JP2006507087A5 - - Google Patents

Claims (46)

1. シーンのディスパリティマップを取得するシステムであって：
   （ａ）前記シーンの少なくとも１つの部分に局所的独自パターンを投影するよう構成される少なくとも１つの投影デバイスであり、前記局所的独自パターンが、如何なるパターンウィンドウも他の如何なるパターンウィンドウと異なるという性質を有するところの少なくとも１つの投影デバイス；
   （ｂ）前記シーンの複数の画像を取得するセンサーであり、前記複数の画像のそれぞれが独自の観察位置に関連し、前記画像のそれぞれが被投影局所的独自パターンと組み合わされる周囲光のシーンによる表面依存反射であるところのセンサー；及び、
   （ｃ）前記被投影パターンを修復することなしに画像値を比較することで、少なくとも２つの前記画像で整合ウィンドウにある対応するピクセルを整合させることにより、前記ディスパリティマップを生成するよう構成されるコンピュータデバイスであり、前記整合ウィンドウは、各整合ウィンドウが確実に局所的独自パターンウィンドウの画像の大部分を含むべく十分大きくなるよう選択されるところのコンピュータデバイス；
   を有することを特徴とするシステム。
2. 前記コンピュータデバイスがさらに前記ディスパリティマップを使用して前記シーンのポイントへのレンジを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記局所的独自パターンがバイナリ値を有するパターン値から構成され、
   それぞれのパターン値は極値のいずれかである、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記局所的独自パターンがグレーレベル値を有するパターン値から構成され、
   それぞれのパターン値は複数の起こり得る強度値から選択される強度を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記局所的独自パターンがカラー値を有するパターン値から構成され、
   それぞれのパターン値は赤、緑及び青のそれぞれに１つの３つの強度値を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記局所的独自パターンが多重スペクトル値を有するパターン値から構成され、
   それぞれのパターン値は複数のスペクトルバンドでの強度値を有し、
   前記スペクトルバンドは紫外線光、可視光及び赤外線光のうちの少なくとも１つを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記局所的独自パターンが一時的に符号化した値を有するパターン値から構成され、
   それぞれのパターン値は複数の一時的バンドから構成され、
   それぞれの一時的バンドは離散時間的に投影される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記局所的独自パターンが人間の観察者にとって視覚的に感知できないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記局所的独自パターンが１組のバンドを有し、
   それぞれの前記バンドは少なくとも１つの連続関数に対応する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記少なくとも１つの連続関数が周期関数であることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記周期関数が正弦関数であることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記１組のバンドが複数のバンドを有し、
    それぞれの前記バンドが周期関数に対応し、かつ、
    前記複数のバンドのうちの少なくとも２つが異なる位相又は周期を有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
13. 前記局所的独自パターンがベースパターンを複製することから構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記ベースパターンが連続する横線又は縦線で複製されることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ベースパターンが連続する縦線又は横線に１又は２以上のピクセルだけシフトされることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
16. 前記ベースパターンが第１、第２及び第３正弦波で構成され、
    該第１、第２及び第３正弦波はそれぞれ４．２、９．５及び１０．２ピクセルの周波数、並びに、それぞれ０、１、及び５．５ピクセルの位相シフトを有し、かつ、長さ１４０のベースパターンを生成するためにサンプリングされる、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
17. 前記局所的独自パターンが個別的な文字のシンボルから構成されるシーケンスであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
18. 前記局所的独自パターンが特定サイズの複数のパターンウィンドウを有し、かつ、前記局所的独自パターンは、それぞれのパターンウィンドウが他のすべてのパターンウィンドウとは少なくとも１つの特定ハミング距離だけ異なるという性質を有することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. すべての２行８列のパターンウィンドウが、それを含む任意の所与の２行１４６列のウィンドウ内にある他のすべての２行８列のパターンウィンドウと、少なくとも３のハミング距離だけ異なる、
