JP2000074665A - Device and method for generating distance image - Google Patents

Device and method for generating distance image

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JP2000074665A
JP2000074665A JP11120647A JP12064799A JP2000074665A JP 2000074665 A JP2000074665 A JP 2000074665A JP 11120647 A JP11120647 A JP 11120647A JP 12064799 A JP12064799 A JP 12064799A JP 2000074665 A JP2000074665 A JP 2000074665A
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Japan
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image
zoom
scale
camera
distance
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Application number
JP11120647A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshifumi Fujita
俊史 藤田
Takayuki Ashigahara
隆之 芦ヶ原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a distance image which indicates a distance between a camera and an object to be imaged by adjusting an image based on detected information of a zoom camera under a zoom condition and using an image converted with appropriate zoom scale and the other image. SOLUTION: The zoom condition of a standard camera 2 is detected by a detecting mechanism such as a potentiometer, a sensor signal corresponding to the zoom condition is sent to a sensor signal detecting part 10, and the zoom scale, an image center, and lens distortion to output voltage are determined with conversion tables or the like. A distance image generating part 12 initializes and optimizes the zoom scale, an optimal evaluation value, and a zoom scale optimum value, and conducts scale conversion of a reference image using the zoom scale, the image center, and lens distortion. The picture of the reference image is scaled down so as to become the identical size to the picture of the reference image used in calibration. The distance image generating part 12 conducts distance image generating process and evaluation value computing process based on the reference image after scale conversion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ズーム機能を利用
して撮像対象物を撮像するカメラと撮像対象物との距離
を示す距離画像を生成する距離画像生成装置及び方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance image generating apparatus and method for generating a distance image indicating a distance between a camera that captures an image of an object using a zoom function and the object.

【0002】[0002]

【従来の技術】3次元空間における距離測定の手法とし
て、複数台のカメラを用いて撮像した画像を、所謂ステ
レオ法により、あるカメラから撮像対象物との距離を測
定する手法がある。
2. Description of the Related Art As a method of measuring a distance in a three-dimensional space, there is a method of measuring a distance from a certain camera to an object to be imaged by using a so-called stereo method for an image taken by using a plurality of cameras.

【0003】このステレオ法により測定される基準カメ
ラと撮像対象物との距離は、図15に示すように、3次
元空間における基準カメラの光学中心aと撮像面A上の
点nbとを結んだ視線上の点Pと、検出カメラの光学中
心bと検出カメラの撮像面B上の点ndとを結ぶことに
より形成される視線、及び双方のカメラの位置関係を用
いて算出される。そして、実際の距離測定においては、
検出カメラの撮像面Bで撮像した検出画像上におけるエ
ピポーララインL上を検索することにより、基準カメラ
の撮像面A上で撮像した基準画像上の点に対応する検出
画像上の点を算出している。エピポーララインLとは、
点P、基準カメラの光学中心a、及び検出カメラの光学
中心bとで定義される平面と、検出カメラにおける撮像
面Bとの交線とで定義される。投影点ndは、必然的に
このエピポーララインL上に存在することになる。
The distance between the reference camera and the object to be imaged measured by the stereo method connects the optical center a of the reference camera in a three-dimensional space and a point nb on the image plane A as shown in FIG. It is calculated using the line of sight formed by connecting the point P on the line of sight, the optical center b of the detection camera, and the point nd on the imaging plane B of the detection camera, and the positional relationship between the two cameras. And in the actual distance measurement,
By searching on the epipolar line L on the detection image captured on the imaging surface B of the detection camera, a point on the detection image corresponding to a point on the reference image captured on the imaging surface A of the reference camera is calculated. I have. What is epipolar line L?
A plane defined by the point P, the optical center a of the reference camera, and the optical center b of the detection camera, and an intersection line with the imaging plane B of the detection camera. The projection point nd necessarily exists on the epipolar line L.

【0004】基準画像内の点と対応する検出画像上の点
を検出するときには、図16に示すように、投影点nb
を中心とする小領域の画像特徴とエピポーララインL上
の検出画像nd1,nd2,・・・,nd6とを比較して、検
出画像中の最も類似度の高い領域を検索することにより
行われる。類似度を比較するための評価値としては、一
般に基準画像と検出画像との相関を検出することにより
行われる。
When a point on a detected image corresponding to a point in a reference image is detected, as shown in FIG.
Is compared with the detected images n d1 , n d2 ,..., N d6 on the epipolar line L to search for the region having the highest similarity in the detected image. Done. The evaluation value for comparing the similarity is generally obtained by detecting a correlation between the reference image and the detected image.

【0005】例えば投影点nbの周囲の小領域をテンプ
レートとしたとき、下記の式により、評価値を算出す
る。
[0005] For example, when a small area around the projection point nb is used as a template, an evaluation value is calculated by the following equation.

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】ここで、I(x)は基準画像の輝度値であり、
I'(x')は検出画像の輝度値である。
Where I (x) is the luminance value of the reference image,
I ′ (x ′) is the luminance value of the detected image.

【0008】上述のように、ステレオ法による距離測定
においては、点nbに対応する検出画像上の点ndを検
出するときの精度が距離測定の精度に大きく関係してお
り、実際に距離測定を行うときには距離測定の精度を劣
化させる多くの要因がある。その一例としては、画像が
一様の無地模様である場合、遮断による距離情報が欠落
している場合、カメラの個体差が引き起こすノイズ等が
ある。
As described above, in the distance measurement by the stereo method, the accuracy of detecting the point nd on the detection image corresponding to the point nb is greatly related to the accuracy of the distance measurement. When doing so, there are many factors that degrade the accuracy of the distance measurement. For example, when an image has a uniform plain pattern, when distance information is missing due to blockage, noise caused by individual differences between cameras, and the like.

【0009】従って、ステレオ法により距離測定を行う
ときには、上述した原因の精度劣化に対応すべく、多く
の工夫がなされてきた。その一つとして提案されている
複数台のカメラを配置した多眼ステレオシステムは、基
準カメラと検出カメラの組み合わせを変化させてステレ
オ法を適用することにより、オクルージョン(遮蔽)の
影響を軽減して上述の距離測定精度の劣化を抑制するこ
とがなされていた。
Therefore, when distance measurement is performed by the stereo method, many measures have been taken in order to cope with the above-mentioned deterioration in accuracy. One of the proposed multi-view stereo systems with multiple cameras arranged is to reduce the effects of occlusion by applying a stereo method by changing the combination of the reference camera and the detection camera. The above-described deterioration of the distance measurement accuracy has been suppressed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の多眼ス
テレオシステムを構成する基準カメラとしてズーム機能
を有するカメラを用いた場合には、ズーム状態の変化に
対応してレンズパラメータが高精度で測定できないため
に距離測定精度を劣化させる原因となっていた。特に、
従来のカメラでは、ズームの変化に対応して高精度にズ
ームスケールを測定することができていなかった。した
がって、従来の多眼ステレオシステムにおいて高精度に
距離測定を行うときには、基準カメラのズーム機能を有
効に活用することができず、基準カメラの視野角を固定
して使用せざるを得なかった。
However, when a camera having a zoom function is used as a reference camera constituting the above-mentioned multi-view stereo system, lens parameters are measured with high accuracy in response to changes in zoom state. The inability to do so causes a deterioration in distance measurement accuracy. In particular,
Conventional cameras cannot measure a zoom scale with high accuracy in response to a change in zoom. Therefore, when performing distance measurement with high accuracy in a conventional multi-view stereo system, the zoom function of the reference camera cannot be effectively utilized, and the viewing angle of the reference camera must be fixed and used.

【0011】ここで、多眼ステレオシステムにおいて
は、予めキャリブレーションを行い、基準カメラと各検
出カメラとの関係を射影変換行列により定義する必要が
ある。従って、基準カメラのズーム状態を変化させて距
離画像を生成するときには、ズーム状態毎、すなわちズ
ームスケール毎にキャリブレーションを行うことや、撮
像した画像のスケールを変換しながら距離画像を生成す
るアルゴリズムを構築することが考えられる。このよう
なスケールを変換する手法を採用した多眼ステレオシス
テムでは、上述のように距離測定の精度を向上させるた
めにズームスケールを高精度に求める必要があるが、以
下に挙げるような要因があるために困難であった。
Here, in the multi-view stereo system, it is necessary to perform calibration in advance and define the relationship between the reference camera and each detection camera by a projective transformation matrix. Therefore, when generating a distance image by changing the zoom state of the reference camera, an algorithm for performing calibration for each zoom state, that is, for each zoom scale, or an algorithm for generating a distance image while converting the scale of a captured image is used. It is possible to build. In a multi-lens stereo system employing such a method of converting a scale, it is necessary to obtain a zoom scale with high accuracy in order to improve the accuracy of distance measurement as described above, but there are the following factors. Because it was difficult.

【0012】第1に、基準カメラのズームスケールを高
精度で検出する測定手段や、センサーが存在しないこと
が挙げられる。
First, there is no measuring means or sensor for detecting the zoom scale of the reference camera with high accuracy.

【0013】第2に、ズームイン時と、ズームアウト時
の操作において、基準カメラのズームスケールを調整す
るズーム調整機構に機械的なあそび(バックラッシュ)
が存在する。
Secondly, in zooming in and zooming out operations, the zoom adjustment mechanism for adjusting the zoom scale of the reference camera is mechanically played (backlash).
Exists.

【0014】第3に、基準カメラのズーム状態の変化に
伴い、レンズ歪みが変化する。
Third, the lens distortion changes as the zoom state of the reference camera changes.

【0015】また、実際には、第1、第2及び第3の要
因が複合的に発生し、ズームスケールを高精度に推定す
ることは更に困難となる。
Actually, the first, second, and third factors occur in a complex manner, and it becomes more difficult to estimate the zoom scale with high accuracy.

