JP2013507601A - 三次元画像を撮影するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (14)
- 重複する撮影領域を有する2つのカメラ(1a、1b)を用いて対象物の三次元画像を撮影するための方法であって、
前記2つのカメラ(1a、1b)の配置を事前に較正し、この際に当該2つのカメラ(1a、1b)の相互の位置および向きを確定し、かつ、変換を特定し、当該変換は、一方のカメラ(1a)によって撮影された画像の画像位置(8a)、殊にピクセルの位置と、他方のカメラ(1b)によって撮影された画像の画像位置(8b)、殊にピクセルにそれぞれ、三次元撮影空間における1つの空間位置(17)、殊ボクセルの1つの空間位置(17)を割り当て、
さらに前記較正プロセスの過程において、前記各カメラ(1a、1b)に対してそれぞれ1つのエピポーラ線(9a、9b)の群を求め、この際に、一方のカメラ(1a)の1つのエピポーラ線(9a)を他方のカメラ(1b)の1つのエピポーラ線(9b)にそれぞれ割り当てる方法において、
予め設定されたランダム画像(40)を、前記撮影されるべき対象物(30)上に投影し、当該ランダム画像(40)の個々の画像点は、相違する少なくとも2つの色値および/または強度値を有しており、次に、前記第1のカメラ(1a)の各ピクセルに対して、
・例えば3×3ピクセルまたは5×5ピクセルの第1の周辺区域(13a)を特定し、
・前記第1のカメラ(1a)に対して見出され、かつ、各ピクセル(8a)を含んでいる第1のエピポーラ線(9b)を特定し、
・当該見出された第1のエピポーラ線(9a)に対応する、前記第2のカメラ(1b)の第2のエピポーラ線(9b)を特定し、
・当該第2のエピポーラ線(9b)上に位置する、前記第2のカメラ(1b)の画像の全ピクセル(8b)に対して、
・前記第1の周辺区域(13a)と合同である第2の周辺区域(13b)を特定し、
・前記第1の周辺区域(13a)の強度値と、前記第2の周辺区域(13b)の強度値を相互に比較し、
・当該2つの周辺区域に対する一致度を特定し、
・前記一致度が最大である、前記第2のエピポーラ線(9b)上の画像位置(14)、殊にピクセルの画像位置を特定し、
・前記変換を用いて、前記第1のカメラ(1a)のピクセル(8a)の画像位置と、前記第2のエピポーラ線(8b)上の求められた画像位置(14)とに基づいて、空間位置(17)を特定し、当該空間位置(17)を記憶し、前記撮影された対象物(30)の像を、当該見出された空間位置(17)のセットによって特定し、さらなる処理のために供給する、
ことを特徴とする、三次元画像を撮影するための方法。 - 前記空間位置(17)のセットの記録の直前または直後に、前記ランダム画像の投影をオフにし、かつ場合によっては前記撮影すべき対象物(30)を付加的に照明し、少なくとも1つのカメラ(1a、1b)によって、前記撮影すべき対象物(30)の画像を記録し、
前記求められた各空間点(17)に、前記変換に基づいて前記空間点(17)の空間位置が求められたところの画像位置(14)の、場合によっては補間されている1つまたは複数の強度値、殊にピクセル(8a、8b)の画像位置を割り当てる、請求項1記載の方法。 - メッシュ分割方法を用いて、記録された点のセットに基づいて、複数の空間エレメントまたは表面エレメントを伴う表面分解または空間分解を行う、請求項1または2記載の方法。
- 前記表面分解の表面エレメントに、前記点のセットの空間点の強度値から、殊に補間によって求められた強度経過を割り当て、場合によっては示す、請求項2および3記載の方法。
- 対象物(30)の三次元画像を継続的に撮影し、
当該対象物を、前記カメラ(1a、1b)の配置に対して相対的に動かし、