    という性質を前記局所的独自パターンが有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. すべての９行２列のパターンウィンドウが、それを含む任意の所与の９行１４６列のウィンドウ内にある他のすべての９行２列のパターンウィンドウと、少なくとも３のハミング距離だけ異なる、
    という性質を前記局所的独自パターンが有することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
21. 前記局所的独自パターンは、それぞれのパターンウィンドウが擬似画像化スコアリング方法に従って他のそれぞれのパターンウィンドウから区別可能であるという性質を有し、
    前記方法は、
    （ａ）パターンウィンドウと、２分の１のピクセルオフセットを考慮に入れたパターンウィンドウとの整合を表す第１整合スコアの最小値を導き出し、
    （ｂ）該第１整合スコアの最小値と前記パターンウィンドウの他のパターンウィンドウへの整合を表す第２整合スコアの最大値との比較を行う、
    ステップを有することを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
22. 前記局所的独自パターンがパターンスコアを最適化するよう選択され、
    前記パターンスコアは：
    （ａ）パターン拡大縮小及び短縮遠近効果；
    （ｂ）離散的サンプリング効果；
    （ｃ）少なくとも１つの投影デバイスの性質；
    （ｄ）少なくとも１つのセンサーの性質；及び
    （ｅ）前記シーンの性質；
    のうちの少なくとも１つの関数である、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
23. 前記コンピュータデバイスは整合ウィンドウを比較するよう構成され、
    前記整合ウィンドウが局所的独自パターンの画像を有するよう要求されるものより小さい、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
24. 前記コンピュータデバイスが：
    （ａ）第１のサイズ及び形状を有する整合領域の第１セットを比較するステップ；
    （ｂ）前記第１のサイズ及び形状とは異なる第２のサイズ及び形状を有する整合領域の第２セットを比較するステップ；及び、
    （ｃ）ステップ（ａ）及び（ｂ）の結果を組み合わせるステップ；
    から構成され、
    それぞれの整合領域が局所的に非循環であるパターンウィンドウをカバーする、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
25. 整合領域の前記第１セットが横指向の矩形の形状であり、
    整合領域の前記第２セットが縦指向の矩形の形状である、
    ことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
26. 前記観察位置が第１観察位置及び第２観察位置を有し、
    前記第１観察位置が前記第２観察位置の上に配置され、
    前記投影デバイスが前記第１観察位置及び第２観察位置で規定される線に沿って配置される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
27. 前記センサーが少なくとも３つの画像を取得し、
    それぞれの画像が独自の観察位置に関連する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
28. 前記ディスパリティマップが前記少なくとも３つの画像のすべてから同時に計算されることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
29. 複数の２つ１組のディスパリティマップが計算され、
    複数の２つ１組のディスパリティマップのそれぞれは独自の画像対から計算され、
    前記複数の２つ１組のディスパリティマップは複合ディスパリティマップを形成するよう組み合わされる、
    ことを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
30. 単一の局所的独自パターンが投影されることを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
31. 少なくとも２つの局所的独自パターンが投影され、
    それぞれの局所的独自パターンは、１対の画像のために計算される前記２つ１組のディスパリティマップを最適化するよう選択される、
    ことを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
32. 前記少なくとも１つの投影デバイスが前記観察位置の１つと同一の位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
33. 前記局所的独自パターンはオンラインで計算され、或いは、少なくとも１つの他の局所的独自パターン候補を使用して取得される画像で計算され事前に構築される少なくとも１つのディスパリティマップの性質に基づく１組のパターン候補から選択されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
34. シーンのディスパリティマップを取得する方法であって：
    （ａ）前記シーンの少なくとも１部分に局所的独自パターンを投影させるステップであり、前記局所的独自パターンが、如何なるパターンウィンドウも他の如何なるパターンウィンドウと異なるという性質を有するところのステップ；
    （ｂ）前記シーンで取得される複数の画像を受信するステップであり、該複数の画像のそれぞれが独自の観察位置に関連し、前記画像のそれぞれが被投影局所的独自パターンと組み合わされる周囲光のシーンによる表面依存反射であるところのステップ；及び
