JP2019113434A - Calibrator, calibration method, and calibration program - Google Patents
Calibrator, calibration method, and calibration program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019113434A JP2019113434A JP2017247449A JP2017247449A JP2019113434A JP 2019113434 A JP2019113434 A JP 2019113434A JP 2017247449 A JP2017247449 A JP 2017247449A JP 2017247449 A JP2017247449 A JP 2017247449A JP 2019113434 A JP2019113434 A JP 2019113434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallax
- parallaxes
- effective
- shift
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載されるステレオカメラの設置状態に起因して発生するずれを自動的に校正する校正装置、校正方法及び校正プログラムに関する。 The present invention relates to a calibration apparatus, calibration method, and calibration program that automatically calibrates a shift that occurs due to the installation state of a stereo camera mounted on a vehicle or the like.
近年、自動車の安全性向上をアシストする装置として衝突防止装置や車間距離制御装置等を搭載した自動車が販売されており、さらに進んで自動運転の実現を目指した研究開発が盛んに行われている。これらの装置は、前方の自動車等までの距離を自動で計測し、車間距離が短くなると運転者への警告発報等を行い、さらに短くなると衝突回避のためにブレーキやステアリング等の制御を行うものである。つまり、これらの装置において車間距離の自動計測は必須であり、自動運転においても必須な処理である。 In recent years, automobiles equipped with a collision prevention device, an inter-vehicle distance control device, and the like have been marketed as devices for assisting in the improvement of automobile safety, and research and development aimed at achieving automatic driving are being carried out actively. . These devices automatically measure the distance to the car ahead etc., alert the driver when the distance between vehicles becomes short, etc., and control the brakes and steering etc. for collision avoidance when the distance between them becomes even shorter. It is a thing. That is, in these devices, automatic measurement of the inter-vehicle distance is essential, and is also an essential processing in automatic driving.
車間距離の自動計測では、レーダーやステレオカメラ等が使用されているが、ステレオカメラは、複数の立体物の大きさ、位置、速度等を瞬時に検出し、さらに走行領域の境界となる側壁、路肩、白線等の路面のマークまで的確に検出することができるという利点を有している。 Radars, stereo cameras, etc. are used in automatic measurement of inter-vehicle distance, but stereo cameras detect the size, position, speed, etc. of a plurality of three-dimensional objects in an instant, and further, side wall which becomes the boundary of traveling area, It has an advantage that it is possible to accurately detect road surface marks such as road shoulders and white lines.
ステレオカメラは複数(通常は2つ)のカメラを1つに纏めたようなもので、複数のレンズで被写体を撮像し、撮像された複数の画像を用いて被写体までの距離を計測する。 A stereo camera is a combination of a plurality of (usually two) cameras into one, which captures an object with a plurality of lenses, and measures the distance to the object using a plurality of captured images.
ここで、ステレオカメラによる距離の計測について説明する。図1は平行等位に設置された2つのカメラで構成されるステレオカメラによる距離計測の原理を説明するための図である。カメラ11及び12は平行等位に距離Bだけ離して設置されており(即ち基線長はB)、焦点距離は同じfである。光軸方向は図の真上方向で、カメラ11及び12の設置面から光軸方向に距離Zだけ離れた位置に被写体Aを置いた場合、被写体Aの像は、カメラ11では光学中心O1と被写体Aを結ぶ直線と撮像面13との交点であるP1に、カメラ12では光学中心O2と被写体Aを結ぶ直線と撮像面14との交点であるP2にそれぞれ結像する。そして、直線AP2と平行で光学中心O1を通る直線を引き、その直線と撮像面13との交点をP2’とすると、P2’はカメラ12でのP2と同じ位置であり、P1とP2’のずれが視差となる。通常、視差は方向の差を意味し角度で表されることが多いが、ここではP1とP2’の距離Dを視差と呼ぶことにする。この距離D(視差D)を計測することにより、三角形AO2O1と三角形O1P2’P1が相似であることから、被写体Aまでの距離Zは下記数1で求めることができる。 Here, measurement of distance by a stereo camera will be described. FIG. 1 is a view for explaining the principle of distance measurement by a stereo camera composed of two cameras installed in parallel equilibria. The cameras 11 and 12 are arranged at equal distances parallel to each other by a distance B (i.e. the base length is B), and the focal lengths are the same f. When the subject A is placed at a position away from the installation surface of the cameras 11 and 12 by the distance Z in the optical axis direction, the image of the subject A is an optical center O 1 at the camera 11. and the P 1 is an intersection of the straight line and the imaging surface 13 connecting the object a, respectively imaged on P 2 is an intersection of the straight line and the imaging surface 14 connecting the camera 12 in the optical center O 2 and the object a. Then, if a straight line parallel to the straight line AP 2 and passing through the optical center O 1 is drawn and the point of intersection of the straight line and the imaging surface 13 is P 2 ′, P 2 ′ is at the same position as P 2 at the camera 12 The disparity between P 1 and P 2 ′ is parallax. Usually, parallax means a difference in direction and is often expressed by an angle, but here, the distance D between P 1 and P 2 ′ is called parallax. By measuring the distance D (parallax D), the distance Z to the subject A can be determined by the following equation 1 because the triangle AO 2 O 1 and the triangle O 1 P 2 ′ P 1 are similar.
例えば、西久保直輝、押田康太郎、岡雄平、実吉敬二、「FPGAによるステレオカメラの自動校正」、第29回日本ロボット学会学術講演会予稿集、東京都、2011年9月(非特許文献1)では、互いに直角な2方向にエッジの強い領域を特徴点として検出し、2次元マッチングにより探索を行い、縦ずれ及び回転ずれを校正している。 For example, Naoki Nishikubo, Kotaro Oshida, Yuhei Oka, Keiji Jikichi, "Auto-calibration of stereo cameras with FPGA", Proceedings of the 29th Annual Conference of the Robotics Society of Japan, Tokyo, September 2011 (Non-Patent Document 1). Regions with strong edges in two directions perpendicular to each other are detected as feature points, and searching is performed by two-dimensional matching to calibrate vertical deviation and rotational deviation.
しかしながら、非特許文献1の方法では、探索範囲を2次元とし、特徴点を見つけるまで領域内の探索を続け、特徴点検出後は、領域ベース法による2次元マッチングを行うので、演算量及び演算時間が大きくなるおそれがある。 However, in the method of Non-Patent Document 1, the search range is two-dimensional, and the search in the area is continued until the feature point is found, and after the feature point is detected, two-dimensional matching is performed by the area base method. Time may increase.
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、車両等に搭載されるステレオカメラ(ステレオ画像撮像装置)の設置状態に起因して発生するロール等によるずれに対する自動調整を、演算時間の増大を抑えて、簡便に行うことができる校正装置、校正方法及び校正プログラムを提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to automatically shift a shift due to a roll or the like caused due to an installation state of a stereo camera (stereo image pickup device) mounted on a vehicle or the like. It is an object of the present invention to provide a calibration device, a calibration method and a calibration program which can be easily adjusted while suppressing an increase in calculation time.
本発明は、ステレオ画像撮像装置の設置状態に起因して発生するずれを校正する校正装置に関し、本発明の上記目的は、前記ステレオ画像撮像装置で撮像される基準画像において輝度が変化するポイントのうち、一定の条件を満たすポイントの数を目標視差数として求める輝度情報抽出部と、前記ステレオ画像撮像装置で撮像される比較画像及び前記基準画像を用いて視差を算出する視差演算部と、前記視差のうち、有効な視差の数を有効視差数として求める視差検査部と、前記目標視差数と前記有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定するずれ判定部を備えることにより達成される。 The present invention relates to a calibration device that calibrates a shift that occurs due to an installation state of a stereo image pickup device, and the above object of the present invention is to set a point at which luminance changes in a reference image picked up by the stereo image pickup device. Among them, a luminance information extraction unit that obtains the number of points satisfying a certain condition as a target parallax number, a parallax operation unit that calculates parallax using the comparison image captured by the stereo image pickup device and the reference image, A disparity inspection unit which obtains the number of effective parallaxes among the parallaxes as an effective parallax number; and a deviation judgment unit which judges that the deviation is occurring based on a difference between the target parallax number and the effective parallax number It is achieved by providing.
本発明の上記目的は、前記輝度情報抽出部が、前記基準画像において隣接する画素と輝度の差が閾値より大きい画素の数を前記目標視差数とすることにより、或いは、前記視差検査部が、周囲の視差と値の違いが大きい視差を除いた視差の数を前記有効視差数とすることにより、或いは、前記ずれ判定部が、前記目標視差数に対する前記有効視差数の比率が1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定することにより、或いは、前記基準画像及び前記比較画像に対する画面を複数の領域に分割し、前記輝度情報抽出部は、前記領域毎に前記目標視差数を領域別目標視差数として求め、前記視差演算部は、前記領域毎に前記視差を算出し、前記視差検査部は、前記領域毎の視差を用いて、前記領域毎に前記有効視差数を領域別有効視差数として求め、前記ずれ判定部は、前記領域別目標視差数と前記領域別有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定することにより、或いは、前記ずれ判定部が、前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、ピッチによるずれが発生していると判定し、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、ロールによるずれが発生していると判定することにより、或いは、前記ずれ判定部が前記ピッチによるずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とすることにより、或いは、前記ずれ判定部が前記ロールによるずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、前記ロールによる回転量とすることにより、或いは、前記ずれ判定部が、前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、又は、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、前記ずれが発生していると判定することにより、或いは、前記ずれ判定部が、前記ずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像をピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、ロールによる回転量とすることにより、或いは、前記ずれ判定部が、前記ロールによる回転量を求めた後に、前記回転量で回転した前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数をシフト有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記シフト有効視差数の比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量により前記ピッチによるずれ量を更新することにより、より効果的に達成される。 The above object of the present invention is that the luminance information extraction unit sets, as the target number of parallaxes, the number of pixels having a luminance difference larger than a threshold with a pixel adjacent to the reference image, or the parallax inspection unit The ratio of the number of effective parallaxes to the target number of parallaxes is a value close to 1 by setting the number of parallaxes excluding the parallaxes having a large difference between the surrounding parallaxes and the value as the effective number of parallaxes In this case, it is determined that the deviation does not occur, or the screen for the reference image and the comparison image is divided into a plurality of areas, and the luminance information extraction unit determines the target number of parallaxes for each area. The parallax calculating unit calculates the parallax for each area, and the parallax inspection unit uses the parallax for each area to calculate the effective parallax number for each area. Another effective parallax The deviation determining unit determines that the deviation is occurring based on the difference between the target disparity count by region and the effective disparity number by region, or the shift determining unit, If the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallax numbers by region to the number of target parallaxes by region, is a value close to 1 at all, it is determined that the deviation does not occur, and the ratio by region is all approximately the same value When the value is farther than 1, it is determined that a shift due to the pitch occurs, and when the area-based ratio having a value close to 1 and the area-based ratio having a value farther than 1 coexist, a shift due to a roll occurs. If it is determined that the shift is made, or if the shift determination unit determines that a shift due to the pitch is occurring, the reference image or the comparison image is shifted in the direction of the pitch at a predetermined interval, Calculating the effective parallax number by area in the central area located at the center of the screen by the parallax calculation unit and the parallax inspection unit, and determining whether the area ratio in the central area is closest to 1 or 2. By setting the shift amount of the comparison image as the shift amount due to the pitch, or when the shift determination unit determines that the shift due to the roll is generated, the reference image or the comparison image is set to the pitch While shifting by a predetermined interval in the direction, the disparity calculating unit and the disparity checking unit determine the number of effective parallaxes by region in the central region located at the center of the screen, and the ratio by region in the central region is 1 at most An amount obtained by shifting the reference image or the comparison image in the case of being close to the above is the shift amount due to the pitch, and the reference image or the shift made by the shift amount. While the comparative image is rotated at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the parallax computing unit and the parallax inspection unit determine the number of effective parallaxes by region as the number of effective parallaxes by region, and By setting the angle at which the reference image or the comparison image is rotated when the ratio of the number of effective rotation parallax numbers to all becomes a value close to 1 as the amount of rotation by the roll, or the deviation determination unit If the ratio by region which is the ratio of the number of effective parallax numbers by region to the number of target parallaxes by region is all values close to 1, it is determined that the deviation does not occur, and the ratio by regions is all 1 with substantially the same value. In the case of a more distant value, or in the case where there is a mixture of the area ratio having a value close to 1 and the area ratio having a value farther than 1, by determining that the deviation has occurred, or When the shift determination unit determines that the shift is occurring, the parallax calculator and the parallax inspection unit shift the screen while shifting the reference image or the comparison image at a predetermined interval in the pitch direction. The effective parallax number by area in the central area located at the center of the area is determined, and the amount by which the reference image or the comparison image is deviated when the area specific ratio in the central area is closest to 1 is the deviation amount by the pitch And the parallax calculating unit and the parallax inspecting unit rotate the effective parallax count by area by rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin. The reference image or the comparison image is obtained as the number of effective rotation parallaxes, and the ratio of the number of effective rotation parallaxes to the target number of parallaxes by region all has a value close to 1 By setting the angle of rotation as the amount of rotation by the roll or after the deviation determination unit determines the amount of rotation by the roll, the reference image or the comparative image rotated by the amount of rotation is the direction of the pitch The disparity calculating unit and the disparity checking unit determine the number of effective parallaxes by region as the number of effective parallaxes by the parallax calculating unit and the parallax inspection unit, and the ratio of the number of effective parallaxes to the number of target parallaxes by region is one. This is achieved more effectively by updating the shift amount due to the pitch by the shift amount of the reference image or the comparison image in the case of close to.
