JP4097869B2 - 画像の対応点信頼度推定装置と対応点探索装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、異なる視点から撮影された複数の画像について局所的な画像の対応点を推定し、その対応点の信頼度を推定する対応点信頼度推定装置と、推定された信頼度の最大値を探索することにより対応点を探索する対応点探索装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の画像における対応点の探索方法としては、ブロックマッチングにより相互相関値、差分の２乗和、差分の絶対値和などにより対応度を算出し、最も対応度の高い点を対応点と決定し、その点における対応度を対応点の信頼度として利用することが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ブロックマッチングの相互相関値、差分の２乗和、差分の絶対値和などにより対応度を算出し、最も対応度の高い点を対応点と決定する手法では、対応度が高いにもかかわらず、誤った対応点である場合が発生する。すなはち、決定しようとする対応点の周囲の画像が一様なテキスチャであったり、テキスチャが周期性を持っている場合などには、同程度の対応度を示す点が多数存在し、雑音の影響を受けて対応点を誤って決定してしまう場合があるという問題があった。
そこで本発明の目的は、前述の問題点を解決し、前記対応点の信頼度をより精度高く評価できる画像の対応点信頼度推定装置とこの推定装置により得られた推定に基づき精度高く前記対応点が探索可能な画像の対応点探索装置とを提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明画像の対応点信頼度推定装置は、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点探索の特定した対応点の信頼度を推定する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器とを具えてなることを特徴とするものである。また、本発明画像の対応点信頼度推定装置は、該推定装置の前記乗算器の出力を対応点の位置に応じたタイミングで保持するためのラッチ回路をさらに具えてなることを特徴とするものである。
【０００５】
またさらに、本発明画像の対応点探索装置は、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点を探索する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器と、前記乗算器の出力である複数の対応点の信頼度からその最大値を探索する信頼度最大値探索手段とを具えてなることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
カメラの位置や光軸の向き、画角を予め測定しておけば、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像のうち、ある画像（以後、基準画像と呼ぶ）上の１画素は、その画素に対する被写体上の点から基準画像を撮影したカメラまでの距離を与えると、他のカメラで撮影された画像上での画素位置が特定される。従って、基準画像を撮影したカメラから被写体までの距離を変えながら、他のカメラで撮影した画像上で特定された画素位置について、ブロックマッチング法でブロック相互相関係数などを求めると、被写体までの距離と相互相関値の関係が求められる。
【０００７】
従来の技術では、この関係から最大の相関値を示す点を求め被写体までの距離を決定してきたが、この発明では前述の従来技術の課題を解決するため、その決定した点近傍の相関値の分布に着目し、決定した点以外で高い相関値を示す点が広く分布していれば求めた相関値に小さい係数を乗じ、決定した対応点以外にはあまり高い相関値を示す点がなければ求めた相関値に大きい係数を乗じ、その値をその対応点の信頼度と定義している。この信頼度は誤った対応点では低い値に推定される。信頼度の低い領域は対応点が決定できないと判定したり、別の距離推定手法を用いて距離推定をやり直すことにより、誤った対応点を正しい対応点としてそのまま処理してしまう従来技術の欠点を解決できる。
【０００８】
以下添付図面を参照し、実施例により本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。
図１に本発明に係る画像の対応点信頼度推定装置一実施例構成ブロック線図を示す。
１はＮ段の遅延素子からなる対応度遅延回路である。信号ａは対応度遅延回路への対応度入力信号であって、対応点探索に用いられる探索範囲内の考慮の対象となる対応点の対応度（例えば、ブロック相互相関値など）が順次入力される。説明を簡単にするため対応度が高いほど信号値が大きいとする。信号ｂ0 ，ｂ1，・・・・・，ｂN は対応度遅延回路１の各段の対応度出力信号であって、探索範囲内の探索の最小ステップ幅のＮ倍の長さの範囲にわたっての対応度の分布を示す信号である。ここで、前記遅延素子の遅延量はほぼ１対応点の時間的遅延量相当である。
【０００９】
２は対応度集中度計算回路であって、入力された対応度の分布を表す（Ｎ＋１）個の対応度信号ｂ0 ，ｂ1 ，・・・・・，ｂN から信号ｂN/2 以外に対応度の高い値が多くあれば低い値を、そうでなければ高い値を出力する。この対応度集中度計算回路の第１の実施例としては、
【数１】
に示される定義を用いることができる。
【００１０】
また、この対応度集中度計算回路の第２の実施例としては、
【数２】
に示される定義を用いることができる。
【００１１】
信号ｃは対応度集中度計算回路の出力信号であって、上述の対応度集中度計算回路第１または第２の実施例の定義式で示される対応度分布の集中度を表す信号である。３は乗算器であって信号ｃと信号ｂN/2 の積の信号ｄを出力する。信号ｄは対応点の信頼度を表す信号である。この信頼度を新たな対応度と定義して対応点探索を実施することもできる（請求項３の画像の対応点探索装置に対応）。４はラッチ回路であって、対応点の位置を示す対応点位置入力信号ｅにより対応点の対応度が信号ｂN/2 として出力されるタイミングで信号ｄをラッチすることにより対応度の信頼度を所定の期間保持して出力する。