【0016】これに対し、従来の手法では、測定誤差を
含むポテンシオメータの出力電圧から求めたズームスケ
ールをそのまま使用し、スケール等のレンズパラメータ
を最適化しないため、生成される距離画像の精度低下を
余儀なくされていた。
On the other hand, in the conventional method, the zoom scale obtained from the output voltage of the potentiometer including the measurement error is used as it is, and the lens parameters such as the scale are not optimized. Had to be forced.

【0017】更に、基準カメラのズームを操作すると、
基準画像上でピントの再調整を行う必要性が生じる場合
があり、このような場合にはフォーカスリングを調整し
てより鮮明な基準画像としてから距離画像を生成するこ
とが望ましい。しかし、フォーカスを調整すると、基準
画像における視野サイズが変化することが多く、実際の
ズームスケールとは異なるズームスケールとなり、距離
画像を生成するときの精度を劣化させる原因となってい
た。
Further, when the zoom of the reference camera is operated,
In some cases, it may be necessary to re-adjust the focus on the reference image. In such a case, it is desirable to adjust the focus ring to generate a clearer reference image before generating the distance image. However, when the focus is adjusted, the visual field size in the reference image often changes, resulting in a zoom scale different from the actual zoom scale, which causes deterioration in accuracy when generating a distance image.

【0018】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みて提案されたものであり、距離画像を生成するとき
に基準カメラのズーム機能を使用することにより、ズー
ムスケールを精度良く推定して、高精度の距離画像を生
成することができる距離画像生成装置及び方法を提供す
ることを目的とする。
Accordingly, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and uses a zoom function of a reference camera when generating a range image to accurately estimate a zoom scale. It is an object of the present invention to provide a distance image generating apparatus and method capable of generating a highly accurate distance image.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する本
発明に係る距離画像生成装置は、ズーム機能を有するカ
メラを1以上有し複数のカメラからなる撮像手段と、ズ
ーム機能を有するカメラのズーム状態を検出して少なく
ともズームスケールを算出するズーム状態検出手段と、
いずれかのカメラで撮像した画像のズームスケールを変
化させるスケール変換手段と、スケール変換手段でスケ
ール変換が施された画像と当該画像上の点に対応するス
ケール変換が施されていない画像上の点とを比較して類
似度を示す評価値を生成して適正なズームスケールを検
出するズームスケール検出手段と、ズームスケール検出
手段で検出されたズームスケールにおける画像と、スケ
ール変換が施されていない画像とを用いて、いずれかの
カメラと撮像対象物との距離を示す距離画像を生成する
距離画像生成手段とを備えることを特徴とするものであ
る。
A distance image generating apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems includes an image pickup means comprising at least one camera having a zoom function and comprising a plurality of cameras, and a camera having a zoom function. Zoom state detecting means for detecting a zoom state and calculating at least a zoom scale;
Scale conversion means for changing the zoom scale of an image captured by any one of the cameras, and an image on which scale conversion has been performed by the scale conversion means and a point on the image on which scale conversion has not been performed corresponding to a point on the image. A zoom scale detecting means for generating an evaluation value indicating the degree of similarity and detecting an appropriate zoom scale, an image at the zoom scale detected by the zoom scale detecting means, and an image not subjected to scale conversion. And a distance image generating means for generating a distance image indicating a distance between any one of the cameras and the object to be imaged.

【0020】このような距離画像生成装置によれば、カ
メラのズーム状態が変化しても、ズーム状態検出手段に
よりそのズーム状態を検出して、その検出情報に基づい
て画像を調整しながら正確なズームスケールを求め、適
正なズームスケールで変換された画像と他の画像とを用
いて、ズーム機能を有するカメラと撮像対象物との距離
を示す距離画像を生成する。
According to such a distance image generating apparatus, even if the zoom state of the camera changes, the zoom state is detected by the zoom state detecting means, and the image is adjusted accurately based on the detected information. A zoom scale is obtained, and a distance image indicating a distance between the camera having the zoom function and the imaging target is generated using the image converted with the appropriate zoom scale and another image.

【0021】また、本発明に係る距離画像生成方法は、
ズーム機能を用いて撮像対象物を撮像して画像を生成す
る1以上のズームカメラを含む複数のカメラうち、上記
ズームカメラのズーム状態を検出して少なくともズーム
スケールを算出するとともに上記ズームカメラの周囲に
配された他のカメラにより画像を生成する第1のステッ
プと、ズーム画像又は上記他のカメラで生成した画像の
スケールを所定の範囲内で変化させて、上記ズーム画像
と当該ズーム画像上の点に対応する上記他のカメラで生
成した画像上の点とを比較して類似度を示す評価値を生
成する第2のステップと、上記ズーム画像と上記他のカ
メラで生成した画像とを用いて生成された評価値に基づ
いてズームスケールを調整する第3のステップと、調整
されたズームスケールにおけるズーム画像上の点に対応
する上記他のカメラで生成した画像上の対応点を検出し
て上記ズームカメラとの撮像対象物との距離を示す距離
画像を生成する第4のステップとを有することを特徴と
する。
Further, the distance image generating method according to the present invention comprises:
Among a plurality of cameras including one or more zoom cameras that generate an image by capturing an image of an object to be captured using a zoom function, a zoom state of the zoom camera is detected, at least a zoom scale is calculated, and a periphery of the zoom camera is calculated. A first step of generating an image by another camera disposed in the camera, and changing the scale of the zoom image or the image generated by the other camera within a predetermined range, and A second step of comparing a point corresponding to a point on an image generated by the other camera to generate an evaluation value indicating similarity, and using the zoom image and an image generated by the other camera. A third step of adjusting the zoom scale based on the evaluation value generated by the other camera, and the other camera corresponding to a point on the zoom image on the adjusted zoom scale. In detecting and corresponding points on the generated image, characterized in that a fourth step of generating a distance image representing a distance between the imaging object and the zoom camera.

【0022】このような距離画像生成方法によれば、ズ
ームカメラのズーム状態を変化させてズーム画像を撮像
したときであっても、ズーム状態を検出して、その検出
情報から求めた正確なズームスケールを用いて第1の画
像を調整し、第1の画像と第2の画像とを用いて、第1
の画像と撮像対象物との距離を示す距離画像を生成す
る。
According to such a distance image generating method, even when the zoom state of the zoom camera is changed and a zoom image is taken, the zoom state is detected and the accurate zoom obtained from the detection information is detected. The first image is adjusted using the scale, and the first image is adjusted using the first image and the second image.
Then, a distance image indicating the distance between the image and the object to be imaged is generated.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0024】本発明が適用可能な距離画像生成装置1
は、図1及び図2に示すように、基準カメラ2と、基準
カメラ2の周囲に配された検出カメラ3とを有する。
Range image generating apparatus 1 to which the present invention can be applied
Has a reference camera 2 and a detection camera 3 arranged around the reference camera 2 as shown in FIGS.

【0025】基準カメラ2は、図1に示すように、複数
台のカメラのうち、略中央位置に配置され、撮像対象物
を撮像して濃淡画像(以下、基準画像と称する。)を生
成する。この基準カメラ2は、撮像対象物を撮像すると
き、ズームにより視野角を増減させるズーム機構を備え
ている。ズーム機構は、例えばポテンシオメータで構成
される検出機構によりそのズーム状態が検出される。ポ
テンシオメータは、ズーム機構のズーム状態に応じて出
力電圧を生成し、当該出力電圧をエンコードしてセンサ
信号を生成する。
As shown in FIG. 1, the reference camera 2 is arranged at a substantially central position among a plurality of cameras, and captures an object to be imaged to generate a grayscale image (hereinafter, referred to as a reference image). . The reference camera 2 has a zoom mechanism for increasing or decreasing a viewing angle by zooming when capturing an image of an imaging target. The zoom state of the zoom mechanism is detected by a detection mechanism including, for example, a potentiometer. The potentiometer generates an output voltage according to the zoom state of the zoom mechanism, encodes the output voltage, and generates a sensor signal.

【0026】なお、ズーム状態を検出する検出機構とし
ては、ポテンシオメータのみならず、基準カメラ2内の
レンズに対して外部から接続して使用するロータリーエ
ンコーダ等も使用可能である。
As a detection mechanism for detecting the zoom state, not only a potentiometer but also a rotary encoder or the like which is used by connecting to a lens in the reference camera 2 from the outside can be used.

【0027】検出カメラ3は、基準カメラ2の周囲に配
されたカメラであり、撮像対象物を撮像して濃淡画像
(以下、検出画像と称する。)を生成する。
The detection camera 3 is a camera arranged around the reference camera 2, and picks up an image of an object to be picked up and generates a gray-scale image (hereinafter referred to as a detected image).

【0028】これら基準カメラ2及び検出カメラ3によ
り撮像された基準画像B及び検出画像D1〜D4は、図
3に示すように、基準カメラ2がズーム機能を備えてい
ることから、同一の撮像対象物を撮像した場合であって
も、基準カメラ2のズーム状態により基準画像Bの絵柄
が図中基準画像B’となり大きくなる。
As shown in FIG. 3, the reference image B and the detection images D1 to D4 taken by the reference camera 2 and the detection camera 3 are the same as the object to be imaged because the reference camera 2 has a zoom function. Even when an object is imaged, the pattern of the reference image B becomes the reference image B 'in the figure and becomes larger depending on the zoom state of the reference camera 2.