    （ｃ）前記局所的独自パターンを修復することなしに画像値を比較することで、少なくとも２つの前記画像で整合ウィンドウにある対応するピクセルを整合させることにより、前記ディスパリティマップを生成するステップであり、前記整合ウィンドウは、各整合ウィンドウが確実に局所的独自パターンウィンドウの画像の大部分を含むべく十分大きくなるよう選択されるところのステップ；
    を有することを特徴とする方法。
35. 前記ディスパリティマップを使用して前記シーンにあるポイントへのレンジを計算するステップをさらに有することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
36. 前記局所的独自パターンがグレーレベル値を有するパターン値から構成され、
    パターン値のそれぞれは、複数の起こり得る強度値から選択される強度を有する、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
37. 前記局所的独自パターンが１組のバンドを有し、
    該バンドのそれぞれが少なくとも１つの連続関数に対応する、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
38. 前記１組のバンドは、それぞれが周期関数に対応する複数のバンドを有し、かつ、該複数のバンドのうちの少なくとも２つが異なる位相又は周期を有することを特徴とする請求項３７に記載の方法。
39. 前記局所的独自パターンが個別的な文字のシンボルから構成されるシーケンスであることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
40. 前記局所的独自パターンが特定サイズの複数のパターンウィンドウを有し、かつ、前記局所的独自パターンは、それぞれのパターンウィンドウが他のすべてのパターンウィンドウと少なくとも１つの特定ハミング距離だけ異なるという性質を有する、
    ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
41. 前記局所的独自パターンは、それぞれのパターンウィンドウが擬似画像化スコアリング方法に従って他のそれぞれのパターンウィンドウから区別可能であるという性質を有し、
    前記方法は、
    （ａ）パターンウィンドウと、２分の１のピクセルオフセットを考慮に入れたそれ自身との整合を表す第１整合スコアの最小値を導き出し、
    （ｂ）該第１整合スコアの最小値と前記パターンウィンドウの他のパターンウィンドウへの整合を表す第２整合スコアの最大値との比較を行う、
    ステップを有することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
42. 前記局所的独自パターンが、パターンスコアを最適化するよう選択され、
    前記パターンスコアは：
    （ａ）パターン拡大縮小及び短縮遠近効果；
    （ｂ）離散的サンプリング効果；
    （ｃ）少なくとも１つの投影デバイスの性質；
    （ｄ）少なくとも１つのセンサーの性質；及び
    （ｅ）前記シーンの性質；
    のうちの少なくとも１つの関数である、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
43. 前記対応するピクセルを整合させるステップが整合ウィンドウを比較するステップを有し、
    前記整合ウィンドウは、局所的独自パターンの画像を有するよう要求されるものより小さい、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
44. 前記対応するピクセルを整合させるステップが：
    （ｄ）第１のサイズ及び形状を有する整合領域の第１セットを比較するステップ；
    （ｅ）前記第１のサイズ及び形状とは異なる第２のサイズ及び形状を有する整合領域の第２セットを比較するステップ；及び、
    （ｆ）ステップ（ｄ）及び（ｅ）の結果を組み合わせるステップ；
    を有し、
    それぞれの整合領域が局所的に非循環であるパターンウィンドウをカバーする、
    ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
45. 前記ピクセルを比較するステップが、
    複数の２つ１組のディスパリティマップであって該複数の２つ１組のディスパリティマップのそれぞれは独自の画像対から計算されるところの複数の２つ１組のディスパリティマップを計算する計算ステップ、及び、
    複合ディスパリティマップを形成するよう前記複数の２つ１組のディスパリティマップを組み合わせる組み合わせステップ、
    を有することを特徴とする請求項４４に記載の方法。
46. コンピュータ可読媒体であって：
    （ａ）投影デバイスをしてシーンの少なくとも１部分に局所的独自パターンを投影させるステップであり、前記局所的独自パターンが、如何なるパターンウィンドウも他の如何なるパターンウィンドウと異なるという性質を有するところのステップ；
    （ｂ）前記シーンの複数の画像を受信するステップであり、該複数の画像のそれぞれが独自の観察位置に関連し、前記画像のそれぞれが被投影局所的独自パターンと組み合わされる周囲光のシーンによる表面依存反射であるところのステップ；及び、
    （ｃ）前記局所的独自パターンを修復することなしに画像値を比較することで、少なくとも２つの前記画像で整合ウィンドウにある対応するピクセルを整合させることにより、前記ディスパリティマップを生成するステップであり、前記整合ウィンドウは、各整合ウィンドウが確実に局所的独自パターンウィンドウの画像の大部分を含むべく十分大きくなるよう選択されるところのステップ；
    を実行するための情報を記憶するコンピュータ可読媒体。