JP2001155153A - Device and method for generating depth map - Google Patents

Device and method for generating depth map

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JP2001155153A
JP2001155153A JP33542899A JP33542899A JP2001155153A JP 2001155153 A JP2001155153 A JP 2001155153A JP 33542899 A JP33542899 A JP 33542899A JP 33542899 A JP33542899 A JP 33542899A JP 2001155153 A JP2001155153 A JP 2001155153A
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JP
Japan
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image
distance
original image
distance image
original
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Japanese (ja)
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Tetsuya Shinpo
哲也 新保
Masaya Tanaka
昌也 田中
Akihiro Takiguchi
章広 滝口
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Publication of JP2001155153A publication Critical patent/JP2001155153A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a depth map generation device which can simultaneously output an original image and a depth map which temporally coincide with each other and accordingly perform highly accurate image processing by using an application utilizing the original image and the depth map. SOLUTION: The original images fetched from cameras 25, 25 are once stored in a memory 33, a generated depth map is made synchronous with the original images in the memory 33, at the moment when the depth map is generated from the original images, and the depth map and the original images are written in memory parts 37 and 39 for output, respectively.

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、2次元画像に基づ
いて同画像内の各対象物までの距離(深度、奥行き)を
算出し、その距離を2次元画面上に表現した距離画像を
生成し出力する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention calculates a distance (depth, depth) to each object in a two-dimensional image and generates a distance image expressing the distance on a two-dimensional screen. Output device.

【0002】[0002]

【従来の技術】2次元画像から距離画像を生成する装置
として、ステレオ視法を用いたステレオ画像処理装置が
広く知られている。この装置は、異なる位置に配された
複数(例えば、2台)のカメラで同一の空間領域を撮影
し、一方のカメラから受け取った2次元画像(原画像)
について、各画素毎に、他方のカメラから受け取った2
次元画像との間の視差を求めてその視差から対象物まで
の距離を決定し、この距離の値をその画素の値とした2
次元画像(距離画像)を生成する。
2. Description of the Related Art As an apparatus for generating a distance image from a two-dimensional image, a stereo image processing apparatus using stereo vision is widely known. This device captures the same spatial region with a plurality of (eg, two) cameras arranged at different positions, and receives a two-dimensional image (original image) received from one of the cameras.
For each pixel, 2 received from the other camera
The parallax between the two-dimensional image is obtained, the distance to the object is determined from the parallax, and the value of this distance is used as the value of the pixel.
Generate a two-dimensional image (distance image).

【0003】通常、生成された距離画像は原画像と共
に、コンピュータの画像処理アプリケーションプログラ
ムに渡されて、色々な処理に利用される。例えば、距離
画像から所定範囲の距離値をもった画素群を検出し、そ
の検出した画素群を原画像から選択することで、原画像
から所定範囲の距離に存在する物体の画像だけを抽出す
るといった操作が、画像処理アプリケーションによって
行われる。
Usually, the generated distance image is passed to an image processing application program of a computer together with an original image, and is used for various processes. For example, by detecting a pixel group having a distance value within a predetermined range from the distance image and selecting the detected pixel group from the original image, only an image of an object existing within a predetermined range of distance from the original image is extracted. Are performed by the image processing application.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】原画像から距離画像を
生成するのに必要な計算処理の量は大変に多い。そのた
め、カメラから原画像を取り込んで距離画像を高速に生
成する装置を(例えば、ビデオキャプチャボードのよう
な拡張機能ボードの形で)コンピュータのシステムバス
に接続して、画像処理アプリケーションはその距離画像
生成装置から原画像と距離画像を読み込むようになって
いることが多い。
The amount of calculation processing required to generate a distance image from an original image is extremely large. Therefore, a device that captures the original image from the camera and generates a range image at high speed is connected to the system bus of the computer (for example, in the form of an extended function board such as a video capture board), and the image processing application executes the distance image In many cases, an original image and a distance image are read from a generation device.

【0005】しかしながら、従来の距離画像生成装置
は、カメラから原画像を取り込むと、即座にその原画を
出力しつつ、これと並行して、原画像から距離画像を生
成し、その距離画像を出力する。そのため、距離画像生
成のための処理時間分だけ、距離画像の出力タイミング
は原画像のそれよりも遅延することになる。従って、画
像処理アプリケーションは、この遅延時間分だけ撮影時
刻のずれた原画像と距離画像を受け取ることになり、こ
れが画像処理の精度を低下させる。
However, when a conventional range image generating apparatus captures an original image from a camera, it immediately outputs the original image, generates a range image from the original image in parallel with this, and outputs the range image. I do. Therefore, the output timing of the distance image is delayed from that of the original image by the processing time for generating the distance image. Therefore, the image processing application receives the original image and the distance image whose shooting time is shifted by the delay time, which lowers the accuracy of the image processing.