【0029】また、この距離画像生成装置1は、図2に
示すように、基準カメラ2のズーム状態を検出するセン
サ信号検出部10と、基準カメラ2及び検出カメラ3で
撮像した基準画像及び検出画像が格納されるフレームメ
モリ11と、フレームメモリ11からの基準画像及び検
出画像を用いて距離画像を生成する距離画像生成部12
とを備える。
As shown in FIG. 2, the distance image generating apparatus 1 includes a sensor signal detecting section 10 for detecting a zoom state of the reference camera 2, a reference image picked up by the reference camera 2 and the detection camera 3, A frame memory 11 in which an image is stored, and a distance image generation unit 12 that generates a distance image using the reference image and the detected image from the frame memory 11
And

【0030】センサ信号検出部10は、基準カメラ2と
接続されており、上述の検出機構からのセンサ信号が入
力される。このセンサ信号検出部10は、入力されたセ
ンサ信号を用いて、例えばポテンシオメータを用いた場
合の出力電圧Vnと基準カメラ2のズームスケールとの
関係を求める。ここで、ズームスケールとは、後述の出
力電圧Vcalibにおける基準画像内の物体サイズに対す
るズーム状態が変化した際の基準画像内の同一物体サイ
ズの比率として表現されたものである。具体的には、ズ
ームスケールは、出力電圧Vcalibにおける基準画像上
の特徴点に関して、各出力電圧Vnにおける基準画像内
の対応点を所謂画像合わせ込み手法等により求め、出力
電圧Vcalibにおける基準画像上の特徴点と、出力電圧
Vnにおける基準画像上の対応点との位置関係を求める
ことにより得られる。
The sensor signal detecting section 10 is connected to the reference camera 2 and receives a sensor signal from the above-described detecting mechanism. The sensor signal detection unit 10 obtains the relationship between the output voltage Vn and the zoom scale of the reference camera 2 when a potentiometer is used, for example, using the input sensor signal. Here, the zoom scale is expressed as a ratio of the same object size in the reference image when the zoom state changes with respect to the object size in the reference image at an output voltage V calib described later. More specifically, the zoom scale determines a corresponding point in the reference image at each output voltage Vn with respect to a feature point on the reference image at the output voltage V calib by a so-called image matching method or the like, and obtains the reference image at the output voltage V calib . It is obtained by obtaining the positional relationship between the above feature point and the corresponding point on the reference image at the output voltage Vn.

【0031】この出力電圧VnとズームスケールSとの
関係は、図4に示すように、出力電圧が大きくなること
に応じてズームスケールが大きくなること、すなわち画
像の拡大率が大きくなる。図中の「Vcalib」は、基準
カメラ2と検出カメラ3とが位置決めされ同一物を撮像
したときに、基準画像上の点に対応する検出画像の点を
求めるようにキャリブレーションしたときのズームスケ
ールScalib(=1)に対応した出力電圧の値である。
出力電圧Vcalibに対応するズームスケールSc alibは基
準ズームスケールとして使用され、出力電圧V0,V1
・・・Vnが出力電圧Vcalibに対して正方向にずれて
いるときには基準画像がズームインしたときであり、出
力電圧Vcalibに対して負方向にずれているときにはズ
ームアウトしたことを示している。すなわち、この図4
は、出力電圧V0,V1,・・・Vnとなることによりズ
ームスケールがS0,S1,・・・Snとズームインして
いることを示している。なお、基準カメラ2におけるズ
ーム動作には、機械的なバックラッシュが存在するの
で、出力電圧Vnとズームスケールとの関係は、ズーム
イン時とズームアウト時とに分けて求める。
As shown in FIG. 4, the relationship between the output voltage Vn and the zoom scale S is such that as the output voltage increases, the zoom scale increases, that is, the image enlargement ratio increases. “V calib ” in the figure indicates a zoom when calibration is performed to obtain a point of the detected image corresponding to a point on the reference image when the reference camera 2 and the detection camera 3 are positioned and an image of the same object is taken. This is an output voltage value corresponding to the scale S calib (= 1).
Zoom Scale S c alib corresponding to the output voltage V calib is used as a reference zoom scale, the output voltage V 0, V 1,
... When Vn deviates in the positive direction with respect to the output voltage V calib , the reference image is zoomed in. When Vn deviates in the negative direction with respect to the output voltage V calib , zoom-out is indicated. . That is, FIG.
Indicates that the zoom scale zooms in to S 0 , S 1 ,..., Sn when the output voltages become V 0 , V 1 ,. In addition, since mechanical backlash exists in the zoom operation in the reference camera 2, the relationship between the output voltage Vn and the zoom scale is obtained separately for zooming in and zooming out.

【0032】図4の出力電圧VnとズームスケールSと
の関係を求めるには、基準カメラ2のズームスケールを
変化させては停止し、各点での出力電圧に対するズーム
スケールをプロットする工程を繰り返す。
In order to obtain the relationship between the output voltage Vn and the zoom scale S in FIG. 4, the process is stopped by changing the zoom scale of the reference camera 2 and plotting the zoom scale with respect to the output voltage at each point. .

【0033】ここで、キャリブレーションは、基準カメ
ラ2と検出カメラ3との視野角を所定の角度として行っ
ている。
Here, the calibration is performed by setting the viewing angle between the reference camera 2 and the detection camera 3 to a predetermined angle.

【0034】センサ信号検出部10は、図4に示す出力
電圧とズームスケールとの関係を例えばテーブルとして
用意しておき、基準カメラ2からのセンサ信号を検出す
ることにより、基準カメラ2のズームスケールを示すス
ケール信号を生成して、距離画像生成部12に出力す
る。
The sensor signal detecting section 10 prepares the relationship between the output voltage and the zoom scale shown in FIG. 4 as a table, for example, and detects the sensor signal from the reference camera 2 so that the zoom scale of the reference camera 2 can be adjusted. Is generated and output to the distance image generation unit 12.

【0035】また、これらの出力電圧Vnとズームスケ
ールSとの関係は、ズームスケールと画像中心との関
係、及びズームスケールとレンズ歪みとの関係をテーブ
ルとして作成して用意しておいても良い。
The relationship between the output voltage Vn and the zoom scale S may be prepared and prepared as a table of the relationship between the zoom scale and the image center and the relationship between the zoom scale and the lens distortion. .

【0036】また、センサ信号検出部10は、基準カメ
ラ2からのセンサ信号から基準カメラ2の画像中心(X
c,Yc)を示す画像中心信号及び基準カメラ2のレン
ズ歪みκを示すレンズ歪み信号を生成して、距離画像生
成部12に出力する。また、センサ信号検出部10は、
上述のズームスケールの場合と同様に、センサ信号と、
画像中心との関係及びレンズ歪みとの関係を例えばテー
ブルとして用意しておき、基準カメラ2からのセンサ信
号を検出することにより、画像中心信号及びレンズ歪み
信号を生成し、距離画像生成部12に出力する。
Further, the sensor signal detection unit 10 detects the center of the image of the reference camera 2 (X
c, Yc) and a lens distortion signal indicating the lens distortion κ of the reference camera 2 are generated and output to the distance image generation unit 12. In addition, the sensor signal detection unit 10
As in the case of the zoom scale described above, the sensor signal and
The relationship with the image center and the relationship with the lens distortion are prepared as a table, for example, and a sensor signal from the reference camera 2 is detected to generate an image center signal and a lens distortion signal. Output.

【0037】また、これらの関係は、ズームスケールと
画像中心との関係、及びズームスケールとレンズ歪みと
の関係としてテーブルとして作成しても良い。
These relationships may be created as a table as a relationship between the zoom scale and the center of the image and a relationship between the zoom scale and the lens distortion.

【0038】なお、基準カメラ2に内蔵されている検出
機構としてロータリーエンコーダを用いた場合には、セ
ンサ信号検出部10は、センサ信号としてロータリーエ
ンコーダからの出力パルスのパルス数をカウントするこ
とにより、ズームスケール、画像中心及びレンズ歪みを
求める。
When a rotary encoder is used as a detection mechanism built in the reference camera 2, the sensor signal detection unit 10 counts the number of pulses output from the rotary encoder as a sensor signal, Obtain the zoom scale, image center and lens distortion.

【0039】フレームメモリ11は、基準カメラ2及び
各検出カメラ3と接続され、基準画像及び検出画像が入
力される。このフレームメモリ11は、入力された基準
画像及び検出画像をA/D変換して距離画像生成部12
に出力する。
The frame memory 11 is connected to the reference camera 2 and each detection camera 3, and receives a reference image and a detection image. The frame memory 11 performs A / D conversion on the input reference image and the detected image and performs a distance image generation unit 12
Output to

【0040】距離画像生成部12は、上述のセンサ信号
検出部10から送られるスケール信号、画像中心信号及
びレンズ歪み信号を用いて、基準カメラ2のズーム状態
に応じて基準カメラ2と撮像対象物との距離を示す距離
画像を生成する。
The distance image generation unit 12 uses the scale signal, the image center signal, and the lens distortion signal sent from the sensor signal detection unit 10 to generate the reference camera 2 and the object to be imaged in accordance with the zoom state of the reference camera 2. Then, a distance image indicating the distance is generated.

【0041】また、この距離画像生成部12は、距離画
像を生成する前提として、基準カメラ2と各検出カメラ
3とを略同一の視野角とした場合における基準画像上の
点に対応する各検出画像上の点を求めるキャリブレーシ
ョンを行う。これにより、距離画像生成部12は、撮像
対象物を撮像したときにおける基準画像上の点に対応す
る検出画像上の対応点を得ることができる。
The distance image generating unit 12 is configured to generate a distance image on the basis of each detection point corresponding to a point on the reference image when the reference camera 2 and each detection camera 3 have substantially the same viewing angle. Perform calibration to find points on the image. Thereby, the distance image generation unit 12 can obtain a corresponding point on the detected image corresponding to a point on the reference image when the imaging target is imaged.

【0042】このように構成された距離画像生成装置1
は、距離画像を生成するとき、図5のフローチャートに
示す処理を行う。
The distance image generating apparatus 1 configured as described above
Performs the processing shown in the flowchart of FIG. 5 when generating the distance image.

