JP5316309B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the processing performance of corresponding point search processing using a multi-resolution image. <P>SOLUTION: An apparatus includes an image acquiring means for acquiring an original standard image and an original reference image each including an image content corresponding to each other, a multi-resolution image generating means for hierarchically generating a plurality of images whose resolutions are different from each other by lowering resolutions of the acquired original standard image and the original reference image, a noticed point setting means for setting a noticed point to a noticed standard image belonging to a noticed hierarchy, a parallax specifying means for acquiring parallax between the noticed standard image and a noticed reference image about the noticed point, and a selection applying means for making (1) a first parallax specifying rule using image information within a window when the window including the noticed point is included within the noticed standard image, or (2) a second parallax specifying rule which is made lower in contribution degree from an outer area of the noticed standard image than the first parallax specifying rule when the window is protruded from the noticed standard image, and selectively applied when the parallax specifying means requires the parallax. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、基準画像に設定された注目点の対応点を参照画像から探索する画像処理装置および画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for searching for a corresponding point of a target point set in a standard image from a reference image.

異なる視点から撮影された測定対象物に関する複数の画像や、同一視点から時系列に撮影された移動する測定対象物などに関する複数の時系列画像のうち、1の画像を基準画像、他の画像を参照画像として基準画像上の注目点に対応する参照画像上の対応点を、テンプレートマッチングなどを利用したエリアベースの対応点探索方法を用いて探索し、得られた対応点と注目点とに基づいて、測定対象物の3次元形状を求める装置や、測定対象物の移動を追跡する装置が知られている。   Among a plurality of images related to a measurement object photographed from different viewpoints and a plurality of time-series images related to a moving measurement object photographed in time series from the same viewpoint, one image is a reference image and another image is Search for a corresponding point on the reference image corresponding to the target point on the standard image as a reference image using an area-based corresponding point search method using template matching, etc., and based on the obtained corresponding point and the target point There are known devices for obtaining the three-dimensional shape of a measurement object and devices for tracking the movement of the measurement object.

エリアベースの対応点探索方法においては、基準画像上に、注目点を略中心とする探索ウィンドウ(「基準ウィンドウ」とも称する)を設定するとともに、対応点の存在が見込まれる参照画像上の領域にも基準ウィンドウと同じ大きさの探索ウィンドウ(「参照ウィンドウ」とも称する)を設定する。   In the area-based corresponding point search method, a search window (also referred to as a “reference window”) that has a point of interest approximately as a center is set on a reference image, and the corresponding point is expected to exist in an area on the reference image. Also, a search window (also referred to as a “reference window”) having the same size as the reference window is set.

次に、これらの探索ウィンドウ間の画像の相関が最も高くなる、探索ウィンドウの画像間のずれ量(「視差」とも称する)を求める視差特定処理を行い、求められた視差と注目点の画素座標とから、基準画像上の注目点に対応する参照画像上の対応点を求める対応点探索処理を行う。   Next, a parallax specifying process for obtaining a shift amount (also referred to as “parallax”) between the images in the search window, in which the correlation between the images between the search windows is the highest, is performed, and the obtained parallax and the pixel coordinates of the target point are obtained. Then, a corresponding point search process is performed to obtain a corresponding point on the reference image corresponding to the point of interest on the standard image.

エリアベースの対応点探索方法においては、通常、参照画像における対応点の存在範囲を予め特定することはできないので、参照画像の全域をカバーするように参照ウィンドウを次々と設定することによって対応点探索処理が行われる。   In the area-based corresponding point search method, since the range of corresponding points in the reference image cannot normally be specified in advance, the corresponding point search is performed by successively setting reference windows so as to cover the entire area of the reference image. Processing is performed.

近年、エリアベースの対応点探索方法の1つとして、基準画像と参照画像とを階層毎に解像度が徐々に低くなるように逐次低解像度化することによって、複数階層の画像を生成し、各階層毎に、エリアベースの対応点探索方法を用いつつ、最も低解像度の階層から最も高解像度の階層へ向けて順に対応点を探索する多重解像度戦略を用いた対応点探索手法が注目されている。   In recent years, as one of the area-based corresponding point search methods, a base image and a reference image are sequentially reduced in resolution so that the resolution gradually decreases for each layer, thereby generating a plurality of layers of images. Each time, a corresponding point search method using a multi-resolution strategy in which corresponding points are searched in order from the lowest resolution layer to the highest resolution layer while using an area-based corresponding point search method has attracted attention.

多重解像度戦略を用いた対応点探索においては、注目階層で求められた視差に基づいて、注目階層の1つ上位階層の参照ウィンドウを定める初期視差を決定することができる。   In the corresponding point search using the multi-resolution strategy, it is possible to determine an initial disparity that defines a reference window that is one layer above the target layer based on the disparity obtained in the target layer.

従って、多重解像度戦略を用いた対応点探索手法においては、各階層における参照ウィンドウの設定領域を絞り込みつつ、探索を行うことができる。   Therefore, in the corresponding point search method using the multi-resolution strategy, the search can be performed while narrowing down the reference window setting area in each layer.

特許文献1では、多重解像度戦略に基づいた対応点探索を用いる画像処理装置の技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique of an image processing apparatus that uses corresponding point search based on a multi-resolution strategy.

特開2001−148012号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-148012

多重解像度戦略に基づいた対応点探索手法においては、画像の端部の探索ウィンドウが、画像からはみ出す場合には、探索ウィンドウ間の相関を高精度に求めることができないため、対応点探索の精度が悪化するという問題や、階層数の増大に伴って処理時間も増大するといった問題がある。   In the corresponding point search method based on the multi-resolution strategy, when the search window at the edge of the image protrudes from the image, the correlation between the search windows cannot be obtained with high accuracy. There is a problem that it gets worse and a problem that the processing time increases as the number of layers increases.

特許文献1の画像処理装置においては、求められた対応点の信頼度が低い場合には、周囲の対応点の情報を用いて信頼度の低い対応点を補正することによって、高精度な対応点探索を可能とする技術が開示されているが、画像の端部において探索領域が画像からはみ出る場合に探索精度を向上させるための対策および階層数の増大に伴う処理時間の増大を抑制するための対策については開示されていない。   In the image processing apparatus of Patent Document 1, when the reliability of the obtained corresponding point is low, the corresponding point with low accuracy is corrected by correcting the corresponding point with low reliability using information on surrounding corresponding points. Although a technology that enables search is disclosed, a measure for improving the search accuracy when the search region protrudes from the image at the edge of the image and a suppression of an increase in processing time accompanying an increase in the number of hierarchies No measures are disclosed.

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善できる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the processing performance of corresponding point search processing using a multi-resolution image.

上記の課題を解決するために、請求項の発明は、画像処理装置であって、互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、前記視差特定手段が前記視差を求めるにあたって1)前記注目点を内包するウィンドウが前記注目基準画像内に収まるときには、前記ウィンドウ内の画像情報を用いる第1視差特定規則を、2)前記ウィンドウが前記注目基準画像からはみ出すときには、前記注目基準画像の外部領域からの寄与度を前記第1視差特定規則よりも低めた第2視差特定規則を、選択的にそれぞれ適用させる選択適用手段と、を備え、前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの点について既に特定された視差を利用する規則であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is a images processing device, an image obtaining unit for obtaining the corresponding containing image content to the original reference image and the original reference image to each other, the upper layer A plurality of standard images and a plurality of reference images having different resolutions are generated in a hierarchical manner by reducing the resolution of the original standard image and the original reference image so that the resolution becomes lower toward the lower hierarchy from Multi-resolution image creating means, and images that belong to the same attention layer among the plurality of reference images and the plurality of reference images are set as attention reference images and attention reference images, and attention is set to the attention reference images. A point setting unit, a parallax specifying unit for determining the parallax between the target reference image and the target reference image for the target point, and the parallax specifying unit for determining the parallax 1) When the window containing the eye point fits in the target reference image, the first parallax specifying rule using the image information in the window is used. 2) When the window protrudes from the target reference image, the outside of the target reference image Selection application means for selectively applying a second parallax specifying rule whose contribution from the region is lower than that of the first parallax specifying rule, and the second parallax specifying rule is included in the reference image of interest. It is a rule that uses a parallax already specified for a point closer to the center than the point of interest.

また、請求項の発明は、請求項に記載された画像処理装置であって、前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの1つの代替点について既に特定された視差を用いて、前記注目点についての視差を求める規則であることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the image processing apparatus according to claim 1 , wherein the second parallax specifying rule is already set for one alternative point closer to the center than the point of interest in the point-of-interest reference image. It is a rule for obtaining the parallax for the attention point using the specified parallax.

また、請求項の発明は、請求項に記載された画像処理装置であって、前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの複数の代替点について既に特定された視差の外挿によって、前記注目点についての視差を求める規則であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the image processing apparatus according to claim 1 , wherein the second parallax specifying rule is already set for a plurality of alternative points closer to the center than the attention point in the attention reference image. It is a rule for obtaining a parallax for the attention point by extrapolation of the specified parallax.

また、請求項の発明は、互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、前記注目点が前記注目基準画像のうち所定の視差特定領域にあるときに、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、を備え、各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されている画像処理装置であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided image acquisition means for acquiring an original standard image and an original reference image including image contents corresponding to each other, and the original so that the resolution decreases from the upper hierarchy to the lower hierarchy. By reducing the resolution of the standard image and the original reference image, multi-resolution image creating means for hierarchically generating a plurality of standard images and a plurality of reference images having different resolutions, the plurality of standard images, Of the plurality of reference images, an image belonging to the same attention layer is set as the attention base image and the attention reference image, attention point setting means for setting the attention point in the attention base image, and the attention point is the attention reference image. Parallax specifying means for obtaining a parallax between the target reference image and the target reference image with respect to the target point when the target point is in a predetermined parallax specific region. Area ratio of the specific region and the reference image is characterized by an image processing apparatus which is set larger upper layer.

また、請求項の発明は、請求項に記載された画像処理装置であって、前記視差特定手段は、前記注目点を内包するウィンドウ内の画像情報を用いて、当該注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求めるものであり、前記視差特定領域は、前記ウィンドウが前記注目基準画像に収まる範囲の領域であり、上位階層において前記視差を求める際の初期基準として使用される初期視差を、下位階層の視差特定領域内の注目点について得られた視差を利用して求めることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the image processing device according to claim 4 , wherein the parallax specifying unit uses the image information in the window including the attention point, The parallax between the target standard image and the target reference image is obtained, and the parallax specifying region is a region in a range where the window fits in the target standard image, and an initial standard for obtaining the parallax in an upper layer The initial parallax used as is obtained by using the parallax obtained for the attention point in the parallax specifying region in the lower hierarchy.

また、請求項の発明は、画像処理装置であって、互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、前記視差特定手段が前記視差を求めるにあたって、1)前記注目点を内包するウィンドウが前記注目基準画像内に収まるときには、前記ウィンドウ内の画像情報を用いる第1視差特定規則を、2)前記ウィンドウが前記注目基準画像からはみ出すときには、前記注目基準画像の外部領域からの寄与度を前記第1視差特定規則よりも低めた第2視差特定規則を、選択的にそれぞれ適用させる選択適用手段と、を備え、前記注目基準画像のうち前記第1規則が適用される領域と前記第2規則が適用される領域とからなる領域を視差特定領域として、各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されているとともに、上位階層について前記第1視差特定規則で使用される初期視差を、下位階層について各注目点において得られた視差を利用して求めることを特徴とする。 Furthermore, the resolution as the invention of claim 6 is the images processing apparatus, an image acquiring unit that acquires a correspondence including image content to the original reference image and the original reference image to each other, toward the lower layer from the upper layer Multi-resolution image creation means for hierarchically generating a plurality of standard images and a plurality of reference images having different resolutions by lowering the resolution of the original standard image and the original reference image so that the Of the plurality of reference images and the plurality of reference images, an attention point setting means for setting an attention point in the attention reference image using an image belonging to the same attention layer as the attention reference image and the attention reference image, and the attention Parallax specifying means for obtaining a parallax between the target reference image and the target reference image for a point, and when the parallax specifying means obtains the parallax, 1) a window containing the target point When the dough fits in the target reference image, the first parallax specifying rule using the image information in the window is used. 2) When the window protrudes from the target reference image, the degree of contribution from the external region of the target reference image Selection applying means for selectively applying a second parallax specifying rule lower than the first parallax specifying rule, and a region to which the first rule is applied in the reference image of interest and the first An area composed of areas to which two rules are applied is set as a parallax specific area, and an area ratio between the parallax specific area and the reference image in each hierarchy is set to be higher in the upper hierarchy and the first parallax is set in the upper hierarchy. The initial parallax used in the specific rule is obtained using the parallax obtained at each point of interest for the lower layer.

また、請求項の発明は、互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する工程と、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する工程と、前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する工程と、前記注目点が前記注目基準画像のうち所定の視差特定領域にあるときに、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める工程と、を備え、各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されている画像処理方法であることを特徴とする。 Further, the invention of claim 7 is a method of acquiring an original standard image and original reference image including image contents corresponding to each other, and the original standard image so that the resolution decreases from the upper hierarchy to the lower hierarchy. And generating a plurality of standard images and reference images having different resolutions in a hierarchical manner by reducing the resolution of the original reference image, and the plurality of standard images and the plurality of reference images. Of these, an image belonging to the same attention layer as an attention standard image and an attention reference image, a step of setting an attention point on the attention reference image, and when the attention point is in a predetermined parallax specific region of the attention reference image Obtaining a parallax between the target standard image and the target reference image for the target point, and an area ratio between the parallax specifying region and the standard image in each layer is higher than the upper layer. Characterized in that an image processing method that is set to be larger.

請求項1から請求項の発明によれば、注目点を内包するウィンドウが基準画像からはみ出るときに適用される第2視差特定規則のほうが、ウィンドウが基準画像からはみ出ないときに適用される第1視差特定規則よりも画像外情報の視差特定処理に対する寄与度が小さくなるので、ウィンドウが基準画像からはみ出るときの視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the first to third aspects of the present invention, the second parallax specifying rule applied when the window containing the attention point protrudes from the reference image is applied when the window does not protrude from the reference image. Since the contribution degree of the extra-image information to the parallax specifying process is smaller than the one parallax specifying rule, the parallax specifying accuracy when the window protrudes from the reference image can be improved, and the corresponding point search process using the multi-resolution image can be performed. Processing performance can be improved.

請求項からの発明によれば、第2視差特定規則は、注目点よりも基準画像の中心よりの点について既に特定された視差を利用して注目点の視差を求めるので、視差の連続性によって、ウィンドウが基準画像からはみ出るときの視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the first to third aspects of the invention, the second parallax specifying rule obtains the parallax of the attention point by using the parallax already specified for the point from the center of the reference image rather than the attention point. Therefore, it is possible to improve the parallax specifying accuracy when the window protrudes from the reference image, and it is possible to improve the processing performance of the corresponding point search processing using the multi-resolution image.

請求項の発明によれば、第2視差特定規則は、注目点よりも基準画像の中心よりの1つの代替点について既に特定された視差を利用して注目点の視差を求めるので第2視差特定規則を用いた視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the invention of claim 2 , since the second parallax specifying rule obtains the parallax of the attention point using the parallax already specified for one alternative point from the center of the reference image rather than the attention point, the second parallax is determined. It is possible to speed up the parallax specifying process using the specifying rule, and to improve the processing performance of the corresponding point searching process using the multi-resolution image.

請求項の発明によれば、第2視差特定規則は、注目点よりも基準画像の中心よりの複数の代替点について既に特定された視差の外挿によって注目点の視差を求めるので、視差の連続性によって、ウィンドウが基準画像からはみ出るときの視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the invention of claim 3 , since the second parallax specifying rule obtains the parallax of the attention point by extrapolation of the parallax already specified for a plurality of alternative points from the center of the reference image rather than the attention point. The continuity can improve the parallax identification accuracy when the window protrudes from the reference image, and can improve the processing performance of the corresponding point search processing using the multi-resolution image.

本願記載の発明によれば、注目点を内包するウィンドウが基準画像からはみ出るときに適用される第2視差特定規則では、ウィンドウのはみ出し方向について、第1視差特定規則で使用されるウィンドウよりも短幅のウィンドウ内の画像情報を用いるので、第2視差特定規則による視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the invention described in the present application, in the second parallax specifying rule applied when the window including the attention point protrudes from the reference image, the protruding direction of the window is shorter than the window used in the first parallax specifying rule. Since the image information in the width window is used, the parallax identification accuracy according to the second parallax identification rule can be improved, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image can be improved.

本願記載の発明によれば、第2視差特定規則は、注目点を内包するウィンドウのうち、基準画像からはみ出る部分の寄与度を第1視差特定規則より低めているので、画像外情報の寄与度を第1視差特定規則を用いたときよりも抑制することによって、第2視差特定規則による視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the invention described in the present application , the second disparity specifying rule has a lower contribution than the first disparity specifying rule in the portion of the window containing the attention point that protrudes from the reference image. Can be improved as compared with the case where the first parallax specification rule is used, so that the parallax specification accuracy based on the second parallax specification rule can be improved, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image can be improved. Is possible.

請求項から請求項の発明によれば、視差特定処理が下位の階層から上位の階層に向けて逐次実行される過程で、視差特定領域と基準画像との比を、階層が上がるにつれて少しずつ大きくしつつ視差特定処理を行うことができるので、視差特定領域を削減することによって視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the fourth to seventh aspects of the present invention, in the process in which the parallax specifying process is sequentially executed from the lower hierarchy to the upper hierarchy, the ratio between the parallax specifying area and the reference image is slightly increased as the hierarchy increases. Since the parallax specifying process can be performed while increasing the size gradually, the parallax specifying process can be accelerated by reducing the parallax specifying area, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image is improved. Is possible.

請求項の発明によれば、注目点を内包するウィンドウが、下位階層の基準画像の画像領域からはみ出さない視差特定領域の各注目点について求められた各視差に基づいて、注目階層の視差特定領域の各注目点に対する各初期視差を設定することによって、注目階層の視差特定領域についての各初期視差を適切な値に設定することができるので、視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。 According to the invention of claim 5, the parallax of the target layer is based on the parallax obtained for each target point of the parallax specific region in which the window including the target point does not protrude from the image region of the reference image of the lower layer. By setting each initial parallax for each target point of the specific area, each initial parallax for the parallax specific area of the target layer can be set to an appropriate value, so that the parallax specifying process can be speeded up, It becomes possible to improve the processing performance of the corresponding point search processing using the multi-resolution image.

請求項の発明によれば、注目階層の視差特定領域のうち、注目点を内包するウィンドウが注目基準画像の画像領域からはみ出さない領域の各注目点に対する各初期視差を、下位階層の視差特定領域の各注目点に対して求められた各視差に基づいて設定することによって、注目階層におけるウィンドウが基準画像からはみ出さない領域についての各初期視差を適切な値に設定することができるので、視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。

According to the invention of claim 6 , among the parallax specifying areas of the target hierarchy, the initial parallax for each target point of the area where the window containing the target point does not protrude from the image area of the target reference image is the lower level parallax. By setting based on each parallax obtained for each target point in the specific area, each initial parallax for the area where the window in the target layer does not protrude from the reference image can be set to an appropriate value. In addition, it is possible to speed up the parallax identification process, and it is possible to improve the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image.

