JP2002099902A - 両眼立体視によって物体の３次元情報を計測する画像処理装置およびその方法又は計測のプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円柱などの表面が曲面形状である物体に対し
ても、対応点を誤りなく検出し、両眼立体視によって物
体の３次元情報を計測する。 【解決手段】 物体Ｓを第１撮影地点ＰＡと第２撮影地
点ＰＢからカメラで撮影し、一対の画像を得る。円柱で
ある物体Ｓの中心軸ＳＵ上に物体の３次元位置を表す点
Ｃを定め、第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢの画像π
１、π２において、それぞれ中心軸ＳＵの投影像となる
線を求める。そして、一対の画像π１、π２から物体Ｓ
の点Ｃの像である対応点Ｃ１、Ｃ２を中心軸ＳＵの投影
像において検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計測対象の物体を
異なる２方向から撮影し、この２方向からの一対の画像
に基づいてその物体の三次元情報を求める３次元情報計
測処理システムおよびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元物体の撮影画像からその物
体の位置（距離）や形状など３次元情報を求める方法の
一つとして、両眼立体視（ステレオ）が知られている。
両眼立体視では、まず、物体を異なる２方向から撮影
し、２枚の物体画像を得る。そして、異なる方向から見
た２枚の画像から、物体の同一部分の像である対応点を
検出する。対応点が検出されると、２台のカメラ間距離
と対応点から三角測量の原理に基づいて対象物の３次元
位置が求められる。両眼立体視は、例えば、写真測量の
分野においても利用されており、航空写真や交通事故の
事故現場の測量図作成において両眼立体視により３次元
情報が計測される。

【０００３】両眼立体視において一対の画像から対応点
を検出する場合、物体のある特定点の像、すなわち対応
点が一対の画像の中でどの位置にあるのか誤りなく検出
しなければならない。この対応点決定問題は、両眼立体
視において従来から重要な技術的課題であり、様々な手
法が提案されている。

【０００４】その一つして、物体の特徴的な部分の像を
対応点として検出する方法があり、物体が直方体であれ
ば、エッジや稜線などの２枚の画像から同一点の像と認
識できる物体の特徴部分の像を対応点として検出する。
しかしながら、対象物が円柱など表面が曲面形状を有す
る物体であると、エッジや稜線に対応するような特徴部
が画像に存在しないため、対応付けに誤りが生じる。

【０００５】曲面形状の物体に対しても対応点を検出で
きる方法として、例えば、円柱形状の物体である場合、
２枚の画像に映し出される物体画像の上面の輪郭線を楕
円関数として算出し、その輪郭線から物体上面の中心を
対応点として検出する方法がある（特公平６−２９６９
５参照）。これによれば、円柱のような曲面形状の物体
に対しても、三次元位置（距離）を求めることが可能で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法では、得られる２枚の画像の中で円柱の上面（もし
くは底面）が写し出されていないと、上面の輪郭線を求
めることができない。したがって、例えばパイプなど側
面部分が長く続いている物体に対しては、物体の３次元
位置を計測することができない。また、円柱以外の曲面
形状の物体に対して適用するのが難しい。

【０００７】そこで、本発明では、曲面形状の物体像が
写された一対の画像から３次元情報を求める両眼立体視
において、一対の画像から誤りなく対応点を検出し、正
確な物体の３次元情報を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、中心軸周りに回転曲面が形成された回転体である物
体を該中心軸に沿った輪郭像となる一対の遮蔽輪郭が写
るように異なる２方向から撮影して両眼立体視により物
体の三次元位置を求める装置であり、この画像処理装置
は、撮像素子を有するカメラで撮像することによって得
られる一対の画像が記録された画像記録可能な記録媒体
から、一対の画像を読み出す画像読み出し手段と、物体
の求めるべき３次元位置を表す少なくとも１つの測定点
の像であって一対の画像から一意に決まる少なくとも１
つの対応点を、物体の中心軸の投影像に応じた一対の二
等分線上において検出する対応点検出手段と、少なくと
も１つの対応点に基づき、三角測量の原理を適用するこ
とによって物体の中心軸上にある少なくとも１つの測定
点の三次元位置を算出する三次元情報算出手段とを備え
たことを特徴とする。

【０００９】計測対象である物体が回転体である場合、
すなわち中心軸周りに回転曲面が形成され、回転対称な
物体である場合、物体の中心軸の仮想的な像は、一対の
画像それぞれにおいて物体像を二等分する線となる。し
たがって、物体の３次元位置を代表して表す点として物
体の中心軸上の点を測定点を定め、その測定点の仮想的
な像である対応点を中心軸の像に応じた一対の二等分線
上において検出することにより、同一点からの像である
対応点を検出することができる。このように二等分線上
において対応点を検出することにより、表面が曲面であ
る物体に対しても両眼立体視を適用することができ、物
体の三次元位置を誤りなく正確に計測できる。また、一
対の二等分線上において対応点を検出するため、細長い
パイプのような上面や底面を写すことができない回転体
に対しても、一対の遮蔽輪郭が写っていれば対応点を検
出することができる。物体は、例えば、円柱あるいは直
円錐台である。

【００１０】写真測量の場合、始めに物体をカメラで撮
像してから画像処理装置において物体の３次元位置を算
出するため、画像記録可能な記録媒体は、携帯可能であ
ってカメラに着脱可能に装着される補助記憶装置である
とともに、撮像素子に形成される一対の画像が補助記憶
装置にデジタルの静止画像データとして記録されること
が望ましい。この場合、画像読み出し手段は、補助記憶
装置から一対の画像をデータとして読み出す。

【００１１】画像処理装置は、画像読み出し手段によっ
て読み出された一対の画像を少なくとも１つの対応点が
同一座標となるようにアフィン変換する平行ステレオ修
正手段をさらに有していることが望ましく、２方向から
物体をカメラで撮像する時にカメラの光軸方向が互いに
平行とならない場合でも三角測量の原理を適用して物体
の三次元位置を求めることができる。この場合、対応点
検出手段は、アフィン変換された一対の画像から少なく
とも１つの対応点を検出する。

【００１２】一対の画像を第１の画像および第２の画像
とし、一対の二等分線を第１の画像にある第１の二等分
線と第２の画像にある第２の二等分線とし、また、少な
くとも１つの対応点を第１の画像にある少なくとも１つ
の第１像点と第２の画像にある少なくとも１つの第２像
点と定めた場合、対応点検出手段は、例えば、少なくと
も１つの第１像点に応じた少なくとも一本のエピポーラ
ラインを第２の画像において設定し、少なくとも一本の
エピポーララインと第２の二等分線との交点となる少な
くとも１つのエピポーラ交点を求め、該少なくとも１つ
のエピポーラ交点を少なくとも１つの第２像点と定め
る。