【0043】先ず、ステップS1において、基準カメラ
2のズーム状態を検出機構により検知する。そして、検
出機構は、ズーム状態に応じたセンサ信号を生成し、当
該センサ信号をセンサ信号検出部10に出力する。
First, in step S1, the zoom state of the reference camera 2 is detected by the detection mechanism. Then, the detection mechanism generates a sensor signal according to the zoom state, and outputs the sensor signal to the sensor signal detection unit 10.

【0044】ステップS2では、センサ信号検出部10
にセンサ信号が入力され、例えば検出機構としてポテン
シオメータを用いたときには出力電圧Vnに対するズー
ムスケールSv、画像中心(Xc,Yc)及びレンズ歪
みκを変換テーブル等を参照して求めて距離画像生成部
12に出力する。
In step S2, the sensor signal detector 10
When a potentiometer is used as a detection mechanism, for example, a zoom scale Sv, an image center (Xc, Yc), and a lens distortion κ with respect to the output voltage Vn are obtained by referring to a conversion table or the like to obtain a distance image generation unit. 12 is output.

【0045】ステップS3において、距離画像生成部1
2は、距離画像を生成するときのズームスケールを最適
化すべく、ズームスケールS、最適評価値Emin、ズー
ムスケール最適値Soptについて初期化処理を行う。す
なわち、このステップS3における初期化処理は、後述
のズームスケールSを最適化してズームスケール最適化
値Soptを求める処理の前提となる処理である。なお、
上記最適評価値Eminは、距離画像を生成するときに求
めるSSAD(Sum of squared absolute distance)等を用い
て決定される。
In step S3, the distance image generation unit 1
2 performs an initialization process on the zoom scale S, the optimum evaluation value E min , and the zoom scale optimum value S opt in order to optimize the zoom scale when the distance image is generated. That is, the initialization process in step S3 is a prerequisite process for optimizing a zoom scale S described later to obtain a zoom scale optimized value S opt . In addition,
The optimum evaluation value E min is determined by using a sum of squared absolute distance (SSAD) obtained when a distance image is generated.

【0046】そして、距離画像生成部12では、S
rangeを後述の最適化処理の対象となるスケール範囲を
指定する定数としたとき、後述の最適化処理によりその
値を調整するズームスケールSvから「Srange」だけ
減算したズームスケールに変換することにより初期化
し、このステップS3においてはズームスケール最適値
op tを「S」とする。また、距離画像生成部12は、
基準画像上の点と、当該基準画像上の点に対応する検出
画像上の点との類似度を示す最適評価値Eminを所定の
値Eに設定する。
Then, in the distance image generation unit 12, S
When range is a constant that specifies a scale range to be subjected to optimization processing described later, by converting to a zoom scale obtained by subtracting “S range ” from the zoom scale Sv whose value is adjusted by the optimization processing described later. initializing, the zoom scale optimum value S op t in step S3 is "S". Further, the distance image generation unit 12
An optimum evaluation value E min indicating a similarity between a point on the reference image and a point on the detected image corresponding to the point on the reference image is set to a predetermined value E.

【0047】ステップS4において、距離画像生成部1
2は、ステップS3で初期化処理をすることにより得た
ズームスケールS、ステップS1で求めた画像中心(X
c,Yc)及びレンズ歪みκを用いて基準画像のスケー
ル変換処理を行うことにより、図6(a)に示す基準画
像Bを、図6(b)に示す基準画像B’となるように変
換する。なお、検出画像D1〜D4には、スケール変換
を施さない。
In step S4, the distance image generation unit 1
2 is the zoom scale S obtained by performing the initialization processing in step S3, and the image center (X
c, Yc) and the scale distortion of the reference image using the lens distortion κ, thereby converting the reference image B shown in FIG. 6A into the reference image B ′ shown in FIG. 6B. I do. Note that the detected images D1 to D4 are not subjected to scale conversion.

【0048】すなわち、距離画像生成部12は、ステッ
プS4においてスケール変換処理を行うときには図7に
示すように、ステップS11〜ステップS13に示す処
理を行う。
That is, when performing the scale conversion processing in step S4, the distance image generation unit 12 performs the processing in steps S11 to S13 as shown in FIG.

【0049】先ずステップS11においてズームスケー
ルSvにおけるレンズ歪みκ及び画像中心(Xc,Y
c)を用いて基準画像の歪みを除去する。その結果、基
準画像は、図8(a)に示すように、歪み除去前と比較
して歪みが除去される。このとき、距離画像生成部12
は、基準画像の歪みが画像中心からの距離の三乗に比例
して変化するものとして基準画像の歪みを除去する。
First, in step S11, the lens distortion κ at the zoom scale Sv and the image center (Xc, Y
Remove the distortion of the reference image using c). As a result, as shown in FIG. 8A, distortion is removed from the reference image as compared with before the distortion is removed. At this time, the distance image generation unit 12
Removes the distortion of the reference image assuming that the distortion of the reference image changes in proportion to the cube of the distance from the center of the image.

【0050】ステップS12において、距離画像生成部
12は、基準画像のスケール変換を行う。距離画像生成
部12は、スケール変換を行うとき、ステップS11で
歪みが除去された基準画像のズームスケールS及び画像
中心(Xc,Yc)を用いる。このとき、距離画像生成
部12は、 Xi=Xc+(Xi−Xc)/S Yi=Yc+(Yi−Yc)/S で示される変換式を用いてスケール変換を行う。ここ
で、(Xi,Yi)はXY方向i番目の画素の基準画像
上の座標である。
In step S12, the distance image generation unit 12 performs scale conversion of the reference image. When performing the scale conversion, the distance image generation unit 12 uses the zoom scale S and the image center (Xc, Yc) of the reference image from which the distortion has been removed in step S11. At this time, the distance image generation unit 12 performs scale conversion using a conversion formula represented by Xi = Xc + (Xi−Xc) / S Yi = Yc + (Yi−Yc) / S. Here, (Xi, Yi) is the coordinates of the ith pixel in the XY direction on the reference image.

【0051】その結果、基準画像は、図8(b)に示す
ようにスケール変換前と比較して絵柄が縮小され、キャ
リブレーション時に用いた基準画像の絵柄と同等の大き
さとなる。
As a result, as shown in FIG. 8B, the pattern of the reference image is reduced as compared with that before the scale conversion, and has the same size as the pattern of the reference image used at the time of calibration.

【0052】ステップS13において、距離画像生成部
12は、ズームスケールScalibにおける画像中心(X
c,Yc)及びレンズ歪みκを用いてステップS12で
スケール変換された基準画像に歪みを付加する。その結
果、基準画像は、図8(c)に示すように、キャリブレ
ーション時におけるズーム状態で撮像した基準画像に変
換される。
In step S13, the distance image generation unit 12 sets the image center (X
c, Yc) and the lens distortion κ, distortion is added to the reference image scale-converted in step S12. As a result, as shown in FIG. 8C, the reference image is converted into a reference image captured in a zoom state at the time of calibration.

【0053】図5に戻ってステップS4においては、距
離画像生成部12によりスケール変換処理後における基
準画像を用いて距離画像生成処理及び評価値算出処理を
行う。このとき、予めキャリブレーションしてテーブル
として作成した基準画像上の点と対応する検出画像上の
点との関係を用いて、距離画像を生成するとともに、下
式を用いて評価値Eを算出する。
Returning to FIG. 5, in step S4, the distance image generation unit 12 performs the distance image generation processing and the evaluation value calculation processing using the reference image after the scale conversion processing. At this time, a distance image is generated by using a relationship between a point on the reference image and a corresponding point on the detected image created as a table by calibrating in advance, and an evaluation value E is calculated using the following equation. .

【0054】[0054]

【数2】 (Equation 2)

【0055】ここで、I(x)は基準画像の輝度値であり、
I'(x')は検出画像の輝度値である。
Where I (x) is the luminance value of the reference image,
I ′ (x ′) is the luminance value of the detected image.

【0056】このとき、ステップS11〜ステップS1
3に示す処理を基準画像に施すことにより、距離画像の
有効領域が基準カメラ2で撮像した基準画像よりも小さ
くなることになる。従って、スケール変換処理を施した
基準画像を用いて評価値Eを算出するとき、基準カメラ
2で撮像した基準画像の有効領域を考慮する。すなわ
ち、スケール変換処理が施されることにより、基準カメ
ラ2で撮像された基準画像の所定領域を構成する画素数
と、スケール変換が施された後の当該所定領域に相当す
る基準画像の画素数が異なるので、評価値Eを上式で求
めたとき、任意の領域における評価値Eの平均を取った
ものを各小領域における評価値Eとして用いる。
At this time, steps S11 to S1
By performing the processing shown in FIG. 3 on the reference image, the effective area of the distance image becomes smaller than the reference image captured by the reference camera 2. Therefore, when calculating the evaluation value E using the reference image subjected to the scale conversion processing, the effective area of the reference image captured by the reference camera 2 is considered. That is, by performing the scale conversion process, the number of pixels forming a predetermined region of the reference image captured by the reference camera 2 and the number of pixels of the reference image corresponding to the predetermined region after the scale conversion is performed Therefore, when the evaluation value E is obtained by the above equation, an average of the evaluation values E in an arbitrary region is used as the evaluation value E in each small region.

【0057】次に、ステップS5において、距離画像生
成部12は、ズームスケールの最適化処理を行う。すな
わち、ステップS5aにおいて距離画像生成部12は、
ステップS3で決定した最適評価値Eminと、ステップ
S4で算出した評価値Eとを比較して、最適評価値E
minよりも評価値Eが小さい判定したときにはステップ
S5bに進み、最適評価値Eminよりも評価値Eが小さ
くないと判定したときはステップS6に進む。
Next, in step S5, the distance image generator 12 performs a zoom scale optimization process. That is, in step S5a, the distance image generation unit 12
The optimum evaluation value E min determined in step S3 is compared with the evaluation value E calculated in step S4, and the optimum evaluation value E min is determined.
When it is determined that the evaluation value E is smaller than min , the process proceeds to step S5b, and when it is determined that the evaluation value E is not smaller than the optimum evaluation value E min , the process proceeds to step S6.