実施形態に係る画像処理装置を用いた3次元形状測定装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the three-dimensional shape measuring apparatus using the image processing apparatus which concerns on embodiment. 基準画像の注目点と参照画像の対応点との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the attention point of a reference | standard image, and the corresponding point of a reference image. 実施形態に係る画像処理装置の要部の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing an example of composition of a principal part of an image processing device concerning an embodiment. 多重解像度基準画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 多重解像度基準画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 多重解像度基準画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 多重解像度参照画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 多重解像度参照画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 多重解像度参照画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a multi-resolution reference image. 解像度変倍率が視差特定処理に与える影響例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the influence which the resolution scaling factor has on parallax specification processing. 参照画像の多重解像度画像を例示する図である。It is a figure which illustrates the multi-resolution image of a reference image. 実施形態にかかる第1領域と第2領域を説明する図である。It is a figure explaining the 1st field and the 2nd field concerning an embodiment. 実施形態にかかる第1領域と第2領域を説明する図である。It is a figure explaining the 1st field and the 2nd field concerning an embodiment. 上位階層と下位階層の第1領域と第2領域を例示する図である。It is a figure which illustrates the 1st field and the 2nd field of a higher hierarchy and a lower hierarchy. 上位階層と下位階層の第1領域と第2領域を例示する図である。It is a figure which illustrates the 1st field and the 2nd field of a higher hierarchy and a lower hierarchy. 初期視差の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of initial parallax. 初期視差の設定を説明する図である。It is a figure explaining the setting of initial parallax. 視差特定処理の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of a parallax specific process. 参照画像の探索基準点に対する参照ウィンドウの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the reference window with respect to the search reference point of a reference image. 参照画像の探索基準点に対する参照ウィンドウの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the reference window with respect to the search reference point of a reference image. SAD法を用いた視差特定処理の説明図である。It is explanatory drawing of the parallax specific process using a SAD method. SAD法における参照ウィンドウの走査態様を例示する図である。It is a figure which illustrates the scanning aspect of the reference window in SAD method. POC法を用いた視差特定処理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the parallax specific process using POC method. POC値の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a POC value. 第1領域と第2領域のウィンドウを例示する図である。It is a figure which illustrates the window of the 1st field and the 2nd field. 実施形態に係る第1の視差特定処理の窓関数を例示する図である。It is a figure which illustrates the window function of the 1st parallax specific processing concerning an embodiment. 実施形態に係る第2の視差特定処理の窓関数を例示する図である。It is a figure which illustrates the window function of the 2nd parallax specific processing concerning an embodiment. 実施形態に係る第2の視差特定処理の窓関数を例示する図である。It is a figure which illustrates the window function of the 2nd parallax specific processing concerning an embodiment. 実施形態に係る第2の視差特定処理の窓関数を例示する図である。It is a figure which illustrates the window function of the 2nd parallax specific processing concerning an embodiment. 第2領域におけるウィンドウの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the window in a 2nd area | region. 第2領域の視差の特定方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the identification method of the parallax of a 2nd area | region. 第2領域の視差の特定方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the identification method of the parallax of a 2nd area | region. 第2領域の視差の特定方法の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the identification method of the parallax of a 2nd area | region. 変形例に係る視差特定領域の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the parallax specific area | region which concerns on a modification. 変形例に係る初期視差の設定手法例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the setting method of the initial parallax which concerns on a modification. 変形例に係る視差特定領域の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the parallax specific area | region which concerns on a modification. 実施形態に係る画像処理装置の動作の概要を例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an outline of an operation of the image processing apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る画像処理装置の動作の概要を例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an outline of an operation of the image processing apparatus according to the embodiment. 変形例に係る画像処理装置の動作の概要を例示するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an outline of an operation of an image processing apparatus according to a modification. 変形例に係る画像処理装置の動作の概要を例示するフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an outline of an operation of an image processing apparatus according to a modification.

本発明に係る画像処理装置は、例えば、2台以上のカメラによって測定対象物を測定し、得られた画像を処理して測定対象物上の注目点を通る各カメラの視線方程式を求めることによって測定対象物の形状を測定する3次元形状測定装置や、1台のカメラによって測定対象物を時系列に測定し、得られた画像を処理して、測定対象物の移動量を求めたり、予め登録された測定対象物の画像と測定した画像とを比較する装置などに適用される。   The image processing apparatus according to the present invention measures, for example, an object to be measured by two or more cameras, processes the obtained image, and obtains a line-of-sight equation for each camera passing through a point of interest on the object to be measured. A three-dimensional shape measuring device that measures the shape of the measurement object or a single camera measures the measurement object in time series, processes the obtained image, determines the amount of movement of the measurement object, The present invention is applied to an apparatus that compares a registered measurement object image with a measured image.

以下、本発明に係る画像処理装置が、2台のカメラ(ステレオカメラとも称する)を用いて測定対象物を測定し、得られたステレオ画像を処理して測定対象物の3次元形状を測定する3次元測定装置に適用される実施形態について図面を参照して説明する。なお、説明のために図面には適宜座標軸を記載している。   Hereinafter, the image processing apparatus according to the present invention measures a measurement object using two cameras (also referred to as stereo cameras), and processes the obtained stereo image to measure the three-dimensional shape of the measurement object. An embodiment applied to a three-dimensional measuring apparatus will be described with reference to the drawings. For the sake of explanation, the coordinate axes are appropriately described in the drawings.

<3次元形状測定装置>
図1は、実施形態に係る画像処理装置3Aを用いた3次元形状測定装置1Aの概略構成を示す図である。
<Three-dimensional shape measuring device>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a three-dimensional shape measuring apparatus 1A using an image processing apparatus 3A according to the embodiment.

図1に示されるように、3次元形状測定装置1Aは、2眼のステレオカメラ2と、ステレオカメラ2に対してデータ伝送可能に接続する画像処理装置3Aとを備えている。   As shown in FIG. 1, the three-dimensional shape measuring apparatus 1A includes a two-lens stereo camera 2 and an image processing apparatus 3A connected to the stereo camera 2 so as to be able to transmit data.

2眼のステレオカメラ2には、それぞれ撮像素子を有する2つの撮像系21、22が設けられている。撮像系21、22は、ほぼ同等の光学的特性と電気的特性を有しており、所定方向に沿って離隔配置され、カメラ正面の測定対象物OBを、同期されつつ同じタイミングで異なる視点から撮像するように構成されている。撮像系21、22によって同じタイミングで撮像される2画像は、いわゆるステレオ画像であり、データ線DLを介して画像処理装置3Aに送信される。   The two-lens stereo camera 2 is provided with two imaging systems 21 and 22 each having an imaging device. The imaging systems 21 and 22 have substantially the same optical characteristics and electrical characteristics, are spaced apart along a predetermined direction, and the measurement object OB in front of the camera is synchronized from the same viewpoint at different timings. It is configured to take an image. The two images captured at the same timing by the imaging systems 21 and 22 are so-called stereo images, and are transmitted to the image processing device 3A via the data line DL.

ここで、ステレオ画像を構成する2画像のうち、撮像系21によって撮像されて取得される画像を、適宜「基準画像」と称し、撮像系22によって撮影されて取得される画像を、適宜「参照画像」と称する。   Here, of the two images constituting the stereo image, an image captured and acquired by the imaging system 21 is appropriately referred to as a “reference image”, and an image captured and acquired by the imaging system 22 is appropriately referred to as “reference”. This is called “image”.

また、撮像系21、22の焦点距離、主点位置、歪曲収差および基線長などのカメラパラメータは、予め校正されており、該カメラパラメータによって撮像系21、22の撮像素子に結像した測定対象物OBの像上の点と、撮像系の主点とを通るカメラ視線方程式が決定される。   In addition, camera parameters such as the focal length, principal point position, distortion, and baseline length of the imaging systems 21 and 22 are calibrated in advance, and the measurement target imaged on the imaging elements of the imaging systems 21 and 22 by the camera parameters. A camera line-of-sight equation passing through a point on the image of the object OB and the principal point of the imaging system is determined.

図2は、基準画像の注目点と、参照画像の対応点との対応を示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating the correspondence between the attention points of the standard image and the corresponding points of the reference image.

画像処理装置3Aは、先ず、測定対象物OBに関する基準画像BITと参照画像RITとを階層的に繰り返し低解像度化することにより、基準画像BITと参照画像RITとのそれぞれについて、解像度の異なる複数の画像から構成される多重解像度画像を作成し、該多重解像度画像を用いて基準画像BIT上の注目点NTに対応する参照画像RIT上の対応点CTのずれ量(視差)を特定することによって対応点CTを探索する処理を行う。   First, the image processing device 3A hierarchically repeats the resolution reduction of the standard image BIT and the reference image RIT related to the measurement object OB, so that the standard image BIT and the reference image RIT have a plurality of resolutions different from each other. Corresponding by creating a multi-resolution image composed of images and specifying the shift amount (parallax) of the corresponding point CT on the reference image RIT corresponding to the target point NT on the standard image BIT using the multi-resolution image A process of searching for the point CT is performed.

次に、画像処理装置3Aは、探索された注目点NTと対応点CTの座標情報と、撮像系21、22のカメラパラメータとを用いて、注目点NTと対応点CTに関するカメラ視線方程式を作成し、この方程式を連立させて解くことによって注目点CTに対応する測定対象物OBの点の3次元座標を求める3次元化処理を行う。   Next, the image processing apparatus 3A creates a camera line-of-sight equation regarding the target point NT and the corresponding point CT using the coordinate information of the searched target point NT and the corresponding point CT and the camera parameters of the imaging systems 21 and 22. Then, a three-dimensional process for obtaining the three-dimensional coordinates of the point of the measurement object OB corresponding to the target point CT is performed by solving these equations simultaneously.

画像処理装置3Aは、複数の注目点についての対応点の探索と3次元化処理を行うことによって測定対象物OBの3次元形状を算出する。   The image processing apparatus 3A calculates the three-dimensional shape of the measurement object OB by searching for corresponding points for a plurality of attention points and performing a three-dimensional process.

ここで、3次元形状測定装置1Aにはステレオカメラが設けられているが、例えば、3個以上のカメラが設けられる場合には、3次元形状測定装置に入力される入力画像のうちの1の入力画像が基準画像、他の入力画像が参照画像として取得され、ステレオカメラ使用時と同様の処理が行われて測定対象物OBの3次元形状が求められる。   Here, although the stereo camera is provided in the three-dimensional shape measuring apparatus 1A, for example, when three or more cameras are provided, one of the input images input to the three-dimensional shape measuring apparatus is provided. The input image is acquired as a standard image and the other input images are acquired as reference images, and the same processing as when using a stereo camera is performed to obtain the three-dimensional shape of the measurement object OB.

<画像処理装置3Aの機能説明>
図3は、実施形態に係る画像処理装置3Aの要部の構成例を示す機能ブロック図である。
<Functional Description of Image Processing Device 3A>
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a main part of the image processing apparatus 3A according to the embodiment.

図3に示されるように、画像処理装置3Aは、操作部4、表示部5、通信部6、入出力部7、記憶部9、画像取得部10、多重解像度画像作成部11、注目点設定部12、初期視差設定部14、視差特定部15、および制御部16を主に備えて構成されており、これらの機能ブロックによって基準画像BITと参照画像RITに関する多重解像度画像作成、対応点探索および3次元化処理などを行う。   As shown in FIG. 3, the image processing apparatus 3A includes an operation unit 4, a display unit 5, a communication unit 6, an input / output unit 7, a storage unit 9, an image acquisition unit 10, a multi-resolution image creation unit 11, an attention point setting. Unit 12, initial parallax setting unit 14, parallax specifying unit 15, and control unit 16, and these function blocks are used to create multi-resolution images related to the standard image BIT and the reference image RIT, search for corresponding points, and Perform 3D processing.

以下、画像処理装置3Aの操作部4から制御部16について説明する。   Hereinafter, the operation unit 4 to the control unit 16 of the image processing apparatus 3A will be described.

◎操作部4〜記憶部9:
操作部4は、例えば、キーボード、マウスおよび操作ボタンなどを備えて構成されており、制御部16への操作信号の入力や、画像処理装置3Aの各部に関する解像度変倍率RRなどの制御パラメータの設定などの用途に使用され、設定された制御パラメータは、制御部16によって、記憶部9に記憶される。
◎ Operation unit 4 to storage unit 9:
The operation unit 4 includes, for example, a keyboard, a mouse, an operation button, and the like, and inputs operation signals to the control unit 16 and sets control parameters such as resolution scaling factor RR for each unit of the image processing apparatus 3A. The control parameters used and set for such purposes as are stored in the storage unit 9 by the control unit 16.

表示部5は、例えば液晶ディスプレイで構成されて動画などを表示可能であり、撮像されたステレオ画像や生成された3次元画像などの画像情報や、各種メッセージなどが表示部5に表示される。また、制御パラメータ設定用の情報も表示部5に表示される。   The display unit 5 is configured by a liquid crystal display, for example, and can display a moving image or the like. Image information such as a captured stereo image or a generated three-dimensional image, various messages, and the like are displayed on the display unit 5. Control parameter setting information is also displayed on the display unit 5.

通信部6は、LANやインターネットに接続するためのインタフェースであり、例えばネットワークアダプタなどで構成される。   The communication unit 6 is an interface for connecting to a LAN or the Internet, and includes, for example, a network adapter.

入出力部7は、例えばマルチメディアドライブを備えて構成され、光ディスクなどの記憶媒体8を受け付け、制御部16との間でデータの授受を行うものである。画像処理装置3Aが処理するステレオ画像は、ステレオカメラ2から直接入力されるだけでなく、通信部6や、入出力部7によって、記憶媒体8や、ネットワーク経由でも入力され得る。   The input / output unit 7 includes, for example, a multimedia drive, receives a storage medium 8 such as an optical disk, and exchanges data with the control unit 16. The stereo image processed by the image processing apparatus 3A can be input not only directly from the stereo camera 2, but also via the storage medium 8 or the network by the communication unit 6 or the input / output unit 7.

記憶部9は、例えばハードディスク、ROMおよびRAMなどを備えて構成されており、画像処理装置3Aの各部が出力する情報、画像処理装置3Aの各部を制御するために設定された制御パラメータ、校正されたカメラパラメータおよび制御プログラムなどの恒久的な記憶と、各種情報の一時的な記憶とに使用される。   The storage unit 9 includes, for example, a hard disk, a ROM, a RAM, and the like. Information output from each unit of the image processing apparatus 3A, control parameters set to control each unit of the image processing apparatus 3A, and calibration are performed. It is used for permanent storage of camera parameters and control programs, and for temporary storage of various information.

ここで、制御パラメータは、例えば、多重解像度画像の階層数T、解像度変倍率RR、基準ウィンドウと参照ウィンドウの水平と垂直方向のサイズであるウィンドウサイズWXとWY、基準画像に設定される注目点が所定の視差特定領域に属するか否かを判定するための領域情報V1および視差特定処理の信頼度を判定するための閾値などである。   Here, the control parameters include, for example, the number of layers T of the multi-resolution image, the resolution scaling factor RR, the window sizes WX and WY that are the horizontal and vertical sizes of the standard window and the reference window, and the attention points set in the standard image. Are the region information V1 for determining whether or not belongs to a predetermined parallax specifying region, a threshold for determining the reliability of the parallax specifying processing, and the like.

なお、領域情報V1としては、領域情報V1によって特定される基準画像中の視差特定領域を特定する情報と、特定された視差特定領域について適用されるべき視差特定処理の選択情報とが含まれている。   The area information V1 includes information for specifying a parallax specifying area in the reference image specified by the area information V1 and selection information for parallax specifying processing to be applied to the specified parallax specifying area. Yes.

これらの制御パラメータは、操作部4などによって予め設定されて記憶部9に記憶されている。   These control parameters are set in advance by the operation unit 4 and stored in the storage unit 9.

なお、以下に説明する画像取得部10、多重解像度画像作成部11、注目点設定部12、領域判定部13、初期視差設定部14、視差特定部15および制御部16は、CPUで所定のプログラムを実行することで実現しても良いし、専用のハードウェア回路を用いて実現しても良い。   Note that the image acquisition unit 10, the multi-resolution image creation unit 11, the attention point setting unit 12, the region determination unit 13, the initial parallax setting unit 14, the parallax specifying unit 15 and the control unit 16 described below are a predetermined program executed by the CPU. It may be realized by executing or may be realized by using a dedicated hardware circuit.

◎画像取得部10:
画像取得部10は、基準カメラ21の撮影する画像と参照カメラ22が撮影する画像とを取得し、それぞれ基準画像BITおよび参照画像RITとして、記憶部9に記憶する。ここで、基準画像BITおよび参照画像RITは、例えば、複数の画素がマトリックス状に配列され、各画素の画素値が所定の階調数で表現されたデジタル画像データである。
Image acquisition unit 10:
The image acquisition unit 10 acquires an image captured by the standard camera 21 and an image captured by the reference camera 22 and stores them in the storage unit 9 as a standard image BIT and a reference image RIT, respectively. Here, the standard image BIT and the reference image RIT are, for example, digital image data in which a plurality of pixels are arranged in a matrix and pixel values of each pixel are expressed with a predetermined number of gradations.

なお、基準画像BIT及び参照画像RITのサイズとしては、例えば、VGA(640画素×480画素)などが採用される。   For example, VGA (640 pixels × 480 pixels) is used as the size of the standard image BIT and the reference image RIT.

◎多重解像度画像作成部11:
多重解像度画像作成部11は、基準画像BITおよび参照画像RITに多段階の低解像度化処理を施すことによって基準画像BITの多重解像度画像である多重解像度基準画像MBと、参照画像RITの多重解像度画像である多重解像度参照画像MRとを作成し、記憶部9に記憶する。
Multi-resolution image creation unit 11:
The multi-resolution image creation unit 11 performs multi-stage resolution reduction processing on the standard image BIT and the reference image RIT, thereby performing a multi-resolution standard image MB that is a multi-resolution image of the standard image BIT and a multi-resolution image of the reference image RIT. Are created and stored in the storage unit 9.

図4〜図6は、多重解像度基準画像MBを例示する図であり、図7〜図9は、多重解像度参照画像MRを例示する図である。多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRに関して、図4および図7は、それぞれの最上位の基準画像BIT、参照画像RITを、図5および図8は、それぞれ多重解像度基準画像MB、多重解像度参照画像MRの全体を、図6および図9は、それぞれ最下位の基準画像BI1、参照画像RI1を示している。   4 to 6 are diagrams illustrating the multi-resolution standard image MB, and FIGS. 7 to 9 are diagrams illustrating the multi-resolution reference image MR. Regarding the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR, FIGS. 4 and 7 show the respective highest-order standard images BIT and reference images RIT, and FIGS. 5 and 8 show the multi-resolution standard image MB and multi-resolution, respectively. FIG. 6 and FIG. 9 show the lowest reference image BI1 and reference image RI1, respectively, of the entire reference image MR.

図4〜図9に示されるように、多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRは、それぞれ、解像度が異なる複数の基準画像の集合体と解像度が異なる複数の参照画像の集合体であって、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように階層的に形成されている。   As shown in FIGS. 4 to 9, the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR are an aggregate of a plurality of standard images having different resolutions and a plurality of reference images having different resolutions, respectively. , It is hierarchically formed so that the resolution decreases as it goes from the upper layer to the lower layer.

多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRにおいて、最上位の基準画像BITと参照画像RIT画像は低解像度化されておらず、最下位の基準画像BI1と参照画像RI1画像は、最も解像度が低い画像である。また、多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRの階層数Tは等しく、同一階層の基準画像と参照画像の解像度は同じである。   In the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR, the highest standard image BIT and the reference image RIT image are not reduced in resolution, and the lowest standard image BI1 and the reference image RI1 image have the lowest resolution. It is an image. The multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR have the same number of layers T, and the standard image and the reference image in the same layer have the same resolution.

なお、基準カメラ21が撮影した基準画像であり、多重解像度基準画像MBの最上位の画像でもある低解像度化されていない基準画像BITを「原基準画像」BITとも称し、参照カメラ22が撮影した参照画像であり、多重解像度参照画像MRの最上位の画像でもある低解像度化されていない参照画像RITを「原参照画像」RITとも称する。   Note that a reference image BIT that is a reference image taken by the reference camera 21 and that is also the highest-order image of the multi-resolution reference image MB and is not reduced in resolution is also referred to as an “original reference image” BIT, and is taken by the reference camera 22. A reference image RIT that is a reference image and is also the highest-order image of the multi-resolution reference image MR and has not been reduced in resolution is also referred to as an “original reference image” RIT.

また、多重解像度画像の注目する階層(「注目階層」とも称する)の画像に対して、より解像度の高い画像を「上位」(または、「上位階層」)の画像と称し、より解像度の低い画像を「下位」(または、「下位階層」)の画像と称する。さらに、注目階層の画像を低解像度化して1つ下位階層の画像を作成する際の低解像度化の比率を「解像度変倍率」とも称する。   In addition, an image with a higher resolution is referred to as an “upper” (or “upper hierarchy”) image than an image of a multi-resolution image of interest (also referred to as “target hierarchy”), and an image with lower resolution. Are referred to as “lower” (or “lower hierarchy”) images. Further, the ratio of the resolution reduction when the image of the target layer is reduced in resolution to create one lower layer image is also referred to as “resolution scaling factor”.

ここで、基準画像BIm(図5)および参照画像RIm(図8)は、最下層の1つ上位階層に注目階層が設定された場合の基準画像および参照画像である。なお、注目階層の基準画像および参照画像をそれぞれ「注目基準画像」および「注目参照画像」とも称する。   Here, the base image BIm (FIG. 5) and the reference image RIm (FIG. 8) are the base image and the reference image when the attention layer is set in the one upper layer of the lowest layer. Note that the reference image and the reference image of the attention layer are also referred to as “attention reference image” and “attention reference image”, respectively.

