JP2002519791A - 画像センサを使用して立体画像をキャプチャする方法および装置 - Google Patents
画像センサを使用して立体画像をキャプチャする方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
目標被写体上に構造化された光を投射する（５１）、回折デバイスを備えた光源を使用して、立体画像をキャプチャする方法および装置。このシステムは、目標被写体の画像をキャプチャするために（５２）、複数の撮像デバイスを使用する。さらに、このシステムは、３Ｄデータに加えて、テクスチャ・データを得る（５３）。
Description
【０００１】 （発明の背景） （１．発明の分野） 本発明は、一般に３次元（３Ｄ）モデルに関し、詳細には、処理を行うことに
より対象（被写体）の３次元モデルを形成する立体画像をキャプチャする方法お
よび装置に関する。
より対象（被写体）の３次元モデルを形成する立体画像をキャプチャする方法お
よび装置に関する。
【０００２】 （２．関連技術の説明） 被写体の３次元（３Ｄ）モデルを生成することは、１つの角度からしか見るこ
とのできない２次元（２Ｄ）モデルの場合とは異なり、そのモデルを多くの異な
る角度から見ることを可能にする。３Ｄモデルを生成する１つの方法は、現実の
被写体の多数の画像を、異なる位置から撮って、被写体の投影での差を利用する
ことである。これら多数の画像は、被写体の３Ｄモデルを生成するのに適したも
のであり得る。３Ｄモデルが生成されると、その３Ｄモデルを写真やテレビの場
合と同様に仮想世界に置き、他者と共有することができる。詳細には、３Ｄモデ
ルが商業的に成り立つものであることが、エンターテイメント業界、広告業界、
およびシミュレーション業界で著しく目立っている。
とのできない２次元（２Ｄ）モデルの場合とは異なり、そのモデルを多くの異な
る角度から見ることを可能にする。３Ｄモデルを生成する１つの方法は、現実の
被写体の多数の画像を、異なる位置から撮って、被写体の投影での差を利用する
ことである。これら多数の画像は、被写体の３Ｄモデルを生成するのに適したも
のであり得る。３Ｄモデルが生成されると、その３Ｄモデルを写真やテレビの場
合と同様に仮想世界に置き、他者と共有することができる。詳細には、３Ｄモデ
ルが商業的に成り立つものであることが、エンターテイメント業界、広告業界、
およびシミュレーション業界で著しく目立っている。
【０００３】 被写体の３Ｄモデルを生成するのが望ましく有利であることは、容易に理解さ
れ、３Ｄモデルを生成するための多くのツールが開発されてきた。例えば、カリ
フォルニア州サンフランシスコのＫｉｎｅｔｉｘからの３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍ
ＡＸなどの３Ｄソフトウェアは、デジタル方式が使われているという違いを除け
ば、芸術家が粘土の塊を使って対象の彫刻をつくるのと同様に、ユーザが３Ｄモ
デルを生成することを可能にする。例としては、影響パラメータが割り当てられ
た球体である「メタボール」などのツールが融合して、望みの対象を形成する。
さらに細部のある対象の場合、生成される対象の小さな部分を定義する三角形ま
たは四角形などの「多角形」を使用することができる。別の例は、生成される対
象の表面を定義する曲線である「スプライン」であろう。ソフトウェアによる３
Ｄモデル生成の詳細は、ジョージ・マエストリ（Ｇｅｏｒｇｅ Ｍａｅｓｔｒｉ
）著の「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ａｎｉｍａｔｉｏｎ」（Ｎｅｗ
Ｒｉｄｅｒｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ、１９９６年）に見ることができる。た
だし、ソフトウェアを使用して３Ｄモデルを生成することの複雑さや困難のため
に、当分野の技能者を除く多くの人々には、それを行うのは、ためらわれるもの
だった。例えば、ユーザは、芸術的であると同時に技術指向である必要がある。
さらに、３Ｄモデル化技法を修得するには、何年もの経験が必要になる可能性が
ある。これらの障害のため、普通の消費者は一般に、３Ｄソフトウェアを使用し
て３Ｄモデルを生成することができない。
れ、３Ｄモデルを生成するための多くのツールが開発されてきた。例えば、カリ
フォルニア州サンフランシスコのＫｉｎｅｔｉｘからの３Ｄ Ｓｔｕｄｉｏ Ｍ
ＡＸなどの３Ｄソフトウェアは、デジタル方式が使われているという違いを除け
ば、芸術家が粘土の塊を使って対象の彫刻をつくるのと同様に、ユーザが３Ｄモ
デルを生成することを可能にする。例としては、影響パラメータが割り当てられ
た球体である「メタボール」などのツールが融合して、望みの対象を形成する。
さらに細部のある対象の場合、生成される対象の小さな部分を定義する三角形ま
たは四角形などの「多角形」を使用することができる。別の例は、生成される対
象の表面を定義する曲線である「スプライン」であろう。ソフトウェアによる３
Ｄモデル生成の詳細は、ジョージ・マエストリ（Ｇｅｏｒｇｅ Ｍａｅｓｔｒｉ
）著の「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ Ａｎｉｍａｔｉｏｎ」（Ｎｅｗ
Ｒｉｄｅｒｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ、１９９６年）に見ることができる。た
だし、ソフトウェアを使用して３Ｄモデルを生成することの複雑さや困難のため
に、当分野の技能者を除く多くの人々には、それを行うのは、ためらわれるもの
だった。例えば、ユーザは、芸術的であると同時に技術指向である必要がある。
さらに、３Ｄモデル化技法を修得するには、何年もの経験が必要になる可能性が
ある。これらの障害のため、普通の消費者は一般に、３Ｄソフトウェアを使用し
て３Ｄモデルを生成することができない。
【０００４】 ３Ｄデータの生成は比較的遅く、上述の通り、普通の消費者には、時間がかか
って困難である。後で３Ｄデータを生成するのに使用する被写体の画像をキャプ
チャすることのできる３Ｄ撮像デバイス・システムを使用することで、特別な技
能をもたない消費者が、現実の被写体の３Ｄモデルを迅速かつ容易に生成するこ
とができるようになる。したがって、本発明は、後に３Ｄデータを生成するのに
使用でき、次に目標被写体の３Ｄモデルを生成するのに使用される立体画像を、
撮像デバイスを使用してキャプチャする方法および装置を対象とする。
って困難である。後で３Ｄデータを生成するのに使用する被写体の画像をキャプ
チャすることのできる３Ｄ撮像デバイス・システムを使用することで、特別な技
能をもたない消費者が、現実の被写体の３Ｄモデルを迅速かつ容易に生成するこ
とができるようになる。したがって、本発明は、後に３Ｄデータを生成するのに
使用でき、次に目標被写体の３Ｄモデルを生成するのに使用される立体画像を、
撮像デバイスを使用してキャプチャする方法および装置を対象とする。
【０００５】 （発明の簡単な概要） 立体画像をキャプチャする方法および装置が開示される。目標被写体に構造化
された光を投射する回折デバイスを備えた光源が提供される。目標被写体の画像
をキャプチャするための複数の撮像デバイスが提供される。
された光を投射する回折デバイスを備えた光源が提供される。目標被写体の画像
をキャプチャするための複数の撮像デバイスが提供される。
【０００６】 本発明の方法および装置の目的、特徴、および利点は、以下の説明から明らか
になろう。
になろう。
【０００７】 （発明の詳細な説明） 現実の被写体の３次元（３Ｄ）モデルを生成する上で、現実の被写体の、多く
の画像を異なる位置から撮り、被写体の投影での差を利用する。多数の画像は例
えば、画像センサを備えたカムコーダまたはデジタル・カメラなどの撮像デバイ
スでキャプチャすることができる。一般に画像センサは、各ピクセルがその上に
注ぐ入射光をキャプチャする感光ピクセル配列を備えている。したがって、ピク
セル配列内でのピクセルの組み合わせにより、入射光からの画像をキャプチャす
ることができる。一般に、３Ｄモデルに再構成される被写体の表面は、少なくと
も２つの画像に存在していなければならない。というのは、再構成は、２つの画
像の表面の交差に基づいているからである。被写体の、上記の特徴を備えたこれ
らの２つまたは複数の画像（すなわち、立体画像）が、後続の３Ｄモデルへの処
理に適している。
の画像を異なる位置から撮り、被写体の投影での差を利用する。多数の画像は例
えば、画像センサを備えたカムコーダまたはデジタル・カメラなどの撮像デバイ
スでキャプチャすることができる。一般に画像センサは、各ピクセルがその上に
注ぐ入射光をキャプチャする感光ピクセル配列を備えている。したがって、ピク
セル配列内でのピクセルの組み合わせにより、入射光からの画像をキャプチャす
ることができる。一般に、３Ｄモデルに再構成される被写体の表面は、少なくと
も２つの画像に存在していなければならない。というのは、再構成は、２つの画
像の表面の交差に基づいているからである。被写体の、上記の特徴を備えたこれ
らの２つまたは複数の画像（すなわち、立体画像）が、後続の３Ｄモデルへの処
理に適している。
【０００８】 被写体の立体画像を撮る上で、いくつかの問題が考慮される。第１に、被写体
は、画像が撮られている間に位置を変えたり、または形を変えたりしてはならな
い。第２に、すべての画像に関して、被写体は、その表面上のフィーチャが等し
く位置しているようでなければならない。これは、撮像デバイスの位置が変化す
るのにつれてフィーチャの位置が変化する鏡面反射の場合には当てはまらない。
第３に、光の経路は、この発明が適切に機能するためには実質的に直線的でなけ
ればならない。言い換えれば、画像の投影は、その経路の変更によって歪められ
てはならないということである。例としては、ガラスは光の経路を曲げる傾向が
あるので、投影される画像の経路にガラスがあってはならない。ただし、当技術
分野の専門家には、立体画像キャプチャの間に上記の条件が存在する場合、その
不一致に関して画像を補正できることが理解されるであろう。
は、画像が撮られている間に位置を変えたり、または形を変えたりしてはならな
い。第２に、すべての画像に関して、被写体は、その表面上のフィーチャが等し
く位置しているようでなければならない。これは、撮像デバイスの位置が変化す
るのにつれてフィーチャの位置が変化する鏡面反射の場合には当てはまらない。
第３に、光の経路は、この発明が適切に機能するためには実質的に直線的でなけ
ればならない。言い換えれば、画像の投影は、その経路の変更によって歪められ
てはならないということである。例としては、ガラスは光の経路を曲げる傾向が
あるので、投影される画像の経路にガラスがあってはならない。ただし、当技術
分野の専門家には、立体画像キャプチャの間に上記の条件が存在する場合、その
不一致に関して画像を補正できることが理解されるであろう。
【０００９】 図３ａ〜３ｃは、目標被写体から抽出されている３Ｄデータの例を示している
。図３ａは目標被写体で、この場合には顔である。撮像デバイスを使用して異な
る位置から被写体の画像をキャプチャすることによって、図３ｂに示されるとお
り、顔の立体画像である顔３３および顔３４をキャプチャすることができる。撮
像デバイスによってキャプチャされる顔の投影が、撮像デバイスの位置の変化す
るのにつれて、予測可能な仕方で変化することを確認できる。各画像は、２次元
である画像センサの平面に含まれているので、撮像デバイスによってキャプチャ
された画像は２次元（２Ｄ）データのみを含んでいることに注意されたい。ただ
し、２つの異なる位置からの顔の表面の、少なくとも２つの画像の交差が存在す
る場合、座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚをもった両方の画像センサに共有の任意の座標系に関
して、他方の画像に対応するポイントをもっている画像の各ポイントについて、
深さＺ値を得ることができる。さらに、画像平面の座標軸Ｘ’、Ｙ’によって表
現される、２つの画像センサでの２つの対応するポイントの位置を組み合わせて
、３Ｄデータのポイントのうちの１個になり得る３Ｄポイント（すなわち、Ｘ、
Ｙ、Ｚ値）を生成することができる。したがって、３Ｄデータは、目標被写体の
３Ｄポイント画像を形成するための、座標系内で識別される３Ｄ空間での複数の
ポイントであり、その例が図３ｃに示されている。目標被写体での、１個のポイ
ントのＸ、Ｙ、Ｚ値を得る方法は、後に説明する。次に、被写体の立体画像をキ
ャプチャするための３Ｄ撮像デバイス・システムについて説明する。
。図３ａは目標被写体で、この場合には顔である。撮像デバイスを使用して異な
る位置から被写体の画像をキャプチャすることによって、図３ｂに示されるとお
り、顔の立体画像である顔３３および顔３４をキャプチャすることができる。撮
像デバイスによってキャプチャされる顔の投影が、撮像デバイスの位置の変化す
るのにつれて、予測可能な仕方で変化することを確認できる。各画像は、２次元
である画像センサの平面に含まれているので、撮像デバイスによってキャプチャ
された画像は２次元（２Ｄ）データのみを含んでいることに注意されたい。ただ
し、２つの異なる位置からの顔の表面の、少なくとも２つの画像の交差が存在す
る場合、座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚをもった両方の画像センサに共有の任意の座標系に関
して、他方の画像に対応するポイントをもっている画像の各ポイントについて、
深さＺ値を得ることができる。さらに、画像平面の座標軸Ｘ’、Ｙ’によって表
現される、２つの画像センサでの２つの対応するポイントの位置を組み合わせて
、３Ｄデータのポイントのうちの１個になり得る３Ｄポイント（すなわち、Ｘ、
Ｙ、Ｚ値）を生成することができる。したがって、３Ｄデータは、目標被写体の
３Ｄポイント画像を形成するための、座標系内で識別される３Ｄ空間での複数の
ポイントであり、その例が図３ｃに示されている。目標被写体での、１個のポイ
ントのＸ、Ｙ、Ｚ値を得る方法は、後に説明する。次に、被写体の立体画像をキ
ャプチャするための３Ｄ撮像デバイス・システムについて説明する。
【００１０】 図１は、３Ｄ撮像デバイス・システムの実施形態を示している。図示されてい
る３Ｄ撮像デバイス・システム１０は、この発明の理解を容易にするために左撮
像デバイス１２および右撮像デバイス１３と呼ぶことにする２つの撮像デバイス
を備えていることが示されている。この名前は、説明の最後まで使用するが、こ
の説明を読むことで、当技術分野の専門家には、この名前は互いに置き換えるこ
とが可能で、さらに、この発明は、２つより多い撮像デバイスが使用されている
場合も、あるいは適切な条件の下では、１つの撮像デバイスのみが使用される場
合にも適用可能なことが、理解されよう。撮像デバイス１２および１３のそれぞ
れは、目標被写体の画像をキャプチャすることのできる画像センサ１４および１
５を備えている。３Ｄ撮像デバイス・システム１０は、撮像デバイス１２および
１３によってキャプチャされた立体画像を、３Ｄデータになるように処理する計
算デバイス１９を含み得る。この計算デバイスは、マイクロプロセッサ、論理演
算装置（ＡＬＵ）、またはデータ情報を処理することのできる他のどのようなデ
バイスであってもよい。一実施形態では、計算デバイス１９は、基礎となってい
るソフトウェアがどの程度、高度であるかにより、３Ｄデータを処理して３Ｄモ
デルにすることさえできる。例としては、３Ｄデータは、デロネー（Ｄｅｌａｕ
ｎａｙ）のアルゴリズムなどの従来のアルゴリズムを使用して、「三角測定する
」（すなわち、３Ｄデータの、すべての３個のポイントで三角形を形成すること
によって、被写体の表面を形成する）ことができる。当技術分野の専門家には、
適切な幾何構造を含めて、他のアルゴリズムを使用できることが理解されよう。
三角測定された構造の例が、図３ｄに示されている。例えば、カリフォルニア州
マウンテンビューのＣａｌｉｇａｒｙから市販されるソフトウェア、Ｔｒｕｅ
Ｓｐａｃｅを使用して、三角測定された構造にテクスチャ・データを適用するこ
とができる。一般に、テクスチャ・データは、被写体の物理的表面プロパティな
どの物質的情報を含み、また、被写体の色彩情報などを含むこともあり得る。別
法では、画像は後に処理するために、撮像デバイス１２および１３に格納され、
こうして３Ｄ撮像デバイス・システムでの計算デバイスの必要性を除去する。一
般に、後に説明することになる、３Ｄ撮像デバイス・システム１０に関する「較
正」情報は、計算デバイス１９に結合される、またはその一部分となり得るメモ
リ・デバイスに格納される。ただし、計算デバイス１９が使用されない３Ｄ撮像
システム１０では、システム１０が、較正情報を格納するメモリ・デバイスを備
え得る、または較正情報はシステムとは別にされ、立体画像が３Ｄデータに変換
されるときに導入され得る。
る３Ｄ撮像デバイス・システム１０は、この発明の理解を容易にするために左撮
像デバイス１２および右撮像デバイス１３と呼ぶことにする２つの撮像デバイス
を備えていることが示されている。この名前は、説明の最後まで使用するが、こ
の説明を読むことで、当技術分野の専門家には、この名前は互いに置き換えるこ
とが可能で、さらに、この発明は、２つより多い撮像デバイスが使用されている
場合も、あるいは適切な条件の下では、１つの撮像デバイスのみが使用される場
合にも適用可能なことが、理解されよう。撮像デバイス１２および１３のそれぞ
れは、目標被写体の画像をキャプチャすることのできる画像センサ１４および１
５を備えている。３Ｄ撮像デバイス・システム１０は、撮像デバイス１２および
１３によってキャプチャされた立体画像を、３Ｄデータになるように処理する計
算デバイス１９を含み得る。この計算デバイスは、マイクロプロセッサ、論理演
算装置（ＡＬＵ）、またはデータ情報を処理することのできる他のどのようなデ
バイスであってもよい。一実施形態では、計算デバイス１９は、基礎となってい
るソフトウェアがどの程度、高度であるかにより、３Ｄデータを処理して３Ｄモ
デルにすることさえできる。例としては、３Ｄデータは、デロネー（Ｄｅｌａｕ
ｎａｙ）のアルゴリズムなどの従来のアルゴリズムを使用して、「三角測定する
」（すなわち、３Ｄデータの、すべての３個のポイントで三角形を形成すること
によって、被写体の表面を形成する）ことができる。当技術分野の専門家には、
適切な幾何構造を含めて、他のアルゴリズムを使用できることが理解されよう。
三角測定された構造の例が、図３ｄに示されている。例えば、カリフォルニア州
マウンテンビューのＣａｌｉｇａｒｙから市販されるソフトウェア、Ｔｒｕｅ
Ｓｐａｃｅを使用して、三角測定された構造にテクスチャ・データを適用するこ
とができる。一般に、テクスチャ・データは、被写体の物理的表面プロパティな
どの物質的情報を含み、また、被写体の色彩情報などを含むこともあり得る。別
法では、画像は後に処理するために、撮像デバイス１２および１３に格納され、
こうして３Ｄ撮像デバイス・システムでの計算デバイスの必要性を除去する。一
般に、後に説明することになる、３Ｄ撮像デバイス・システム１０に関する「較
正」情報は、計算デバイス１９に結合される、またはその一部分となり得るメモ
リ・デバイスに格納される。ただし、計算デバイス１９が使用されない３Ｄ撮像
システム１０では、システム１０が、較正情報を格納するメモリ・デバイスを備
え得る、または較正情報はシステムとは別にされ、立体画像が３Ｄデータに変換
されるときに導入され得る。
【００１１】 ３Ｄ撮像デバイス・システム１０はさらに、発生する光線を投射する照明デバ
イス１６、ならびに光線を適切なパターンの線、グリッド、ドット、または他の
何らかの幾何パターンに分割する回折デバイス１７を備えている。例としては、
回折デバイスは、ノース・カロライナ州シャーロットのＤｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されるもの、またはニューヨーク州ロ
チェスタのＲｏｃｈｅｓｔｅｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓから市販されるものであり
得る。「構造化された光」という用語は、光源によって発生させられる線、スト
ライプ、セグメント化された線、グリッド、ドットなどを含む構造を意味するも
のと理解されたい。構造化された光の理由は、計算デバイスに容易に認識可能な
構造を、目標被写体に与えることである。言い換えれば、計算デバイスが、目標
被写体の自然なフィーチャから得られる情報だけを使用して、１つの画像での１
個のポイントを、別の画像での対応するポイントにマッチングすることは困難で
ある。例としては、人間の顔が３Ｄモデル化すべき被写体であり、目がマッチン
グすべきフィーチャである場合、計算デバイスは、別の対応する画像での２つの
目を区別できない、または他のフィーチャと区別できないために誤りを犯すとい
うことがあり得る。しかし、構造化された光を使用することにより、計算デバイ
スが、例えば縦線の位置によって、容易に被写体の輪郭を参照することができる
。一実施形態では、構造化された光の各縦線は、１本の縦線が別の１本のものか
ら区別できるようにコード化される。コード化は、目標被写体の輪郭によって縦
線が表れてくる場合に望ましい。この場合、計算デバイスは、１本の縦線から別
の１本の縦線にジャンプすることで誤りを犯し得る。各線にコードを与えること
により、縦線のコードを知っている計算デバイスは、トレースされている線のコ
ードが変わったときにエラーを検出し、そのエラーを修正するために戻って再ト
レースをすることができ得る。線は、例えば回折デバイス１７の一端と結合され
た、適切なフィルタ１８を使用することにより、コード化され得る。例えば、コ
ードは、縦線を、近傍にある別の縦線とは異なるパターンにセグメント化すると
いうことであり得る。フィルタ１８は、縦線になった構造化された光が放出され
るようにするスリットをもち得るが、縦線の望まれるセグメント化パターンに対
応するスリットの遮蔽をもち得る。
イス１６、ならびに光線を適切なパターンの線、グリッド、ドット、または他の
何らかの幾何パターンに分割する回折デバイス１７を備えている。例としては、
回折デバイスは、ノース・カロライナ州シャーロットのＤｉｇｉｔａｌ Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されるもの、またはニューヨーク州ロ
