JP5071865B2 - 距離測定装置および方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
前記基準画像上の着目点が投影された対象点を通る所定方向において、所定輝度間隔にて設定された基準輝度レベルの境界にある境界画素を探索し、互いに隣接する前記境界画素間の画素数を算出し、該画素数に基づいて前記対象点に対する前記参照画像上の対応点を探索する際に使用される、前記基準画像および前記参照画像の相関を算出する基準となる相関ウィンドウのサイズを設定するウィンドウサイズ設定手段と、
前記基準画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素と、前記参照画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素との相関を算出することにより、前記対応点を探索する対応点探索手段と、
該探索した対応点に基づいて前記距離を算出する距離算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
前記基準画像の各画素の距離を画素値とする距離画像を生成する距離画像生成手段とを備えるものとしてもよい。
前記基準画像上の着目点が投影された対象点を通る所定方向において、所定輝度間隔にて設定された基準輝度レベルの境界にある境界画素を探索し、互いに隣接する前記境界画素間の画素数を算出し、該画素数に基づいて前記対象点に対する前記参照画像上の対応点を探索する際に使用される、前記基準画像および前記参照画像の相関を算出する基準となる相関ウィンドウのサイズを設定し、
前記基準画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素と、前記参照画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素との相関を算出することにより、前記対応点を探索し、
該探索した対応点に基づいて前記距離を算出することを特徴とするものである。
Y=b・v/(u−u′) (2)
Z=b・f/(u−u′) (3)
ここでu−u′は、撮像部21A,21Bの画像面上における投影点の横方向のずれ量(視差)である。また、式(3)より、奥行きである距離Zは視差に反比例することが分かる。
P11〜P13:min(W25,W26)=W25
P13〜P14:min(W25,W27)=W27
これにより、とくに境界画素P13,P14間のように、輝度が急激に変化する場合において、大きいサイズの相関ウィンドウが設定されることを防止できるため、対応点の探索を効率よく行うことができる。
21A,21B 撮像部
30 ステレオマッチング部
31 距離画像生成部
32 ウィンドウサイズ設定部
Claims (14)
- 被写体を撮像することにより取得された、該被写体上の着目点までの距離を算出するための基準画像、および該基準画像を取得した位置とは異なる位置から前記被写体を撮像することにより取得された、前記距離を算出するための少なくとも1つの参照画像の入力を受け付ける入力手段と、
前記基準画像上の着目点が投影された対象点を通る所定方向において、所定輝度間隔にて設定された基準輝度レベルの境界にある境界画素を探索し、互いに隣接する前記境界画素間の画素数を算出し、該画素数に基づいて前記対象点に対する前記参照画像上の対応点を探索する際に使用される、前記基準画像および前記参照画像の相関を算出する基準となる相関ウィンドウのサイズを設定するウィンドウサイズ設定手段と、
前記基準画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素と、前記参照画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素との相関を算出することにより、前記対応点を探索する対応点探索手段と、
該探索した対応点に基づいて前記距離を算出する距離算出手段とを備えたことを特徴とする距離測定装置。 - 前記所定方向が、前記基準画像の各画素を前記参照画像に写像することにより得られるエピポーラ線が延在する方向に対応する方向であることを特徴とする請求項1記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、前記基準画像における輝度のばらつきに応じて、前記所定輝度間隔を設定する手段であることを特徴とする請求項1または2記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、前記対象点の輝度が低いほど前記所定輝度間隔を小さくするように設定する手段であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、前記基準輝度レベルの0レベルに少なくとも1つのレベルのオフセットを加算し、該オフセットが加算された基準輝度レベルを用いて前記相関ウィンドウのサイズを前記オフセットのレベル毎に設定し、前記対象点について、前記オフセットの加算前に設定した前記相関ウィンドウのサイズおよび前記オフセットのレベル毎に設定した前記相関ウィンドウのサイズのうち、最大サイズを最終的な相関ウィンドウのサイズに設定する手段であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、一の境界画素と該一の境界画素に隣接する境界画素の基準輝度レベルが同一の場合、前記一の境界画素と基準輝度レベルが異なる最も近い位置にある境界画素との間の画素数に基づいて前記相関ウィンドウのサイズを設定する手段であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、前記基準画像に対して平滑化フィルタによるフィルタリング処理を施し、該フィルタリングされた基準画像に基づいて、前記相関ウィンドウのサイズを設定する手段であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 前記対応点探索手段は、前記探索された対応点が誤対応点であるか否かを判定し、誤対応点であると判定された画素については、前記相関ウィンドウのサイズを大きくして再度前記対応点の探索を行う手段であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 前記基準画像の全画素について前記距離を算出するよう前記ウィンドウサイズ設定手段、前記対応点探索手段および前記距離算出手段を制御する制御手段と、
前記基準画像の各画素の距離を画素値とする距離画像を生成する距離画像生成手段とを備えたことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項記載の距離測定装置。 - 前記対応点探索手段は、同一サイズの前記相関ウィンドウが設定された画素毎に、該相関ウィンドウのサイズが小さい順に、前記対応点をまとめて探索する手段であることを特徴とする請求項9記載の距離測定装置。
- 前記対応点探索手段は、一のサイズの前記相関ウィンドウを用いて探索された対応点のうち、誤対応となる誤対応点が探索された前記基準画像の画素については、前記相関ウィンドウのサイズを一段階大きくし、該一段階大きいサイズの前記相関ウィンドウが設定された画素とともに前記対応点を探索する手段であることを特徴とする請求項10記載の距離測定装置。
- 前記ウィンドウサイズ設定手段は、前記相関ウィンドウのサイズを所定の複数のサイズ群に分類し、前記各画素の前記相関ウィンドウのサイズを、該各画素について設定した相関ウィンドウのサイズが分類された前記サイズ群における最大サイズに再設定する手段であることを特徴とする請求項9から11のいずれか1項記載の距離測定装置。
- 被写体を撮像することにより取得された、該被写体上の着目点までの距離を算出するための基準画像、および該基準画像を取得した位置とは異なる位置から前記被写体を撮像することにより取得された、前記距離を算出するための少なくとも1つの参照画像の入力を受け付け、
前記基準画像上の着目点が投影された対象点を通る所定方向において、所定輝度間隔にて設定された基準輝度レベルの境界にある境界画素を探索し、互いに隣接する前記境界画素間の画素数を算出し、該画素数に基づいて前記対象点に対する前記参照画像上の対応点を探索する際に使用される、前記基準画像および前記参照画像の相関を算出する基準となる相関ウィンドウのサイズを設定し、
前記基準画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素と、前記参照画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素との相関を算出することにより、前記対応点を探索し、
該探索した対応点に基づいて前記距離を算出することを特徴とする距離測定方法。 - 被写体を撮像することにより取得された、該被写体上の着目点までの距離を算出するための基準画像、および該基準画像を取得した位置とは異なる位置から前記被写体を撮像することにより取得された、前記距離を算出するための少なくとも1つの参照画像の入力を受け付ける手順と、
前記基準画像上の着目点が投影された対象点を通る所定方向において、所定輝度間隔にて設定された基準輝度レベルの境界にある境界画素を探索し、互いに隣接する前記境界画素間の画素数を算出し、該画素数に基づいて前記対象点に対する前記参照画像上の対応点を探索する際に使用される、前記基準画像および前記参照画像の相関を算出する基準となる相関ウィンドウのサイズを設定する手順と、
前記基準画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素と、前記参照画像上に設定された相関ウィンドウ内の各画素との相関を算出することにより、前記対応点を探索する手順と、
該探索した対応点に基づいて前記距離を算出する手順とを有することを特徴とする距離測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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