JP2941139B2 - Parallax image creation method and device - Google Patents

Parallax image creation method and device

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JP2941139B2
JP2941139B2 JP5050606A JP5060693A JP2941139B2 JP 2941139 B2 JP2941139 B2 JP 2941139B2 JP 5050606 A JP5050606 A JP 5050606A JP 5060693 A JP5060693 A JP 5060693A JP 2941139 B2 JP2941139 B2 JP 2941139B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、視差画像を作成する方
法および装置に係り、特に特徴点抽出の処理を行なうこ
となく複数の視差画像の対応点を一度に決定でき、ハー
ドウェア化による極めて簡単な処理を行なって、オクル
ージョンを持つ被測定物体の三次元形状を非接触でかつ
受動的に求め、この三次元形状を任意の方向の2次元平
面に投影して任意の方向の新たな視差画像を作成するこ
とが可能で、極めて汎用性が高く、様々な被写体が想定
される立体表示に適した視差画像作成方法および装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for creating a parallax image, and more particularly to a method and apparatus capable of determining corresponding points of a plurality of parallax images at once without performing feature point extraction processing. Performs a simple process, non-contact and passively obtains the three-dimensional shape of the measured object with occlusion, projects this three-dimensional shape on a two-dimensional plane in any direction, and creates a new parallax in any direction. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallax image generating method and apparatus capable of generating an image, having extremely high versatility, and suitable for stereoscopic display in which various subjects are assumed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ホログラムやその他の方法を用い
て、3次元像を表示する様々な方法が提案されてきてい
る。これらの中でも、多数の視差画像を合成することに
よって、立体像を表示するパララックス・パノラマグラ
ムの手法は、観察位置によって異なる画像が観察でき、
自然な立体感が得られるため、ホログラフィック・ステ
レオグラムレンチキュラレンズを用いた立体視等に応用
され、非常に優れた評価を得ている。
2. Description of the Related Art In recent years, various methods for displaying a three-dimensional image using a hologram and other methods have been proposed. Among these, the parallax panoramagram method of displaying a stereoscopic image by combining a large number of parallax images can observe different images depending on the observation position,
Since a natural stereoscopic effect can be obtained, it has been applied to stereoscopic vision using a holographic stereogram lenticular lens, and has received a very excellent evaluation.

【0003】しかしながら、このような手法では、例え
ばホログラフィック・ステレオグラムを例にとると、自
然な立体感を得るためには、視差画像の枚数としては、
50枚から100枚もの多数の視差画像が必要である。
この視差画像の枚数が多いと、視差画像の撮影が大かが
りとなり、撮影に時間がかかる上、撮影装置も大型にな
っている。このため、動きの速い被写体や、建物のよう
な大きな被写体の撮影は、非常に困難である。
However, in such a method, taking a holographic stereogram as an example, in order to obtain a natural stereoscopic effect, the number of parallax images must be as follows.
A large number of 50 to 100 parallax images are required.
When the number of the parallax images is large, the shooting of the parallax image becomes large, and it takes a long time to shoot, and the size of the shooting device is also large. For this reason, it is very difficult to shoot a fast moving subject or a large subject such as a building.

【0004】そこで、少数の視差画像から被写体の3次
元の形状を求め、この3次元形状を基に新たな視差画像
を得ることが考えられるが、少数の視差画像から被写体
の3次元形状を求める方法の一つである従来のステレオ
画像法では、視差画像の作成において、以下のような種
々の問題がある。
Therefore, it is conceivable to obtain a three-dimensional shape of a subject from a small number of parallax images and obtain a new parallax image based on the three-dimensional shape. The conventional stereo image method, which is one of the methods, has the following various problems in creating a parallax image.

【0005】すなわち、ステレオ画像法による3次元形
状測定では、各視差画像上での対応点の決定を行ない、
三角測量の原理で対応点の位置を求めている。この時、
検索する対応点が、対応点よりも手前の物体で隠されて
いる場合、いわゆるオクルージョンが生じている場合に
は、対応点決定の処理が行なえず、対応点の位置を求め
ることができない。原理的には、3枚以上の視差画像を
用いる場合、最低2枚の視差画像に対応点が写っていれ
ば、対応点の写っている視差画像を用いて対応点の位置
を求めることができる。
That is, in the three-dimensional shape measurement by the stereo image method, a corresponding point on each parallax image is determined.
The position of the corresponding point is determined by the principle of triangulation. At this time,
If the corresponding point to be searched is hidden by an object in front of the corresponding point, or if so-called occlusion has occurred, the corresponding point determination process cannot be performed, and the position of the corresponding point cannot be obtained. In principle, when three or more parallax images are used, if the corresponding point is present in at least two parallax images, the position of the corresponding point can be obtained using the parallax image including the corresponding point. .