チェスタのＲｏｃｈｅｓｔｅｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓから市販されるものであり
得る。「構造化された光」という用語は、光源によって発生させられる線、スト
ライプ、セグメント化された線、グリッド、ドットなどを含む構造を意味するも
のと理解されたい。構造化された光の理由は、計算デバイスに容易に認識可能な
構造を、目標被写体に与えることである。言い換えれば、計算デバイスが、目標
被写体の自然なフィーチャから得られる情報だけを使用して、１つの画像での１
個のポイントを、別の画像での対応するポイントにマッチングすることは困難で
ある。例としては、人間の顔が３Ｄモデル化すべき被写体であり、目がマッチン
グすべきフィーチャである場合、計算デバイスは、別の対応する画像での２つの
目を区別できない、または他のフィーチャと区別できないために誤りを犯すとい
うことがあり得る。しかし、構造化された光を使用することにより、計算デバイ
スが、例えば縦線の位置によって、容易に被写体の輪郭を参照することができる
。一実施形態では、構造化された光の各縦線は、１本の縦線が別の１本のものか
ら区別できるようにコード化される。コード化は、目標被写体の輪郭によって縦
線が表れてくる場合に望ましい。この場合、計算デバイスは、１本の縦線から別
の１本の縦線にジャンプすることで誤りを犯し得る。各線にコードを与えること
により、縦線のコードを知っている計算デバイスは、トレースされている線のコ
ードが変わったときにエラーを検出し、そのエラーを修正するために戻って再ト
レースをすることができ得る。線は、例えば回折デバイス１７の一端と結合され
た、適切なフィルタ１８を使用することにより、コード化され得る。例えば、コ
ードは、縦線を、近傍にある別の縦線とは異なるパターンにセグメント化すると
いうことであり得る。フィルタ１８は、縦線になった構造化された光が放出され
るようにするスリットをもち得るが、縦線の望まれるセグメント化パターンに対
応するスリットの遮蔽をもち得る。
【００１２】 光源１６の一実施形態は、レーザ放出体であり得る。光源１６および回折デバ
イス１７は、目標被写体上に、例えば縦線のレーザ光線を投射することができる
。縦線についてのこの説明は、決してこの発明の範囲を制限するものとして解釈
すべきではない。例えば、カメラの方向により、横線を使用することができる。
さらに、それはドットのグリッドまたはセグメント化された線などであり得る。
図４は、可視光源およびテクスチャ・データを使用して、目標被写体の立体画像
をキャプチャする一例が示されている。ブロック４１は、光源１６によって目標
被写体上に投射される構造化された光を示している。構造化された光が投射され
たところで、ブロック４２は、３Ｄ撮像デバイス・システム１０の左１２および
右１３の撮像デバイスによってキャプチャされた被写体の立体画像を示している
。構造化された光（すなわち、構造化された光データ）とともに被写体の立体画
像がキャプチャされたところで、ブロック４３は、光源１６のスイッチが切られ
るのを示している。ブロック４４は、同時に、または可能な限り同時に近く、左
撮像デバイス１２および右撮像デバイス１３のいずれか１つによって、テクスチ
ャ・データを得るために画像がキャプチャされることを示している。テクスチャ
・データを得るためには、左１２および右１３撮像デバイスによって複数の画像
を撮り得るが、一般に１つの撮像デバイスからの１つの画像で充分であろう。こ
の同時性の理由は、構造化された光データをもった立体画像をテクスチャ・デー
タをもった画像と、できる限り綿密にマッチングするためである。ただし、３Ｄ
撮像デバイス・システム１０および目標被写体が比較的、静止している場合、同
時性はもはや重要ではないことに注意されたい。さらに、一実施形態では、テク
スチャ・データは立体画像とは独立であることが可能で、例えば、テクスチャ・
データが、従来の方法を使用してコンピュータによって生成されている場合、テ
キスチャの画像は必要ない。
イス１７は、目標被写体上に、例えば縦線のレーザ光線を投射することができる
。縦線についてのこの説明は、決してこの発明の範囲を制限するものとして解釈
すべきではない。例えば、カメラの方向により、横線を使用することができる。
さらに、それはドットのグリッドまたはセグメント化された線などであり得る。
図４は、可視光源およびテクスチャ・データを使用して、目標被写体の立体画像
をキャプチャする一例が示されている。ブロック４１は、光源１６によって目標
被写体上に投射される構造化された光を示している。構造化された光が投射され
たところで、ブロック４２は、３Ｄ撮像デバイス・システム１０の左１２および
右１３の撮像デバイスによってキャプチャされた被写体の立体画像を示している
。構造化された光（すなわち、構造化された光データ）とともに被写体の立体画
像がキャプチャされたところで、ブロック４３は、光源１６のスイッチが切られ
るのを示している。ブロック４４は、同時に、または可能な限り同時に近く、左
撮像デバイス１２および右撮像デバイス１３のいずれか１つによって、テクスチ
ャ・データを得るために画像がキャプチャされることを示している。テクスチャ
・データを得るためには、左１２および右１３撮像デバイスによって複数の画像
を撮り得るが、一般に１つの撮像デバイスからの１つの画像で充分であろう。こ
の同時性の理由は、構造化された光データをもった立体画像をテクスチャ・デー
タをもった画像と、できる限り綿密にマッチングするためである。ただし、３Ｄ
撮像デバイス・システム１０および目標被写体が比較的、静止している場合、同
時性はもはや重要ではないことに注意されたい。さらに、一実施形態では、テク
スチャ・データは立体画像とは独立であることが可能で、例えば、テクスチャ・
データが、従来の方法を使用してコンピュータによって生成されている場合、テ
キスチャの画像は必要ない。
【００１３】 別の実施形態では、光源１６は、赤外領域（一般に７８０ｎｍより長い波長を
もった光であると考えられている）内に光を放出することができる。この場合に
は、撮像デバイス１２、１３の画像センサ１４、１５が、可視光のテクスチャ・
データおよび赤外の構造化された光データを同時にキャプチャできるように設計
され得る。画像センサ１４、１５は、色フィルタの適切な使用を介して、可視光
線および赤外線を同時にキャプチャできるように装備することができる。例とし
ては、２×２の正方形パターンの赤、緑、青（ＲＧＢ）および赤外（ＩＲ）ピク
セルを備えた画像センサを、現存する市販の色フィルタ配列（ＣＦＡ）材料を使
用し、これらの材料がＩＲ放射に対しては透過性であるという事実の利点を生か
して、作成することができる。スペクトルの可視部分で重複する透過率のない、
２つのＣＦＡの色（例えばＲ、Ｂ）の単なるオーバレイにより、可視光線を遮断
し、ＩＲのみ透過させる合成フィルタ・エレメントを作成することが可能である
。２枚のフィルタが合成フィルタを作成するのに使用された場合には、この２枚
のフィルタのそれぞれは、他方のフィルタとは背反の可視放射透過スペクトルを
もっているので、実質的に可視光線が、この２枚のフィルタの組み合わせで結果
として形成された合成フィルタを透過することはない。３つ以上のフィルタを使
用した場合、各フィルタは、得られた複合フィルタが実質上可視光に対して不透
明であるように可視放射通過スペクトルを有する。したがって、この合成フィル
タ・エレメントは、合成されたフィルタを形成するのに使用されている構成要素
であるフィルタのそれぞれが、実質的にＩＲに対して透過性なので、ＩＲ通過フ
ィルタである。ＣＦＡの蒸着は、半導体産業では周知のフォトリソグラフ技法に
よって達せられる。ＲＧＢおよびＩＲ画像センサに関するさらなる情報は、特許
出願「Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｉｘｅｌ Ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ Ｉｎｆｒａｒｅ
ｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ」に見ることができる。
もった光であると考えられている）内に光を放出することができる。この場合に
は、撮像デバイス１２、１３の画像センサ１４、１５が、可視光のテクスチャ・
データおよび赤外の構造化された光データを同時にキャプチャできるように設計
され得る。画像センサ１４、１５は、色フィルタの適切な使用を介して、可視光
線および赤外線を同時にキャプチャできるように装備することができる。例とし
ては、２×２の正方形パターンの赤、緑、青（ＲＧＢ）および赤外（ＩＲ）ピク
セルを備えた画像センサを、現存する市販の色フィルタ配列（ＣＦＡ）材料を使
用し、これらの材料がＩＲ放射に対しては透過性であるという事実の利点を生か
して、作成することができる。スペクトルの可視部分で重複する透過率のない、
２つのＣＦＡの色（例えばＲ、Ｂ）の単なるオーバレイにより、可視光線を遮断
し、ＩＲのみ透過させる合成フィルタ・エレメントを作成することが可能である
。２枚のフィルタが合成フィルタを作成するのに使用された場合には、この２枚
のフィルタのそれぞれは、他方のフィルタとは背反の可視放射透過スペクトルを
もっているので、実質的に可視光線が、この２枚のフィルタの組み合わせで結果
として形成された合成フィルタを透過することはない。３つ以上のフィルタを使
用した場合、各フィルタは、得られた複合フィルタが実質上可視光に対して不透
明であるように可視放射通過スペクトルを有する。したがって、この合成フィル
タ・エレメントは、合成されたフィルタを形成するのに使用されている構成要素
であるフィルタのそれぞれが、実質的にＩＲに対して透過性なので、ＩＲ通過フ
ィルタである。ＣＦＡの蒸着は、半導体産業では周知のフォトリソグラフ技法に
よって達せられる。ＲＧＢおよびＩＲ画像センサに関するさらなる情報は、特許
出願「Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｐｉｘｅｌ Ｓｅｎｓｏｒ ａｎｄ Ｉｎｆｒａｒｅ
ｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ」に見ることができる。
【００１４】 図５は、非可視光源およびテクスチャ・データを使用して、目標被写体の構造
的光データをキャプチャする一例を示している。ブロック５１は、目標被写体上
に構造化された光を投射する非可視光源を示している。ブロック５２は、左撮像
デバイス１２および右撮像デバイスによって撮られた立体画像を示している。ブ
ロック５３は、撮像デバイス１２、１３の少なくとも１つが、テクスチャ・デー
タのために色出力（例えば、赤、青、緑）を生成し、撮像デバイス１２、１３の
両方が、構造的光データを処理するために、非可視光（例えば、赤外線）を生成
しているのを示している。
的光データをキャプチャする一例を示している。ブロック５１は、目標被写体上
に構造化された光を投射する非可視光源を示している。ブロック５２は、左撮像
デバイス１２および右撮像デバイスによって撮られた立体画像を示している。ブ
ロック５３は、撮像デバイス１２、１３の少なくとも１つが、テクスチャ・デー
タのために色出力（例えば、赤、青、緑）を生成し、撮像デバイス１２、１３の
両方が、構造的光データを処理するために、非可視光（例えば、赤外線）を生成
しているのを示している。
【００１５】 別の実施形態では、撮像デバイス・システム１０は、白黒撮像デバイスなどの
モノクローム撮像デバイスおよびカラー撮像デバイスを備えている。一般に、カ
ラー撮像デバイスが、目標被写体のテクスチャ・データと構造化された光データ
の両方をキャプチャするのに使用されている場合、構造化された光データの解像
度が損なわれる。このことは、フィーチャでのポイントを定義するのにも使用さ
れる３つ以上のピクセル（例えば、赤、緑、青）によって一般に定義される色に
より生じる。したがって、位置の情報がピクセルのグループにわたって拡がる。
フィーチャでの１個のポイントを定義するのに１個のピクセルを使用することで
、より高い解像度を得ることができる。フィーチャの位置の情報をキャプチャす
るのにモノクロームの撮像デバイスを使用することで、より高い精度が達せられ
る。
モノクローム撮像デバイスおよびカラー撮像デバイスを備えている。一般に、カ
ラー撮像デバイスが、目標被写体のテクスチャ・データと構造化された光データ
の両方をキャプチャするのに使用されている場合、構造化された光データの解像
度が損なわれる。このことは、フィーチャでのポイントを定義するのにも使用さ
れる３つ以上のピクセル（例えば、赤、緑、青）によって一般に定義される色に
より生じる。したがって、位置の情報がピクセルのグループにわたって拡がる。
フィーチャでの１個のポイントを定義するのに１個のピクセルを使用することで
、より高い解像度を得ることができる。フィーチャの位置の情報をキャプチャす
るのにモノクロームの撮像デバイスを使用することで、より高い精度が達せられ
る。
【００１６】 図２は、上述の３Ｄ撮像デバイス・システムの一実施形態を示している。３Ｄ
撮像デバイス・システム２０は、本明細書では左モノクローム撮像デバイス２２
および右モノクローム撮像デバイス２３と呼ぶことにする１対のモノクローム撮
像デバイスを備えている。１対のモノクローム撮像デバイス２２、２３は、被写
体の構造的な光データを含む目標被写体の立体画像をキャプチャする。構造化さ
れた光は、光源１６および回折デバイス１７によって、前述の方式で発生させら
れる。構造化された光のコード化が望まれる場合、適切なフィルタ１８を、回折
デバイス１７に結合することができる。３Ｄ撮像デバイス・システム２０はさら
に、目標被写体のテクスチャ・データをキャプチャするカラーの撮像デバイス２
４を備えている。テクスチャ・データが得られたとき、光が可視スペクトル内に
ある場合、光源１６は、構造化された光を放出しないように止められる。ただし
、その光が非可視スペクトル内にある場合は、モノクローム撮像デバイス２２、
２３およびカラー撮像デバイス２４が、目標被写体の画像を同時に撮り得る。こ
の場合、モノクローム撮像デバイスは、非可視スペクトル内の光によって生成さ
れた構造的光データをキャプチャできるように適合可能でなければならない。例
としては、前述の通り非可視光源が赤外線放出体である場合、モノクローム撮像
デバイスは、赤外線撮像デバイスであり得る。モノクローム撮像デバイス２２、
２３によって得られたキャプチャされた位置情報が、カラー撮像デバイス２４の
テクスチャ・データと組み合わせられて、高度の解像度をもった３Ｄモデルを形
成するように、３つの撮像デバイス２２、２３、２４のすべては、選択された座
標系に対して較正されているべきことに注意されたい。どのような立体画像が撮
られるのにも先立って、３Ｄ撮像デバイス・システムのすべての撮像デバイスが
較正されなければならず、このことは以下の説明で明らかになる。
撮像デバイス・システム２０は、本明細書では左モノクローム撮像デバイス２２
および右モノクローム撮像デバイス２３と呼ぶことにする１対のモノクローム撮
像デバイスを備えている。１対のモノクローム撮像デバイス２２、２３は、被写
体の構造的な光データを含む目標被写体の立体画像をキャプチャする。構造化さ
れた光は、光源１６および回折デバイス１７によって、前述の方式で発生させら
れる。構造化された光のコード化が望まれる場合、適切なフィルタ１８を、回折
デバイス１７に結合することができる。３Ｄ撮像デバイス・システム２０はさら
に、目標被写体のテクスチャ・データをキャプチャするカラーの撮像デバイス２
４を備えている。テクスチャ・データが得られたとき、光が可視スペクトル内に
ある場合、光源１６は、構造化された光を放出しないように止められる。ただし
、その光が非可視スペクトル内にある場合は、モノクローム撮像デバイス２２、
２３およびカラー撮像デバイス２４が、目標被写体の画像を同時に撮り得る。こ
の場合、モノクローム撮像デバイスは、非可視スペクトル内の光によって生成さ
れた構造的光データをキャプチャできるように適合可能でなければならない。例
としては、前述の通り非可視光源が赤外線放出体である場合、モノクローム撮像
デバイスは、赤外線撮像デバイスであり得る。モノクローム撮像デバイス２２、
２３によって得られたキャプチャされた位置情報が、カラー撮像デバイス２４の
テクスチャ・データと組み合わせられて、高度の解像度をもった３Ｄモデルを形
成するように、３つの撮像デバイス２２、２３、２４のすべては、選択された座
標系に対して較正されているべきことに注意されたい。どのような立体画像が撮
られるのにも先立って、３Ｄ撮像デバイス・システムのすべての撮像デバイスが
較正されなければならず、このことは以下の説明で明らかになる。
【００１７】 図１を例として参照すると、どのような立体画像が撮られるのにも先立って、
撮像デバイス１２および１３に対する較正が実行されて、これらの撮像デバイス
それぞれの位置および方向が決定される。較正を実行することにより、画像デバ
イスは、選択された座標系に配置されて、後に説明するように、これによって３
Ｄデータを生成するのに使用される計算デバイスが、選択された座標での撮像デ
バイスの相対的位置を知ることを可能にする。撮像デバイスの位置が知られると
、キャプチャされた立体画像のフィーチャを、３Ｄモデル化のための３Ｄデータ
を形成するために、合成された入力を形成するように相関させられる。この点を
説明するため、３Ｄ空間の２つの撮像デバイスが、同一の被写体の画像を撮って
、被写体の立体画像である左画像および右画像を形成するものと想定する。２つ
の画像の違いにより、立体的マッチングを行うことができる。立体的マッチング
は、１つの画像のポイント・フィーチャと、別の画像での対応するポイント・フ
ィーチャとのマッチングが行われる処理である。人間の視覚システムは、容易に
左画像と右画像の様々なフィーチャを検出して、この２つの画像を相関させられ
るのであるが、同様な機能を実行する計算デバイスには、様々なフィーチャを、
座標系の座標との関係で定義することが必要となる。この動作からの重要な情報
は、画像でのフィーチャの位置を決定する各画像の座標のセットである。すべて
の画像でのこれらのフィーチャの座標セットは、それを使用して各画像が撮られ
た撮像の位置とともに、ここで、識別されたフィーチャの、３次元空間での元の
位置を決定するのに使用することができる。
撮像デバイス１２および１３に対する較正が実行されて、これらの撮像デバイス
それぞれの位置および方向が決定される。較正を実行することにより、画像デバ
イスは、選択された座標系に配置されて、後に説明するように、これによって３
Ｄデータを生成するのに使用される計算デバイスが、選択された座標での撮像デ
バイスの相対的位置を知ることを可能にする。撮像デバイスの位置が知られると
、キャプチャされた立体画像のフィーチャを、３Ｄモデル化のための３Ｄデータ
を形成するために、合成された入力を形成するように相関させられる。この点を
説明するため、３Ｄ空間の２つの撮像デバイスが、同一の被写体の画像を撮って
、被写体の立体画像である左画像および右画像を形成するものと想定する。２つ
の画像の違いにより、立体的マッチングを行うことができる。立体的マッチング
は、１つの画像のポイント・フィーチャと、別の画像での対応するポイント・フ
ィーチャとのマッチングが行われる処理である。人間の視覚システムは、容易に
左画像と右画像の様々なフィーチャを検出して、この２つの画像を相関させられ
るのであるが、同様な機能を実行する計算デバイスには、様々なフィーチャを、
座標系の座標との関係で定義することが必要となる。この動作からの重要な情報
は、画像でのフィーチャの位置を決定する各画像の座標のセットである。すべて
の画像でのこれらのフィーチャの座標セットは、それを使用して各画像が撮られ
た撮像の位置とともに、ここで、識別されたフィーチャの、３次元空間での元の
位置を決定するのに使用することができる。
【００１８】 図６は、較正を実行することの一実施形態を示している。較正の目的では、選
択された座標系との関係で撮像デバイスの位置および方向を完全に規定するには
、全部で少なくとも６つの位置の値が必要となり得る。この位置の値は、３Ｄ撮
像デバイス・システムでの各撮像デバイスについて決定されることに注意された
い。一実施形態では、撮像デバイスは、図７に示されるとおり、中心から突出し
、あらかじめ決定された距離（すなわち、後に説明するピン・ホール長さ）で画
像センサ１５に対して垂直にあるピン・ホールＰを備えた画像センサ１５として
定義することができる。撮像デバイスのピン・ホールは、画像に対応するすべて
の入射光が撮像デバイスに侵入して、その画像を画像センサに投影することにな
る、画像センサの中心に対して垂直で固定距離に位置する、空間内の架空のポイ
ントである。撮像デバイスの位置は、選択した座標系でのピン・ホールの位置に
よって決定することができる。一実施形態では、選択された座標系は、任意に指
定される原点およびＸ、Ｙ、Ｚ軸をもったデカルト座標系であり、したがって、
位置の値の３つは、選択された座標系でのピン・ホールの位置に対応するＸ、Ｙ
、Ｚであることが可能である。別の実施形態では、極座標系を使用することがで
き、同様に原点、半径、緯度角、経度角の参照が任意に指定され、したがって、
ピン・ホールの位置は、選択された座標系での半径、緯度角、および経度角で定
義することが可能である。
択された座標系との関係で撮像デバイスの位置および方向を完全に規定するには
、全部で少なくとも６つの位置の値が必要となり得る。この位置の値は、３Ｄ撮
像デバイス・システムでの各撮像デバイスについて決定されることに注意された
い。一実施形態では、撮像デバイスは、図７に示されるとおり、中心から突出し
、あらかじめ決定された距離（すなわち、後に説明するピン・ホール長さ）で画
像センサ１５に対して垂直にあるピン・ホールＰを備えた画像センサ１５として
定義することができる。撮像デバイスのピン・ホールは、画像に対応するすべて
の入射光が撮像デバイスに侵入して、その画像を画像センサに投影することにな
る、画像センサの中心に対して垂直で固定距離に位置する、空間内の架空のポイ
ントである。撮像デバイスの位置は、選択した座標系でのピン・ホールの位置に
よって決定することができる。一実施形態では、選択された座標系は、任意に指
定される原点およびＸ、Ｙ、Ｚ軸をもったデカルト座標系であり、したがって、
位置の値の３つは、選択された座標系でのピン・ホールの位置に対応するＸ、Ｙ
、Ｚであることが可能である。別の実施形態では、極座標系を使用することがで