【0058】ステップS5bにおいて、上述のステップ
S5aで選択された評価値Eを最適評価値Eminとして
更新するとともに、変換した最適評価値Eminにおける
ズームスケールSを最適値Soptに更新する。
[0058] In step S5b, updates the evaluation value E that is selected in the above step S5a as the optimum evaluation value E min, and updates the zoom scale S in the converted optimum evaluated value E min to optimal values S opt.

【0059】ステップS6において、距離画像生成部1
2は、上述のステップS4及びステップS5で示す処理
を行ったときのズームスケールSと、「Sv+
range」との大きさを比較し、「S≧Sv+Srange
と判断したときにはステップS7に進み、「S≦Sv+
range」と判断したときにはステップS8に進み、ス
テップS8においてズームスケールSをインクリメント
して、「S+Sstep」とする。
In step S6, the distance image generation unit 1
2 is the zoom scale S at the time when the processing shown in steps S4 and S5 is performed, and “Sv +
Compare the size of “S range ” with “S ≧ Sv + S range
When it is determined, the process proceeds to step S7, where “S ≦ Sv +
When it is determined that "S range ", the process proceeds to step S8, where the zoom scale S is incremented to "S + S step ".

【0060】すなわち、距離画像生成部12は、−S
range≦S≦+Srange(Sstart≦S≦Send)の範囲内
でSstep毎に上述のステップS4〜ステップS6の処理
を繰り返す。すなわち、ステップS4で基準画像のスケ
ール変換を行い、スケール変換を施した基準画像と検出
画像とから求めた評価値Eと最適評価値Eminとを比較
して、評価値Eが小さいときには随時最適評価値Emin
を評価値Eに更新するとともに、最適値Soptをズーム
スケールSに更新することにより、所定のズームスケー
ルの範囲内における最適なズームスケールを検出する。
That is, the distance image generation unit 12 outputs
The processing of steps S4 to S6 described above is repeated for each S step within the range of ≦ S ≦ + S range (S start ≦ S ≦ S end ). That is, the scale conversion of the reference image is performed in step S4, and the evaluation value E obtained from the scale-converted reference image and the detected image is compared with the optimum evaluation value Emin. Evaluation value E min
Is updated to the evaluation value E, and the optimum value S opt is updated to the zoom scale S, thereby detecting an optimum zoom scale within a predetermined zoom scale range.

【0061】距離画像生成部12は、このように±S
rangeの範囲内でズームスケールをSs tep単位で変化さ
せてズームスケールの最適値Soptを求めるとき、例え
ば図9に示すように、実際に得たズームスケールS
start〜Sendに対する評価値Eの最小近傍の複数点を抽
出し、これらの点を補間することにより、最適値Sopt
を決定しても良い。更に、距離画像生成部12は、評価
値Eの最小近傍の複数点を抽出し、これらの点を2次関
数で曲線近似して最適値Soptを決定しても良い。
The range image generation unit 12 calculates ± S
When determining the optimum value S opt of the zoom scale zoom scale is changed in S s tep units within the range, for example, as shown in FIG. 9, actually obtained zoom scale S
By extracting a plurality of points near the minimum of the evaluation value E with respect to start to S end and interpolating these points, the optimum value S opt is obtained.
May be determined. Further, the distance image generation unit 12 may extract a plurality of points in the vicinity of the minimum of the evaluation value E, and determine the optimum value S opt by approximating the points with a quadratic function.

【0062】ステップS7において、距離画像生成部1
2は、上述のステップS5で求めた最適値Soptにおけ
る距離画像を生成する。このとき、距離画像生成部12
では、ステップS11〜ステップS13で示したスケー
ル変換処理をズームスケールの最適値Soptを用いて行
い、スケール変換処理を施した基準画像及び検出画像を
用いて距離画像を生成する。そして、この距離画像生成
部12は、生成した距離画像を出力するときに、ズーム
スケール、レンズ歪み及び画像中心について逆変換を施
し、基準カメラ2で撮像対象物の撮像したときのズーム
スケール、レンズ歪み及び画像中心となるように変換さ
せる。
In step S7, the distance image generation unit 1
2 generates a distance image at the optimum value Sopt obtained in step S5 described above. At this time, the distance image generation unit 12
In, performs scaling processing shown in step S11~ step S13 using the optimum value S opt of the zoom scale, to generate a distance image using the reference image and the detected image subjected to the scale conversion process. When outputting the generated distance image, the distance image generation unit 12 performs inverse conversion on the zoom scale, lens distortion, and image center, and outputs the zoom scale and lens when the reference camera 2 captures an image of the imaging target. The transformation is performed so as to be centered on the distortion and the image.

【0063】このような距離画像生成装置1は、センサ
信号検出部10により基準カメラ2のズーム状態を検出
して出力電圧Vnに対するズームスケール、レンズ歪み
及び画像中心の関係を求め、この関係を用いて基準画像
のスケール変換を行って評価値Eを求めることにより、
所定の範囲±Srangeでズームスケールの最適値Sopt
求めることができる。
The distance image generating apparatus 1 detects the zoom state of the reference camera 2 by the sensor signal detecting unit 10 to obtain the relationship between the output voltage Vn, the zoom scale, the lens distortion and the image center, and uses this relationship. By performing scale conversion of the reference image to obtain the evaluation value E,
The optimum value S opt of the zoom scale can be obtained in a predetermined range ± S range .

【0064】したがって、この距離画像生成装置1によ
れば、基準カメラ2としてズーム機能を有するカメラを
用いた場合であっても、ズームスケールの最適値Sopt
を求めることにより、精度の高い距離画像を生成するこ
とができる。したがって、この距離画像生成装置1によ
れば、ズームの変化に対応してレンズパラメータを高精
度で測定できなくても、最適値Soptを求めることで距
離測定精度を向上させることができる。したがって、こ
の距離画像生成装置1によれば、基準カメラ2のズーム
機能を有効に活用するとともに、精度の高い距離画像を
生成することができる。
Therefore, according to the range image generating apparatus 1, even when a camera having a zoom function is used as the reference camera 2, the optimum value S opt of the zoom scale is obtained.
, A highly accurate distance image can be generated. Therefore, according to the distance image generation device 1, even if the lens parameter cannot be measured with high accuracy in response to a change in zoom, the distance measurement accuracy can be improved by obtaining the optimum value S opt . Therefore, according to the distance image generation device 1, it is possible to effectively utilize the zoom function of the reference camera 2 and generate a highly accurate distance image.

【0065】次に、本発明が適用可能な距離画像生成装
置1の他の実施例について説明する。なお、上述した実
施例と同一の処理(ステップ)については、同一のステ
ップ番号を用いることにより、その詳細な説明を省略す
る。
Next, another embodiment of the range image generating apparatus 1 to which the present invention can be applied will be described. Note that the same processes (steps) as those in the above-described embodiment are denoted by the same step numbers, and detailed descriptions thereof are omitted.

【0066】上述した距離画像生成装置1においては基
準画像にスケール変換処理を施すことにより基準画像を
検出画像と同等のズームスケールに変換して最適値S
optを求め、距離画像を生成する一例について説明した
が、他の実施例の距離画像生成装置1は、図10(a)
に示す検出画像D1〜D4を図10(b)に示すように
基準画像Bと同等のズームスケールとなるようにスケー
ル変換処理を施す。
In the distance image generating apparatus 1 described above, the reference image is converted into a zoom scale equivalent to that of the detected image by performing a scale conversion process on the reference image to obtain the optimum value S.
An example in which opt is obtained and a distance image is generated has been described. However, the distance image generation device 1 according to another embodiment is configured as shown in FIG.
Are subjected to a scale conversion process so that the detected images D1 to D4 shown in FIG. 7 have the same zoom scale as the reference image B as shown in FIG.

【0067】すなわち、この実施例では、図5内のステ
ップS4のスケール変換処理を図11に示すように、距
離画像生成部12により先ずステップS21において、
予め求めておいたキャリブレーション時のズームスケー
ルにおけるレンズ歪みを用いて検出画像の歪みを除去す
る。その結果、基準画像は、図12(a)に示すよう
に、歪み除去前と比較して歪みが除去される。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the scale conversion processing in step S4 in FIG.
The distortion of the detected image is removed using the lens distortion on the zoom scale at the time of calibration, which is obtained in advance. As a result, as shown in FIG. 12A, distortion is removed from the reference image as compared to before the distortion is removed.

【0068】次に、ステップS22では、基準画像のズ
ームスケールSvと画像中心(Xcv,Ycv)とを用
いて、検出画像のスケール変換を距離画像生成部12に
より行う。この結果、検出画像の絵柄は、図12(b)
に示すように、基準画像の絵柄と同等のサイズとされ
る。
Next, in step S22, the scale conversion of the detected image is performed by the distance image generator 12 using the zoom scale Sv of the reference image and the image center (Xcv, Ycv). As a result, the pattern of the detected image is as shown in FIG.
As shown in the figure, the size is the same as the picture of the reference image.

【0069】次に、ステップS23では、ズームスケー
ルSvにおける基準画像のレンズ歪みκ及び検出画像中
心(Xcv,Ycv)を用いて上述のステップS22で
スケール変換した検出画像に、スケール変換後のズーム
スケールに相当するレンズ歪みを距離画像生成部12に
より付加する。この結果、図12(c)に示すように、
基準画像と同等のサイズの検出画像に対して歪みが付加
される。
Next, in step S23, using the lens distortion κ of the reference image in the zoom scale Sv and the center of the detected image (Xcv, Ycv), the detected image, which has been scale-converted in step S22, is subjected to the scale conversion. Is added by the distance image generation unit 12. As a result, as shown in FIG.
Distortion is added to a detected image having the same size as the reference image.