【0006】しかしながら、従来の方法では、対応点の
検索を2枚ずつ複数回行ない、対応点を追跡することに
よって処理を行なっており、オクルージョンに対する処
理では、逐次行なわれる対応点追跡においてオクルージ
ョンの予測を行なう必要がある。このような方法では、
オクルージョンの予測の処理は、誤差を含む上、処理が
複雑になるため、3次元形状測定の精度が劣化し、また
処理に時間がかかるという欠点がある。
However, in the conventional method, corresponding points are searched a plurality of times two times, and processing is performed by tracking corresponding points. In the processing for occlusion, prediction of occlusion is performed in successively performed corresponding point tracking. Need to be done. In such a way,
The occlusion prediction processing involves errors and has a disadvantage that the processing becomes complicated, so that the accuracy of the three-dimensional shape measurement is deteriorated and the processing takes time.

【0007】また、これらの方法では、一般に特徴抽出
処理によって特徴点を抽出し、この特徴点を対応点とし
た処理を行なっている。この特徴抽出処理は、原画の明
るさや複雑さ等によって処理をかえる必要があり、汎用
性が損なわれている。
In these methods, a feature point is generally extracted by a feature extraction process, and a process is performed using the feature point as a corresponding point. This feature extraction process needs to be changed depending on the brightness and complexity of the original image, and the versatility is impaired.

【0008】さらに、曲面部分にオクルージョンが存在
している場合に、各視差画像毎の特徴点が対応せず、エ
ラーの生じる原因となっている。
Further, when the occlusion exists in the curved surface portion, the feature points of each parallax image do not correspond, which causes an error.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ステレオ画像法により視差画像を作成する方法において
は、特徴点抽出の処理が必要であるばかりでなく、対応
点決定の誤りが累積され、また被測定物体にオクルージ
ョンが生じている場合は対応点決定の処理が行なえず、
さらにはハードウェア化に適さず、処理が複雑であり、
汎用性に乏しく、様々な被写体が想定される立体表示の
ためには適した方法ではないという問題があった。
As described above, in the conventional method of creating a parallax image by the stereo image method, not only the process of extracting feature points is necessary, but also errors in determining corresponding points are accumulated. If the measured object has occlusion, the corresponding point determination process cannot be performed.
Furthermore, it is not suitable for hardware, processing is complicated,
There is a problem that the method is poor in versatility and is not a suitable method for stereoscopic display in which various subjects are assumed.

【0010】本発明は上述のような問題を解決するため
に成されたもので、特徴点抽出の処理を行なうことなく
複数の視差画像の対応点を一度に決定でき、ハードウェ
ア化による極めて簡単な処理を行なって、オクルージョ
ンを持つ被測定物体の三次元形状を非接触でかつ受動的
に求め、この三次元形状を任意の方向の2次元平面に投
影して任意の方向の新たな視差画像を作成することが可
能で、極めて汎用性が高く、様々な被写体が想定される
立体表示に適した視差画像作成方法および装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and it is possible to determine the corresponding points of a plurality of parallax images at a time without performing feature point extraction processing. The non-contact and passive determination of the three-dimensional shape of the object to be measured having occlusion is performed by performing simple processing, and this three-dimensional shape is projected onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction to generate a new parallax image in an arbitrary direction. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for generating a parallax image, which is extremely versatile and suitable for stereoscopic display in which various subjects are assumed.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項1に記載の発明では、視差画像を作
成する方法において、まず、被測定物体を異なる位置か
ら撮影して得られた複数の視差画像から、被測定物体の
連続ステレオ画像を作成し、次に連続ステレオ画像を方
向成分に分解して、オクルージョンのない部分の奥行き
を算出し、当該奥行きの決定した部分を除いた連続ステ
レオ画像から再度奥行きを算出する処理を繰り返すこと
により、オクルージョン部分の奥行きを算出し、次に奥
行きデータを再構成して三次元ボクセルデータを生成
し、しかる後に三次元ボクセルデータを任意の方向の2
次元平面に投影することにより、任意の方向の新たな視
差画像を作成するようにしている。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a method for creating a parallax image, an object to be measured is first photographed from different positions. From the plurality of parallax images obtained, a continuous stereo image of the measured object is created, and then the continuous stereo image is decomposed into directional components, the depth of a portion without occlusion is calculated, and the portion having the determined depth is excluded. By repeating the process of calculating the depth again from the continuous stereo image, the depth of the occlusion part is calculated, and then the depth data is reconstructed to generate three-dimensional voxel data. Direction 2
By projecting on a dimensional plane, a new parallax image in an arbitrary direction is created.