き、同様に原点、半径、緯度角、経度角の参照が任意に指定され、したがって、
ピン・ホールの位置は、選択された座標系での半径、緯度角、および経度角で定
義することが可能である。
【００１９】 撮像デバイスの方向は、選択された座標系に対する画像センサの方向によって
決定され得る。画像センサの方向を決定するため、各撮像デバイスは、撮像デバ
イス座標系に設定される。例えば、撮像デバイス座標系の原点は、その撮像装置
のピン・ホールとすることができる。撮像デバイス座標系のＺ’軸は、ピン・ホ
ールをおよび画像センサの中心を通る軸とすることができる。撮像デバイス座標
系のＸ’軸およびＹ’軸はそれぞれ、画像センサの水平サイドおよび垂直サイド
に平行であるとすることができる。当技術分野の専門家には、撮像デバイス座標
系に別の原点および軸の方向を使用できることが理解されよう。一実施形態では
、ピン・ホールが選択された座標系の原点にあり、画像センサの中心が選択され
た座標系のＺ軸にあり、画像センサがピン・ホール長さでＺ軸と交差するような
方向で、較正すべき撮像システムが最初に選択された座標系に配置される極座標
システムを使用することができる。画像センサのＸ’軸およびＹ’軸はそれぞれ
、選択された座標系のＸ軸およびＹ軸に平行にすることができる。半径、経度角
、緯度角でピン・ホールが、選択された座標系での現在の位置に移動するとき、
画像センサもまた、選択された座標系で、元の方向から参照方向として指定され
る既知の方向へと移動する。画像センサの実際の方向は、参照方向からの偏差と
して測定される。一実施形態では、偏差は、Ｃｘ、Ｃｙ、および後により詳しく
説明するロールに対応する残り３つの位置の値を通じて決定することができる。
方向は、画像平面の中心が選択された座標系の原点、および上述のピン・ホール
の位置によって形成される軸上にあるようになっていることに注意されたい。
決定され得る。画像センサの方向を決定するため、各撮像デバイスは、撮像デバ
イス座標系に設定される。例えば、撮像デバイス座標系の原点は、その撮像装置
のピン・ホールとすることができる。撮像デバイス座標系のＺ’軸は、ピン・ホ
ールをおよび画像センサの中心を通る軸とすることができる。撮像デバイス座標
系のＸ’軸およびＹ’軸はそれぞれ、画像センサの水平サイドおよび垂直サイド
に平行であるとすることができる。当技術分野の専門家には、撮像デバイス座標
系に別の原点および軸の方向を使用できることが理解されよう。一実施形態では
、ピン・ホールが選択された座標系の原点にあり、画像センサの中心が選択され
た座標系のＺ軸にあり、画像センサがピン・ホール長さでＺ軸と交差するような
方向で、較正すべき撮像システムが最初に選択された座標系に配置される極座標
システムを使用することができる。画像センサのＸ’軸およびＹ’軸はそれぞれ
、選択された座標系のＸ軸およびＹ軸に平行にすることができる。半径、経度角
、緯度角でピン・ホールが、選択された座標系での現在の位置に移動するとき、
画像センサもまた、選択された座標系で、元の方向から参照方向として指定され
る既知の方向へと移動する。画像センサの実際の方向は、参照方向からの偏差と
して測定される。一実施形態では、偏差は、Ｃｘ、Ｃｙ、および後により詳しく
説明するロールに対応する残り３つの位置の値を通じて決定することができる。
方向は、画像平面の中心が選択された座標系の原点、および上述のピン・ホール
の位置によって形成される軸上にあるようになっていることに注意されたい。
【００２０】 一実施形態では、選択された座標系での撮像システムの位置および方向を決定
するのに、較正目標を使用することができる。説明のため、極座標系を使用する
ことにする。図８ａに示されるとおり、各コーナ７６および中心７７上のドット
で、全部で５個のドットによって表される菱形を含む例示的な較正目標７５を使
用することができる。ただし、当技術分野の専門家には、望む結果を得るために
別の構成および形を使用できることが明らかであろう。較正目標は、一枚の紙に
描かれた描画でも、ポイントのセットでも、また実際の被写体でもよいことに注
意されたい。実際の被写体が使用される場合、その被写体は、参照ポイントとし
て使用されるフィーチャを備えていなければならない。例としては、面のコーナ
を参照ポイントとして使用して、多分、各線が面の２つのコーナをつなぐ２つの
想像上の対角線の交差により中心に定義されるもう１個の参照ポイントをとり、
立方体の面を較正の被写体として使用することができる。
するのに、較正目標を使用することができる。説明のため、極座標系を使用する
ことにする。図８ａに示されるとおり、各コーナ７６および中心７７上のドット
で、全部で５個のドットによって表される菱形を含む例示的な較正目標７５を使
用することができる。ただし、当技術分野の専門家には、望む結果を得るために
別の構成および形を使用できることが明らかであろう。較正目標は、一枚の紙に
描かれた描画でも、ポイントのセットでも、また実際の被写体でもよいことに注
意されたい。実際の被写体が使用される場合、その被写体は、参照ポイントとし
て使用されるフィーチャを備えていなければならない。例としては、面のコーナ
を参照ポイントとして使用して、多分、各線が面の２つのコーナをつなぐ２つの
想像上の対角線の交差により中心に定義されるもう１個の参照ポイントをとり、
立方体の面を較正の被写体として使用することができる。
【００２１】 再び図７を参照すると、撮像デバイス１３のピン・ホールＰの座標は、原点を
例えば、図示されるとおり、較正目標７５の中心とし、較正目標に対して水平な
Ｘ軸をもち、較正目標に対して垂直なＹ軸をもち、Ｚ軸が較正目標に対して垂直
にあるように選択された座標系に従って定義することができる。選択される座標
系は、各撮像デバイスが共通な選択された座標系をもつよう３Ｄ撮像デバイス・
システムで較正すべきすべての撮像システムについて、同一でなければならない
ことに注意されたい。ピン・ホールＰの座標は、較正目標７５の中心ドット７７
に関する３つの位置の値に対応する、半径、緯度角、経度角によって定義するこ
とができる。半径、緯度角、および経度角は、従来の方式である、Ｘ軸、Ｙ軸、
およびＺ軸によるデカルト座標系での位置の規定から容易に生成することができ
る。
例えば、図示されるとおり、較正目標７５の中心とし、較正目標に対して水平な
Ｘ軸をもち、較正目標に対して垂直なＹ軸をもち、Ｚ軸が較正目標に対して垂直
にあるように選択された座標系に従って定義することができる。選択される座標
系は、各撮像デバイスが共通な選択された座標系をもつよう３Ｄ撮像デバイス・
システムで較正すべきすべての撮像システムについて、同一でなければならない
ことに注意されたい。ピン・ホールＰの座標は、較正目標７５の中心ドット７７
に関する３つの位置の値に対応する、半径、緯度角、経度角によって定義するこ
とができる。半径、緯度角、および経度角は、従来の方式である、Ｘ軸、Ｙ軸、
およびＺ軸によるデカルト座標系での位置の規定から容易に生成することができ
る。
【００２２】 画像センサ１５の方向は、較正目標７５の中心ドット７７およびピン・ホール
Ｐの座標によって定義されるＭ軸に対するその中心７２によって決定され得る。
Ｍ軸上にある較正目標７５の中心ドット７７は、Ｍ軸に対する画像センサ１５の
中心７２からの偏差７４を表すものとして、画像センサ１５で画像化される。偏
差７４から、画像センサ１５の中心７２は、上述の撮像デバイス座標系でのピン
・ホールＰとの関係で、中心７２が偏差７４の位置に対応するまで画像センサを
Ｘ’軸（Ｃｘ）およびＹ’軸（Ｃｙ）について回転させることにより、Ｍ軸に揃
えることができる。ＣｘおよびＣｙの角度値は、残りの位置の値の２つに対応す
る。画像センサ１５のロールは、撮像デバイス座標系のＺ’軸での、画像センサ
１５の回転方向を定義する。ロールは、例えば、画像センサの観点から、座標の
Ｙ軸が画像センサのＹ’軸に平行になるまで、画像センサ１５をＺ’軸に沿って
回転させることにより、補正される。ロールの角度値は、最後に残っている位置
の値に対応する。
Ｐの座標によって定義されるＭ軸に対するその中心７２によって決定され得る。
Ｍ軸上にある較正目標７５の中心ドット７７は、Ｍ軸に対する画像センサ１５の
中心７２からの偏差７４を表すものとして、画像センサ１５で画像化される。偏
差７４から、画像センサ１５の中心７２は、上述の撮像デバイス座標系でのピン
・ホールＰとの関係で、中心７２が偏差７４の位置に対応するまで画像センサを
Ｘ’軸（Ｃｘ）およびＹ’軸（Ｃｙ）について回転させることにより、Ｍ軸に揃
えることができる。ＣｘおよびＣｙの角度値は、残りの位置の値の２つに対応す
る。画像センサ１５のロールは、撮像デバイス座標系のＺ’軸での、画像センサ
１５の回転方向を定義する。ロールは、例えば、画像センサの観点から、座標の
Ｙ軸が画像センサのＹ’軸に平行になるまで、画像センサ１５をＺ’軸に沿って
回転させることにより、補正される。ロールの角度値は、最後に残っている位置
の値に対応する。
【００２３】 例としての６つの位置の値は、それらの値が適用されるシーケンスに従って決
定することができることに注意されたい。言い換えれば、１つのシーケンスに対
する位置の値は、別のシーケンスに対する位置の値と交換可能ではないことがあ
り得る。例えば、Ｃｘ、Ｃｙ、ロール、緯度、経度、半径というシーケンスに対
して得られる位置の値は、ロール、Ｃｘ、Ｃｙ、経度、緯度、半径というシーケ
ンスに対して得られた位置の値と異なる可能性がある。したがって、位置の値は
、その位置の値が取られたシーケンスと同一視される。
定することができることに注意されたい。言い換えれば、１つのシーケンスに対
する位置の値は、別のシーケンスに対する位置の値と交換可能ではないことがあ
り得る。例えば、Ｃｘ、Ｃｙ、ロール、緯度、経度、半径というシーケンスに対
して得られる位置の値は、ロール、Ｃｘ、Ｃｙ、経度、緯度、半径というシーケ
ンスに対して得られた位置の値と異なる可能性がある。したがって、位置の値は
、その位置の値が取られたシーケンスと同一視される。
【００２４】 再び図６を参照すると、図示されるシーケンスは、決して制限として解釈すべ
きものではなく、当技術分野の専門家には、他のシーケンスを使用できることが
理解されよう。ブロック６１は、画像センサに垂直で、その中心に対するピン・
ホールの隔たりの距離であるピン・ホール長さを決定することを示している。３
Ｄ撮像デバイス・システムでの各撮像デバイスに対するピン・ホール長さが、決
定されねばならない。一般に、ピン・ホール長さ（時として焦点距離として知ら
れている）は、製造業者による撮像デバイスの仕様で与えられている。個々の撮
像デバイスについてより精密なピン・ホール長さを得るには、図９に示される次
の機器を使用することができる。
きものではなく、当技術分野の専門家には、他のシーケンスを使用できることが
理解されよう。ブロック６１は、画像センサに垂直で、その中心に対するピン・
ホールの隔たりの距離であるピン・ホール長さを決定することを示している。３
Ｄ撮像デバイス・システムでの各撮像デバイスに対するピン・ホール長さが、決
定されねばならない。一般に、ピン・ホール長さ（時として焦点距離として知ら
れている）は、製造業者による撮像デバイスの仕様で与えられている。個々の撮
像デバイスについてより精密なピン・ホール長さを得るには、図９に示される次
の機器を使用することができる。
【００２５】 ピン・ホール長さＰＬの確度は、ピン・ホール長さから、目標被写体のサンプ
リングされたポイントが、画像センサ上の座標に変換されるということから重要
である。例示のために、右撮像デバイス１３が使用されている。撮像デバイス１
３のピン・ホール長さＰＬは、レール９１の軸に沿って前後にスライドする２つ
の長方形９３、９５をもっているレール９１上に撮像デバイス１３を配置するこ
とによって決定することができる。２つの長方形９３、９５を、第１の長方形９
３および第２の長方形９５と呼ぶことにする。さらに、各長方形に関して、長方
形を定義する長さ（通常、横の長さ、または縦の長さと呼ばれる）のうち、少な
くとも１つが既知でなければならない。この例では、Ａとして、第２の長方形９
５の、横の半分の長さが既知であり、Ｂとして、第１の長方形９３の、横の半分
の長さが既知である。横の半分の長さＢは、横の半分の長さＡよりも短くしなけ
ればならない。ここで、Ｒが、横の半分の長さＡに対する、横の半分の長さＢの
比率である。両方の長方形は、レール９１の中心線が２つの長方形に対して垂直
となるように取り付けなければならない。さらに、長方形９３、９５の中心は、
レール９１の中心と一致しなければならない。第１の長方形９３および第２の長
方形９５はさらに、互いに平行でなければならない。第１の長方形９３はさらに
、スライド可能で、常時、上述の要件に適合していなければならない。第２の長
方形９５は静止したまま、第１の長方形９３を撮像デバイス１３の方向にスライ
ドさせることにより、レール９１上のある距離で、画像センサ１５の観点から、
これらの長方形を定義する長さの投影が画像センサ上で一致する。このポイント
で、第１の長方形９３の、横の長さＢの画像および第２の長方形９５の、長さＡ
の画像がピン・ホールＰを通過して、図６に示されるとおり、画像センサ１５の
同一の位置上に同一の長さＸを投影する。Ｃとして、レール９１上で測定される
第１の長方形９３と第２の長方形９５の間の距離を知り、Ｘとして測定される画
像センサ上の投影の長さを知っていることで、ピン・ホール長さＰＬは、次の数
式で定義することができる。 ＰＬ＝Ｘ*Ｃ／（Ａ*（１−Ｒ））
リングされたポイントが、画像センサ上の座標に変換されるということから重要
である。例示のために、右撮像デバイス１３が使用されている。撮像デバイス１
３のピン・ホール長さＰＬは、レール９１の軸に沿って前後にスライドする２つ
の長方形９３、９５をもっているレール９１上に撮像デバイス１３を配置するこ
とによって決定することができる。２つの長方形９３、９５を、第１の長方形９
３および第２の長方形９５と呼ぶことにする。さらに、各長方形に関して、長方
形を定義する長さ（通常、横の長さ、または縦の長さと呼ばれる）のうち、少な
くとも１つが既知でなければならない。この例では、Ａとして、第２の長方形９
５の、横の半分の長さが既知であり、Ｂとして、第１の長方形９３の、横の半分
の長さが既知である。横の半分の長さＢは、横の半分の長さＡよりも短くしなけ
ればならない。ここで、Ｒが、横の半分の長さＡに対する、横の半分の長さＢの
比率である。両方の長方形は、レール９１の中心線が２つの長方形に対して垂直
となるように取り付けなければならない。さらに、長方形９３、９５の中心は、
レール９１の中心と一致しなければならない。第１の長方形９３および第２の長
方形９５はさらに、互いに平行でなければならない。第１の長方形９３はさらに
、スライド可能で、常時、上述の要件に適合していなければならない。第２の長
方形９５は静止したまま、第１の長方形９３を撮像デバイス１３の方向にスライ
ドさせることにより、レール９１上のある距離で、画像センサ１５の観点から、
これらの長方形を定義する長さの投影が画像センサ上で一致する。このポイント
で、第１の長方形９３の、横の長さＢの画像および第２の長方形９５の、長さＡ
の画像がピン・ホールＰを通過して、図６に示されるとおり、画像センサ１５の
同一の位置上に同一の長さＸを投影する。Ｃとして、レール９１上で測定される
第１の長方形９３と第２の長方形９５の間の距離を知り、Ｘとして測定される画
像センサ上の投影の長さを知っていることで、ピン・ホール長さＰＬは、次の数
式で定義することができる。 ＰＬ＝Ｘ*Ｃ／（Ａ*（１−Ｒ））
【００２６】 一般に、撮像デバイス内での測定は、ピクセル単位で決定される。ピン・ホー
ル長さＰＬは、その大きさを投影Ｘから得ることに注意されたい。投影Ｘはピク
セル単位で測定されるので、ピン・ホール長さＰＬもまた、ピクセル単位で測定
され、これは実際に適切なことである。
ル長さＰＬは、その大きさを投影Ｘから得ることに注意されたい。投影Ｘはピク
セル単位で測定されるので、ピン・ホール長さＰＬもまた、ピクセル単位で測定
され、これは実際に適切なことである。
【００２７】 再び図６を参照すると、ブロック６２は、画像センサのＣｘおよびＣｙを決定
することを示している。図８ｂは、画像センサ１５によってキャプチャされた較
正目標７５の画像を示している。キャプチャされた画像から、画像センサの中心
７２が較正目標７５の撮像された中心７７と一致するように、画像センサ１５が
計算に基づいて移動される。撮像デバイス座標に関するＸ’軸およびＹ軸’での
、ピクセル単位の移動は、それぞれＣｘおよびＣｙに対応する。別法としては、
前述のとおりピン・ホール長さが知られているので、ＣｘおよびＣｙはまた、ピ
ン・ホールＰに関するＸ’軸およびＹ’軸での角回転で定義することもできる。
目標中心７７が画像センサ１５の中心７２と一致したとき、画像の中心は、ピン
・ホールおよび選択された座標系の原点を通るＭ軸（図７を見よ）に揃っている
。ＣｘおよびＣｙを通じて、軸Ｍおよびピン・ホールＰに対する画像センサ１５
の方向を決定することができる。画像センサの観点から、較正目標７７が画像セ
ンサ１５の中心７２に再配置されると、較正目標を表すコーナ・ドット７６もま
た、その新しい位置での画像センサからの見え方を表すように、計算に基づいて
移動される。再配置された較正目標は、図８ｃに示されている。
することを示している。図８ｂは、画像センサ１５によってキャプチャされた較
正目標７５の画像を示している。キャプチャされた画像から、画像センサの中心
７２が較正目標７５の撮像された中心７７と一致するように、画像センサ１５が
計算に基づいて移動される。撮像デバイス座標に関するＸ’軸およびＹ軸’での
、ピクセル単位の移動は、それぞれＣｘおよびＣｙに対応する。別法としては、
前述のとおりピン・ホール長さが知られているので、ＣｘおよびＣｙはまた、ピ
ン・ホールＰに関するＸ’軸およびＹ’軸での角回転で定義することもできる。
目標中心７７が画像センサ１５の中心７２と一致したとき、画像の中心は、ピン
・ホールおよび選択された座標系の原点を通るＭ軸（図７を見よ）に揃っている
。ＣｘおよびＣｙを通じて、軸Ｍおよびピン・ホールＰに対する画像センサ１５
の方向を決定することができる。画像センサの観点から、較正目標７７が画像セ
ンサ１５の中心７２に再配置されると、較正目標を表すコーナ・ドット７６もま
た、その新しい位置での画像センサからの見え方を表すように、計算に基づいて
移動される。再配置された較正目標は、図８ｃに示されている。
【００２８】 以下は、上記の説明を例示する、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃでの例としての断
片的なプログラムである。 例えば、以下の定義が必要とされる。 ＶＥＲＴＥＸ２Ｄは、画像の１個のポイントを規定している。その重要なメン
バは、ｘ座標およびｙ座標である（すなわち、ｄｘ、ｄｙ）； ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄは、関連するハウスキーピング・ストーレッジ（すなわち
、メンバ０が中心ポイント、メンバ１がトップ・ポイント、メンバ２がボトム・
ポイント、メンバ３が左ポイント、メンバ４が右ポイントである較正目標）をも
ったＶＥＲＴＥＸ２Ｄ被写体である； ＶＥＲＴＥＸ３Ｄは、３Ｄ空間での１個のポイントを規定している。その重要
メンバは、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）である；かつ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄは、ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ被写体のリストである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＣｏｘＣｏｙＷｊｍ（Ｉｎ Ｖｅｘ
Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，Ｃｏｆｆ Ａ
ｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ） ‘オフセットはＣｏｆｆにリターンされる Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｔｘ２ｔｍｐ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖＲｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘ｘおよびｙオフセットを計算する Ｃｏｆｆ．ｄｘ＝ｖ２．ｄｘ Ｃｏｆｆ．ｄｙ＝ｖ２．ｄｙ ‘撮像デバイスの取り消しおよびオフセンタの効果をシミュレートする作業を
行う ‘垂直角度よびび回転角度を得る ｖ１．ｄｘ＝０ ｖ１．ｄｙ＝０ ｖ１．ｄｚ＝ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖ２．ｄｘ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｘ ｖ２．ｄｙ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｙ ｖ２．ｄｚ＝ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＣｏｓＡｎｇｌｅ３（ｖ１，ｖ２，ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ）‘
ｖ１とｖ２の間の角のコサインを得る Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＡｒｃＣｏｓ（ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ，ｄＡｎｇｌｅ）‘コサ
インから角を得る Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｏｒｔｈ３（ｖ１，ｖ２，ｖＲｏｔ）‘ｖ１およびｖ２の幅
がある平面に対する直交ベクトルを得る。つまり、画像平面の中心に中心ポイン
トをもってくるために、ピクチャが回転させられなければならないベクトルであ
る。 ‘ＣｘおよびＣｙ効果を取り消すために、目標頂点ですべてのベクトルを回転
させる Ｆｏｒ ｉ＝０ Ｔｏ ＩｎＶｅｃ．１ＮｕｍＶｅｒｔｅｘ−１ ｖ１．ｄｘ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖ１．ｄｙ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖ１．ｄｚ＝ｄＣＡＭＦ‘ｄＣＡＭＦは、画像センサからピン・ホールの位置