【0070】そして、本実施例では上述のステップS4
と同様に、距離画像生成部12によりスケール変換処理
後における検出画像と基準画像とを用いて距離画像生成
処理及び評価値算出処理を行う。このとき、距離画像生
成部12は、基準画像のズームスケールSvに応じて基
準画像と検出画像との対応関係を示す射影変換行列を生
成し、基準画像上の点と対応する検出画像上の対応点を
求め、距離画像を生成するとともに、下式を用いて評価
値Eを算出する。
In this embodiment, the above-described step S4
Similarly to the above, the distance image generation processing and the evaluation value calculation processing are performed by the distance image generation unit 12 using the detected image after the scale conversion processing and the reference image. At this time, the distance image generation unit 12 generates a projective transformation matrix indicating the correspondence between the reference image and the detected image according to the zoom scale Sv of the reference image, and maps a point on the reference image to a corresponding point on the detected image. A point is obtained, a distance image is generated, and an evaluation value E is calculated using the following equation.

【0071】[0071]

【数3】 (Equation 3)

【0072】ここで、I(x)は基準画像の輝度値であり、
I'(x')は検出画像の輝度値である。
Where I (x) is the luminance value of the reference image,
I ′ (x ′) is the luminance value of the detected image.

【0073】次に、距離画像生成部12は、上述のステ
ップS5と同様に、距離画像生成部12は、ズームスケ
ールの最適化処理を行う。すなわち、距離画像生成部1
2は、最適評価値EminとステップS4で算出した評価
値Eとを比較して、最適評価値Eminに変換するととも
に、変換した最適評価値Eminにおけるズームスケール
Sを最適値Soptと変換する。
Next, the distance image generation unit 12 performs a zoom scale optimization process in the same manner as in step S5 described above. That is, the distance image generation unit 1
2 compares the evaluation value E calculated in the optimum evaluation value E min and step S4, and converts the optimum evaluation value E min, and the optimum value S opt zoom scale S in the converted optimum evaluated value E min Convert.

【0074】ステップS6において、距離画像生成部1
2は、上述と同様にステップS6及びステップS8によ
り、検出画像のズームスケールを所定の範囲±Srange
で変化させて最適評価値Emin及び最適値Soptを求め、
最適値Soptにおけるズームスケールの検出画像と基準
画像とを用いて距離画像を生成する。
In step S6, the distance image generation unit 1
2 sets the zoom scale of the detected image to a predetermined range ± S range by steps S6 and S8 as described above.
To obtain the optimum evaluation value E min and the optimum value S opt ,
A distance image is generated using the detected image of the zoom scale at the optimum value S opt and the reference image.

【0075】このような他の実施例に係る距離画像生成
装置1は、ステップS4に相当する処理を行うときに各
step毎に射影変換行列を生成して距離画像及び評価値
Eを生成するので、上述の実施例と比較して処理時間が
増加するが、より精度の高い射影変換行列を生成するこ
とができ、高精度の距離画像及び評価値Eを生成するこ
とができる。
The distance image generating apparatus 1 according to such another embodiment generates a projective transformation matrix for each S step and generates a distance image and an evaluation value E when performing the processing corresponding to step S4. Therefore, although the processing time increases as compared with the above-described embodiment, a more accurate projection transformation matrix can be generated, and a highly accurate distance image and the evaluation value E can be generated.

【0076】また、この他の実施例に係る距離画像生成
装置1は、上述の実施例がステップS4及びステップS
7でスケール変換を施す必要があることに対して、ステ
ップS4に相当するステップにおいて検出画像のスケー
ル変換処理を行うことにより、スケール変換が施された
検出画像と基準画像とを用いてステップS7に相当する
処理を行うことができる。
The distance image generating apparatus 1 according to the other embodiment is different from the above embodiment in that steps S4 and S4 are performed.
In contrast to the necessity of performing the scale conversion in step S7, the scale conversion process of the detected image is performed in a step corresponding to step S4, and the process proceeds to step S7 using the scale-converted detected image and the reference image. Corresponding processing can be performed.

【0077】更に、他の実施例に係る距離画像生成装置
1は、上述の実施例が基準画像をステップS4でキャリ
ブレーション時のズームスケールに変換して上述のステ
ップS4〜ステップS6までの処理を行うので、ステッ
プS4において距離画像及び評価値Eを生成するときの
検出画像に対応する基準画像の所定領域の画素数がS
step毎に変化することに対して、基準画像のズームスケ
ールを変化させずに検出画像のズームスケールをステッ
プS4に相当する処理で変換するので、常に基準画像の
一定領域における評価値を用いて最適値Soptを求める
ことができる。
Further, in the distance image generating apparatus 1 according to another embodiment, the above-described embodiment converts the reference image into a zoom scale at the time of calibration in step S4, and performs the above-described processing in steps S4 to S6. Therefore, the number of pixels in the predetermined area of the reference image corresponding to the detected image when the distance image and the evaluation value E are generated in step S4 is S
Since the zoom scale of the detected image is converted by the process corresponding to step S4 without changing the zoom scale of the reference image for the change in each step , it is always optimized by using the evaluation value in a certain area of the reference image. The value S opt can be determined.

【0078】なお、本発明を適用した距離画像生成装置
1は、検出カメラ3にズーム機能を備えたものであって
も、上述と同様にズームスケールを最適化して距離画像
を生成することができる。但しこの場合、センサ検出信
号検出部10が各検出カメラ3と接続しており、センサ
信号と検出画像のズームスケールとの関係、センサ信号
と検出画像のレンズ歪みとの関係、センサ信号と検出画
像の画像中心との関係を基準画像の場合と同様に予め用
意しておく必要がある。また、距離画像生成装置1は、
距離画像生成部12により基準画像及び/又は検出画像
に図7及び/又は図11に示したスケール変換処理を施
すことにより基準画像と検出画像とのスケールを略同一
とし、基準画像と検出値Sv±Srangeの範囲内でS
step毎に評価値Eを求めることにより、最適値Sopt
求めて距離画像を生成する。これにより、距離画像生成
装置1は、基準カメラ2と撮像対象物との距離を示す距
離画像のみならず検出カメラ3と撮像対象物との距離を
示す距離画像を生成することができる。
The distance image generating apparatus 1 to which the present invention is applied can generate a distance image by optimizing the zoom scale in the same manner as described above, even if the detection camera 3 has a zoom function. . However, in this case, the sensor detection signal detection unit 10 is connected to each detection camera 3, and the relationship between the sensor signal and the zoom scale of the detection image, the relationship between the sensor signal and the lens distortion of the detection image, the sensor signal and the detection image It is necessary to prepare in advance the relationship with the image center as in the case of the reference image. Further, the distance image generation device 1
The scale conversion processing shown in FIG. 7 and / or FIG. 11 is performed on the reference image and / or the detected image by the distance image generation unit 12 so that the scale of the reference image and the detected image is substantially the same, and the reference image and the detected value Sv are obtained. S within ± S range
By obtaining an evaluation value E for each step , an optimum value S opt is obtained to generate a distance image. Thereby, the distance image generation device 1 can generate not only a distance image indicating the distance between the reference camera 2 and the imaging target object but also a distance image indicating the distance between the detection camera 3 and the imaging target object.

【0079】また、本発明の説明においては基準カメラ
又は検出カメラのズーム状態が変化する場合でも距離画
像を生成する一例について説明したが、上述したズーム
スケールの最適化手法は、基準カメラ2又は検出カメラ
3のズーム操作を終了した後等にしばしば行われるフォ
ーカスの微調整時に生ずる画像サイズの変化に対しても
適用可能である。
In the description of the present invention, an example has been described in which a range image is generated even when the zoom state of the reference camera or the detection camera changes. However, the above-described zoom scale optimization method uses the reference camera 2 or the detection camera. The present invention can also be applied to a change in image size that occurs at the time of fine adjustment of focus, which is often performed after the zoom operation of the camera 3 is completed.

【0080】すなわち、距離画像生成装置1は、例えば
図13(a)に示すような基準画像B、検出画像D1〜
D4のうち、基準画像Bのみについてズームスケールの
変換を行って図13(b)に示すように基準画像B’と
し、更に基準画像B’についてフォーカスの調整処理を
行うことで図13(c)に示す基準画像B”とする。こ
のとき、図13(c)に示す基準画像B”は、図13
(b)に示した基準画像B’と比較して大きさが変化し
ており、この場合には小さくなっている。
That is, the distance image generating apparatus 1 includes, for example, a reference image B and detection images D1 to D1 as shown in FIG.
In D4, only the reference image B is converted into a reference image B 'as shown in FIG. 13 (b) by performing a zoom scale conversion, and focus adjustment processing is further performed on the reference image B' to obtain the reference image B 'in FIG. 13 (c). 13C. At this time, the reference image B ″ shown in FIG.
The size is changed as compared with the reference image B ′ shown in FIG.