解像度変倍率RRは、多重解像度画像の隣合う2つの階層の画像のうち、上位階層の画像の水平方向の画素数に対する下位階層の画像の水平方向の画素数の比率として与えられ、また、該上位階層の画像の垂直方向の画素数に対する該下位階層の画像の垂直方向の画素数の比率としても与えられる。通常、これら2種類の比率は同じ値に設定される。   The resolution scaling factor RR is given as a ratio of the number of pixels in the horizontal direction of the image in the lower layer to the number of pixels in the horizontal direction of the image in the upper layer among the two adjacent layers in the multi-resolution image. It is also given as the ratio of the number of pixels in the vertical direction of the lower layer image to the number of pixels in the vertical direction of the upper layer image. Usually, these two types of ratios are set to the same value.

多重解像度画像は、例えば、記憶部9に予め設定保存された解像度変倍率RRおよび階層数Tに従って、多重解像度画像の階層数が階層数Tになるまで解像度変倍率RRによる低解像度化を繰り返すことや、最下層の画像の画素数が所定値以下になるまで解像度変倍率RRによる低解像度化を繰り返すことなどによって作成される。   The multi-resolution image is repeatedly reduced in resolution by the resolution scaling factor RR until the number of layers of the multi-resolution image reaches the number of layers T, for example, according to the resolution scaling factor RR and the number of layers T preset and stored in the storage unit 9. Alternatively, it is created by repeatedly reducing the resolution with the resolution scaling factor RR until the number of pixels of the lowermost layer image becomes a predetermined value or less.

また、多重解像度画像作成部11は、多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRを階層ごとに生成したときに、各階層の基準画像の注目点について、初期視差設定部14によって求められる初期視差と、視差特定部15によって特定される視差とを格納するための記憶領域として、各階層の基準画像の画素数と同じ個数であって、特定される初期視差と視差とを格納できる容量の視差記憶画像を記憶部9に確保する。   Further, when the multi-resolution image creating unit 11 generates the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR for each layer, the initial parallax obtained by the initial parallax setting unit 14 for the attention point of the standard image of each layer. And as a storage area for storing the parallax specified by the parallax specifying unit 15, the number of pixels is the same as the number of pixels of the reference image of each layer, and the capacity is large enough to store the specified initial parallax and parallax. The stored image is secured in the storage unit 9.

○低解像度化処理について:
低解像度化処理においては、多重解像度画像作成部11は、例えば、先ず、多重解像度画像の階層数T、解像度変倍率RRおよび最下層の基準画像BI1、参照画像RI1の画素数などの多重解像度画像作成に関係する制御パラメータと、基準画像BIT、参照画像RITを記憶部9から取得する。
○ About low resolution processing:
In the resolution reduction process, the multi-resolution image creating unit 11 first, for example, multi-resolution image such as the number T of layers of the multi-resolution image, the resolution scaling factor RR, the base image BI1 in the lowest layer, and the number of pixels of the reference image RI1. Control parameters related to creation, the standard image BIT, and the reference image RIT are acquired from the storage unit 9.

次に、多重解像度画像作成部11は、基準画像BIT、参照画像RITの水平方向、垂直方向の画素数に解像度変倍率RRを乗じて、1つ下位階層の基準画像BI(T−1)、参照画像RI(T−1)の水平方向、垂直方向の画素数を求め、基準画像BI(T−1)、参照画像RI(T−1)の記憶領域を記憶部9に確保する。   Next, the multi-resolution image creating unit 11 multiplies the number of pixels in the horizontal and vertical directions of the standard image BIT and the reference image RIT by the resolution scaling factor RR, thereby subtracting the standard image BI (T−1) of one lower layer, The number of pixels in the horizontal direction and the vertical direction of the reference image RI (T-1) is obtained, and storage areas for the base image BI (T-1) and the reference image RI (T-1) are secured in the storage unit 9.

記憶領域の確保が終了すると、多重解像度画像作成部11は、基準画像BI(T−1)の1つの画素の画素値を、この画素に対応する基準画像BITの各画素の画素値を平均することなどによって求め、この画素に対応する記憶領域に記憶する画素値の設定処理を行い、この画素値の設定処理を基準画像BI(T−1)、参照画像RI(T−1)の全ての画素について行うことによって、基準画像BI(T−1)、参照画像RI(T−1)の画像を作成する。   When the storage area is secured, the multi-resolution image creation unit 11 averages the pixel values of one pixel of the reference image BI (T-1) and the pixel values of each pixel of the reference image BIT corresponding to this pixel. The pixel value is set and stored in the storage area corresponding to the pixel, and the pixel value setting process is performed for all of the reference image BI (T-1) and the reference image RI (T-1). By performing the processing for the pixels, images of the base image BI (T-1) and the reference image RI (T-1) are created.

このように、多重解像度画像の階層間にわたる画素の対応関係は、多重解像度画像作成に関係する制御パラメータなどによって定められる。   As described above, the correspondence relationship of pixels across the layers of the multi-resolution image is determined by the control parameters related to the creation of the multi-resolution image.

なお、階層間にわたる画素の対応関係は、例えば、記憶部9に記憶され、必要に応じて画像処理装置3Aの各構成要素によって使用される。   Note that the correspondence relationship of pixels across hierarchies is stored in, for example, the storage unit 9 and used by each component of the image processing apparatus 3A as necessary.

以下、上述した低解像度化処理を、画像数が階層数Tになるまで繰り返すことや、最下層の基準画像BI1、参照画像RI1の画素数が所定値以下になるまで繰り返すことによって、上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、画像取得部10によって取得された基準画像BITと参照画像RITとが階層的に低解像度化されて、解像度の異なる複数の階層的な基準画像と参照画像、すなわち多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRが作成され、多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRは、記憶部9に記憶される。   Hereinafter, the above-described resolution reduction processing is repeated until the number of images reaches the number of layers T, or until the number of pixels of the base image BI1 and the reference image RI1 in the lowermost layer is equal to or less than a predetermined value, from the upper layer. The reference image BIT and the reference image RIT acquired by the image acquisition unit 10 are hierarchically reduced in resolution so that the resolution becomes lower toward the lower layer, and a plurality of hierarchical reference images and references having different resolutions are used. An image, that is, a multi-resolution standard image MB and a multi-resolution reference image MR are created, and the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR are stored in the storage unit 9.

なお、低解像度化処理の手法としては、上述した低解像度化処理の他、例えば、Qubic-Convolution法など種々の手法を採用し得る。   In addition to the resolution reduction process described above, various techniques such as the Qubic-Convolution method can be employed as the resolution reduction process.

○解像度変倍率RRについて:
図10は、解像度変倍率RRが視差特定処理に与える影響例を説明する図である。
○ Resolution scaling factor RR:
FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the influence of the resolution scaling factor RR on the parallax specifying process.

図10に示される参照画像RImは、注目階層の参照画像であり、参照画像RI(m+1)は、注目階層の1つ上位階層の参照画像である。ここで、図10に示される格子で区切られた各領域は、参照画像RImと参照画像RI(m+1)の個々の画素(「ピクセル」とも称する)を示している。   A reference image RIm shown in FIG. 10 is a reference image of the target layer, and a reference image RI (m + 1) is a reference image one layer higher than the target layer. Here, each region divided by the grid shown in FIG. 10 indicates individual pixels (also referred to as “pixels”) of the reference image RIm and the reference image RI (m + 1).

また、参照画像RI(m+1)から参照画像RImを作成する際の解像度変倍率RRは1/4である。   Further, the resolution scaling factor RR when generating the reference image RIm from the reference image RI (m + 1) is 1/4.

参照画像RIm上の対応点CPmTは注目階層の基準画像上に設定された注目点に対して正しく特定された対応点(「正しい対応点」)を示し、対応点CPmFは誤って特定された対応点(「誤った対応点」)を示す。   The corresponding point CPmT on the reference image RIm indicates the corresponding point correctly identified with respect to the target point set on the base image of the target layer (“correct corresponding point”), and the corresponding point CPmF is the erroneously specified correspondence. Indicates a point ("wrong corresponding point").

参照画像RI(m+1)上の探索基準点K(m+1)Tは、参照画像RIm上の正しい対応点CPmTに基づいて特定される正しい探索基準点を示し、探索基準点K(m+1)Fは、は参照画像RIm上の誤った対応点CPmFに基づいて特定される誤った探索基準点を示す。   The search reference point K (m + 1) T on the reference image RI (m + 1) indicates the correct search reference point specified based on the correct corresponding point CPmT on the reference image RIm, and the search reference point K (m + 1) F is Indicates an incorrect search reference point specified based on an incorrect corresponding point CPmF on the reference image RIm.

なお、各注目階層の基準画像上に設定された注目点と、この注目点についての初期視差とに基づいて、参照ウィンドウを設定するための基準点が各注目階層の参照画像上に特定される。本願発明では、この基準点を「探索基準点」とも称する。   A reference point for setting a reference window is specified on the reference image of each target layer based on the target point set on the reference image of each target layer and the initial parallax for the target point. . In the present invention, this reference point is also referred to as a “search reference point”.

図10に示されるように、正しい対応点CPmTと誤った対応点CPmFとのずれは、画素の対角線方向にわずか1画素であるが、探索基準点K(m+1)TとK(m+1)Fとの画素の対角線方向のずれは、解像度変倍率の逆数倍の4画素に拡大する。すなわち、下位階層における対応点探索の誤りは、上位階層で設定される参照ウィンドウの設定位置について、さらに拡大されることになる。   As shown in FIG. 10, the difference between the correct corresponding point CPmT and the incorrect corresponding point CPmF is only one pixel in the diagonal direction of the pixel, but the search reference points K (m + 1) T and K (m + 1) F are The shift in the diagonal direction of these pixels is expanded to four pixels that are the reciprocal times of the resolution scaling factor. That is, the corresponding point search error in the lower hierarchy is further expanded with respect to the setting position of the reference window set in the upper hierarchy.

参照画像RI(m+1)上の対応点を求めるための視差は、参照画像RI(m+1)に設定された参照ウィンドウを用いて特定されるので、適切な位置からずれて設定された参照ウィンドウを用いて参照画像RI(m+1)上の対応点を探索しても、下位階層の参照画像RImでの対応点探索の誤りを補正できずに、参照画像RI(m+1)においても誤った探索が行われる可能性が増大する。   Since the parallax for obtaining the corresponding point on the reference image RI (m + 1) is specified using the reference window set in the reference image RI (m + 1), the reference window set so as to deviate from an appropriate position is used. Thus, even if the corresponding point on the reference image RI (m + 1) is searched, the error in the corresponding point search in the reference image RIm in the lower layer cannot be corrected, and an erroneous search is performed in the reference image RI (m + 1). The potential increases.

つまり、解像度変倍率RRが小さい場合には、下位階層の画像(低解像度の画像)における対応点探索の小さな誤りが、上位階層の画像(高解像度の画像)における対応点探索の大きな誤りに結びついて対応点探索の精度低下を招き易い。   That is, when the resolution scaling factor RR is small, a small error in the corresponding point search in the lower layer image (low resolution image) leads to a large error in the corresponding point search in the upper layer image (high resolution image). Therefore, the accuracy of the corresponding point search is likely to be reduced.

解像度変倍率RRの設定手法は、例えば、表示部5に表示される、2/3、1/2、1/3または1/4(解像度変倍率RRを1より大きな実数(典型的には、有理数)rを用いて1/rで表現すると、rは、3/2、2、3または4)などの適切な範囲の候補中から操作部4を用いて選択する手法などが採用されるが、操作部4からの入力などによって候補値以外の1より小さい解像度変倍率を設定する手法を採用してもよい。設定された解像度変倍率RRは、記憶部9に記憶される。   The resolution scaling factor RR is set by, for example, 2/3, 1/2, 1/3 or 1/4 (the resolution scaling factor RR is a real number larger than 1 (typically, displayed on the display unit 5). When expressed as 1 / r using a rational number r, a method of selecting r using an operation unit 4 from candidates in an appropriate range such as 3/2, 2, 3 or 4) is adopted. Alternatively, a method of setting a resolution scaling factor smaller than 1 other than the candidate value by an input from the operation unit 4 or the like may be employed. The set resolution scaling factor RR is stored in the storage unit 9.

また、多重解像度画像作成部11が専用のハードウェア回路である場合には、解像度変倍率RRの設定は、例えば、複数の異なる解像度変倍率RRにそれぞれ対応した複数の多重解像度画像作成部11の中から、ディップスイッチの切り替えなどによって、所望の解像度変倍率RRに対応した多重解像度画像作成部11を選択する手法などによって設定してもよい。   When the multi-resolution image creation unit 11 is a dedicated hardware circuit, the resolution scaling factor RR is set by, for example, a plurality of multi-resolution image creation units 11 respectively corresponding to a plurality of different resolution scaling factors RR. It may be set by a method of selecting the multi-resolution image creation unit 11 corresponding to a desired resolution scaling factor RR by switching a dip switch or the like.

多重解像度画像においては、より下位の階層の画像であればあるほど画像中の各画素の「情報量減少」が生ずるため、対応点探索の誤りが発生しやすい。また、探索ウィンドウの画素数が多重解像度画像の階層にかかわらず一定である場合には、より下位の階層の画像であればあるほど探索ウィンドウには、より広い視野域で撮像された測定対象物OBおよび背景の画像が含まれるので、いわゆる「遠近競合」が発生して対応点探索の誤りが発生しやすい。   In a multi-resolution image, the lower the hierarchy image, the more “information reduction” occurs in each pixel in the image. In addition, when the number of pixels in the search window is constant regardless of the hierarchy of the multi-resolution image, the lower the hierarchy image, the more the measurement target imaged in the search window is captured in the search window. Since the OB and the background image are included, so-called “far / near conflict” occurs, and a corresponding point search error is likely to occur.

同様に、上位階層の画像を低解像度化して下位階層の画像を作成する際の解像度変倍率RRが小さければ小さいほど、下位階層の画像において、より「情報量減少」が生ずるとともに、「遠近競合」が発生して対応点探索の誤りが発生しやすい。   Similarly, the smaller the resolution scaling factor RR when the lower layer image is created by lowering the resolution of the upper layer image, the more “information amount reduction” occurs in the lower layer image and ”Occurs, and a corresponding point search error is likely to occur.

従って、下位階層における対応点探索の誤りが上位階層における対応点探索の誤りを増幅させる前述の悪影響を抑制するために、図11に示す参照画像の多重解像度画像の例のように、多重解像度画像の作成において複数の解像度変倍率RRを用いて、上位階層側の画像には小さな解像度変倍率を適用し、下位階層側の画像には大きな解像度変倍率を適用してもよい。図11の例では、上位階層側の解像度変倍率を1/4に設定し、下位階層側の解像度変倍率を1/2に設定することによって、前述の悪影響の抑制を行っている。   Accordingly, in order to suppress the above-described adverse effect of the corresponding point search error in the lower layer amplifying the corresponding point search error in the upper layer, as shown in the example of the multi-resolution image of the reference image shown in FIG. A plurality of resolution scaling factors RR may be used to create a small resolution scaling factor for an upper-layer image and a large resolution scaling factor for a lower-layer image. In the example of FIG. 11, the above-described adverse effect is suppressed by setting the resolution scaling factor on the upper layer side to ¼ and the resolution scaling factor on the lower layer side to ½.

◎注目点設定部12:
注目点設定部12は、注目基準画像上に注目点を設定する。例えば、基準画像上の全画素がそれぞれ各注目点として設定される。設定された各注目点に対しては、それぞれ対応する注目参照画像上の各対応点が視差特定部15によって求められる。
◎ Attention point setting unit 12:
The attention point setting unit 12 sets the attention point on the attention reference image. For example, all the pixels on the reference image are set as the respective attention points. For each set target point, the corresponding point on the target reference image corresponding to the target point is obtained by the parallax specifying unit 15.

また、注目点は、例えば、表示部5に表示された基準画像上の特徴点を操作部4のマウスを用いて手動で設定する手法や、注目点設定部12が基準画像にエッジ検出処理を施して抽出したエッジ位置に自動的に設定する手法などによって選択的に設定してもよい。   The attention point is, for example, a method of manually setting feature points on the reference image displayed on the display unit 5 using the mouse of the operation unit 4 or the attention point setting unit 12 performs edge detection processing on the reference image. Alternatively, it may be selectively set by a method of automatically setting the extracted edge position.

注目点の設定情報は、例えば、注目点の座標情報として記憶部9に記憶され、画像処理装置3Aの構成要素によって適宜使用される。   The attention point setting information is stored in the storage unit 9 as, for example, coordinate information of the attention point, and is appropriately used by the components of the image processing apparatus 3A.

◎領域判定部13:
領域判定部13は、注目点設定部12によって設定された各注目点が、記憶部9に記憶された領域情報V1に基づいて定められる注目基準画像上の所定の領域に属するかどうかを判定し、得られた判定情報を初期視差設定部14および視差特定部15に直接または制御部16を介するなどして間接的に供給する。
Area determination unit 13:
The region determination unit 13 determines whether each target point set by the target point setting unit 12 belongs to a predetermined region on the target reference image determined based on the region information V1 stored in the storage unit 9. The obtained determination information is supplied to the initial parallax setting unit 14 and the parallax specifying unit 15 directly or indirectly via the control unit 16.

本実施形態においては、領域情報V1は、2つの視差特定領域を特定する情報である。   In the present embodiment, the area information V1 is information that specifies two parallax specifying areas.

具体的には、領域情報V1は、領域の注目点に基づいて設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出ない注目点から構成される視差特定領域(「第1領域」と称する)と、注目点に基づいて設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出る視差特定領域(「第2領域」と称する)とを、それぞれ特定するための情報である。   Specifically, the region information V1 includes a parallax specifying region (referred to as a “first region”) configured by a point of interest in which a reference window set based on the region of interest does not protrude from the reference image, and a point of interest. This is information for specifying each of the parallax specifying areas (referred to as “second areas”) in which the reference window set based on the reference image protrudes from the reference image.

図12および図13は、実施形態にかかる領域情報V1に基づいて注目基準画像BImに特定される第1領域と第2領域とを説明する図である。   12 and 13 are diagrams illustrating the first region and the second region specified in the attention reference image BIm based on the region information V1 according to the embodiment.

図12においては、注目点として3つの黒丸が例示されており、所定サイズの基準ウィンドウW1〜W3が、各注目点に基づいて設定されている。   In FIG. 12, three black circles are illustrated as attention points, and reference windows W1 to W3 having a predetermined size are set based on the attention points.

基準ウィンドウW1およびW2は、ともに注目基準画像BImからはみ出ていないが、基準ウィンドウW3は、注目基準画像BImからはみ出ている。   Both the reference windows W1 and W2 do not protrude from the attention reference image BIm, but the reference window W3 protrudes from the attention reference image BIm.

図13に示される第1領域Dmは、注目点に対して設定される基準ウィンドウが注目基準画像BImからはみ出ないときの各注目点によって定められる領域である。   The first area Dm shown in FIG. 13 is an area defined by each attention point when the reference window set for the attention point does not protrude from the attention reference image BIm.

第2領域Emは、注目点に対して設定される基準ウィンドウが注目基準画像BImからはみ出るときの各注目点によって定められる領域である。   The second area Em is an area defined by each attention point when the reference window set for the attention point protrudes from the attention reference image BIm.

また、境界線Gmは、第1領域Dmと第2領域Emとの境界線を示している。   The boundary line Gm indicates the boundary line between the first region Dm and the second region Em.

本実施形態の領域情報V1は、各階層毎に第1領域と第2領域とを特定する情報である。   The area information V1 of the present embodiment is information that identifies the first area and the second area for each layer.

図14および図15は、上位階層である注目基準画像BIm、およびその1つ下位階層の基準画像BI(m−1)のそれぞれの画像における第1領域と第2領域とを例示する図である。   FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams illustrating the first region and the second region in each of the reference image BIm that is the upper layer and the reference image BI (m−1) that is one lower layer. .

図14に示される注目基準画像BImは、20画素×20画素の基準画像を例示しており、図15に示される基準画像BI(m−1)は、注目基準画像BImから解像度変倍率RRを1/2として低解像度化された10画素×10画素の基準画像を例示している。   The reference image BIm shown in FIG. 14 exemplifies a 20 × 20 pixel reference image, and the reference image BI (m−1) shown in FIG. 15 has a resolution scaling factor RR from the reference image BIm. A reference image of 10 pixels × 10 pixels with a resolution reduced to 1/2 is illustrated.

ここでは、注目基準画像BImと、基準画像BI(m−1)とが同じ画像サイズで表示されるように、基準画像BI(m−1)の縮尺を調整して表示している。   Here, the scale of the reference image BI (m−1) is adjusted and displayed so that the reference image BIm and the reference image BI (m−1) are displayed with the same image size.

図14に示される基準ウィンドウWBmは、注目点Paに対して設定された5画素×5画素の基準ウィンドウの例であり、図15に示される基準ウィンドウWBmは、注目点Pbに対して設定された5画素×5画素の基準ウィンドウの例である。   The reference window WBm shown in FIG. 14 is an example of a reference window of 5 pixels × 5 pixels set for the attention point Pa, and the reference window WBm shown in FIG. 15 is set for the attention point Pb. It is an example of a reference window of 5 pixels × 5 pixels.