への距離（ピクセルでの） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＶｅｃ（ｄＡｎｇｌｅ，ｖＲｏｔ，ｖ１，ｖ２） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ２，
ｖ３） ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ３．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ３．ｄｙ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｂＦｌａｇ＝Ｔｒｕｅ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
片的なプログラムである。 例えば、以下の定義が必要とされる。 ＶＥＲＴＥＸ２Ｄは、画像の１個のポイントを規定している。その重要なメン
バは、ｘ座標およびｙ座標である（すなわち、ｄｘ、ｄｙ）； ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄは、関連するハウスキーピング・ストーレッジ（すなわち
、メンバ０が中心ポイント、メンバ１がトップ・ポイント、メンバ２がボトム・
ポイント、メンバ３が左ポイント、メンバ４が右ポイントである較正目標）をも
ったＶＥＲＴＥＸ２Ｄ被写体である； ＶＥＲＴＥＸ３Ｄは、３Ｄ空間での１個のポイントを規定している。その重要
メンバは、ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標（ｄｘ、ｄｙ、ｄｚ）である；かつ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄは、ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ被写体のリストである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＣｏｘＣｏｙＷｊｍ（Ｉｎ Ｖｅｘ
Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，Ｃｏｆｆ Ａ
ｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ） ‘オフセットはＣｏｆｆにリターンされる Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｔｘ２ｔｍｐ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖＲｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘ｘおよびｙオフセットを計算する Ｃｏｆｆ．ｄｘ＝ｖ２．ｄｘ Ｃｏｆｆ．ｄｙ＝ｖ２．ｄｙ ‘撮像デバイスの取り消しおよびオフセンタの効果をシミュレートする作業を
行う ‘垂直角度よびび回転角度を得る ｖ１．ｄｘ＝０ ｖ１．ｄｙ＝０ ｖ１．ｄｚ＝ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖ２．ｄｘ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｘ ｖ２．ｄｙ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｙ ｖ２．ｄｚ＝ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＣｏｓＡｎｇｌｅ３（ｖ１，ｖ２，ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ）‘
ｖ１とｖ２の間の角のコサインを得る Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＡｒｃＣｏｓ（ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ，ｄＡｎｇｌｅ）‘コサ
インから角を得る Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｏｒｔｈ３（ｖ１，ｖ２，ｖＲｏｔ）‘ｖ１およびｖ２の幅
がある平面に対する直交ベクトルを得る。つまり、画像平面の中心に中心ポイン
トをもってくるために、ピクチャが回転させられなければならないベクトルであ
る。 ‘ＣｘおよびＣｙ効果を取り消すために、目標頂点ですべてのベクトルを回転
させる Ｆｏｒ ｉ＝０ Ｔｏ ＩｎＶｅｃ．１ＮｕｍＶｅｒｔｅｘ−１ ｖ１．ｄｘ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖ１．ｄｙ＝ＩｎＶｅｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖ１．ｄｚ＝ｄＣＡＭＦ‘ｄＣＡＭＦは、画像センサからピン・ホールの位置
への距離（ピクセルでの） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＶｅｃ（ｄＡｎｇｌｅ，ｖＲｏｔ，ｖ１，ｖ２） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ２，
ｖ３） ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ３．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ３．ｄｙ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｂＦｌａｇ＝Ｔｒｕｅ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００２９】 図６のブロック６３は、画像センサのロールを決定することを示す。ロールは
、撮像デバイス座標系のＺ’軸、この場合には、ピン・ホールＰおよび画像セン
サ１５の中心７２を通るＭ軸に対応するＺ’軸の周りでの画像センサの回転であ
る。図８ｃを参照すると、画像センサの中心７２が目標センタ７７と一致するよ
うに画像センサが再配置されると、画像センサ上への、目標７５のＹ軸の投影が
、画像センサの観点から、画像センサ１５の垂直サイドに平行で、中心を通るＹ
’軸と比較される。Ｙ軸とＹ’軸との間の角偏差が、画像センサでのロールであ
る。ロールは、画像センサをＭ軸に沿って、較正目標のＹ軸が画像センサのＹ’
と平行になるまで計算に基づいて回転させることにより、補正される。ロールが
補正されるのにつれて、較正目標を表しているコーナ・ドットもまた、ロール補
正による画像センサからの見え方を表すように、計算に基づいて移動される。ロ
ール補正された補正目標７５が、図８ｄに示されている。
、撮像デバイス座標系のＺ’軸、この場合には、ピン・ホールＰおよび画像セン
サ１５の中心７２を通るＭ軸に対応するＺ’軸の周りでの画像センサの回転であ
る。図８ｃを参照すると、画像センサの中心７２が目標センタ７７と一致するよ
うに画像センサが再配置されると、画像センサ上への、目標７５のＹ軸の投影が
、画像センサの観点から、画像センサ１５の垂直サイドに平行で、中心を通るＹ
’軸と比較される。Ｙ軸とＹ’軸との間の角偏差が、画像センサでのロールであ
る。ロールは、画像センサをＭ軸に沿って、較正目標のＹ軸が画像センサのＹ’
と平行になるまで計算に基づいて回転させることにより、補正される。ロールが
補正されるのにつれて、較正目標を表しているコーナ・ドットもまた、ロール補
正による画像センサからの見え方を表すように、計算に基づいて移動される。ロ
ール補正された補正目標７５が、図８ｄに示されている。
【００３０】 以下は、上記の説明を例示する、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃでの例としてのプ
ログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＲｏｌｌＷｊｍ（ｓｒｃ Ａｓ ＶＴ
ＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄｔｗｉｓｔ Ａｓ Ｄ
ｏｕｂｌｅ）‘ｄＴｗｉｓｔは検出されたロール角度である’ ‘Ｃｘ、Ｃｙに対して撮像デバイスの方向が修正された後に、ロールを取り消
す’ Ｄｉｍ ｄａｌｐｈａ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄａｌｐｈａ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘ａｔｎ ｘ／ｙによって定義される角度で、ｚ軸の周りを回転する ｄａｌｐｈａ１＝Ａｔｎ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（１）．ｄｘ ／ ｓｒｃ．ｖｘ
２Ａ（１）．ｄｙ） ｄａｌｐｈａ２＝Ａｔｎ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（２）．ｄｘ ／ ｓｒｃ．ｖｘ
２Ａ（２）．ｄｙ） ｄＡｌｐｈａ＝（ｄａｌｐｈａ１＋ｄａｌｐｈａ２） ／ ２‘算術平均を取
る ｄＴｗｉｓｔ＝−ｄＡｌｐｈａ*１９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ‘画像の５個の較正ポイント上でロールの取り消しをシミュレートする Ｆｏｒ ｉ＝ＬＢｏｕｎｄ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ） Ｔｏ ＵＢｏｕｎｄ（ｓｒ
ｃ．ｖｘ２Ａ） ｖ１．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖ１．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖ１．ｄｚ＝０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（ｄＡｌｐｈａ，ｖ１，ｖ２） ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ２．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ２．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
ログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＲｏｌｌＷｊｍ（ｓｒｃ Ａｓ ＶＴ
ＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄｔｗｉｓｔ Ａｓ Ｄ
ｏｕｂｌｅ）‘ｄＴｗｉｓｔは検出されたロール角度である’ ‘Ｃｘ、Ｃｙに対して撮像デバイスの方向が修正された後に、ロールを取り消
す’ Ｄｉｍ ｄａｌｐｈａ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄａｌｐｈａ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ ‘ａｔｎ ｘ／ｙによって定義される角度で、ｚ軸の周りを回転する ｄａｌｐｈａ１＝Ａｔｎ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（１）．ｄｘ ／ ｓｒｃ．ｖｘ
２Ａ（１）．ｄｙ） ｄａｌｐｈａ２＝Ａｔｎ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（２）．ｄｘ ／ ｓｒｃ．ｖｘ
２Ａ（２）．ｄｙ） ｄＡｌｐｈａ＝（ｄａｌｐｈａ１＋ｄａｌｐｈａ２） ／ ２‘算術平均を取
る ｄＴｗｉｓｔ＝−ｄＡｌｐｈａ*１９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ‘画像の５個の較正ポイント上でロールの取り消しをシミュレートする Ｆｏｒ ｉ＝ＬＢｏｕｎｄ（ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ） Ｔｏ ＵＢｏｕｎｄ（ｓｒ
ｃ．ｖｘ２Ａ） ｖ１．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖ１．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖ１．ｄｚ＝０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（ｄＡｌｐｈａ，ｖ１，ｖ２） ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ２．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ２．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００３１】 図６のブロック６４は、ピン・ホールの緯度の位置が決定されることを示して
いる。緯度は、較正目標に対するピン・ホールの垂直な位置を決定する。ピン・
ホールの緯度は、較正目標の、トップ・ドットと中心ドットの間の距離、および
ボトム・ドットと中心ドットの間の距離によって決定される。画像センサは、Ｙ
軸およびピン・ホールの位置によって定義される平面での、較正目標の中心の周
りを、計算に基づいて放射状に移動される。撮像デバイスの方向は、画像センサ
の中心が、較正目標の中心および再配置されるピン・ホールによって定義される
軸の上に留まるという条件を維持する。画像センサは、トップ・ドットと中心ド
ットの間の距離、およびボトム・ドットと中心ドットの間の距離が、画像センサ
から見て同等になるまで移動される。このポイントで、ピン・ホールは、計算に
基づいてＸ−Ｚ平面に移動されており、画像センサが計算に基づいて移動された
角度が緯度である。較正目標を表しているコーナ・ドットは、画像センサの位置
の変化により、画像センサの観点からの見え方を表すように、計算に基づいて変
換される。
いる。緯度は、較正目標に対するピン・ホールの垂直な位置を決定する。ピン・
ホールの緯度は、較正目標の、トップ・ドットと中心ドットの間の距離、および
ボトム・ドットと中心ドットの間の距離によって決定される。画像センサは、Ｙ
軸およびピン・ホールの位置によって定義される平面での、較正目標の中心の周
りを、計算に基づいて放射状に移動される。撮像デバイスの方向は、画像センサ
の中心が、較正目標の中心および再配置されるピン・ホールによって定義される
軸の上に留まるという条件を維持する。画像センサは、トップ・ドットと中心ド
ットの間の距離、およびボトム・ドットと中心ドットの間の距離が、画像センサ
から見て同等になるまで移動される。このポイントで、ピン・ホールは、計算に
基づいてＸ−Ｚ平面に移動されており、画像センサが計算に基づいて移動された
角度が緯度である。較正目標を表しているコーナ・ドットは、画像センサの位置
の変化により、画像センサの観点からの見え方を表すように、計算に基づいて変
換される。
【００３２】 以下は、上記の説明を例示する、例としてのＶｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃでのプ
ログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＬａｔｉｔｕｄｅＷｊｍ（ｓｒｃ Ａ
ｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒｏｊ Ａｓ
ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ‘両方の中間ポイントからの角度の比較を通じて緯度を見出す ‘ｙの方向 Ｄｉｍ ｄｍ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ３ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ｄｍ１＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（１）．ｄｙ ／ ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｄｍ２＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（２）．ｄｙ ／ ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｆ Ａｂｓ（ｄｍ１＋ｄｍ２） ＞ ０．０００００００００００１ Ｔｈ
ｅｎ ｄｍ３＝２ * ｄｍ１ * ｄｍ２ ／ （ｄｍ１＋ｄｍ２） ｄＡｌｐｈａ＝Ａｔｎ（ｄｍ３）−ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｅｌｓｅ ｄｍ３＝１Ｅ＋１００ ｄＡｌｐｈａ＝０ Ｅｎｄ Ｉｆ ‘ｄａｌｐｈａの範囲は、−９０から＋９０ｄｅｇ’ Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ ＜ −ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｔｈｅｎ ＤＡｌｐｈａ＝ｄＡｌｐｈａ＋ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ Ｅｎｄ Ｉｆ ＤＬａｔｉｔｕｄｅ＝ｄＡｌｐｈａ * １９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ Ｄｉｍ ｖｐＬａｔＶｅｃ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ５ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｌ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｌ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖＰｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ ‘ディスプレイを修正する： ‘緯度の方向に傾斜したベクトルを生成する ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｘ＝０ ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｙ＝Ｃｏｓ（ｄＡｌｐｈａ） ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｚ＝Ｓｉｎ（ｄＡｌｐｈａ） ｖｐ１．ｄｘ＝０ ｖｐ１．ｄｙ＝０ ｖｐ１．ｄｚ＝０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｖｅｃ３ＴｏＮｏｒｍａｌＰｌａｎｅ（ｖｐＬａｔＶｅｃ，
ｖｐ２，ｖｐ３） ｖｐ４．ｄｘ＝１ ｖｐ４．ｄｙ＝０ ｖｐ４．ｄｚ＝０ ｖｐ５．ｄｘ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｘ ｖｐ５．ｄｙ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｙ ｖｐ５．ｄｚ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｚ ‘平面をピン・ホールからｃｃｄの中心に移す’ ｖｐ１．ｄｚ＝ｖｐ１．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ２．ｄｚ＝ｖｐ２．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ３．ｄｚ＝ｖｐ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ４．ｄｚ＝ｖｐ４．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ５．ｄｚ＝ｖｐ５．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｌ１．ｄｘ＝０ ｖｌ１．ｄｙ＝０ ｖｌ１．ｄｚ＝０ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｙ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｚ＝−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ‘緯度の取り消しをシミュレートする’ Ｆｏｒ ｉ＝１ Ｔｏ ４ ｖｌ２．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖｌ２．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖｌ２．ｄｚ＝−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｆ ｉ ＜ ３ Ｔｈｅｎ Ｃａｌｌ ｇｆ＿ｂＰｌａｎｅＬｉｎｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ（ｖｐ１，
ｖｐ４，ｖｐ５，ｖｌ１，ｖｌ２，ｖＰｔ） Ｅｌｓｅ Ｃａｌｌ ｇｆ＿ｂＰｌａｎｅＬｉｎｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ（ｖｐ１，
ｖｐ２，ｖｐ３，ｖｌ１，ｖｌ２，ｖＰｔ） Ｅｎｄ Ｉｆ ‘ｘ軸の周りを回転する’ ｖＰｔ．ｄｚ＝ｖＰｔ．ｄｚ＋ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＸ（−ｄＡｌｐｈａ，ｖＰｔ，ｖ３） ‘すべてをｆ距離だけ後ろにシフトする ｖ３．ｄｚ＝ｖ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（ｉ）＝ｖ３ ‘画像センサの平面に投影する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ３