【0012】また、請求項2に記載の発明では、視差画
像を作成する装置において、被測定物体を異なる位置か
ら撮影して得られた複数の視差画像から、被測定物体の
連続ステレオ画像を作成する連続ステレオ画像作成手段
と、連続ステレオ画像作成手段により作成された連続ス
テレオ画像を方向成分に分解して、オクルージョンのな
い部分の奥行きを算出し、かつ当該奥行きの決定した部
分を除いた連続ステレオ画像から再度奥行きを算出する
処理を繰り返してオクルージョン部分の奥行きを算出す
る奥行き決定手段と、奥行き決定手段により算出された
奥行きデータを再構成して三次元ボクセルデータを生成
する三次元ボクセルデータ生成手段と、三次元ボクセル
データ生成手段により生成された三次元ボクセルデータ
を任意の方向の2次元平面に投影して任意の方向の新た
な視差画像を作成する視差画像作成手段とを備えて構成
している。
According to the second aspect of the present invention, in the apparatus for generating a parallax image, a continuous stereo image of the measured object is generated from a plurality of parallax images obtained by photographing the measured object from different positions. A continuous stereo image generating means, and a continuous stereo image generated by the continuous stereo image generating means is decomposed into directional components to calculate a depth of a portion having no occlusion, and a continuous stereo image excluding a portion having the determined depth. Depth determining means for calculating the depth of the occlusion portion by repeating the process of calculating the depth again from the image, and three-dimensional voxel data generating means for generating three-dimensional voxel data by reconstructing the depth data calculated by the depth determining means And the three-dimensional voxel data generated by the three-dimensional voxel data generation means By projecting the original plane is constituted by a parallax image producing means for producing a new parallax image at an arbitrary direction.

【0013】[0013]

【作用】従って、本発明の視差画像作成方法および装置
においては、被測定物体を異なる位置から撮影した複数
の視差画像から、被測定物体の連続ステレオ画像が作成
され、この連続ステレオ画像を方向成分に分解して、オ
クルージョンのない部分の奥行きが算出され、さらにこ
の奥行きの決定した部分を除いた連続ステレオ画像から
再度奥行きを算出する処理を繰り返すことによってオク
ルージョン部分の奥行きが算出され、この奥行きデータ
を再構成して三次元ボクセルデータが得られ、この三次
元ボクセルデータを任意の方向の2次元平面に投影する
ことによって、任意の方向の新たな視差画像が作成され
る。
Therefore, according to the parallax image generating method and apparatus of the present invention, a continuous stereo image of the measured object is generated from a plurality of parallax images obtained by photographing the measured object from different positions. The depth of the occlusion portion is calculated by repeating the process of calculating the depth again from the continuous stereo image excluding the portion where the depth is determined, excluding the portion where the depth has been determined, and calculating the depth of the occlusion portion. Is reconstructed to obtain three-dimensional voxel data. By projecting the three-dimensional voxel data onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction, a new parallax image in an arbitrary direction is created.

【0014】これにより、連続ステレオ画像を方向成分
に分解し、その方向に対応した奥行きを与えることによ
って奥行きが決定されることにより、原画もしくは連続
ステレオ画像における特徴点抽出の処理を行なう必要が
なくなり、また複数の視差画像の対応点決定を一度に行
なうことができるため、汎用性が高く、また被測定物体
の三次元形状を簡単に求めることができる。
Thus, the continuous stereo image is decomposed into directional components, and the depth is determined by giving a depth corresponding to the direction, so that it is not necessary to perform a feature point extraction process on the original image or the continuous stereo image. In addition, since the corresponding points of a plurality of parallax images can be determined at a time, the versatility is high and the three-dimensional shape of the measured object can be easily obtained.

【0015】さらに、オクルージョンが生じた場合で
も、奥行きの決定した部分を除いて、連続ステレオ画像
の方向成分分解の処理を繰り返すことにより、極めて汎
用性が高く、簡単にしかも精度よく、被測定物体の三次
元形状を求めることができ、視差画像の作成に適した方
法である。
Further, even if occlusion occurs, the directional component decomposition process of the continuous stereo image is repeated except for the portion where the depth is determined, so that the object to be measured is extremely versatile, simple and accurate, and This is a method suitable for creating a parallax image.

【0016】さらにまた、連続ステレオ画像を方向成分
に分解して奥行きを算出する処理のみでよいことによ
り、連続ステレオ画像から直接三次元像を求めることが
でき、ハードウェア化による極めて簡単な処理を行なう
ことができる。
Furthermore, since only a process of decomposing a continuous stereo image into directional components and calculating a depth is required, a three-dimensional image can be obtained directly from a continuous stereo image. Can do it.

【0017】[0017]

【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the concept of the present invention will be described.

【0018】連続ステレオ画像(Epipolar−P
lane Image:EPI)は、各視差画像の水平
方向の切断線を撮影順に並べたものであり、連続ステレ
オ画像上の視差画像の対応点の軌跡は、カメラとの距離
に対応した傾きを持つ直線として現われる。
Continuous stereo images (Epipolar-P)
The lane image (EPI) is obtained by arranging the horizontal cutting lines of each parallax image in the shooting order, and the trajectory of the corresponding point of the parallax image on the continuous stereo image is a straight line having an inclination corresponding to the distance from the camera. Appears as.

【0019】そこで、連続ステレオ画像を方向成分に分
解して、オクルージョンのない部分の奥行きを求め、こ
の奥行きの決定した部分を除いた連続ステレオ画像から
再度奥行きを求める処理を繰り返すことにより、オクル
ージョン部分の奥行きを求め、この奥行きデータを再構
成して三次元ボクセルデータを生成し、さらにこの三次
元ボクセルデータを任意の方向の2次元平面に投影する
ことにより、任意の方向の新たな視差画像を作成するこ
とができる。
Therefore, the continuous stereo image is decomposed into directional components, the depth of the portion having no occlusion is obtained, and the process of obtaining the depth again from the continuous stereo image excluding the portion where the depth is determined is repeated. , The depth data is reconstructed to generate three-dimensional voxel data, and the three-dimensional voxel data is projected onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction to form a new parallax image in an arbitrary direction. Can be created.