【0006】画像処理アプリケーションにおいて、距離
画像生成装置で生じる上記遅延時間を正確に把握して画
像処理の際にこの遅延時間を補償するということは、理
論的には可能である。しかし、そうするためには、距離
画像生成装置から画像処理アプリケーションに遅延時間
を通知するか、又は、前もってユーザが遅延時間を知っ
て画像処理アプリケーションに設定するというような、
余計な面倒な操作が必要になる。また、画像処理アプリ
ケーションにおいては、遅延時間の補償処理を行うとい
う作業が増えるため、本来の仕事である画像処理の方の
パフォーマンスが低下してしまう可能性がある。そもそ
も、画像処理アプリケーションと距離画像生成装置とは
別のシステムであって、また、異なるメーカで設計・製
造されるのが通常であるから、距離画像生成装置内で生
じる遅延時間の補償を画像処理アプリケーションに期待
すること自体、現実問題として無理である。
In an image processing application, it is theoretically possible to accurately grasp the delay time generated in the range image generation device and compensate for the delay time during image processing. However, in order to do so, the distance image generation device notifies the image processing application of the delay time, or such that the user knows the delay time in advance and sets it in the image processing application.
Extra laborious operations are required. Further, in the image processing application, since the work of performing the delay time compensation processing increases, the performance of the image processing, which is the original work, may be reduced. In the first place, since the image processing application and the distance image generation device are different systems and are usually designed and manufactured by different manufacturers, the compensation of the delay time generated in the distance image generation device is performed by the image processing. Expecting the application itself is unreasonable.

【0007】従って、本発明の目的は、時間的に一致し
た原画像と距離画像を同時に出力することができ、もっ
て、その原画像と距離画像を利用するアプリケーション
をして精度の高い画像処理を可能にする距離画像生成装
置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to simultaneously output an original image and a distance image that are temporally coincident with each other, so that an application using the original image and the distance image can be used to perform highly accurate image processing. An object of the present invention is to provide a range image generating device that enables the distance image generating device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の距離画像生成装
置は、原画像を入力する原画像入力手段と、入力した原
画像から距離画像を生成する距離画像生成手段と、生成
された距離画像を出力する距離画像出力手段と、入力し
た原画像を出力する原画像出力手段と、原画像出力手段
が原画像を出力できる時期を、距離画像生成手段が距離
画像を出力できる時期に略一致するように制御する制御
手段とを備える。
A distance image generating apparatus according to the present invention comprises: an original image input means for inputting an original image; a distance image generating means for generating a distance image from the input original image; , An original image output unit that outputs the input original image, and a time when the original image output unit can output the original image substantially coincides with a time when the distance image generation unit can output the distance image. Control means for performing such control.

【0009】この距離画像生成装置は、距離画像が出力
できるようになるまでの遅延時間を同装置内で補償し
て、同じ撮影時刻の原画像と距離画像とを略同時に出力
することができる。従って、原画像と距離画像とを受け
とって処理する側では、原画像と距離画像の間の撮影時
刻のずれを何ら考慮する必要がない。このことは、特
に、この距離画像生成装置からコンピュータの画像処理
アプリケーションに距離画像と前記原画像を渡す場合
に、画像処理アプリケーションにとって非常に好都合で
ある。
This distance image generating apparatus compensates for a delay time until a distance image can be output in the same apparatus, and can output an original image and a distance image at the same photographing time substantially simultaneously. Therefore, on the side that receives and processes the original image and the distance image, there is no need to consider any shift in the shooting time between the original image and the distance image. This is very convenient for the image processing application, especially when the distance image and the original image are passed from the distance image generation device to the image processing application of the computer.