【００１３】対応点を検出するのにオペレータの操作を
伴う場合、画像処理装置に映像を表示する表示装置を接
続し、画像処理装置は、画像画像読み出し手段に従って
読み出された一対の画像を表示装置に表示する表示手段
と、表示装置に表示される一対の画像それぞれに対し、
入力操作に従って一対の遮蔽輪郭それぞれの線上に指定
される二対の点を指定点として定める指定点設定手段と
をさらに有することが望ましい。この場合、対応点検出
手段は、一対の画像それぞれの二対の指定点に基づいて
少なくとも１つの対応点の位置を表示装置のスクリーン
座標で検出する。

【００１４】対応点検出手段は、二対の指定点に基づい
て対応点を検出する場合、例えば、一対の画像それぞれ
の二対の指定点に基づいて一対の二等分線を算出し、第
１の画像における第１の二等分線と二対の指定点を通る
２本の直線との２つの交点を求め、該２つの交点のうち
少なくとも１つの交点を少なくとも１つの第１の像点と
定める。

【００１５】表示装置に表示された一対の画像において
対応点をスクリーン座標で検出した場合、三次元情報算
出手段は、少なくとも１つの対応点の座標を表示装置の
スクリーン座標から撮像素子の撮像素子座標に変換する
とともに、第１の画像に応じた撮影方向でのカメラの中
心を原点とした３次元座標を規定して、少なくとも１つ
の対応点に基づき、三角測量の原理を適用して少なくと
も１つの測定点の３次元座標を算出することが望まし
い。

【００１６】さらに、求められた物体の三次元位置から
物体の径の長さを算出するため、画像処理装置は、物体
の径の長さを算出する径算出手段をさらに有することが
望ましい。この場合、対応点検出手段が２つの対応点を
検出し、三次元情報算出手段が２つの測定点を算出す
る。径算出手段は、一対の画像の一方に画像に応じた撮
影方向におけるカメラの中心を通り物体の中心軸に垂直
なベクトルを法線ベクトルとする平面であって物体の中
心軸が載る径算出用平面を２つの測定点に基いて算出
し、径算出用平面と物体の表面上にあるとともに２つの
測定点のいずれかの点と中心軸に沿った位置が一致する
端点を、法線ベクトルに応じた一対の画像の一方にある
一対の遮蔽輪郭上にある像であって端点の像である像点
に基いて算出し、物体の径の長さを２つの測定点の一方
と端点に基づいて算出する。物体と撮影地点との距離が
物体の径の長さに比べて十分長い場合、一対の輪郭線上
にある少なくとも１つの端点と一つの撮影地点における
カメラの中心とを結ぶ直線は、径算出用平面と物体との
交線上にあり、かつ物体の表面上にある接点と交わる。
この交点と求められた少なくとも１つの測定点から、物
体の径の長さを算出することができる。

【００１７】本発明の３次元情報計測方法は、中心軸周
りに回転曲面が形成された回転体である物体を該中心軸
に沿った輪郭像となる一対の遮蔽輪郭が写るように異な
る２方向から撮像素子を有するカメラで撮像することに
よって得られる一対の画像が記録された画像記録可能な
記録媒体から、一対の画像を読み出す画像読み出すステ
ップと、物体の求めるべき３次元位置を表す少なくとも
１つの測定点の像であって一対の画像から一意に決まる
少なくとも１つの対応点を、物体の中心軸の投影像に応
じた一対の二等分線上において検出するステップと、少
なくとも１つの対応点に基づき、三角測量の原理を適用
することによって物体の中心軸上にある少なくとも１つ
の測定点の三次元位置を算出するステップとを備えたこ
とを特徴とする。

【００１８】本発明の中心軸周りに回転曲面が形成され
た回転体である物体の３次元情報を計測するプログラム
は、物体を該中心軸に沿った輪郭像となる一対の遮蔽輪
郭が写るように異なる２方向から撮像素子を有するカメ
ラで撮像することによって得られる一対の画像が記録さ
れた画像記録可能な記録媒体から、一対の画像を読み出
す画像読み出し、物体の求めるべき３次元位置を表す少
なくとも１つの測定点の像であって一対の画像から一意
に決まる少なくとも１つの対応点を、物体の中心軸の投
影像に応じた一対の二等分線上において検出し、少なく
とも１つの対応点に基づき、三角測量の原理を適用する
ことによって物体の中心軸上にある少なくとも１つの測
定点の三次元位置を算出することを特徴とする。このプ
ログラムはプログラム作成に関わったコンピュータのメ
モリに格納されるか、あるいはＣＤ−ＲＯＭなどの記録
媒体に格納可能である。また、このプログラムをインタ
ーネットなどのネットワークによって他のコンピュータ
に送受信することも可能である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下では、図面を参照して、本発
明の実施形態である写真測量システムおよび曲面形状を
有する物体の三次元情報計測処理方法について説明す
る。

【００２０】図１は、本発明の実施形態である写真測量
用のカメラと３次元情報を算出する画像処理装置および
その周辺機器を概略的に示した図である。

【００２１】まず、計測対象である物体Ｓをカメラ４２
によって異なる２方向から撮像する。このとき、物体Ｓ
の輪郭像となる遮蔽輪郭が写るように、第１撮影地点Ｐ
Ａおよび第２撮影地点ＰＢから物体Ｓが撮像される。本
実施形態では、物体Ｓは円柱である。なお、第１および
第２撮影地点ＰＡ、ＰＢは、カメラ４２の中心（レンズ
中心）が位置する場所である。

【００２２】カメラ４２は撮像素子の１つであるＣＣＤ
４１を備えたデジタルスチルカメラであり、物体Ｓの像
はカメラ４２の撮影光学系（図示せず）を介してＣＣＤ
４１に結像される。ＣＣＤ４１から物体Ｓの像に応じた
画像信号が読み出されると、第１および第２撮影地点Ｐ
Ａ、ＰＢにおける物体Ｓの画像はデジタルの静止画像デ
ータとしてメモリカード３６に記録される。メモリカー
ド３６は、必要に応じてカメラ４２に装着され、あるい
はカメラ４２から取り外される携帯可能な補助記憶装置
あり、ここではフラッシュメモリなどのＩＣカードが使
用される。

【００２３】撮影が終了すると、物体Ｓの像が記録され
たメモリカード３６がカメラ４２から取り出され、物体
Ｓの像が写し出された一対の画像から物体Ｓの３次元情
報を算出するために画像処理装置１０が使用される。

【００２４】画像処理装置１０には、モニタ３０、キー
ボード３２、マウス３４が接続されており、メモリカー
ド３６などの画像データを記録可能な記録媒体を取り入
れるカードスロット１１を正面のパネルに備えている。
すなわち、画像処理装置１０は、パーソナルコンピュー
タの本体に相当する装置である。一対の画像が記録され
たメモリカード３６は、ＰＣカード規格などに基づいた
インターフェイスを介してカードスロット１１に装着さ
れ、これにより物体Ｓの静止画像データが読み出され
る。なお、撮影時において、第１および第２撮影地点Ｐ
Ａ、ＰＢの距離などの撮影データがあらかじめ静止画像
データとともにメモリカード３６に記憶されており、こ
れら撮影データも静止画像データとともに読み出され
る。