また、図14には、注目基準画像BImにおける第1領域と第2領域との境界線Gmが示されており、図15には、基準画像BI(m−1)における第1領域と第2領域との境界線Gmが示されるとともに、注目基準画像BImにおける境界線Gmが、想像線で示されている。   FIG. 14 shows a boundary line Gm between the first region and the second region in the reference image BIm of interest, and FIG. 15 shows the first region and the second region in the reference image BI (m−1). A boundary line Gm with the region is shown, and a boundary line Gm in the target reference image BIm is shown with an imaginary line.

ここで、図15においては境界線Gmの内部に境界線G(m−1)が存在しており、注目基準画像BImと基準画像BI(m+1)とでは、基準画像に対する第1領域の面積比は、基準画像BImの方が大きくなっている。   Here, in FIG. 15, the boundary line G (m−1) exists inside the boundary line Gm, and the area ratio of the first region with respect to the reference image between the reference image BIm and the reference image BI (m + 1). The reference image BIm is larger.

このように、各階層の画像を同じ縮尺で表示すると下位階層ほど見かけ上の画素サイズが大きくなるのに対して、ウィンドウサイズが階層間で同じである場合は、基準ウィンドウが基準画像からはみ出る第2領域の各座標方向の画素数は、例えば、図14および図15ではX軸、Y軸方向ともに2画素であるように一定数であるため、基準画像に対する第1領域の面積比は、上位階層ほど大きく(下位階層ほど小さく)なる。   In this way, when the images of each layer are displayed at the same scale, the apparent pixel size increases in the lower layer, whereas when the window size is the same between layers, the reference window extends beyond the reference image. For example, in FIG. 14 and FIG. 15, the number of pixels in each coordinate direction of the two regions is a fixed number such that there are two pixels in both the X-axis and Y-axis directions. The higher the hierarchy, the smaller the lower hierarchy.

◎初期視差設定部14:
初期視差設定部14は、視差特定部15が行う、注目基準画像の注目点と、注目点に対応する、注目参照画像の対応点との視差を特定する視差特定処理の基準となる初期視差を、注目点に対して設定する初期視差設定処理を行う。また、設定された初期視差は、視差記憶画像のうち、注目点に対応する領域に記憶される。
Initial parallax setting unit 14:
The initial parallax setting unit 14 sets an initial parallax that is a reference for the parallax specifying process for specifying the parallax between the target point of the target reference image and the corresponding point of the target reference image corresponding to the target point, performed by the parallax specifying unit 15. Then, an initial parallax setting process for setting the attention point is performed. Further, the set initial parallax is stored in an area corresponding to the attention point in the parallax storage image.

なお、注目点について視差特定部15によって視差が特定されたときは、視差記憶画像に記憶された初期視差は、例えば、特定された視差に書き換えられる。   When the parallax is specified by the parallax specifying unit 15 for the attention point, the initial parallax stored in the parallax storage image is rewritten to the specified parallax, for example.

図16および図17は、注目基準画像BImと、その1つ下位階層の基準画像BI(m−1)における一部の画素を例として、初期視差設定部14が行う初期視差設定処理を、説明する図である。   FIGS. 16 and 17 illustrate the initial parallax setting process performed by the initial parallax setting unit 14 by taking, as an example, some pixels in the reference image BIm of interest and the reference image BI (m−1) of the one lower hierarchy. It is a figure to do.

図16では、注目基準画像BImの一部の画素と、解像度変倍率RRを1/2として注目基準画像BImが低解像度化された1つ下位階層の基準画像BI(m−1)の一部の画素との対応関係を示している。   In FIG. 16, some pixels of the target reference image BIm and a part of the reference image BI (m−1) of one lower hierarchy in which the resolution of the target reference image BIm is reduced by halving the resolution scaling factor RR. The correspondence relationship with the other pixels is shown.

図16では解像度変倍率RRが1/2であるので、基準画像BI(m−1)の斜線部分の2画素の注目点が、注目基準画像BImの斜線部分の8画素の注目点に対応している。   In FIG. 16, since the resolution scaling factor RR is 1/2, the attention points of the two pixels in the hatched portion of the reference image BI (m−1) correspond to the attention points of the eight pixels in the hatched portion of the reference image BIm. ing.

図17は、基準画像BI(m−1)の斜線部分の2画素の注目点p1、p2と、注目点p1およびp2にそれぞれ対応する注目基準画像BImの斜線部分の8画素の注目点p3〜p6およびp7〜P10に対応する視差記憶画像を示している。   FIG. 17 shows two pixel attention points p1 and p2 in the hatched portion of the reference image BI (m−1), and eight pixel attention points p3 in the hatched portion of the attention reference image BIm corresponding to the attention points p1 and p2, respectively. The parallax storage images corresponding to p6 and p7 to P10 are shown.

注目点p1およびp2について視差特定部15によって特定された視差は、Q1およびQ2である。   The parallaxes specified by the parallax specifying unit 15 for the attention points p1 and p2 are Q1 and Q2.

注目点p1に対応する注目点p3〜p6に設定された初期視差は、それぞれq1〜q4であり、初期視差q1〜q4は、視差Q1に解像度変倍率RRの逆数を乗算することによって求められる。   The initial parallaxes set for the attention points p3 to p6 corresponding to the attention point p1 are q1 to q4, respectively, and the initial parallaxes q1 to q4 are obtained by multiplying the parallax Q1 by the inverse of the resolution scaling factor RR.

同様に、注目点p2に対応する注目点p7〜p10に設定された初期視差は、それぞれq5〜q8であり、初期視差q5〜q8は、視差Q2に解像度変倍率RRの逆数を乗算することによって求められる。   Similarly, the initial parallaxes set for the attention points p7 to p10 corresponding to the attention point p2 are q5 to q8, respectively, and the initial parallax q5 to q8 is obtained by multiplying the parallax Q2 by the inverse of the resolution scaling factor RR. Desired.

このように、注目基準画像の注目点についての初期視差設定処理は、注目基準画像BImの注目点に対応する、1つ下位階層の基準画像BI(m−1)の注目点について特定された視差に基づいて設定される。   As described above, the initial parallax setting process for the target point of the target reference image includes the parallax specified for the target point of the reference image BI (m−1) in the lower hierarchy corresponding to the target point of the target reference image BIm. Is set based on

また、初期視差設定部14は、領域判定の結果を用いることによって、例えば、注目基準画像の注目点が、初期視差を用いない視差特定規則が適用される領域に属すると判定できる場合には、この注目点について初期視差の設定を行わないようにしても良い。   In addition, when the initial parallax setting unit 14 can determine that the target point of the target reference image belongs to the region to which the parallax specification rule that does not use the initial parallax is applied, for example, by using the result of the region determination, The initial parallax may not be set for this attention point.

なお、採用された視差特定領域の設定方法に起因して注目基準画像の注目点に対応する1つ下位階層の基準画像の注目点についての視差が特定されていない場合や、多重解像度画像の作成方法に起因して注目基準画像の注目点に対応する1つ下位階層の基準画像の注目点が存在しない場合には、注目基準画像のこれらの注目点についての初期視差は、注目基準画像の初期視差が設定された他の注目点についての初期視差に基づいて、外挿演算などによって設定される。   It should be noted that due to the adopted method of setting the parallax identification area, the parallax for the attention point of the reference image in the lower hierarchy corresponding to the attention point of the attention reference image is not specified, or the creation of the multi-resolution image If there is no attention point of the reference image in the lower hierarchy corresponding to the attention point of the attention reference image due to the method, the initial parallax for these attention points of the attention reference image is the initial of the attention reference image. It is set by extrapolation calculation or the like based on the initial parallax for other attention points for which parallax is set.

外挿演算による初期視差の設定については、変形例の説明において後述する。   The setting of the initial parallax by extrapolation calculation will be described later in the description of the modification.

◎視差特定部15:
視差特定部15は、多重解像度基準画像MB中の注目階層の基準画像上に設定された注目点と、この注目点に対応する多重解像度参照画像MR中の注目階層の参照画像上の対応点との視差を特定する視差特定処理を行うことによって、当該対応点を探索する。
◎ Parallax specifying unit 15:
The disparity specifying unit 15 includes a target point set on the base image of the target layer in the multi-resolution standard image MB, and a corresponding point on the reference image of the target layer in the multi-resolution reference image MR corresponding to the target point. The corresponding point is searched for by performing a parallax specifying process for specifying the parallax.

また、特定された視差は、視差記憶画像の注目点に対応する記憶領域に記憶される。   Further, the specified parallax is stored in a storage area corresponding to the attention point of the parallax stored image.

本実施形態においては、視差特定部15は、基準画像BImの注目点が図12に示される第1領域Dmに属する場合、すなわち、注目点を内包する基準ウィンドウが注目基準画像内に収まるときには、基準ウィンドウ内の画像情報と、注目点についての初期視差に基づいて注目参照画像に設定される参照ウィンドウの画像情報とを用いる第1の視差特定処理によって、注目点についての視差を特定する。   In the present embodiment, the parallax specifying unit 15 determines that when the attention point of the reference image BIm belongs to the first region Dm shown in FIG. 12, that is, when the reference window that includes the attention point is within the attention reference image. The parallax for the target point is specified by the first parallax specifying process using the image information in the reference window and the image information of the reference window set as the target reference image based on the initial parallax for the target point.

また、注目点が図12に示される第2領域Emに属する場合、すなわち、注目点を内包する基準ウィンドウが前記注目基準画像からはみ出すときには、視差特定部15は、注目基準画像の外部領域からの視差特定処理への寄与度を、注目点が第1領域に属するときよりも低めた第2の視差特定処理によって注目点についての視差を特定する。   When the attention point belongs to the second region Em shown in FIG. 12, that is, when the reference window that includes the attention point protrudes from the attention reference image, the parallax specifying unit 15 The parallax for the target point is specified by the second parallax specifying process in which the degree of contribution to the parallax specifying process is lower than when the target point belongs to the first region.

注目点を内包するウィンドウが基準画像からはみ出る第2領域Emの注目点に適用される第2の視差特定処理のほうが、基準ウィンドウが基準画像BImからはみ出ない第1領域の注目点に適用される第1の視差特定処理よりも、画像外情報の視差特定処理に対する寄与度が小さくなるので、ウィンドウが基準画像からはみ出るときの視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   The second parallax specifying process in which the window including the attention point is applied to the attention point of the second region Em that protrudes from the reference image is applied to the attention point of the first region in which the reference window does not protrude from the reference image BIm. Since the contribution degree of the extra-image information to the parallax specifying process is smaller than that of the first parallax specifying process, it is possible to improve the parallax specifying accuracy when the window protrudes from the reference image, and the corresponding points using the multi-resolution image The processing performance of search processing can be improved.

第1の視差特定処理と第2の視差特定処理とは、例えば、第1の視差特定処理用と第2の視差特定処理用の処理プログラムを注目点の所属領域に応じて選択的に切り替えることによって行われる。   The first parallax specifying process and the second parallax specifying process are, for example, selectively switching the processing program for the first parallax specifying process and the second parallax specifying process according to the region to which the attention point belongs. Is done by.

また、視差特定部15内に、第1の視差特定処理用と第2の視差特定処理用の処理装置をそれぞれ備えおり、これらの処理装置を注目点の所属領域に応じて選択的に切り替えることによって行ってもよい。   Further, the parallax specifying unit 15 includes processing devices for the first parallax specifying processing and the second parallax specifying processing, and selectively switches these processing devices according to the region to which the attention point belongs. You may go by.

上述した処理プログラムや処理装置の切り替えについては、例えば、領域判定部13の判定結果を取得した制御部16が、領域情報V1に含まれる視差特定処理の選択情報に基づいて視差特定部15などを制御することなどによって行われる。   Regarding the switching of the processing program and the processing device described above, for example, the control unit 16 that has acquired the determination result of the region determination unit 13 uses the disparity specifying unit 15 or the like based on the selection information of the disparity specifying process included in the region information V1. This is done by controlling.

また、視差特定部15自体が、領域情報V1に含まれる視差特定処理の選択情報を取得して、領域判定部13から供給される判定結果に基づいて、視差特定処理方法の切り替えを行っても良い。   Further, even when the parallax specifying unit 15 itself acquires the selection information of the parallax specifying process included in the region information V1, and switches the parallax specifying processing method based on the determination result supplied from the region determining unit 13. good.

なお、視差特定処理において用いられる基準ウィンドウと参照ウィンドウのサイズは、記憶部9から取得される制御パラメータであるウィンドウサイズWX、WYによって決定される。   Note that the sizes of the standard window and the reference window used in the parallax specifying process are determined by the window sizes WX and WY that are control parameters acquired from the storage unit 9.

◎制御部16:
制御部16は、画像処理装置3Aの各部を統括的に制御することによって、視差特定処理や3次元データ作成などの情報処理を実現する。
Control unit 16:
The control unit 16 implements information processing such as parallax identification processing and three-dimensional data creation by comprehensively controlling each unit of the image processing apparatus 3A.

視差特定処理においては、制御部16は、視差特定処理の対象となる多重解像度基準画像MBおよび多重解像度参照画像MR中の注目階層を、下位の階層から上位の階層に向けて注目点設定部12、初期視差設定部14および視差特定部15などの画像処理装置3Aの各部に対して逐次設定しつつ、視差特定処理が下位の階層から上位の階層に向けて階層的に繰り返し実行されるように画像処理装置3Aの各部を制御する。   In the parallax specifying process, the control unit 16 moves the target hierarchy in the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR that are targets of the parallax specifying process from the lower hierarchy to the higher hierarchy. The parallax specifying process is executed repeatedly in a hierarchical manner from the lower layer to the upper layer while sequentially setting the respective units of the image processing apparatus 3A such as the initial parallax setting unit 14 and the parallax specifying unit 15. Each part of the image processing apparatus 3A is controlled.

また、制御部16は、記憶部9に記憶された領域情報V1を取得して領域判定部13に供給するとともに、領域情報V1に含まれる視差特定処理識別情報を取得し、領域判定部13によって求められる、注目点が属する視差特定領域ついての判定情報に基づいて、各視差特定領域について適用されるべき視差特定処理に関する情報を取得する。   In addition, the control unit 16 acquires the area information V1 stored in the storage unit 9 and supplies the area information V1 to the area determination unit 13, and acquires the parallax specifying process identification information included in the area information V1. Based on the obtained determination information about the parallax specific area to which the target point belongs, information on the parallax specific process to be applied to each parallax specific area is acquired.

制御部16は、取得した視差特定領域と、該視差特定領域に適用される視差特定処理との関係に基づいて、視差特定部15が、注目点の属する視差特定領域に応じた視差特定処理を行うように視差特定部15などを制御する。   Based on the relationship between the acquired parallax specifying area and the parallax specifying process applied to the parallax specifying area, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to perform the parallax specifying process according to the parallax specifying area to which the target point belongs. The parallax specifying unit 15 and the like are controlled to perform.

視差特定処理において、上述したように第1の視差特定処理用と第2の視差特定処理用の処理とを注目点の所属領域に応じて選択的に切り替える制御も行う。   In the parallax identification processing, as described above, control for selectively switching between the first parallax identification processing and the second parallax identification processing according to the affiliation region of the target point is also performed.

以上に説明された構成によって、画像処理装置3Aは、多重解像度戦略に基づく視差特定処理を行って対応点を探索する。   With the configuration described above, the image processing apparatus 3A searches for corresponding points by performing a parallax specifying process based on a multi-resolution strategy.

<画像処理装置3Aの動作説明>
次に、画像処理装置3Aの視差特定処理などついてさらに詳しく説明し、その後、画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた対応点の探索処理の全体処理フローを説明する。
<Description of Operation of Image Processing Device 3A>
Next, the parallax specifying process of the image processing apparatus 3A will be described in more detail, and then the overall processing flow of the corresponding point search process using the multi-resolution image performed by the image processing apparatus 3A will be described.

◎第1の視差特定処理:
図18は、注目点に設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出ない第1領域において、視差特定部15が行う第1の視差特定処理の概要を説明する図である。図18では、注目点設定部12によって、多重解像度基準画像MB中の注目階層の基準画像BIm上に注目点Nmが設定されている。
◎ First parallax specifying process:
FIG. 18 is a diagram for describing an overview of the first parallax specifying process performed by the parallax specifying unit 15 in the first region where the reference window set as the attention point does not protrude from the reference image. In FIG. 18, the attention point setting unit 12 sets the attention point Nm on the reference image BIm of the attention layer in the multi-resolution reference image MB.

また、図18では、注目点Nmと、初期視差設定部14によって注目点Nmに設定された初期視差とによって多重解像度参照画像MR中の該注目階層の参照画像RIm上に探索基準点Kmが特定されている。   In FIG. 18, the search reference point Km is specified on the reference image RIm of the target layer in the multi-resolution reference image MR by the attention point Nm and the initial parallax set by the initial parallax setting unit 14 as the attention point Nm. Has been.

視差特定部15は、記憶部9に格納されたウィンドウサイズWX、WYに基づいて、注目点Nmに対して基準ウィンドウWBmを、探索基準点Kmに対して参照ウィンドウWRmをそれぞれ設定し、基準ウィンドウWBm内の画像と参照ウィンドウWRm内の画像との相関を求めることによって、注目点Nmに対応する対応点CPmを求める。   The parallax specifying unit 15 sets the reference window WBm for the attention point Nm and the reference window WRm for the search reference point Km based on the window sizes WX and WY stored in the storage unit 9, respectively. By obtaining the correlation between the image in WBm and the image in the reference window WRm, the corresponding point CPm corresponding to the attention point Nm is obtained.

○基準ウィンドウと参照ウィンドウ:
図19および図20は、参照画像WBmに設定された基準ウィンドウWBmの設定例を示す図である。
○ Reference window and reference window:
19 and 20 are diagrams illustrating an example of setting the standard window WBm set in the reference image WBm.

図19に例示される基準ウィンドウWBmは、水平方向画素数と垂直方向画素数がともに奇数であり、注目点Nmの座標は、基準ウィンドウWBmの重心Wgと一致する。   In the reference window WBm illustrated in FIG. 19, the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction are both odd numbers, and the coordinates of the attention point Nm coincide with the center of gravity Wg of the reference window WBm.

図20に例示される基準ウィンドウWBmは、水平方向画素数と垂直方向画素数とがともに偶数であり、注目点Nmの座標は、基準ウィンドウWBmの重心Wgに対して−X方向、−Y方向に1画素ずれている。   The reference window WBm illustrated in FIG. 20 has an even number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction, and the coordinates of the attention point Nm are in the −X direction and the −Y direction with respect to the center of gravity Wg of the reference window WBm. 1 pixel.

図19および図20に示される例の他に、基準ウィンドウWBmの水平方向画素数と垂直方向画素数とは、それぞれ奇数と偶数(順不同)との組でもよい。   In addition to the examples shown in FIGS. 19 and 20, the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction of the reference window WBm may be odd and even numbers (in no particular order).

なお、基準ウィンドウWBmと参照ウィンドウWRmとのそれぞれの水平方向(X方向)画素数は同じであり、それぞれの垂直方向(Y方向)画素数もまた同じである。   Note that the number of pixels in the horizontal direction (X direction) of each of the standard window WBm and the reference window WRm is the same, and the number of pixels in the vertical direction (Y direction) is also the same.

ここで、基準ウィンドウWBmと参照ウィンドウWRmの画像間の相関を求める手法としては、例えばSAD法(差分絶対値和法)などのように周波数分解を行わない手法と、POC法(位相限定相関法)などのように周波数分解を行う手法とがあり、周波数分解を行う手法を用いる場合には、高速フーリエ変換(FFT)を用いて必要な演算回数を抑制し、処理の高速化を図る観点から、水平方向画素数と垂直方向画素数とを2のべき乗で表される画素数とすることが望ましい。   Here, as a technique for obtaining the correlation between the images of the standard window WBm and the reference window WRm, for example, a technique that does not perform frequency decomposition such as the SAD method (difference absolute value sum method), and a POC method (phase-only correlation method). ) Etc., there is a method for performing frequency decomposition, and when using a method for performing frequency decomposition, fast Fourier transform (FFT) is used to suppress the required number of computations, from the viewpoint of speeding up the processing. It is desirable that the number of pixels in the horizontal direction and the number of pixels in the vertical direction be the number of pixels represented by a power of two.

次に、SAD法とPOC法を例として、基準ウィンドウWBmと参照ウィンドウWRmの画像間の相関を求める手法について説明する。   Next, a technique for obtaining a correlation between images of the standard window WBm and the reference window WRm will be described using the SAD method and the POC method as examples.