【0020】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention based on the above concept will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明による視差画像作成装置の
全体構成例を示すブロック図である。すなわち、本実施
例の視差画像作成装置は、図1に示すように、一定の間
隔をおいて配設された複数台(図では4台)のカメラ1
1,12,13,14と、連続ステレオ画像作成手段2
と、奥行き決定手段3と、三次元ボクセルデータ生成手
段4と、視差画像作成手段5とから構成している。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of a parallax image creating apparatus according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1, the parallax image creating apparatus of the present embodiment includes a plurality of (four in the figure) cameras 1 arranged at regular intervals.
1, 12, 13, 14 and continuous stereo image creating means 2
, Depth determining means 3, three-dimensional voxel data generating means 4, and parallax image creating means 5.

【0022】ここで、カメラ11,12,13,14
は、被測定物体6をそれぞれ異なる位置から撮影して複
数枚(図では4枚)の視差画像を得るものである。
Here, the cameras 11, 12, 13, 14
Is to obtain a plurality of (four in the figure) parallax images by photographing the measured object 6 from different positions.

【0023】また、連続ステレオ画像作成手段2は、カ
メラ11,12,13,14により得られた4枚の視差
画像から、この各視差画像の水平方向の切断線を撮影順
に並べることによって、被測定物体6の連続ステレオ画
像を作成するものである。
Further, the continuous stereo image creating means 2 arranges the horizontal cutting lines of the respective parallax images from the four parallax images obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14 in the photographing order, thereby obtaining an image. A continuous stereo image of the measurement object 6 is created.

【0024】さらに、奥行き決定手段3は、連続ステレ
オ画像作成手段2により作成された連続ステレオ画像を
方向成分に分解して、オクルージョンのない部分の奥行
きを算出し、かつこの奥行きの決定した部分を除いた連
続ステレオ画像から再度奥行きを算出する処理を繰り返
してオクルージョン部分の奥行きを算出するものであ
る。
Further, the depth determining means 3 decomposes the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means 2 into directional components, calculates the depth of the portion without occlusion, and calculates the depth determined portion. The processing of calculating the depth again from the removed continuous stereo images is repeated to calculate the depth of the occlusion portion.

【0025】この場合、連続ステレオ画像の方向成分の
分解による奥行きの決定方法としては、例えば連続ステ
レオ画像上の直線の濃度の分散を利用する方法で処理す
る。この分散による方法は、連続ステレオ画像上で様々
な直線上での濃度の分散をとり、その分散がある基準値
以下の場合に、その直線の傾きに相当する奥行きに物が
存在すると決定する処理方法である。
In this case, as a method of determining the depth by decomposing the directional components of the continuous stereo image, for example, processing is performed by a method using the variance of the density of a straight line on the continuous stereo image. This variance method is a process of determining the variance of the density on various straight lines on a continuous stereo image and determining that an object exists at a depth corresponding to the slope of the straight line when the variance is below a certain reference value. Is the way.

【0026】一方、三次元ボクセルデータ生成手段4
は、奥行き決定手段3により算出された奥行きデータを
再構成して三次元ボクセルデータを生成するものであ
る。
On the other hand, three-dimensional voxel data generating means 4
Is for reconstructing the depth data calculated by the depth determining means 3 to generate three-dimensional voxel data.

【0027】また、視差画像作成手段5は、三次元ボク
セルデータ生成手段4により生成された三次元ボクセル
データを任意の方向の2次元平面に投影して、任意の方
向の新たな視差画像を作成するものである。
The parallax image generating means 5 projects the three-dimensional voxel data generated by the three-dimensional voxel data generating means 4 onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction to generate a new parallax image in an arbitrary direction. Is what you do.

【0028】次に、以上のように構成した本実施例の視
差画像作成装置における視差画像作成方法について、図
2に示すフロー図を用いて説明する。
Next, a parallax image forming method in the parallax image forming apparatus of the present embodiment configured as described above will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

【0029】まず、カメラ11,12,13,14によ
り、被測定物体6をそれぞれ異なる位置から撮影し、4
枚の視差画像を得る。
First, the object to be measured 6 is photographed from different positions by the cameras 11, 12, 13, and 14, respectively.
Obtain two parallax images.

【0030】次に、連続ステレオ画像作成手段2によ
り、このカメラ11,12,13,14で得た4枚の視
差画像から、被測定物体6のYライン目の連続ステレオ
画像を作成する(ステップS1、ステップS2)。
Next, a continuous stereo image on the Y-th line of the measured object 6 is generated by the continuous stereo image generating means 2 from the four parallax images obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14 (step S1). S1, step S2).