また、本発明は、ステレオ画像撮像装置の設置状態に起因して発生するずれを校正する校正方法に関し、本発明の上記目的は、前記ステレオ画像撮像装置で撮像される基準画像において輝度が変化するポイントのうち、一定の条件を満たすポイントの数を目標視差数として求める輝度情報抽出ステップと、前記ステレオ画像撮像装置で撮像される比較画像及び前記基準画像を用いて視差を算出する視差演算ステップと、前記視差のうち、有効な視差の数を有効視差数として求める視差検査ステップと、前記目標視差数と前記有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定するずれ判定ステップを有することにより達成される。 Further, the present invention relates to a calibration method for calibrating a displacement occurring due to an installation state of a stereo image pickup device, and the above object of the present invention is to change luminance in a reference image picked up by the stereo image pickup device A luminance information extracting step of obtaining, as a target parallax number, the number of points satisfying a certain condition among the points; a parallax calculating step of calculating a parallax using the comparison image captured by the stereo image pickup device and the reference image The disparity inspection step of obtaining the number of effective disparity among the disparity as the effective disparity number, and the shift determination to determine that the shift is occurring based on the difference between the target disparity number and the effective disparity number It is achieved by having a step.
本発明の上記目的は、前記輝度情報抽出ステップでは、前記基準画像において隣接する画素と輝度の差が閾値より大きい画素の数を前記目標視差数とすることにより、或いは、前記視差検査ステップでは、周囲の視差と値の違いが大きい視差を除いた視差の数を前記有効視差数とすることにより、或いは、前記ずれ判定ステップでは、前記目標視差数に対する前記有効視差数の比率が1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定することにより、或いは、前記基準画像及び前記比較画像に対する画面を複数の領域に分割し、前記輝度情報抽出ステップでは、前記領域毎に前記目標視差数を領域別目標視差数として求め、前記視差演算ステップでは、前記領域毎に前記視差を算出し、前記視差検査ステップでは、前記領域毎の視差を用いて、前記領域毎に前記有効視差数を領域別有効視差数として求め、前記ずれ判定ステップでは、前記領域別目標視差数と前記領域別有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定することにより、或いは、前記ずれ判定ステップでは、前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、ピッチによるずれが発生していると判定し、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、ロールによるずれが発生していると判定することにより、或いは、前記ずれ判定ステップで前記ピッチによるずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とすることにより、或いは、前記ずれ判定ステップで前記ロールによるずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、前記ロールによる回転量とすることにより、或いは、前記ずれ判定ステップでは、前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、又は、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、前記ずれが発生していると判定することにより、或いは、前記ずれ判定ステップで前記ずれが発生していると判定した場合、前記基準画像又は前記比較画像をピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、ロールによる回転量とすることにより、或いは、前記ずれ判定ステップで、前記ロールによる回転量を求めた後に、前記回転量で回転した前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記領域別有効視差数をシフト有効視差数として求め、前記領域別目標視差数に対する前記シフト有効視差数の比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量により前記ピッチによるずれ量を更新することにより、より効果的に達成される。 The above object of the present invention is that, in the luminance information extraction step, the number of pixels having a luminance difference larger than a threshold with a neighboring pixel in the reference image is set as the target parallax number, or in the parallax inspection step The ratio of the number of effective parallaxes to the number of target parallaxes is a value close to 1 by setting the number of parallaxes excluding the parallax having a large difference between the surrounding parallax and the value as the effective parallax number or in the deviation determination step In this case, it is determined that the deviation does not occur, or the screen for the reference image and the comparison image is divided into a plurality of areas, and in the luminance information extraction step, the target number of parallaxes for each area Is calculated as the target parallax number by area, the parallax calculating step calculates the parallax for each area, and the parallax inspection step uses the parallax for each area. The effective parallax number is determined as the effective parallax number by area for each area, and in the deviation determining step, the deviation occurs based on the difference between the target parallax number by area and the effective parallax number by area. Or if the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallaxes by region to the number of target parallaxes by region, is all close to 1, at the shift determining step. If it is determined that all of the regional ratios are substantially the same value and more than one, it is determined that a shift due to the pitch has occurred, and the regional ratio having a value close to one and a value more than one When the ratio by area having a mixture is mixed, it is determined that a shift due to a roll has occurred, or when it is determined that a shift due to the pitch has occurred in the shift determination step, While shifting the quasi-image or the comparison image at predetermined intervals in the direction of the pitch, the number of effective parallaxes by area in the central area located at the center of the screen is determined by the parallax calculation step and the parallax inspection step, By setting the amount of shift of the reference image or the comparison image when the area ratio in the central region is closest to 1 as the shift amount by the pitch, or the shift due to the roll is generated in the shift determination step If it is determined that the reference image or the comparison image is shifted at a predetermined interval in the direction of the pitch, the parallax calculation step and the parallax inspection step are performed in the central region located at the center of the screen. The reference image in the case where the region-specific ratio in the central region is closest to 1 by determining the region-specific effective parallax number Alternatively, the parallax calculation is performed while rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, with the shift amount by the pitch as the shift amount of the comparison image. In the step and the parallax inspection step, the area-specific effective parallax number is determined as a rotation effective parallax number, and the reference image when all the ratios of the rotation effective parallax number to the area-specific target parallax number are close to 1 By setting the angle at which the comparison image is rotated as the amount of rotation by the roll, or in the deviation determination step, the ratio by area, which is the ratio of the effective parallax number by area to the target parallax number by area, is all 1 If the value is close to 0, it is determined that the deviation does not occur, and if all the area ratios are substantially the same value and more than 1 or have a value close to 1 When the area ratio and the area ratio having a value farther than 1 coexist, it is determined that the deviation has occurred, or it is determined that the deviation has occurred in the deviation determination step. In this case, while shifting the reference image or the comparison image at predetermined intervals in the direction of the pitch, the number of effective parallaxes according to area in the central area located at the center of the screen is determined by the parallax calculation step and the parallax inspection step. The amount by which the reference image or the comparison image is shifted when the area-specific ratio in the central region is closest to 1 is regarded as a shift amount by the pitch, and the reference image or the comparison image shifted by the shift amount The parallax calculation step and the parallax inspection step are performed according to the area while rotating the screen at a predetermined angle with the center of the screen as the origin. The number of effective parallaxes is determined as the number of effective rotation parallaxes, and the angle at which the reference image or the comparative image is rotated when all the ratios of the number of effective rotation parallaxes to the target number of parallaxes by area become close to 1 By using the amount of rotation or after determining the amount of rotation by the roll in the shift determination step, while shifting the reference image or the comparison image rotated by the amount of rotation in the direction of the pitch at a predetermined interval The reference image when the ratio of the number of effective shift parallaxes to the number of target parallaxes by region is closest to 1 is determined as the effective number of parallax disparity by area by the parallax calculation step and the parallax inspection step. Or, it is achieved more effectively by updating the shift amount due to the pitch by the shift amount of the comparison image.
さらに、本発明の上記目的は、上記の校正方法を実行するための校正プログラムにより達成される。 Furthermore, the above object of the present invention is achieved by a calibration program for performing the above calibration method.
本発明の校正装置によれば、従来から算出されている輝度の変化及び視差を用いて求められる目標視差数及び有効視差数を基に、ロール等によるずれの発生を判定しているので、構成規模及び演算時間の増大を抑えてずれの校正を行うことができる。更に、画像を移動させながら、ずれの判定時と同様な処理により、ずれている量を求めることが可能であるから、更に演算時間の増大を抑えることができる。 According to the calibration device of the present invention, the occurrence of the shift due to the roll or the like is determined based on the target number of parallaxes and the number of effective parallaxes obtained using the change in luminance and parallax calculated in the related art. Deviation calibration can be performed while suppressing increases in scale and calculation time. Furthermore, while moving the image, it is possible to obtain the amount of shift by the same processing as when determining the shift, it is possible to further suppress an increase in calculation time.
本発明は、ステレオ画像撮像装置が高精度に設置され、ステレオ画像撮像装置の設置状態に起因して発生するずれが発生していない場合、ステレオ画像撮像装置で撮像された画像において、本来取得されるべき視差の数(目標視差数)と実際に取得された視差の数(有効視差数)は略一致することを利用して、両者が一致しない場合は、ずれが発生していると判定する。一致しないことは、例えば両者の比率から判定する。また、目標視差数として、一方の画像において輝度が変化するポイントのうち、一定の条件、例えば輝度の差が所定の閾値より大きいという条件を満たすポイントの数を採用する。視差の算出において、輝度の差が小さいポイントを正しく探索するのは困難であり、視差を正しく算出するためには、ある程度の輝度の差が必要であることより、上記条件を採用する。有効視差数の算出では、有効な視差を選定するために、不適切な視差を除去する特異点除去を行う。例えば、画素単位で視差を算出した後、ある画素の視差が周囲の画素の視差と大きく異なる場合、その画素の視差は有効視差数としてカウントしない。 According to the present invention, when the stereo image pickup device is installed with high accuracy and no displacement occurs due to the installation state of the stereo image pickup device, the image picked up by the stereo image pickup device is originally acquired It is determined that a shift has occurred if the number of parallaxes to be obtained (target parallax number) and the number of actually acquired parallaxes (effective parallax number) substantially match, and if the both do not match . Inconsistencies are determined, for example, from the ratio of the two. Further, as the target parallax number, among the points where the luminance changes in one image, a certain condition, for example, the number of points satisfying the condition that the luminance difference is larger than a predetermined threshold value is adopted. In the calculation of parallax, it is difficult to correctly search for a point having a small difference in luminance, and in order to calculate the parallax correctly, the above condition is adopted because a certain degree of difference in luminance is required. In the calculation of the number of effective parallaxes, singularity removal is performed to remove inappropriate parallaxes in order to select effective parallaxes. For example, after the parallax is calculated on a pixel basis, if the parallax of a certain pixel is significantly different from the parallax of the surrounding pixels, the parallax of that pixel is not counted as the number of effective parallaxes.
また、本発明では、ずれを校正するために、ずれている量(以下、「校正量」とする)を求めることができる。校正量を求めるために、画面を複数(例えば3〜9)の領域に分け、領域毎に目標視差数(領域別目標視差数)及び有効視差数(領域別有効視差数)を算出する。そして、領域別目標視差数と領域別有効視差数の違い、例えば両者の比率(領域別比率)を領域毎に算出し、領域別比率を基にずれの発生及び発生しているずれの種類を判定する。ずれが発生していると判定した場合、一方の画像を所定の間隔又は角度で移動させ、移動後の2つの画像に対する領域別比率を基に校正量を求める。なお、比率ではなく、差分量や差分率等を用いても良い。また、画像を移動させて校正量を求める際に、最尤法を応用して試行回数を減らしても良い。 Further, in the present invention, it is possible to obtain an amount of deviation (hereinafter referred to as “calibration amount”) in order to calibrate the deviation. In order to obtain the calibration amount, the screen is divided into a plurality of (for example, 3 to 9) areas, and the target number of parallaxes (the number of target parallaxes by area) and the number of effective parallaxes (the number of effective parallaxes by area) are calculated for each area. Then, the difference between the target disparity number by region and the effective disparity number by region is calculated, for example, the ratio of the two (the ratio by region) is calculated for each region, and the occurrence of the displacement and the type of displacement occurring are judge. If it is determined that a shift has occurred, one image is moved at a predetermined interval or angle, and a calibration amount is determined based on the ratio by area to the two images after movement. Instead of the ratio, a difference amount, a difference ratio, or the like may be used. Further, when the image is moved to obtain the calibration amount, the maximum likelihood method may be applied to reduce the number of trials.