○SAD法:
図21は、SAD法を用いた視差特定処理の手順を示す図である。
○ SAD method:
FIG. 21 is a diagram illustrating a procedure of parallax specifying processing using the SAD method.

図21に示される注目階層の基準画像BIm上にはX座標がh2である注目点Nmが設定されており、注目点Nmに対して基準ウィンドウWBmが設定されている。基準ウィンドウWBmのX方向の両端のX座標は、h1とh3である。また、該注目階層の参照画像RIm上には、注目点Nmに対応する対応点CPmが示されている。   An attention point Nm whose X coordinate is h2 is set on the reference image BIm of the attention layer shown in FIG. 21, and a reference window WBm is set for the attention point Nm. The X coordinates of both ends in the X direction of the reference window WBm are h1 and h3. A corresponding point CPm corresponding to the point of interest Nm is shown on the reference image RIm of the layer of interest.

ここでは、SAD法を用いて対応点CPmを求める例について説明する。   Here, an example in which the corresponding point CPm is obtained using the SAD method will be described.

参照画像RIm上には、X座標がxsである探索基準点KmsからX座標がxeである探索基準点Kmeまで、X座標がxs≦x≦xeの範囲で1画素ごとに複数の探索基準点が設定されており、これら複数の探索基準点の代表として両端の探索基準点Kms、Kmeのみが記載されている。   On the reference image RIm, there are a plurality of search reference points for each pixel in the range of xs ≦ x ≦ xe from the search reference point Kms whose X coordinate is xs to the search reference point Kme whose X coordinate is xe. Is set, and only the search reference points Kms and Kme at both ends are described as representatives of the plurality of search reference points.

また、該複数の探索基準点には、それぞれ基準ウィンドウWBmと、同サイズの複数の参照ウィンドウとが設定されており、該複数の参照ウィンドウの代表として両端の参照ウィンドウWRms、WRmeのみが記載されている。   In addition, a reference window WBm and a plurality of reference windows of the same size are set for each of the plurality of search reference points, and only reference windows WRms and WRme at both ends are described as representatives of the plurality of reference windows. ing.

ここで、図21においては説明を簡単にするため、注目点Nmと複数の探索基準点Kms〜KmeのY座標は同じであり、従って、基準ウィンドウWBmと、参照ウィンドウWRms〜WRmeのY方向の座標のずれ量は無いように設定されている。また、注目点Nmと、求められるべき対応点CPmのY座標も一致するように設定されている。   Here, in order to simplify the description in FIG. 21, the Y coordinate of the attention point Nm and the plurality of search reference points Kms to Kme are the same, and accordingly, the reference window WBm and the reference windows WRms to WRme in the Y direction are the same. The coordinates are set so that there is no deviation. Further, the attention point Nm and the Y coordinate of the corresponding point CPm to be obtained are also set to coincide.

次に、参照ウィンドウWRms〜WRmeの各参照ウィンドウ内の各画像と、基準ウィンドウWBm内の画像との相関値を演算する。基準ウィンドウと参照ウィンドウのX方向、Y方向の座標のずれ量(「視差」とも称する)をそれぞれ視差xd、ydとする。図21の例では、視差xdの範囲はxs−h2〜xe−h2であり、視差ydは0である。   Next, a correlation value between each image in each reference window of the reference windows WRms to WRme and an image in the standard window WBm is calculated. The shift amounts (also referred to as “parallax”) of the coordinates of the reference window and the reference window in the X direction and Y direction are referred to as parallax xd and yd, respectively. In the example of FIG. 21, the range of the parallax xd is xs-h2 to xe-h2, and the parallax yd is zero.

基準ウィンドウWBm内の各画素(xi,yj)の画素値をImg1(xi,yj)、X方向、Y方向の視差が、視差xd、ydである参照ウィンドウWRm内の各画素(xi+xd,yj+yd)の画素値をImg2(xi+xd,yj+yd)とすると、(1)式、(2)式を用いた演算によって基準ウィンドウWBm内の画像と参照ウィンドウWRm内の画像の相関値CORpが算出される。   The pixel value of each pixel (xi, yj) in the reference window WBm is Img1 (xi, yj), and each pixel (xi + xd, yj + yd) in the reference window WRm whose parallaxes are xd and yd in the X direction and Y direction. Assuming that the pixel value of Img2 (xi + xd, yj + yd), the correlation value CORp between the image in the reference window WBm and the image in the reference window WRm is calculated by the calculation using the equations (1) and (2).

Figure 0005316309
Figure 0005316309

参照ウィンドウがWRmsからWRmeにわたって走査されるように、X方向の視差xdをxs−h2〜xe−h2の範囲で変更しつつ、(1)式および(2)式によって各視差xdに対する相関値CORpが算出されると、図21に示すグラフU1のように参照画像RImのX座標と相関値CORpとの関係が明らかになる。   Correlation value CORp for each parallax xd according to equations (1) and (2) while changing parallax xd in the X direction in the range of xs-h2 to xe-h2 so that the reference window is scanned from WRms to WRme. Is calculated, the relationship between the X coordinate of the reference image RIm and the correlation value CORp is clarified as in the graph U1 shown in FIG.

図21の例では、座標xMにおいて、グラフU1における相関値CORpの最大値が与えられているので、探索基準点のX座標がxMと一致する参照ウィンドウが、相関値CORpの最大値を与える参照ウィンドウであり、該参照ウィンドウの探索基準点と、注目点Nmに対応する対応点CPmとは一致する。   In the example of FIG. 21, since the maximum value of the correlation value CORp in the graph U1 is given at the coordinate xM, the reference window in which the X coordinate of the search reference point matches xM is the reference that gives the maximum value of the correlation value CORp. The search reference point of the reference window matches the corresponding point CPm corresponding to the point of interest Nm.

図22はSAD法における参照ウィンドウWRmの走査態様を例示する図であり、注目階層の参照画像RImの全域に参照ウィンドウWRmを走査させている。SAD法はPOC法に比べて演算量が少なく高速な処理が可能であるので、画素数が多い参照画像RImにSAD法による視差特定処理を適用し、図22に示される全域走査を行っても処理時間が短くなる。   FIG. 22 is a diagram illustrating a scanning mode of the reference window WRm in the SAD method, and the reference window WRm is scanned over the entire area of the reference image RIm of the target hierarchy. Since the SAD method has a smaller calculation amount than the POC method and can perform high-speed processing, even if the parallax specifying processing by the SAD method is applied to the reference image RIm having a large number of pixels, the entire area scanning shown in FIG. 22 is performed. Processing time is shortened.

従ってSAD法を用いる場合には、周波数分解を行う手法を用いる場合に比べて多重解像度画像の階層数を減らすことができる。また、対応点に近い探索基準点を求めることなく、画像の全域にわたって参照ウィンドウの走査を行って視差特定をしても、周波数分解を行う手法を用いる場合に比べて短時間で視差特定処理を行うことができるので、探索基準点を求める処理コストを削減することが可能となる。   Therefore, when the SAD method is used, the number of hierarchies of the multi-resolution image can be reduced as compared with the case where a method of performing frequency decomposition is used. Also, the parallax identification process can be performed in a shorter time than when using the method of frequency decomposition even if the parallax identification is performed by scanning the reference window over the entire area of the image without obtaining a search reference point close to the corresponding point. Since it can be performed, the processing cost for obtaining the search reference point can be reduced.

○POC法:
図23は、POC法を用いた視差特定処理手順を示す図である。
○ POC method:
FIG. 23 is a diagram illustrating a parallax identification processing procedure using the POC method.

POC法は、周波数分解を使用した相関法であって、かつ、振幅成分を抑制した相関法である。同様の相関法として、DCT符号限定相関法(参考論文:「画像信号処理と画像パターン認識の融合−DCT符号限定相関とその応用」貴塚仁志)などが知られている。これらの相関法は、パターンの周波数分解信号から、振幅成分を抑制した位相成分のみの信号を用いて類似度演算を行うため、画像を取得するためのステレオカメラ2における撮影条件の差(ここでは、撮像系21、22における撮影条件の差)や、ノイズなどの影響を受けにくく、ロバストな対応点検索が可能である。   The POC method is a correlation method using frequency decomposition and a correlation method in which amplitude components are suppressed. As a similar correlation method, there is known a DCT code limited correlation method (reference paper: “Fusion of image signal processing and image pattern recognition—DCT code limited correlation and its application”, Hitoshi Takatsuka). Since these correlation methods perform similarity calculation using a signal of only a phase component with an amplitude component suppressed from a frequency resolution signal of a pattern, a difference in imaging conditions in the stereo camera 2 for acquiring an image (here, The difference between the imaging conditions in the imaging systems 21 and 22) and the influence of noises and the like, and robust corresponding point search is possible.

また、SAD法が、1組の基準ウィンドウと参照ウィンドウに対して1つの相関値(CORp値)のみを出力するため、相関値が最も高い参照ウィンドウ、すなわち、相関値が最も高い視差を特定するためには複数の参照ウィンドウにわたって、参照ウィンドウの走査を行う必要があるのに対して、POC法などの周波数分解を使用した相関法は、1組の基準ウィンドウと参照ウィンドウの画像に対して、画像間の相関値とともに、相関値が最も高くなる画像間の視差が求められるので、対応点が該参照ウィンドウ内に存在する場合には、参照ウィンドウの走査を行う必要がない。   Further, since the SAD method outputs only one correlation value (CORp value) for one set of the standard window and the reference window, the reference window having the highest correlation value, that is, the parallax having the highest correlation value is specified. For this purpose, the reference window needs to be scanned over a plurality of reference windows, whereas the correlation method using the frequency decomposition such as the POC method is performed on a set of reference window and reference window images. Since the parallax between the images having the highest correlation value is obtained together with the correlation value between the images, it is not necessary to scan the reference window when the corresponding point exists in the reference window.

このため、多重解像度画像にPOC法を用いる対応点探索法によれば、画素数の最も少ない多重解像度画像の最下位の基準画像と参照画像の画像全域をそれぞれ当初の基準ウィンドウと参照ウィンドウに設定して正しい対応点を探索した後、該対応点に基づいて1つ上位階層に参照ウィンドウを設定して該参照ウィンドウを走査することなく該階層における正しい対応点を求める探索処理を全ての階層にわたって繰り返すことが可能となる。従って、POC法を用いる視差特定手法は、多重解像度画像を対象とする視差特定処理に好適な手法となる。   For this reason, according to the corresponding point search method using the POC method for the multi-resolution image, the lowest base image of the multi-resolution image having the smallest number of pixels and the entire image area of the reference image are set as the initial standard window and the reference window, respectively. After searching for the correct corresponding point, a reference window is set in the upper hierarchy based on the corresponding point, and a search process for finding the correct corresponding point in the hierarchy without scanning the reference window is performed over all the hierarchies. It becomes possible to repeat. Therefore, the parallax specifying method using the POC method is a method suitable for the parallax specifying process for multi-resolution images.

以下に、ある注目階層における基準画像BImに対する基準ウィンドウWBm内の画像と、該注目階層の参照画像RImに対する参照ウィンドウWRm内の画像とを視差特定処理の対象として注目点についての視差を求める場合を例に、POC法の基本原理を説明する。   In the following, a case where the parallax for the target point is obtained using the image in the standard window WBm for the standard image BIm in a certain target layer and the image in the reference window WRm for the reference image RIm in the target layer as the target of the parallax specifying process. As an example, the basic principle of the POC method will be described.

先ず、注目階層における基準画像BImに対して基準ウィンドウWBmを設定する基準ウィンドウ設定処理T1a、および注目階層における参照画像RImに対して参照ウィンドウWRmを設定する参照ウィンドウ設定処理T1bが行われる。   First, a standard window setting process T1a for setting the standard window WBm for the standard image BIm in the target layer and a reference window setting process T1b for setting the reference window WRm for the reference image RIm in the target layer are performed.

基準ウィンドウWBm内の画像領域と、参照ウィンドウWRm内の画像領域とは、次の(3)式、(4)式のように表されるものとする。   Assume that the image area in the reference window WBm and the image area in the reference window WRm are expressed by the following equations (3) and (4).

Figure 0005316309
Figure 0005316309

ここで、(3)式のf0(n1,n2)および(4)式のg0(n1,n2)は、基準ウィンドウWBm内および参照ウィンドウWRm内の画素の画素値を示している。また、N1およびN2は、例えばN1=2M1+1、N2=2M2+1と設定されている。 Here shows a (3) of f0 (n 1, n 2) and (4) of the formula g0 (n 1, n 2), the pixel values of the pixels in the reference window WBm and in the reference window WRm . N 1 and N 2 are set as N 1 = 2M 1 +1 and N 2 = 2M 2 +1, for example.

次に、周波数分解を行う前に、ウィンドウ領域の端部での不連続性の影響を取り除くために窓関数を用いた窓関数処理T2aおよびT2bを行う。   Next, before performing frequency decomposition, window function processing T2a and T2b using a window function is performed in order to remove the influence of discontinuity at the edge of the window region.

窓関数は、例えば、(5)式のH(n1,n2)で与えられるハニング窓が採用され、窓関数処理T2aおよびT2bは、基準ウィンドウWBm内および参照ウィンドウWRm内の各画素の画素値に(5)式の窓関数の出力値を乗ずる演算(6)式および(7)式でそれぞれ与えられる。   As the window function, for example, a Hanning window given by H (n1, n2) in the equation (5) is adopted, and the window function processes T2a and T2b are applied to the pixel values of the respective pixels in the standard window WBm and the reference window WRm. Expressions (6) and (7) are respectively given by multiplying the output value of the window function of Expression (5).

Figure 0005316309
Figure 0005316309

窓関数としては、ハニング窓の他に、例えば、ハミング窓、カイザー窓などが採用される。   As the window function, for example, a Hamming window, a Kaiser window, or the like is employed in addition to the Hanning window.

次に、基準ウィンドウWBm、参照ウィンドウWRm内の各画像領域に対し、(8)式、(9)式で示す演算式を用いて、図23に示される2次元のフーリエ変換処理T3a、T3bが行われる。   Next, for each image area in the standard window WBm and the reference window WRm, the two-dimensional Fourier transform processes T3a and T3b shown in FIG. 23 are performed using the arithmetic expressions shown in the expressions (8) and (9). Done.

Figure 0005316309
Figure 0005316309

なお、(8)式、(9)式の下部ただし書におけるWの添字Pには、N1、N2が代入され、またkの添字sには、1、2が代入される。ここで、周波数分解の処理は必ずしもフーリエ変換である必要はなく、離散コサイン変換、離散サイン変換、ウェーブレット変換又はアダマール変換の何れかを含んでいても良い。 Note that N 1 and N 2 are substituted for the subscript P of W in the lower proviso of the equations (8) and (9), and 1 and 2 are substituted for the subscript s of k. Here, the frequency decomposition process is not necessarily Fourier transform, and may include any of discrete cosine transform, discrete sine transform, wavelet transform, or Hadamard transform.

このようなフーリエ変換処理T3a、T3bが施された各画像領域に対しては、(10)式で示す演算式を用いて、画像の振幅成分を除去するための正規化処理T4a、T4bが行われる。   For each image region subjected to such Fourier transform processing T3a and T3b, normalization processing T4a and T4b for removing the amplitude component of the image is performed using the arithmetic expression shown in equation (10). Is called.

Figure 0005316309
Figure 0005316309

規格化処理T4a、T4bが完了すると、(11)式で示す演算式を用いた正規化クロス・パワースペクトル算出処理T5が行われる。   When the normalization processes T4a and T4b are completed, a normalized cross power spectrum calculation process T5 using the arithmetic expression shown in the expression (11) is performed.

Figure 0005316309
Figure 0005316309

正規化クロス・パワースペクトル算出処理T5が完了すると、(12)式で示す演算式を用いた2次元の逆フーリエ変換処理T6が行われる。これにより、基準ウィンドウWBmと参照ウィンドウWRm内の各画像間の相関演算が実施されることとなり、その結果(POC値)が出力される。   When the normalized cross power spectrum calculation process T5 is completed, a two-dimensional inverse Fourier transform process T6 is performed using an arithmetic expression represented by the expression (12). As a result, the correlation calculation between the images in the standard window WBm and the reference window WRm is performed, and the result (POC value) is output.

Figure 0005316309
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以上の処理により、基準ウィンドウWBm内の画像と参照ウィンドウWRm内の画像との相関を示す演算結果(POC値)が得られ、例えば、図24で示すような結果(POC値)が得られる。   Through the above processing, a calculation result (POC value) indicating the correlation between the image in the standard window WBm and the image in the reference window WRm is obtained. For example, a result (POC value) as shown in FIG. 24 is obtained.

図24は、POC値の例を示す図である。図24においては、ウィンドウ(N1×N2)内で相関が高い箇所のPOC値が大きくなっており、POC値のピークSを与える座標が、基準ウィンドウWBm内の画像と参照ウィンドウWRm内の画像との相関が最も高くなる視差を示す。この視差を特定する処理が視差特定T7であり、特定された視差に基づいて、基準ウィンドウWBm内の注目点Nmに対応した参照ウィンドウWRm内の対応点Cpmが求められる。 FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the POC value. In FIG. 24, the POC value at a portion having a high correlation in the window (N 1 × N 2 ) is large, and the coordinates giving the peak S of the POC value are the image in the reference window WBm and the reference window WRm. The parallax with the highest correlation with the image is shown. The process for specifying the parallax is parallax specifying T7, and based on the specified parallax, the corresponding point Cpm in the reference window WRm corresponding to the point of interest Nm in the reference window WBm is obtained.

以上のように、POC法を用いた視差特定処理によれば、画像の振幅成分が除去され、画像の位相成分のみで相関演算が行われるため、輝度変動やノイズの影響が抑制されて対応点が精度良く検出される。   As described above, according to the parallax specifying process using the POC method, the amplitude component of the image is removed, and the correlation calculation is performed using only the phase component of the image. Is detected with high accuracy.

◎第2の視差特定処理:
次に、注目点が第2領域に属する場合に適用される第2の視差特定処理について幾つかの手法例を説明する。
◎ Second disparity specifying process:
Next, some examples of the technique for the second parallax specifying process applied when the attention point belongs to the second area will be described.

○第2の視差特定処理の手法例1:
第2の視差特定処理の手法例1として、POC法を用いる例を説明する。
○ Second parallax identification processing method example 1:
An example of using the POC method will be described as Method Example 1 of the second parallax specifying process.

図25は、注目基準画像BImの第1領域Dmと第2領域Emの基準ウィンドウを例示する図であり、図25に示される境界線Gmは、第1領域Dmと第2領域Emとの境界線を示している。   FIG. 25 is a diagram illustrating a reference window of the first region Dm and the second region Em of the target reference image BIm, and a boundary line Gm shown in FIG. 25 is a boundary between the first region Dm and the second region Em. A line is shown.

図25では、第1領域Dmの注目点に基づいて基準ウィンドウW1が、第2領域Emの注目点に基づいて基準ウィンドウW1と同じサイズの基準ウィンドウW2が、それぞれ設定されており、基準ウィンドウW2は、基準画像BImからはみ出している。   In FIG. 25, the reference window W1 is set based on the attention point of the first area Dm, and the reference window W2 having the same size as the reference window W1 is set based on the attention point of the second area Em. Protrudes from the reference image BIm.

この基準ウィンドウW2を用いて第1の視差特定処理におけるPOC法をそのまま適用する場合には、基準ウィンドウW2が基準画像BImからはみ出る部分についても相関演算ができるようにする必要がある。   In the case where the POC method in the first parallax specifying process is applied as it is using the reference window W2, it is necessary to be able to perform a correlation operation even on a portion where the reference window W2 protrudes from the reference image BIm.

図26は、第1の視差特定処理におけるPOC法において(5)式を用いて説明した窓関数の例を示す図であり、(5)式で示される窓関数の形状を基準ウィンドウの重心pcを通り、基準ウィンドウの幅が2M1+1となる方向について関数値WF0として表示している。 FIG. 26 is a diagram illustrating an example of the window function described using the equation (5) in the POC method in the first parallax specifying process, and the shape of the window function represented by the equation (5) is the center of gravity pc of the reference window. The direction in which the width of the reference window is 2M 1 +1 is displayed as the function value WF0.

また、はみ出し部Exは、図25において窓関数が基準画像BImからはみ出ている部分に対応している。   In addition, the protruding portion Ex corresponds to a portion where the window function protrudes from the reference image BIm in FIG.

ここで、基準ウィンドウW2が基準画像からはみ出た部分の仮の画素値として、例えば、予め定められた固定値、または基準画像の画像端部の画素値など採用することで、探索ウィンドウ間の相関値を求めて対応点の探索を行う手法が考えられる。   Here, the correlation between search windows can be obtained by adopting, for example, a predetermined fixed value or a pixel value at the end of the image of the reference image as a provisional pixel value of a portion of the reference window W2 protruding from the reference image. A method of searching for corresponding points by obtaining values can be considered.