【0010】好適な実施形態では、距離画像と原画像の
出力時期を一致させるための上記制御が、各画素データ
ごとに行われる。つまり、距離画像と原画像を、画素単
位で精度良く同期させることができる。しかし、そこま
での同期精度を必要としない場合には、画素ごとにでは
なく、ラスタ単位に出力タイミングを制御してもよい
し、或いはフレーム単位で出力タイミングを制御しても
よい。
In a preferred embodiment, the above control for matching the output timings of the distance image and the original image is performed for each pixel data. That is, the distance image and the original image can be accurately synchronized in pixel units. However, when the synchronization accuracy up to that point is not required, the output timing may be controlled in units of rasters, not in units of pixels, or may be controlled in units of frames.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にか
かる距離画像生成装置を組み込んだ画像処理用コンピュ
ータシステムの要部の概略的なシステム構成を示す。
FIG. 1 shows a schematic system configuration of a main part of an image processing computer system incorporating a range image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0012】このコンピュータシステム10において、
システムバス11に、CPU13、主メモリ(例えばS
RAM)15、ディスプレイ17、外部記憶装置(例え
ばハードディスクドライブ)19及び本発明に従う距離
画像生成装置(例えばビデオキャプチャボード)23な
どが接続されている。外部記憶装置19には、画像処理
アプリケーション21がインストールされており、CP
U13は、この画像処理アプリケーション21を主メモ
リ15にロードした上でこれを実行する。距離画像生成
装置23は、異なる位置に配置された複数台(以下、説
明を簡単にするため2台とするが、3台以上であっても
勿論よい)のビデオカメラ25、25と接続され、それ
らのカメラ25、25から各時点のフレーム画像を取り
込み、ステレオ視法により距離画像を生成する。CPU
13は、画像処理アプリケーション21を実行している
とき必要に応じ、距離画像生成装置23から距離画像と
いずれかのカメラ25が撮影した原画像を取り込んで所
望の処理をする。
In this computer system 10,
CPU 13 and main memory (for example, S
A RAM 15, a display 17, an external storage device (for example, a hard disk drive) 19, and a distance image generation device (for example, a video capture board) 23 according to the present invention are connected. The image processing application 21 is installed in the external storage device 19 and the CP
U13 loads the image processing application 21 into the main memory 15 and executes it. The distance image generating device 23 is connected to a plurality of video cameras 25 (hereafter, two cameras are provided for simplification of description, but three or more cameras may be arranged) at different positions, The frame images at each point in time are fetched from the cameras 25, 25, and a distance image is generated by stereo vision. CPU
Reference numeral 13 takes in the distance image and the original image captured by any one of the cameras 25 from the distance image generation device 23 and performs desired processing when necessary when the image processing application 21 is executed.

【0013】距離画像生成装置23は、同期の取れた距
離画像と原画像とを出力できる(つまり、撮影時刻の一
致した両画像を同時に出力できる)ように構成されてい
る。従って、画像処理アプリケーション21は、距離画
像生成装置23から距離画像と原画像を単純に取りこむ
だけで、同期の取れた距離画像と原画像を自動的に得る
ことができ、両画像を用いた画像処理、例えば、距離画
像に基づいて所定距離範囲にある物体の画像だけを原画
像から抽出する処理など、を精度良く行うことができ
る。
The range image generating device 23 is configured to be able to output a synchronized range image and an original image (that is, to simultaneously output both images whose shooting times coincide with each other). Therefore, the image processing application 21 can automatically obtain the synchronized distance image and the original image simply by simply acquiring the distance image and the original image from the distance image generating device 23. Processing, for example, processing for extracting only an image of an object within a predetermined distance range from the original image based on the distance image can be performed with high accuracy.

【0014】以下、距離画像生成装置23について詳細
に説明する。図2は、距離画像生成装置23の構成を示
す。
Hereinafter, the distance image generating device 23 will be described in detail. FIG. 2 shows the configuration of the distance image generation device 23.

【0015】距離画像生成装置23は、原画像入力部3
1、原画像入力用メモリ部(バッファメモリ部)33、
距離画像生成部35、距離画像出力用メモリ部37、原
画像出力用メモリ部39、及び原画像出力用メモリ書き
込み制御部41を備える。
The distance image generating device 23 includes an original image input unit 3
1. Original image input memory unit (buffer memory unit) 33,
It includes a distance image generation unit 35, a distance image output memory unit 37, an original image output memory unit 39, and an original image output memory write control unit 41.

【0016】原画像入力部31は、2台のカメラ25、
25から原画像を取り込み、原画像入力用メモリ部(バ
ッファメモリ部)33に一時的に蓄積する。距離画像生
成部35は、その2台のカメラ25、25から同一時刻
に取り込んだ2フレームの原画像を原画像入力用メモリ
部(バッファメモリ部)33から読み込み、その2フレ
ームの原画像に基づきステレオ視法により1フレームの
距離画像を生成する。
The original image input unit 31 includes two cameras 25,
An original image is taken in from 25 and temporarily stored in an original image input memory unit (buffer memory unit) 33. The distance image generation unit 35 reads the two frames of the original image captured from the two cameras 25 at the same time from the original image input memory unit (buffer memory unit) 33, and based on the two frames of the original image. A one-frame distance image is generated by stereo vision.