【0031】次に、奥行き決定手段3により、連続ステ
レオ画像作成手段2により作成された連続ステレオ画像
を、様々な傾きの直線上の分散をとることによって、連
続ステレオ画像方向成分に分解する。対応点の軌跡を示
す直線の傾きと奥行きは対応するので、奥行きを求める
ことができる。ここでは、オクルージョンの存在する部
分は、手前の物体が対応点の軌跡を遮っているため、奥
行きを求めることができない。すなわち、1回目の奥行
き決定の処理では、オクルージョンのない部分の奥行き
を決定する(ステップS3)。
Next, the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means 2 is decomposed by the depth determining means 3 into continuous stereo image direction components by taking dispersion on straight lines having various inclinations. Since the inclination and the depth of the straight line indicating the locus of the corresponding point correspond, the depth can be obtained. Here, the depth of the portion where occlusion exists cannot be determined because the object in front blocks the locus of the corresponding point. That is, in the first depth determination process, the depth of the portion without occlusion is determined (step S3).

【0032】次に、連続ステレオ画像作成手段2によ
り、先に作成した連続ステレオ画像から、奥行きの決定
された部分を取り除く(ステップS5)。
Next, the portion whose depth is determined is removed from the previously created continuous stereo image by the continuous stereo image creating means 2 (step S5).

【0033】そして、奥行き決定手段3により、再度様
々な、傾きの直線上の分散をとることによって、奥行き
を決定する。この時、既に奥行きの決定した部分(上記
の処理で取り除かれた部分)は、分散の計算に使用しな
い。かかる処理により、最初の処理によって奥行きが決
定された部分によって隠されていた部分の奥行きを求め
ることができる(ステップS3)。
Then, the depth is determined by the depth determining means 3 by again taking various variances on the straight line of the inclination. At this time, the part whose depth has already been determined (the part removed by the above processing) is not used for the variance calculation. With this processing, the depth of the part hidden by the part whose depth has been determined by the first processing can be obtained (step S3).

【0034】以上のステップS3、ステップS5の処理
を繰り返すことによって、オクルージョンの生じている
点の奥行きも求めることができる(ステップS4)。
By repeating the above steps S3 and S5, the depth of the point where occlusion occurs can also be obtained (step S4).

【0035】これらの処理を全ての水平ラインにおいて
計算することにより、被測定物体6の奥行きを求めるこ
とができる(ステップS6、ステップS7)。
By calculating these processes for all horizontal lines, the depth of the measured object 6 can be obtained (steps S6 and S7).

【0036】次に、三次元ボクセルデータ生成手段4で
は、奥行き決定手段3で算出した奥行きデータを再構成
して三次元ボクセルデータを得る。
Next, the three-dimensional voxel data generating means 4 reconstructs the depth data calculated by the depth determining means 3 to obtain three-dimensional voxel data.

【0037】最後に、視差画像作成手段5では、三次元
ボクセルデータ生成手段4で生成した三次元ボクセルデ
ータを、周知のコンピュータ・グラフィックスの技術に
より、任意の方向の2次元平面に投影することによっ
て、任意の方向の新たな視差画像を作成することができ
る(ステップS8)。
Finally, the parallax image generating means 5 projects the three-dimensional voxel data generated by the three-dimensional voxel data generating means 4 on a two-dimensional plane in an arbitrary direction by using a well-known computer graphics technique. Thus, a new parallax image in an arbitrary direction can be created (step S8).

【0038】なお、上記において、濃度の変化の無い部
分では、奥行きの決定ができないことがあるが、濃度変
化の無い部分に奥行きのエラーが生じた場合、視差画像
上では、同じ濃度の画素が入れ替わるに過ぎず、画質は
全く劣化せず、特に問題はない。
In the above description, the depth may not be determined in a portion where there is no change in density. However, when a depth error occurs in a portion where there is no change in density, pixels having the same density are not displayed on the parallax image. Only the replacement is performed, and the image quality does not deteriorate at all, and there is no particular problem.

【0039】図5は、少数(4枚)の視差画像から、本
実施例の視差画像作成装置により新たな視差画像を作成
する場合の一例を示す概要図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a case where a new parallax image is created from a small number (four) of parallax images by the parallax image creating apparatus of this embodiment.

【0040】次に、上記オクルージョン部分の奥行きを
求める方法について、図3および図4を用いてより具体
的に説明する。
Next, a method for obtaining the depth of the occlusion portion will be described more specifically with reference to FIGS.

【0041】すなわち、具体的には、図3に示すよう
に、連続ステレオ画像を様々な傾きの直線で走査し、そ
の直線上の分散を求める。そして、この分散がある基準
値以下の場合に、その直線の方向に対応した奥行きに物
体が存在しているとみなすことができる。
More specifically, as shown in FIG. 3, a continuous stereo image is scanned with straight lines having various inclinations, and the variance on the straight lines is obtained. When the variance is equal to or less than a certain reference value, it can be considered that an object exists at a depth corresponding to the direction of the straight line.