以上いくつかの実施例により本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自明であろう。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来この種技術で最も対応度の高い点を対応点と決定する手法では、対応度が高いにもかかわらず、同程度の対応度を示す点が多数探索され、雑音の影響を受けて真の対応点を誤って決定してしまう欠点があったのを解決し、前記対応点の評価、探索の信頼度を高め得る画像の対応点信頼度推定装置および対応点探索装置を提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像の対応点信頼度推定装置一実施例構成ブロック線図。
【符号の説明】
１ 対応度遅延回路
２ 対応度集中度計算回路
３ 乗算回路
４ ラッチ回路
ａ 対応度入力信号
ｂ0 ，ｂ1 ，・・・・・，ｂN 対応度遅延回路１の各段の対応出力信号
ｃ 対応度集中度計算回路の出力信号
ｄ 信号ｃと信号ｂN/2 の積の信号
ｅ 対応点位置入力信号
【発明の属する技術分野】
この発明は、異なる視点から撮影された複数の画像について局所的な画像の対応点を推定し、その対応点の信頼度を推定する対応点信頼度推定装置と、推定された信頼度の最大値を探索することにより対応点を探索する対応点探索装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の画像における対応点の探索方法としては、ブロックマッチングにより相互相関値、差分の２乗和、差分の絶対値和などにより対応度を算出し、最も対応度の高い点を対応点と決定し、その点における対応度を対応点の信頼度として利用することが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ブロックマッチングの相互相関値、差分の２乗和、差分の絶対値和などにより対応度を算出し、最も対応度の高い点を対応点と決定する手法では、対応度が高いにもかかわらず、誤った対応点である場合が発生する。すなはち、決定しようとする対応点の周囲の画像が一様なテキスチャであったり、テキスチャが周期性を持っている場合などには、同程度の対応度を示す点が多数存在し、雑音の影響を受けて対応点を誤って決定してしまう場合があるという問題があった。
そこで本発明の目的は、前述の問題点を解決し、前記対応点の信頼度をより精度高く評価できる画像の対応点信頼度推定装置とこの推定装置により得られた推定に基づき精度高く前記対応点が探索可能な画像の対応点探索装置とを提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明画像の対応点信頼度推定装置は、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点探索の特定した対応点の信頼度を推定する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器とを具えてなることを特徴とするものである。また、本発明画像の対応点信頼度推定装置は、該推定装置の前記乗算器の出力を対応点の位置に応じたタイミングで保持するためのラッチ回路をさらに具えてなることを特徴とするものである。
【０００５】
またさらに、本発明画像の対応点探索装置は、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点を探索する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器と、前記乗算器の出力である複数の対応点の信頼度からその最大値を探索する信頼度最大値探索手段とを具えてなることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
カメラの位置や光軸の向き、画角を予め測定しておけば、複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像のうち、ある画像（以後、基準画像と呼ぶ）上の１画素は、その画素に対する被写体上の点から基準画像を撮影したカメラまでの距離を与えると、他のカメラで撮影された画像上での画素位置が特定される。従って、基準画像を撮影したカメラから被写体までの距離を変えながら、他のカメラで撮影した画像上で特定された画素位置について、ブロックマッチング法でブロック相互相関係数などを求めると、被写体までの距離と相互相関値の関係が求められる。
【０００７】
従来の技術では、この関係から最大の相関値を示す点を求め被写体までの距離を決定してきたが、この発明では前述の従来技術の課題を解決するため、その決定した点近傍の相関値の分布に着目し、決定した点以外で高い相関値を示す点が広く分布していれば求めた相関値に小さい係数を乗じ、決定した対応点以外にはあまり高い相関値を示す点がなければ求めた相関値に大きい係数を乗じ、その値をその対応点の信頼度と定義している。この信頼度は誤った対応点では低い値に推定される。信頼度の低い領域は対応点が決定できないと判定したり、別の距離推定手法を用いて距離推定をやり直すことにより、誤った対応点を正しい対応点としてそのまま処理してしまう従来技術の欠点を解決できる。
【０００８】
以下添付図面を参照し、実施例により本発明の実施の形態をさらに詳細に説明する。
図１に本発明に係る画像の対応点信頼度推定装置一実施例構成ブロック線図を示す。
１はＮ段の遅延素子からなる対応度遅延回路である。信号ａは対応度遅延回路への対応度入力信号であって、対応点探索に用いられる探索範囲内の考慮の対象となる対応点の対応度（例えば、ブロック相互相関値など）が順次入力される。説明を簡単にするため対応度が高いほど信号値が大きいとする。信号ｂ0 ，ｂ1，・・・・・，ｂN は対応度遅延回路１の各段の対応度出力信号であって、探索範囲内の探索の最小ステップ幅のＮ倍の長さの範囲にわたっての対応度の分布を示す信号である。ここで、前記遅延素子の遅延量はほぼ１対応点の時間的遅延量相当である。
【０００９】
２は対応度集中度計算回路であって、入力された対応度の分布を表す（Ｎ＋１）個の対応度信号ｂ0 ，ｂ1 ，・・・・・，ｂN から信号ｂN/2 以外に対応度の高い値が多くあれば低い値を、そうでなければ高い値を出力する。この対応度集中度計算回路の第１の実施例としては、
【数１】
【００１０】
また、この対応度集中度計算回路の第２の実施例としては、
【数２】
【００１１】
