JP4821548B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、および画像処理装置の制御プログラム - Google Patents
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Description
図を参照して3次元計測装置は、左右に並べられた2台のカメラ100R,100Lと、カメラに接続される演算処理装置200と、表示装置300とから構成される。
図を参照して、演算処理装置200は、装置全体の制御を行なうCPU601と、ネットワークに接続したり外部と通信を行なうためのLAN(ローカルエリアネットワーク)カード607(またはモデムカード)と、キーボードやマウスなどにより構成される入力装置609と、フレキシブルディスクドライブ611と、CD−ROMドライブ613と、ハードディスクドライブ615と、RAM617と、ROM619とを備えている。
また演算処理装置200は、表示装置(ディスプレイ)300に接続されている。
図を参照して演算処理装置200は、カメラ100Lが撮影した画像である基準画像I1と、カメラ100Rが撮影した画像である参照画像I2とを入力する。
基準画像I1上に注目点Pを設定し、参照画像I2上の注目点Pに対応する位置を見つけることで、注目点における両画像の位置ずれが検出される。検出された位置ずれに基づいてその注目点における3次元座標が演算される。
スキャンが終了するまで(S101でNO)、注目点を移動させつつ3次元座標の演算を行ない(S103)、スキャン終了(S101でYES)とともに演算処理を中止する。
図6は、基準画像のウィンドウ設定処理を示す図である。
参照画像I2上でウィンドウW2(サイズ、形状はウィンドウW1と同じ)を走査し、最も基準画像I1上のウィンドウW1内の画像に近いパターンを参照画像上の対応箇所とする。近さの判定は、それぞれのウィンドウ間の相関演算や、SAD(Sum of Absolute Differences)演算などで実行することができる。これにより、基準画像I1上の注目点Pに対応する点を設定することができる。
図を参照して、DFT部207,209により、F(k1,k2)、G(k1,k2)が算出され、それらの合成である、
図9は、位相比較部211の実行する第2の処理を示す図である。
ここでは、基準画像を捉えるカメラを基準カメラ、参照画像を捉えるカメラを参照カメラと呼び、その撮影面と撮影対象物と焦点位置との位置関係を示している。
図を参照して重み係数決定部221は、DFT振幅画像I3と、撮影条件データD3とを入力する。
図13では、周波数によって振幅の異なるノイズの例を示している。
図に示されるように、重みパターン1と重みパターン2とが装置に保持されているものとする。ここに、重みパターン1は重みパターン2よりも広い領域をカットするための重み係数である。
If [E(A)/E(B)>TH] 重みパターン1
else 重みパターン2
すなわち、A領域に振幅量が集中している時には、その部分を強調すべく、より広い高周波領域をカットするパターンを選択する。
重み係数修正部509は、選択された重みパターン(ここでは重みパターン2を例示)を、センサの撮影条件に基づくノイズプロファイルに応じてカットする。これは、振幅成分が撮像素子のノイズレベルで決まる閾値以下となる周波数の重みを0とするものである。
上記実施の形態によると、位相限定相関法を用いたステレオ対応付けにおいて、対応付けウィンドウ内のテクスチャの周波数特性と、カメラの撮影条件とに応じて、相関計算を行なう位相の重み付けを適応的に変更することができる。コントラストの少ないウィンドウ領域では、画像のノイズの影響により対応付けの精度が劣化する。周波数領域で帯域制限を行なうことにより画像ノイズの影響を減らす方法が考えられるが、画像全体で同じパラメータを用いると、各ウィンドウ毎に最適な帯域制限ができず、ポイント毎にノイズの影響の受け方が異なってしまう。本実施の形態ではPOC演算時に、ウィンドウ毎に周波数特性を演算するので、それを利用して、周波数特性に応じて、最適な周波数帯を選択することができる。これにより、画像全体にわたって対応付け精度を向上させることが出来る。
上述の実施の形態における処理は、ソフトウエアによって行なっても、ハードウエア回路を用いて行なってもよい。
Claims (8)
- 基準画像と参照画像とを入力する画像入力手段と、
前記基準画像上にウィンドウを設定する第1のウィンドウ設定手段と、
前記参照画像上にウィンドウを設定する第2のウィンドウ設定手段と、