ここで時間的に連続した2つの画像の前記撮影された空間領域の重畳が生じるように当該相対運動を緩慢に行い、前記求められた点のセット、表面分解または空間分解を等長変換によって見出し、これによって、複数の撮影から、1つの合成された撮影を作成する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 - 前記第1の周辺区域(13a)と、前記第2のカメラ(1b)の画像のエピポーラ線(9b)上の第2のピクセル(8b)の第2の周辺区域(13b)との一致が不足している場合には、前記撮影されるべき対象物(30)の表面をマット化する流体を、当該撮影されるべき対象物上に散布し、前記流体の散布後に、一致する周辺区域を見出す過程を続ける、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 2つのカメラ(1a、1b)の画像内で同じエピポーラ線(9a、9b)上に位置するピクセルが明確な周辺区域(13a、13b)を有するように前記ランダム画像(40)を選択する、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 重複する撮影領域を有する2つのカメラ(1a、1b)を用いて対象物の三次元画像を撮影するための装置であって、
ランダム画像(40)を結像するための投影ユニット(2)を有しており、当該ランダム画像(40)の個々のピクセルは、相違する少なくとも2つの色値および/または強度値を有しており、
当該投影ユニット(2)によって、前記ランダム画像(40)が、2つのカメラ(1a、1b)の前記重複した撮影領域内に投影される、
ことを特徴とする、三次元画像を撮影するための装置。 - 有利には切り替え可能である光源(6)を有しており、当該光源は、前記2つのカメラの重複している撮影領域を照明する、請求項8記載の装置。
- 前記撮影されるべき対象物上にマット化する流体を被着させるための噴霧器(7)を有している、請求項8または9記載の装置。
- a)前記カメラ(1a、1b)に較正ユニットが後置接続されており、当該較正ユニットによって、
・当該2つのカメラ(1a、1b)の相互の位置および向きが確定され、変換が特定され、当該変換は、一方のカメラ(1a)によって撮影された画像の画像位置、殊にピクセルと、他方のカメラ(1b)によって撮影された画像の画像位置、殊にピクセルにそれぞれ、三次元撮影空間における1つの空間位置(17)、殊にボクセルを割り当て、
・前記較正ユニットによって、前記各カメラ(1a、1b)に対してそれぞれエピポーラ線(9a、9b)の群を求め、一方のカメラ(1a)の1つのエピポーラ線(9a)に、他方のカメラ(1b)の1つのエピポーラ線(9b)をそれぞれ割り当て、
b)前記カメラに評価ユニットが後置接続されており、当該評価ユニットによって、前記第1のカメラ(1a)によって撮影された画像の各ピクセルに対して、
・例えば3×3ピクセルまたは5×5ピクセルである周辺区域(13a)が特定され、
・当該第1のカメラ(1a)に対して見出され、前記第1のカメラの各ピクセル(1a)を含んでいる第1のエピポーラ線(9a)が特定され、
・当該見出された第1のエピポーラ線(9a)に対応する、前記別のカメラ(1b)の第2のエピポーラ線(9b)が特定され、
・前記第2のエピポーラ線(9b)上に位置する、前記第2のカメラ(1b)の画像の全ピクセル(8b)に対して、
・前記第1の周辺区域(13a)と合同である第2の周辺区域(13b)が特定され、
c)前記第1の周辺区域(13a)の強度値と前記第2の周辺区域(13b)の強度値を相互に比較する比較ユニットが設けられており、ここで
・前記比較ユニットによって、当該2つの周辺区域に対する一致度が特定され、前記一致度が最大である、前記第2のエピポーラ線(9b)上の画像位置、殊にピクセルの画像位置が特定され、
・前記比較ユニットによって、変換が、前記第1のカメラ(1a)のピクセル(8a)の画像位置と、前記第2のエピポーラ線(9b)上の求められた画像位置(14)とに基づいて、空間位置(17)を特定可能であり、当該空間位置(17)は記憶装置内に記憶可能である、請求項8から10までのいずれか1項記載の装置。 - 前記2つのカメラ(1a、1b)の光軸はほぼ平行に配向されている、請求項8から11までのいずれか1項記載の装置。
- 前記2つのカメラ(1a、1b)と前記投影ユニット(2)は同じ担体または器具(10)上に配置されている、請求項8から12までのいずれか1項記載の装置。
- 前記2つのカメラ(1a、1b)の画像内で、同じエピポーラ線(9a、9b)上に位置するピクセルが明確な周辺区域(13a、13b)を有するように前記ランダム画像(40)を選択する、請求項8から13までのいずれか1項記載の装置。
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