信号ｃは対応度集中度計算回路の出力信号であって、上述の対応度集中度計算回路第１または第２の実施例の定義式で示される対応度分布の集中度を表す信号である。３は乗算器であって信号ｃと信号ｂN/2 の積の信号ｄを出力する。信号ｄは対応点の信頼度を表す信号である。この信頼度を新たな対応度と定義して対応点探索を実施することもできる（請求項３の画像の対応点探索装置に対応）。４はラッチ回路であって、対応点の位置を示す対応点位置入力信号ｅにより対応点の対応度が信号ｂN/2 として出力されるタイミングで信号ｄをラッチすることにより対応度の信頼度を所定の期間保持して出力する。
以上いくつかの実施例により本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、発明の要旨内で各種の変形、変更の可能なことは自明であろう。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、従来この種技術で最も対応度の高い点を対応点と決定する手法では、対応度が高いにもかかわらず、同程度の対応度を示す点が多数探索され、雑音の影響を受けて真の対応点を誤って決定してしまう欠点があったのを解決し、前記対応点の評価、探索の信頼度を高め得る画像の対応点信頼度推定装置および対応点探索装置を提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像の対応点信頼度推定装置一実施例構成ブロック線図。
【符号の説明】
１ 対応度遅延回路
２ 対応度集中度計算回路
３ 乗算回路
４ ラッチ回路
ａ 対応度入力信号
ｂ0 ，ｂ1 ，・・・・・，ｂN 対応度遅延回路１の各段の対応出力信号
ｃ 対応度集中度計算回路の出力信号
ｄ 信号ｃと信号ｂN/2 の積の信号
ｅ 対応点位置入力信号
Claims (3)
- 複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点探索の特定した対応点の信頼度を推定する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器とを具えてなることを特徴とする画像の対応点信頼度推定装置。
- 請求項１記載の装置において、前記乗算器の出力を対応点の位置に応じたタイミングで保持するためのラッチ回路をさらに具えてなることを特徴とする画像の対応点信頼度推定装置。
- 複数のカメラで撮影された複数の視点からの画像について、被写体上の同一の点を特定する対応点を探索する装置であって、１対応点の時間的遅延量に相当する遅延量を有する遅延素子を複数直列に接続して構成され、対応点探索における探索範囲の一部または全部にわたってのブロックマッチングした結果の対応度を入力し、前記複数の遅延素子の各々の出力によって表される対応度の分布を出力する対応度遅延回路と、出力された前記対応度の分布から対応度の集中度を算出し、前記特定した対応点以外に対応度の高い点が前記探索範囲内の一部または全部にどれ程存在するかを調べ、これを数値化し、多い場合には低い値を少ない場合には高い値を出力するための対応度集中度計算回路と、該対応度集中度計算回路の出力を前記特定した対応点の対応度に乗じて、その特定した対応点の信頼度を数値化して出力する乗算器と、前記乗算器の出力である複数の対応点の信頼度からその最大値を探索する信頼度最大値探索手段とを具えてなることを特徴とする画像の対応点探索装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000007790A JP4097869B2 (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 画像の対応点信頼度推定装置と対応点探索装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000007790A JP4097869B2 (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 画像の対応点信頼度推定装置と対応点探索装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001195596A JP2001195596A (ja) | 2001-07-19 |
| JP4097869B2 true JP4097869B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=18536152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000007790A Expired - Lifetime JP4097869B2 (ja) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | 画像の対応点信頼度推定装置と対応点探索装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4097869B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5437087B2 (ja) | 2010-01-15 | 2014-03-12 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置およびプログラム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3367170B2 (ja) * | 1993-11-05 | 2003-01-14 | 株式会社豊田中央研究所 | 障害物検出装置 |
| JPH0973540A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Sharp Corp | 動きベクトル算出装置 |
| JP3548652B2 (ja) * | 1996-07-24 | 2004-07-28 | 株式会社東芝 | 物体形状復元装置及びその方法 |
| JP3216792B2 (ja) * | 1996-08-06 | 2001-10-09 | 富士電機株式会社 | 映像による距離検出方法 |
| JP4424797B2 (ja) * | 1999-11-26 | 2010-03-03 | 富士通株式会社 | 立体形状検出方法 |
-
2000
- 2000-01-17 JP JP2000007790A patent/JP4097869B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001195596A (ja) | 2001-07-19 |
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