【0042】この場合、オクルージョンの部分は、対応
点の軌跡が途切れているため、この途切れている部分で
の濃度変化が大きくなるため、奥行きを求めることがで
きない。そこで、図4に示すように、連続ステレオ画像
から、前述の処理で奥行きが決定した領域を除いた部分
を、再度様々な直線で走査し、既に奥行きの決定してい
る部分に隠された領域の奥行きを求めることができる。
In this case, since the locus of the corresponding point is interrupted in the occlusion portion, the density change at the interrupted portion becomes large, so that the depth cannot be obtained. Therefore, as shown in FIG. 4, the portion excluding the region whose depth is determined in the above-described processing from the continuous stereo image is again scanned with various straight lines, and the region hidden by the portion whose depth has already been determined. Can be determined.

【0043】上述したように、本実施例の視差画像作成
装置は、被測定物体6をそれぞれ異なる位置から撮影し
て4枚の視差画像を得るカメラ11,12,13,14
と、カメラ11,12,13,14により得られた4枚
の視差画像から、被測定物体6の連続ステレオ画像を作
成する連続ステレオ画像作成手段2と、連続ステレオ画
像上の直線の濃度の分散による方法を用いて、処理連続
ステレオ画像作成手段2により作成された連続ステレオ
画像を方向成分に分解して、オクルージョンのない部分
の奥行きを算出し、かつこの奥行きの決定した部分を除
いた連続ステレオ画像から再度奥行きを算出する処理を
繰り返してオクルージョン部分の奥行きを算出する奥行
き決定手段3と、奥行き決定手段3により算出された奥
行きデータを再構成して三次元ボクセルデータを生成す
る三次元ボクセルデータ生成手段4と、三次元ボクセル
データ生成手段4により生成された三次元ボクセルデー
タを任意の方向の2次元平面に投影して、任意の方向の
新たな視差画像を作成する視差画像作成手段5とから構
成したものである。
As described above, the parallax image creating apparatus according to the present embodiment obtains four parallax images by photographing the measured object 6 from different positions.
And a continuous stereo image creating means 2 for creating a continuous stereo image of the measured object 6 from the four parallax images obtained by the cameras 11, 12, 13, and 14, and the variance of the density of a straight line on the continuous stereo image The continuous stereo image created by the processing continuous stereo image creating means 2 is decomposed into directional components to calculate the depth of the portion without occlusion, and the continuous stereo image excluding the portion where the depth is determined is used. Depth determining means 3 for calculating the depth of the occlusion portion by repeating the process of calculating the depth again from the image; and three-dimensional voxel data for generating the three-dimensional voxel data by reconstructing the depth data calculated by the depth determining means 3 Generating means 4 and three-dimensional voxel data generated by three-dimensional voxel data generating means 4 in any direction. By projecting dimension plane, which is constituted from the parallax image generating unit 5 for creating a new parallax image at an arbitrary direction.

【0044】従って、連続ステレオ画像を方向成分に分
解し、その方向に対応した奥行きを与えることによって
奥行きを決定しているため、原画もしくは連続ステレオ
画像における特徴点抽出の処理を行なう必要がなくな
り、また複数の視差画像の対応点決定を一度に行なうこ
とができるため、汎用性が高く、被測定物体6の三次元
形状を簡単に求めることが可能となる。
Therefore, the continuous stereo image is decomposed into directional components, and the depth is determined by giving the depth corresponding to the direction. Therefore, it is not necessary to perform the feature point extraction processing on the original image or the continuous stereo image. In addition, since the corresponding points of a plurality of parallax images can be determined at a time, the versatility is high and the three-dimensional shape of the measured object 6 can be easily obtained.

【0045】また、被測定物体6の三次元形状を任意の
方向の2次元平面に投影することにより、任意の方向の
新たな視差画像を作成することが可能であるため、極め
て汎用性が高く、様々な被写体が想定される立体表示に
適している。
Further, since a new parallax image in an arbitrary direction can be created by projecting the three-dimensional shape of the measured object 6 on a two-dimensional plane in an arbitrary direction, the versatility is extremely high. It is suitable for stereoscopic display in which various subjects are assumed.

【0046】さらに、オクルージョンが生じた場合で
も、奥行きの決定した部分を除いて、連続ステレオ画像
の方向成分分解の処理を繰り返し行なうため、極めて汎
用性が高く、簡単にしかも精度よく、被測定物体5の三
次元形状を求めることが可能となり、視差画像の作成に
適した方法である。
Further, even if occlusion occurs, the directional component decomposition processing of the continuous stereo image is repeated except for the part where the depth is determined, so that the object to be measured is extremely versatile, simple and accurate. 5, which is a method suitable for creating a parallax image.