【0017】距離画像生成部35は、距離画像の各画素
データを生成すると、その都度、距離画像出力メモリ部
37に書きこみ信号を与えて、生成した距離画像の各画
素データを距離画像出力メモリ部37に書きこむ。ま
た、距離画像生成部35は、距離画像の各画素データを
距離画像出力メモリ部37に書きこむタイミングを表す
制御信号を原画像出力用メモリ書き込み制御部41に与
える。
Each time the distance image generation unit 35 generates each pixel data of the distance image, the distance image generation unit 35 supplies a write signal to the distance image output memory unit 37, and stores each pixel data of the generated distance image in the distance image output memory. Write in part 37. Further, the distance image generation unit 35 supplies a control signal indicating the timing of writing each pixel data of the distance image to the distance image output memory unit 37 to the original image output memory write control unit 41.

【0018】原画像出力用メモリ書き込み制御部41
は、距離画像生成部35からの制御信号に従ったタイミ
ングで、原画像入力用メモリ部(バッファメモリ部)3
3に読み出し信号を与えて、原画像入力用メモリ部(バ
ッファメモリ部)33から原画像の画素データを読み出
すと共に、原画像出力用メモリ部39に書きこみ信号を
与えて、その原画像の画素データを原画像出力用メモリ
部39に書きこむ。このような距離画像生成部35から
の制御信号による原画像の書きこみタイミングの制御に
よって、原画像の各画素データが原画像出力用メモリ部
39に書き込まれるタイミングと、その原画像に基づい
て生成された距離画像の各画素データが距離画像出力メ
モリ部37に書き込まれるタイミングとが一致すること
になる。
Original image output memory write controller 41
Are the original image input memory unit (buffer memory unit) 3 at the timing according to the control signal from the distance image generation unit 35.
3 to read out the pixel data of the original image from the original image input memory unit (buffer memory unit) 33, and to give a write signal to the original image output memory unit 39, The data is written in the original image output memory unit 39. By controlling the writing timing of the original image by such a control signal from the distance image generating unit 35, the timing at which each pixel data of the original image is written to the original image output memory unit 39 and the generation based on the original image The timing at which each pixel data of the obtained distance image is written to the distance image output memory unit 37 coincides.

【0019】画像処理アプリケーションを実行している
コンピュータのCPU13は、距離画像と原画像の各画
素データが距離画像出力メモリ部37と原画像出力用メ
モリ部39にそれぞれ書きこまれたタイミングに調和し
たタイミングで、距離画像と原画像の各画素データを距
離画像出力メモリ部37と原画像出力用メモリ部39か
らそれぞれ読みこんでいく。つまり、同期の取れた距離
画像と原画像が距離画像生成装置23から出力されるこ
とになる。
The CPU 13 of the computer executing the image processing application adjusts the timing when each pixel data of the distance image and the original image is written in the distance image output memory unit 37 and the original image output memory unit 39, respectively. At timing, each pixel data of the distance image and the original image is read from the distance image output memory unit 37 and the original image output memory unit 39, respectively. That is, the synchronized distance image and the original image are output from the distance image generation device 23.

【0020】次に距離画像生成部35の動作をより具体
的に説明する。
Next, the operation of the distance image generator 35 will be described more specifically.

【0021】図3は、距離画像生成部35が距離画像を
生成する際に行う探索動作の対象となる探索空間100
を示している。
FIG. 3 shows a search space 100 to be subjected to a search operation performed when the distance image generation unit 35 generates a distance image.
Is shown.

【0022】この探索空間100は、カメラ25、25
が撮影している3次元空間であって、原画像の縦方向と
横方向に相当するX方向とY方向、及びカメラから距離
に相当するZ方向の空間座標成分をもつ。各(X、Y)
座標は原画像の各画素に対応し、Z座標は距離画像生成
部35が求めようとしている距離に対応する。
The search space 100 includes cameras 25, 25
Is a three-dimensional space that is being photographed, and has spatial coordinate components in the X and Y directions corresponding to the vertical and horizontal directions of the original image, and the Z direction corresponding to the distance from the camera. Each (X, Y)
The coordinates correspond to each pixel of the original image, and the Z coordinates correspond to the distance that the distance image generation unit 35 is seeking.

【0023】図4は、距離画像生成部35が2つの原画
像の視差から各(X、Y)座標の距離Zを求めるときの
処理の流れを示す。
FIG. 4 shows a flow of processing when the distance image generation unit 35 determines the distance Z of each (X, Y) coordinate from the parallax of two original images.