，ｖ４） ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ４．ｄｘ ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ４．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
ログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＬａｔｉｔｕｄｅＷｊｍ（ｓｒｃ Ａ
ｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒｏｊ Ａｓ
ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ‘両方の中間ポイントからの角度の比較を通じて緯度を見出す ‘ｙの方向 Ｄｉｍ ｄｍ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ３ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ｄｍ１＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（１）．ｄｙ ／ ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｄｍ２＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（２）．ｄｙ ／ ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｆ Ａｂｓ（ｄｍ１＋ｄｍ２） ＞ ０．０００００００００００１ Ｔｈ
ｅｎ ｄｍ３＝２ * ｄｍ１ * ｄｍ２ ／ （ｄｍ１＋ｄｍ２） ｄＡｌｐｈａ＝Ａｔｎ（ｄｍ３）−ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｅｌｓｅ ｄｍ３＝１Ｅ＋１００ ｄＡｌｐｈａ＝０ Ｅｎｄ Ｉｆ ‘ｄａｌｐｈａの範囲は、−９０から＋９０ｄｅｇ’ Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ ＜ −ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｔｈｅｎ ＤＡｌｐｈａ＝ｄＡｌｐｈａ＋ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ Ｅｎｄ Ｉｆ ＤＬａｔｉｔｕｄｅ＝ｄＡｌｐｈａ * １９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ Ｄｉｍ ｖｐＬａｔＶｅｃ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｐ５ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｌ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｌ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖＰｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ ‘ディスプレイを修正する： ‘緯度の方向に傾斜したベクトルを生成する ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｘ＝０ ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｙ＝Ｃｏｓ（ｄＡｌｐｈａ） ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｚ＝Ｓｉｎ（ｄＡｌｐｈａ） ｖｐ１．ｄｘ＝０ ｖｐ１．ｄｙ＝０ ｖｐ１．ｄｚ＝０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｖｅｃ３ＴｏＮｏｒｍａｌＰｌａｎｅ（ｖｐＬａｔＶｅｃ，
ｖｐ２，ｖｐ３） ｖｐ４．ｄｘ＝１ ｖｐ４．ｄｙ＝０ ｖｐ４．ｄｚ＝０ ｖｐ５．ｄｘ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｘ ｖｐ５．ｄｙ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｙ ｖｐ５．ｄｚ＝ｖｐＬａｔＶｅｃ．ｄｚ ‘平面をピン・ホールからｃｃｄの中心に移す’ ｖｐ１．ｄｚ＝ｖｐ１．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ２．ｄｚ＝ｖｐ２．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ３．ｄｚ＝ｖｐ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ４．ｄｚ＝ｖｐ４．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｐ５．ｄｚ＝ｖｐ５．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｌ１．ｄｘ＝０ ｖｌ１．ｄｙ＝０ ｖｌ１．ｄｚ＝０ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｘ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（０）．ｄｙ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（０）．ｄｚ＝−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ‘緯度の取り消しをシミュレートする’ Ｆｏｒ ｉ＝１ Ｔｏ ４ ｖｌ２．ｄｘ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ ｖｌ２．ｄｙ＝ｓｒｃ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ ｖｌ２．ｄｚ＝−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｆ ｉ ＜ ３ Ｔｈｅｎ Ｃａｌｌ ｇｆ＿ｂＰｌａｎｅＬｉｎｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ（ｖｐ１，
ｖｐ４，ｖｐ５，ｖｌ１，ｖｌ２，ｖＰｔ） Ｅｌｓｅ Ｃａｌｌ ｇｆ＿ｂＰｌａｎｅＬｉｎｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ（ｖｐ１，
ｖｐ２，ｖｐ３，ｖｌ１，ｖｌ２，ｖＰｔ） Ｅｎｄ Ｉｆ ‘ｘ軸の周りを回転する’ ｖＰｔ．ｄｚ＝ｖＰｔ．ｄｚ＋ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＸ（−ｄＡｌｐｈａ，ｖＰｔ，ｖ３） ‘すべてをｆ距離だけ後ろにシフトする ｖ３．ｄｚ＝ｖ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（ｉ）＝ｖ３ ‘画像センサの平面に投影する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ３
，ｖ４） ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ４．ｄｘ ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ４．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００３３】 図６のブロック６５は、ピン・ホールの経度を決定することを示している。経
度は、選択された座標系に関するＸ軸でのピン・ホールの位置を決定する。経度
は、画像センサに画像化された較正目標の、左ドットと中心ドットの間の距離、
および右ドットと中心ドットの間の距離によって決定される。画像センサは、Ｘ
−Ｚ平面上で較正目標の周りを、計算に基づいて放射線状に移動される。撮像デ
バイスの方向は、画像センサの中心が、較正目標の中心および再配置されるピン
・ホールによって定義される軸の上に留まるように変更される。画像センサは、
画像センサから見て、左ドットと中心ドットの間の距離が、右ドットと中心ドッ
トの間の距離と同等になるまで移動される。このポイントで、ピン・ホールが移
動した角度が経度となっている。較正目標を表しているコーナ・ドットは、画像
センサの位置の変化による、画像センサからの見え方を表すように、計算に基づ
いて変換される。
度は、選択された座標系に関するＸ軸でのピン・ホールの位置を決定する。経度
は、画像センサに画像化された較正目標の、左ドットと中心ドットの間の距離、
および右ドットと中心ドットの間の距離によって決定される。画像センサは、Ｘ
−Ｚ平面上で較正目標の周りを、計算に基づいて放射線状に移動される。撮像デ
バイスの方向は、画像センサの中心が、較正目標の中心および再配置されるピン
・ホールによって定義される軸の上に留まるように変更される。画像センサは、
画像センサから見て、左ドットと中心ドットの間の距離が、右ドットと中心ドッ
トの間の距離と同等になるまで移動される。このポイントで、ピン・ホールが移
動した角度が経度となっている。較正目標を表しているコーナ・ドットは、画像
センサの位置の変化による、画像センサからの見え方を表すように、計算に基づ
いて変換される。
【００３４】 以下は、上記の説明を例示する、例としての、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃでの
プログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＬｏｎｇｉｔｕｄｅＷｊｍ（ｓｒｃ
Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒｏｊ Ａ
ｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ‘両方の中間ポイントからの角度の比較を通じて経度を見出す’ ‘ｘの方向’ Ｄｉｍ ｄｍ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ３ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｄＡ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ‘最初に、ポイント３のｙｚ平面への投影を得る’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｓｒ
ｃ．ｖｘ３Ａ（３），ｖ１） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｓｒ
ｃ．ｖｘ３Ａ（４），ｖ２） ‘次に、０ポイントからポイント３までに、どれだけの角度があるか見出す’ ‘ｘｚ平面で’ ｄｍ１＝ｖ１．ｄｘ ／ ｖ１．ｄｚ ｄｍ２＝ｖ２．ｄｘ ／ ｖ２．ｄｚ Ｉｆ Ａｂｓ（ｄｍ１＋ｄｍ２） ＞ ０．０００００１ Ｔｈｅｎ ｄｍ３＝２ * ｄｍ１ * ｄｍ２ ／ （ｄｍ１＋ｄｍ２） Ｅｌｓｅ ｄｍ３＝１００００００ Ｅｎｄ Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ＝ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２−Ａｔｎ（ｄｍ３） Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ ＞ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｔｈｅｎ ｄＡｌｐｈ
ａ＝ｄＡｌｐｈａ−ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ＝ｄＡｌｐｈａ * １９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ‘経度の取り消しをシミュレートする’ Ｆｏｒ ｉ＝０ Ｔｏ ４ ｖ２＝ｓｒｃ．ｖｘ３Ａ（ｉ） ‘ｚを０にすることによって、ピン・ホール平面への移行をシミュレートする
’ ｖ２．ｄｚ＝ｖ２．ｄｚ＋ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ‘ｙ軸の周りを回転する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（ｄＡｌｐｈａ，ｖ２，ｖ３） ‘その距離ですべてを元に戻す’ ｖ３．ｄｚ＝ｖ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（ｉ）＝ｖ３ ‘画像センサの平面に投影する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ３
，ｖ４） ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ４．ｄｘ ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ４．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
プログラムである。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＵｎｄｏＬｏｎｇｉｔｕｄｅＷｊｍ（ｓｒｃ
Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒｏｊ Ａ
ｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ‘両方の中間ポイントからの角度の比較を通じて経度を見出す’ ‘ｘの方向’ Ｄｉｍ ｄｍ１ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ２ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄｍ３ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ３ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ４ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｄＡ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ‘最初に、ポイント３のｙｚ平面への投影を得る’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｓｒ
ｃ．ｖｘ３Ａ（３），ｖ１） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｓｒ
ｃ．ｖｘ３Ａ（４），ｖ２） ‘次に、０ポイントからポイント３までに、どれだけの角度があるか見出す’ ‘ｘｚ平面で’ ｄｍ１＝ｖ１．ｄｘ ／ ｖ１．ｄｚ ｄｍ２＝ｖ２．ｄｘ ／ ｖ２．ｄｚ Ｉｆ Ａｂｓ（ｄｍ１＋ｄｍ２） ＞ ０．０００００１ Ｔｈｅｎ ｄｍ３＝２ * ｄｍ１ * ｄｍ２ ／ （ｄｍ１＋ｄｍ２） Ｅｌｓｅ ｄｍ３＝１００００００ Ｅｎｄ Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ＝ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２−Ａｔｎ（ｄｍ３） Ｉｆ ｄＡｌｐｈａ ＞ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ Ｔｈｅｎ ｄＡｌｐｈ
ａ＝ｄＡｌｐｈａ−ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ／ ２ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ＝ｄＡｌｐｈａ * １９０ ／ ｃｏｎｓｔ＿ＰＩ ‘経度の取り消しをシミュレートする’ Ｆｏｒ ｉ＝０ Ｔｏ ４ ｖ２＝ｓｒｃ．ｖｘ３Ａ（ｉ） ‘ｚを０にすることによって、ピン・ホール平面への移行をシミュレートする
’ ｖ２．ｄｚ＝ｖ２．ｄｚ＋ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ‘ｙ軸の周りを回転する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（ｄＡｌｐｈａ，ｖ２，ｖ３） ‘その距離ですべてを元に戻す’ ｖ３．ｄｚ＝ｖ３．ｄｚ−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｒｅｓ．ｖｘ３Ａ（ｉ）＝ｖ３ ‘画像センサの平面に投影する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｐｒｏｊｅｃｔ３Ｐｌａｎａｒ（−ｆ２＿ｄＣＡＭＦ，ｖ３
，ｖ４） ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｘ＝ｖ４．ｄｘ ｐｒｏｊ．ｖｘ２Ａ（ｉ）．ｄｙ＝ｖ４．ｄｙ Ｎｅｘｔ ｉ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００３５】 図６のブロック６６は、ピン・ホールの半径を決定することを示している。半
径は、ピン・ホールと選択された座標系の間の距離である。半径は例えば、次の
ような方式で決定することができる。較正目標から、較正目標のコーナ・ドット
と中心ドットの間の距離が知られている。画像センサから、較正目標の画像化さ
れたコーナ・ドットおよび中心ドットを、ピクセルで測定することができる。ピ
ン・ホール長さは既知であるので、半径は次の数式によって定義される。 半径＝ＰＬ*（Ａ’／Ｘ’） ただしＡ’は、較正目標のコーナ・ドットと中心ドットの間の距離で、Ｘ’は
、画像センサでの、コーナ・ドットと中心ドットの画像化された距離である。
径は、ピン・ホールと選択された座標系の間の距離である。半径は例えば、次の
ような方式で決定することができる。較正目標から、較正目標のコーナ・ドット
と中心ドットの間の距離が知られている。画像センサから、較正目標の画像化さ
れたコーナ・ドットおよび中心ドットを、ピクセルで測定することができる。ピ
ン・ホール長さは既知であるので、半径は次の数式によって定義される。 半径＝ＰＬ*（Ａ’／Ｘ’） ただしＡ’は、較正目標のコーナ・ドットと中心ドットの間の距離で、Ｘ’は
、画像センサでの、コーナ・ドットと中心ドットの画像化された距離である。
【００３６】 以下は、上記の説明を例示する、例としての、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃでの
例としてのプログラムである： Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＤｅｔｅｒｍｉｎｅＤｉｓｔａｎｃｅＷｊｍ（
ｓｒｃ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒ
ｏｊ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ｒｅｓ＝ｓｒｃ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
例としてのプログラムである： Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＤｅｔｅｒｍｉｎｅＤｉｓｔａｎｃｅＷｊｍ（
ｓｒｃ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｒｅｓ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ３Ｄ，ｐｒ
ｏｊ Ａｓ ＶＴＸＬＩＳＴ２Ｄ，ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ） ｒｅｓ＝ｓｒｃ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００３７】 較正目標７５での相対的ドットに対応する距離の変化が比較的小さい場合、較
正目標７５が配置されている平面から突出した追加の較正ドットを、残りの目標
ドット７６、７７に対して、画像センサにより近く設置することが望ましい。追
加のドットは、画像センサにより近いので、このドットは、較正目標７５上のド
ット７６、７７よりも、画像センサの方向への変化の影響を受けやすい。図１０
は、較正目標１０１の平面から垂直に突出しているドット１０８を備える菱形を
もった、例としての較正目標１０１を示している。これは、図示されているとお
り、較正目標１０１が配置されている平面から突出する三角形の平面を備えるこ
とによって達せられる。突出の角度は、４５°にすることができる。較正ドット
１０８は、突出する三角形の上に、ドット１０８が較正目標１０１の左ドット１
０２および右ドット１０４と揃うように配置される。
正目標７５が配置されている平面から突出した追加の較正ドットを、残りの目標
ドット７６、７７に対して、画像センサにより近く設置することが望ましい。追
加のドットは、画像センサにより近いので、このドットは、較正目標７５上のド
ット７６、７７よりも、画像センサの方向への変化の影響を受けやすい。図１０
は、較正目標１０１の平面から垂直に突出しているドット１０８を備える菱形を
もった、例としての較正目標１０１を示している。これは、図示されているとお
り、較正目標１０１が配置されている平面から突出する三角形の平面を備えるこ
とによって達せられる。突出の角度は、４５°にすることができる。較正ドット
１０８は、突出する三角形の上に、ドット１０８が較正目標１０１の左ドット１
０２および右ドット１０４と揃うように配置される。
【００３８】 図６でのブロック６４の緯度の決定を再び参照すると、較正目標１０１に対し
て緯度をもっている画像センサが、突出しているドット１０８について、較正目
標１０１の左ドット１０２と右ドット１０４を通るＸ軸の上にあるのか下にある
のかを検出する。画像センサは、ドット１０８が左ドット１０２および右ドット
１０４と揃うまで、計算に基づいて垂直に移動される。このポイントで、ピン・
ホールが移動した角距離が、緯度に対応している。図６のブロック６５の経度の
決定の方を参照すると、較正目標１０１に対して経度をもっている画像センサは