【0047】すなわち、従来の方法では、オクルージョ
ンが生じている部分は、手前の物体が対応点の軌跡を遮
って、対応点の軌跡が途切れてしまうため、被測定物体
の奥行きを正確に求められなかったが、本実施例では、
連続ステレオ画像を方向成分に分解して奥行きを決定す
る処理を複数回行ない、手前の物体から順番に奥行きを
決定しているため、オクルージョンの生じている部分の
奥行きを求めることが可能となる。この場合、複数の視
差画像間での計算を一度に行なうことができるため、比
較的速い演算で被写体の3次元形状を求めることがで
き、視差画像の作成に適した方法である。
In other words, according to the conventional method, in the portion where occlusion has occurred, the depth of the object to be measured can be accurately obtained because the object in front blocks the trajectory of the corresponding point and the trajectory of the corresponding point is interrupted. However, in this embodiment,
Since the process of decomposing the continuous stereo image into directional components and determining the depth is performed a plurality of times, and the depth is determined in order from the object in front, the depth of the portion where occlusion occurs can be obtained. In this case, since the calculation between a plurality of parallax images can be performed at once, the three-dimensional shape of the subject can be obtained by a relatively fast operation, which is a method suitable for creating a parallax image.

【0048】さらにまた、連続ステレオ画像を方向成分
に分解して奥行きを算出する処理のみでよいため、連続
ステレオ画像から直接三次元像を求めることができ、ハ
ードウェア化による極めて簡単な処理を行なうことが可
能となる。
Furthermore, since it is only necessary to decompose the continuous stereo image into directional components and calculate the depth, a three-dimensional image can be obtained directly from the continuous stereo image, and extremely simple processing by hardware is performed. It becomes possible.

【0049】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても実施できるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented as follows.

【0050】(a)上記実施例では、4台のカメラ1
1,12,13,14を設置して、被測定物体6の4枚
の視差画像を得る場合について説明したが、これに限ら
ず1台のカメラを設置し、このカメラを一定の間隔(ピ
ッチ)で直線上を移動させながら被測定物体6を撮影し
て4枚の視差画像を得るようにしてもよい。
(A) In the above embodiment, four cameras 1
The case where four parallax images of the measured object 6 are obtained by installing 1, 12, 13, and 14 has been described. However, the present invention is not limited to this. 4), the object 6 to be measured may be photographed while moving on a straight line to obtain four parallax images.

【0051】(b)上記実施例では、連続ステレオ画像
の方向成分の分解による奥行きの決定方法として、連続
ステレオ画像上の直線の濃度の分散による方法を用いた
場合について説明したが、これに限らず、方向成分の分
解には、例えばフーリエ変換による方法や、ハフ変換に
よる方法を用いるようにしてもよい。
(B) In the above-described embodiment, a case has been described where the method of determining the depth by decomposing the directional component of the continuous stereo image uses the method of dispersing the density of straight lines on the continuous stereo image. However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, a method based on a Fourier transform or a method based on a Hough transform may be used to decompose the direction component.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、視
差画像を作成する場合に、被測定物体を異なる位置から
撮影して得られた複数の視差画像から、被測定物体の連
続ステレオ画像を作成し、この連続ステレオ画像を方向
成分に分解して、オクルージョンのない部分の奥行きを
算出し、当該奥行きの決定した部分を除いた連続ステレ
オ画像から再度奥行きを算出する処理を繰り返すことに
より、オクルージョン部分の奥行きを算出し、この奥行
きデータを再構成して三次元ボクセルデータを生成し、
この三次元ボクセルデータを任意の方向の2次元平面に
投影することにより、任意の方向の新たな視差画像を作
成するようにしたので、特徴点抽出の処理を行なうこと
なく複数の視差画像の対応点を一度に決定でき、ハード
ウェア化による極めて簡単な処理を行なって、オクルー
ジョンを持つ被測定物体の三次元形状を非接触でかつ受
動的に求め、この三次元形状を任意の方向の2次元平面
に投影して任意の方向の新たな視差画像を作成すること
が可能で、極めて汎用性が高く、様々な被写体が想定さ
れる立体表示に適した視差画像作成方法および装置が提
供できる。
As described above, according to the present invention, when creating a parallax image, a continuous stereo image of the measured object is obtained from a plurality of parallax images obtained by photographing the measured object from different positions. By decomposing this continuous stereo image into directional components, calculating the depth of the portion without occlusion, and repeating the process of calculating the depth again from the continuous stereo image excluding the portion where the depth is determined, Calculate the depth of the occlusion part, reconstruct this depth data to generate three-dimensional voxel data,
By projecting the three-dimensional voxel data onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction, a new disparity image in an arbitrary direction is created, so that a plurality of disparity images can be handled without performing feature point extraction processing. The point can be determined at one time, and extremely simple processing by hardware is performed, and the three-dimensional shape of the object to be measured having occlusion is obtained in a non-contact and passive manner, and the three-dimensional shape is two-dimensionally determined in an arbitrary direction. It is possible to create a new parallax image in an arbitrary direction by projecting the parallax image on a plane, and it is possible to provide a parallax image creating method and apparatus which are extremely versatile and suitable for stereoscopic display in which various subjects are assumed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による視差画像作成装置の一実施例を示
すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a parallax image creating apparatus according to the present invention.

【図2】同実施例における作用を説明するためのフロー
図。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation in the embodiment.

【図3】同実施例におけるオクルージョン部分の奥行き
を求める方法を説明するための概要図。
FIG. 3 is an exemplary diagram for explaining a method of obtaining a depth of an occlusion portion in the embodiment.