前記第1のウィンドウ設定手段で設定されたウィンドウ内の画像、および前記第2のウィンドウ設定手段で設定されたウィンドウ内の画像を2次元フーリエ変換する変換手段と、
前記第1のウィンドウ設定手段で設定されたウィンドウ内の画像と前記第2のウィンドウ設定手段で設定されたウィンドウ内の画像との合成画像の少なくとも2つの周波数領域における振幅成分の比率に基づき、前記ウィンドウ内の画像に含まれる成分に応じた、前記2次元フーリエ変換後の画像に対する重み付け関数を設定する重み付け関数設定手段と、
前記2次元フーリエ変換後の画像、および前記重み付け関数に基づいて、前記基準画像と前記参照画像との対応関係を演算する演算手段とを備えた、画像処理装置。 - 前記基準画像および前記参照画像の少なくとも一方の撮影条件を入力する撮影条件入力手段をさらに備え、前記撮影条件は、ゲイン、ホワイトバランス、積分枚数のうち少なくとも一つを含み、
前記重み付け関数設定手段は、前記撮影条件に基づいて重み付け関数を設定する、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記重み付け関数設定手段は、前記撮影条件に基づいて、振幅成分が撮像素子のノイズレベルで決まる閾値以下となる周波数の重みを0とする、請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記重み付け関数設定手段は、前記撮影条件に基づいて、振幅成分と撮影素子のノイズレベルの相対関係に基づいて重み付け関数を設定する、請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記演算手段は、2つのウィンドウ内の画像の相関値に基づいて、前記基準画像の一点に対応する前記参照画像の一点を求める、請求項1から4のいずれかに記載の画像処理装置。
- 前記演算手段の演算結果に基づいて、前記基準画像と前記参照画像とに含まれる対象物の3次元座標を演算する3次元座標演算部をさらに備えた、請求項1から5のいずれかに記載の画像処理装置。
- 基準画像と参照画像とを入力する画像入力ステップと、
前記基準画像上にウィンドウを設定する第1のウィンドウ設定ステップと、
前記参照画像上にウィンドウを設定する第2のウィンドウ設定ステップと、
前記第1のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像、および前記第2のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像を2次元フーリエ変換する変換ステップと、
前記第1のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像と前記第2のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像との合成画像の少なくとも2つの周波数領域における振幅成分の比率に基づき、前記ウィンドウ内の画像に含まれる成分に応じた、前記2次元フーリエ変換後の画像に対する重み付け関数を設定する重み付け関数設定ステップと、
前記2次元フーリエ変換後の画像、および前記重み付け関数に基づいて、前記基準画像と前記参照画像との対応関係を演算する演算ステップとを備えた、画像処理装置の制御方法。 - 基準画像と参照画像とを入力する画像入力ステップと、
前記基準画像上にウィンドウを設定する第1のウィンドウ設定ステップと、
前記参照画像上にウィンドウを設定する第2のウィンドウ設定ステップと、
前記第1のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像、および前記第2のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像を2次元フーリエ変換する変換ステップと、
前記第1のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像と前記第2のウィンドウ設定ステップで設定されたウィンドウ内の画像との合成画像の少なくとも2つの周波数領域における振幅成分の比率に基づき、前記ウィンドウ内の画像に含まれる成分に応じた、前記2次元フーリエ変換後の画像に対する重み付け関数を設定する重み付け関数設定ステップと、
前記2次元フーリエ変換後の画像、および前記重み付け関数に基づいて、前記基準画像と前記参照画像との対応関係を演算する演算ステップとをコンピュータに実行させる、画像処理装置の制御プログラム。
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