しかし、この場合は、第1の視差特定処理における(5)式の窓関数では、はみ出し部Exの部分に設定された仮の画素値によって、相関演算の精度が低下しやすくなる。   However, in this case, in the window function of the expression (5) in the first parallax specifying process, the accuracy of the correlation calculation is likely to be lowered due to the temporary pixel value set in the portion of the protruding portion Ex.

すなわち、第1領域Dmに適用されるPOC法をそのまま適用すると、基準画像から基準ウィンドウがはみ出る部分に設定される画素値によって、視差特定処理の精度が低下しやすくなる。   That is, when the POC method applied to the first region Dm is applied as it is, the accuracy of the parallax specifying process is likely to decrease due to the pixel value set at the portion where the reference window protrudes from the reference image.

そこで、第2の視差特定処理の手法例1として、窓関数にウィンドウ領域の端部での不連続性の影響を取り除くという窓関数本来の機能に加えて、第1の視差特定処理の窓関数に比べて、画像外にはみ出たウィンドウ領域の第2の視差特定処理への寄与度を低める機能をも備えた(13)式で示される窓関数などが採用される。   Therefore, as a first parallax specifying method example 1, in addition to the original function of the window function of removing the influence of discontinuity at the end of the window area, the window function of the first parallax specifying process is used. In contrast, the window function represented by the equation (13), which has a function of reducing the contribution of the window area protruding outside the image to the second parallax specifying process, is employed.

Figure 0005316309
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図27は、実施形態に係る第2の視差特定処理のPOC法において用いられる窓関数として(13)式の窓関数を例示する図である。   FIG. 27 is a diagram illustrating the window function of the expression (13) as a window function used in the POC method of the second parallax specifying process according to the embodiment.

図27においては、図26の窓関数の関数値WF0が幅方向に圧縮されて幅が2L1+1の関数値WF1になっている。他の符号については、図26と同じであり、また、比較のために図26の窓関数の関数値WF0も表示している。 In FIG. 27, the function value WF0 of the window function in FIG. 26 is compressed in the width direction to become a function value WF1 having a width of 2L 1 +1. The other symbols are the same as in FIG. 26, and the function value WF0 of the window function in FIG. 26 is also shown for comparison.

図27に示されるように、はみ出し部Exにおいては、関数値WF0よりも関数値WF1の方が小さくなっている。   As shown in FIG. 27, in the protruding portion Ex, the function value WF1 is smaller than the function value WF0.

すなわち、第2の視差特定処理の手法例1では、注目点を内包する基準ウィンドウのうち、基準画像からはみ出る部分の第2の視差特定処理への寄与度を、この部分の第1の視差特定処理への寄与度よりも低めている。   That is, in Method Example 1 of the second parallax specifying process, the contribution degree to the second parallax specifying process of the part of the reference window that includes the target point that protrudes from the reference image is determined as the first parallax specifying of this part. It is lower than the contribution to processing.

このように、第2の視差特定処理の手法例1では、画像外情報の寄与度を第1の視差特定処理を用いたときよりも抑制することによって、第2の視差特定処理による視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた視差特定処理の処理性能を改善することが可能となる。   As described above, in the technique example 1 of the second parallax specifying process, the accuracy of the parallax specifying process by the second parallax specifying process is suppressed by suppressing the contribution degree of the out-of-image information more than when the first parallax specifying process is used. It is possible to improve the processing performance of the parallax specifying process using the multi-resolution image.

また、手法例1によれば、位相相関法などの周波数解析を利用する視差特定処理において、信号の不連続性を除去するために必須の窓関数に、第2領域の注目点に設定された基準ウィンドウの基準画像の画像外情報の視差特定処理に対する寄与度を、同一の注目点についての基準ウィンドウに第1の視差特定処理の窓関数を適用する場合に比べて下げる機能を兼ねさせることができるので、POC法による視差特定処理の処理過程に新たな処理を追加することなく、第2領域の注目点についての視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた視差特定処理の処理性能を改善することができる。   In addition, according to the method example 1, in the parallax specifying process using frequency analysis such as the phase correlation method, the window function which is indispensable for removing the signal discontinuity is set as the attention point of the second region. The function of reducing the contribution degree of the reference image of the reference image of the reference image to the disparity specifying process of the reference window as compared with the case where the window function of the first disparity specifying process is applied to the reference window for the same attention point. Therefore, it is possible to improve the parallax specifying accuracy for the attention point of the second region without adding new processing to the process of the parallax specifying process by the POC method, and to perform the parallax specifying process using the multi-resolution image. Processing performance can be improved.

なお、ここでは、関数値WF1に示される窓関数に代えて、幅2L1+1の矩形波の窓関数を採用しても同様の効果が得られる。 Here, the same effect can be obtained by adopting a rectangular wave window function having a width of 2L 1 +1 instead of the window function indicated by the function value WF1.

図28および図29は、実施形態に係る第2の視差特定処理の手法例1の窓関数の他の態様を例示する図である。   FIG. 28 and FIG. 29 are diagrams illustrating another aspect of the window function of the technique example 1 of the second parallax specifying process according to the embodiment.

図28および図29においては、図27の関数値WF1に代えて、それぞれ関数値WF2およびWF3が採用されており、他の符号は図27と同じである。   28 and 29, function values WF2 and WF3 are employed in place of the function value WF1 in FIG. 27, and the other reference numerals are the same as those in FIG.

図28に示される関数値WF2は、基準ウィンドウの重心pcから、図28に向かって右側の、基準ウィンドウが基準画像からはみ出す方向の関数値については、同一部分に対応する関数値WF1が採用されており、基準ウィンドウの重心pcから、図28に向かって左側の、基準画像の中心よりの画素に対する関数値としては、関数値WF0が採用されている。   As the function value WF2 shown in FIG. 28, the function value WF1 corresponding to the same portion is adopted as the function value on the right side of FIG. 28 from the center of gravity pc of the reference window in the direction in which the reference window protrudes from the reference image. The function value WF0 is employed as the function value for the pixel from the center of the reference image on the left side of FIG. 28 from the center of gravity pc of the reference window.

図27に関数値WF1で示される窓関数を用いても、本発明の有用性を損なうものではないが、図28に例示される関数値WF2で示される窓関数を用いれば、注目点を内包する基準ウィンドウのうち、基準画像からはみ出る部分の第2の視差特定処理への寄与度を、この部分の第1の視差特定処理への寄与度よりも低めることができる。   The use of the window function indicated by the function value WF1 in FIG. 27 does not impair the usefulness of the present invention. However, if the window function indicated by the function value WF2 illustrated in FIG. In the reference window, the degree of contribution of the portion that protrudes from the reference image to the second parallax specifying process can be made lower than the contribution of the portion to the first parallax specifying process.

さらに基準ウィンドウの重心pcから、図28に向かって左側の、基準画像の中心よりの部分の画素については、第1の視差特定処理に用いられる窓関数WF0と同じ寄与度を維持することができるので、視差特定処理において、基準画像の中心よりの、はみ出し部分Exの画素に比べて信頼性の高い画素の画素値を有効に利用することができ、視差特定精度を向上させることができる。   Further, the same contribution degree as that of the window function WF0 used for the first parallax specifying process can be maintained for the pixels in the portion from the center of the reference window on the left side of FIG. 28 from the center of the reference image. Therefore, in the parallax specifying process, the pixel value of the pixel having higher reliability than the pixel of the protruding portion Ex from the center of the reference image can be effectively used, and the parallax specifying accuracy can be improved.

また、図29に示される関数値WF3は、基準ウィンドウの重心pcから、図29に向かって右側の、基準ウィンドウが基準画像からはみ出す方向の関数値については、同一部分に対応する関数値WF1が採用されており、基準ウィンドウの重心pcから、図28に向かって左側の、基準画像の中心よりの画素に対する関数値WF3としては、関数値WF0よりも視差特定処理への寄与度が高い関数値が採用されている。   In addition, the function value WF3 shown in FIG. 29 has a function value WF1 corresponding to the same part as the function value on the right side of FIG. 29 from the center of gravity pc of the reference window in the direction in which the reference window protrudes from the reference image. As the function value WF3 for the pixel from the center of the reference image on the left side of FIG. 28 from the center of gravity pc of the reference window, a function value having a higher contribution to the parallax specifying process than the function value WF0. Is adopted.

つまり、関数値WF3で示される窓関数は、基準ウィンドウのうち基準画像からはみ出る部分の寄与度を第1の視差特定処理よりも低めるとともに、基準ウインドウのうち注目基準画像の中心寄りの部分の寄与度を第1の視差特定処理よりも高めている。   That is, the window function indicated by the function value WF3 lowers the contribution of the portion of the reference window that protrudes from the reference image compared to the first parallax specifying process, and also contributes the portion of the reference window that is closer to the center of the reference image of interest. The degree is higher than that of the first parallax specifying process.

関数値WF3に示される窓関数を用いれば、注目点を内包する基準ウィンドウのうち、基準画像からはみ出る部分の第2の視差特定処理への寄与度を、この部分の第1の視差特定処理への寄与度よりも低めることができる。   If the window function indicated by the function value WF3 is used, the contribution degree to the second parallax specifying process of the portion of the reference window including the attention point that protrudes from the reference image is transferred to the first parallax specifying process of this portion. It can be made lower than the contribution degree.

さらに、基準ウィンドウの重心pcから、図29に向かって左側の、基準画像の中心よりの部分の画素については、第1の視差特定処理に用いられる窓関数WF0よりも寄与度を高くすることができるので、視差特定処理において、基準画像の中心よりの、はみ出し部分Exの画素に比べて信頼性の高い画素の画素値を関数値WF0よりもさらに有効に利用することができ、視差特定精度を向上させることができる。   Further, the contribution of the pixel in the portion from the center of the reference image on the left side from the center of the reference image to the center of the reference image from the center of gravity pc of the reference window may be made higher than the window function WF0 used in the first parallax specifying process. Therefore, in the parallax specifying process, the pixel value of the pixel having higher reliability than the pixel of the protruding portion Ex from the center of the reference image can be used more effectively than the function value WF0, and the parallax specifying accuracy can be improved. Can be improved.

○第2の視差特定処理の手法例2:
図30は、第2の視差特定処理の手法例2で採用される第2領域Emにおける基準ウィンドウW3の設定例を示す図であり、基準ウィンドウW3を除いて、図25の各領域、境界線、基準ウィンドウが、図25と同じ符号で示されている。
○ Method example 2 of the second parallax specifying process:
FIG. 30 is a diagram illustrating a setting example of the reference window W3 in the second region Em employed in the second parallax identification processing method example 2. Excluding the reference window W3, each region and boundary line in FIG. The reference window is indicated with the same reference as in FIG.

図30に示される基準ウィンドウW3では、図25に示される基準ウィンドウW2と同一の注目点に対して設定されており、注目基準画像BImから基準ウィンドウW2のはみ出し方向について、基準ウィンドウW2よりも短幅のウィンドウ内の画像情報を用いたPOC法によって第2領域の注目点についての視差特定処理が行われる。   In the reference window W3 shown in FIG. 30, the same attention point as that of the reference window W2 shown in FIG. 25 is set, and the protruding direction of the reference window W2 from the attention reference image BIm is shorter than that of the reference window W2. The disparity specifying process for the attention point in the second area is performed by the POC method using the image information in the window of the width.

従って、注目点を内包する基準ウィンドウが基準画像からはみ出る第2領域の注目点に適用される第2の視差特定処理では、基準ウィンドウのはみ出し方向について、第1の視差特定処理で使用される基準ウィンドウよりも短幅のウィンドウ内の画像情報を用いるので、第2の視差特定処理による視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   Therefore, in the second parallax specifying process in which the reference window including the target point is applied to the target point of the second region that protrudes from the reference image, the reference used in the first parallax specifying process for the protruding direction of the reference window. Since the image information in the window shorter than the window is used, the parallax identification accuracy by the second parallax identification process can be improved, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image can be improved. It becomes possible.

○第2の視差特定処理の手法例3、手法例4:
図31は、第2の視差特定処理の手法例3における第2領域の視差の特定方法の例を説明する図である。
○ Method example 3 and method example 4 of the second parallax specifying process:
FIG. 31 is a diagram for explaining an example of the parallax specifying method of the second region in the technique example 3 of the second parallax specifying process.

また、図32および図33は、第2の視差特定処理の手法例4における第2領域の視差の特定方法の例を説明する図である。   FIG. 32 and FIG. 33 are diagrams for explaining an example of the parallax specifying method of the second region in the technique example 4 of the second parallax specifying process.

図31および図32においては、図30の基準画像BImに対応する視差記憶画像SImが示されており、視差記憶画像SImには、図30の基準画像BImと同じ各領域、境界線が、図30と同じ符号で示されている。   31 and 32, the parallax storage image SIm corresponding to the reference image BIm in FIG. 30 is shown. In the parallax storage image SIm, the same regions and boundary lines as the reference image BIm in FIG. 30 is indicated by the same reference numeral.

この手法例3および手法例4においては、先ず、第1領域に属する注目点についての視差を先ず算出し、第2領域の注目点についての視差は、この第2領域の注目点よりも基準画像の中心寄りの注目点に対して、既に特定されている視差を用いて特定される。   In Method Example 3 and Method Example 4, first, the parallax for the attention point belonging to the first area is first calculated, and the parallax for the attention point in the second area is more than the reference image in the second area. Is identified using a parallax that has already been identified.

手法例3および手法例4による第2の視差特定処理では、注目点よりも基準画像の中心よりの点について既に特定された視差を利用して注目点の視差を求めるので、視差の連続性によって、注目点に設定されるウィンドウが基準画像からはみ出るときの視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   In the second parallax specifying process according to the method example 3 and the method example 4, the parallax of the attention point is obtained by using the already specified parallax with respect to the point from the center of the reference image rather than the attention point. Thus, it is possible to improve the parallax specifying accuracy when the window set as the attention point protrudes from the reference image, and it is possible to improve the processing performance of the corresponding point search processing using the multi-resolution image.

先ず、手法例3について具体的に説明する。図31における注目点p1は第1領域に属しており、注目点p2は、第2領域に属している。   First, the method example 3 will be specifically described. The attention point p1 in FIG. 31 belongs to the first region, and the attention point p2 belongs to the second region.

注目点p1についての視差Q1は、既に第1の視差特定処理によって既に特定されている視差である。   The parallax Q1 for the attention point p1 is a parallax that has already been specified by the first parallax specifying process.

注目点p2についての視差Q2としては、注目点p2よりも基準画像の中心よりの注目点p1を注目点p2の代替点として、この代替点について特定済みの視差Q1をそのまま視差Q2として採用する。   As the parallax Q2 for the attention point p2, the attention point p1 from the center of the reference image rather than the attention point p2 is used as an alternative point of the attention point p2, and the specified parallax Q1 for the alternative point is directly adopted as the parallax Q2.

なお、代替点について算出済みの視差をそのまま視差Q2として採用するだけでなく、例えば、視差Q1に、注目点p1およびp2の間隔に応じた重み係数を乗じた視差を視差Q2として採用しても良い。   In addition, the parallax calculated for the alternative point is not only used as the parallax Q2, but for example, a parallax obtained by multiplying the parallax Q1 by a weighting factor corresponding to the interval between the points of interest p1 and p2 may be used as the parallax Q2. good.

また、注目点p1と注目点p2との間に位置する他の注目点についての視差を注目点p1についての視差Q1を用いて当該他の注目点についての視差を特定し、この視差を用いて注目点p2についての視差を特定しても良い。   Moreover, the parallax about the other attention point is identified using the parallax Q1 about the attention point p1 and the parallax about the other attention point located between the attention point p1 and the attention point p2, and this parallax is used. You may specify the parallax about the attention point p2.

すなわち、手法例3においては、第2の視差特定処理として、注目基準画像において注目点よりも基準画像の中心寄りの1つの代替点について既に特定された視差を用いて、当該注目点についての視差を特定する処理が行われる。   That is, in Method Example 3, as the second parallax specifying process, the parallax for the target point using the parallax already specified for one alternative point closer to the center of the reference image than the target point in the target reference image. The process of specifying is performed.

手法例3による第2の視差特定処理では、注目点よりも基準画像の中心よりの1つの代替点について既に特定された視差を利用して注目点の視差を求める。   In the second parallax specifying process according to the technique example 3, the parallax of the target point is obtained using the parallax already specified for one alternative point from the center of the reference image rather than the target point.

この場合は、1つの注目点について特定された視差を用いるだけであるので、手法3による第2視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   In this case, since only the parallax specified for one attention point is used, the second parallax specifying process by the method 3 can be accelerated, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image can be improved. It becomes possible to improve.

次に、手法例4について具体的に説明する。図32における注目点p1〜p4は第1領域に属しており、注目点p5は、第2領域に属している。   Next, Method Example 4 will be specifically described. The attention points p1 to p4 in FIG. 32 belong to the first region, and the attention point p5 belongs to the second region.

第1領域の注目点p1〜p4については、既に第1の視差特定処理によって視差Q1〜Q4が既に特定されている。注目点p5についての視差Q5の特定については、図33を用いて説明する。   For the attention points p1 to p4 in the first region, the parallaxes Q1 to Q4 have already been specified by the first parallax specifying process. The identification of the parallax Q5 for the attention point p5 will be described with reference to FIG.

図33は、図32に示される注目点p1からp4について図32のX軸方向の座標x1〜x4に対する各視差Q1〜Q4がグラフ表示されている。   FIG. 33 is a graph showing the parallaxes Q1 to Q4 with respect to the coordinates x1 to x4 in the X-axis direction of FIG. 32 for the attention points p1 to p4 shown in FIG.

図33では、注目点p5ついての視差Q5を特定するときに、各視差Q1〜Q4の座標を通る直線を近似し、この直線に注目点p5のX座標x5を代入することによって視差Q5を求めている。   In FIG. 33, when specifying the parallax Q5 for the point of interest p5, a straight line passing through the coordinates of the parallaxes Q1 to Q4 is approximated, and the X coordinate x5 of the point of interest p5 is substituted into this line to obtain the parallax Q5. ing.

すなわち、手法例4においては、第2の視差特定処理として、注目基準画像において注目点よりも基準画像の中心寄りの複数の代替点について既に特定された視差の外挿によって、当該注目点についての視差を特定する処理が行われる。   That is, in Method Example 4, as the second parallax specifying process, the extrapolation of the parallax already specified for a plurality of alternative points closer to the center of the reference image than the target point in the target reference image is performed. Processing for specifying the parallax is performed.

図33に示す例では、直線近似の外挿演算を用いているが、例えば、直線近似に代えて曲線を近似して外挿演算を行っても良い。   In the example shown in FIG. 33, linear approximation extrapolation is used. For example, instead of linear approximation, a curve may be approximated to perform extrapolation.

手法例4による第2の視差特定処理では、注目点よりも基準画像の中心よりの複数の代替点について既に特定された視差の外挿によって注目点の視差を求めるので、複数の注目点に渡る視差の連続性を活かした視差特定処理を行うことができ、ウィンドウが基準画像からはみ出る第2領域の注目点についての視差特定精度を向上させることができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   In the second parallax specifying process according to the technique example 4, since the parallax of the target point is obtained by extrapolation of the parallax already specified for the plurality of alternative points from the center of the reference image rather than the target point, the plurality of target points are crossed. Parallax identification processing utilizing the continuity of parallax can be performed, the parallax identification accuracy for the attention point of the second region where the window protrudes from the reference image can be improved, and corresponding point search processing using a multi-resolution image It is possible to improve the processing performance.

◎全体処理フロー:
次に、画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた対応点探索処理の全体処理フローを説明する。
◎ Overall processing flow:
Next, an overall processing flow of corresponding point search processing using a multi-resolution image performed by the image processing apparatus 3A will be described.

図37は、実施形態に係る画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた視差特定処理S100Aの手順の概要を例示するフローチャートである。   FIG. 37 is a flowchart illustrating an outline of the procedure of the parallax specifying processing S100A using the multi-resolution image performed by the image processing device 3A according to the embodiment.

図37のフローチャートにおいて、先ず、画像取得部10は、基準カメラ21の撮影する画像と参照カメラ22が撮影する画像とを、それぞれ基準画像BITおよび参照画像RITとして取得し、記憶部9に記憶する(ステップS10)。   In the flowchart of FIG. 37, first, the image acquisition unit 10 acquires an image captured by the standard camera 21 and an image captured by the reference camera 22 as a standard image BIT and a reference image RIT, respectively, and stores them in the storage unit 9. (Step S10).