【図4】同実施例におけるオクルージョン部分の奥行き
を求める方法を説明するための概要図。
FIG. 4 is an exemplary diagram for explaining a method of obtaining a depth of an occlusion portion in the embodiment.

【図5】同実施例における少数の視差画像から新たな視
差画像を作成する場合の一例を説明するための概要図。
FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an example of creating a new parallax image from a small number of parallax images in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,13,14…カメラ、2…連続ステレオ画
像作成手段、3…奥行き決定手段、4…三次元ボクセル
データ生成手段、5…視差画像作成手段、6…被測定物
体。
11, 12, 13, 14 ... camera, 2 ... continuous stereo image creation means, 3 ... depth determination means, 4 ... three-dimensional voxel data creation means, 5 ... parallax image creation means, 6 ... object to be measured.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 進 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (72)発明者 山口 雅浩 東京都世田谷区鎌田4−1−31−502 (72)発明者 本田 捷夫 神奈川県横浜市緑区北八朔町1913−12 (72)発明者 大山 永昭 神奈川県川崎市川崎区観音2−3−9 (72)発明者 岩田 藤郎 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−37965(JP,A) 特開 平6−74731(JP,A) 特開 昭62−25385(JP,A) 特開 平6−195447(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 7/00 G01C 3/06 G06T 17/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Takahashi 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. (72) Masahiro Yamaguchi 4-1-1-502 Kamata, Setagaya-ku, Tokyo ( 72) Inventor Katsuo Honda 1913-12 Kitahasaku-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Nagaaki Oyama 2-3-9 Kannon, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Torou Iwata, Taito-ku, Taito-ku, Tokyo JP-A-5-37965 (JP, A) JP-A-6-74731 (JP, A) JP-A-62-25385 (JP, A) Hei 6-195447 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 7/00 G01C 3/06 G06T 17/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 視差画像を作成する方法において、 まず、前記被測定物体を異なる位置から撮影して得られ
た複数の視差画像から、前記被測定物体の連続ステレオ
画像を作成し、 次に、前記連続ステレオ画像を方向成分に分解して、オ
クルージョンのない部分の奥行きを算出し、当該奥行き
の決定した部分を除いた連続ステレオ画像から再度奥行
きを算出する処理を繰り返すことにより、オクルージョ
ン部分の奥行きを算出し、 次に、前記奥行きデータを再構成して三次元ボクセルデ
ータを生成し、 しかる後に、前記三次元ボクセルデータを任意の方向の
2次元平面に投影することにより、任意の方向の新たな
視差画像を作成するようにしたことを特徴とする視差画
像作成方法。
1. A method of creating a parallax image, comprising: creating a continuous stereo image of the measured object from a plurality of parallax images obtained by photographing the measured object from different positions; Decomposing the continuous stereo image into directional components, calculating the depth of the portion without occlusion, and repeating the process of calculating the depth again from the continuous stereo image excluding the determined portion of the depth, the depth of the occlusion portion Then, the depth data is reconstructed to generate three-dimensional voxel data. Thereafter, by projecting the three-dimensional voxel data onto a two-dimensional plane in an arbitrary direction, a new one in an arbitrary direction is obtained. A parallax image creating method, wherein a parallax image is created.
【請求項2】 視差画像を作成する装置において、 前記被測定物体を異なる位置から撮影して得られた複数
の視差画像から、前記被測定物体の連続ステレオ画像を
作成する連続ステレオ画像作成手段と、 前記連続ステレオ画像作成手段により作成された連続ス
テレオ画像を方向成分に分解して、オクルージョンのな
い部分の奥行きを算出し、かつ当該奥行きの決定した部
分を除いた連続ステレオ画像から再度奥行きを算出する
処理を繰り返してオクルージョン部分の奥行きを算出す
る奥行き決定手段と、 前記奥行き決定手段により算出された奥行きデータを再
構成して三次元ボクセルデータを生成する三次元ボクセ
ルデータ生成手段と、 前記三次元ボクセルデータ生成手段により生成された三
次元ボクセルデータを任意の方向の2次元平面に投影し
て任意の方向の新たな視差画像を作成する視差画像作成
手段と、 を備えて成ることを特徴とする視差画像作成装置。
2. A device for creating a parallax image, comprising: a continuous stereo image creating means for creating a continuous stereo image of the measured object from a plurality of parallax images obtained by photographing the measured object from different positions; Decomposing the continuous stereo image created by the continuous stereo image creating means into directional components, calculating the depth of the portion without occlusion, and calculating the depth again from the continuous stereo image excluding the determined portion of the depth Depth determining means for calculating the depth of the occlusion portion by repeating the process of performing, the three-dimensional voxel data generating means for generating three-dimensional voxel data by reconstructing the depth data calculated by the depth determining means, The three-dimensional voxel data generated by the voxel data generation means is converted into a two-dimensional plane in an arbitrary direction. It projected to parallax image creating apparatus characterized by comprising and a parallax image producing means for producing a new parallax image at an arbitrary direction.
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