【００２５】オペレータがキーボード３２を操作するこ
とにより、第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢに応じた
一対の物体Ｓの画像がモニタ３０に表示される。そし
て、オペレータによってマウス３４の操作など所定の操
作が実行されると、物体Ｓの３次元位置情報が算出され
る。

【００２６】図２は、画像処理装置１０およびキーボー
ド３２などの周辺機器のブロック図である。ただし、図
２では、３次元情報計測に必要な構成要素のみ示す。

【００２７】システムコントロール回路１２内のＣＰＵ
１２Ａは、画像処理装置１０全体を制御しており、物体
Ｓの三次元情報を算出する処理を実行する。ＲＯＭ１４
には、その三次元情報計測処理のためのプログラムがあ
らかじめ格納されている。キーボード３２、マウス３
４、モニタ３０およびカードスロット１１に装着された
メモリカード３６とシステムコントロール回路１２との
間の信号伝達は、画像処理装置１０内の入出力制御部１
６を介して行われる。

【００２８】メモリカード３６がカードスロット１１に
装着されると、物体Ｓの一対の画像データおよび撮影デ
ータがメモリカード３６から読み出され、入出力制御部
１６、システムコントロール回路１２を介してＲＡＭ１
８に一時的に格納される。

【００２９】モニタ３０に物体Ｓの画像を表示するため
のキーボード３２の操作が行われると、ＲＡＭ１８に一
時的に格納された静止画像データがＣＰＵ１２Ａによっ
て読み出され、所定の処理が施される。そして、処理さ
れた一対の画像データが入出力制御部１６を介してモニ
タ３０に送られると、第１および第２撮影地点ＰＡ、Ｐ
Ｂから撮影された一対の画像がモニタ３０に表示され
る。物体Ｓの３次元位置などの３次元情報を計測するた
めの処理がＣＰＵ１２Ａによって実行され、物体Ｓの３
次元情報が算出されると、その３次元情報はモニタ３０
に表示されるとともにＲＡＭ１８に一時的に格納され
る。

【００３０】図３は、物体Ｓをカメラ４２で撮像するこ
とによって得られる一対の画像を示した図である。図３
を用いて、円柱である物体Ｓを計測対象としたときの対
応点の検出について説明する。

【００３１】従来知られているように、両眼立体視（ス
テレオ）においては、物体Ｓの同一点からの像であって
一対の画像から一意に決まる対応点を決定する必要があ
るが、計測対象である物体Ｓの表面が曲面である場合、
一対の画像から対応点を誤りなく検出することが難し
い。

【００３２】第１の撮影地点ＰＡの撮像によって得られ
る画像を画像π１、第２の撮影地点ＰＢにおける画像を
画像π２とすると、例えば、物体Ｓの上面ＵＡの周上に
ある点ＪＡの像ＪＡ’は画像π１において中心軸ＳＵに
沿った輪郭像となる遮蔽輪郭ＭＡ２の線上にあり、一
方、同じ上面ＵＡの周上にある点ＪＢの像ＪＢ’は第２
の画像π２において遮蔽輪郭ＭＢ２の線上にある。物体
Ｓにおいて点ＪＡと点ＪＢが同一点ではないにも関わら
ず、画像π１と画像π２において像ＪＡ’と像ＪＢ’は
ともに遮蔽輪郭ＭＡ２およびＭＢ２の線上にある。した
がって、像ＪＡ’およびＪＢ’を対応点に決定すると、
誤った物体Ｓの３次元情報が算出される。

【００３３】ところで、円柱である物体Ｓは、中心軸Ｓ
Ｕに関して回転対称な形状を有する物体である。したが
って、物体Ｓの投影像および中心軸ＳＵの仮想的な投影
像を、画像面π１においてＳ１、ＳＵ１、画像π２にお
いてＳ２、ＳＵ２とすると、物体像Ｓ１、Ｓ２は、中心
軸の像ＳＵ１、ＳＵ２に関して線対称な像となる。具体
的に画像π１を取り上げると、物体像Ｓ１において対で
ある遮蔽輪郭ＭＡ１、ＭＡ２は中心軸の像ＳＵ１に関し
て線対称であり、物体像Ｓ１は中心軸の像ＳＵ１によっ
て二等分される。

【００３４】このことは、画像π２においても同じであ
り、さらには円柱である物体Ｓをどの方向から撮影して
も同じである。すなわち、任意の位置から撮影した画像
に関し、中心軸ＳＵの投影像は物体の投影像を常に２等
分し、また、輪郭像である一対の遮蔽輪郭はその中心軸
の像に関して線対称となる。したがって、図３に示すよ
うに、物体Ｓの中心軸ＳＵ上にある任意の点Ｃの仮想的
な像Ｃ１、Ｃ２は、画像π１および画像π２においてと
もに中心軸の像ＳＵ１、ＳＵ２の線上にある。

【００３５】そこで、本実施形態では、この物体Ｓの中
心軸ＳＵ上にある任意の点を対応点検出のための点と
し、この点の像であって、画像π１および画像π２にお
いて中心軸の像ＳＵ１、ＳＵ２の線上にある対応点を一
対の画像から一意に検出する。

【００３６】図４は、３次元情報算出処理動作を示すフ
ローチャートである。三次元情報算出処理動作は、オペ
レータがキーボード３２に対して所定の操作を施すこと
によって開始される。

【００３７】ステップ１０１では、メモリカード３６か
ら一対の画像データが順次読み出され、一時的にＲＡＭ
１８に格納される。そして、ステップ１０２では、撮影
時において画像データとともにあらかじめ記録されたカ
メラ４２のカメラ位置、カメラ姿勢（光軸方向）に関す
る撮影データが読み出される。

【００３８】ステップ１０３では、読み出された一対の
画像データに対して、ディストーション補正および平行
ステレオ修正が施される。ディストーション補正は、カ
メラ４２の撮影光学系によって生じる歪曲収差等を考慮
した画像補正である。また、平行ステレオ修正では、図
３に示すような平行関係にない画像π１、π２が平行ス
テレオな関係となるようにアフィン変換が実行される。
平行ステレオ修正が実行されると、記録された一対の画
像は、第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢにおけるカメ
ラ４２が平行ステレオ関係、すなわち、第１および第２
撮影地点ＰＡ、ＰＢを結ぶベクトル（移動ベクトル）が
第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢそれぞれの３次元座
標のＸ軸方向のベクトルが一致する関係（図５参照）で
ある時に得られる画像に変換される。ただし、この時の
アフィン変換は回転のみの変換である。このようなアフ
ィン変換により、すべての対応点は同一座標上に位置す
ることになる。なお、ディストーション補正および平行
ステレオ修正は従来公知である。