、突出しているドット１０８が、較正目標１０１から離れていることを検出する
。例としては、突出しているドット１０８と較正目標１０１が配置されている平
面の右ドット１０４の間の距離、および右ドット１０４と左ドット１０２の間の
距離に対応する比率は、事前決定していることが可能であり、したがって、画像
センサが計算に基づいて水平に、事前決定の比率に達するまで移動されるのに応
じて、その比率は計算機で計算される。このポイントで、ピン・ホールが移動し
た角距離が、経度に対応する。
て緯度をもっている画像センサが、突出しているドット１０８について、較正目
標１０１の左ドット１０２と右ドット１０４を通るＸ軸の上にあるのか下にある
のかを検出する。画像センサは、ドット１０８が左ドット１０２および右ドット
１０４と揃うまで、計算に基づいて垂直に移動される。このポイントで、ピン・
ホールが移動した角距離が、緯度に対応している。図６のブロック６５の経度の
決定の方を参照すると、較正目標１０１に対して経度をもっている画像センサは
、突出しているドット１０８が、較正目標１０１から離れていることを検出する
。例としては、突出しているドット１０８と較正目標１０１が配置されている平
面の右ドット１０４の間の距離、および右ドット１０４と左ドット１０２の間の
距離に対応する比率は、事前決定していることが可能であり、したがって、画像
センサが計算に基づいて水平に、事前決定の比率に達するまで移動されるのに応
じて、その比率は計算機で計算される。このポイントで、ピン・ホールが移動し
た角距離が、経度に対応する。
【００３９】 ６つの位置の値が、３Ｄ撮像デバイス・システムの撮像デバイスの各画像セン
サについて判明したとき、較正は完了する。３Ｄデータを生成するのに使用され
る計算デバイスは、得られた位置の値に逆順序付けを行うことによって、選択さ
れた座標系での画像センサの相対的位置を知ることができる。例えば、取られた
シーケンスが、Ｃｘ、Ｃｙ、ロール、緯度、経度、半径である場合には、計算デ
バイスは逆順序付けにより、つまり半径、経度、緯度、ロール、Ｃｙ、Ｃｘのシ
ーケンスで計算することにより、画像センサの位置を知ることができる。
サについて判明したとき、較正は完了する。３Ｄデータを生成するのに使用され
る計算デバイスは、得られた位置の値に逆順序付けを行うことによって、選択さ
れた座標系での画像センサの相対的位置を知ることができる。例えば、取られた
シーケンスが、Ｃｘ、Ｃｙ、ロール、緯度、経度、半径である場合には、計算デ
バイスは逆順序付けにより、つまり半径、経度、緯度、ロール、Ｃｙ、Ｃｘのシ
ーケンスで計算することにより、画像センサの位置を知ることができる。
【００４０】 ３Ｄ撮像デバイス・システムでの各撮像デバイスに対して較正が実行され、図
１に示されるとおり、撮像デバイス１２および１３によって立体画像が撮られる
前に例えば、最初に、図３ａに示されるとおり被写体の輪郭またはフィーチャの
アウトラインを描くマーカが、目標被写体２０に付けられるべきである。例えば
、被写体２０上に縦線２１を均等に付けることができる。ただし、例えば、目ま
たは鼻などの細かいフィーチャが存在する領域では、より多くの線２１を被写体
２０に加えることができる。縦線２１は、暗闇で構造的データが得られるように
、暗闇でだけ見える蛍光塗料を使用して、被写体２０の上にペイントすることが
できる。別法では、使用するペイントは、可視スペクトルでは非可視であるが、
赤外線または紫外線など、可視スペクトルの外では可視なものであり得る。別法
では、縦線２１は、赤外線レーザまたは可視レーザなどの光源１６を使用して、
被写体２０上に投影することができる。縦線の説明は、決してこの発明の範囲を
制限するものと解釈されてはならないことが理解されよう。例えば、撮像デバイ
ス１２および１３の方向により、横線を使用することができる。さらに、回折デ
バイス１７がどの程度、高度なものであるかにより、一様なドットのグリッドを
被写体上に投影することができる。
１に示されるとおり、撮像デバイス１２および１３によって立体画像が撮られる
前に例えば、最初に、図３ａに示されるとおり被写体の輪郭またはフィーチャの
アウトラインを描くマーカが、目標被写体２０に付けられるべきである。例えば
、被写体２０上に縦線２１を均等に付けることができる。ただし、例えば、目ま
たは鼻などの細かいフィーチャが存在する領域では、より多くの線２１を被写体
２０に加えることができる。縦線２１は、暗闇で構造的データが得られるように
、暗闇でだけ見える蛍光塗料を使用して、被写体２０の上にペイントすることが
できる。別法では、使用するペイントは、可視スペクトルでは非可視であるが、
赤外線または紫外線など、可視スペクトルの外では可視なものであり得る。別法
では、縦線２１は、赤外線レーザまたは可視レーザなどの光源１６を使用して、
被写体２０上に投影することができる。縦線の説明は、決してこの発明の範囲を
制限するものと解釈されてはならないことが理解されよう。例えば、撮像デバイ
ス１２および１３の方向により、横線を使用することができる。さらに、回折デ
バイス１７がどの程度、高度なものであるかにより、一様なドットのグリッドを
被写体上に投影することができる。
【００４１】 この発明の理解をさらに進めるための例として、構造化された光を使用すると
、回折デバイス１７を備えた光源１６が、この例では縦線である構造化された光
を、目標被写体上に投射する。構造化された光が投射されると、３Ｄ撮像デバイ
ス・システム１０の左撮像デバイス１２および右撮像デバイス１３によって、被
写体の立体画像がキャプチャされる。図１１は、左画像と右画像を含む被写体の
立体画像からの、３Ｄデータの抽出を例示する実施形態の流れ図である。ブロッ
ク１１２は、構造化された光を使用して目標被写体上に投影された縦線に対応し
て、右画像センサによって検出された縦線の数を決定することを示している。ブ
ロック１１４は、同じく目標被写体上に投影された縦線に対応して、左画像セン
サによって検出された縦線の数を決定することを示している。ブロック１１６は
、右画像センサによって検出された縦線を、左画像センサによって検出された縦
線に、相関するような方式でマッチングを行うことを示している。ブロック１１
８は、右画像センサで検出された、第１の相関する縦線を反映するものとして、
第１のカウンタを１に設定することを示している。ブロック１２０は、この相関
する縦線を複数のドットに変換することを示している。通常、ドット間の距離は
、ピクセル単位で測定され、例えば、縦線からの１個のドットを、５ピクセルご
とに形成することができる。相関する縦線の数および各縦線から変換されるドッ
トの数を制御することによって、３Ｄデータで希望の数のポイントを得るのが可
能なことに注意されたい。ブロック１２２は、縦線から変換されるドットの数を
決定し、第１のドットとして指定されたドットを反映して、第２のカウンタを１
に設定することを示している。ブロック１２４は、指定されたドットから発し、
右撮像デバイスのピン・ホールを通って３Ｄ空間に線を投影する「透視線」を計
算することを示している。座標の知られていない透視線のあるポイントで、その
ポイントは、指定されたドットが発した縦線に相関する目標被写体の縦線と交差
する。目標被写体での交差ポイントはまた、右画像センサでの指定されたドット
の位置と対応する。一実施形態では、右画像センサのための透視線は、次の方式
で生成することができる。
、回折デバイス１７を備えた光源１６が、この例では縦線である構造化された光
を、目標被写体上に投射する。構造化された光が投射されると、３Ｄ撮像デバイ
ス・システム１０の左撮像デバイス１２および右撮像デバイス１３によって、被
写体の立体画像がキャプチャされる。図１１は、左画像と右画像を含む被写体の
立体画像からの、３Ｄデータの抽出を例示する実施形態の流れ図である。ブロッ
ク１１２は、構造化された光を使用して目標被写体上に投影された縦線に対応し
て、右画像センサによって検出された縦線の数を決定することを示している。ブ
ロック１１４は、同じく目標被写体上に投影された縦線に対応して、左画像セン
サによって検出された縦線の数を決定することを示している。ブロック１１６は
、右画像センサによって検出された縦線を、左画像センサによって検出された縦
線に、相関するような方式でマッチングを行うことを示している。ブロック１１
８は、右画像センサで検出された、第１の相関する縦線を反映するものとして、
第１のカウンタを１に設定することを示している。ブロック１２０は、この相関
する縦線を複数のドットに変換することを示している。通常、ドット間の距離は
、ピクセル単位で測定され、例えば、縦線からの１個のドットを、５ピクセルご
とに形成することができる。相関する縦線の数および各縦線から変換されるドッ
トの数を制御することによって、３Ｄデータで希望の数のポイントを得るのが可
能なことに注意されたい。ブロック１２２は、縦線から変換されるドットの数を
決定し、第１のドットとして指定されたドットを反映して、第２のカウンタを１
に設定することを示している。ブロック１２４は、指定されたドットから発し、
右撮像デバイスのピン・ホールを通って３Ｄ空間に線を投影する「透視線」を計
算することを示している。座標の知られていない透視線のあるポイントで、その
ポイントは、指定されたドットが発した縦線に相関する目標被写体の縦線と交差
する。目標被写体での交差ポイントはまた、右画像センサでの指定されたドット
の位置と対応する。一実施形態では、右画像センサのための透視線は、次の方式
で生成することができる。
【００４２】 図７を参照すると、右撮像デバイスの較正から、選択された座標系での、右撮
像デバイス１５のピン・ホールＰの位置が知られている。ピン・ホールＰは、画
像センサに対する中心の垂直な位置に、固定距離ＰＬを離れて置かれている。こ
の例では、画像センサ１５が、６４０×４８０のピクセル配列を含むものとする
。ただし、当技術分野の専門家には、他の配列もまた使用できることが理解され
よう。ピン・ホールＰを撮像デバイス座標系の原点として使用すると、画像セン
サ１５内のすべてのポイントは、ピン・ホールＰからピクセル値（ΔＸ’、ΔＹ
’、ＰＬ）でリファレンスすることができる。ただし、ΔＸ’は、画像センサ１
５の中心からの、指定されたドットの位置のＸ’軸上での偏差、ΔＹ’は、画像
センサ１５の中心からの、指定されたドットの位置のΔＹ’軸上での偏差、ＰＬ
は、Ｚ’軸での固定距離である既知の固定値であり、３つの値すべては、ピクセ
ル値で測定されるものとする。ピン・ホールの座標は、選択された座標系で既知
であるので、この座標および指定されたドットに対応する値（ΔＸ’、ΔＹ’、
ＰＬ）を使用して、指定されたドットに対する透視線に対応する等式を生成する
ことができる。図１２が、右画像センサ１５の指定されたドットを表している透
視線Ｌ１を示している。
像デバイス１５のピン・ホールＰの位置が知られている。ピン・ホールＰは、画
像センサに対する中心の垂直な位置に、固定距離ＰＬを離れて置かれている。こ
の例では、画像センサ１５が、６４０×４８０のピクセル配列を含むものとする
。ただし、当技術分野の専門家には、他の配列もまた使用できることが理解され
よう。ピン・ホールＰを撮像デバイス座標系の原点として使用すると、画像セン
サ１５内のすべてのポイントは、ピン・ホールＰからピクセル値（ΔＸ’、ΔＹ
’、ＰＬ）でリファレンスすることができる。ただし、ΔＸ’は、画像センサ１
５の中心からの、指定されたドットの位置のＸ’軸上での偏差、ΔＹ’は、画像
センサ１５の中心からの、指定されたドットの位置のΔＹ’軸上での偏差、ＰＬ
は、Ｚ’軸での固定距離である既知の固定値であり、３つの値すべては、ピクセ
ル値で測定されるものとする。ピン・ホールの座標は、選択された座標系で既知
であるので、この座標および指定されたドットに対応する値（ΔＸ’、ΔＹ’、
ＰＬ）を使用して、指定されたドットに対する透視線に対応する等式を生成する
ことができる。図１２が、右画像センサ１５の指定されたドットを表している透
視線Ｌ１を示している。
【００４３】 ブロック１２６は、右画像センサ１５の指定されたドットに対応する左画像セ
ンサ１４の相関する縦線での１個のポイントを決定することを示している。対応
するポイントが決定されると、左ピン・ホールの座標は、較正を通じ、選択され
た座標系で既知であり、そのポイントの位置の値は、上記に説明したばかりの方
式で決定することができるので、対応するポイントの透視線を表す等式を得るこ
とができる。図１２が、左画像センサ１４の指定されたドットを表している透視
線Ｌ２を示している。一実施形態では、左画像センサ１４での対応するポイント
は、右画像センサ１５の透視線Ｌ１を左画像センサ１４上に「トレースする」こ
とによって決定することができる。左右画像センサでの相関する縦線は、目的の
被写体での同一の縦線に対応しているので、左画像センサから見た、右画像セン
サからの透視線と目標被写体での縦線の交差ポイントが、右画像センサでの指定
されたドットに対応するポイントとなる。この手順の理解を助けるブロック１２
６を説明するのに、アナロジーを利用する。
ンサ１４の相関する縦線での１個のポイントを決定することを示している。対応
するポイントが決定されると、左ピン・ホールの座標は、較正を通じ、選択され
た座標系で既知であり、そのポイントの位置の値は、上記に説明したばかりの方
式で決定することができるので、対応するポイントの透視線を表す等式を得るこ
とができる。図１２が、左画像センサ１４の指定されたドットを表している透視
線Ｌ２を示している。一実施形態では、左画像センサ１４での対応するポイント
は、右画像センサ１５の透視線Ｌ１を左画像センサ１４上に「トレースする」こ
とによって決定することができる。左右画像センサでの相関する縦線は、目的の
被写体での同一の縦線に対応しているので、左画像センサから見た、右画像セン
サからの透視線と目標被写体での縦線の交差ポイントが、右画像センサでの指定
されたドットに対応するポイントとなる。この手順の理解を助けるブロック１２
６を説明するのに、アナロジーを利用する。
【００４４】 右画像センサ１５で画像化された縦線での指定されたドットＤ１が、画像デバ
イス１３の右ピン・ホールＰＲおよび空間を通過する光線Ｌ１を放出することが
できるものと想定する。左撮像デバイス１２は、その視野から、この光線Ｌ１を
画像センサ１４上で検出できることになる。検出された光線Ｌ１と指定されたド
ットが発する右画像センサ１５での縦線に相関している左画像センサ１４での縦
線との交差を決定することができる。交差ポイントＤ２は、指定されたドットＤ
１の、左画像センサでの対応するポイントとなる。交差ポイントＤ２から、左画
像センサの左ピン・ホールＰＬを通過して光線Ｌ１と交差すべき、光線Ｌ２が投
射され得る。２つの光線、Ｌ１とＬ２の交差ポイントは、右画像センサでの指定
されたドットに対応する目標被写体でのポイントの、選択された座標系でのＸ、
Ｙ、Ｚ座標となり、これが目標被写体の３Ｄデータでの１個のポイントである。
もちろん、現実には、上記の内容は、数理的に実行される。
イス１３の右ピン・ホールＰＲおよび空間を通過する光線Ｌ１を放出することが
できるものと想定する。左撮像デバイス１２は、その視野から、この光線Ｌ１を
画像センサ１４上で検出できることになる。検出された光線Ｌ１と指定されたド
ットが発する右画像センサ１５での縦線に相関している左画像センサ１４での縦
線との交差を決定することができる。交差ポイントＤ２は、指定されたドットＤ
１の、左画像センサでの対応するポイントとなる。交差ポイントＤ２から、左画
像センサの左ピン・ホールＰＬを通過して光線Ｌ１と交差すべき、光線Ｌ２が投
射され得る。２つの光線、Ｌ１とＬ２の交差ポイントは、右画像センサでの指定
されたドットに対応する目標被写体でのポイントの、選択された座標系でのＸ、
Ｙ、Ｚ座標となり、これが目標被写体の３Ｄデータでの１個のポイントである。
もちろん、現実には、上記の内容は、数理的に実行される。
【００４５】 以下は、上記の内容を実行する数理的手順を例示するために使用すべき、例と
しての、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃで書かれたプログラムである。 ｔｃ＿ＭａｋｅＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ ｖｘ２Ａ，ｌｎ３Ａ，ｏｂｊＡ ‘上記第１の手順は、較正により、右透視線が選択された座標系に対応してい
る、右画像センサからの右透視線を生成することを示している’ ｔｃ＿Ｌｎ３ＯｂｊＭａｋｅＬｎ２ ｌｎ３Ａ，ｌｎ２Ａ，ｏｂｊＢ ‘上記第２の手順は、選択された座標系での右画像センサからの右透視線を、
左撮像デバイス座標系に変換することを示している。右透視線は、左画像センサ
上にトレースされる’
しての、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃで書かれたプログラムである。 ｔｃ＿ＭａｋｅＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ ｖｘ２Ａ，ｌｎ３Ａ，ｏｂｊＡ ‘上記第１の手順は、較正により、右透視線が選択された座標系に対応してい
る、右画像センサからの右透視線を生成することを示している’ ｔｃ＿Ｌｎ３ＯｂｊＭａｋｅＬｎ２ ｌｎ３Ａ，ｌｎ２Ａ，ｏｂｊＢ ‘上記第２の手順は、選択された座標系での右画像センサからの右透視線を、
左撮像デバイス座標系に変換することを示している。右透視線は、左画像センサ
上にトレースされる’
【００４６】 Ｉｆ ｇｆ＿ｂＣｏｎｔｏｕｒＬｉｎｅＩｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ（ｌｎ２Ａ
，ｃｎ２Ｂ，ｖｘ２Ｂ） ‘上記第３の手続きは、左画像センサ上にトレースされた右透視線と右透視線
が発する右画像センサ上の縦線に相関する左画像センサ上で画像化された縦線と
の交差を見出すことを示している。’ Ｃａｌｌ ｔｃ＿ＭａｋｅＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ（Ｖｘ２Ｂ，ｌｎ３Ｂ，ｏ
ｂｊＢ） ‘上記第４の手続きは、交差ポイントおよび選択された座標系での、左撮像デ
バイスの左ピン・ホールの座標から、左画像センサからの左透視線を生成するこ
とを示している。’
，ｃｎ２Ｂ，ｖｘ２Ｂ） ‘上記第３の手続きは、左画像センサ上にトレースされた右透視線と右透視線
が発する右画像センサ上の縦線に相関する左画像センサ上で画像化された縦線と
の交差を見出すことを示している。’ Ｃａｌｌ ｔｃ＿ＭａｋｅＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ（Ｖｘ２Ｂ，ｌｎ３Ｂ，ｏ
ｂｊＢ） ‘上記第４の手続きは、交差ポイントおよび選択された座標系での、左撮像デ
バイスの左ピン・ホールの座標から、左画像センサからの左透視線を生成するこ
とを示している。’
【００４７】 Ｉｆ ｇｆ＿ｂＬｉｎｅＤｉｓｔａｎｃｅ３Ｄ（ｌｎ３Ａ，ｌｎ３Ｂ，ｖｘ３
Ａ，ｄＤｉｓｔ）＝Ｆａｌｓｅ Ｔｈｅｎ ’ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｖｘ３Ａ ‘上記第５の手順は、左右透視線の交差を見出し、交差が起きない場合には、
右透視線が左透視線に最も近いポイントが、交差ポイントとして指定されること
を示している。’
Ａ，ｄＤｉｓｔ）＝Ｆａｌｓｅ Ｔｈｅｎ ’ｒｅｓｕｌｔ ｉｎ ｖｘ３Ａ ‘上記第５の手順は、左右透視線の交差を見出し、交差が起きない場合には、
右透視線が左透視線に最も近いポイントが、交差ポイントとして指定されること
を示している。’
【００４８】 以下のサブルーチンは、第１の手順をさらに詳細に示している。 Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｔｃ＿ＭａｋｅＬｉｎｅＯｆＳｉｇｈｔ（ｖｘ２Ｉｎ
Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ，Ｉｎ３Ｏｕｔ Ａｓ ＬＩＮＥ３Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ
Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ｖｘ２Ａ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ＤＤｉｓｔ＝５０ ｖｘ２Ａ．ｄｘ＝ｖｘ２Ｉｎ．ｄｘ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣｘ ／
２‘ｏｂｊ２Ｄ ‘画像センサの中心Ｘ’軸を決定する’ ｖｘ２Ａ．ｄｙ＝ｖｘ２Ｉｎ．ｄｙ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣｙ ／
２ ‘画像センサの中心Ｙ’軸を決定する’ ‘上記２本の線は、右画像センサの中心を決定して、右撮像デバイス座標系で
の座標（０，０）に指定することを示している’ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄｘ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ * ｖｘ２Ａ．ｄｘ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ * ｖｘ２Ａ．ｄｙ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄＺ＝−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ ‘上記３本の線は、右撮像デバイス座標系に座標が定義される右透視線の開始
ポイントを指定することを示している’
Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ，Ｉｎ３Ｏｕｔ Ａｓ ＬＩＮＥ３Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ
Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ｖｘ２Ａ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ ＤＤｉｓｔ＝５０ ｖｘ２Ａ．ｄｘ＝ｖｘ２Ｉｎ．ｄｘ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣｘ ／