【0024】距離画像生成部35は、一台のカメラ25
からの原画像を基準画像とし、他方のカメラからの原画
像を参照画像とし、そして、基準画像の左上端の画素
(X0、Y0)を始点とし、右下端の画素(XMAX、YMA
X)を終点として、基準画像内の画素(X、Y)をラス
タスキャン順序でスキャンしていく。まず、図4のステ
ップS1,S2で着目画素(X、Y)を始点(X0、Y
0)に初期設定し、そして、ステップS3でその最初の
着目画素(X0、Y0)についての距離候補Zを最小距離
Z0に初期設定する。すなわち、図3の探索空間100
内の最初の座標(X0、Y0、Z0)に着目する。
The distance image generation unit 35 includes one camera 25
The original image from the other camera is used as a reference image, the original image from the other camera is used as a reference image, and the upper left pixel (X0, Y0) of the reference image is used as a starting point and the lower right pixel (XMAX, YMA
With (X) as the end point, the pixels (X, Y) in the reference image are scanned in the raster scan order. First, in steps S1 and S2 in FIG. 4, the pixel of interest (X, Y) is set to the starting point (X0, Y
0), and a distance candidate Z for the first target pixel (X0, Y0) is initially set to a minimum distance Z0 in step S3. That is, the search space 100 of FIG.
Attention is paid to the first coordinates (X0, Y0, Z0).

【0025】距離候補ZがZ0に設定されると、その距
離候補Z0に対応した基準画像と参照画像との視差d0が
決まる。続いて、距離画像生成部35は、ステップS4
に進み、基準画像の着目画素(X0、Y0)を中心とした
その近傍領域の画像と、着目画素(X0、Y0)から視差
d0だけ変位した座標に位置する参照画像上の画素(X
0、Y0+d0)を中心としたその近傍領域の画像との間
で、パターンマッチングを行ない、両画像間の類似度を
計算する。
When the distance candidate Z is set to Z0, the parallax d0 between the reference image and the reference image corresponding to the distance candidate Z0 is determined. Subsequently, the distance image generation unit 35 performs Step S4
To the image of the neighboring area centered on the target pixel (X0, Y0) of the reference image, and a pixel (X) on the reference image located at coordinates displaced from the target pixel (X0, Y0) by the parallax d0.
(0, Y0 + d0) is subjected to pattern matching with the image in the vicinity thereof, and the similarity between the two images is calculated.

【0026】次に、距離画像生成部35は、ステップS
5に進んで、距離候補ZをZ1にインクリメントする。
つまり、探索空間100内の次の距離候補Z1の座標
(X0、Y0、Z1)に着目し、その距離候補Z1に対応し
た視差d1を決める。そして、再びステップS4を行っ
て、基準画像の着目画素(X0、Y0)を中心としたその
近傍領域の画像と、着目画素(X0、Y0)から視差d1
だけ変位した座標に位置する参照画像上の画素(X0、
Y0+d1)を中心としたその近傍領域の画像との間で、
パターンマッチングを行ない、両画像間の類似度を計算
する。以下、同様にして、距離候補Zを1段階づつイン
クリメントし(S5)、基準画像と参照画像との間のパ
ターンマッチングを行って類似度を求める(S4)とい
う処理を、距離候補Zの最大値ZMAXまで繰り返す。
Next, the distance image generation unit 35 executes step S
Proceeding to 5, the distance candidate Z is incremented to Z1.
That is, focusing on the coordinates (X0, Y0, Z1) of the next distance candidate Z1 in the search space 100, the parallax d1 corresponding to the distance candidate Z1 is determined. Then, step S4 is performed again, and the parallax d1 is calculated from the image of the neighboring area around the target pixel (X0, Y0) of the reference image and the target pixel (X0, Y0).
Pixel on the reference image (X0,
Y0 + d1) between the image of the vicinity and its center,
Pattern matching is performed, and the similarity between the two images is calculated. Hereinafter, similarly, the process of incrementing the distance candidate Z by one step (S5) and performing pattern matching between the reference image and the reference image to obtain the degree of similarity (S4) is performed by the maximum value of the distance candidate Z. Repeat until ZMAX.