【００３９】ステップ１０４では、ＲＡＭ１８に一時的
に記録された画像データに基づいて、図６に示すよう
に、一対の画像ＩＡ、ＩＢがモニタ３０に表示される。
なお、以下では、第１撮影地点ＰＡにより記録された画
像π１に対応し、モニタ３０に表示される画像を第１の
画像ＩＡ、第２撮影地点ＰＢにより記録された画像π２
に対応し、モニタ３０に表示される画像を第２の画像Ｉ
Ｂと定める。第２の画像ＩＢは第２撮影地点ＰＢによる
撮像画像である。モニタ３０に表示される一対の画像Ｉ
Ａ、ＩＢは、平行ステレオ修正された画像である。

【００４０】一対の画像ＩＡ、ＩＢが表示されると、オ
ペレータがマウス３４を操作することによって、指示点
Ｐａ１〜Ｐｄ１およびＰａ２〜Ｐｄ２が入力される。第
１の画像ＩＡに対しては、物体Ｓの輪郭像となる一対の
遮蔽輪郭ＭＡ１、ＭＡ２にそれぞれ任意の位置にある指
示点Ｐａ１，Ｐｂ１、Ｐｃ１、Ｐｄ１が入力され、画像
ＩＢに対しては、輪郭線である一対の遮蔽輪郭ＭＢ１、
ＭＢ２にそれぞれ指示点Ｐａ２、Ｐｂ２、Ｐｃ２、Ｐｄ
２が入力される。ただし、指示点Ｐａ１，Ｐｃ１および
Ｐｂ１、Ｐｄ１はそれぞれ対になっており、指示点Ｐａ
２、Ｐｃ２およびＰｂ２、Ｐｄ２も同様にそれぞれ対で
ある。

【００４１】ステップ１０５では、後述するように、入
力された指示点Ｐａ１〜Ｐｄ１およびＰａ２〜Ｐｄ２に
基づいて、物体Ｓの三次元座標位置が算出される。そし
て、ステップ１０６では、後述するように、ステップ１
０５において算出された物体Ｓの三次元位置と基づい
て、物体Ｓの半径が算出される。

【００４２】図７は、図４のステップ１０５のサブルー
チンである。図７とともに図８、図９、図１０を用い
て、物体Ｓの三次元位置座標の算出処理について説明す
る。

【００４３】ステップ２０１では、画像ＩＡにおいて、
物体像Ｓ１の指示点Ｐａ１、Ｐｂ１を通る直線Ｌａ１が
算出される（図８参照）。この直線Ｌａ１は、一対の遮
蔽輪郭ＭＡ１、ＭＡ２のうち輪郭線ＭＡ１を通る直線で
ある。同じように、ステップ２０２では、物体像Ｓ２の
指示点Ｐｃ１、Ｐｄ１を通る、すなわち輪郭線ＭＡ２を
通る直線Ｌｂ１が算出される。なお、一対の画像ＩＡ、
ＩＢそれぞれにおいて、画像領域の左上隅を原点とし、
Ｘ方向、Ｙ方向の画素数がそれぞれ「Ｗ」、「Ｈ」であ
るスクリーン座標（Ｘ、Ｙ）を定めており、直線Ｌａ１
などはスクリーン座標（Ｘ、Ｙ）に従って算出される。
ステップ２０２が実行されると、ステップ２０３に進
む。

【００４４】ステップ２０３では、指示点Ｐａ１と指示
点Ｐｃ１とを結ぶ直線Ｑ１が算出される（図８参照）。
同様に、ステップ２０４では、指示点Ｐｂ１と指示点Ｐ
ｄ１とを結ぶ直線Ｑ２が算出される。ステップ２０４が
実行されると、ステップ２０５に進む。

【００４５】ステップ２０５では、直線Ｌａ１と直線Ｌ
ｂ１に基づいて二等分線Ｌｅ１が求められる。二等分線
Ｌｅ１は、物体像Ｓ１を二等分する線であり、図３に示
した物体Ｓの中心軸ＳＵの投影像に対応する。直線Ｌａ
１と直線Ｌｂ１は、二等分線Ｌｅ１に平行であるととも
に、二等分線Ｌｅ１に関して線対称な関係にある。ステ
ップ２０５が実行されると、ステップ２０６に進む。

【００４６】ステップ２０６では、図９に示すように、
画像ＩＢにおいて指示点Ｐａ２、Ｐｂ２を通る直線Ｌａ
２が算出され、ステップ２０７では、指示点Ｐｃ２、Ｐ
ｄ２を通る直線Ｌｂ２が算出される。直線Ｌａ２、Ｌｂ
２は、画像ＩＢにおいて物体像Ｓ２の一対の遮蔽輪郭Ｍ
Ｂ１、ＭＢ２を通る直線である。そして、ステップ２０
８では、直線Ｌａ２と直線Ｌｂ２に基づいて物体像Ｓ２
を二等分する二等分線Ｌｅ２が求められる。二等分線Ｌ
ｅ２も、二等分線Ｌｅ１と同じように物体Ｓの中心軸Ｓ
Ｕの投影像に相当する。ステップ２０８が実行される
と、ステップ２０９に進む。

【００４７】ステップ２０９では、図１０に示すよう
に、第１の画像ＩＡにおいて直線Ｌｅ１と直線Ｑ１との
交点Ｐｅ１の座標（Ｘａ１、Ｙａ１）が求められる。ま
た、ステップ２１０では、直線Ｌｅ１と直線Ｑ２との交
点Ｐｆ１（Ｘｂ１、Ｙｂ１）が求められる。そして、ス
テップ２１１では、第２の画像ＩＢにおいて交点Ｐｅ１
に応じたエピポーララインＥＰ１が設定され、エピポー
ララインＥＰ１と二等分線Ｌｅ２との交点Ｐｅ２の座標
（Ｘａ２、Ｙａ２）が求められる。交点Ｐｅ２は、算出
された交点Ｐｅ１とともに対応点を構成する点であり、
交点Ｐｅ１、Ｐｅ２は同一点の像である。なお、モニタ
３０に表示される一対の画像ＩＡ、ＩＢが平行ステレオ
修正された画像であることから、エピポーララインＥＰ
１はＸ軸に平行で交点Ｐｅ１のＹ座標「Ｙａ１」を通る
直線となる。

【００４８】同様に、ステップ２１２では、画像ＩＡ内
の交点Ｐｆ１のＹ座標「Ｙｂ１」とＹ座標が等しいエピ
ポーララインＥＰ２が画像ＩＢにおいて設定され、二等
分線Ｌｅ２とエピポーララインＥＰ２との交点Ｐｆ２の
位置座標（Ｘｂ２、Ｙｂ２）が算出される。交点Ｐｆ
１、Ｐｆ２は、交点Ｐｅ１、Ｐｅ２と異なるもう１つの
対応点である。対応点Ｐｅ１、Ｐｅ２および対応点Ｐｆ
１、Ｐｆ２が一対の画像ＩＡ、ＩＢからそれぞれ算出さ
れると、ステップ２１３に進む。