本発明では、ステレオ画像撮像装置において、撮像画像に対してシェーディング補正、カメラ間感度差補正、歪み補正等が実施されるものとする。シェーディングとは、撮像画像の画面の端にいくほど明るさが減衰してしまう現象のことである。カメラ間感度差とは、同一製品のカメラでも個体差があるので、輝度の検出のされ方に差が生じてしまうことを言う。シェーディング及びカメラ間感度差は、目標視差数や有効視差数の算出に影響を及ぼすおそれがあるので、ステレオ画像撮像装置において補正しておく。また、カメラから得られる画像は、カメラのレンズの影響を受け、画像中心から離れるほど歪み量が大きくなるので、この歪みも補正しておく。 In the present invention, in a stereo image pickup apparatus, shading correction, inter-camera sensitivity difference correction, distortion correction, and the like are performed on a pickup image. Shading is a phenomenon in which the brightness decreases as it gets closer to the edge of the screen of the captured image. The inter-camera sensitivity difference means that differences occur in how luminance is detected because there are individual differences among cameras of the same product. Since the shading and the inter-camera sensitivity difference may affect the calculation of the target parallax number and the effective parallax number, they are corrected in the stereo image pickup device. Further, the image obtained from the camera is affected by the lens of the camera, and the amount of distortion increases as the distance from the center of the image increases, so this distortion is also corrected.
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態が対象とするずれは、光軸回りの回転(ロール)によるずれ及び上下方向の動き(ピッチ)によるずれであり、左右方向の動き(ヨー)によるずれは生じていないか、或いは他の手段で補正されているものとする。また、ステレオ画像撮像装置は2つのカメラを備え、2つのカメラは水平方向に設置され、上下方向を縦方向、左右方向を横方向とする。ピッチ及びロールを生ずる回転は微小であるから、画面上には縦ずれ及び回転ずれとして現れる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the shift targeted by this embodiment is a shift due to rotation (roll) around the optical axis and a shift due to vertical movement (pitch), and is there not a shift due to horizontal movement (yaw), Or it shall be corrected by other means. In addition, the stereo image pickup device includes two cameras, and the two cameras are installed in the horizontal direction, and the vertical direction is the vertical direction, and the horizontal direction is the horizontal direction. Since the rotation that causes the pitch and roll is minute, it appears on the screen as a vertical shift and a rotational shift.
本発明に係る校正装置の構成例(第1実施形態)を図2に示す。本構成例での校正装置20は、画像記憶部210、輝度情報抽出部220、視差演算部230、視差記憶部240、視差検査部250及びずれ判定部260を備え、ステレオ画像撮像装置10から出力される基準画像及び比較画像を入力し、校正量CAを出力する。 A configuration example (first embodiment) of the calibration device according to the present invention is shown in FIG. The calibration apparatus 20 in this configuration example includes an image storage unit 210, a luminance information extraction unit 220, a parallax calculation unit 230, a parallax storage unit 240, a parallax inspection unit 250, and a shift determination unit 260. Input a reference image and a comparison image, and output a calibration amount CA.
ステレオ画像撮像装置10は2つのカメラを備え、2つのカメラの焦点距離は同じで、光軸が平行になるように事前に調整されている。この2つのカメラが平行等位になるようにステレオ画像撮像装置10は設置され、被写体に向かって右側(図1においてカメラ11の位置に相当)のカメラが撮像する画像を基準画像とし、左側(図1においてカメラ12の位置に相当)のカメラが撮像する画像を比較画像とする。基準画像及び比較画像は同じタイミングで撮像され、前述のように、補正(シェーディング補正、カメラ間感度差補正、歪み補正等)及びヨーによるずれの校正が施されて、出力される。 The stereo image capturing apparatus 10 includes two cameras, and the focal lengths of the two cameras are the same, and are adjusted in advance so that the optical axes are parallel. The stereo imaging device 10 is installed so that the two cameras are parallel and equal, and an image captured by a camera on the right side (corresponding to the position of the camera 11 in FIG. 1) toward the subject is used as a reference image. An image captured by the camera (corresponding to the position of the camera 12 in FIG. 1) is a comparison image. The reference image and the comparison image are captured at the same timing, and as described above, correction (shading correction, inter-camera sensitivity difference correction, distortion correction, etc.) and correction of deviation due to yaw are performed and output.
ステレオ画像撮像装置10から出力される基準画像SP及び比較画像CPは校正装置20内の画像記憶部210に格納される。この基準画像SP及び比較画像CPに対する校正装置20による校正量CAの算出方法の概略は以下の通りである。 The reference image SP and the comparison image CP output from the stereo image capturing device 10 are stored in the image storage unit 210 in the calibration device 20. An outline of a method of calculating the calibration amount CA by the calibration device 20 with respect to the reference image SP and the comparison image CP is as follows.
まず、基準画像SP及び比較画像CPに対する画面を、縦方向の線により、横方向に並ぶ複数の領域に分割する。本実施形態では5つの領域に分割するが、領域の数は任意に決定して良い。 First, the screen with respect to the reference image SP and the comparison image CP is divided into a plurality of regions aligned in the horizontal direction by the lines in the vertical direction. Although the present embodiment is divided into five areas, the number of areas may be determined arbitrarily.
基準画像SPにおいて、分割された領域毎に横方向に隣接する画素間の輝度の差分を算出し、所定の閾値TDより大きい差分の数を領域別目標視差数NTn(n=1,2,…,5)とする。 In the reference image SP, the difference in luminance between adjacent pixels in the horizontal direction is calculated for each divided area, and the number of differences larger than the predetermined threshold value TD is calculated as the target parallax number by area NT n (n = 1, 2, ... and 5).
一方、基準画像SP及び比較画像CPを用いて画素単位で視差を求め、更に特異点除去を行い、各領域において残った視差の数を領域別有効視差数NVnとする。 On the other hand, the parallax is determined in pixel units using the reference image SP and the comparison image CP, and further singular point removal is performed, and the number of remaining parallaxes in each region is set as the number of effective parallaxes per region NV n .
次に、領域別目標視差数NTnに対する領域別有効視差数NVnの比率を領域別比率RTnとして算出する。領域別比率RTnが1に近い値ならば、その領域においてずれは発生していないことになる。よって、全ての領域別比率RTnが1に近い値ならば、ずれは発生していないと判定する(以下、この判定結果を「ずれなし」とする)。逆に、全ての領域別比率RTnが同じような値で且つ1より遠い値ならば、ピッチによるずれが発生していると判定する(以下、この判定結果を「ピッチ発生」とする)。縦ずれが発生した場合、各領域において同程度のずれの影響が想定されるので、このような判定を行う。また、領域別比率RTnが1に近い値である領域と1より遠い値である領域が混在する場合は、1に近い値である領域に中心を持つロールによるずれが発生していると判定する(以下、この判定結果を「ロール発生」とする)。回転ずれが発生した場合、回転の中心から離れる程、ずれの影響が大きいと想定されるので、このような判定を行う。 Then, to calculate the ratio of the regional effective parallax number NV n for the area-based target parallax number NT n as regional ratio RT n. If the area ratio RT n is a value close to 1, no deviation occurs in that area. Therefore, if all the area ratios RT n are values close to 1, it is determined that no shift has occurred (hereinafter, this determination result is referred to as “no shift”). Conversely, if all the regional ratio RT n and farther than 1 in similar values, it is determined that the shift due to pitch occurs (hereinafter, this determination result as "pitch generation"). When the vertical deviation occurs, the same degree of influence of the deviation is assumed in each area, so this determination is performed. In addition, when the area ratio RT n is a value close to 1 and the area distant from 1 coexist, it is determined that a shift due to a roll having a center at a value close to 1 occurs. (Hereafter, this determination result is referred to as "roll generation"). When a rotational deviation occurs, it is assumed that the effect of the deviation is greater as the distance from the center of rotation is greater, so such a determination is made.
上記の判定結果が「ピッチ発生」の場合、画像全体を縦方向に所定の間隔でずらしながら、画面の中央に位置する領域(中央領域)での領域別有効視差数を算出し、更にその領域での領域別比率を算出し、その領域別比率が最も1に近い値となる場合を探し、その場合までにずらした量をピッチによるずれ量とする。 When the above determination result is "pitch generation", the effective parallax number by area in the area (center area) located at the center of the screen is calculated while shifting the entire image in the vertical direction at a predetermined interval, and further the area The ratio according to area in is calculated, and a case where the ratio according to area becomes the value closest to 1 is searched, and the amount shifted up to that case is taken as the amount of shift due to the pitch.
判定結果が「ロール発生」の場合は、まず上述のピッチ発生の場合と同様の手順によりピッチによるずれ量を求める。そして、そのずれ量に固定して、画面の中心を原点として所定の角度で画像を回転させながら、領域別有効視差数(回転有効視差数)NVnを算出し、更に領域別比率RTnを算出し、全ての領域別比率RTnが1に近い値になる場合(以下、この場合を「合致ケース」とする)を探し、その場合までに回転した角度をロールによる回転量とする。合致ケースがないときは、所定の角度で回転させていった画像のうちの任意の画像を用いて、合致ケースが見つかるまで、上記のピッチによるずれ量の算出及び画像の回転を繰り返す。これは、求められたピッチによるずれ量に固定して画像を回転する際の回転の中心が回転ずれの中心と完全に一致しているとは限らず、両者にずれがある場合、その後の所定の角度での回転によって並進動作が加わってしまい、合致ケースが見つからないことがあり得るために行うものである。回転させた画像を基に再度ピッチによるずれ量を求めることにより、中心位置の精度を高めるようにする。 When the determination result is "roll generation", first, the amount of deviation due to the pitch is obtained by the same procedure as the above-described case of the generation of pitch. Then, while the image is rotated at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the number of effective parallaxes per region (the number of effective rotation parallaxes) NV n is calculated, and the ratio RT n according to area is calculated. calculated, when all the regional ratio RT n becomes a value close to 1 (hereinafter, this is a "match case" case) looking for, the angle rotated up to that when the rotation amount of the roll. When there is no matching case, the above-mentioned calculation of the shift amount due to the pitch and the rotation of the image are repeated using an arbitrary image of the images rotated at a predetermined angle until a matching case is found. This is because the center of rotation at the time of rotating the image fixed at the amount of shift due to the calculated pitch does not necessarily exactly coincide with the center of rotational shift, and if there is a shift between the two, a predetermined period thereafter This is done because rotation at an angle of 加 わ っ adds translational movement and a matching case may not be found. The accuracy of the center position is enhanced by determining the shift amount due to the pitch again based on the rotated image.
ピッチによるずれ量及びロールによる回転量が校正量CAとして出力される。 The shift amount due to the pitch and the rotation amount due to the roll are output as the calibration amount CA.
なお、基準画像SP及び比較画像CPを用いて視差を求める際、画面の右端では基準画像SPに、対応する画素が存在しない箇所があるので、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnの算出において、当該箇所は算出の対象から外すようにする。 When the parallax is determined using the reference image SP and the comparison image CP, there is a position where there is no corresponding pixel in the reference image SP at the right end of the screen, so the target parallax number by area NT n and the effective parallax number by area In the calculation of NV n , the relevant part is excluded from the target of calculation.
上述の校正量CAの算出は、輝度情報抽出部220、視差演算部230、視差記憶部240、視差検査部250及びずれ判定部260によって実行される。 The calculation of the calibration amount CA described above is performed by the luminance information extraction unit 220, the disparity calculation unit 230, the disparity storage unit 240, the disparity inspection unit 250, and the deviation determination unit 260.
輝度情報抽出部220は領域別目標視差数NTnを求める。基準画像SPに対して、図3に示されるように、縦方向の線により分割された領域毎に、横方向に隣接する2つの画素間の輝度の差分を順次算出し、大きさ(絶対値)が所定の閾値TDより大きい差分の数をカウントする。そして、全ての画素に対して上記処理が終了したら、各領域におけるカウント数を領域別目標視差数NTnとする。なお、基準画像SPではなく、比較画像CPを用いて領域別目標視差数NTnを求めても良い。 The luminance information extraction unit 220 obtains the target parallax number NT n by area. With respect to the reference image SP, as shown in FIG. 3, for each area divided by the vertical lines, the difference in luminance between two pixels adjacent in the horizontal direction is sequentially calculated, and the magnitude (absolute value Counts the number of differences greater than a predetermined threshold value TD. Then, when the above processing is completed for all the pixels, the count number in each area is set as the target parallax number by area NT n . The target image parallax number by region NT n may be determined using the comparison image CP instead of the reference image SP.
視差演算部230は、基準画像SP及び比較画像CPを用いた視差の算出及び校正量CAの算出を行う。 The disparity calculating unit 230 calculates disparity and a calibration amount CA using the reference image SP and the comparison image CP.