【0027】こうして、着目画素(X0、Y0)に関し
て、最小距離Z0から最大距離ZMAXまで全ての距離候補
Zについて、基準画像と参照画像との間の類似度を計算
し終わると、次に、ステップS6に進み、Z0からZMAX
までの中で最も高い類似度が得られた距離候補を決定
し、その最大類似度の距離候補を、着目画素(X0、Y
0)の距離画像データとして、距離画像出力用メモリ部
37に書きこむ。
When the similarity between the reference image and the reference image has been calculated for all the distance candidates Z from the minimum distance Z0 to the maximum distance ZMAX for the pixel of interest (X0, Y0), the next step is Proceed to S6 and Z0 to ZMAX
Is determined, the distance candidate with the highest similarity is obtained, and the distance candidate with the highest similarity is determined as the target pixel (X0, Y
The distance image data is written in the distance image output memory unit 37 as the distance image data 0).

【0028】このステップS6を行う際、距離画像生成
部35は、制御信号を原画像出力用メモリ書き込み制御
部41に送り、原画像出力用メモリ書き込み制御部41
はその制御信号に応答して、ステップS7を行って、基
準画像(又は、基準画像と参照画像の双方)の着目画素
(X0、Y0)のデータ(つまり、原画像データ)を原画
像出力用メモリ部39に書きこむ。従って、ステップS
6の距離画像データの書き込みと、ステップS7の原画
像データの書き込みとは、実質的に同一のタイミングで
行われることになる。
When performing this step S6, the distance image generation unit 35 sends a control signal to the original image output memory write control unit 41, and the original image output memory write control unit 41
Performs the step S7 in response to the control signal, and outputs the data (that is, the original image data) of the target pixel (X0, Y0) of the reference image (or both the reference image and the reference image) for outputting the original image. The data is written in the memory unit 39. Therefore, step S
The writing of the distance image data of No. 6 and the writing of the original image data of step S7 are performed at substantially the same timing.

【0029】以後、距離画像生成部35は、着目画素
(X、Y)をラスタスキャンの順序で1つづつ移動させ
ながら(ステップS8,S9)、上述したステップS3
〜S6の処理により、各着目画素(X、Y)の距離画像
データを求めて距離画像出力用メモリ37に書き込んで
いく。また、これに同期して、原画像出力用メモリ書き
込み制御部41が、基準画像の各着目画素(X、Y)の
データを原画像出力用メモリ部39に書き込んでいく
(S7)。
Thereafter, the distance image generation unit 35 moves the target pixel (X, Y) one by one in the raster scan order (steps S8 and S9), and proceeds to step S3.
Through the processes of S6 to S6, the distance image data of each target pixel (X, Y) is obtained and written to the distance image output memory 37. In synchronization with this, the original image output memory write control unit 41 writes the data of each pixel of interest (X, Y) of the reference image into the original image output memory unit 39 (S7).

【0030】上述した一連の処理が最後の画素(XMA
X、YMAX)まで終了した段階で、1フレーム分の処理が
完了する。そして、次のフレームについて、同様の処理
が繰り返される。
The series of processes described above is performed for the last pixel (XMA).
(X, YMAX), the processing for one frame is completed. Then, the same processing is repeated for the next frame.

【0031】以上の動作により、同期の取れた距離画像
と原画像が距離画像生成装置23から出力されることに
なる。
By the above operation, the synchronized distance image and the original image are output from the distance image generating device 23.

【0032】図5は、距離画像生成装置23の別の構成
例を示す。
FIG. 5 shows another example of the configuration of the distance image generating device 23.

【0033】この構成例では、原画像入力部23は、カ
メラ25、25から原画像を取り込むと、その原画像
(基準画像と参照画像の双方)を距離画像生成部53に
渡すと共に、その原画像(基準画像のみ、又は基準画像
と参照画像の双方)を第1原画像出力用メモリ部59に
書きこむ。
In this configuration example, when the original image input unit 23 captures the original image from the cameras 25, 25, the original image (both the reference image and the reference image) is passed to the distance image generation unit 53, and the original image is received. The image (only the reference image or both the reference image and the reference image) is written in the first original image output memory unit 59.

【0034】距離画像生成部53は、図4で説明したと
同様の手順で、距離画像の画素データを順次に生成して
第1距離画像出力用メモリ部(バッファメモリ部)55
に書き込んでいく。同時に、距離画像生成部53は、各
画素データの出力タイミングを指示する周期的な制御信
号を画像出力用メモリ書き込み制御部63に出力する。
The distance image generation unit 53 sequentially generates pixel data of the distance image in the same procedure as described with reference to FIG. 4, and outputs the first distance image output memory unit (buffer memory unit) 55.
Write to. At the same time, the distance image generation unit 53 outputs a periodic control signal indicating the output timing of each pixel data to the image output memory write control unit 63.