【００４９】ステップ２１３では、三角測量の原理を適
用して物体Ｓの３次元位置を求めるために座標変換が施
される。具体的には、まず、モニタ３０のスクリーン座
標（Ｘ、Ｙ）からカメラ４２の第１および第２撮影地点
ＰＡ、ＰＢそれぞれのＣＣＤ４１の画像形成面において
規定されるＣＣＤ座標（ｕ、ｖ）に変換される。この変
換では、原点位置合わせのための平行移動や縦横のスケ
ール変換処理が施され、これにより、対応点Ｐｅ１、Ｐ
ｅ２および対応点Ｐｆ１、Ｐｆ２は、モニタ３０におけ
る画素単位のスクリーン座標（Ｘａ１、Ｙａ１）（Ｘａ
２、Ｙａ２）および（Ｘｂ１、Ｙｂ１）（Ｘｂ２、Ｙｂ
２）からＣＣＤ４１の画像形成面における位置座標（ｕ
ａ１、ｖａ１）（ｕａ２、ｖａ２）および（ｕｂ１、ｖ
ｂ１）（ｕｂ２、ｖｂ２）で表される。ＣＣＤ座標への
変換は次式によって行われる。

【００５０】

【数式１】

【００５１】（１）式において、「ＰｉｔｃｈＸ」は、
ＣＣＤ４１の横方向サイズと画像ＩＡ（ＩＢ）の画素単
位の横方向サイズ（＝Ｗ）との比を表し、「Ｐｉｔｃｈ
Ｙ」は、ＣＣＤ４１の縦方向サイズと画像ＩＡ（ＩＢ）
の画素単位の縦方向サイズ（＝Ｈ）との比を表す。ま
た、「Ｆ」は、カメラ４２の焦点距離を示す。ＣＣＤ座
標（ｕ，ｖ）は、カメラ４２の撮影光学系の光軸とＣＣ
Ｄ４１の画像形成面の中心を原点とする座標系であり、
mm単位で表される座標系であるが、（１）式で示すよう
にカメラ４２の焦点距離Ｆ（mm）に関する奥行き方向の
座標も考慮されている。他方の対応点Ｐｆ１、Ｐｆ２に
ついても、（１）式により座標変換が施される。

【００５２】ステップ２１４では、ステップ２１３で求
められた対応点Ｐｅ１、Ｐｅ２のＣＣＤ座標（ｕａ１、
ｖａ１）（ｕａ２、ｖａ２）と、第１および第２撮影地
点ＰＡ、ＰＢ間の距離とに基づき、物体Ｓの中心軸Ｕ上
の点であってその像が対応点となる測定点Ｐ１の位置が
（２）式により算出される。ただし、（２）式におい
て、「Ｃ」は第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢ間の距
離を表し、撮影データとしてメモリカード３６にあらか
じめ記録されている。

【００５３】

【数式２】

【００５４】（２）式は、いわゆる三角測量の原理に基
づく式であり、第１撮影地点ＰＡでのカメラ４２の中心
を原点とするカメラ座標系を３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）
として定めると、測定点Ｐ１の位置（ｘ１、ｙ１、ｚ
１）がその３次元座標で算出される。測定点Ｐ１のｚ座
標は、第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢから物体Ｓま
での奥行きを表す。同様に、ステップ２１５では、対応
点Ｐｅ２、Ｐｆ２に応じた物体Ｓの中心軸ＳＵ上にある
測定点Ｐ２の位置（ｘ２、ｙ２、ｚ２）が（２）式によ
り求められる。測定点Ｐ１、Ｐ２の３次元座標は、モニ
タ３０に表示されるとともに、ＲＡＭ１８に一時的にデ
ータとして格納される。ステップ２１５が実行される
と、このサブルーチンは終了し、図４のメインルーチン
に戻る。

【００５５】なお、ステップ２０１〜２１５の実行にお
いて、算出された点や直線などのデータは算出される度
にＲＡＭ１８に格納され、必要に応じて読み出される。

【００５６】図１１は、図４のステップ１０６のサブル
ーチンである。図１１とともに図１２〜１５を用いて、
円柱Ｓの半径の算出処理について説明する。

【００５７】ステップ３０１では、図７のステップ２１
４、２１５で求められ、ＲＡＭ１８に格納された物体Ｓ
の中心軸ＳＵ上にある測定点Ｐ１、Ｐ２の座標（ｘ１、
ｙ１、ｚ１）、（ｘ２、ｙ２、ｚ２）に基づいて、中心
軸ＳＵを３次元座標で表した直線ｌが算出される。直線
ｌの方程式は、次の（３）式で表される。

【００５８】

【数式３】

【００５９】そして、図１２に示すように、測定点Ｐ
１、Ｐ２および直線ｌに基づき、第１撮影地点ＰＡにお
けるカメラ４２の中心、すなわち３次元座標の原点Ｏか
ら直線ｌへ垂直に延ばした線のベクトルＶ（ｅ、ｆ、
ｇ）が求められる。ただし、ベクトルＶは、（３）式お
よび直線ｌとベクトルＶとの直交関係を示す次の（４）
式に基づいて算出される。ベクトルＶが求められると、
ステップ３０２へ進む。

【００６０】

【数式４】

【００６１】ステップ３０２では、直線ｌ（中心軸Ｓ
Ｕ）を通り、ベクトルＶ（ｅ、ｆ、ｇ）を法線ベクトル
とする平面Ｒが算出される（図１２参照）。次の（５）
式は、平面Ｒを表した式である。

【数式５】 平面Ｒが算出されると、ステップ３０３に移る。

【００６２】ここで、図１３を用いて、平面Ｒと交差す
る物体Ｓの表面上にある点と、第１撮影地点ＰＡにおけ
る物体像Ｓ１の一対の輪郭ＭＡ１、ＭＡ２上にある点と
の関係について説明する。ただし、ここでは、法線ベク
トルＶの向きは第１撮影地点ＰＡにおけるカメラ４２の
中心を３次元座標の原点Ｏとしたときのｚ方向と一致す
るものとする。また、モニタ３０に表示される画像ＩＡ
において輪郭線ＭＡ１上の点を境界点Ｔ１と定め、ＣＣ
Ｄ４１の画像形成面において境界点Ｔ１に応じた位置に
ある像点Ｔ１’と原点Ｏを通る直線Ｎを設定する。ただ
し、第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢから物体Ｓまで
の距離が物体Ｓの径の大きさ（奥行き方向の長さ）に比
べて十分長いものとする。