【0081】これに対し、±Srangeの範囲内でズーム
スケールをSstep単位で変化させてズームスケールの最
適値Soptを求めるとき、例えば図14に示すように、
実際に得たズームスケールSstart〜Sendに対する最適
評価値Eminに応じて、最適値Soptを決定し、フォーカ
スを調整した後の基準画像B”に対してズームスケール
start'〜Send'に対する最適評価値Emin'に応じて、
最適なSopt'を求める。これにより、距離画像生成装置
1は、ズームスケールを変化させて画像を距離画像を生
成するとともに、フォーカス調整を行うことで画像のズ
ームスケールが変化した場合においても、最適なズーム
スケールをSopt'として検出して、距離画像を生成する
ことができる。
On the other hand, when the optimum value Sopt of the zoom scale is obtained by changing the zoom scale in S step units within the range of ± S range , for example, as shown in FIG.
The optimum value S opt is determined according to the optimum evaluation value E min for the actually obtained zoom scales S start to S end , and the zoom scales S start ′ to S end for the reference image B ″ after the focus is adjusted. According to the optimal evaluation value E min for '
Find the optimal S opt ' . Accordingly, the distance image generation device 1 generates a distance image of the image by changing the zoom scale, and even when the zoom scale of the image changes by performing focus adjustment, the optimum zoom scale is S opt ′. And a distance image can be generated.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る距離画像生成装置は、ズーム機能を有するカメラを1
以上有し複数のカメラからなる撮像手段と、ズーム機能
を有するカメラのズーム状態を検出して少なくともズー
ムスケールを算出するズーム状態検出手段と、いずれか
のカメラで撮像した画像のズームスケールを変化させる
スケール変換手段と、スケール変換手段でスケール変換
が施された画像と当該画像上の点に対応するスケール変
換が施されていない画像上の点とを比較して類似度を示
す評価値を生成して適正なズームスケールを検出するズ
ームスケール検出手段と、ズームスケール検出手段で検
出されたズームスケールにおける画像と、スケール変換
が施されていない画像とを用いて、いずれかのカメラと
撮像対象物との距離を示す距離画像を生成する距離画像
生成手段とを備えるので、ズーム機能を有するカメラの
ズーム状態が変化しても、そのズーム状態を検出して、
適正なズームスケールとなるように精度良く推定して、
高精度の距離画像を生成することができる。
As described above in detail, the range image generating apparatus according to the present invention includes one camera having a zoom function.
An imaging unit having a plurality of cameras, a zoom state detection unit that detects a zoom state of a camera having a zoom function and calculates at least a zoom scale, and changes a zoom scale of an image captured by any of the cameras. A scale conversion unit, and generates an evaluation value indicating a similarity by comparing the image on which scale conversion has been performed by the scale conversion unit and a point on an image on which scale conversion has not been performed corresponding to a point on the image. A zoom scale detecting means for detecting an appropriate zoom scale, an image on the zoom scale detected by the zoom scale detecting means, and an image on which no scale conversion has been performed, using one of the camera and the imaging object. And a distance image generating means for generating a distance image indicating the distance of the camera. Even if, to detect the zoom state,
Estimate accurately so that it becomes the appropriate zoom scale,
A highly accurate distance image can be generated.

【0083】また、本発明に係る距離画像生成方法は、
ズーム機能を用いて撮像対象物を撮像して画像を生成す
る1以上のズームカメラを含む複数のカメラうち、上記
ズームカメラのズーム状態を検出して少なくともズーム
スケールを算出するとともに上記ズームカメラの周囲に
配された他のカメラにより画像を生成する第1のステッ
プと、ズーム画像又は上記他のカメラで生成した画像の
スケールを所定の範囲内で変化させて、上記ズーム画像
と当該ズーム画像上の点に対応する上記他のカメラで生
成した画像上の点とを比較して類似度を示す評価値を生
成する第2のステップと、ズーム画像と上記他のカメラ
で生成した画像とを用いて生成された評価値に基づいて
ズームスケールを調整する第3のステップと、調整され
たズームスケールにおけるズーム画像上の点に対応する
上記他のカメラで生成した画像上の対応点を検出して上
記ズームカメラと撮像対象物との距離を示す距離画像を
生成する第4のステップとを有するので、ズームカメラ
のズーム状態を変化させてズーム画像を撮像したときで
あっても、ズーム状態を検出して、ズームスケールを精
度良く推定し、ズーム画像と他のカメラで生成した画像
とを用いて、ズーム画像と撮像対象物との距離を示す高
精度な距離画像を生成することができる。
Further, the distance image generation method according to the present invention
Among a plurality of cameras including one or more zoom cameras that generate an image by capturing an image of an object to be captured using a zoom function, a zoom state of the zoom camera is detected, at least a zoom scale is calculated, and a periphery of the zoom camera is calculated. A first step of generating an image by another camera disposed in the camera, and changing the scale of the zoom image or the image generated by the other camera within a predetermined range, and A second step of comparing a point on the image generated by the other camera corresponding to the point to generate an evaluation value indicating the degree of similarity, and using a zoom image and an image generated by the other camera. A third step of adjusting the zoom scale based on the generated evaluation value, and the other camera corresponding to a point on the zoom image on the adjusted zoom scale. A fourth step of detecting a corresponding point on the formed image and generating a distance image indicating a distance between the zoom camera and the imaging target, so that a zoom state of the zoom camera is changed to capture a zoom image. Even when the zooming is performed, the zoom state is detected, the zoom scale is accurately estimated, and a high-precision indicating the distance between the zoomed image and the imaging target is obtained using the zoomed image and an image generated by another camera. It is possible to generate an accurate distance image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が適用可能な距離画像生成装置を構成す
る基準カメラと検出カメラの配置例を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the arrangement of a reference camera and a detection camera constituting a range image generation device to which the present invention can be applied.

【図2】本発明が適用可能な距離画像生成装置を示す構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a range image generation device to which the present invention can be applied.

【図3】基準カメラのズーム状態を変化させて基準画像
を撮像したときの基準画像と検出画像とを比較して説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for comparing and explaining a reference image and a detected image when a reference image is captured while changing the zoom state of the reference camera.

【図4】センサ信号検出部で生成した出力電圧と基準画
像のズームスケールとの関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an output voltage generated by a sensor signal detection unit and a zoom scale of a reference image.

【図5】本発明が適用可能な距離画像生成装置で距離画
像を生成するときの距離画像生成部の処理を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of a distance image generation unit when a distance image is generated by a distance image generation device to which the present invention can be applied.

【図6】基準画像にスケール変換処理を行うことを説明
するための図であり、(a)にスケール変換処理前の基
準画像及び検出画像を示し、(b)にスケール変換処理
後の基準画像及び検出画像を示す。
6A and 6B are diagrams for explaining that a scale conversion process is performed on a reference image. FIG. 6A illustrates a reference image and a detected image before the scale conversion process, and FIG. 6B illustrates a reference image after the scale conversion process. And a detected image.

【図7】基準画像に対してスケール変換処理を施す処理
を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of performing a scale conversion process on a reference image.

【図8】図7に示すフローチャートにしたがってスケー
ル変換処理が施される基準画像を示す図であり、(a)
に歪み除去前後の基準画像を示し、(b)にスケール変
換前後の基準画像を示し、(c)に歪み付加前後の基準
画像を示す。
8A is a diagram showing a reference image on which a scale conversion process is performed according to the flowchart shown in FIG. 7; FIG.
Shows reference images before and after distortion removal, (b) shows reference images before and after scale conversion, and (c) shows reference images before and after distortion addition.

【図9】所定の範囲内±Srangeでズームスケールを変
化させたときの評価値を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing evaluation values when the zoom scale is changed within a predetermined range ± S range .

【図10】検出画像にスケール変換処理を行うことを説
明するための図であり、(a)にスケール変換処理前の
検出画像及び基準画像を示し、(b)にスケール変換処
理後の検出画像及び基準画像を示す。
10A and 10B are diagrams for explaining that a scale conversion process is performed on a detected image. FIG. 10A illustrates a detected image and a reference image before the scale conversion process, and FIG. 10B illustrates a detected image after the scale conversion process. And a reference image.

【図11】検出画像に対してスケール変換処理を施す処
理を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of performing a scale conversion process on a detected image.

【図12】図11に示すフローチャートにしたがってス
ケール変換処理が施される基準画像を示す図であり、
(a)に歪み除去前後の検出画像を示し、(b)にスケ
ール変換前後の検出画像を示し、(c)に歪み付加前後
の検出画像を示す。
12 is a diagram showing a reference image on which a scale conversion process is performed according to the flowchart shown in FIG. 11;
(A) shows a detected image before and after distortion removal, (b) shows a detected image before and after scale conversion, and (c) shows a detected image before and after distortion addition.

【図13】(a)はスケール変換処理前の基準画像及び
検出画像を示し、(b)はスケール変換処理後の基準画
像及び検出画像を示し、(c)はフォーカス調整後の基
準画像及び検出画像を示す図である。
13A shows a reference image and a detected image before a scale conversion process, FIG. 13B shows a reference image and a detected image after a scale conversion process, and FIG. 13C shows a reference image and a detected image after focus adjustment. It is a figure showing an image.

【図14】所定の範囲内±Srangeでズームスケールを
変化させたときの評価値、フォーカス調整を行うことで
変化したズームスケールに応じてた評価値を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating an evaluation value when the zoom scale is changed within ± S range within a predetermined range, and an evaluation value according to the zoom scale changed by performing focus adjustment.

【図15】基準画像上の点に対応する検出画像上の点を
エピポーラライン上から検索して検出することを説明す
るための図である。
FIG. 15 is a diagram for explaining that a point on the detected image corresponding to a point on the reference image is searched for and detected from the epipolar line.