画像の取得が終了すると、多重解像度画像作成部11は、記憶部9から多重解像度画像の階層数T、解像度変倍率RRなどの多重解像度画像作成に関係する制御パラメータと、基準画像BIT、参照画像RITを取得し、該制御パラメータを用いて基準画像BITと参照画像RITに多段階の低解像度化処理を施して多重解像度基準画像MBと多重解像度参照画像MRを作成し、記憶部9に記憶する(ステップS20)。   When the image acquisition is completed, the multi-resolution image creating unit 11 stores control parameters related to multi-resolution image creation, such as the number T of multi-resolution images and the resolution scaling factor RR, the standard image BIT, and the reference image from the storage unit 9. RIT is acquired, the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR are created by performing multi-stage resolution reduction processing on the standard image BIT and the reference image RIT using the control parameters, and stored in the storage unit 9 (Step S20).

多重解像度画像の作成が終了すると、制御部16は、注目階層が未設定であれば、多重解像度基準画像MB、多重解像度参照画像MRのそれぞれの最下位の基準画像BI1、参照画像RI1を注目階層の基準画像BIm、参照画像RImとして新規に設定し、既存の基準画像BIm、参照画像RImがあれば、基準画像BIm、参照画像RImの1つ上位階層の基準画像BI(m+1)と参照画像RI(m+1)を、それぞれ新たな注目階層の基準画像BImと参照画像RImとして再設定し、該設定情報を初期視差設定部14、視差特定部15などに供給する(ステップS30)。   When the creation of the multi-resolution image is completed, if the target layer is not set, the control unit 16 uses the lowest base image BI1 and the reference image RI1 of the multi-resolution standard image MB and the multi-resolution reference image MR as the target layer. New standard image BIm and reference image RIm, and if there is an existing standard image BIm and reference image RIm, standard image BI (m + 1) and reference image RI that are one level higher than standard image BIm and reference image RIm. (M + 1) is reset as the reference image BIm and the reference image RIm of the new target layer, respectively, and the setting information is supplied to the initial parallax setting unit 14, the parallax specifying unit 15, and the like (step S30).

注目階層の設定が終了すると、制御部16は、記憶部9から当該注目階層についての第1領域および第2領域の領域情報V1を取得し、領域判定部13へ供給する(ステップS40)。   When the setting of the attention layer is completed, the control unit 16 acquires the region information V1 of the first region and the second region for the attention layer from the storage unit 9, and supplies the region information V1 to the region determination unit 13 (step S40).

なお、領域情報V1を用いることなく、注目点の座標と探索ウィンドウのサイズWX、WYを用いることによって、注目点についての基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否かを判定することによって注目点が第1領域に属するか、第2領域に属するかを判定することができるので、この場合には、ステップS40の処理は行わなくても良い。   Note that, by using the coordinates of the attention point and the search window sizes WX and WY without using the region information V1, it is determined whether the reference point for the attention point protrudes from the reference image. Since it can be determined whether it belongs to one area or the second area, in this case, the process of step S40 need not be performed.

領域情報の取得が終了すると、注目点設定部12は基準画像の画素を注目点として背設定する(ステップS50)。   When the acquisition of the region information ends, the attention point setting unit 12 sets the back of the reference image pixel as the attention point (step S50).

注目点の設定が終了すると、処理は、注目点の視差を特定する処理ステップS60Aに移される。   When the setting of the attention point is completed, the process proceeds to processing step S60A for specifying the parallax of the attention point.

図38は、実施形態に係る注目点の視差を特定する処理ステップS60Aの処理の概要を例示するフローチャートである。   FIG. 38 is a flowchart illustrating an overview of the processing in step S60A for specifying the parallax of the target point according to the embodiment.

先ず、初期視差設定部14は、初期視差設定部14についての説明欄で記述した初期視差設定処理を行い、注目点について初期視差を設定する(ステップS210)。   First, the initial parallax setting unit 14 performs the initial parallax setting process described in the description column for the initial parallax setting unit 14 and sets the initial parallax for the point of interest (step S210).

なお、注目階層が最下位の階層である場合には、1つ下位階層での視差を用いて注目階層での初期視差を設定できないので、例えば、初期視差0が注目点について設定される。   Note that, when the attention layer is the lowest layer, the initial disparity cannot be set using the disparity in the one lower layer, and therefore, for example, the initial disparity 0 is set for the attention point.

注目点について初期視差の設定が終了すると、領域判定部13によって注目点が、領域情報V1で定められる視差特定領域に属するかどうかが判定される(ステップS220)。本実施形態においては、具体的には、注目点が、第1領域と第2領域とのいずれに属するかが判定され、判定結果は、制御部16などへと供給される。   When the initial parallax setting for the attention point is completed, the region determination unit 13 determines whether the attention point belongs to the parallax specific region defined by the region information V1 (step S220). In the present embodiment, specifically, it is determined whether the attention point belongs to the first region or the second region, and the determination result is supplied to the control unit 16 or the like.

制御部16は、注目点の所属領域についての判定結果を取得し、注目点について設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否か、すなわち、注目点が第1領域に属するか否かを判断する(ステップS230)。   The control unit 16 acquires a determination result for the region to which the attention point belongs, and determines whether or not the reference window set for the attention point protrudes from the reference image, that is, whether or not the attention point belongs to the first region. (Step S230).

判断の結果、注目点が第1領域に属する場合には、制御部16は、記述した第1の視差特定処理を視差特定部15に実行させて処理を図37のステップS60Aへと戻す(ステップS240)。   As a result of the determination, if the target point belongs to the first area, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to execute the described first parallax specifying process, and returns the process to step S60A in FIG. S240).

判断の結果、注目点が第2領域に属する場合には、制御部16は、記述した第2の視差特定処理を視差特定部15に実行させて処理を図37のステップS60Aへと戻す(ステップS250)。   As a result of the determination, when the target point belongs to the second region, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to execute the described second parallax specifying process, and returns the process to step S60A in FIG. S250).

ステップS60Aへと処理が戻されると、制御部16は、注目階層の全ての注目点について視差特定処理が終了したかどうかを判定し、判定の結果、注目階層の全ての注目点について視差特定処理が終了していなければ、処理をステップS50へと戻し、注目階層の全ての注目点について視差特定処理が終了していれば、処理をステップS80に移す(ステップS70)。   When the process returns to step S60A, the control unit 16 determines whether or not the disparity specifying process has been completed for all the attention points in the attention layer, and as a result of the determination, the control unit 16 performs the disparity specifying process for all attention points in the attention layer. If not completed, the process returns to step S50. If the parallax identification process has been completed for all the points of interest in the layer of interest, the process proceeds to step S80 (step S70).

ステップS80においては、制御部16は、全ての階層について視差特定処理が終了したか否かを判定し、終了していなければ、1つ上位の階層を注目階層として設定し(ステップS30)、終了していれば、制御部16は、多重解像度画像を用いた視差特定処理S100Aを終了させる。   In step S80, the control unit 16 determines whether or not the disparity specifying process has been completed for all the hierarchies. If not, the control unit 16 sets the upper hierarchy as the target hierarchy (step S30) and ends. If so, the control unit 16 ends the parallax specifying process S100A using the multi-resolution image.

以上の処理によって、本実施形態に係る視差特定処理が実行される。   Through the above processing, the parallax identification processing according to the present embodiment is executed.

<変形例>
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<Modification>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

◎例えば、記憶部9の領域情報V1として、各階層における基準画像に対する各階層における視差特定処理の面積比が、上位階層ほど大きくなるような領域情報V1が設定されてもよい。以下、具体例として変形例1および変形例2について説明する。   For example, as the region information V1 in the storage unit 9, region information V1 may be set such that the area ratio of the parallax specifying process in each layer with respect to the reference image in each layer increases as the upper layer. Hereinafter, Modification 1 and Modification 2 will be described as specific examples.

なお、変形例1および変形例2に係る画像処理装置は、実施形態に係る画像処理装置3Aと同じ各構成要素を採用し、記憶部9に記憶される領域情報V1のみを実施形態と異なる設定に変更するだけで構成することができる。   The image processing apparatuses according to the first and second modifications employ the same components as those of the image processing apparatus 3A according to the embodiment, and only the area information V1 stored in the storage unit 9 is set differently from the embodiment. It can be configured simply by changing to

従って、変形例1および変形例2については、変形例1および変形例2に係る画像処理装置の各構成要素についての説明は省略し、領域情報V1の変更によって生ずる、実施形態との差異のみを以下で説明する。   Therefore, in the first and second modifications, description of each component of the image processing apparatus according to the first and second modifications is omitted, and only the difference from the embodiment caused by the change of the region information V1 is described. This will be described below.

<変形例1に係る画像処理装置について>
変形例1においては、各階層の基準画像における視差特定領域は、実施形態において記述した第1領域のみから構成されるように、領域情報V1が設定されている。
<Regarding Image Processing Apparatus According to Modification 1>
In the first modification, the region information V1 is set so that the parallax specifying region in the reference image of each layer is composed of only the first region described in the embodiment.

なお、各階層の基準画像における視差特定領域は、第1領域が取り得る最大範囲に限定されることはなく、各階層における基準画像に対する各階層における視差特定処理の面積比が、上位階層ほど大きくなる条件が満たされるならば、第1領域が取り得る最大範囲のうちの一部であってもよい。   Note that the parallax specifying region in the reference image of each layer is not limited to the maximum range that the first region can take, and the area ratio of the parallax specifying process in each layer with respect to the reference image in each layer is larger in the upper layer If the condition is satisfied, it may be a part of the maximum range that the first region can take.

すなわち、変形例1に係る視差特定領域は、注目基準画像の注目点について設定される基準ウィンドウが注目基準画像に収まる範囲の領域である。   That is, the parallax specific area according to the modification 1 is an area in a range where the reference window set for the attention point of the attention reference image fits in the attention reference image.

また、領域情報V1に含まれる視差特定処理の選択情報としては、第1の視差特定処理を選択する情報が採用される。   Further, as selection information for the parallax specifying process included in the region information V1, information for selecting the first parallax specifying process is employed.

従って、変形例1における視差特定部15は、基準画像の注目点に基づいて設定される基準ウィンドウ内の画像情報を用いて、当該注目点についての注目基準画像と注目参照画像との視差を求める第1の視差特定処理を行う。   Therefore, the parallax specifying unit 15 in Modification 1 uses the image information in the standard window set based on the target point of the standard image to obtain the parallax between the target standard image and the target reference image for the target point. A first parallax specifying process is performed.

図34は、変形例1に係る複数の階層の基準画像についての視差特定領域の設定例を示す図である。   FIG. 34 is a diagram illustrating a setting example of a parallax specifying region for a plurality of hierarchical reference images according to the first modification.

図34には、連続する3つ階層の基準画像BI(m−1)、BImおよびBI(m+1)が下位階層から上位階層へ向けて、示されている。   FIG. 34 shows three consecutive layers of reference images BI (m−1), BIm, and BI (m + 1) from the lower layer to the upper layer.

基準画像BI(m−1)、BImおよびBI(m+1)には、それぞれ視差特定領域D(m−1)、Dm、およびD(m+1)が設定されており、これらの視差特定領域は、それぞれ基準画像BI(m−1)、BImおよびBI(m+1)における第1領域である。   In the reference images BI (m−1), BIm, and BI (m + 1), parallax specific regions D (m−1), Dm, and D (m + 1) are set, respectively. This is the first region in the reference images BI (m−1), BIm, and BI (m + 1).

ここで図34においては、BI(m−1)、BIm、およびBI(m+1)は全て同じ画像サイズで表示されるように、基準画像BI(m+1)を基準として、基準画像BI(m−1)および基準画像BImの縮尺を調整して表示している。   Here, in FIG. 34, reference image BI (m−1) is set with reference to reference image BI (m + 1) so that BI (m−1), BIm, and BI (m + 1) are all displayed with the same image size. ) And the scale of the reference image BIm are adjusted and displayed.

実施形態の説明に係る図14、図15において説明したように、変形例1の視差特定領域が各階層における基準画像の第1領域の最大範囲である場合には、ウィンドウのサイズ(画素数)と形状が階層間で同じであれば、各階層における基準画像に対する各階層における視差特定処理の面積比が、上位階層ほど大きくなる。   As described in FIG. 14 and FIG. 15 according to the description of the embodiment, when the parallax specifying region of the first modification is the maximum range of the first region of the reference image in each layer, the size of the window (number of pixels) If the shape is the same between the hierarchies, the area ratio of the parallax specifying process in each hierarchy with respect to the reference image in each hierarchy becomes larger as the upper hierarchy.

変形例1で採用される第1の視差特定処理は、基準ウィンドウに対する参照ウィンドウを設定するための初期視差を、視差特定領域の注目点について設定する必要がある。   In the first disparity specifying process employed in the first modification, it is necessary to set an initial disparity for setting a reference window for the reference window for the attention point of the disparity specifying area.

ここで実施形態に係る初期視差設定部14の説明においても言及したように、注目階層の注目点と対応関係のある、下位階層における注目点に、視差が特定されていない場合における初期視差の設定方法を説明する。   Here, as mentioned in the description of the initial parallax setting unit 14 according to the embodiment, the setting of the initial parallax when the parallax is not specified at the target point in the lower layer that has a correspondence relationship with the target point in the target layer. A method will be described.

図35は、変形例1に係る初期視差の設定手法例を説明する図である。   FIG. 35 is a diagram for explaining an example of an initial parallax setting method according to the first modification.

図35においては、注目基準画像BImと、1つ下位階層の基準画像BI(m−1)が示されている。   In FIG. 35, the reference image BIm of interest and the reference image BI (m−1) one level lower are shown.

基準画像BI(m−1)における領域D(m−1)は、第1領域を構成する注目点からなる視差特定領域であり、境界線G(m−1)は視差特定領域D(m−1)の外縁である。   A region D (m−1) in the reference image BI (m−1) is a parallax specifying region including a point of interest constituting the first region, and a boundary line G (m−1) is a parallax specifying region D (m− This is the outer edge of 1).

また、基準画像BImにおける視差特定領域Dmは、境界線G(m−1)で囲まれる領域と、ハッチングを施された領域とからなる領域であり、境界線Gmは、視差特定領域Dmの外縁を成している。   In addition, the parallax specifying region Dm in the reference image BIm is a region including a region surrounded by the boundary line G (m−1) and a hatched region, and the boundary line Gm is an outer edge of the parallax specifying region Dm. Is made.

ここで基準画像BImにおける境界線G(m−1)は、基準画像BI(m−1)の境界線G(m−1)と同じ範囲に設定されている。   Here, the boundary line G (m−1) in the reference image BIm is set in the same range as the boundary line G (m−1) of the reference image BI (m−1).

従って、注目基準画像BImの境界線G(m−1)で囲まれる領域の注目点については、下位階層の基準画像BI(m−1)において特定された視差に基づいて、図17の方法と同じ手法によって初期視差を設定することができる。   Accordingly, for the attention point in the region surrounded by the boundary line G (m−1) of the attention reference image BIm, based on the parallax specified in the reference image BI (m−1) of the lower hierarchy, the method of FIG. The initial parallax can be set by the same method.

次に、注目基準画像のハッチングを施された領域については、対応する下位階層の注目点について視差が特定されていないため、図17の方法によっては初期視差を設定することができない。   Next, in the hatched region of the reference image of interest, the initial parallax cannot be set by the method of FIG. 17 because the parallax has not been specified for the target point of the corresponding lower layer.

そこで、ハッチングを施された領域の初期視差は、注目基準画像BImの境界線G(m−1)で囲まれる領域の注目点についてすでに設定されている初期視差に基づいて設定される。   Therefore, the initial parallax of the hatched area is set based on the initial parallax already set for the attention point in the area surrounded by the boundary line G (m−1) of the attention reference image BIm.

具体的には、図31〜図33を用いて説明した実施形態についての第2の視差特定処理の手法例3、手法例4と同様に、すでに初期視差が設定されている1つまたは複数の注目点を代替点として、代替点の初期視差を用いて初期視差が設定されていないハッチング領域の注目点についての初期視差を外挿などによって求める。   Specifically, in the same manner as the method example 3 and the method example 4 of the second parallax specifying process for the embodiment described with reference to FIGS. 31 to 33, one or a plurality of already set initial parallaxes are set. Using the attention point as an alternative point, the initial parallax for the attention point in the hatched area where the initial parallax is not set is obtained by extrapolation or the like using the initial parallax of the alternative point.

視差特定領域Dmの全ての注目点について初期視差が設定されると、第1の視差特定処理によって視差が特定される。   When the initial parallax is set for all the points of interest in the parallax specifying area Dm, the parallax is specified by the first parallax specifying process.

基準画像BImより上位の階層についても、同様に初期視差の設定と、視差特定処理を繰り返していくことで、上位階層ほど視差特定領域の基準画像に対する面積比を大きくしながら、多重解像度画像を用いた視差特定処理を行うことができる。   Similarly, by repeating the initial parallax setting and the parallax specifying process for the upper layer above the reference image BIm, the higher resolution uses the multi-resolution image while increasing the area ratio of the parallax specifying region to the reference image. Can be performed.

<変形例2に係る画像処理装置について>
変形例2に係る画像処理装置の領域情報V1によって特定される視差特定領域は、実施形態にかかる領域情報と同様に第1領域と、第1領域の外側に分布する第2領域とから構成される。
<Regarding Image Processing Apparatus According to Modification 2>
The parallax specifying area specified by the area information V1 of the image processing apparatus according to the modification 2 is configured by the first area and the second area distributed outside the first area, similarly to the area information according to the embodiment. The

また、領域情報V1に含まれる視差特定処理の選択情報は、第1領域の注目点については第1の視差特定処理が適用され、第2領域の注目点については第2の視差特定処理が適用されることを定めている。   The selection information of the parallax specifying process included in the area information V1 applies the first parallax specifying process for the attention point in the first area, and applies the second parallax specifying process for the attention point in the second area. It is stipulated that

ここで、変形例2に係る第2領域と、実施形態にかかる第2領域との違いを図36を用いて説明する。   Here, a difference between the second region according to the second modification and the second region according to the embodiment will be described with reference to FIG.

図36は、変形例2に係る視差特定領域の設定例を示す図である。   FIG. 36 is a diagram illustrating a setting example of the parallax identification area according to the second modification.

図36においては、連続する3つ階層の基準画像BI(m−1)、BImおよびBI(m+1)が下位階層から上位階層へ向けて、並べられている。   In FIG. 36, three consecutive hierarchical reference images BI (m−1), BIm, and BI (m + 1) are arranged from the lower hierarchy to the upper hierarchy.

また、第1領域D(m−1)、Dm、およびD(m+1)、ならびに第2領域E(m−1)、Em、およびE(m+1)がそれぞれの基準画像に設定されている。   The first areas D (m−1), Dm, and D (m + 1), and the second areas E (m−1), Em, and E (m + 1) are set as the respective reference images.

図36に示されるように、第1領域と第2領域とから構成される視差特定領域の基準画像に対する面積比は、上位階層ほど大きくなるように設定されている。   As shown in FIG. 36, the area ratio of the parallax specific region composed of the first region and the second region to the reference image is set so as to increase as the higher layer.

第1領域については、必ず初期視差の設定が必要であるため、実施形態および変形例1と同様の手法によって、設定される。   Since the initial region needs to be set with respect to the first region, it is set by the same method as in the embodiment and the first modification.

すなわち、注目基準画像BImの第1領域の注目点についての初期視差設定処理は、この注目点に対応する、1つ下位階層の基準画像BI(m−1)の注目点について特定された視差が存在するときは、この視差に基づいて設定される。   That is, in the initial parallax setting processing for the attention point of the first region of the attention reference image BIm, the parallax specified for the attention point of the reference image BI (m−1) of the one lower hierarchy corresponding to this attention point is determined. When present, it is set based on this parallax.

1つ下位階層の基準画像BI(m−1)の注目点について特定された視差が存在しないときは、変形例1で説明した初期視差設定手法を用いて、すでに初期視差が設定されている基準画像BImの注目点についての初期視差から外挿や、代用によって、注目点についての初期視差を設定する。   When there is no parallax specified for the target point of the reference image BI (m−1) in the lower hierarchy, the reference for which the initial parallax has already been set using the initial parallax setting method described in Modification 1 The initial parallax for the target point is set by extrapolation or substitution from the initial parallax for the target point of the image BIm.

第2領域について適用される第2の視差特定処理としては、実施形態に係る第2の視差特定処理と同様に手法例1〜手法例4が採用される。   As the second parallax specifying process applied to the second region, Method Example 1 to Method Example 4 are employed as in the second parallax specifying process according to the embodiment.

第2領域の注目点について、初期視差の設定が必要な第2の視差特定処理を採用する場合における初期視差の設定は、第1領域についての初期視差の設定と同様に行うことができる。   For the attention point in the second area, the setting of the initial parallax when the second parallax specifying process that requires the setting of the initial parallax is employed can be performed in the same manner as the setting of the initial parallax for the first area.