【００６３】ＣＣＤ４１の画像形成面に形成される画像
に関しては、原点Ｏと円柱Ｓとの距離Ｍが円柱Ｓの径の
大きさに比べて十分長い場合、いわゆる弱中心射影を適
用することができる。弱中心射影は正射影と中心射影を
組み合わせた射影であり、物体Ｓは、平面τに正射影さ
れた後原点Ｏに向けて中心射影される。平面τへの正射
影は、第１撮影地点ＰＡにおけるカメラ４２の光軸方
向、すなわち法線ベクトルＶ方向に沿って射影されるた
め、平面Ｒと平面τは平行関係にある。

【００６４】物体Ｓの表面と平面Ｒとの交差する直線上
にある点を端点Ｔと定め、端点Ｔの平面τにおける像を
Ｔ’とすると、直線Ｎは平面τの像Ｔ’を通る。弱中心
射影が適用されていることを考慮すれば、直線Ｎは物体
Ｓの端点Ｔを通る直線とみなすことができる（直線Ｎ’
参照）。したがって、物体Ｓの端点Ｔの中心軸ＳＵ方向
（３次元座標のｙ方向）に沿った位置座標が測定点Ｐ１
あるいはＰ２の位置と等しければ、直線Ｎを算出し、端
点Ｔの３次元位置座標を算出することによって円柱Ｓの
半径が求められる。

【００６５】そこでまず、ステップ３０３では、図１４
に示すように、画像ＩＡにおいて二等分線Ｌｅ１と垂直
で交点Ｐｅ１を通る直線Ｌｇ１が算出され、ステップ３
０４では、直線Ｌｅ１と垂直で点Ｐｆ１を通る直線Ｌｈ
１が算出される。そして、ステップ３０５では、直線Ｌ
ｇ１と直線Ｌａ１との交点が境界点Ｐｇ１として求めら
れ、ステップ３０６では、直線Ｌｈ１と直線Ｌａ１との
交点が境界点Ｐｈ１とし求められる。

【００６６】ステップ３０７では、交点Ｐｇ１、Ｐｈ１
に対して座標変換が施される。すなわち、図７のステッ
プ２１３と同じように、スクリーン座標（Ｘ、Ｙ）から
ＣＣＤ座標（ｕ、ｖ、Ｆ）に変換される。ステップ３０
８では、ＣＣＤ４１の画像形成面にある境界点Ｐｇ１に
応じた像点Ｐ’ｇ１と原点Ｏとを通る直線ＬＡが３次元
座標に基づいて算出される。同様に、ステップ３０９で
は、ＣＣＤ４１の画像形成面にある境界点Ｐｈ１に応じ
た像点Ｐ’ｈ１と中心Ｏとを通る直線ＬＢが算出され
る。直線ＬＡ、直線ＬＢは、図１３の直線Ｎ（Ｎ’）に
相当する。直線ＬＡ、ＬＢが求められると、ステップ３
１０に進む。

【００６７】ステップ３１０では、直線ＬＡと物体Ｓと
の交点であって平面Ｒ上にある端点ＰＣの３次元座標が
算出される。ただし、端点ＰＣは、平面Ｒを示す（５）
式と直線ＬＡの式に基づいて算出される。同様に、ステ
ップ３１１では、（５）式と直線ＬＢに基づいて直線Ｌ
Ｂと平面Ｒとの交点である端点ＰＤが算出される。端点
ＰＣ、ＰＤは、図１３の端点Ｔに相当し、中心軸ＳＵ上
に沿ったｙ方向の位置座標は、測定点Ｐ１およびＰ２に
等しい。

【００６８】ステップ３１２では、端点ＰＣと先に求め
られた中心軸ＳＵ（直線ｌ）上にある測定点Ｐ１との距
離ｒ１が算出される。この距離ｒ１が物体Ｓの半径とな
る。同じように、ステップ３１３では、端点ＰＤと測定
点ＰＢとの距離ｒ２が算出される。物体Ｓが円柱である
ため、距離ｒ１と距離ｒ２は等しい。ステップ３１３が
実行されると、このサブルーチンは終了する。

【００６９】このように本実施形態によれば、カメラ４
２によって第１および第２撮影地点ＰＡ、ＰＢから円柱
である物体Ｓを撮影することにより、異なるから撮影さ
れた一対の画像がメモリカード３６に記録され、その後
画像処理装置１０において読み出される。読み出された
モニタ３０に表示された一対の画像ＩＡ、ＩＢに対して
オペレータが操作することにより、一対の画像ＩＡ、Ｉ
Ｂそれぞれの一対の遮蔽輪郭ＭＡ１、ＭＡ２およびＭＢ
１、ＭＢ２の上に指示点Ｐａ１〜Ｐｄ１およびＰａ２〜
Ｐｄ２が設定される。そして、この設定された指示点Ｐ
ａ１〜Ｐｄ１およびＰａ２〜Ｐｄ２に基づいて、２つの
対応点Ｐｅ１、Ｐｅ２およびＰｆ１、Ｐｆ２を一対の二
等分線Ｌｅ１、Ｌｅ２の線上において検出する。

【００７０】表面が曲面である物体Ｓの中心軸ＳＵの投
影像が一対の画像ＩＡ、ＩＢにおいて物体Ｓの投影像Ｓ
１、Ｓ２を２等分する一対の二等分線Ｌｅ１、Ｌｅ２に
対応するため、一対の二等分線Ｌｅ１、Ｌｅ２上におい
て検出される対応点は、物体Ｓの中心軸ＳＵ上にある同
一点からの像となる。このように、本来写らない中心軸
ＳＵの像を考慮することにより、正確に物体Ｓの３次元
位置を求めることができる。

【００７１】このような対応点検出処理によれば、図１
５に示すように、円柱Ｓの上面、底面の輪郭が一対の画
像ＩＡ、ＩＢに写っていなくても３次元位置を測定する
ことができ、長さのある円柱形状の物体でも両眼立体視
できる。

【００７２】物体Ｓと第１および第２撮影地点ＰＡ、Ｐ
Ｂとの距離が物体Ｓの径（半径ｒ）に比べて十分長い場
合には弱中心射影モデルが適用できることから、物体Ｓ
の測定点Ｐ１、Ｐ２と、平面Ｒと物体Ｓの表面の交線上
にある端点ＰＣ、ＰＤに基づいて物体Ｓの半径ｒが算出
される。

【００７３】なお、物体Ｓの半径ｒを求めず、物体Ｓの
３次元位置のみ測定する場合、１つの対応点Ｐｅ１、Ｐ
ｅ２（あるいはＰｆ１、Ｐｆ２）のみ算出し、測定点Ｐ
１（あるいはＰ２）の３次元位置のみ算出すればよい。
また、物体Ｓの半径ｒ１（あるいはｒ２）のみ算出する
場合、境界点Ｐｇ１（あるいはＰｈ１）に応じた端点Ｐ
Ｃ（あるいはＰＤ）のみ求めればよい。また、一対の画
像ＩＡ、ＩＢから対応点Ｐｅ１、Ｐｅ２を検出する場
合、エピポーララインを画像ＩＢに設定せず、スクリー
ン座標（Ｘ、Ｙ）でＹ座標が交点Ｐｅ１と等しい二等分
線Ｌｅ２上の点を交点Ｐｅ２としてもよい。