視差の算出では、比較画像CPにおいて、基準画像SP中の画素SPEij(i=1,2,…,I、j=1,2,…,J。Iは横方向の画素数、Jは縦方向の画素数)に対応する画素FCPEを探索し、画素SPEijと画素FCPEの横方向における位置の差を画素SPEijに対する視差とする。画素FCPEの探索は、図4に示されるように、比較画像CP中において、画素SPEijと同じ位置を出発点として、右方向の画素CPEijを対象として、画素SPEijの輝度と画素CPEijの輝度の差の大きさ(絶対値)を算出し、最も差の大きさが小さい画素CPEijを画素FCPEとする。そして、全ての画素に対する視差が算出されたら、視差データPAとして出力する。なお、比較画像CP中の画素に対応する画素を基準画像から探索するようにして、視差を求めても良い。この場合、基準画像での探索は左方向の画素を対象として行うことになる。 In the parallax calculation, in the comparison image CP, the pixels SPE ij (i = 1, 2,..., I, j = 1, 2,..., J in the reference image SP. I is the number of pixels in the horizontal direction, J is the vertical The pixel FCPE corresponding to the number of pixels in the direction) is searched, and the difference in position in the horizontal direction between the pixel SPE ij and the pixel FCPE is taken as the parallax with respect to the pixel SPE ij . Search pixel FCPE, as shown in FIG. 4, compared in the image CP, as a starting point the same position as the pixel SPE ij, as the target pixel CPE ij rightward, the pixel SPE ij brightness and pixel CPE ij The magnitude (absolute value) of the difference in luminance is calculated, and the pixel CPE ij having the smallest magnitude of difference is taken as the pixel FCPE. And if the parallax with respect to all the pixels is calculated, it will output as parallax data PA. The parallax may be obtained by searching for a pixel corresponding to a pixel in the comparison image CP from the reference image. In this case, the search in the reference image is performed on the pixels in the left direction.
校正量CAの算出では、視差演算部230は、画像を移動させての視差の算出及び校正量CAの特定を行う。校正量CAの算出に先立ち、ずれ判定部260がずれの判定を行い、判定結果Jrを視差演算部230に出力する。 In the calculation of the calibration amount CA, the parallax calculating unit 230 calculates the parallax by moving the image and specifies the calibration amount CA. Prior to the calculation of the calibration amount CA, the shift determination unit 260 determines the shift, and outputs the determination result Jr to the disparity calculation unit 230.
視差演算部230は、判定結果Jrが「ずれなし」の場合、ずれが発生していないとして、校正量CAを0にして出力するか、又は校正量CAを出力しない。 When the determination result Jr is “no shift”, the disparity calculating unit 230 sets the calibration amount CA to 0 and outputs no calibration amount CA, assuming that no shift occurs.
判定結果Jrが「ピッチ発生」の場合、画像全体を縦方向に所定の間隔SGだけずらして、中央領域での視差の算出を、上述と同様の手順で行う。具体的には、比較画像CPをずらすことにして、図5に示されるように、実線で示される比較画像を一点鎖線で示される比較画像のように所定の間隔SGだけ縦方向にずらすということで、比較画像CPでの画素FCPEの探索を、画素SPEijと同じ位置より縦方向に所定の間隔SGだけずれた位置を出発点として行い、視差を算出する。視差を算出する領域は、図5中のグレーで示されている中央領域のみであり、この領域の視差だけを視差データPAとして出力する。その後、画像全体を縦方向に更に所定の間隔SGだけずらして、上記と同様に、中央領域の視差を算出し、視差データPAとして出力する。画像全体を所定の回数又は所定の範囲でずらしたら、視差の算出を終了するが、各回での元の位置からのずれた量をずれ量SAm(m=1,2,…,M。Mはずらす回数)として保持しておく。視差算出終了後、ずれ判定部260にて領域別比率が最も1に近い値となった回の情報が判定情報Jtとして出力される。よって、判定情報Jtで示された回のずれ量SAmがピッチによるずれ量であるから、それを校正量CAとして出力する。なお、ずらす方向が一方向で、常に所定の間隔SGだけずらす場合は、ずれ量SAmを保持せず、判定情報JtからSG×Jtとしてピッチによるずれ量を求めても良い。 When the determination result Jr is "pitch generation", the entire image is shifted by a predetermined interval SG in the vertical direction, and the parallax calculation in the central region is performed in the same procedure as described above. Specifically, the comparison image CP is shifted, and as shown in FIG. 5, the comparison image indicated by the solid line is shifted in the vertical direction by a predetermined interval SG like the comparison image indicated by the one-dot chain line. Then, the search for the pixel FCPE in the comparison image CP is performed with a position shifted by a predetermined interval SG in the vertical direction from the same position as the pixel SPE ij as a departure point, and the parallax is calculated. The area for calculating the parallax is only the central area shown in gray in FIG. 5, and only the parallax of this area is output as the parallax data PA. After that, the entire image is further shifted in the vertical direction by a predetermined interval SG, and the parallax of the central region is calculated and output as parallax data PA as described above. Once the entire image has been shifted a predetermined number of times or within a predetermined range, calculation of parallax is ended, but the amount of shift from the original position at each time is the shift amount SA m (m = 1, 2,..., M, M The number of times to shift is held. After the end of the parallax calculation, the information on the time when the area-specific ratio becomes the value closest to 1 is output as the determination information Jt by the deviation determination unit 260. Therefore, the deviation amount SA m of indicated by decision information Jt gyrus because a shift amount by the pitch, and outputs it as the calibration amount CA. Incidentally, in the direction of shifting one direction, if the always shifted by a predetermined interval SG, without holding the shift amount SA m, it may be calculated shift amount by the pitch as SG × Jt from the determination information Jt.
判定結果Jrが「ロール発生」の場合は、まず、判定結果Jrが「ピッチ発生」の場合と同様の手順によりピッチによるずれ量を求める。そして、そのずれ量に固定して、画像を画面の中心を原点として所定の角度で回転させ、全ての領域の視差を算出する。例えば、ピッチによるずれ量がSAPの場合、図6(A)に示されるように、実線で示される比較画像を一点鎖線で示される比較画像のようにSAPだけ縦方向にずらし、更に、画面の中心Cを原点として、図6(B)に示されるように、所定の角度RGだけ回転させるということで、比較画像CPでの画素FCPEの探索を、画素SPEijと同じ位置より縦方向にSAPだけずらし、更に所定の角度RGだけ回転した位置を出発点として、横方向より所定の角度RGだけ下に傾斜した走査線上で行い、視差を算出する。全ての領域の視差を算出したら、視差データPAとして出力する。その後、ずれ量はSAPで固定したまま、画像全体を更に所定の角度RGだけ回転して、上述と同様に、全ての領域の視差を算出し、視差データPAとして出力する。画像全体を所定の回数又は所定の範囲で回転させたら、視差の算出を終了するが、各回での元の位置からの回転した量を回転量RAk(k=1,2,…,K。Kは回転する回数)として保持しておく。視差算出終了後、ずれ判定部260にて合致ケースである回の情報が判定情報Jtとして出力される。よって、判定情報Jtで示された回の回転量RAkがロールによる回転量であるから、それをピッチによるずれ量と共に校正量CAとして出力する。なお、回転する方向が一方向で、常に所定の角度RGだけ回転する場合は、回転量RAkを保持せず、判定情報JtからRG×Jtとしてロールによる回転量を求めても良い。合致ケースがない場合、ずれ判定部260からの判定情報Jtによりその旨が伝えられる。例えば、ずれ判定部260は、合致ケースがなかった場合、判定情報Jtを0として視差演算部230に出力する。視差演算部230は、判定情報Jtより合致ケースがなかったことを検知した場合、保持した回転量の中から任意の回転量(例えば、RA1やRAK等)を選択し、その回転量で回転させた画像を基に、上述のピッチによるずれ量の算出及び合致ケースの探索を行う。それでも合致ケースがない場合は、他の回転量を選択して同様の処理を繰り返す。 When the determination result Jr is "roll generation", first, the amount of deviation due to the pitch is determined in the same procedure as in the case where the determination result Jr is "pitch generation". Then, with the shift amount fixed, the image is rotated at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, and the parallax of all the regions is calculated. For example, when the shift amount due to the pitch is SAP, as shown in FIG. 6A, the comparison image shown by the solid line is vertically shifted by SAP like the comparison image shown by the one-dot chain line. As shown in FIG. 6 (B) with the center C as the origin, as shown in FIG. 6B, the search for the pixel FCPE in the comparison image CP is performed SAP in the vertical direction from the same position as the pixel SPE ij The parallax is calculated on the scanning line which is shifted by a predetermined angle RG and is inclined downward by a predetermined angle RG from the lateral direction, with the position rotated by the predetermined angle RG as a departure point. Once the parallaxes of all the areas have been calculated, they are output as parallax data PA. Thereafter, while the shift amount is fixed at SAP, the entire image is further rotated by a predetermined angle RG, and the parallaxes of all the regions are calculated and output as parallax data PA as described above. When the entire image is rotated a predetermined number of times or in a predetermined range, the calculation of the parallax is ended, but the amount of rotation from the original position at each time is the amount of rotation RA k (k = 1, 2,..., K). K is held as the number of rotations). After completion of the parallax calculation, the deviation determination unit 260 outputs the information of the round which is the matching case as the determination information Jt. Thus, since the rotation amount RA k of indicated by decision information Jt times is rotation amount by the roll, and outputs it as the calibration parameter CA with the deviation amount by the pitch. Incidentally, in the direction of the rotating direction, if you always rotates by a predetermined angle RG does not hold the amount of rotation RA k, it may be calculated rotation amount by the roll as RG × Jt from the determination information Jt. When there is no match case, the determination information Jt from the deviation determination unit 260 notifies that. For example, when there is no match case, the shift determination unit 260 sets the determination information Jt as 0 and outputs the result to the disparity calculation unit 230. When it is detected from the determination information Jt that there is no match case, the parallax operation unit 230 selects an arbitrary rotation amount (for example, RA 1 or RA K etc.) from the held rotation amounts, and uses the rotation amount Based on the rotated image, the above-described calculation of the displacement due to the pitch and the search for a matching case are performed. If there is still no match case, another rotation amount is selected and the same processing is repeated.
判定結果Jrが「判定不能」の場合、又は「ロール発生」の場合で全ての回転量で探索しても合致ケースが見つからなかった場合は、アラームとしてあげるために、校正量CAを「校正不能」(例えばCA=最大値)として出力する。 If the matching result is not found even if the judgment result Jr is “unable to judge” or if “roll occurrence” does not find a matching case even when searching for all rotation amounts, the calibration amount CA can not be “calibrated” to raise it as an alarm. (Eg, CA = maximum value).
視差演算部230から出力される視差データPAは、視差記憶部240に記憶される。 The disparity data PA output from the disparity calculating unit 230 is stored in the disparity storage unit 240.
視差検査部250は、視差記憶部240に記憶された視差データPAに対して特異点除去を行い、除去後に各領域において残った視差の数を領域別有効視差数NVnとして出力する。特異点除去では、周囲の画素と視差が大きく異なる画素を特異点として除去する。具体的には、例えば図7に示されるように、画素SPEijの視差の大きさが、グレーで示されている周囲の8つの画素の視差の大きさの平均値に所定の値TP1を加えた値より大きい場合、或いは平均値より所定の値TP2を減じた値より小さい場合、画素SPEijを特異点と認定し、領域別有効視差数NVnのカウントから外す。なお、周囲の画素の範囲を図7の斜線で示される範囲まで広げても良い。また、平均値ではなく最頻値等を用いても良く、平均値等との比率を基に特異点を認定しても良い。 The disparity inspection unit 250 performs singular point removal on the disparity data PA stored in the disparity storage unit 240, and outputs the number of disparity remaining in each area after removal as the number of effective disparity by area NV n . In the singular point removal, pixels having a parallax that is largely different from the surrounding pixels are removed as a singular point. Specifically, for example, as shown in FIG. 7, the parallax magnitude of the pixel SPE ij adds a predetermined value TP1 to the average value of the parallax magnitudes of eight surrounding pixels shown in gray. If it is larger than the average value or smaller than a value obtained by subtracting a predetermined value TP2 from the average value, the pixel SPE ij is recognized as a singular point and excluded from the count of the effective parallax number by region NV n . Note that the range of the surrounding pixels may be extended to the range indicated by hatching in FIG. Further, not the average value but the mode value or the like may be used, or the singular point may be recognized based on the ratio to the average value or the like.
ずれ判定部260は、ずれの判定及び校正量算出での判定情報Jtの生成を行う。 The deviation determination unit 260 performs determination of deviation and generation of the determination information Jt in calculation of the calibration amount.