すなわち、変形例2においては、上位階層について前記第1の視差特定処理で使用される初期視差を、下位階層について各注目点において得られた視差を利用して求める。   That is, in the second modification, the initial parallax used in the first parallax specifying process for the upper hierarchy is obtained using the parallax obtained at each point of interest for the lower hierarchy.

このように、領域情報V1によって視差特定領域が設定され、領域情報V1に含まれる視差特定処理の選択情報によって、第1領域の注目点については第1の視差特定処理が特定され、第2の視差特定処理が特定されるとともに、初期視差の設定が必要な注目点についての初期視差設定も可能である。   As described above, the parallax specifying area is set by the area information V1, the first parallax specifying process is specified for the attention point in the first area by the selection information of the parallax specifying process included in the area information V1, and the second In addition to specifying the parallax specifying process, it is also possible to set initial parallax for a point of interest that requires setting of initial parallax.

従って、変形例2においても、変形例1と同様に多重解像度画像を用いた初期視差設定処理(対応点探索処理)を行うことができる。   Therefore, in the second modification, as in the first modification, the initial parallax setting process (corresponding point search process) using the multi-resolution image can be performed.

変形例1、変形例2の手法を用いれば、視差特定処理が下位の階層から上位の階層に向けて逐次実行される過程で、視差特定領域と基準画像との比を、階層が上がるにつれて少しずつ大きくしつつ視差特定処理を行うことができるので、視差特定領域を削減することによって視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   If the methods of Modification 1 and Modification 2 are used, the ratio between the parallax identification area and the reference image is slightly increased as the hierarchy increases in the process in which the parallax identification processing is sequentially executed from the lower hierarchy to the upper hierarchy. Since the parallax specifying process can be performed while increasing the size gradually, the parallax specifying process can be accelerated by reducing the parallax specifying area, and the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image is improved. Is possible.

また変形例1の手法を用いれば、注目点を内包する基準ウィンドウが、下位階層の基準画像の画像領域からはみ出さない視差特定領域の各注目点について求められた各視差に基づいて、注目階層の視差特定領域の各注目点に対する各初期視差を設定することによって、注目階層の視差特定領域についての各初期視差を適切な値に設定することができるので、視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   Further, if the technique of the first modification is used, the reference window including the attention point is based on each parallax obtained for each attention point in the parallax specific area that does not protrude from the image area of the reference image in the lower hierarchy. By setting each initial parallax for each target point in each parallax specific region, it is possible to set each initial parallax for the parallax specific region in the target layer to an appropriate value, so that the parallax specific processing can be speeded up. It is possible to improve the processing performance of the corresponding point search processing using the multi-resolution image.

変形例2の手法を用いれば、注目階層の視差特定領域のうち、注目点を内包する基準ウィンドウが注目基準画像の画像領域からはみ出さない領域の各注目点に対する各初期視差を、下位階層の視差特定領域の各注目点に対して求められた各視差に基づいて設定することによって、注目階層におけるウィンドウが基準画像からはみ出さない領域についての各初期視差を適切な値に設定することができるので、視差特定処理を高速化することができ、多重解像度画像を用いた対応点探索処理の処理性能を改善することが可能となる。   If the method of the modification 2 is used, each initial parallax for each target point in a region where the reference window including the target point does not protrude from the image region of the target reference image among the parallax specifying regions of the target layer is converted to the lower layer By setting based on each parallax obtained for each target point in the parallax specific region, each initial parallax for a region where the window in the target layer does not protrude from the reference image can be set to an appropriate value. Therefore, it is possible to speed up the parallax specifying process and improve the processing performance of the corresponding point search process using the multi-resolution image.

<変形例の全体処理フロー>
○変形例1の全体処理フロー:
図37は、変形例1に係る画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた視差特定処理S100Bの手順の概要を例示するフローチャートである。
<Overall processing flow of modification>
○ Overall processing flow of Modification Example 1:
FIG. 37 is a flowchart illustrating an outline of the procedure of the parallax specifying process S100B using the multi-resolution image performed by the image processing device 3A according to the first modification.

ここで、変形例1の視差特定処理S100Bは、注目点の視差を特定する処理ステップS60Bを除いて、実施形態にかかる画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた視差特定処理S100Aと同じであるので、視差特定処理S100Bについては、説明を省略する。   Here, the parallax specifying process S100B of Modification 1 is the same as the parallax specifying process S100A using the multi-resolution image performed by the image processing device 3A according to the embodiment, except for the processing step S60B of specifying the parallax of the target point. Therefore, the description of the parallax specifying process S100B is omitted.

図39は、変形例1に係る注目点の視差を特定する処理ステップS60Bの処理の概要を例示するフローチャートである。   FIG. 39 is a flowchart illustrating an overview of the process of process step S60B for specifying the parallax of the target point according to the first modification.

図39のフローチャートにおいては、先ず、注目点設定部12によって設定された注目点が領域情報V1で定められる視差特定領域に属するか否かの領域判定が領域判定部13によって行われる(ステップS310)。   In the flowchart of FIG. 39, first, the region determination unit 13 determines whether or not the attention point set by the attention point setting unit 12 belongs to the parallax specific region defined by the region information V1 (step S310). .

具体的には、変形例1においては、注目点に設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否かが判定され、判定結果は、制御部16などに供給される。   Specifically, in the first modification, it is determined whether or not the reference window set as the attention point protrudes from the reference image, and the determination result is supplied to the control unit 16 or the like.

制御部16は、注目点の所属領域についての判定結果を取得し、注目点について設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否か、すなわち、注目点が第1領域に属するか否かを判断する。   The control unit 16 acquires a determination result for the region to which the attention point belongs, and determines whether or not the reference window set for the attention point protrudes from the reference image, that is, whether or not the attention point belongs to the first region. To do.

判断の結果、注目点が第1領域に属さない場合には、制御部16は、処理をステップS60B(図37)へ戻す(ステップS320)。   As a result of the determination, if the target point does not belong to the first region, the control unit 16 returns the process to step S60B (FIG. 37) (step S320).

また、判断の結果、注目点が第1領域に属する場合には、初期視差設定部14は、注目点について、既述した設定方法によって初期視差を設定する(ステップS330)。   If the target point belongs to the first region as a result of the determination, the initial parallax setting unit 14 sets the initial parallax for the target point by the setting method described above (step S330).

注目点について初期視差が設定されると、制御部16は、視差特定部15に対して第1の視差特定処理を実行させて処理をステップS60B(図37)へ戻す(ステップS340)。   When the initial parallax is set for the point of interest, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to execute the first parallax specifying process, and returns the process to step S60B (FIG. 37) (step S340).

以上の処理によって、変形例1に係る注目点の視差を特定する処理ステップS60Bが行われる。   Through the above processing, the processing step S60B for specifying the parallax of the target point according to the first modification is performed.

○変形例2の全体処理フロー:
図37は、変形例2に係る画像処理装置3Aが行う多重解像度画像を用いた視差特定処理S100Cの手順の概要を例示するフローチャートである。
○ Overall processing flow of Modification 2:
FIG. 37 is a flowchart illustrating an outline of the procedure of the parallax specifying process S100C using the multi-resolution image performed by the image processing device 3A according to the second modification.

ここで、変形例2の視差特定処理S100Cは、注目点の視差を特定する処理ステップS60Cを除いて、実施形態にかかる視差特定処理S100Aと同じであるので、視差特定処理S100Cについては説明を省略する。   Here, the parallax specifying process S100C of Modification 2 is the same as the parallax specifying process S100A according to the embodiment except for the processing step S60C for specifying the parallax of the target point, and thus the description of the parallax specifying process S100C is omitted. To do.

図40は、変形例2に係る注目点の視差を特定する処理ステップS60Cの処理の概要を例示するフローチャートである。   FIG. 40 is a flowchart illustrating an overview of the process of process step S60C for specifying the parallax of the target point according to Modification 2.

図40のフローチャートにおいては、先ず、注目点設定部12によって設定された注目点が領域情報V1で定められる視差特定領域に属するか否かの領域判定が領域判定部13によって行われる(ステップS410)。   In the flowchart of FIG. 40, first, the region determination unit 13 determines whether or not the attention point set by the attention point setting unit 12 belongs to the parallax specific region defined by the region information V1 (step S410). .

具体的には、変形例2においては、注目点に設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否か、および、注目点が第2領域に属するか否かが判定され、判定結果は、制御部16などに供給される。   Specifically, in the second modification, it is determined whether or not the reference window set as the attention point protrudes from the reference image, and whether or not the attention point belongs to the second region. Supplied to the unit 16 and the like.

制御部16は、先ず、注目点の所属領域についての判定結果を取得し、注目点について設定される基準ウィンドウが基準画像からはみ出るか否か、すなわち、注目点が第1領域に属するか否かを判断する(ステップS420)。   First, the control unit 16 acquires a determination result for the region to which the attention point belongs, and whether or not the reference window set for the attention point protrudes from the reference image, that is, whether or not the attention point belongs to the first region. Is determined (step S420).

判断の結果、注目点が第1領域に属する場合には、初期視差設定部14は、第1領域の注目点について、既述した設定方法によって初期視差を設定する(ステップS430)。   As a result of the determination, when the attention point belongs to the first area, the initial parallax setting unit 14 sets the initial parallax for the attention point of the first area by the setting method described above (step S430).

注目点について初期視差が設定されると、制御部16は、視差特定部15に対して第1の視差特定処理を実行させて処理をステップS60C(図37)へ戻す(ステップS440)。   When the initial parallax is set for the attention point, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to execute the first parallax specifying process, and returns the process to step S60C (FIG. 37) (step S440).

ステップS420の判断の結果、注目点が第1領域に属さない場合には、制御部16は、注目点が第2領域の所定領域からはみ出るか否かを判断する(ステップS450)。   As a result of the determination in step S420, if the attention point does not belong to the first area, the control unit 16 determines whether or not the attention point protrudes from the predetermined area of the second area (step S450).

判断の結果、注目点が所定領域に属する場合には、初期視差設定部14は、所定領域の注目点について、既述した設定方法によって初期視差を設定する(ステップS460)。   As a result of the determination, when the attention point belongs to the predetermined area, the initial parallax setting unit 14 sets the initial parallax for the attention point of the predetermined area by the setting method described above (step S460).

注目点について初期視差が設定されると、制御部16は、視差特定部15に対して第2の視差特定処理を実行させて処理をステップS60C(図37)へ戻す(ステップS470)。   When the initial parallax is set for the attention point, the control unit 16 causes the parallax specifying unit 15 to execute the second parallax specifying process, and returns the process to step S60C (FIG. 37) (step S470).

また、ステップS450の判断の結果、注目点が所定領域に属さない場合には、制御部16は、処理をステップS60C(図37)へ戻す。   If the result of determination in step S450 is that the target point does not belong to the predetermined area, the control unit 16 returns the process to step S60C (FIG. 37).

以上の処理によって、変形例2に係る注目点の視差を特定する処理ステップS60Cが行われる。   Through the above processing, the processing step S60C for specifying the parallax of the target point according to the modified example 2 is performed.

1A 3次元形状測定装置
2 ステレオカメラ
3A 画像処理装置
4 操作部
5 表示部
6 通信部
7 入出力部
8 記憶媒体
9 記憶部
10 画像取得部
11 多重解像度画像作成部
12 注目点設定部
13 領域判定部
14 初期視差設定部
15 視差特定部
16 制御部
21,22 撮像系
DL データ線
OB 測定対象物
BIT,BI(T−1),BI(m+1),BIm,BI1 基準画像
RIT,RI(T−1),RI(m+1),RIm,RI1 参照画像
MB 多重解像度基準画像
MR 多重解像度参照画像
Nm,N(m+1) 注目点
CPm,CPmT,CPmF 対応点
Km,K(m+1),K(m+1)T,K(m+1)F 探索基準点
SIm 視差記憶画像
WBm 基準ウィンドウ
WRm 参照ウィンドウ
Wg 探索ウィンドウの重心
RR 解像度変倍率
WX,WY 探索ウィンドウサイズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A 3D shape measuring apparatus 2 Stereo camera 3A Image processing apparatus 4 Operation part 5 Display part 6 Communication part 7 Input / output part 8 Storage medium 9 Storage part 10 Image acquisition part 11 Multi-resolution image creation part 12 Attention point setting part 13 Area determination Unit 14 initial parallax setting unit 15 parallax specifying unit 16 control unit 21, 22 imaging system DL data line OB measurement object BIT, BI (T−1), BI (m + 1), BIm, BI1 reference image RIT, RI (T− 1), RI (m + 1), RIm, RI1 Reference image MB Multi-resolution standard image MR Multi-resolution reference image Nm, N (m + 1) Attention point CPm, CPmT, CPmF Corresponding point Km, K (m + 1), K (m + 1) T , K (m + 1) F Search reference point SIm Parallax storage image WBm Reference window WRm Reference window Wg Search window centroid R Resolution magnification WX, WY search window size

Claims (7)

互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、
上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、
前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、
前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、
前記視差特定手段が前記視差を求めるにあたって、
1)前記注目点を内包するウィンドウが前記注目基準画像内に収まるときには、前記ウィンドウ内の画像情報を用いる第1視差特定規則を、
2)前記ウィンドウが前記注目基準画像からはみ出すときには、前記注目基準画像の外部領域からの寄与度を前記第1視差特定規則よりも低めた第2視差特定規則を、
選択的にそれぞれ適用させる選択適用手段と、
を備え
前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの点について既に特定された視差を利用する規則であることを特徴とする画像処理装置。
Image acquisition means for acquiring an original standard image and an original reference image including image contents corresponding to each other;
By reducing the resolution of the original reference image and the original reference image so that the resolution decreases from the upper layer to the lower layer, the plurality of reference images and the plurality of reference images having different resolutions are hierarchically arranged. A multi-resolution image creating means for generating
Of the plurality of reference images and the plurality of reference images, an attention point setting means for setting an attention point in the attention reference image using an image belonging to the same attention layer as the attention reference image and the attention reference image;
Parallax specifying means for obtaining parallax between the target reference image and the target reference image for the target point;
When the parallax specifying means obtains the parallax,
1) When a window containing the attention point fits in the attention reference image, a first parallax specifying rule using image information in the window is
2) When the window protrudes from the target reference image, a second parallax specifying rule in which the contribution from the external region of the target reference image is lower than the first parallax specifying rule,
Selective application means for selectively applying each;
Equipped with a,
The second parallax specific rules, the image processing apparatus according to claim rule der Rukoto utilizing parallax that have already been identified for the points near the center than the point of interest in the target reference picture.
請求項1に記載された画像処理装置であって、
前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの1つの代替点について既に特定された視差を用いて、前記注目点についての視差を求める規則であることを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus according to claim 1,
The second parallax specifying rule is a rule for obtaining a parallax for the attention point using a parallax already specified for one alternative point closer to the center than the attention point in the attention reference image. An image processing apparatus.
請求項に記載された画像処理装置であって、
前記第2視差特定規則は、前記注目基準画像において前記注目点よりも中心寄りの複数の代替点について既に特定された視差の外挿によって、前記注目点についての視差を求める規則であることを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus according to claim 1 ,
The second parallax specifying rule is a rule for obtaining a parallax for the attention point by extrapolation of the parallax already specified for a plurality of alternative points closer to the center than the attention point in the attention reference image. An image processing apparatus.
互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、
上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、
前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、
前記注目点が前記注目基準画像のうち所定の視差特定領域にあるときに、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、
を備え、
各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されていることを特徴とする画像処理装置。
Image acquisition means for acquiring an original standard image and an original reference image including image contents corresponding to each other;
By reducing the resolution of the original reference image and the original reference image so that the resolution decreases from the upper layer to the lower layer, the plurality of reference images and the plurality of reference images having different resolutions are hierarchically arranged. A multi-resolution image creating means for generating
Of the plurality of reference images and the plurality of reference images, an attention point setting means for setting an attention point in the attention reference image using an image belonging to the same attention layer as the attention reference image and the attention reference image;
Parallax specifying means for obtaining a parallax between the target reference image and the target reference image for the target point when the target point is in a predetermined parallax specific region of the target standard image;
With
The image processing apparatus according to claim 1, wherein an area ratio between the parallax specifying region and the reference image in each layer is set to be higher in an upper layer .
請求項に記載された画像処理装置であって、
前記視差特定手段は、前記注目点を内包するウィンドウ内の画像情報を用いて、当該注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求めるものであり、
前記視差特定領域は、前記ウィンドウが前記注目基準画像に収まる範囲の領域であり、
上位階層において前記視差を求める際の初期基準として使用される初期視差を、下位階層の視差特定領域内の注目点について得られた視差を利用して求めることを特徴とする画像処理装置。
An image processing apparatus according to claim 4 ,
The parallax specifying means obtains a parallax between the target reference image and the target reference image for the target point using image information in a window including the target point;
The parallax identification area is an area in a range where the window fits in the target reference image,
An image processing apparatus, characterized in that an initial parallax used as an initial reference for obtaining the parallax in an upper hierarchy is obtained using parallax obtained for a point of interest in a parallax specific area in a lower hierarchy .
互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する画像取得手段と、
上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する多重解像度画像作成手段と、
前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する注目点設定手段と、
前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める視差特定手段と、
前記視差特定手段が前記視差を求めるにあたって、
1)前記注目点を内包するウィンドウが前記注目基準画像内に収まるときには、前記ウィンドウ内の画像情報を用いる第1視差特定規則を、
2)前記ウィンドウが前記注目基準画像からはみ出すときには、前記注目基準画像の外部領域からの寄与度を前記第1視差特定規則よりも低めた第2視差特定規則を、
選択的にそれぞれ適用させる選択適用手段と、
を備え、
前記注目基準画像のうち前記第1規則が適用される領域と前記第2規則が適用される領域とからなる領域を視差特定領域として、各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されているとともに、
上位階層について前記第1視差特定規則で使用される初期視差を、下位階層について各注目点において得られた視差を利用して求めることを特徴とする画像処理装置。
Image acquisition means for acquiring an original standard image and an original reference image including image contents corresponding to each other;
By reducing the resolution of the original reference image and the original reference image so that the resolution decreases from the upper layer to the lower layer, the plurality of reference images and the plurality of reference images having different resolutions are hierarchically arranged. A multi-resolution image creating means for generating
Of the plurality of reference images and the plurality of reference images, an attention point setting means for setting an attention point in the attention reference image using an image belonging to the same attention layer as the attention reference image and the attention reference image;
Parallax specifying means for obtaining parallax between the target reference image and the target reference image for the target point;
When the parallax specifying means obtains the parallax,
1) When a window containing the attention point fits in the attention reference image, a first parallax specifying rule using image information in the window is
2) When the window protrudes from the target reference image, a second parallax specifying rule in which the contribution from the external region of the target reference image is lower than the first parallax specifying rule,
Selective application means for selectively applying each;
With
An area ratio between the parallax specific region and the reference image in each layer is defined as a parallax specific region in the target reference image, which is a region composed of a region to which the first rule is applied and a region to which the second rule is applied. , The higher the hierarchy is set,
An image processing apparatus , wherein an initial parallax used in the first parallax specifying rule for an upper layer is obtained using parallax obtained at each point of interest for a lower layer .
互いに対応する画像内容を含んだ原基準画像と原参照画像とを取得する工程と、
上位階層から下位階層に向かうにつれて解像度が低くなるように、前記原基準画像と前記原参照画像とを低解像度化することによって、解像度の異なる複数の基準画像と複数の参照画像とをそれぞれ階層的に生成する工程と、
前記複数の基準画像と前記複数の参照画像とのうち、同じ注目階層に属する画像を注目基準画像と注目参照画像として、前記注目基準画像に注目点を設定する工程と、
前記注目点が前記注目基準画像のうち所定の視差特定領域にあるときに、前記注目点についての、前記注目基準画像と前記注目参照画像との視差を求める工程と、
を備え、
各階層における前記視差特定領域と基準画像との面積比は、上位階層ほど大きく設定されていることを特徴とする画像処理方法。
Acquiring an original standard image and an original reference image including image contents corresponding to each other;
By reducing the resolution of the original reference image and the original reference image so that the resolution decreases from the upper layer to the lower layer, the plurality of reference images and the plurality of reference images having different resolutions are hierarchically arranged. A step of generating
Of the plurality of reference images and the plurality of reference images, a step of setting an attention point in the attention reference image using an image belonging to the same attention layer as the attention reference image and the attention reference image;
Obtaining a parallax between the target reference image and the target reference image for the target point when the target point is in a predetermined parallax specifying region of the target standard image;
With
The image processing method according to claim 1, wherein an area ratio between the parallax specifying region and the reference image in each layer is set to be higher in an upper layer .
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