【００７４】物体Ｓの半径ｒを算出する時に弱中心射影
モデルを適用しているが、擬似中心射影モデルを適用し
て半径ｒを算出してもよい。

【００７５】本実施形態では、表面に曲面が形成されて
いる物体として円柱である物体Ｓが適用されているが、
円柱以外の曲面形状の物体に対しても両眼立体視により
３次元位置を測定することができる。例えば、図１６に
示すように、中心軸ＥＳ周りに回転対称な直円錐台Ｅが
計測対象であってもよい。この場合、直線Ｑ１、Ｑ２に
おいて指定点Ｐａ１、Ｐｃ１の中点と指定点Ｐｂ１、Ｐ
ｄ１の中点とを通る直線を二等分線Ｌｅ１とし、交点Ｐ
ｅ１を算出すればよい。画像ＩＢにおいても、指定点Ｐ
ａ２、Ｐｃ２の中点と指定点Ｐｂ２、Ｐｄ２の中点とを
通る直線を二等分線Ｌｅ２を求めればよい。また、平行
ステレオ修正をせずに対応点を求めてもよい。

【００７６】さらに、図１７に示すように、物体Ｓは、
円柱、直円錐台だけでなく直円錐、球体などを含む、中
心軸ＲＳ周りに回転曲面が形成された回転体ＲＯであれ
ばよい。ただし、回転体ＲＯは、中心軸ＲＳ周りに回転
対称な物体であり、中心軸ＲＳに垂直な任意の断面は円
になる。回転体ＲＯの場合でも、直線Ｑ１、Ｑ２におい
て指定点Ｐａ１、Ｐｃ１の中点と指定点Ｐｂ１、Ｐｄ１
の中点とを通る直線を二等分線Ｌｅ１とし、指定点Ｐａ
２、Ｐｃ２の中点と指定点Ｐｂ２、Ｐｄ２の中点とを通
る直線を二等分線Ｌｅ２とする。これにより、対応点Ｐ
ｅ１、Ｐｅ２およびＰｆ１、Ｐｆ２が算出される。

【００７７】本実施形態では、写真測量において両眼立
体視を利用しているが、それ以外の分野、例えばコンピ
ュータビジョンなどの自動形状復元処理においても利用
可能である。この場合、画像処理装置１０に２台のカメ
ラを接続して異なる方向から同時撮影し、一度メモリに
記録された一対の画像データから物体の３次元位置を測
定する処理システムを構成する。また、オペレータの操
作を伴わないで自動的に画像処理装置１０が交点Ｐｅ
１、Ｐｅ２を検出する処理システムを構成してもよい。
この場合、一対の画像ＩＡ、ＩＢはモニタ３０に表示さ
れることなく、自動的に一対の遮蔽輪郭ＭＡ１、ＭＡ２
およびＭＢ１、ＭＢ２がエッジ追跡などの線検出処理に
よって検出され、対応点Ｐｅ１、Ｐｅ２が求められる。

【００７８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、曲面形状
の物体像が写された一対の画像から３次元情報を求める
両眼立体視において、一対の画像から誤りなく対応点を
検出し、正確な物体の３次元情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】写真測量用のカメラと本実施形態である画像処
理装置およびその周辺機器を示した図である。