ずれの判定では、まず、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnを用いて領域別比率RTn(=NVn/NTn)を算出する。そして、全ての領域別比率RTnが1に近い値(例えば0.8以上)の場合、ずれが発生していないと判定し、判定結果Jrを「ずれなし」(例えばJr=0)とする。全ての領域別比率RTnが同じような値(例えば分散が所定値以下)で且つ1より遠い値(例えば0.3以下)の場合、ピッチによるずれが発生していると判定し、判定結果Jrを「ピッチ発生」(例えばJr=1)とする。領域別比率RTnとして1に近い値と1より遠い値が混在する場合、ロールによるずれが発生していると判定し、判定結果Jrを「ロール発生」(例えばJr=2)とする。上記のいずれにも該当しない場合は、判定不能として、判定結果Jrを「判定不能」(例えばJr=3)とする。なお、判定結果Jrが「ピッチ発生」又は「ロール発生」の場合、領域別目標視差数NTnは、校正量算出での判定情報Jtの生成で使用するので、保持しておくが、領域別比率RTnを算出する度に輝度情報抽出部220で算出するようにしても良い。 In the determination of the displacement, first, an area ratio RT n (= NV n / NT n ) is calculated using the area-specific target parallax number NT n and the area-specific effective parallax number NV n . Then, if all the area ratios RT n are values close to 1 (for example, 0.8 or more), it is determined that no shift has occurred, and the determination result Jr is set to “no shift” (for example, Jr = 0). . If all the area ratios RT n are similar values (for example, the variance is less than a predetermined value) and a value farther than 1 (for example, 0.3 or less), it is determined that the shift due to the pitch is occurring, and the determination result Let Jr be "pitch generation" (for example, Jr = 1). When a value close to 1 and a value farther than 1 coexist as the region ratio RT n , it is determined that a shift due to a roll is occurring, and the determination result Jr is set to “roll occurrence” (for example, Jr = 2). If none of the above applies, it is determined that the determination is impossible, and the determination result Jr is set to “indeterminable” (for example, Jr = 3). When the judgment result Jr is "pitch generation" or "roll generation", the target parallax number by region NT n is used to generate the judgment information Jt in the calculation of the calibration amount, so it is held by area. Every time the ratio RT n is calculated, the luminance information extraction unit 220 may calculate it.
校正量算出での判定情報Jtの生成では、判定結果Jrが「ピッチ発生」の場合は、判定後に視差検査部250から順次出力される中央領域の領域別有効視差数NVn及び保持しておいた領域別目標視差数NTnを用いて中央領域の領域別比率RTnを算出し、保持する。そして、画像全体が所定の回数又は所定の範囲でずらされたら、保持した領域別比率RTnの中で値が最も1に近い回の情報を判定情報Jtとして出力する。判定結果Jrが「ロール発生」の場合は、まず、判定結果Jrが「ピッチ発生」の場合と同様の手順により判定情報Jtを出力する。その後、続けて視差検査部250から順次出力される領域別有効視差数NVn及び保持しておいた領域別目標視差数NTnを用いて全ての領域の領域別比率RTnを算出し、保持する。そして、画像全体が所定の回数又は所定の範囲で回転させられたら、保持した領域別比率RTnの中で全て領域の領域別比率RTnが1に近い値(例えば0.8以上)である合致ケースの回の情報を判定情報Jtとして出力する。合致ケースがなかった場合は、判定情報Jtを0として出力する。 In the generation of the determination information Jt in the calculation of the calibration amount, when the determination result Jr is “pitch generation”, the effective parallax number NV n by area of the central area sequentially output from the parallax inspection unit 250 after the determination is stored. calculating a regional ratio RT n the central region, to hold with well regions based target parallax number NT n. Then, the entire image When shifted by a predetermined number of times or a predetermined range, and outputs a close round of information to the value most 1 in the holding areas by the ratio RT n as the determination information Jt. When the determination result Jr is "roll occurrence", first, the determination information Jt is output in the same procedure as in the case where the determination result Jr is "pitch occurrence". After that, the area ratio RT n of all areas is calculated and held using the area-specific effective parallax number NV n sequentially output from the parallax inspection unit 250 and the area-specific target parallax number NT n. Do. Then, when the entire image is rotated a predetermined number of times or in a predetermined range, the area ratio RT n of all the areas among the held area ratios RT n is a value close to 1 (for example, 0.8 or more) Information on the times of matching cases is output as the determination information Jt. If there is no match case, the determination information Jt is output as 0.
このような構成の校正装置20の動作例を図8〜図10のフローチャートを参照して説明する。 An operation example of the calibration apparatus 20 having such a configuration will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
ステレオ画像撮像装置10が撮像した基準画像及び比較画像は、画像記憶部210に格納される(ステップS10)。 The reference image and the comparison image captured by the stereo image capturing device 10 are stored in the image storage unit 210 (step S10).
輝度情報抽出部220は、基準画像SPを画像記憶部210より読み出し、領域毎に、横方向に隣接する2つの画素間の輝度の差分を算出し、大きさが所定の閾値TDより大きい差分の数をカウントし、領域別目標視差数NTnを求める(ステップS20)。領域別目標視差数NTnは、ずれ判定部260に入力される。 The luminance information extraction unit 220 reads the reference image SP from the image storage unit 210, calculates the difference in luminance between two adjacent pixels in the horizontal direction for each area, and the difference is greater than a predetermined threshold value TD The number is counted, and the target disparity number by region NT n is determined (step S20). The target parallax number by area NT n is input to the deviation determination unit 260.
視差演算部230は、基準画像SP及び比較画像CPを画像記憶部210より読み出し、全ての領域において、画素単位に視差を算出し(ステップS30)、視差データPAとして出力する。視差データPAは視差記憶部240に記憶される(ステップS40)。 The parallax calculating unit 230 reads the reference image SP and the comparison image CP from the image storage unit 210, calculates the parallax in pixel units in all the regions (step S30), and outputs the calculated parallax data PA. The disparity data PA is stored in the disparity storage unit 240 (step S40).
視差検査部250は、視差データPAを視差記憶部240より読み出し、領域毎に、特異点除去を行い(ステップS50)、残った視差の数を領域別有効視差数NVnとしてずれ判定部260に出力する。 The parallax inspection unit 250 reads out the parallax data PA from the parallax storage unit 240, performs singular point removal for each area (step S50), sets the number of remaining parallaxes as the number of effective parallaxes per area NV n Output.
ずれ判定部260は、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnを用いて領域別比率RTnを算出する(ステップS60)。そして、全ての領域別比率RTnが1に近い値の場合(ステップS70)、判定結果Jrを「ずれなし」とする(ステップS80)。そうではなく、全ての領域別比率RTnが同じような値で且つ1より遠い値の場合(ステップS90)、判定結果Jrを「ピッチ発生」とし(ステップS100)、1に近い値と1より遠い値が混在する場合(ステップS110)、判定結果Jrを「ロール発生」とする(ステップS120)。いずれの場合でもないときは、判定結果Jrを「判定不能」とする(ステップS130)。判定結果Jrは視差演算部230に入力される。 Deviation determination unit 260 calculates the regional ratio RT n with regional target parallax number NT n and regional effective parallax number NV n (step S60). When all the regional ratio RT n value close to 1 (step S70), the determination result Jr and "Zurenashi" (step S80). Otherwise, if all the regional ratios RT n are similar values and far from 1 (step S90), the determination result Jr is set as “pitch generation” (step S100), and a value close to 1 When distant values are mixed (step S110), the determination result Jr is set to "roll occurrence" (step S120). If neither of the cases is the case, the determination result Jr is set to "indeterminable" (step S130). The determination result Jr is input to the disparity calculating unit 230.
判定結果Jrを入力した視差演算部230は、判定結果Jrを確認する(ステップS140)。 The parallax calculating unit 230 having received the determination result Jr confirms the determination result Jr (step S140).
判定結果Jrが「ずれなし」の場合、視差演算部230は、校正量CAを0とする(ステップS150)。 If the determination result Jr is “no shift”, the disparity calculating unit 230 sets the calibration amount CA to 0 (step S150).
判定結果Jrが「ピッチ発生」の場合、視差演算部230、視差記憶部240、視差検査部250及びずれ判定部260により、ピッチによるずれ量を求める(ステップS160)。ピッチによるずれ量演算については、図10のフローチャートを参照して説明する。視差演算部230は、比較画像CPを所定の間隔SGだけ縦方向にずらして(ステップS510)、中央領域の視差を算出し(ステップS520)、視差データPAとして視差記憶部240に記憶する。この際、元の位置からのずれた量をずれ量SAmとして保持する(ステップS530)。視差検査部250は、視差記憶部240に記憶された視差データPAに対して特異点除去を行い(ステップS540)、中央領域の領域別有効視差数NVnを求め、ずれ判定部260に出力する。ずれ判定部260は、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnから中央領域の領域別比率RTnを算出し(ステップS550)、保持する。ずらす回数が所定の回数ではない場合(ステップS560)、更に比較画像CPを所定の間隔SGだけ縦方向にずらして(ステップS510)、ステップS520〜S550を繰り返す。ずらす回数が所定の回数になった場合、ずれ判定部260は、保持した領域別比率RTnの中で値が最も1に近い領域別比率RTnを選出し(ステップS570)、その時のずらした回数を判定情報Jtとして視差演算部230に出力する(ステップS580)。視差演算部230は、判定情報Jtに対応するずれ量SAmをピッチによるずれ量とし(ステップS590)、校正量CAに設定する。 When the determination result Jr is "pitch generation", the disparity calculating unit 230, the disparity storage unit 240, the disparity inspection unit 250, and the deviation determining unit 260 determine the amount of deviation due to the pitch (step S160). The shift amount calculation due to the pitch will be described with reference to the flowchart of FIG. The parallax calculating unit 230 shifts the comparison image CP in the vertical direction by a predetermined interval SG (step S510), calculates the parallax of the central region (step S520), and stores the parallax as the parallax data PA in the parallax storage unit 240. At this time, to hold an amount of shift amount SA m deviated from the original position (step S530). Parallax checking unit 250 performs singular point removal with respect to the parallax data PA stored in the parallax storage unit 240 (step S540), obtains a regional effective parallax number NV n of the central region, and outputs the deviation determination unit 260 . Deviation determination unit 260 calculates a regional ratio RT n the central area from the area-based target parallax number NT n and regional effective parallax number NV n (step S550), holds. If the number of shifts is not the predetermined number (step S560), the comparison image CP is further shifted in the vertical direction by the predetermined interval SG (step S510), and steps S520 to S550 are repeated. If the number of shifting becomes a predetermined number of times, deviation determination unit 260, the value in the holding areas by the ratio RT n is elected regional ratio RT n closest to 1 (step S570), it shifted at that time The number of times is output to the disparity calculating unit 230 as the determination information Jt (step S580). Parallax calculation unit 230, a shift amount SA m corresponding to the determined information Jt a shift amount by the pitch (step S590), sets the calibration quantity CA.
判定結果Jrが「ロール発生」の場合、「ピッチ発生」の場合と同様の手順によりピッチによるずれ量SAPを求める(ステップS170)。そして、視差演算部230は、SAPだけずらした比較画像CPを所定の角度RGだけ回転させて(ステップS180)、全ての領域の視差を算出し(ステップS190)、視差データPAとして視差記憶部240に記憶する。この際、元の位置からの回転した量を回転量RAkとして保持する(ステップS200)。視差検査部250は、視差記憶部240に記憶された視差データPAに対して特異点除去を行い(ステップS210)、領域別有効視差数NVnを求め、ずれ判定部260に出力する。ずれ判定部260は、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnから領域別比率RTnを算出し(ステップS220)、保持する。回転する回数が所定の回数ではない場合(ステップS230)、更に比較画像CPを所定の角度RGだけ回転させて(ステップS180)、ステップS190〜S220を繰り返す。回転する回数が所定の回数になった場合、ずれ判定部260は、保持した領域別比率RTnを基に合致ケースを探し、合致ケースがあった場合(ステップS240)、合致ケースでの回転した回数を判定情報Jtとして視差演算部230に出力する(ステップS250)。視差演算部230は、判定情報Jtに対応する回転量RAmをロールによる回転量とし(ステップS260)、ピッチによるずれ量を設定された校正量CAに追加で設定する。合致ケースがなかった場合、ずれ判定部260は判定情報Jtを0にして視差演算部230に出力する(ステップS270)。そして、視差演算部230において保持された回転量の中に選択されていない回転量がある場合は(ステップS280)、視差演算部230は、1つの回転量を選択し(ステップS290)、その回転量で回転させた比較画像を基に、ステップS170〜280を繰り返す。全ての回転量が選択されていた場合は、視差演算部230は、校正量CAを「校正不能」とする(ステップS300)。 When the determination result Jr is "roll generation", the shift amount SAP due to the pitch is obtained by the same procedure as in the case of "pitch generation" (step S170). Then, the disparity calculating unit 230 rotates the comparison image CP shifted by SAP by the predetermined angle RG (step S180), calculates the disparity of all the regions (step S190), and sets the disparity storage unit 240 as disparity data PA. Remember to At this time, to hold the rotated amount from the original position as the rotation amount RA k (step S200). The parallax inspection unit 250 performs singular point removal on the parallax data PA stored in the parallax storage unit 240 (step S210), obtains the number of effective parallaxes per region NV n , and outputs the number to the deviation judgment unit 260. Deviation determination unit 260 calculates a regional ratio RT n the area-based target parallax number NT n and regional effective parallax number NV n (step S220), holds. If the number of rotations is not the predetermined number (step S230), the comparison image CP is further rotated by the predetermined angle RG (step S180), and steps S190 to S220 are repeated. If the number of rotation reaches a predetermined number, the deviation judgment unit 260, based on the region-specific ratio RT n holds locate the matching case, if there is a match case (step S240), and rotation in the matching case The number of times is output as the determination information Jt to the disparity calculation unit 230 (step S250). Parallax calculation unit 230, the rotation amount RA m corresponding to the determined information Jt as the rotation amount of the roll (step S260), sets an additional calibration parameter CA that is set a shift amount by the pitch. If there is no match case, the shift determination unit 260 sets the determination information Jt to 0 and outputs the result to the disparity calculation unit 230 (step S270). When there is a rotation amount not selected among the rotation amounts held in the parallax calculation unit 230 (step S280), the parallax calculation unit 230 selects one rotation amount (step S290), and the rotation is performed. Steps S170 to S280 are repeated based on the comparison image rotated by the amount. If all the rotation amounts have been selected, the disparity calculating unit 230 sets the calibration amount CA to “impossible to calibrate” (step S300).