【0035】画像出力用メモリ書き込み制御部63は、
その制御信号の各周期に同期して、第1距離画像出力用
メモリ部(バッファメモリ部)55内の距離画像の各画
素データを第1距離画像出力用メモリ部(バッファメモ
リ部)55から読み出して第2距離画像出力用メモリ部
57に書きこむと共に、第1原画像出力用メモリ部(バ
ッファメモリ部)59内の原画像の各画素データを第1
原画像出力用メモリ部(バッファメモリ部)59から読
み出して第2原画像出力用メモリ部61に書きこむ。従
って、同期の取れた距離画像と原画像とが、第2距離画
像出力用メモリ部57及び第2原画像出力用メモリ部6
1をそれぞれ通じて、出力できるようになる。
The image output memory write control unit 63
Each pixel data of the distance image in the first distance image output memory unit (buffer memory unit) 55 is read out from the first distance image output memory unit (buffer memory unit) 55 in synchronization with each cycle of the control signal. And writes the pixel data of the original image in the first original image output memory unit (buffer memory unit) 59 into the first distance image output memory unit 57.
The data is read from the original image output memory unit (buffer memory unit) 59 and written into the second original image output memory unit 61. Therefore, the synchronized distance image and the original image are stored in the second distance image output memory unit 57 and the second original image output memory unit 6.
1 can be output through each.

【0036】以上、本発明の一実施形態を説明したが、
上記の実施形態はあくまで本発明の説明のための例示で
あり、本発明をこれら実施形態にのみ限定する趣旨では
ない。従って、本発明は、その要旨を逸脱することなし
に、上記実施形態以外の様々な形態でも実施することが
できる。例えば、上述の実施形態では、距離画像と原画
像とを画素単位で同期を取って出力用メモリに書き込ん
でいるが、必ずしも画素単位である必要は無く、フレー
ム内の各ラスタ単位で同期をとる(例えば、距離画像の
各ラスタデータが生成又は出力用メモリに書きこまれる
都度に制御信号を発して、この制御信号にタイミングを
合わせて原画像の各ラスタのデータを出力用メモリに書
き込む)ようにしてもよいし、或いは、フレーム単位で
同期をとる(例えば、距離画像の各フレームが生成又は
出力用メモリに書きこまれる都度に制御信号を発して、
この制御信号にタイミングを合わせて原画像の各フレー
ムのデータを出力用メモリに書き込む)ようにしてもよ
い。或るいは、距離画像の各フレームを生成する周期が
予め決まっている場合には、距離画像の最初のフレーム
が出力できるタイミングで制御信号を発し、その制御信
号をトリガにして以後は、上記の周期で自動的に、原画
像と距離画像の各フレームを出力用メモリに書き込むよ
うにしてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above.
The above embodiments are merely examples for describing the present invention, and are not intended to limit the present invention to these embodiments only. Therefore, the present invention can be implemented in various modes other than the above-described embodiment without departing from the gist thereof. For example, in the above-described embodiment, the distance image and the original image are written in the output memory in synchronization with each other on a pixel basis. However, the distance image and the original image are not necessarily in pixel units, and synchronization is performed on each raster unit in the frame. (For example, a control signal is issued each time each raster data of the distance image is generated or written to the output memory, and the data of each raster of the original image is written to the output memory in synchronization with the control signal.) Alternatively, synchronization may be performed on a frame basis (for example, a control signal may be issued every time each frame of the range image is generated or written in the output memory,
The data of each frame of the original image may be written to the output memory in synchronization with the timing of the control signal. Alternatively, if the cycle of generating each frame of the distance image is predetermined, a control signal is issued at a timing at which the first frame of the distance image can be output, and the control signal is used as a trigger, and thereafter, the above-described control is performed. Each frame of the original image and the distance image may be automatically written into the output memory at intervals.

【0037】また、上記実施形態では、距離画像生成装
置は機能拡張ボードの形態でコンピュータに組み込ま
れ、コンピュータのソフトウェアである画像処理アプリ
ケーションに距離画像と原画像とを出力するようになっ
ているが、必ずしもそうである必要は無く、距離画像生
成装置はソフトウェアとして提供されることも可能であ
るし、コンピュータとは別の画像処理装置に接続又は組
み込まれた回路として構成されることもできる。
In the above embodiment, the distance image generation device is incorporated in the computer in the form of a function expansion board, and outputs the distance image and the original image to an image processing application which is software of the computer. However, this need not be the case, and the range image generation device may be provided as software, or may be configured as a circuit connected to or incorporated in an image processing device separate from the computer.