【図２】画像処置装置のブロック図である。

【図３】円柱である物体の２方向からの投影像を示した
図である。

【図４】３次元情報算出処理動作を示したフローチャー
トである。

【図５】平行ステレオ関係を示した図である。

【図６】モニタに表示される一対の画像を示した図であ
る。

【図７】物体の３次元位置算出処理動作を示した図４の
ステップ１０５のサブルーチンである。

【図８】二等分線を求める時の一対の画像のうちの一方
の画像を示した図である。

【図９】二等分線を求める時の一対の画像のうちの他方
の画像を示した図である。

【図１０】対応点を求める際の一対の画像を示した図で
ある。

【図１１】物体の半径を求める径算出処理動作を示した
図４のステップ１０６のサブルーチンである。

【図１２】物体と原点を通るベクトルを法線ベクトルと
する平面とを示した図である。

【図１３】弱中心射影モデルにおける物体の投影像を示
した図である。

【図１４】一対の画像のうちの一方の画像を示した図で
ある。

【図１５】一対の遮蔽輪郭のみ写る一対の画像を示した
図である。

【図１６】直円錐台およびその投影像となる一対の画像
を示した図である。

【図１７】回転体およびその投影像となる一対の画像を
示した図である。

【符号の説明】

１０ 画像処理装置 １２Ａ ＣＰＵ １４ ＲＯＭ（記録媒体） １８ ＲＡＭ（画像記録可能な記録媒体） ３０ モニタ（表示装置） ３６ メモリカード（補助記憶装置、画像記
録可能な記録媒体） ４１ ＣＣＤ（撮像素子） ４２ カメラ ＩＡ，ＩＢ 一対の画像 ＩＡ 第１の画像 π１ 第１の画像 ＩＢ 第２の画像 π２ 第２の画像 Ｌｅ１，Ｌｅ２ 二等分線（一対の二等分線） Ｌｅ１ 二等分線（第１の二等分線） Ｌｅ２ 二等分線（第２の二等分線） ＭＡ１，ＭＡ２ 一対の遮蔽輪郭 ＭＢ１，ＭＢ２ 一対の遮蔽輪郭 Ｐｅ１，Ｐｅ２ 対応点（少なくとも１つの対応点） Ｐｅ１ 交点（少なくとも１つの第１の像点） Ｐｅ２ 交点（少なくとも１つの第２の像点） Ｐｆ１，Ｐｆ２ 対応点（少なくとも１つの対応点） Ｐｆ１ 交点（少なくとも１つの第１の像点） Ｐｆ２ 交点（少なくとも１つの第２の像点） ＥＰ１ エピポーラライン（少なくとも一本の
エピポーラライン） ＥＰ２ エピポーラライン（少なくとも一本の
エピポーラライン） Ｐａ１，Ｐｃ１、Ｐｂ１，Ｐｄ１ 指定点（二対の指定
点） Ｐａ２，Ｐｃ２、Ｐｂ２，Ｐｄ２ 指定点（二対の指定
点） ＰＡ 第１撮影地点 ＰＢ 第２撮影地点 ＰＣ 端点（少なくとも１つの端点） ＰＤ 端点（少なくとも１つの端点） Ｒ 平面（径算出用平面） ｒ 半径（径の長さ） Ｓ 物体 ＳＵ 中心軸 Ｖ 法線ベクトル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 BB05 DD00 EE08 FF01 FF05 FF09 JJ03 JJ05 JJ26 MM07 QQ24 QQ31 QQ38 RR07 SS03 SS13 UU05 2F112 AC06 BA06 CA08 FA03 FA21 FA38 FA45 5B057 AA01 BA02 CA13 CA16 CB13 CB17 CC04 CD14 CE15 DA07 DA08 DA17 DB03 DC09 DC16 DC19 5L096 AA09 BA08 CA05 CA14 CA24 DA02 FA06 FA25 FA38 FA62 FA64 FA69 MA05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸周りに回転曲面が形成された回転
   体である物体を該中心軸に沿った輪郭像となる一対の遮
   蔽輪郭が写るように異なる２方向から撮像素子を有する
   カメラで撮像することによって得られる一対の画像が記
   録された画像記録可能な記録媒体から、前記一対の画像
   を読み出す画像読み出し手段と、 前記物体の求めるべき３次元位置を表す少なくとも１つ
   の測定点の像であって前記一対の画像から一意に決まる
   少なくとも１つの対応点を、前記物体の中心軸の投影像
   に応じた一対の二等分線上において検出する対応点検出
   手段と、 前記少なくとも１つの対応点に基づき、三角測量の原理
   を適用することによって前記物体の中心軸上にある前記
   少なくとも１つの測定点の三次元位置を算出する三次元
   情報算出手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記物体が、円柱、直円錐台のいずれか
   であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記画像記録可能な記録媒体が携帯可能
   であって前記カメラに着脱可能に装着される補助記憶装
   置であるとともに、前記撮像素子に形成される前記一対
   の画像が前記補助記憶装置にデジタルの静止画像データ
   として記録され、 前記画像読み出し手段が、前記補助記憶装置から前記一
   対の画像を読み出すことを特徴とする請求項１に記載の
   画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記画像読み出し手段によって読み出さ
   れた前記一対の画像を前記少なくとも１つの対応点が同
   一座標となるようにアフィン変換する平行ステレオ修正
   手段をさらに有し、 前記対応点検出手段が、アフィン変換された前記一対の
   画像から前記少なくとも１つの対応点を検出することを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記一対の画像が第１の画像および第２
   の画像とからなり、前記一対の二等分線が前記第１の画
   像にある第１の二等分線と前記第２の画像にある第２の
   二等分線とからなり、また、前記少なくとも１つの対応
   点が前記第１の画像にある少なくとも１つの第１の像点
   と前記第２の画像にある少なくとも１つの第２の像点と
   からなり、 前記対応点検出手段が、前記少なくとも１つの第１像点
   に応じた少なくとも一本のエピポーララインを前記第２
   の画像において設定し、前記少なくとも一本のエピポー
   ララインと前記第２の二等分線との交点となる少なくと
   も１つのエピポーラ交点を求め、該少なくとも１つのエ
   ピポーラ交点を前記少なくとも１つの第２の像点と定め
   ることを特徴とする請求項１もしくは請求項４のいずれ
   かに記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 映像を表示する表示装置が接続されると
   ともに、 前記画像読み出し手段に従って読み出された前記一対の
   画像を前記表示装置に表示する表示手段と、 前記表示装置に表示される前記一対の画像それぞれに対
   し、入力操作に従って前記一対の遮蔽輪郭それぞれの線
   上に指定される二対の点を指定点として定める指定点設
   定手段とをさらに有し、 前記対応点検出手段が、前記一対の画像それぞれの前記
   二対の指定点に基づいて前記少なくとも１つの対応点の
   位置を前記表示装置のスクリーン座標で検出することを
   特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記対応点検出手段が、前記一対の画像
   それぞれの前記二対の指定点に基づいて前記一対の二等
   分線を算出し、前記第１の画像における前記第１の二等
   分線と前記二対の指定点を通る２本の直線との２つの交
   点を求め、該２つの交点のうち少なくとも１つの交点を
   前記少なくとも１つの第１の像点と定めることを特徴と
   する請求項６に記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記三次元情報算出手段が、前記少なく
   とも１つの対応点の座標を前記表示装置のスクリーン座
   標から前記撮像素子の撮像素子座標に変換するととも
   に、前記第１の画像に応じた撮影方向での前記カメラの
   中心を原点とした３次元座標を規定して、前記少なくと
   も１つの対応点に基づき、三角測量の原理を適用して前
   記少なくとも１つの測定点の３次元座標を算出すること
   を特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記物体の径の長さを算出する径算出手
   段をさらに有し、 前記対応点検出手段が、２つの対応点を検出し、 前記三次元情報算出手段が、２つの測定点を算出し、 前記径算出手段が、 前記一対の画像の一方に応じた撮影方向における前記カ
   メラの中心を通り前記物体の中心軸に垂直なベクトルを
   法線ベクトルとする平面であって前記物体の中心軸が載
   る径算出用平面を前記２つの測定点に基いて算出し、 前記径算出用平面と前記物体の表面上にあるとともに前
   記２つの測定点のいずれかの点と中心軸に沿った位置が
   一致する端点を、該一対の画像の一方にある前記一対の
   遮蔽輪郭上にある像であって前記端点の像である像点に
   基いて算出し、 前記物体の径の長さを前記２つの測定点の一方と前記端
   点に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載
   の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 中心軸周りに回転曲面が形成された回
    転体である物体を該中心軸に沿った輪郭像となる一対の
    遮蔽輪郭が写るように異なる２方向から撮像素子を有す
    るカメラで撮像することによって得られる一対の画像が
    記録された画像記録可能な記録媒体から、前記一対の画
    像を読み出す画像読み出すステップと、 前記物体の求めるべき３次元位置を表す少なくとも１つ
    の測定点の像であって前記一対の画像から一意に決まる
    少なくとも１つの対応点を、前記物体の中心軸の投影像
    に応じた一対の二等分線上において検出するステップ
    と、 前記少なくとも１つの対応点に基づき、三角測量の原理
    を適用することによって前記物体の中心軸上にある前記
    少なくとも１つの測定点の三次元位置を算出するステッ
    プとを備えたことを特徴とする３次元情報計測方法。
11. 【請求項１１】 中心軸周りに回転曲面が形成された回
    転体である物体の３次元情報を計測するプログラムを格
    納した記録媒体であって、 前記物体を該中心軸に沿った輪郭像となる一対の遮蔽輪
    郭が写るように異なる２方向から撮像素子を有するカメ
    ラで撮像することによって得られる一対の画像が記録さ
    れた画像記録可能な記録媒体から、前記一対の画像を読
    み出し、 前記物体の求めるべき３次元位置を表す少なくとも１つ
    の測定点の像であって前記一対の画像から一意に決まる
    少なくとも１つの対応点を、前記物体の中心軸の投影像
    に応じた一対の二等分線上において検出し、 前記少なくとも１つの対応点に基づき、三角測量の原理
    を適用することによって前記物体の中心軸上にある前記
    少なくとも１つの測定点の三次元位置を算出することを
    特徴とする３次元情報計測処理のプログラムを格納した
    コンピュータ読み取り可能な記録媒体。