判定結果Jrが「判定不能」の場合も、視差演算部230は、校正量CAを「校正不能」とする(ステップS300)。 Also in the case where the determination result Jr is “indeterminable”, the disparity calculating unit 230 also sets the calibration amount CA to “impossible to calibrate” (step S300).
校正量CAに値が設定されたら、視差演算部230は校正量CAを出力する(ステップS310)。 When a value is set to the calibration amount CA, the disparity calculating unit 230 outputs the calibration amount CA (step S310).
なお、領域別目標視差数NTn算出の動作(ステップS20)と視差算出から領域別有効視差数NVn算出までの動作(ステップS30〜S50)は順番が逆でも、並行に実行されても良い。 The operation of calculating the target parallax number NT n by area (step S20) and the operation from the parallax calculation to the calculation of the effective parallax number NV n by area (steps S30 to S50) may be performed in reverse order or in parallel. .
第1実施形態では、ピッチによるずれが発生したと判定した場合とロールによるずれが発生したと判定した場合とで校正量を求める手順が異なるが、両方のずれは同時に発生することが多いので、両者を区別せずに、同じ手順で、即ち、ロールによるずれが発生したと判定した場合の手順で、校正量を求めても良い。 In the first embodiment, the procedure for obtaining the calibration amount differs between when it is determined that a shift due to pitch has occurred and when it is determined that a shift due to roll has occurred, but both shifts often occur simultaneously. The calibration amount may be determined according to the same procedure, that is, according to the procedure when it is determined that the shift due to the roll has occurred, without distinguishing between the two.
上述の同じ手順で校正量を求める場合の構成例(第2実施形態)を図11に示しており、図2に示される第1実施形態の構成例と同じ構成をしており、視差演算部230及びずれ判定部260が、それぞれ視差演算部330及びずれ判定部360に代わっている。 A configuration example (second embodiment) in the case of obtaining the calibration amount in the same procedure as described above is shown in FIG. 11, and has the same configuration as the configuration example of the first embodiment shown in FIG. 230 and the shift determination unit 260 replace the disparity calculation unit 330 and the shift determination unit 360, respectively.
ずれ判定部360は、ずれ判定部260と同様に、ずれの判定及び校正量算出での判定情報Jtの生成を行うが、ずれの判定に違いがある。即ち、ずれ判定部360は、全ての領域別比率RTnが1に近い値の場合は、ずれ判定部260と同様にずれが発生していないと判定するが、全ての領域別比率RTnが同じような値で且つ1より遠い値の場合、又は、領域別比率RTnとして1に近い値と1より遠い値が混在する場合、ずれが発生していると判定し(以下、この判定結果を「ずれ発生」とする)、ピッチによるずれかロールによるずれか区別しない。よって、判定結果Jrrが取り得る値は「ずれなし」、「ずれ発生」及び「判定不能」のいずれかとなる。 Similar to the shift determination unit 260, the shift determination unit 360 performs shift determination and generation of the determination information Jt in calibration amount calculation, but there is a difference in the shift determination. That is, the deviation determination unit 360, if all the regional ratio RT n value close to 1, it is determined that the deviation in the same manner as deviation determination unit 260 does not occur, all regional ratio RT n In the case of similar values and values farther than 1 or when values close to 1 and values farther than 1 are mixed as the area ratio RT n , it is determined that a shift has occurred (hereinafter, this determination result As “a shift occurrence”), it does not distinguish whether it is a shift due to a pitch or a shift due to a roll. Therefore, possible values of the determination result Jrr are either "no deviation", "occurrence of deviation", or "indeterminable".
視差演算部330は、視差の算出は視差演算部230と同様の手順で行うが、校正量CAの算出は手順が異なる。即ち、判定結果Jrrが「ずれなし」又は「判定不能」の場合は、視差演算部230と同様の処理を行うが、判定結果Jrrが「ずれ発生」の場合は、視差演算部230において判定結果Jrが「ロール発生」の場合と同様の処理を行う。 The disparity calculating unit 330 calculates the disparity in the same procedure as the disparity calculating unit 230, but the procedure of calculating the calibration amount CA is different. That is, when the determination result Jrr is "no deviation" or "indeterminable", the same processing as the disparity calculating unit 230 is performed, but when the determination result Jrr is "displacement occurrence", the determination result in the disparity calculating unit 230 Perform the same processing as when Jr is "roll generation".
第2実施形態の動作例のフローチャートを、図8及び図9に示される第1実施形態の動作例のフローチャートに対応して示すと、図12及び図13のようになる。なお、ピッチによるずれ量演算の動作例は図10と同様である。 The flowchart of the operation example of the second embodiment is as shown in FIG. 12 and FIG. 13 corresponding to the flowchart of the operation example of the first embodiment shown in FIG. 8 and FIG. The operation example of the shift amount calculation due to the pitch is the same as that of FIG.
動作を開始してから領域別比率RTnを算出するステップS60までは第1実施形態と同じ動作を行う。そして、ずれ判定部360は、全ての領域別比率RTnが1に近い値の場合(ステップS70)、判定結果Jrrを「ずれなし」とし(ステップS80)。そうではなく、全ての領域別比率RTnが同じような値で且つ1より遠い値の場合、又は、1に近い値と1より遠い値が混在する場合(ステップS91)、判定結果Jrrを「ずれ発生」とする(ステップS101)。いずれの場合でもないときは、判定結果Jrrを「判定不能」とする(ステップS130)。判定結果Jrrは視差演算部330に入力される。 From the start of the operation until step S60 of calculating the regional ratio RT n perform the same operations as in the first embodiment. The deviation determination unit 360, if all the regional ratio RT n value close to 1 (step S70), the determination result Jrr as "Zurenashi" (step S80). Otherwise, if all the regional ratios RT n are similar values and values farther than 1 or if values close to 1 and values farther than 1 are mixed (step S 91), the judgment result J rr is It is assumed that "deviation occurs" (step S101). If neither of the cases is the case, the judgment result Jrr is set to "impossible to judge" (step S130). The determination result Jrr is input to the disparity calculating unit 330.
判定結果Jrrを入力した視差演算部330は、判定結果Jrrを確認し(ステップS140)、判定結果Jrrが「ずれなし」の場合及び「判定不能」の場合は、第1実施形態と同様の動作を行う(ステップS150、ステップS300)。判定結果Jrrが「ずれ発生」の場合は、第1実施形態において「ロール発生」の場合と同様の動作を行う(ステップS170〜S300)。そして、校正量CAに値が設定されたら、視差演算部330は校正量CAを出力する(ステップS310)。 The disparity calculating unit 330 which has input the determination result Jrr confirms the determination result Jrr (step S140), and the operation similar to that of the first embodiment is performed when the determination result Jrr is "no deviation" or "indeterminable". (Step S150, step S300). When the determination result Jrr is "deviation of deviation", the same operation as that of "roll occurrence" in the first embodiment is performed (steps S170 to S300). Then, when a value is set to the calibration amount CA, the disparity calculating unit 330 outputs the calibration amount CA (step S310).
なお、ステップS91での判定を行わず、全ての領域別比率RTnが1に近い値であるという条件が満たされない場合、即ち、1に近くない値である領域別比率RTnが存在する場合、判定結果Jrrを「ずれ発生」としても良い。この場合、「判定不能」との判定結果は不要となる。 Note that without performing the determination in step S91, the case where all the regional ratio RT n not satisfied the condition that it is close to 1, i.e., if a nearby value not is regional ratio RT n to 1 are present Alternatively, the determination result Jrr may be set as "deviation occurrence". In this case, the determination result of "indeterminable" is unnecessary.
第1実施形態においてロールによるずれが発生したと判定した場合、又は第2実施形態においてずれが発生したと判定した場合、縦ずれの校正の精度を上げるために、ロールによる回転量を求めた後に、その回転量に固定して、再度、画像全体を縦方向に所定の間隔でずらしながら、中央領域だけではなく、全領域の領域別有効視差数(シフト有効視差数)NVnを算出し、更に領域別比率RTnを算出し、全体の領域別比率RTnが最も1に近い値になる場合を探し、その場合までのずらし量をピッチによる新たなずれ量としても良い。これは、合致ケースが見つからなかった場合と同様に、中央領域は幅を持っており、ロールによる回転量を求めるときに、回転の中心が必ずしも画面の中心にあるとは限らず、回転により並進動作が加わってしまうので、その分を補正するために行うものである。この場合、回転量は正しく、結果として画面全体の比率が悪くなるので、中央領域だけではなく、全領域の比率を対象とする。 If it is determined in the first embodiment that a shift due to the roll has occurred, or if it is determined that a shift has occurred in the second embodiment, the rotation amount due to the roll is determined to increase the accuracy of the calibration of the vertical shift. Fixing the rotation amount, and again shifting the whole image at predetermined intervals in the vertical direction, calculate the number of effective parallaxes per area (the number of shift effective parallaxes) NV n of not only the central area but the whole area, further calculates a regional ratio RT n, locate the case where the entire area by the ratio RT n is close to the most 1, or a shift amount up to the case as a new shift amount by the pitch. This is similar to the case where no matching case is found, the central region has a width, and when determining the amount of rotation by the roll, the center of rotation is not necessarily at the center of the screen, but is translated by the rotation Since an operation is added, it is performed to correct that amount. In this case, the amount of rotation is correct, and as a result, the ratio of the entire screen is degraded, so the ratio of the entire region is targeted, not only the central region.
上述の処理を第2実施形態に追加した構成例(第3実施形態)を図14に示しており、構成は第1実施形態及び第2実施形態の構成例と同じである。 FIG. 14 shows a configuration example (third embodiment) in which the above-described processing is added to the second embodiment, and the configuration is the same as the configuration example of the first embodiment and the second embodiment.
視差演算部430は、判定結果Jrrが「ずれ発生」の場合、ずれ判定部460と協調してピッチによるずれ量及びロールによる回転量を求めた後、その回転量に固定して、画像全体を縦方向に所定の間隔SGだけずらして、全ての領域の視差を算出する。全ての領域の視差を算出したら、視差データPAとして出力すると共に、ずれ量SAmを保持する。その後、回転量は固定したまま、画像全体を縦方向に更に所定の間隔SGだけずらして、同様の処理を所定の回数又は所定の範囲だけずらすまで行う。その後、ずれ判定部460にて全体の領域別比率RTnが最も1に近い値になった回の情報が判定情報Jtとして出力されるので、その回のずれ量SAmをピッチによる新たなずれ量とする。 When the determination result Jrr is “deviation occurrence”, the parallax computation unit 430 cooperates with the deviation determination unit 460 to obtain the displacement amount due to the pitch and the rotation amount due to the roll, and then fixes this to the rotation amount to obtain the entire image. The parallaxes of all the areas are calculated by shifting in the vertical direction by a predetermined interval SG. After calculating the parallax of all the regions, and outputs the disparity data PA, to hold the shift amount SA m. Thereafter, while the amount of rotation is fixed, the entire image is further shifted in the vertical direction by a predetermined interval SG until the same processing is shifted a predetermined number of times or a predetermined range. Then, since the times of the information becomes a value close to the entire area by the ratio RT n most 1 at the deviation judging unit 460 is output as the determination information Jt, new deviation by the pitch deviation amount SA m of times Amount.
ずれ判定部460は、判定結果Jrrが「ずれ発生」の場合、第2実施形態の場合と同様の処理を行った後、視差検査部250から順次出力される領域別有効視差数NVn及び保持しておいた領域別目標視差数NTnを用いて全ての領域の領域別比率RTnを算出し、保持する。そして、画像全体が所定の回数又は所定の範囲でずらされたら、保持した全ての領域の領域別比率RTnの中で値が最も1に近い回、例えば全ての領域の領域別比率RTnの平均値が最も1に近い回の情報を判定情報Jtとして出力する。 When the determination result Jrr is “a shift occurrence”, the shift determining unit 460 performs the same processing as in the second embodiment, and then the effective parallax number by region NV n sequentially output from the disparity inspection unit 250 and the holding The regional ratios RT n of all the regions are calculated and held using the regional disparity numbers NT n stored. Then, if the entire image is shifted a predetermined number of times or within a predetermined range, the value is the number closest to 1 among the regional ratios RT n of all the retained regions, for example, the regional ratios RT n of all the regions. The information of the times when the average value is closest to 1 is output as the determination information Jt.