２‘ｏｂｊ２Ｄ ‘画像センサの中心Ｘ’軸を決定する’ ｖｘ２Ａ．ｄｙ＝ｖｘ２Ｉｎ．ｄｙ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣｙ ／
２ ‘画像センサの中心Ｙ’軸を決定する’ ‘上記２本の線は、右画像センサの中心を決定して、右撮像デバイス座標系で
の座標（０，０）に指定することを示している’ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄｘ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ * ｖｘ２Ａ．ｄｘ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ * ｖｘ２Ａ．ｄｙ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ．ｄＺ＝−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＳｔａｒｔ ‘上記３本の線は、右撮像デバイス座標系に座標が定義される右透視線の開始
ポイントを指定することを示している’
【００４９】 ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ．ｄｘ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＥｎｄ * ｖ
ｘ２Ａ．ｄｘ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＥｎｄ * ｖ
ｘ２Ａ．ｄｙ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ．ｄｘ＝−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＥｎｄ ‘上記３本の線は、右撮像デバイス座標系に座標が定義される右透視線の終了
ポイントを示している’
ｘ２Ａ．ｄｘ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＥｎｄ * ｖ
ｘ２Ａ．ｄｙ ／ ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ．ｄｘ＝−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＬＯＳＥｎｄ ‘上記３本の線は、右撮像デバイス座標系に座標が定義される右透視線の終了
ポイントを示している’
【００５０】 ‘開始ポイントおよび終了ポイントは、開始ポイントと終了ポイントの間の距
離が、目標被写体に交差するのに充分なものとなるように、ユーザ定義すること
ができることに注意されたい。例としては、目標被写体が画像センサから４フィ
ートである場合、開始ポイントは、０．５フィートの場所に指定し、終了ポイン
トは６フィートの場所に指定することができる’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄ（ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖ
ｘ３Ａ，Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ，ｏｂｊ２Ｄ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄ（ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖ
ｘ３Ｂ，Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘開始ポイントおよび終了ポイントの座標を、右撮像デバイス座標系での座標
から、選択された座標系での座標に変換する’ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
離が、目標被写体に交差するのに充分なものとなるように、ユーザ定義すること
ができることに注意されたい。例としては、目標被写体が画像センサから４フィ
ートである場合、開始ポイントは、０．５フィートの場所に指定し、終了ポイン
トは６フィートの場所に指定することができる’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄ（ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖ
ｘ３Ａ，Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ａ，ｏｂｊ２Ｄ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄ（ｌｎ３Ｏｕｔ．ｖ
ｘ３Ｂ，Ｉｎ３Ｏｕｔ．ｖｘ３Ｂ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘開始ポイントおよび終了ポイントの座標を、右撮像デバイス座標系での座標
から、選択された座標系での座標に変換する’ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００５１】 ‘以下のサブルーチンは、撮像デバイス座標系でのポイントを、選択された座
標系での座標に変換することを示している’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄＷｊｍ
（ｖｘ３Ｉｎ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３
Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖＲｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＴｗｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＣ０ｘＣ０ｙＷｊｍ（ｖｘ３Ｉｎ，ｏｂｊ２Ｄ，
Ｆａｌｓｅ，ｖ２） ｖ１＝ｖ２
標系での座標に変換することを示している’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＣａｍｅｒａＴｏＷｏｒｌｄＷｊｍ
（ｖｘ３Ｉｎ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３
Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖＲｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＴｗｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＣ０ｘＣ０ｙＷｊｍ（ｖｘ３Ｉｎ，ｏｂｊ２Ｄ，
Ｆａｌｓｅ，ｖ２） ｖ１＝ｖ２
【００５２】 ‘上記のコール・ルーチンは、画像センサの方向ＣｘおよびＣｙの値を補正し
て、右撮像デバイス座標系を選択された座標系に変換する。Ｃｙ値の補正は、Ｙ
’−Ｚ’平面の位置を変化させる、Ｘ’軸での角回転によって得ることができる
。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイントは、Ｙ’−Ｚ’平面の変化につい
ての角回転量によって補正される。Ｃｘ値の補正は、Ｘ’−Ｚ’平面の位置を変
化させるＹ’軸での角回転によって得ることができる。右透視線の開始ポイント
および終了ポイントは、Ｘ’−Ｚ’平面の変化についての角回転量によって補正
される。右撮像デバイスについて、方向ＣｘおよびＣｙが補正されたとき、右画
像センサの中心は、右撮像デバイスのピン・ホールおよび選択された座標系の原
点と揃っている。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイントの新しい位置は、
右画像センサの変更された位置からの、ポイントの認識を反映している’
て、右撮像デバイス座標系を選択された座標系に変換する。Ｃｙ値の補正は、Ｙ
’−Ｚ’平面の位置を変化させる、Ｘ’軸での角回転によって得ることができる
。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイントは、Ｙ’−Ｚ’平面の変化につい
ての角回転量によって補正される。Ｃｘ値の補正は、Ｘ’−Ｚ’平面の位置を変
化させるＹ’軸での角回転によって得ることができる。右透視線の開始ポイント
および終了ポイントは、Ｘ’−Ｚ’平面の変化についての角回転量によって補正
される。右撮像デバイスについて、方向ＣｘおよびＣｙが補正されたとき、右画
像センサの中心は、右撮像デバイスのピン・ホールおよび選択された座標系の原
点と揃っている。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイントの新しい位置は、
右画像センサの変更された位置からの、ポイントの認識を反映している’
【００５３】 ｄＴｗｉｓｔ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｔｗｉｓｔ * ｃｏｎｓｔ＿
ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（−ｄＴｗｉｓｔ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記のコール・ルーチンは、選択された座標系に対する右画像センサのロー
ルを補正する。ロール値の補正は、Ｘ’−Ｙ’平面の位置を変化させる、Ｚ’軸
での角回転によって得ることができる。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイ
ントは、Ｘ’−Ｙ’平面の変化についての角回転量によって補正される。右透視
線の開始ポイントおよび終了ポイントの新しい位置は、右画像センサの変更され
た位置からの、ポイントの認識を反映している’
ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（−ｄＴｗｉｓｔ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記のコール・ルーチンは、選択された座標系に対する右画像センサのロー
ルを補正する。ロール値の補正は、Ｘ’−Ｙ’平面の位置を変化させる、Ｚ’軸
での角回転によって得ることができる。右透視線の開始ポイントおよび終了ポイ
ントは、Ｘ’−Ｙ’平面の変化についての角回転量によって補正される。右透視
線の開始ポイントおよび終了ポイントの新しい位置は、右画像センサの変更され
た位置からの、ポイントの認識を反映している’
【００５４】 ‘我々を世界の中心に移動させるため、Ｚ軸に沿ってｆ、移動する’ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＺ ｖ１．ｄＺ＝ｖ１．ｄＺ＋ｄＤｉｓｔａｎｃｅ ‘上記３本の線は、変換された右撮像デバイス座標系の半径を補正することを
示している。Ｃｘ、Ｃｙ、およびロールが補正されると、右撮像デバイス座標系
は、右撮像デバイスのピン・ホールを原点としてもつ、選択された座標系に揃っ
ていることに注意されたい。ピン・ホールにある原点を、選択された座標系の原
点に移動することにより、右透視線の開始ポイントおよび終了ポイント位置は、
原点での右画像センサによるポイントの認識を反映している。これは、右撮像デ
バイス座標系の半径、経度角、経度角を、選択された座標系に補正することによ
って実行される’
示している。Ｃｘ、Ｃｙ、およびロールが補正されると、右撮像デバイス座標系
は、右撮像デバイスのピン・ホールを原点としてもつ、選択された座標系に揃っ
ていることに注意されたい。ピン・ホールにある原点を、選択された座標系の原
点に移動することにより、右透視線の開始ポイントおよび終了ポイント位置は、
原点での右画像センサによるポイントの認識を反映している。これは、右撮像デ
バイス座標系の半径、経度角、経度角を、選択された座標系に補正することによ
って実行される’
【００５５】 ｄＬａｔｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌａｔ ＊ ｃｏｎｓｔ
＿ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＸ（−Ｌａｔｉｔｕｄｅ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記３本の線は、緯度角を補正することを示している’ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌｏｎｇ * ｃｏｎ
ｓｔ＿ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記３本の線は、経度角を補正することを示している’ ｖｘ３Ｏｕｔ＝ｖ２ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
＿ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＸ（−Ｌａｔｉｔｕｄｅ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記３本の線は、緯度角を補正することを示している’ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌｏｎｇ * ｃｏｎ
ｓｔ＿ＰＩ ／ １９０ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ，ｖ１，ｖ２） ｖ１＝ｖ２ ‘上記３本の線は、経度角を補正することを示している’ ｖｘ３Ｏｕｔ＝ｖ２ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００５６】 ‘以下は、画像センサの方向ＣｘおよびＣｙの値を補正して、右撮像デバイス
座標系を選択された座標系に変換するサブルーチン・コールのための、例として
のコードである’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＣ０ｘＣ０ｙＷｊｍ（ｖｘ３Ｉｎ
Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ，ｆｏｒｗａｒｄ
Ａｓ Ｂｏｏｌｅａｎ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ） Ｄｉｍ ｖｘ２ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ２ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３Ｒｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ
座標系を選択された座標系に変換するサブルーチン・コールのための、例として
のコードである’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＣ０ｘＣ０ｙＷｊｍ（ｖｘ３Ｉｎ
Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ，ｆｏｒｗａｒｄ
Ａｓ Ｂｏｏｌｅａｎ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ） Ｄｉｍ ｖｘ２ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ２ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３Ｒｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＡｎｇｌｅ ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ
【００５７】 ‘修正された２ｄ座標を生成する’ ｖｘ２ｖ１．ｄｘ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣ０ｘ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿
ｉＣＡＭＣｘ ／２ ｖｘ２ｖ１．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣ０ｙ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿
ｉＣＡＭＣｙ ／２ ‘ピン・ホール，ｃｏｘ，ｃｏｙおよびピン・ホール，０，０（ｚ，ｘ，ｙを
単位ベクトルとする）の範囲にわたる垂線の周りの回転を通じてｃｏｘ、ｃｏｙ
を取り消す’ ‘既知の２点に関する３Ｄベクトルを形成’ ｖｘ３ｖ１．ｄｘ＝０ ｖｘ３ｖ１．ｄｙ＝０ ｖｘ３ｖ１．ｄＺ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｘ３ｖ２．ｄｘ＝ｖｘ２ｖ２．ｄｘ ｖｘ３ｖ２．ｄｙ＝ｖｘ２ｖ２．ｄｙ ｖｘ３ｖ２．ｄＺ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ
ｉＣＡＭＣｘ ／２ ｖｘ２ｖ１．ｄｙ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｉＣＡＭＣ０ｙ−ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿
ｉＣＡＭＣｙ ／２ ‘ピン・ホール，ｃｏｘ，ｃｏｙおよびピン・ホール，０，０（ｚ，ｘ，ｙを
単位ベクトルとする）の範囲にわたる垂線の周りの回転を通じてｃｏｘ、ｃｏｙ
を取り消す’ ‘既知の２点に関する３Ｄベクトルを形成’ ｖｘ３ｖ１．ｄｘ＝０ ｖｘ３ｖ１．ｄｙ＝０ ｖｘ３ｖ１．ｄＺ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｖｘ３ｖ２．ｄｘ＝ｖｘ２ｖ２．ｄｘ ｖｘ３ｖ２．ｄｙ＝ｖｘ２ｖ２．ｄｙ ｖｘ３ｖ２．ｄＺ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ
【００５８】 ‘回転角度および法線ベクトルを得る’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＣｏｓＡｎｇｌｅ３（ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ２，ｄＣｏｓＡ
ｎｇｌｅ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＡｒｃＣｏｓ（ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ，ｄＡｎｇｌｅ） Ｉｆ ｂＦｏｒｗａｒｄ＝Ｆａｌｓｅ Ｔｈｅｎ ｄＡｎｇｌｅ＝−ｄＡｎｇｌｅ Ｅｎｄ Ｉｆ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｏｒｔｈ３（ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ２，ｖｘ３Ｒｏｔ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＶｅｃ（ｄＡｎｇｌｅ，ｖｘ３Ｒｏｔ，ｖｘ３Ｉ
ｎ，ｖｘ３Ｏｕｔ） Ｅｎｄ Ｓｕｂ
ｎｇｌｅ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＡｒｃＣｏｓ（ｄＣｏｓＡｎｇｌｅ，ｄＡｎｇｌｅ） Ｉｆ ｂＦｏｒｗａｒｄ＝Ｆａｌｓｅ Ｔｈｅｎ ｄＡｎｇｌｅ＝−ｄＡｎｇｌｅ Ｅｎｄ Ｉｆ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｏｒｔｈ３（ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ２，ｖｘ３Ｒｏｔ） Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＶｅｃ（ｄＡｎｇｌｅ，ｖｘ３Ｒｏｔ，ｖｘ３Ｉ
ｎ，ｖｘ３Ｏｕｔ） Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００５９】 ‘以下のサブルーチンは、第２の手順をさらに詳細に示す’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｔｃ＿Ｌｎ３ＯｂｊＭａｋｅＬｎ２（ｌｎ３Ａ Ａｓ
ＬＩＮＥ３Ｄ，ｌｎ２Ａ Ａｓ ＬＩＮＥ２Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅ
ｃｔ） Ｄｉｍ ｖｘ２Ａ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ２Ｂ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＡＷｏｒｌｄ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＡＣａｍ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＢＷｏｒｌｄ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＢＣａｍ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ
ＬＩＮＥ３Ｄ，ｌｎ２Ａ Ａｓ ＬＩＮＥ２Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅ
ｃｔ） Ｄｉｍ ｖｘ２Ａ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ２Ｂ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ２Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＡＷｏｒｌｄ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＡＣａｍ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＢＷｏｒｌｄ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ＢＣａｍ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ
【００６０】 ‘３Ｄ線をカメラ座標に変換する’ ｖｘ３ＡＷｏｒｌｄ＝ｌｎ３Ａ．ｖｘ３Ａ ｖｘ３ＢＷｏｒｌｄ＝ｌｎ３Ａ．ｖｘ３Ｂ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＷｏｒｌｄＴｏＣａｍｅｒａ（ｖｘ３ＡＷｏｒｌ
ｄ，ｖｘ３ＡＣａｍ，ｖｘ２Ａ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘上記コール・ルーチンは、選択された座標系での右透視線の開始ポイントを
、左撮像デバイス座標系での左画像センサ平面の座標に変換する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＷｏｒｌｄＴｏＣａｍｅｒａ（ｖｓ３ＢＷｏｒｌ
ｄ，ｖｘ３ＢＣａｍ，ｖｘ２Ｂ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘上記コール・ルーチンは、選択された座標系での右透視線の終了ポイントを
、左撮像デバイス座標系での左画像センサ平面の座標に変換する’ ｌｎ２Ａ．ｖｘ２Ａ＝ｖｘ２Ａ ｌｎ２Ａ．ｖｘ２Ｂ＝ｖｘ２Ｂ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
ｄ，ｖｘ３ＡＣａｍ，ｖｘ２Ａ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘上記コール・ルーチンは、選択された座標系での右透視線の開始ポイントを
、左撮像デバイス座標系での左画像センサ平面の座標に変換する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＷｏｒｌｄＴｏＣａｍｅｒａ（ｖｓ３ＢＷｏｒｌ
ｄ，ｖｘ３ＢＣａｍ，ｖｘ２Ｂ，ｏｂｊ２Ｄ） ‘上記コール・ルーチンは、選択された座標系での右透視線の終了ポイントを
、左撮像デバイス座標系での左画像センサ平面の座標に変換する’ ｌｎ２Ａ．ｖｘ２Ａ＝ｖｘ２Ａ ｌｎ２Ａ．ｖｘ２Ｂ＝ｖｘ２Ｂ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００６１】 ‘以下は、選択された座標系のポイントを撮像デバイス座標系のポイントに変
換する例としてのコール・ルーチンである。下記ルーチンは、右透視線の開始ポ
イントおよび終了ポイントに適用することができる’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＷｏｒｌｄＴｏＣａｍｅｒａＷｊｍ
（ｖｘ３Ｉｎ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３
Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ａＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＢｅｔａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＦ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＴｗｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖｘ３Ｒｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉＣ０ｘ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣ０ｙ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣｘ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣｙ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ
換する例としてのコール・ルーチンである。下記ルーチンは、右透視線の開始ポ
イントおよび終了ポイントに適用することができる’ Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｕｂ ｇｓ＿ＸｆｏｒｍＷｏｒｌｄＴｏＣａｍｅｒａＷｊｍ
（ｖｘ３Ｉｎ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ，ｖｘ３Ｏｕｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３
Ｄ，ｏｂｊ２Ｄ Ａｓ Ｏｂｊｅｃｔ） Ｄｉｍ ａＡｌｐｈａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＢｅｔａ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＦ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＬａｔｉｔｕｄｅ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｄＴｗｉｓｔ Ａｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｄｉｍ ｖｘ３Ｒｏｔ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｉＣ０ｘ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣ０ｙ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣｘ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｉＣｙ Ａｓ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ１ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ Ｄｉｍ ｖｘ３ｖ２ Ａｓ ＶＥＲＴＥＸ３Ｄ
【００６２】 ＤＬｏｎｇｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌｏｎｇ * ３．１
４１５９２６ ／ １８０ ＤＬａｔｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌａｔ * ３．１４１
５９２６ ／ １８０ ＤＴｗｉｓｔ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｔｗｉｓｔ * ３．１４１５
９２６ ／ １８０ ｄＦ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＺ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（−ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ，ｖｘ３Ｉｎ，ｖｘ
３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの経度角を、選択
された座標系のポイントに適用する’
４１５９２６ ／ １８０ ＤＬａｔｉｔｕｄｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｌａｔ * ３．１４１
５９２６ ／ １８０ ＤＴｗｉｓｔ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＴｔｗｉｓｔ * ３．１４１５
９２６ ／ １８０ ｄＦ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＦ ｄＤｉｓｔａｎｃｅ＝ｏｂｊ２Ｄ．ｆ２＿ｄＣＡＭＺ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＹ（−ｄＬｏｎｇｉｔｕｄｅ，ｖｘ３Ｉｎ，ｖｘ
３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの経度角を、選択
された座標系のポイントに適用する’
【００６３】 ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＸ（ｄＬａｔｉｔｕｄｅ，ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ
２） ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの緯度角を、選択
された座標系のポイントに適用する’ ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ ｖｘ３ｖ１．ｄＺ＝ｖｘ３ｖ１．ｄＺ−ｄＤｉｓｔａｎｃｅ ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの半径を、選択さ
れた座標系のポイントに適用する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（ｄＴｗｉｓｔ，ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左画像センサのロールを、選択された座標系のポ
イントに適用する’
２） ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの緯度角を、選択
された座標系のポイントに適用する’ ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ ｖｘ３ｖ１．ｄＺ＝ｖｘ３ｖ１．ｄＺ−ｄＤｉｓｔａｎｃｅ ‘上記コール・ルーチンは、左撮像デバイスのピン・ホールの半径を、選択さ
れた座標系のポイントに適用する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＺ（ｄＴｗｉｓｔ，ｖｘ３ｖ１，ｖｘ３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左画像センサのロールを、選択された座標系のポ
イントに適用する’
【００６４】 ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ ‘ｃ０ｘ，ｃ０ｙを適用する’ Ｃａｌｌ ｇｓ＿ｒｏｔ３ｄＣ０ｘＣ０ｙＷｊｍ（ｖｘ３ｖ１，ｏｂｊ２Ｄ，
Ｔｒｕｅ，ｖｘ３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左画像センサのＣｘおよびＣｙを、選択された座
標系のポイントに適用する’ ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ ｖｘ３Ｏｕｔ＝ｖｘ３ｖ２ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
Ｔｒｕｅ，ｖｘ３ｖ２） ‘上記コール・ルーチンは、左画像センサのＣｘおよびＣｙを、選択された座
標系のポイントに適用する’ ｖｘ３ｖ１＝ｖｘ３ｖ２ ｖｘ３Ｏｕｔ＝ｖｘ３ｖ２ Ｅｎｄ Ｓｕｂ
【００６５】 右撮像デバイス座標系での開始ポイントおよび終了ポイントが、左撮像デバイ
ス座標系での座標に変換されると、変換された開始ポイントおよび終了ポイント
を左画像センサ上に投影するのに、左撮像デバイス座標系の原点であり得る左撮
像デバイスのピン・ホールを使用できることに注意されたい。別様に述べれば、
左撮像デバイス座標系での、開始ポイントおよび終了ポイントの既知の座標、な
らびに左ピン・ホールの既知の座標から、ピン・ホールおよび画像センサを通過
する開始ポイントおよび終了ポイントの透視線に対応する２つの等式を決定する
ことができる。左撮像デバイスの既知のピン・ホール長さから、左画像センサの
位置での、この２個のポイントを決定することができる。この２つの位置の決定
したポイントから、左画像センサによって認識された第１の撮像デバイスの透視
線に対応する線を、左画像センサ上にトレースすることができる。
ス座標系での座標に変換されると、変換された開始ポイントおよび終了ポイント
を左画像センサ上に投影するのに、左撮像デバイス座標系の原点であり得る左撮
像デバイスのピン・ホールを使用できることに注意されたい。別様に述べれば、
左撮像デバイス座標系での、開始ポイントおよび終了ポイントの既知の座標、な
らびに左ピン・ホールの既知の座標から、ピン・ホールおよび画像センサを通過
する開始ポイントおよび終了ポイントの透視線に対応する２つの等式を決定する
ことができる。左撮像デバイスの既知のピン・ホール長さから、左画像センサの
位置での、この２個のポイントを決定することができる。この２つの位置の決定
したポイントから、左画像センサによって認識された第１の撮像デバイスの透視
線に対応する線を、左画像センサ上にトレースすることができる。
【００６６】 ブロック１２６で、計算デバイスは、左画像センサ１４での対応するポイント
Ｄ２（図１２を見よ）のＸ、Ｙ、Ｚ座標を決定し、較正を通じて決定された左ピ
ン・ホールＰＬの、既知のＸ、Ｙ、Ｚ座標を使用して、対応するポイントＤ２お
よび左ピン・ホールＰＬを通過する線Ｌ２を表す等式が導出される。ブロック１
２８は、ブロック１２４およびブロック１２６から導出された等式を使用して、
右画像センサでの指定されたポイントに対応する被写体上のポイントのＸ、Ｙ、
Ｚ座標を計算する計算デバイスを示している。この等式は、選択された座標系で
の座標という形で定義されるピン・ホールの座標という形での変数をもっている
ことに注意されたい。したがって、被写体のポイントのＸ、Ｙ、Ｚ座標は、選択
された座標系での座標となる。ブロック１３０は、縦線上にまだ処理すべきポイ
ントがあるかを判断し、もしそうであれば、カウンタが増分され、ブロック１２
０〜１３０で示されるステップが実行されることを示している。ブロック１３２
は、まだ処理すべき縦線があるか判断することを示している。ブロック１２０〜
１３２は、まだ処理すべき縦線がある場合には、カウンタが増分され、処理が繰
り返されることを示している。そうでなければ、３Ｄデータの抽出は完了となり
、処理は停止する。
Ｄ２（図１２を見よ）のＸ、Ｙ、Ｚ座標を決定し、較正を通じて決定された左ピ
ン・ホールＰＬの、既知のＸ、Ｙ、Ｚ座標を使用して、対応するポイントＤ２お
よび左ピン・ホールＰＬを通過する線Ｌ２を表す等式が導出される。ブロック１
２８は、ブロック１２４およびブロック１２６から導出された等式を使用して、
右画像センサでの指定されたポイントに対応する被写体上のポイントのＸ、Ｙ、
Ｚ座標を計算する計算デバイスを示している。この等式は、選択された座標系で
の座標という形で定義されるピン・ホールの座標という形での変数をもっている
ことに注意されたい。したがって、被写体のポイントのＸ、Ｙ、Ｚ座標は、選択
された座標系での座標となる。ブロック１３０は、縦線上にまだ処理すべきポイ
ントがあるかを判断し、もしそうであれば、カウンタが増分され、ブロック１２
０〜１３０で示されるステップが実行されることを示している。ブロック１３２
は、まだ処理すべき縦線があるか判断することを示している。ブロック１２０〜
１３２は、まだ処理すべき縦線がある場合には、カウンタが増分され、処理が繰
り返されることを示している。そうでなければ、３Ｄデータの抽出は完了となり
、処理は停止する。
【００６７】 本明細書に記載される例としての実施形態は、この発明の原理を例示するため
だけに提供されているもので、この発明の範囲を制限するものと解釈すべきでは
ない。そうではなく、この発明の原則は、本明細書に記載の利点を達成する、な
らびに他の利点を達成する、または同様に他の目的を満たすため、広い範囲のシ
ステムに適用することができる。
だけに提供されているもので、この発明の範囲を制限するものと解釈すべきでは
ない。そうではなく、この発明の原則は、本明細書に記載の利点を達成する、な
らびに他の利点を達成する、または同様に他の目的を満たすため、広い範囲のシ
ステムに適用することができる。
【図１】 例としての３次元（３Ｄ）撮像デバイスシステムを示す図である。
【図２】 例としての別の３Ｄ撮像デバイスシステムを示す図である。
【図３ａ】 立体画像化すべき目標被写体を示す図である。
【図３ｂ】 目標被写体の立体画像を示す図である。
【図３ｃ】 抽出された３Ｄデータを示す図である。
【図３ｄ】 ３Ｄデータで形成された表面構造を示す図である。
【図４】 可視光源およびテクスチャ・データを使用して、目標被写体の構造的光データ
をキャプチャする例としての方法を示す図である。
をキャプチャする例としての方法を示す図である。
【図５】 非可視光源およびテクスチャ・データを使用して、目標被写体の構造的光デー
タをキャプチャする例としての方法を示す図である。
タをキャプチャする例としての方法を示す図である。
【図６】 例としての較正手順を示す図である。
【図７】 選択された座標系に応じて較正すべき撮像デバイスを示す図である。
【図８ａ】 例としての較正目標を示す図である。
【図８ｂ】 画像センサが較正されたときの、画像センサの観点からの較正目標の見え方を
示す図である。
示す図である。
【図８ｃ】 画像センサが較正されたときの、画像センサの観点からの較正目標の見え方を
示す図である。
示す図である。
【図８ｄ】 画像センサが較正されたときの、画像センサの観点からの較正目標の見え方を
示す図である。
示す図である。
【図９】 較正すべき撮像デバイスのピン・ホール長さを決定する例としての機器を示す
図である。
図である。
【図１０】 較正目標の例としての別の実施形態を示す図である。
【図１１】 被写体の立体画像からの例としての３Ｄデータ抽出手順を示す図である。
【図１２】 例としての３Ｄデータ抽出手順の別の図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 FF04 HH07 JJ03 JJ05 QQ31 UU05 5B057 BA02 BA13 CA01 CA08 CA13 CA16 CB01 CB13 CB16 CB18
Claims (19)
- 【請求項１】 目標被写体上に構造化された光を投射する回折デバイスを備
えた光源、および 前記目標被写体の画像をキャプチャする複数の撮像デバイスを含む装置。 - 【請求項２】 キャプチャされた前記画像を処理して３次元（３Ｄ）データ
にする計算デバイスをさらに含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記計算デバイスが、前記３Ｄデータを処理して、前記目標
被写体の３Ｄモデルにする請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記光源が、可視スペクトルの光を放出する請求項１に記載
の装置。 - 【請求項５】 前記光源が、非可視スペクトルの光を放出する請求項１に記
載の装置。 - 【請求項６】 前記撮像デバイスが、前記光源から放出された非可視反射光
をキャプチャするように適合された請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記複数の撮像デバイスが、カラー撮像デバイスである請求
項１に記載の装置。 - 【請求項８】 前記複数の撮像デバイスが、少なくとも２つのモノクローム
撮像デバイスおよび少なくとも１つのカラー撮像デバイスを含む請求項１に記載
の装置。 - 【請求項９】 前記構造化された光が、前記回折デバイスを備えた前記光源
によって生成された線、グリッド、ドット、セグメント化された線のうち１つを
含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記回折デバイスに結合されて、前記構造化された光をコ
ード化するフィルタをさらに含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記構造化された光が光の線であり、セグメント化された
１本の光の線と後続のセグメント化された１本の光の線が異なるセグメント化構
造をもつように前記光の線をコード化する請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記撮像デバイスが、カムコーダおよびデジタル・カメラ
のうちの１つである請求項１に記載の装置。 - 【請求項１３】 目標被写体の立体画像をキャプチャする方法であって、 前記目標被写体上に構造化された光を投射するステップと、 前記目標被写体の前記立体画像をキャプチャするステップとを含む方法。
- 【請求項１４】 前記目標被写体のテクスチャ・データをキャプチャするス
テップをさらに含む請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記構造化された光を発生する光源が、可視スペクトルの
光を放出する請求項１３に記載の方法であって、 前記光源のスイッチを切るステップと、 前記目標被写体のテクスチャ・データをキャプチャするステップとをさらに含
む方法。 - 【請求項１６】 前記構造化された光を発生する光源が、非可視スペクトル
の光を放出する請求項１３に記載の方法であって、 構造化された光データおよびテクスチャ・データを含む前記立体画像を同時に
キャプチャするステップと、 前記テクスチャ・データに対応するカラー出力を生成するステップと、 構造的光データに対応する非可視光出力を生成するステップとをさらに含む方
法。 - 【請求項１７】 目標被写体の立体画像をキャプチャする方法であって、 目標被写体上に構造化された光を投射するステップと、 第１の撮像デバイスを使用して、第１の位置から前記目標被写体の第１の画像
をキャプチャするステップと、 第２の撮像デバイスを使用して、第２の位置から前記目標被写体の第２の画像
をキャプチャするステップと、 前記第１の画像および前記第２の画像を使用して、前記目標被写体の少なくと
も一部分の３次元（３Ｄ）モデルを生成するステップとを含む方法。 - 【請求項１８】 ３Ｄモデルを生成するステップが、 前記第１の画像および前記第２の画像から、前記目標被写体の前記一部分の３
Ｄデータに対応する複数のポイントを抽出するステップと、 前記目標被写体の前記一部分の表面構造を形成するために事前決定されたアル
ゴリズムに従って前記複数のポイントの間に線を形成するステップとを含む請求
項１７に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記目標被写体の、前記一部分の前記表面構造にテクスチ
ャ・データを適用するステップをさらに含む請求項１８に記載の方法。
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