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

【図1】本発明の一実施形態にかかる距離画像生成装置
を組み込んだ画像処理用コンピュータシステムの要部の
概略的なシステム構成図。
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram of a main part of an image processing computer system incorporating a range image generation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】距離画像生成装置23の構成を示すブロック
図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a distance image generation device 23.

【図3】距離画像生成部35が距離画像を生成する際に
行う探索動作の対象となる探索空間100の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view of a search space 100 that is a target of a search operation performed when a distance image generation unit 35 generates a distance image.

【図4】距離画像生成部35が距離データを求めるとき
の処理のフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart of a process when a distance image generation unit 35 obtains distance data.

【図5】距離画像生成装置23の別の構成例を示すブロ
ック図。
FIG. 5 is a block diagram showing another configuration example of the distance image generation device 23.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 画像処理コンピュータシステム 13 CPU 21 画像処理アプリケーション 23 距離画像生成装置 25 ビデオカメラ 31、51 原画像入力部 33 原画像入力用メモリ部(バッファメモリ部) 35、53 距離画像生成部 37 距離画像出力用メモリ部 39 原画像出力用メモリ部 41 原画像出力用メモリ書き込み制御部 55 第1距離画像出力用メモリ部(バッファメモリ
部) 57 第2距離画像出力用メモリ部 59 第1原画像出力用メモリ部(バッファメモリ部) 61 第2原画像出力用メモリ部 63 画像出力用メモリ書き込み制御部
Reference Signs List 10 image processing computer system 13 CPU 21 image processing application 23 distance image generation device 25 video camera 31, 51 original image input unit 33 original image input memory unit (buffer memory unit) 35, 53 distance image generation unit 37 for distance image output Memory unit 39 Original image output memory unit 41 Original image output memory write control unit 55 First distance image output memory unit (buffer memory unit) 57 Second distance image output memory unit 59 First original image output memory unit (Buffer memory unit) 61 Second original image output memory unit 63 Image output memory write control unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝口 章広 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Fターム(参考) 2F065 AA04 AA06 AA07 FF05 FF26 JJ03 JJ05 JJ26 QQ24 QQ29 QQ38 RR03 UU05 5B057 BA19 CB13 CH11 DA07 DA16 DB02 DB03 DB08 DC03 DC08 5C082 AA27 BA20 BA41 BB15 BB26 BB29 CB01 DA87 MM05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Akihiro Takiguchi 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 2F065 AA04 AA06 AA07 FF05 FF26 JJ03 JJ05 JJ26 QQ24 QQ29 QQ38 RR03 UU05 5B057 BA19 CB13 CH11 DA07 DA16 DB02 DB03 DB08 DC03 DC08 5C082 AA27 BA20 BA41 BB15 BB26 BB29 CB01 DA87 MM05

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原画像を入力する原画像入力手段と、 入力した原画像から距離画像を生成する距離画像生成手
段と、 生成された距離画像を出力する距離画像出力手段と、 入力した原画像を出力する原画像出力手段と、 前記原画像出力手段が前記原画像を出力できる時期を、
前記距離画像出力手段が前記距離画像を出力できる時期
に略一致するように制御する制御手段と、を備えた距離
画像生成装置。
1. An original image input means for inputting an original image, a distance image generating means for generating a distance image from the input original image, a distance image output means for outputting the generated distance image, and an input original image An original image output means for outputting a time when the original image output means can output the original image,
Control means for controlling the distance image output means to substantially coincide with a time when the distance image can be output.
【請求項2】 コンピュータに結合され、前記コンピュ
ータの画像処理アプリケーションに前記距離画像と前記
原画像とを出力するように構成された請求項1記載の距
離画像生成装置。
2. The distance image generating apparatus according to claim 1, wherein the distance image generating apparatus is coupled to a computer and configured to output the distance image and the original image to an image processing application of the computer.
【請求項3】 原画像を入力する原画像入力ステップ
と、 入力した原画像から距離画像を生成する距離画像生成ス
テップと、 生成された距離画像を出力する距離画像出力ステップ
と、 入力した原画像を出力する原画像出力ステップと、 前記原画像出力ステップにおける前記原画像が出力でき
る時期を、前記距離画像出力ステップにおける前記距離
画像が出力できる時期に略一致するように制御する制御
ステップと、を備えた距離画像生成方法。
3. An original image inputting step of inputting an original image, a distance image generating step of generating a distance image from the input original image, a distance image outputting step of outputting the generated distance image, An output step of outputting the original image, and a control step of controlling the time at which the original image can be output at the original image output step to substantially coincide with the time at which the distance image can be output at the distance image output step. Provided with a distance image generation method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022239206A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 マクセル株式会社 Image display device and image display system

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