第3実施形態の動作例は、図12及び図13に示される第2実施形態の動作例において、ステップS260でのロールによる回転量決定の後に、ピッチによるずれ量の再演算が加わる。ピッチによるずれ量の再演算の動作例を図15のフローチャートを参照して説明する。 In the operation example of the third embodiment, in the operation example of the second embodiment shown in FIGS. 12 and 13, after the rotation amount determination by the roll in step S260, the recalculation of the shift amount due to the pitch is added. An operation example of the recalculation of the shift amount due to the pitch will be described with reference to the flowchart of FIG.
視差演算部430は、ステップS260で求められた回転量だけ回転した比較画像CPを所定の間隔SGだけ縦方向にずらして(ステップS610)、全ての領域の視差を算出し(ステップS620)、視差データPAとして視差記憶部240に記憶する。この際、元の位置からのずれた量をずれ量SAmとして保持する(ステップS630)。視差検査部250は、視差記憶部240に記憶された視差データPAに対して特異点除去を行い(ステップS640)、領域別有効視差数NVnを求め、ずれ判定部460に出力する。ずれ判定部460は、領域別目標視差数NTn及び領域別有効視差数NVnから領域別比率RTnを算出し(ステップS650)、保持する。ずらす回数が所定の回数ではない場合(ステップS660)、更に比較画像CPを所定の間隔SGだけ縦方向にずらして(ステップS610)、ステップS620〜S650を繰り返す。ずらす回数が所定の回数になった場合、ずれ判定部460は、保持した領域別比率RTnの中で全ての領域の領域別比率RTnの平均値が最も1に近い領域別比率RTnを選出し(ステップS670)、その時のずらした回数を判定情報Jtとして視差演算部430に出力する(ステップS680)。視差演算部430は、判定情報Jtに対応するずれ量SAmをピッチによる新たなずれ量とし(ステップS690)、校正量CAに設定されたずれ量と置き換える。 The disparity calculating unit 430 vertically shifts the comparison image CP rotated by the rotation amount obtained in step S260 by a predetermined interval SG (step S610), and calculates the disparity of all the regions (step S620). The data is stored in the disparity storage unit 240 as data PA. At this time, to hold an amount of shift amount SA m deviated from the original position (step S630). The parallax inspection unit 250 performs singular point removal on the parallax data PA stored in the parallax storage unit 240 (step S 640), obtains the number of effective parallaxes per region NV n , and outputs the number to the deviation judgment unit 460. The shift determining unit 460 calculates the area ratio RT n from the area-specific target parallax number NT n and the area-specific effective parallax number NV n (step S 650), and holds the ratio. If the number of shifts is not the predetermined number (step S660), the comparison image CP is further shifted in the vertical direction by the predetermined interval SG (step S610), and steps S620 to S650 are repeated. If the number of shifting becomes a predetermined number of times, deviation determination unit 460, retained the regional ratio RT n near the average value of the regional ratio RT n of all areas in the most 1 in each region proportions RT n The selected number of times is output as the determination information Jt to the disparity calculation unit 430 (step S680). Parallax calculation unit 430, a shift amount SA m corresponding to the determined information Jt as a new shift amount by the pitch (step S690), replaces the set displacement amount in the calibration amount CA.
上述の実施形態(第1〜第3実施形態)における処理のうち、横方向に隣接する画素間の輝度の差分算出及び特異点除去は、従来のステレオカメラでの視差画像生成において実施されていることがあり、画像をずらす機能や回転する機能を従来から有している装置もある。よって、そのような処理や機能を有する装置においては、領域別目標視差数及び領域別有効視差数のカウントに基づいた処理を追加するだけでずれの判定及び校正を行うことができるようになるので、新たな構成の追加を抑制し、コストや演算時間の増加を抑えることができる。また、上述の実施形態による処理は、単独で実施するだけではなく、ステレオ画像撮像装置10から順次画像が出力される場合に、例えば10フレームに対して1フレームの割合で実施するようにすれば、通常の立体物の検出処理等を阻害することなく、バックグラウンドとして実施することができる。 Among the processes in the above-described embodiments (first to third embodiments), calculation of difference in luminance between adjacent pixels in the horizontal direction and singular point removal are performed in parallax image generation with a conventional stereo camera. There are also devices that conventionally have the function of shifting the image or the function of rotating it. Therefore, in a device having such processing and functions, it is possible to perform the determination and calibration of the deviation only by adding the processing based on the count of the target disparity count by region and the effective disparity count by region. The addition of new configuration can be suppressed, and the increase in cost and operation time can be suppressed. Further, the processing according to the above-described embodiment is not limited to being performed alone, but may be performed at a ratio of one frame to ten frames, for example, when images are sequentially output from the stereo imaging device 10 The present invention can be carried out as a background without inhibiting ordinary three-dimensional object detection processing and the like.
なお、輝度情報抽出部220で使用する閾値TDは固定値ではなく、算出された輝度の差分の平均値を基に決められた値等を用いても良い。また、算出される領域別目標視差数が所定の数より少ない場合、正確なずれ発生の判定及び校正量の算出が行えないとして、「校正不能」としても良い。 The threshold value TD used by the luminance information extraction unit 220 is not a fixed value, but may be a value determined based on the average value of the calculated differences in luminance. In addition, when the calculated target parallax number by area is smaller than a predetermined number, it may be considered as “impossible to calibrate” because it is not possible to accurately determine the occurrence of misalignment and calculate the calibration amount.
視差演算部における画素FCPEの探索においては、画素SPEijの輝度と画素CPEijの輝度の差の大きさではなく、差の二乗等を用いても良い。更に、視差の算出においては、ずれの精度を上げるために、サブピクセル精度の視差を求めるようにしても良い。例えば、図16は、図4に示される探索範囲での一部の輝度の差の大きさを模擬した図で、s2において最小の値になっているとする。図16において、輝度の差の大きさは最小値付近では線形近似できると仮定し、最小値となる位置のs2とその前後の位置での値のうち値が大きい方の位置(図16ではs3)を直線で結び(図16では直線s2s3)、さらに傾きがその直線の傾きと逆符号で値が小さい方の位置(図16ではs1)を通る直線を引き、2つの直線の交点を真の位置とする。この真の位置と画素SPEijの横方向における位置の差を視差とする。最小値付近での値は、線形近似ではなく、二次曲線等で近似しても良い。 In the search for the pixel FCPE in the parallax calculation unit, not the size of the difference between the brightness of the pixel SPE ij and the brightness of the pixel CPE ij but the square of the difference or the like may be used. Furthermore, in the calculation of the parallax, in order to increase the shift accuracy, the parallax with sub-pixel accuracy may be obtained. For example, FIG. 16 is a diagram simulating the magnitude of the difference in luminance in part of the search range shown in FIG. 4, and it is assumed that the value is the minimum value in s2. In FIG. 16, it is assumed that the size of the difference in luminance can be linearly approximated near the minimum value, and the position of one of s2 of the position at which the value is minimum and the value before and after it is larger (s3 in FIG. 16). ) Is drawn by a straight line (line s2s3 in FIG. 16), and a straight line passing the position (s1 in FIG. 16) whose inclination is opposite to that of the straight line and smaller in value is drawn. Position. The difference between the true position and the position in the lateral direction of the pixel SPE ij is taken as the parallax. The value near the minimum value may be approximated not by a linear approximation but by a quadratic curve or the like.
上述の実施形態において、校正量は他の手段で求める等により、校正量は求めずに、ずれの発生の検出のみを行うようにしても良く、更にずれの種類(縦ずれ及び回転ずれ)の特定も不要である場合は、画面を複数の領域に分割しなくても良い。 In the above embodiment, the calibration amount may be obtained by other means, etc., so that only the occurrence of the shift may be detected without obtaining the calibration amount, and the type of shift (vertical shift and rotational shift) If the specification is also unnecessary, the screen may not be divided into a plurality of areas.
以上、本発明に係る校正装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成、方法を採り得ることは勿論である。例えば、視差演算部及びずれ判定部を1つとした構成としても良い。また、本発明に係る校正装置は、コンピュータシステムを利用し、ソフトウェア(コンピュータプログラム)により実装されることができ、そして、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、GPU(Graphics Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアにより実装されることも勿論できる。 The calibration apparatus according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various other configurations and methods can be adopted without departing from the scope of the present invention. For example, the parallax calculating unit and the deviation determining unit may be one. Further, the calibration device according to the present invention can be implemented by software (computer program) using a computer system, and ASIC (Application Specific Integrated Circuit), GPU (Graphics Processing Unit), FPGA (Field Programmable) It can of course be implemented by hardware such as Gate Array).
10 ステレオ画像撮像装置
11、12 カメラ
20、30、40 校正装置
210 画像記憶部
220 輝度情報抽出部
230、330、430 視差演算部
240 視差記憶部
250 視差検査部
260、360、460 ずれ判定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stereo image pickup apparatus 11, 12 Camera 20, 30, 40 Calibration apparatus 210 Image storage part 220 Brightness information extraction part 230, 330, 430 Parallax operation part 240 Parallax storage part 250 Parallax inspection part 260, 360, 460 Shift judgment part
Claims (23)
前記ステレオ画像撮像装置で撮像される基準画像において輝度が変化するポイントのうち、一定の条件を満たすポイントの数を目標視差数として求める輝度情報抽出部と、
前記ステレオ画像撮像装置で撮像される比較画像及び前記基準画像を用いて視差を算出する視差演算部と、
前記視差のうち、有効な視差の数を有効視差数として求める視差検査部と、
前記目標視差数と前記有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定するずれ判定部を備えることを特徴とする校正装置。 In a calibration device for calibrating a shift that occurs due to an installation state of a stereo image pickup device,
A luminance information extraction unit which obtains, as a target parallax number, the number of points satisfying a predetermined condition among the points at which the luminance changes in the reference image imaged by the stereo image pickup device;
A disparity calculating unit that calculates disparity using the comparison image captured by the stereo image capturing apparatus and the reference image;
A parallax inspection unit which obtains the number of effective parallaxes among the parallaxes as an effective parallax number;
A calibration apparatus comprising: a shift determining unit that determines that the shift is occurring based on a difference between the target number of parallaxes and the number of effective parallaxes.
前記輝度情報抽出部は、前記領域毎に前記目標視差数を領域別目標視差数として求め、
前記視差演算部は、前記領域毎に前記視差を算出し、
前記視差検査部は、前記領域毎の視差を用いて、前記領域毎に前記有効視差数を領域別有効視差数として求め、
前記ずれ判定部は、前記領域別目標視差数と前記領域別有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定する請求項1乃至3のいずれかに記載の校正装置。 Dividing a screen for the reference image and the comparison image into a plurality of areas;
The luminance information extraction unit obtains the target number of parallaxes as the target number of parallaxes by area for each of the areas,
The disparity calculating unit calculates the disparity for each of the areas,
The parallax inspection unit obtains the number of effective parallaxes as an area-specific effective parallax number for each area using the parallax for each area.
The calibration apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the shift determining unit determines that the shift is occurring based on a difference between the target disparity count by region and the effective disparity count by region.
前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、
前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、ピッチによるずれが発生していると判定し、
1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、ロールによるずれが発生していると判定する請求項5に記載の校正装置。 The deviation judgment unit
If the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallaxes by region to the number of target parallaxes by region, is a value close to 1 at all, it is determined that the deviation has not occurred.
If all the area ratios are substantially the same value and more than 1 value, it is determined that a shift due to the pitch has occurred,
The calibration apparatus according to claim 5, wherein it is determined that a shift due to a roll has occurred when the area ratio having a value close to 1 and the area ratio having a value further than 1 coexist.
前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とする請求項6に記載の校正装置。 If the deviation determination unit determines that the deviation due to the pitch has occurred,
While the reference image or the comparison image is shifted at predetermined intervals in the direction of the pitch, the parallax calculating unit and the parallax inspecting unit determine the number of effective parallaxes by region in the central region located at the center of the screen.
7. The calibration apparatus according to claim 6, wherein an amount obtained by shifting the reference image or the comparison image when the regional ratio in the central region is closest to 1 is taken as a shift amount due to the pitch.
前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、
前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、
前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、前記ロールによる回転量とする請求項6に記載の校正装置。 When the shift determination unit determines that the shift due to the roll is occurring,
While the reference image or the comparison image is shifted at predetermined intervals in the direction of the pitch, the parallax calculating unit and the parallax inspecting unit determine the number of effective parallaxes by region in the central region located at the center of the screen.
The amount by which the reference image or the comparison image is shifted when the ratio by region in the central region is closest to 1 is defined as the amount of shift by the pitch.
While rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the parallax calculating unit and the parallax inspection unit rotate the effective parallax number by area and effective rotation Calculated as the parallax number,
The rotation amount by the roll according to claim 6, wherein an angle obtained by rotating the reference image or the comparison image when the ratio of the number of effective rotation parallaxes to the target number of parallaxes by region is all close to 1 is a rotation amount by the roll. Calibration device.
