影图像，
所述第二摄影图像选择单元从所述多个摄影图像选择所述第一摄影图像以外的摄影图像中的任意的摄影图像作为第二摄影图像。
9.根据权利要求2所述的图像判定装置，其中，
所述图像判定装置还具有：
存储单元，存储通过所述判定单元判定出的多个所述图像对；以及
分辨率最佳对判定单元，在存储于所述存储单元的多个所述图像对中，从所述图像对中第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将所述分辨率ΔZ最高的对判定为分辨率最佳对。
10.根据权利要求4所述的图像判定装置，其中，
所述图像判定装置还具有：
存储单元，存储通过所述判定单元判定出的多个所述图像对；
距离S最佳对判定单元，在存储于所述存储单元的多个所述图像对中，从所述图像对中第一摄影图像或第二摄影图像相同的对组中，将所述距离S最短的对判定为距离S最佳对。
11.根据权利要求9所述的图像判定装置，其中，
所述存储单元将通过所述判定单元判定出的所述图像对存储为一个文件。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的图像判定装置，其中，
所述摄影范围算出单元根据所述获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与所述第二摄影图像对应的四棱锥状的摄影范围。
13.一种摄像装置，具有权利要求1至12中的任意一项所述的图像判定装置。
14.一种三维计量装置，使用通过权利要求1至12中的任意一项所述的图像判定装置判定出的所述图像对进行三维计量。
15.一种图像判定方法，从多个摄影图像判定在三维计量中使用的图像对，其中，该图像判定方法包括：
第一摄影图像选择步骤，从所述多个摄影图像选择第一摄影图像；
第一摄影图像信息获取步骤，获取所述选择的第一摄影图像的摄影位置和摄影方向；
测定对象距离获取步骤，获取从所述第一摄影图像的摄影位置即第一摄影位置到所述第一摄影图像内的测定对象物为止的测定对象距离；
测定对象位置算出步骤，算出所述第一摄影图像的摄影中的光轴上的位置且从所述第一摄影位置分开了所述测定对象距离量的三维空间上的测定对象位置；
第二摄影图像选择步骤，从所述多个摄影图像选择第二摄影图像；
第二摄影图像信息获取步骤，获取所述选择的第二摄影图像的摄影位置即第二摄影位置、摄影方向以及视角；
摄影范围算出步骤，根据所述获取的第二摄影图像的摄影位置、摄影方向以及视角，算出与所述第二摄影图像对应的四棱锥状的摄影范围；以及
判定步骤，判别所述算出的测定对象位置是否落入到所述算出的摄影范围内，当判别为落入时，将所述第一摄影图像和所述第二摄影图像判定为图像对。
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