【図16】基準画像上の点に対応する検出画像上の点を
エピポーラライン上から検索して検出ときの基準画像と
検出画像との関係を示す図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship between a reference image and a detected image when a point on the detected image corresponding to a point on the reference image is searched for from the epipolar line and detected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 距離画像生成装置、2 基準カメラ、3 検出カメ
ラ、10 センサ信号検出部、12 距離画像生成部
Reference Signs List 1 distance image generation device, 2 reference camera, 3 detection camera, 10 sensor signal detection unit, 12 distance image generation unit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ズーム機能を有するカメラを1以上有し
複数のカメラからなる撮像手段と、 ズーム機能を有するカメラのズーム状態を検出して少な
くともズームスケールを算出するズーム状態検出手段
と、 いずれかのカメラで撮像した画像のズームスケールを変
化させるスケール変換手段と、 上記スケール変換手段でスケール変換が施された画像と
当該画像上の点に対応するスケール変換が施されていな
い画像上の点とを比較して類似度を示す評価値を生成し
て適正なズームスケールを検出するズームスケール検出
手段と、 上記ズームスケール検出手段で検出されたズームスケー
ルにおける画像と、スケール変換が施されていない画像
とを用いて、いずれかのカメラと撮像対象物との距離を
示す距離画像を生成する距離画像生成手段とを備えるこ
とを特徴とする距離画像生成装置。
1. An image pickup means comprising one or more cameras having a zoom function and comprising a plurality of cameras, and a zoom state detection means for detecting a zoom state of the camera having a zoom function and calculating at least a zoom scale. Scale conversion means for changing the zoom scale of an image captured by the camera, and a point on the image on which scale conversion has been performed by the scale conversion means and a point on the image which has not been subjected to scale conversion corresponding to a point on the image. A zoom scale detecting unit that generates an evaluation value indicating the degree of similarity and detects an appropriate zoom scale, an image at the zoom scale detected by the zoom scale detecting unit, and an image that has not been subjected to scale conversion. And a distance image generating means for generating a distance image indicating a distance between one of the cameras and the object to be imaged. Distance image generating apparatus according to claim Rukoto.
【請求項2】 上記ズーム状態検出手段は、上記ズーム
機能を有するカメラのズーム状態を検出して撮像した画
像の画像中心及びレンズ歪みを検出し、 上記スケール変換手段は、上記画像中心及びレンズ歪み
を用いて画像のスケール変換を行うことを特徴とする請
求項1記載の距離画像生成装置。
2. The zoom state detecting means detects a zoom state of a camera having the zoom function and detects an image center and a lens distortion of an image taken, and the scale converting means includes a step of detecting the image center and the lens distortion. The distance image generating apparatus according to claim 1, wherein the scale conversion of the image is performed by using.
【請求項3】 上記撮像手段は、ズーム機能を有し撮像
対象物を撮像して第1の画像を生成する第1のカメラ
と、上記第1のカメラの周囲に配されズーム状態を変化
させずに撮像対象物を撮像して第2の画像を生成する複
数の第2のカメラとからなることを特徴とする請求項1
記載の距離画像生成装置。
3. An image pickup means, comprising: a first camera having a zoom function for picking up an image of an object to be picked up and generating a first image; And a plurality of second cameras for generating a second image by capturing an image of the object to be captured.
The distance image generation device according to claim 1.
【請求項4】 上記ズーム状態検出手段で検出された第
1の画像のズームスケールを上記スケール変換手段で変
換し、スケール変換が施された第1の画像と第2の画像
とを比較して評価値を生成し適正なズームスケールをズ
ームスケール検出手段で検出して、距離画像生成手段で
適正なズームスケールの第1の画像と第2の画像とを用
いて距離画像を生成することを特徴とする請求項3記載
の距離画像生成装置。
4. The zoom scale of the first image detected by the zoom state detection means is converted by the scale conversion means, and the scale-converted first image is compared with the second image. An evaluation value is generated, an appropriate zoom scale is detected by a zoom scale detection unit, and a distance image is generated by the distance image generation unit using the first image and the second image of the appropriate zoom scale. The distance image generation device according to claim 3, wherein
【請求項5】 第2の画像のスケールを上記スケール変
換手段で変換し、スケール変換が施された第2の画像と
第1の画像とを比較して評価値を生成し適正なズームス
ケールをズームスケール検出手段で検出して、距離画像
生成手段で適正なズームスケールの第2の画像と第1の
画像とを用いて距離画像を生成することを特徴とする請
求項3記載の距離画像生成装置。
5. The scale of the second image is converted by the scale conversion means, the scaled second image is compared with the first image, an evaluation value is generated, and an appropriate zoom scale is calculated. 4. The distance image generation according to claim 3, wherein the distance image is detected by the zoom scale detection means, and the distance image is generated by the distance image generation means using the second image and the first image of the appropriate zoom scale. apparatus.
【請求項6】 ズーム機能を有する2以上のカメラで生
成した各画像にスケール変換を施して当該スケール変換
を施した各画像を用いて適正なズームスケールをズーム
スケール検出手段で検出し、いずれかのカメラから撮像
対象物までの距離を示す距離画像を距離画像生成手段で
生成することを特徴とする請求項1記載の距離画像生成
装置。
6. A scale conversion is performed on each image generated by two or more cameras having a zoom function, and an appropriate zoom scale is detected by a zoom scale detection unit using each image subjected to the scale conversion. The distance image generation device according to claim 1, wherein a distance image indicating a distance from the camera to the imaging target is generated by a distance image generation unit.
【請求項7】 ズーム機能を用いて撮像対象物を撮像し
て画像を生成する1以上のズームカメラを含む複数のカ
メラうち、上記ズームカメラのズーム状態を検出して少
なくともズームスケールを算出するとともに上記ズーム
カメラの周囲に配された他のカメラにより画像を生成す
る第1のステップと、 上記ズーム画像又は上記他のカメラで生成した画像のス
ケールを所定の範囲内で変化させて、上記ズーム画像と
当該ズーム画像上の点に対応する上記他のカメラで生成
した画像上の点とを比較して類似度を示す評価値を生成
する第2のステップと、 上記ズーム画像と上記他のカメラで生成した画像とを用
いて生成された評価値に基づいてズームスケールを調整
する第3のステップと、 上記調整されたズームスケールにおけるズーム画像上の
点に対応する上記他のカメラで生成した画像上の対応点
を検出して上記ズームカメラと撮像対象物との距離を示
す距離画像を生成する第4のステップとを有することを
特徴とする距離画像生成方法。
7. Among a plurality of cameras including one or more zoom cameras that generate an image by capturing an image of an object to be captured using a zoom function, a zoom state of the zoom camera is detected to calculate at least a zoom scale. A first step of generating an image by another camera arranged around the zoom camera, and changing the scale of the zoom image or the image generated by the other camera within a predetermined range, thereby obtaining the zoom image And a second step of comparing the point on the zoom image with a point on the image generated by the other camera to generate an evaluation value indicating the degree of similarity. A third step of adjusting the zoom scale based on the evaluation value generated using the generated image, and a point on the zoom image at the adjusted zoom scale. A fourth step of detecting a corresponding point on an image generated by the other camera corresponding to the above, and generating a distance image indicating a distance between the zoom camera and the imaging target object. Generation method.
【請求項8】 上記第1のステップは、上記ズームカメ
ラのズーム状態を検出して上記ズームスケールにおける
ズーム画像の画像中心及びレンズ歪みを検出し、 第2のステップは、上記画像中心及びレンズ歪みを用い
て第1の画像又は第2の画像のズームスケールを変化さ
せることを特徴とする請求項7記載の距離画像生成方
法。
8. The first step detects a zoom state of the zoom camera to detect an image center and a lens distortion of a zoom image on the zoom scale, and the second step includes a step of detecting the image center and the lens distortion. The distance image generation method according to claim 7, wherein the zoom scale of the first image or the second image is changed by using (1).
【請求項9】 上記第2のステップは、 上記第1のステップで検出されたズーム状態から画像中
心及びレンズ歪みを算出し上記ズーム画像又は上記他の
カメラで生成した画像の歪みを除去し、上記ズーム画像
又は上記他のカメラで生成した画像のスケールを変化さ
せてスケール変換を行い、スケール変換に応じたレンズ
歪みを上記ズーム画像に付加し、レンズ歪みが付加され
たズーム画像と上記他のカメラで生成した画像とを用い
て評価値を生成することを特徴とする請求項8記載の距
離画像生成方法。
9. The second step calculates an image center and a lens distortion from the zoom state detected in the first step, and removes distortion of the zoom image or an image generated by the other camera. The scale conversion is performed by changing the scale of the zoom image or the image generated by the other camera, and a lens distortion corresponding to the scale conversion is added to the zoom image, and the lens distortion-added zoom image and the other 9. The distance image generation method according to claim 8, wherein the evaluation value is generated using an image generated by the camera.
【請求項10】 上記第2のステップは、上記ズーム画
像のスケールを変換し、当該スケールが変換されたズー
ム画像と上記他のカメラで生成した画像を用いて評価値
を生成することを特徴とする請求項7記載の距離画像生
成方法。
10. The method according to claim 1, wherein the second step includes converting a scale of the zoom image, and generating an evaluation value using the zoom image having the converted scale and an image generated by the other camera. The method for generating a distance image according to claim 7.
【請求項11】 上記第2のステップは、上記他のカメ
ラで生成した画像のスケールを変換し、当該スケールが
変換された画像とズーム画像とを用いて評価値を生成す
ることを特徴とする請求項7記載の距離画像生成方法。
11. The second step is characterized in that a scale of an image generated by the other camera is converted, and an evaluation value is generated by using the converted image and the zoom image. The method for generating a distance image according to claim 7.
【請求項12】 上記第2のステップは、2以上のズー
ムカメラで生成した各ズーム画像にスケール変換を施し
て当該スケール変換を施した各画像を用いて評価値を生
成することを特徴とする請求項7記載の距離画像生成方
法。
12. The second step is characterized in that scale conversion is performed on each zoom image generated by two or more zoom cameras, and an evaluation value is generated using each scale-converted image. The method for generating a distance image according to claim 7.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070120A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Hitachi Ltd Distance measuring device
JP2008241491A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi Ltd Three-dimensional measurement instrument
JP2009058359A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Omron Corp Image processor
JP2011227073A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Saxa Inc Three-dimensional position measuring device
JP2013113712A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Sharp Corp Stereo three-dimensional measuring instrument

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070120A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Hitachi Ltd Distance measuring device
JP2008241491A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Hitachi Ltd Three-dimensional measurement instrument
JP2009058359A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Omron Corp Image processor
JP2011227073A (en) * 2010-03-31 2011-11-10 Saxa Inc Three-dimensional position measuring device
JP2013113712A (en) * 2011-11-29 2013-06-10 Sharp Corp Stereo three-dimensional measuring instrument

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