前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、
前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、又は、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、前記ずれが発生していると判定する請求項5に記載の校正装置。 The deviation judgment unit
If the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallaxes by region to the number of target parallaxes by region, is a value close to 1 at all, it is determined that the deviation has not occurred.
If the regional ratios all have substantially the same value and a value farther than 1 or if the regional ratios having values close to 1 and the regional ratios having values farther than 1 coexist, the deviation occurs. The calibration apparatus according to claim 5, wherein it is determined that
前記基準画像又は前記比較画像をピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、
前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、
前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、ロールによる回転量とする請求項9に記載の校正装置。 If the deviation determining unit determines that the deviation is occurring,
While the reference image or the comparison image is shifted at a predetermined interval in the pitch direction, the parallax calculating unit and the parallax inspecting unit determine the number of effective parallaxes by region in the central region located at the center of the screen.
The amount by which the reference image or the comparison image is shifted when the ratio by region in the central region is closest to 1 is defined as the amount of shift by the pitch.
While rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the parallax calculating unit and the parallax inspection unit rotate the effective parallax number by area and effective rotation Calculated as the parallax number,
10. The calibration according to claim 9, wherein an angle obtained by rotating the reference image or the comparison image when the ratio of the number of effective rotation parallaxes to the target number of parallaxes by region is all close to 1 is the amount of rotation by the roll. apparatus.
前記ロールによる回転量を求めた後に、前記回転量で回転した前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算部及び前記視差検査部により、前記領域別有効視差数をシフト有効視差数として求め、
前記領域別目標視差数に対する前記シフト有効視差数の比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量により前記ピッチによるずれ量を更新する請求項8又は10に記載の校正装置。 The deviation judgment unit
After the amount of rotation by the roll is determined, the parallax calculating unit and the parallax inspection unit separate each of the regions while shifting the reference image or the comparison image rotated by the amount of rotation at predetermined intervals in the direction of the pitch. Determine the number of effective parallaxes as the number of shift effective parallaxes,
The calibration according to claim 8 or 10, wherein the shift amount due to the pitch is updated by an amount obtained by shifting the reference image or the comparison image when the ratio of the number of effective shift parallaxes to the target number of parallaxes by region is closest to one. apparatus.
前記ステレオ画像撮像装置で撮像される基準画像において輝度が変化するポイントのうち、一定の条件を満たすポイントの数を目標視差数として求める輝度情報抽出ステップと、
前記ステレオ画像撮像装置で撮像される比較画像及び前記基準画像を用いて視差を算出する視差演算ステップと、
前記視差のうち、有効な視差の数を有効視差数として求める視差検査ステップと、
前記目標視差数と前記有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定するずれ判定ステップを有することを特徴とする校正方法。 In a calibration method for calibrating a shift generated due to an installation state of a stereo image pickup device,
A luminance information extraction step of obtaining, as a target parallax number, the number of points satisfying a predetermined condition among the points at which the luminance changes in the reference image imaged by the stereo image pickup device;
A disparity calculating step of calculating disparity using the comparison image captured by the stereo image capturing device and the reference image;
A parallax inspection step of obtaining the number of effective parallaxes among the parallaxes as an effective parallax number;
And a deviation determining step of determining that the deviation is occurring based on a difference between the target number of parallaxes and the effective number of parallaxes.
前記輝度情報抽出ステップでは、前記領域毎に前記目標視差数を領域別目標視差数として求め、
前記視差演算ステップでは、前記領域毎に前記視差を算出し、
前記視差検査ステップでは、前記領域毎の視差を用いて、前記領域毎に前記有効視差数を領域別有効視差数として求め、
前記ずれ判定ステップでは、前記領域別目標視差数と前記領域別有効視差数の違いを基に、前記ずれが発生していることを判定する請求項12乃至14のいずれかに記載の校正方法。 Dividing a screen for the reference image and the comparison image into a plurality of areas;
In the luminance information extraction step, the target number of parallaxes is obtained as the target number of parallaxes by area for each of the areas,
In the parallax calculation step, the parallax is calculated for each of the areas,
In the parallax inspection step, the number of effective parallaxes is calculated as an area-specific effective parallax number for each area using the parallax for each area.
The calibration method according to any one of claims 12 to 14, wherein in the deviation determining step, the occurrence of the deviation is determined based on a difference between the area-specific target parallax number and the area-specific effective parallax number.
前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、
前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、ピッチによるずれが発生していると判定し、
1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、ロールによるずれが発生していると判定する請求項16に記載の校正方法。 In the deviation determination step,
If the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallaxes by region to the number of target parallaxes by region, is a value close to 1 at all, it is determined that the deviation has not occurred.
If all the area ratios are substantially the same value and more than 1 value, it is determined that a shift due to the pitch has occurred,
The calibration method according to claim 16, wherein it is determined that a shift due to a roll occurs when the area ratio having a value close to 1 and the area ratio having a value further than 1 coexist.
前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とする請求項17に記載の校正方法。 If it is determined in the deviation determination step that a deviation due to the pitch has occurred,
While shifting the reference image or the comparison image at predetermined intervals in the direction of the pitch, the number of effective parallaxes by area in the central area located at the center of the screen is determined by the parallax calculation step and the parallax inspection step.
18. The calibration method according to claim 17, wherein an amount obtained by shifting the reference image or the comparison image when the regional ratio in the central region is closest to 1 is set as a shift amount due to the pitch.
前記基準画像又は前記比較画像を前記ピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、
前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、
前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、前記ロールによる回転量とする請求項17に記載の校正方法。 If it is determined in the shift determination step that a shift due to the roll is occurring,
While shifting the reference image or the comparison image at predetermined intervals in the direction of the pitch, the number of effective parallaxes by area in the central area located at the center of the screen is determined by the parallax calculation step and the parallax inspection step.
The amount by which the reference image or the comparison image is shifted when the ratio by region in the central region is closest to 1 is defined as the amount of shift by the pitch.
While rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the effective parallax number by region is rotated by the parallax calculation step and the parallax inspection step Calculated as the parallax number,
The rotation amount by the roll according to claim 17, wherein an angle obtained by rotating the reference image or the comparison image when the ratio of the rotation effective parallax number to the region-specific target parallax number is all close to 1 is a rotation amount by the roll. Calibration method.
前記領域別目標視差数に対する前記領域別有効視差数の比率である領域別比率が全て1に近い値の場合、前記ずれが発生していないと判定し、
前記領域別比率が全て略同じ値で1より遠い値の場合、又は、1に近い値を有する前記領域別比率及び1より遠い値を有する前記領域別比率が混在する場合、前記ずれが発生していると判定する請求項16に記載の校正方法。 In the deviation determination step,
If the ratio by region, which is the ratio of the number of effective parallaxes by region to the number of target parallaxes by region, is a value close to 1 at all, it is determined that the deviation has not occurred.
If the regional ratios all have substantially the same value and a value farther than 1 or if the regional ratios having values close to 1 and the regional ratios having values farther than 1 coexist, the deviation occurs. The calibration method according to claim 16, wherein it is determined that
前記基準画像又は前記比較画像をピッチの方向に所定の間隔でずらしながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記画面の中央に位置する中央領域における前記領域別有効視差数を求め、
前記中央領域における前記領域別比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量を、前記ピッチによるずれ量とし、
前記ずれ量でずらした前記基準画像又は前記比較画像を、前記画面の中心を原点として所定の角度で回転させながら、前記視差演算ステップ及び前記視差検査ステップにより、前記領域別有効視差数を回転有効視差数として求め、
前記領域別目標視差数に対する前記回転有効視差数の比率が全て1に近い値になる場合の前記基準画像又は前記比較画像を回転した角度を、ロールによる回転量とする請求項20に記載の校正方法。 If it is determined in the deviation determining step that the deviation is occurring,
While the reference image or the comparison image is shifted at predetermined intervals in the direction of the pitch, the effective parallax number by area in the central area located at the center of the screen is determined by the parallax calculation step and the parallax inspection step.
The amount by which the reference image or the comparison image is shifted when the ratio by region in the central region is closest to 1 is defined as the amount of shift by the pitch.
While rotating the reference image or the comparison image shifted by the shift amount at a predetermined angle with the center of the screen as the origin, the effective parallax number by region is rotated by the parallax calculation step and the parallax inspection step Calculated as the parallax number,
21. The calibration according to claim 20, wherein an angle obtained by rotating the reference image or the comparison image when the ratio of the number of effective rotation parallaxes to the target number of parallaxes by region is all close to 1 is the amount of rotation by roll. Method.
前記領域別目標視差数に対する前記シフト有効視差数の比率が最も1に近い場合の前記基準画像又は前記比較画像をずらした量により前記ピッチによるずれ量を更新する請求項19又は21に記載の校正方法。 After the rotation amount by the roll is obtained in the shift determination step, the parallax calculation step and the parallax inspection are performed while shifting the reference image or the comparison image rotated by the rotation amount at a predetermined interval in the direction of the pitch. According to the step, the area-specific effective parallax number is determined as a shift effective parallax number,
22. The calibration according to claim 19, wherein the shift amount due to the pitch is updated by an amount obtained by shifting the reference image or the comparison image when the ratio of the number of effective shift parallaxes to the target number of parallaxes by region is closest to one. Method.
A calibration program for executing the calibration method according to any one of claims 12 to 22.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017247449A JP7004971B2 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Calibration equipment, calibration method and calibration program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017247449A JP7004971B2 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Calibration equipment, calibration method and calibration program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019113434A true JP2019113434A (en) | 2019-07-11 |
JP7004971B2 JP7004971B2 (en) | 2022-01-21 |
Family
ID=67223659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017247449A Active JP7004971B2 (en) | 2017-12-25 | 2017-12-25 | Calibration equipment, calibration method and calibration program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7004971B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021245973A1 (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | 日立Astemo株式会社 | Computation device and parallax search method |
CN114394102A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Method for calibrating attitude sensor and travel device |
CN118015850A (en) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 云南省公路科学技术研究院 | Multi-target vehicle speed synchronous estimation method, system, terminal and medium |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007037011A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | Image processing apparatus |
JP2011180022A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Suzuki Motor Corp | Method and device of diagnosing stereo camera |
WO2016013691A1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-01-28 | 株式会社小松製作所 | Position measuring system and position measuring method |
-
2017
- 2017-12-25 JP JP2017247449A patent/JP7004971B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007037011A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | Image processing apparatus |
JP2011180022A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Suzuki Motor Corp | Method and device of diagnosing stereo camera |
WO2016013691A1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-01-28 | 株式会社小松製作所 | Position measuring system and position measuring method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021245973A1 (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | 日立Astemo株式会社 | Computation device and parallax search method |
JP7521940B2 (en) | 2020-06-05 | 2024-07-24 | 日立Astemo株式会社 | Arithmetic device, parallax search method |
CN114394102A (en) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Method for calibrating attitude sensor and travel device |
CN118015850A (en) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 云南省公路科学技术研究院 | Multi-target vehicle speed synchronous estimation method, system, terminal and medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7004971B2 (en) | 2022-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5615441B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP6515650B2 (en) | Calibration apparatus, distance measuring apparatus and calibration method | |
EP1343332A2 (en) | Stereoscopic image characteristics examination system | |
JP5293131B2 (en) | Compound eye distance measuring device for vehicle and compound eye distance measuring method | |
JP2006252473A (en) | Obstacle detector, calibration device, calibration method and calibration program | |
US10482615B2 (en) | Image processing device and image processing method | |
JP6209648B1 (en) | Stereo camera installation parameter calibration method | |
JP7004971B2 (en) | Calibration equipment, calibration method and calibration program | |
KR20200118073A (en) | System and method for dynamic three-dimensional calibration | |
US20020196423A1 (en) | Range finder for finding range by image realization | |
EP3640585B1 (en) | Stereo camera device | |
JP2008309519A (en) | Object detection device using image processing | |
JP2010048553A (en) | Inspecting method of compound-eye distance measuring device and chart used for same | |
JP2000121319A (en) | Image processor, image processing method and supply medium | |
US10726528B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method for image picked up by two cameras | |
US8102516B2 (en) | Test method for compound-eye distance measuring apparatus, test apparatus, and chart used for the same | |
JP2018036225A (en) | State estimation device | |
US20190279384A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and driving support system | |
JP4018950B2 (en) | Stereo camera misalignment inspection apparatus and misalignment inspection method | |
WO2020095549A1 (en) | Imaging device | |
JPH09126759A (en) | Range finding method by on-vehicle camera and range finder using the camera | |
JP5580062B2 (en) | Obstacle detection alarm device | |
WO2020016994A1 (en) | Image distortion inspection device, image distortion inspection method, and program | |
JP6561688B2 (en) | DETECTING DEVICE, DETECTING METHOD, IMAGING DEVICE, DEVICE CONTROL SYSTEM, AND PROGRAM | |
EP3001141A1 (en) | Information processing system and information processing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210817 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211203 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211222 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7004971 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |