JP5476928B2 - Corresponding point search device, corresponding point searching method, and program - Google Patents

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本発明は、2以上の画像の間で対応点を探索する対応点探索技術に関する。   The present invention relates to a corresponding point search technique for searching for a corresponding point between two or more images.

従来、ステレオカメラ等によって同一の被写体が異なる視点から撮影されることで得られる2つの画像の間で、相互に画素が対応付けられる対応点探索技術が知られている。このような対応点探索技術では、一般に2つの画像の間における2次元領域の相関を用いたエリアベースの対応点の探索処理が行われる。   Conventionally, there is known a corresponding point search technique in which pixels are associated with each other between two images obtained by photographing the same subject from different viewpoints with a stereo camera or the like. In such a corresponding point search technique, an area-based corresponding point search process is generally performed using a two-dimensional area correlation between two images.

このエリアベースの対応点の探索処理では次のような処理が行われる。一方の画像が基準とされ、該一方の画像に対して基準点を重心位置とするウインドウが設定されるとともに、他方の画像に対して同サイズのウインドウが設定される。そして、2つのウインドウに係る画像領域の間における相関に基づき、基準点に対応する他方の画像の対応点が求められる。このような処理が、一方の画像の全画素が順次に基準点とされつつ実施される。   In the area-based corresponding point search process, the following process is performed. One image is set as a reference, a window having a reference point as a center of gravity is set for the one image, and a window of the same size is set for the other image. Based on the correlation between the image areas related to the two windows, the corresponding point of the other image corresponding to the reference point is obtained. Such a process is performed while all pixels of one image are sequentially set as reference points.

但し、このエリアベースの対応点の探索処理では、2つのウインドウ内の画像領域における類似性に応じて対応点の探索が行われるため、コントラストが低い画像領域については、対応点の探索を行うことが非常に難しい。このコントラストが低い画像領域としては、一面が白色の壁や一色の塗装が施された自動車のボディ等がとらえられた画像領域等が挙げられる。   However, in the area-based corresponding point search process, corresponding points are searched according to the similarity between the image areas in the two windows. Therefore, the corresponding points are searched for an image area with low contrast. Is very difficult. Examples of the image region having a low contrast include an image region in which a surface of a white wall or an automobile body painted in one color is captured.

そこで、ウインドウ内のエッジの有無に応じてコントラストが低い画像領域(低コントラスト領域)であるか否かが判定され、低コントラスト領域であれば、対応点の探索処理の対象から除外される技術が提案されている(例えば、特許文献1等)。   Therefore, it is determined whether or not the image area has a low contrast (low contrast area) according to the presence or absence of an edge in the window, and if it is a low contrast area, a technique that is excluded from the corresponding point search processing target. It has been proposed (for example, Patent Document 1).

また、各基準点について2つの画像の間における対応付けの結果に係る信頼度が算出され、該信頼度が低い基準点については、該基準点の周囲の他の画素が基準点とされて求められた対応付けの結果を用いた補間処理によって対応点が決定される技術が提案されている(例えば、特許文献2)。   In addition, the reliability related to the result of association between the two images is calculated for each reference point, and a reference point having a low reliability is obtained by using other pixels around the reference point as reference points. A technique has been proposed in which corresponding points are determined by an interpolation process using the obtained association results (for example, Patent Document 2).

特開平7−120255号公報JP-A-7-120255 特開2001−148012号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-148012

しかしながら、上記特許文献1の技術では、対応点の探索処理の対象から除外される領域については、2つの画像の間における対応付けの結果に欠落が生じる。このため、例えば、該対応付けの結果から生成される3次元の画像データが扱い難いものとなる。このような不具合は、対応点の探索処理の対象から除外される領域が多い場合には顕著となる。   However, in the technique of the above-described Patent Document 1, a region that is excluded from the corresponding point search processing target is lacking in the result of association between two images. For this reason, for example, three-dimensional image data generated from the result of the association becomes difficult to handle. Such a problem becomes conspicuous when there are many regions excluded from the corresponding point search processing target.

また、上記特許文献2の技術では、信頼度が低い基準点については、演算によって求められる当初の対応付けの結果が使用されない。このため、使用されない対応付けの結果を求める演算に要する時間が無駄になってしまう。   Moreover, in the technique of the above-mentioned Patent Document 2, the initial correspondence result obtained by calculation is not used for the reference point with low reliability. For this reason, the time required for the calculation to obtain the result of association not used is wasted.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、2以上の画像について高速で且つ極力欠落のない対応点の探索が可能な技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of searching for corresponding points with two or more images at a high speed and with as few missing points as possible.

上記課題を解決するために、第1の態様に係る対応点探索装置は、第1画像の各画素について第2画像の対応点が検索される対応点探索装置であって、前記第1画像に対して解像度を低下させた関係にある第1低解像度画像を生成するとともに、前記第2画像に対して解像度を低下させた関係にある第2低解像度画像を生成する生成手段と、前記第1低解像度画像に対して第1基準点を設定するとともに、前記第2低解像度画像を対象として前記第1基準点に対応する第1対応点を探索する第1探索処理を行う第1探索手段とを備える。また、該対応点探索装置は、前記第1画像に対して前記第1基準点に対応する第2基準点を設定するとともに、前記第1探索処理による第1探索結果を利用して、前記第2画像を対象として前記第2基準点に対応する第2対応点を探索する第2探索処理を行う第2探索手段と、前記第1画像のうちの前記第2基準点を包含する領域、および前記第2画像のうちの前記第2基準点に対応する点を包含する領域の少なくとも何れか一方に相当する評価領域について、画素値の変動に係る評価値を算出する算出手段とを備える。更に、該対応点探索装置は、前記評価値と閾値との比較結果に応じて、前記第2探索処理の実行を禁止する禁止手段と、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理による第2探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する決定手段とを備える。 In order to solve the above-described problem, a corresponding point search device according to a first aspect is a corresponding point search device that searches for corresponding points of a second image for each pixel of a first image. to generate a first low resolution image having a relationship with a reduced resolution for a generation means for generating a second low-resolution image having a relationship with a reduced resolution to the second image, the first First search means for setting a first reference point for the low-resolution image and performing a first search process for searching for the first corresponding point corresponding to the first reference point in the second low-resolution image; Is provided. Further, the corresponding point search device sets a second reference point corresponding to the first reference point for the first image, and uses the first search result by the first search process to set the second reference point. A second search means for performing a second search process for searching for a second corresponding point corresponding to the second reference point in two images, an area including the second reference point in the first image, and Calculating means for calculating an evaluation value related to a change in pixel value for an evaluation area corresponding to at least one of areas including a point corresponding to the second reference point in the second image; Further, the corresponding point search device prohibits execution of the second search process according to a comparison result between the evaluation value and the threshold, and prohibits execution of the second search process by the prohibition means. And determining the relationship between the second reference point and the second corresponding point based on the first search result, and if the prohibition means does not prohibit the execution of the second search process, Determination means for determining a relationship between the second reference point and the second corresponding point based on a second search result by the second search process .

第2の態様に係る対応点探索装置は、第1の態様に係る対応点探索装置であって、前記禁止手段が、前記評価値が前記閾値未満である場合に、前記第2探索処理の実行を禁止する。   The corresponding point search device according to the second aspect is the corresponding point search device according to the first aspect, wherein the prohibiting means executes the second search process when the evaluation value is less than the threshold value. Is prohibited.

第3の態様に係る対応点探索装置は、第1または第2の態様に係る対応点探索装置であって、前記評価値が、前記評価領域における画素値のコントラストに係る評価値を含む。   The corresponding point search device according to the third aspect is the corresponding point search device according to the first or second aspect, wherein the evaluation value includes an evaluation value related to a contrast of a pixel value in the evaluation region.

第4の態様に係る対応点探索装置は、第3の態様に係る対応点探索装置であって、前記算出手段が、前記評価領域に含まれる各画素に係る画素値と基準値との差分の総和を前記評価値として算出する。   The corresponding point search device according to a fourth aspect is the corresponding point search device according to the third aspect, wherein the calculation means calculates a difference between a pixel value and a reference value related to each pixel included in the evaluation region. The sum is calculated as the evaluation value.

第5の態様に係る対応点探索装置は、第4の態様に係る対応点探索装置であって、前記算出手段が、前記評価領域に係る画素値の平均値を前記基準値として算出する。   The corresponding point search device according to the fifth aspect is the corresponding point search device according to the fourth aspect, wherein the calculation means calculates an average value of pixel values related to the evaluation region as the reference value.

第6の態様に係る対応点探索装置は、第3の態様に係る対応点探索装置であって、前記算出手段が、前記評価領域を対象とした被写体の輪郭を抽出する処理を行い、該評価領域のうちの前記輪郭が占める画素数を前記評価値として算出する。   The corresponding point search device according to a sixth aspect is the corresponding point search device according to the third aspect, wherein the calculation means performs a process of extracting a contour of a subject for the evaluation region, and the evaluation The number of pixels occupied by the contour in the region is calculated as the evaluation value.

第7の態様に係る対応点探索装置は、第1または第2の態様に係る対応点探索装置であって、前記評価値が、前記評価領域における画素値のパターンの分布に係る評価値を含む。   The corresponding point search device according to a seventh aspect is the corresponding point search device according to the first or second aspect, wherein the evaluation value includes an evaluation value related to a distribution of pixel value patterns in the evaluation region. .

第8の態様に係る対応点探索装置は、第7の態様に係る対応点探索装置であって、前記算出手段が、前記評価領域を対象としたフーリエ変換を行うことで、周波数成分の分布を導出し、該周波数成分の分布に基づいて、前記評価値を算出する。   The corresponding point search device according to an eighth aspect is the corresponding point search device according to the seventh aspect, wherein the calculation means performs a Fourier transform on the evaluation region, thereby obtaining a distribution of frequency components. The evaluation value is calculated based on the distribution of the frequency components.

第9の態様に係る対応点探索装置は、第1から第8の何れか1つの態様に係る対応点探索装置であって、前記決定手段が、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲を加えて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する。   A corresponding point search device according to a ninth aspect is the corresponding point search device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the determining means performs the second search process by the prohibiting means. When prohibited, an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image is added to determine the relationship between the second reference point and the second corresponding point.

第10の態様に係る対応点探索装置は、第1から第8の何れか1つの態様に係る対応点探索装置であって、前記決定手段が、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合には、前記第1探索結果と前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、前記第1画像に対する前記第2基準点の位置と前記第2画像に対する前記第2対応点の位置との間におけるずれ量が、前記誤差の範囲内で最も大きくなるように、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する。   The corresponding point search device according to a tenth aspect is the corresponding point search device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the determining means executes the second search process by the prohibiting means. When prohibited, the position of the second reference point with respect to the first image and the second image based on the first search result and an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image. The relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined so that the shift amount between the second corresponding point and the position of the second corresponding point becomes the largest within the range of the error.

第11の態様に係る対応点探索装置は、第1から第8の何れか1つの態様に係る対応点探索装置であって、前記決定手段が、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合には、前記第1探索結果と前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、前記第1画像に対する前記第2基準点の位置と前記第2画像に対する前記第2対応点の位置との間におけるずれ量が、前記誤差の範囲内で最も小さくなるように、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する。   The corresponding point search device according to an eleventh aspect is the corresponding point search device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the determining means causes the prohibition means to execute the second search process. When prohibited, the position of the second reference point with respect to the first image and the second image based on the first search result and an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image. The relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined so that the amount of deviation between the second corresponding point and the position of the second corresponding point becomes the smallest within the range of the error.

第12の態様に係る対応点探索装置は、第1から第11の何れか1つの態様に係る対応点探索装置であって、前記第1および第2探索処理のうちの少なくとも一方の処理が、位相限定相関法を用いた処理を含む。   The corresponding point search device according to a twelfth aspect is the corresponding point search device according to any one of the first to eleventh aspects, wherein at least one of the first and second search processes is performed as follows: Includes processing using phase-only correlation.

第13の態様に係る対応点探索装置は、第1から第12の何れか1つの態様に係る対応点探索装置であって、前記決定手段が、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理結果に応じて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、更に、前記第1画像に含まれる各画素に対して、前記第1探索処理結果に基づいて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定するか、または前記第2探索処理結果に基づいて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する。   A corresponding point search device according to a thirteenth aspect is the corresponding point search device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the determining means performs the second search process by the prohibiting means. If not prohibited, a relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined according to the second search processing result, and further, for each pixel included in the first image, A relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined based on one search processing result, or a relationship between the second reference point and the second corresponding point based on the second search processing result To decide.

第14の態様に係る対応点探索装置は、第13の態様に係る対応点探索装置であって、前記第1画像のうちの一画素から該一画素の周辺に位置する周辺画素に至る迄の中途点について、前記決定手段によって得られる前記一画素に係る前記第2基準点と前記第2対応点との関係と、前記決定手段によって得られる前記周辺画素に係る前記第2基準点と前記第2対応点との関係とを用いた補間演算により、前記第2画像における対応点を導出する補間演算手段を更に備える。   A corresponding point search device according to a fourteenth aspect is the corresponding point search device according to the thirteenth aspect, from one pixel of the first image to a peripheral pixel located around the one pixel. Regarding the halfway point, the relationship between the second reference point related to the one pixel obtained by the determining means and the second corresponding point, the second reference point related to the surrounding pixels obtained by the determining means, and the second reference point. Interpolation calculation means for deriving corresponding points in the second image by interpolation using the relationship between the two corresponding points is further provided.

第15の態様に係る対応点探索方法は、第1画像の各画素について第2画像の対応点が検索される対応点探索方法であって、前記第1画像に対して解像度を低下させた関係にある第1低解像度画像を生成するとともに、前記第2画像に対して解像度を低下させた関係にある第2低解像度画像を生成する生成ステップと、前記第1低解像度画像に対して第1基準点を設定するとともに、前記第2低解像度画像を対象として前記第1基準点に対応する第1対応点を探索する第1探索処理を行う第1探索ステップとを備える。また、該対応点探索方法は、前記第1画像のうちの前記第1基準点に対応する第2基準点を包含する領域、および前記第2画像のうちの前記第2基準点に対応する点を包含する領域の少なくとも何れか一方に相当する評価領域について、画素値の変動に係る評価値を算出する算出ステップと、前記第1探索ステップによる第1探索結果を利用して前記第2画像を対象として前記第2基準点に対応する第2対応点を探索する第2探索処理の実行を、前記評価値と閾値との比較結果に応じて禁止する禁止ステップとを備える。更に、該対応点探索方法は、前記禁止ステップによって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、前記禁止ステップによって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理を実行して、該第2探索処理による第2探索結果に基づき、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する決定ステップを備える。

The corresponding point search method according to the fifteenth aspect is a corresponding point search method for searching corresponding points of the second image for each pixel of the first image , wherein the resolution is reduced with respect to the first image. first the first to generate a low-resolution image, a generation step of generating a second low-resolution image having a relationship with a reduced resolution to the second image, the first low-resolution images in the 1 A first search step for setting a reference point and performing a first search process for searching for a first corresponding point corresponding to the first reference point for the second low-resolution image. Further, the corresponding point search method includes a region including a second reference point corresponding to the first reference point in the first image, and a point corresponding to the second reference point in the second image. For the evaluation region corresponding to at least one of the regions including, the calculation step for calculating the evaluation value related to the variation of the pixel value, and the first search result by the first search step is used to calculate the second image. A prohibiting step of prohibiting execution of a second search process for searching for a second corresponding point corresponding to the second reference point as a target according to a comparison result between the evaluation value and a threshold value. Further, in the corresponding point search method, when the execution of the second search process is prohibited by the prohibiting step, the relationship between the second reference point and the second corresponding point is based on the first search result. And when the execution of the second search process is not prohibited by the prohibiting step, the second search process is executed, and the second reference point is determined based on the second search result of the second search process. And a determination step of determining a relationship between the second corresponding points .

第16の態様に係るプログラムは、対応点探索装置に含まれる制御部において実行されることにより、前記対応点探索装置を、第1から第14の何れか1つの態様に係る対応点探索装置として機能させるプログラムである。   The program according to the sixteenth aspect is executed by a control unit included in the corresponding point search apparatus, so that the corresponding point search apparatus is used as the corresponding point search apparatus according to any one of the first to fourteenth aspects. It is a program that makes it work.

第1から第14の何れの態様に係る対応点探索装置によっても、画素値の変動に係る評価値に基づいて、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止され、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした探索処理の結果に基づいて、複数の画像の間における基準点と対応点との関係が決定されるため、2以上の画像について高速で且つ極力欠落のない対応点の探索が可能となる。   The corresponding point search device according to any one of the first to fourteenth aspects prohibits the execution of a more detailed corresponding point search process based on the evaluation value related to the change in the pixel value, and has a relatively low resolution. Based on the results of the search processing for a plurality of images, the relationship between the reference points and the corresponding points between the plurality of images is determined. Search is possible.

第3から第6の何れの態様に係る対応点探索装置によっても、画像におけるコントラストから画素値の変動が少なく且つ適正な対応点の探索処理が実行不可能であると予測される画像領域については、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止されるため、2以上の画像に係る対応点の探索が高速化される。   With respect to an image region in which the corresponding point search device according to any of the third to sixth aspects predicts that the variation of the pixel value is small from the contrast in the image and that the appropriate corresponding point search process cannot be performed. Since execution of a more detailed corresponding point search process is prohibited, the search for corresponding points related to two or more images is speeded up.

第7および第8の何れの態様に係る対応点探索装置によっても、画素値のパターンの分布から画素値の変動が少なく且つ適正な対応点の探索処理が実行不可能であると予測される画像領域については、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止されるため、2以上の画像に係る対応点の探索が高速化される。   An image predicted by the corresponding point search device according to any of the seventh and eighth aspects to have a small variation in pixel value from the distribution of pixel value patterns and to be unable to perform an appropriate corresponding point search process. For a region, since execution of a more detailed corresponding point search process is prohibited, the search for corresponding points related to two or more images is speeded up.

第9の態様に係る対応点探索装置によれば、探索精度に応じた誤差の範囲を加味した対応点探索の結果を得ることができる。   According to the corresponding point search device according to the ninth aspect, it is possible to obtain the result of the corresponding point search in consideration of the error range corresponding to the search accuracy.

第10の態様に係る対応点探索装置によれば、2以上の画像の間における視差が極力大きめに認識される方が好ましい用途への適用が可能となる。   According to the corresponding point search device according to the tenth aspect, it is possible to apply to a use in which it is preferable that the parallax between two or more images is recognized as much as possible.

第11の態様に係る対応点探索装置によれば、2以上の画像の間における視差が極力小さめに認識される方が好ましい用途への適用が可能となる。   According to the corresponding point search device according to the eleventh aspect, it is possible to apply to a use in which it is preferable that the parallax between two or more images is recognized as small as possible.

第13の態様に係る対応点探索装置によれば、第1画像の各画素について、第2画像における対応点を高速で且つ極力欠落なく探索することができる。   According to the corresponding point search device according to the thirteenth aspect, it is possible to search for corresponding points in the second image at high speed and with no omission as much as possible for each pixel of the first image.

第14の態様に係る対応点探索装置によれば、対応点の探索結果に係る分解能の向上を図ることができる。   With the corresponding point search device according to the fourteenth aspect, it is possible to improve the resolution related to the corresponding point search result.

第15の態様に係る対応点探索方法および第16の態様に係るプログラムの何れによっても、画素値の変動に係る評価値に基づいて、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止され、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした探索処理の結果に基づいて、複数の画像の間における基準点と対応点との関係が決定されるため、2以上の画像について高速で且つ極力欠落のない対応点の探索が可能となる。   According to any of the corresponding point search method according to the fifteenth aspect and the program according to the sixteenth aspect, the execution of a more detailed corresponding point search process is prohibited on the basis of the evaluation value related to the fluctuation of the pixel value. Since the relationship between the reference points and the corresponding points between the plurality of images is determined based on the result of the search processing for a plurality of images with extremely low resolution, the lack of two or more images is as fast as possible It is possible to search for corresponding points that have no error.

一実施形態および変形例に係る情報処理システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the information processing system which concerns on one Embodiment and a modification. 一実施形態および変形例に係る情報処理システムの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the information processing system which concerns on one Embodiment and a modification. 一実施形態に係る制御部において実現される機能的な構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure implement | achieved in the control part which concerns on one Embodiment. 基準画像および参照画像を例示する図である。It is a figure which illustrates a standard image and a reference image. 第1縮小基準画像および第1縮小参照画像を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the 1st reduction standard image and the 1st reduction reference image. 第2縮小基準画像および第2縮小参照画像を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the 2nd reduction standard image and the 2nd reduction reference image. 第3縮小基準画像および第3縮小参照画像を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the 3rd reduction standard image and the 3rd reduction reference image. 基準画像に対する探索基準点の設定態様を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the setting aspect of the search reference point with respect to a reference | standard image. 3層目に係る基準点および処理対象点の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the reference point and process target point which concern on the 3rd layer. 3層目に係る基準領域および比較領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the reference | standard area | region and comparison area | region which concerns on the 3rd layer. 2層目に係る評価領域および基準領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the evaluation area | region and reference | standard area | region which concern on the 2nd layer. 1層目に係る評価領域および基準領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the evaluation area | region and reference | standard area | region which concern on the 1st layer. 第1画像に対する評価領域および基準領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the evaluation area | region and reference area | region with respect to a 1st image. 2層目に係る比較領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the comparison area | region which concerns on the 2nd layer. 1層目に係る比較領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the comparison area | region which concerns on the 1st layer. 参照画像に対する比較領域の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the comparison area with respect to a reference image. POC法を用いた対応点の探索処理を具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating concretely the search process of the corresponding point using POC method. 基準領域と比較領域との相関を示すPOC値の分布を例示する図である。It is a figure which illustrates distribution of the POC value which shows the correlation with a reference | standard area | region and a comparison area. 一実施形態に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the corresponding point search operation | movement which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the corresponding point search operation | movement which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the corresponding point search operation | movement which concerns on one Embodiment. 変形例に係る制御部において実現される機能的な構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure implement | achieved in the control part which concerns on a modification. 変形例に係る補間演算方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the interpolation calculation method which concerns on a modification. 変形例に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the corresponding point search operation | movement which concerns on a modification. 変形例に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the corresponding point search operation | movement which concerns on a modification.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<(1)情報処理システムの構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る情報処理システム1Aの概略構成を示す図であり、図2は、情報処理システム1Aの要部構成を示すブロック図である。
<(1) Configuration of information processing system>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an information processing system 1A according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the information processing system 1A.

情報処理システム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情報処理装置3Aとを備える。   The information processing system 1A includes a two-lens stereo camera 2 and an information 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が設けられる。撮像系21,22は、所定方向に沿って離隔配置され、カメラ正面の被写体OBを、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る。撮像系21,22によって同じタイミングで撮像される2つの画像は、いわゆるステレオ画像であり、データ線CBを介して情報処理装置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 are spaced apart along a predetermined direction, and are configured to capture the subject OB in front of the camera from different viewpoints at the same timing. 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 information processing apparatus 3A via the data line CB.

なお、ステレオ画像を構成する2画像のうち、撮像系21の撮像によって取得される画像を、適宜「第1撮像画像」G1と称し、撮像系22の撮像によって取得される画像を、適宜「第2撮像画像」G2と称する。従って、2眼のステレオカメラ2によって、同一の被写体OBがそれぞれとらえられた第1および第2撮像画像G1,G2が取得される。   Of the two images constituting the stereo image, an image acquired by imaging of the imaging system 21 is appropriately referred to as a “first captured image” G1, and an image acquired by imaging of the imaging system 22 is appropriately referred to as “first image”. This is referred to as “2 captured images” G2. Accordingly, the first and second captured images G1 and G2 in which the same subject OB is captured by the two-lens stereo camera 2 are acquired.

そして、本実施形態では、説明の複雑化を避けるために、撮像系21によって取得される第1撮像画像G1において被写体のある部分をとらえた画素の座標と、撮像系22によって取得される参照画像G2において被写体の同一部分をとらえた画素の座標とが、Y方向には同一で且つX方向に異なるように撮像系21と撮像系22とが設置されているものとして説明する。   And in this embodiment, in order to avoid complication of explanation, the coordinate of the pixel which caught a certain part of a subject in the 1st picked-up image G1 acquired by image pick-up system 21, and the reference picture acquired by image pick-up system 22 In the following description, it is assumed that the imaging system 21 and the imaging system 22 are installed such that the coordinates of the pixel that captures the same part of the subject in G2 are the same in the Y direction and different in the X direction.

情報処理装置3Aは、例えばパーソナルコンピュータ(パソコン)で構成され、マウスやキーボードを含む操作部31と、例えば液晶ディスプレイ等で構成される表示部32と、ステレオカメラ2からのデータを受信するインターフェース(I/F)部33とを備える。また、情報処理装置3Aは、記憶部34と入出力部35と制御部36Aとを有する。   The information processing apparatus 3A is configured by, for example, a personal computer (personal computer), and includes an operation unit 31 including a mouse and a keyboard, a display unit 32 configured by, for example, a liquid crystal display, and an interface for receiving data from the stereo camera 2 ( I / F) unit 33. The information processing apparatus 3A includes a storage unit 34, an input / output unit 35, and a control unit 36A.

記憶部34は、例えばハードディスク等で構成され、後述する対応点探索動作を行うためのプログラムPGa等が格納される。   The storage unit 34 is composed of, for example, a hard disk or the like, and stores a program PGa for performing a corresponding point search operation described later.

入出力部35は、例えばディスクドライブを備えて構成され、光ディスク等の記憶媒体9を受け付け、制御部36Aとの間でデータの授受を行う。   The input / output unit 35 includes, for example, a disk drive, receives the storage medium 9 such as an optical disk, and exchanges data with the control unit 36A.

制御部36Aは、プロセッサーとして働くCPU36a、および情報を一時的に記憶するメモリ36bを有し、情報処理装置3Aの各部を統括的に制御する。制御部36Aでは、記憶部34内のプログラムPGaが読み込まれて実行されることで、各種機能や情報処理等が実現される。   The control unit 36A includes a CPU 36a that functions as a processor and a memory 36b that temporarily stores information, and comprehensively controls each unit of the information processing apparatus 3A. In the control unit 36A, various functions, information processing, and the like are realized by reading and executing the program PGa in the storage unit 34.

制御部36Aのメモリ36bには、記憶媒体9に記憶されているプログラムデータを入出力部35を介して格納させることができる。これにより、この格納したプログラムを情報処理装置3Aの動作に反映させることができる。   The program data stored in the storage medium 9 can be stored in the memory 36b of the control unit 36A via the input / output unit 35. Thereby, the stored program can be reflected in the operation of the information processing apparatus 3A.

また、制御部36Aは、ステレオカメラ2で取得されたステレオ画像を構成する2画像(具体的には、第1および第2撮像画像G1,G2)の間において被写体の同じ部分をとらえた各対応点を探索する一連の動作(対応点探索動作)を行う。この対応点探索動作については後述する。更に、制御部36Aは、画像間の対応点の情報を用いた三角測量の原理に基づき、被写体OBの3次元位置を算出する。   Further, the control unit 36A captures the same part of the subject between the two images (specifically, the first and second captured images G1 and G2) constituting the stereo image acquired by the stereo camera 2. A series of operations for searching for points (corresponding point search operations) are performed. This corresponding point search operation will be described later. Further, the control unit 36A calculates the three-dimensional position of the subject OB based on the principle of triangulation using information on corresponding points between images.

表示部32では、制御部36Aで算出された被写体OBの3次元位置に基づく被写体OBの3次元画像が可視的に出力される。   The display unit 32 visually outputs a three-dimensional image of the subject OB based on the three-dimensional position of the subject OB calculated by the control unit 36A.

なお、本実施形態では、説明を簡素化するために、ステレオカメラ2の収差は良好に補正されており、且つ撮像系21,22は、略平行(好ましくは完全に平行)に設定される。つまり、撮像系21,22の光軸が略平行(好ましくは完全に平行)に設定され、第1および第2撮像画像G1,G2で捉えられた被写体は、第1および第2撮像画像G1,G2の外縁に対して略同一の角度関係(好ましくは完全に同一の角度関係)を有する。また、実際のステレオカメラ2の構成が、このような条件にない場合は、画像処理によって同等の条件下で撮像されたステレオ画像に変換されても良い。   In the present embodiment, in order to simplify the explanation, the aberration of the stereo camera 2 is well corrected, and the imaging systems 21 and 22 are set to be substantially parallel (preferably completely parallel). That is, the optical axes of the imaging systems 21 and 22 are set to be substantially parallel (preferably completely parallel), and the subjects captured by the first and second captured images G1 and G2 are the first and second captured images G1 and G1, respectively. It has substantially the same angular relationship (preferably completely the same angular relationship) with respect to the outer edge of G2. Further, when the actual configuration of the stereo camera 2 is not in such a condition, the stereo camera 2 may be converted into a stereo image captured under the same condition by image processing.

<(2)対応点探索動作>
本実施形態に係る対応点探索動作では、まず、ステレオ画像を構成する第1撮像画像G1と第2撮像画像G2との組をベースとして、解像度が複数段階に低減された画像の組が生成される。次に、第1撮像画像G1の各画素について、解像度が低い画像の組から順に被写体の同じ部分をとらえた対応点の探索が行われる。このとき、解像度が相対的に1段階低い画像の組を対象とした対応点の探索結果が、解像度が相対的に1段階高い画像の組を対象とした次段の対応点の探索に利用される。但し、無駄な対応点の探索が行われないように、次段の対応点の探索が行われる前に、対応点の探索に適した画像であるか否かが評価され、その評価結果に応じて次段の対応点の探索が禁止されるとともに、前段の対応点の探索結果に基づいて対応点が決定される。
<(2) Corresponding point search operation>
In the corresponding point search operation according to the present embodiment, first, a set of images in which the resolution is reduced in a plurality of stages is generated on the basis of the set of the first captured image G1 and the second captured image G2 constituting the stereo image. The Next, for each pixel of the first captured image G1, a search for corresponding points is performed by capturing the same portion of the subject in order from a set of images with low resolution. At this time, the search result of the corresponding point for the set of images whose resolution is one step lower is used for the search for the corresponding point in the next step for the set of images whose resolution is one step higher. The However, before searching for the corresponding point in the next stage, it is evaluated whether or not the image is suitable for searching for the corresponding point so that the search for the corresponding corresponding point is not performed. Thus, the search for the corresponding point in the next stage is prohibited, and the corresponding point is determined based on the search result of the corresponding point in the previous stage.

以下、このような対応点探索動作を実現するための機能的な構成、対応点の探索処理に係る基本原理、および対応点探索動作に係る動作フローについて順次に説明する。   Hereinafter, a functional configuration for realizing such a corresponding point search operation, a basic principle related to the corresponding point search process, and an operation flow related to the corresponding point search operation will be sequentially described.

<(2-1)対応点探索動作に係る機能的な構成>
図3は、対応点探索動作が実行される際に制御部36Aにおいて実現される機能的な構成を示す図である。制御部36Aでは、例えば、記憶部34に格納されるプログラムPGaが読み込まれて実行されることで、図3で示されるような機能的な構成が実現される。
<(2-1) Functional configuration related to corresponding point search operation>
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration realized in the control unit 36A when the corresponding point search operation is executed. In the control unit 36A, for example, a functional configuration as shown in FIG. 3 is realized by reading and executing the program PGa stored in the storage unit 34.

図3で示されるように、制御部36Aは、機能的な構成として、画像取得部361、解像度変換部362、探索基準点設定部363、下層画像指定部364、初期視差設定部365、初期ウインドウ設定部366、下層対応点探索部367、次層画像指定部368、評価領域設定部369、評価値算出部370、探索禁止部371、次層視差設定部372、次層ウインドウ設定部373、次層対応点探索部374、残層判定部375、対応点決定部376、記憶処理部377、および残画素判定部378を有する。   As shown in FIG. 3, the control unit 36A includes an image acquisition unit 361, a resolution conversion unit 362, a search reference point setting unit 363, a lower layer image designating unit 364, an initial parallax setting unit 365, an initial window as functional configurations. Setting unit 366, lower layer corresponding point searching unit 367, next layer image specifying unit 368, evaluation area setting unit 369, evaluation value calculating unit 370, search prohibiting unit 371, next layer parallax setting unit 372, next layer window setting unit 373, next It has a layer corresponding point search unit 374, a remaining layer determination unit 375, a corresponding point determination unit 376, a storage processing unit 377, and a remaining pixel determination unit 378.

以下、制御部36Aにおいて実現される機能的な各構成について説明する。   Hereinafter, each functional structure implement | achieved in 36 A of control parts is demonstrated.

<(2-1-1)画像取得部>
画像取得部361は、記憶部34から同一の被写体を同じタイミングでとらえた第1撮像画像G1と第2撮像画像G2とを取得する。
<(2-1-1) Image acquisition unit>
The image acquisition unit 361 acquires a first captured image G1 and a second captured image G2 obtained by capturing the same subject from the storage unit 34 at the same timing.

図4は、第1および第2撮像画像G1,G2の形態をそれぞれ例示する模式図である。第1および第2撮像画像G1,G2では、多数の画素がマトリックス状に配列される。具合的には、縦方向(Y方向)に第1所定数(ここでは、480個)の画素が配列されるとともに、横方向(X方向)に第2所定数(ここでは、640個)の画素が配列される。   FIG. 4 is a schematic view illustrating the forms of the first and second captured images G1 and G2. In the first and second captured images G1, G2, a large number of pixels are arranged in a matrix. Specifically, a first predetermined number (here, 480) of pixels are arranged in the vertical direction (Y direction) and a second predetermined number (here, 640) in the horizontal direction (X direction). Pixels are arranged.

なお、第1および第2撮像画像G1,G2では、左上の位置が原点とされ、第1および第2撮像画像G1,G2を構成する各画素の横方向における位置がX座標で示され、縦方向における位置がY座標で示される。つまり、第1および第2撮像画像G1,G2では、各画素の位置がXYの座標(x,y)で示され、例えば、右方向(X方向)に1画素ずれるとX座標の値が1つ増加し、下方向(Y方向)に1画素ずれるとY座標の値が1つ増加する。   In the first and second captured images G1 and G2, the upper left position is the origin, and the horizontal position of each pixel constituting the first and second captured images G1 and G2 is indicated by the X coordinate. The position in the direction is indicated by the Y coordinate. That is, in the first and second captured images G1 and G2, the position of each pixel is indicated by XY coordinates (x, y). For example, if the pixel is shifted rightward (X direction) by one pixel, the value of the X coordinate is 1. The value of the Y coordinate increases by one when it is shifted by one pixel in the downward direction (Y direction).

また、対応点探索動作では、第1撮像画像G1が基準となる画像(基準画像)となり、第2撮像画像G2が参照される画像(参照画像)となる。以下では、第1撮像画像G1を基準画像G1と称し、第2撮像画像G2を参照画像G2と称する。なお、画像取得部361では、厳密には、基準画像G1および参照画像G2を示すデータが取得されるが、本明細書では、基準画像G1を示すデータおよび基準画像G1そのものを基準画像G1と総称し、参照画像G2を示すデータおよび参照画像G2そのものを参照画像G2と総称する。   In the corresponding point search operation, the first captured image G1 becomes a reference image (reference image), and the second captured image G2 becomes an image (reference image). Hereinafter, the first captured image G1 is referred to as a standard image G1, and the second captured image G2 is referred to as a reference image G2. Strictly speaking, the image acquisition unit 361 acquires data indicating the standard image G1 and the reference image G2. However, in this specification, the data indicating the standard image G1 and the standard image G1 itself are collectively referred to as the standard image G1. The data indicating the reference image G2 and the reference image G2 itself are collectively referred to as a reference image G2.

<(2-1-2)解像度変換部>
解像度変換部362は、基準画像G1をベースとして、該基準画像G1に対して解像度を段階的に低下させた関係にある画像(低解像度基準画像)を生成するとともに、参照画像G2をベースとして、該参照画像G2に対して解像度を段階的に低下させた関係にある画像(低解像度参照画像)を生成する。
<(2-1-2) Resolution converter>
The resolution converting unit 362 generates an image (low-resolution standard image) having a relationship in which the resolution is gradually reduced with respect to the standard image G1 based on the standard image G1, and also uses the reference image G2 as a base. An image (low-resolution reference image) having a relationship in which the resolution is gradually reduced with respect to the reference image G2 is generated.

詳細には、解像度変換部362では、基準画像G1を構成する複数の縦方向の画素の列(垂直ライン)および複数の横方向の画素の行(水平ライン)のうち、1列おきの垂直ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、縮小された低解像度の基準画像(第1縮小基準画像)G11(図5)が生成される。第1縮小基準画像G11では、縦方向に320個および横方向に240個の画素がマトリックス状に配列される。   Specifically, in the resolution conversion unit 362, every other vertical line among a plurality of columns of vertical pixels (vertical lines) and a plurality of rows of horizontal pixels (horizontal lines) constituting the reference image G1. And every other horizontal line is thinned out, and a reduced low-resolution reference image (first reduced reference image) G11 (FIG. 5) is generated. In the first reduced reference image G11, 320 pixels in the vertical direction and 240 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

そして、解像度変換部362では、第1縮小基準画像G11のうち、1列おきの垂直ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、更に縮小された低解像度の基準画像(第2縮小基準画像)G12(図6)が生成される。第2縮小基準画像G12では、縦方向に160個および横方向に120個の画素がマトリックス状に配列される。   Then, the resolution conversion unit 362 thins out every other vertical line and every other horizontal line in the first reduced reference image G11, thereby further reducing the reduced-resolution reference image (second image). A reduced reference image) G12 (FIG. 6) is generated. In the second reduced reference image G12, 160 pixels in the vertical direction and 120 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

更に、解像度変換部362では、第2縮小基準画像G12のうち、1列おきの垂直ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、更に縮小された低解像度の基準画像(第3縮小基準画像)G13(図7)が生成される。第3縮小基準画像G13では、縦方向に80個および横方向に60個の画素がマトリックス状に配列される。   Further, in the resolution conversion unit 362, every other vertical line and every other horizontal line in the second reduced reference image G12 are thinned, so that the reduced-resolution reference image (third image) is further reduced. A reduced reference image) G13 (FIG. 7) is generated. In the third reduced reference image G13, 80 pixels in the vertical direction and 60 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

また、解像度変換部362では、参照画像G2を構成する複数の垂直ラインおよび複数の水平ラインのうち、1列おきの垂直ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、縮小された低解像度の参照画像(第1縮小参照画像)G21(図5)が生成される。第1縮小参照画像G21では、縦方向に320個および横方向に240個の画素がマトリックス状に配列される。   In addition, the resolution conversion unit 362 reduces the size by reducing every other vertical line and every other horizontal line among a plurality of vertical lines and a plurality of horizontal lines constituting the reference image G2. A low-resolution reference image (first reduced reference image) G21 (FIG. 5) is generated. In the first reduced reference image G21, 320 pixels in the vertical direction and 240 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

そして、解像度変換部362では、第1縮小参照画像G21のうち、1列おきの垂直ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、更に縮小された低解像度の参照画像(第2縮小参照画像)G22(図6)が生成される。第2縮小参照画像G22では、縦方向に160個および横方向に120個の画素がマトリックス状に配列される。   Then, the resolution conversion unit 362 thins out every other vertical line and every other horizontal line in the first reduced reference image G21, thereby further reducing the reduced-resolution reference image (second image). A reduced reference image) G22 (FIG. 6) is generated. In the second reduced reference image G22, 160 pixels in the vertical direction and 120 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

更に、解像度変換部362では、第2縮小参照画像G22のうち、1列おきの垂直画素ラインおよび1行おきの水平ラインがそれぞれ間引かれることで、更に縮小された低解像度の参照画像(第3縮小参照画像)G23(図7)が生成される。第3縮小参照画像G23では、縦方向に80個および横方向に60個の画素がマトリックス状に配列される。   Further, the resolution conversion unit 362 thins out every other vertical pixel line and every other horizontal line in the second reduced reference image G22, thereby further reducing the reduced resolution reference image (first image). 3 reduced reference image) G23 (FIG. 7) is generated. In the third reduced reference image G23, 80 pixels in the vertical direction and 60 pixels in the horizontal direction are arranged in a matrix.

このように、解像度変換部362によって、基準画像G1と参照画像G2の組が基準とされ、1段階解像度が低減された第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が、1層目の低解像度の画像の組として生成される。また、2段階解像度が低減された第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が、2層目の低解像度の画像の組として形成される。更に、3段階解像度が低減された第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との組が、3層目(最下層)の低解像度の画像の組として形成される。   In this way, the resolution conversion unit 362 uses the set of the standard image G1 and the reference image G2 as a reference, and the set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 whose one-step resolution is reduced is 1 It is generated as a set of low resolution images in the layer. In addition, a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 in which the two-step resolution is reduced is formed as a set of second-layer low-resolution images. Further, a set of the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23 in which the three-step resolution is reduced is formed as a set of low resolution images in the third layer (lowermost layer).

<(2-1-3)探索基準点設定部>
探索基準点設定部363は、基準画像G1に対して、対応点探索の基準となる点(基準点)Sp1(図8)を設定する。
<(2-1-3) Search reference point setting section>
The search reference point setting unit 363 sets a reference point (reference point) Sp1 (FIG. 8) as a reference for the corresponding point search for the reference image G1.

具体的には、探索基準点設定部363によって、まず、基準画像G1のうちの左上の画素が基準点Sp1として設定される。そして、基準点Sp1に対して参照画像G2から対応点が検出される度に、新たな基準点Sp1が設定される。詳細には、基準画像G1に対して、図8の矢印で示されるように、基準点Sp1が、上方向(+Y方向)から順に、左から右方向(X方向)に沿って所定画素(ここでは、1画素)ずつずらされながら時間順次に設定され、各基準点Sp1に対応する対応点が、参照画像G2上で検出される。   Specifically, the search reference point setting unit 363 first sets the upper left pixel of the reference image G1 as the reference point Sp1. Each time a corresponding point is detected from the reference image G2 with respect to the reference point Sp1, a new reference point Sp1 is set. Specifically, as shown by the arrow in FIG. 8, the reference point Sp1 is a predetermined pixel (here, from left to right (X direction) sequentially from the upper direction (+ Y direction) with respect to the reference image G1. In this case, the corresponding points corresponding to the respective reference points Sp1 are detected on the reference image G2 while being sequentially set while being shifted by one pixel.

換言すれば、基準画像G1については、−Y方向から+Y方向に向けて並んだX方向に平行な各水平ラインに沿って、基準点Sp1が時間順次に設定される。そして、X方向に平行な1つの水平ラインに沿った基準点Sp1の設定が完了すると、1画素分+Y方向に位置するX方向に平行な次の水平ラインに沿って基準点Sp1が時間順次に設定される。   In other words, for the reference image G1, the reference points Sp1 are set in time sequence along the horizontal lines parallel to the X direction arranged from the -Y direction to the + Y direction. When the setting of the reference point Sp1 along one horizontal line parallel to the X direction is completed, the reference point Sp1 is time-sequentially along the next horizontal line parallel to the X direction located in the + Y direction for one pixel. Is set.

<(2-1-4)下層画像指定部>
下層画像指定部364は、最下層の低解像度の画像の組(具体的には、第3縮小基準画像G13および第3縮小参照画像G23)を、処理対象となる画像の組として指定する。
<(2-1-4) Lower layer image designation part>
The lower layer image designating unit 364 designates the lowest resolution image set (specifically, the third reduced standard image G13 and the third reduced reference image G23) as the set of images to be processed.

<(2-1-5)初期視差設定部>
初期視差設定部365は、第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間における対応点の探索の基準となる所定の初期視差を仮に設定する。所定の初期視差としては、例えば、ゼロ等に設定される。
<(2-1-5) Initial parallax setting unit>
The initial parallax setting unit 365 temporarily sets a predetermined initial parallax serving as a reference for searching for corresponding points between the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23. For example, the predetermined initial parallax is set to zero or the like.

そして、初期視差設定部365は、図9で示されるように、探索基準点設定部363によって設定された基準点Sp1に対応する点(基準点)Sp13を第3縮小基準画像G13に対して設定するとともに、第3縮小参照画像G23に対して、演算処理の対象となる点(処理対象点)Pp23を設定する。ここでは、第3縮小基準画像G13における基準点Sp13の位置と、第3縮小参照画像G23における処理対象点Pp23の位置との間におけるX座標のずれ量が、所定の初期視差に相当する。   Then, as shown in FIG. 9, the initial parallax setting unit 365 sets a point (reference point) Sp13 corresponding to the reference point Sp1 set by the search reference point setting unit 363 for the third reduced reference image G13. At the same time, a point (processing target point) Pp23 to be subjected to arithmetic processing is set for the third reduced reference image G23. Here, the amount of deviation of the X coordinate between the position of the reference point Sp13 in the third reduced reference image G13 and the position of the processing point Pp23 in the third reduced reference image G23 corresponds to a predetermined initial parallax.

<(2-1-6)初期ウインドウ設定部>
初期ウインドウ設定部366は、図10で示されるように、第3縮小基準画像G13に対して基準点Sp13を中心として包含すウインドウ(基準領域)W13を設定するとともに、第3縮小参照画像G23に対して処理対象点Pp23を中心として包含するウインドウ(比較領域)W23を設定する。なお、基準領域W13および比較領域W23は、同一サイズの正方形の領域あり、例えば、縦方向および横方向にそれぞれ17画素が配列されて構成される。
<(2-1-6) Initial window setting section>
As shown in FIG. 10, the initial window setting unit 366 sets a window (reference region) W13 including the reference point Sp13 as a center with respect to the third reduced reference image G13, and also sets the third reduced reference image G23. On the other hand, a window (comparison area) W23 including the processing target point Pp23 as a center is set. Note that the reference region W13 and the comparison region W23 are square regions of the same size, and for example, 17 pixels are arranged in the vertical direction and the horizontal direction.

<(2-1-7)下層対応点探索部>
下層対応点探索部367は、第3縮小参照画像G23を対象として基準点Sp13に対応する対応点を探索する。この下層対応点探索部367では、後述する位相限定相関法(POC法)を用いて得られる基準領域W13と比較領域W23との相関に基づいて、対応点の探索が行われる。
<(2-1-7) Lower layer corresponding point search part>
The lower layer corresponding point search unit 367 searches for the corresponding point corresponding to the reference point Sp13 in the third reduced reference image G23. The lower layer corresponding point search unit 367 searches for corresponding points based on the correlation between the reference region W13 and the comparison region W23 obtained by using a phase-only correlation method (POC method) described later.

つまり、本実施形態では、初期視差設定部365、初期ウインドウ設定部366、および下層対応点探索部367によって、第3縮小基準画像G13に対して基準点Sp13が設定されるとともに、第3縮小参照画像G23を対象として基準点Sp13に対応する対応点を探索する処理(初期探索処理)が行われる。   That is, in the present embodiment, the initial parallax setting unit 365, the initial window setting unit 366, and the lower layer corresponding point search unit 367 set the reference point Sp13 for the third reduced reference image G13 and the third reduction reference. A process (initial search process) for searching for a corresponding point corresponding to the reference point Sp13 is performed on the image G23.

なお、下層対応点探索部367による探索結果を示す情報は、適宜、次層視差設定部372または対応点決定部376に対して出力される。   Information indicating the search result by the lower layer corresponding point search unit 367 is appropriately output to the next layer parallax setting unit 372 or the corresponding point determination unit 376.

<(2-1-8)次層画像指定部>
次層画像指定部368は、直前に対応点の探索処理の対象となった低解像度の画像の組よりも、解像度が1段階高い画像の組を、処理対象となる画像の組として指定する。
<(2-1-8) Next layer image designation part>
The next-layer image designating unit 368 designates, as a set of images to be processed, a set of images that are one step higher in resolution than the set of low-resolution images that have been subjected to the corresponding point search process immediately before.

例えば、直前に第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間で対応点の探索処理が行われていれば、次層画像指定部368によって、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とが指定される。また、直前に第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との間で対応点の探索処理が行われていれば、次層画像指定部368によって、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とが指定される。更に、直前に第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との間で対応点の探索処理が行われていれば、次層画像指定部368によって、基準画像G1と参照画像G2とが指定される。   For example, if a corresponding point search process has been performed immediately before between the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23, the next layer image specifying unit 368 causes the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G12 to be A reduced reference image G22 is designated. If the corresponding point search process has been performed between the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 immediately before, the next layer image specifying unit 368 and the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G22 A reduced reference image G21 is designated. Furthermore, if a corresponding point search process has been performed between the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 immediately before, the next layer image specifying unit 368 determines that the reference image G1 and the reference image G2 are It is specified.

<(2-1-9)評価領域設定部>
評価領域設定部369は、次層画像指定部368によって指定された画像の組のうち、基準画像G1に係る画像に対して評価領域を設定する。
<(2-1-9) Evaluation area setting section>
The evaluation area setting unit 369 sets an evaluation area for the image related to the reference image G1 among the set of images specified by the next layer image specifying unit 368.

例えば、次層画像指定部368によって2層目に係る第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G23とが指定されていれば、図11で示されるように、評価領域設定部369によって、第2縮小基準画像G12のうちの基準点Sp1に対応する基準点Sp12が設定される。そして、基準点Sp12を中心点として包含する評価領域Ae12が第2縮小基準画像G12に対して設定される。   For example, if the second reduced standard image G12 and the second reduced reference image G23 related to the second layer are specified by the next layer image specifying unit 368, as shown in FIG. A reference point Sp12 corresponding to the reference point Sp1 in the second reduced reference image G12 is set. Then, an evaluation area Ae12 including the reference point Sp12 as a center point is set for the second reduced reference image G12.

また、次層画像指定部368によって1層目に係る第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とが指定されていれば、図12で示されるように、評価領域設定部369によって、第1縮小基準画像G11のうちの基準点Sp1に対応する基準点Sp11が設定される。そして、基準点Sp11を中心点として包含する評価領域Ae11が第1縮小基準画像G11に対して設定される。   If the first reduced standard image G11 and the first reduced reference image G21 related to the first layer are specified by the next layer image specifying unit 368, as shown in FIG. 12, the evaluation region setting unit 369 A reference point Sp11 corresponding to the reference point Sp1 in the first reduced reference image G11 is set. Then, an evaluation area Ae11 that includes the reference point Sp11 as a center point is set for the first reduced reference image G11.

更に、次層画像指定部368によって基準画像G1と参照画像G2とが指定されていれば、図13で示されるように、評価領域設定部369によって、基準画像G1のうちの基準点Sp1を中心点として包含する評価領域Ae1が基準画像G1に対して設定される。   Further, if the standard image G1 and the reference image G2 are designated by the next layer image designation unit 368, as shown in FIG. 13, the evaluation area setting unit 369 centers the standard point Sp1 in the standard image G1. An evaluation area Ae1 included as a point is set for the reference image G1.

なお、評価領域Ae1,Ae11,Ae12は、同一サイズの正方形の領域あり、例えば、縦方向および横方向にそれぞれ17画素が配列されて構成される。   Note that the evaluation areas Ae1, Ae11, and Ae12 are square areas of the same size, and are configured, for example, by arranging 17 pixels in the vertical and horizontal directions.

<(2-1-10)評価値算出部>
評価値算出部370は、評価領域設定部369によって設定された評価領域に含まれる画像領域について、画素値のコントラストに係る評価値を算出する。
<(2-1-10) Evaluation value calculator>
The evaluation value calculation unit 370 calculates an evaluation value related to the contrast of the pixel value for the image region included in the evaluation region set by the evaluation region setting unit 369.

具体的には、下記数1で示されるように、評価領域に含まれる画像領域を構成する各画素に係る画素値の平均値が基準値として算出されるとともに、評価領域に含まれる画像領域を構成する各画素に係る画素値と基準値との差分がそれぞれ算出され、該差分の総和が評価値CTRとして算出される。   Specifically, as shown in the following Equation 1, the average value of the pixel values related to each pixel constituting the image area included in the evaluation area is calculated as a reference value, and the image area included in the evaluation area is A difference between a pixel value and a reference value relating to each pixel constituting the pixel is calculated, and a sum of the differences is calculated as an evaluation value CTR.

Figure 0005476928
Figure 0005476928

上記数1では、評価領域を構成するX方向の画素数およびY方向の画素数がそれぞれw(ここでは、17個)で示され、該評価領域の左上の画素が原点とされて該評価領域に含まれる各画素のX座標が変数iで示されているとともにY座標が変数jで示されている。   In the above equation 1, the number of pixels in the X direction and the number of pixels in the Y direction constituting the evaluation area are indicated by w (here, 17), and the upper left pixel of the evaluation area is the origin, and the evaluation area The X coordinate of each pixel included in is represented by a variable i and the Y coordinate is represented by a variable j.

なお、評価値算出部370で算出される評価値CTRを示す情報は、探索禁止部371に対して出力される。   Information indicating the evaluation value CTR calculated by the evaluation value calculation unit 370 is output to the search prohibition unit 371.

<(2-1-11)探索禁止部>
探索禁止部371は、評価値算出部370によって算出される評価値CTRと、閾値Thとの比較結果に応じて、次層対応点探索部374による探索処理の実行を禁止する。具体的には、評価値CTRが、閾値Th未満である場合に、次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される。
<(2-1-11) Search prohibited part>
The search prohibition unit 371 prohibits execution of the search process by the next layer corresponding point search unit 374 according to the comparison result between the evaluation value CTR calculated by the evaluation value calculation unit 370 and the threshold value Th. Specifically, when the evaluation value CTR is less than the threshold Th, execution of the search process by the next layer corresponding point search unit 374 is prohibited.

なお、次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される場合には、その旨を示す信号が、対応点決定部376に対して出力される。一方、探索処理の実行が禁止されない場合には、その旨を示す信号が、次層視差設定部372に対して出力される。   When execution of the search process by the next layer corresponding point searching unit 374 is prohibited, a signal indicating that is output to the corresponding point determining unit 376. On the other hand, when the execution of the search process is not prohibited, a signal indicating that is output to the next layer parallax setting unit 372.

<(2-1-12)次層視差設定部>
次層視差設定部372は、次層画像指定部368によって指定された画像の組に対して、対応点の探索の基準となる視差(基準視差)を仮に設定する。
<(2-1-12) Next layer parallax setting unit>
The next-layer parallax setting unit 372 temporarily sets a parallax (reference parallax) serving as a reference for searching for corresponding points for the set of images specified by the next-layer image specifying unit 368.

ここでは、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組である場合には、下層対応点探索部367による探索結果に応じた基準視差が設定される。   Here, when the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22, the search result by the lower layer corresponding point search unit 367 is displayed. A corresponding reference parallax is set.

詳細には、次層視差設定部372は、図14で示されるように、第2縮小参照画像G22に対して、演算処理の対象となる点(処理対象点)Pp22を設定する。このとき、第2縮小基準画像G12における基準点Sp12(図11)の位置と、第2縮小参照画像G22における処理対象点Pp22の位置との間におけるX座標のずれ量が、基準視差に相当する。   Specifically, as shown in FIG. 14, the next-layer parallax setting unit 372 sets a point (processing target point) Pp22 that is a target of arithmetic processing for the second reduced reference image G22. At this time, the shift amount of the X coordinate between the position of the reference point Sp12 (FIG. 11) in the second reduced reference image G12 and the position of the processing target point Pp22 in the second reduced reference image G22 corresponds to the reference parallax. .

また、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組である場合には、次層対応点探索部374による直前の探索結果に応じた基準視差が設定される。このとき、直前の探索結果は、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との間における対応点の探索結果である。   If the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21, the immediately previous search by the next layer corresponding point searching unit 374 is performed. A reference parallax corresponding to the result is set. At this time, the immediately preceding search result is a search result of corresponding points between the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22.

詳細には、次層視差設定部372は、図15で示されるように、第1縮小参照画像G21に対して、処理対象点Pp21を設定する。このとき、第1縮小基準画像G11における基準点Sp11(図12)の位置と、第1縮小参照画像G21における処理対象点Pp21の位置との間におけるX座標のずれ量が、基準視差に相当する。   Specifically, the next layer parallax setting unit 372 sets the processing target point Pp21 for the first reduced reference image G21 as illustrated in FIG. At this time, the amount of deviation of the X coordinate between the position of the reference point Sp11 (FIG. 12) in the first reduced reference image G11 and the position of the processing target point Pp21 in the first reduced reference image G21 corresponds to the reference parallax. .

また、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、基準画像G1と参照画像G2との組である場合には、次層対応点探索部374による直前の探索結果に応じた基準視差が設定される。このとき、直前の探索結果は、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との間における対応点の探索結果である。   When the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the reference image G1 and the reference image G2, the reference parallax according to the immediately preceding search result by the next layer corresponding point search unit 374 is used. Is set. At this time, the immediately preceding search result is a search result of corresponding points between the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21.

詳細には、次層視差設定部372は、図16で示されるように、参照画像G2に対して、処理対象点Pp2を設定する。このとき、基準画像G1における基準点Sp1(図13)の位置と、参照画像G2における処理対象点Pp2の位置との間におけるX座標のずれ量が、基準視差に相当する。   Specifically, the next layer parallax setting unit 372 sets the processing target point Pp2 for the reference image G2, as shown in FIG. At this time, the deviation amount of the X coordinate between the position of the reference point Sp1 (FIG. 13) in the reference image G1 and the position of the processing target point Pp2 in the reference image G2 corresponds to the reference parallax.

<(2-1-13)次層ウインドウ設定部>
次層ウインドウ設定部373は、次層画像指定部368によって指定された画像の組に対して、ウインドウを設定する。
<(2-1-13) Next layer window setting section>
The next layer window setting unit 373 sets a window for the set of images specified by the next layer image specifying unit 368.

ここでは、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組である場合には、図11および図14で示されるように、ウインドウ(基準領域)W12とウインドウ(比較領域)W22とが設定される。   Here, when the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22, as shown in FIG. 11 and FIG. A window (reference area) W12 and a window (comparison area) W22 are set.

詳細には、第2縮小基準画像G12に対して基準点Sp12を中心として包含する基準領域W12が設定されるとともに、第2縮小参照画像G22に対して処理対象点Pp22を中心として包含する比較領域W22が設定される。なお、本実施形態では、基準領域W12と評価領域Ae12とが同一の領域となる。   Specifically, a reference region W12 that includes the reference point Sp12 as the center with respect to the second reduced reference image G12 is set, and a comparison region that includes the processing target point Pp22 as the center with respect to the second reduced reference image G22. W22 is set. In the present embodiment, the reference area W12 and the evaluation area Ae12 are the same area.

また、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組である場合には、図12および図15で示されるように、ウインドウ(基準領域)W11とウインドウ(比較領域)W21とが設定される。   When the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21, as shown in FIG. 12 and FIG. A window (reference area) W11 and a window (comparison area) W21 are set.

詳細には、第1縮小基準画像G11に対して基準点Sp11を中心として包含する基準領域W11が設定されるとともに、第1縮小参照画像G21に対して処理対象点Pp21を中心として包含する比較領域W21が設定される。なお、本実施形態では、基準領域W11と評価領域Ae11とが同一の領域となる。   Specifically, a reference region W11 that includes the reference point Sp11 as the center with respect to the first reduced reference image G11 is set, and a comparison region that includes the processing target point Pp21 as the center with respect to the first reduced reference image G21. W21 is set. In the present embodiment, the reference area W11 and the evaluation area Ae11 are the same area.

また、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、基準画像G1と参照画像G2との組である場合には、図13および図16で示されるように、ウインドウ(基準領域)W1およびウインドウ(比較領域)W2が設定される。   If the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the standard image G1 and the reference image G2, as shown in FIGS. 13 and 16, a window (reference region) W1 is used. And a window (comparison area) W2 is set.

詳細には、基準画像G1に対して基準点Sp1を中心として包含する基準領域W1が設定されるとともに、参照画像G2に対して処理対象点Pp2を中心として包含する比較領域W2が設定される。なお、本実施形態では、基準領域W1と評価領域Ae1とが同一の領域となる。   Specifically, a reference region W1 that includes the reference point Sp1 as the center is set for the reference image G1, and a comparison region W2 that includes the processing target point Pp2 as the center is set for the reference image G2. In the present embodiment, the reference area W1 and the evaluation area Ae1 are the same area.

なお、基準領域W1,W11,W12および比較領域W2,W21,W22は、同一サイズの正方形の領域あり、例えば、縦方向および横方向にそれぞれ17画素が配列されて構成される。   The reference areas W1, W11, and W12 and the comparison areas W2, W21, and W22 are square areas of the same size, and are configured by 17 pixels arranged in the vertical direction and the horizontal direction, for example.

<(2-1-14)次層対応点探索部>
次層対応点探索部374は、次層画像指定部368によって指定された画像の組について、対応点の探索を行う。この次層対応点探索部374では、位相限定相関法(POC法)が採用される。
<(2-1-14) Next layer corresponding point search unit>
The next layer corresponding point search unit 374 searches for a corresponding point for the set of images specified by the next layer image specifying unit 368. The next layer corresponding point search unit 374 employs a phase only correlation method (POC method).

ここでは、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組である場合には、第2縮小参照画像G22が対象とされて基準点Sp12に対応する対応点が探索される。   Here, when the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22, the second reduced reference image G22 is targeted. Thus, a corresponding point corresponding to the reference point Sp12 is searched.

また、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組である場合には、第1縮小参照画像G21が対象とされて基準点Sp11に対応する対応点が探索される。   When the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21, the first reduced reference image G21 is targeted. A corresponding point corresponding to the reference point Sp11 is searched.

更に、次層画像指定部368によって指定された画像の組が、基準画像G1と参照画像G2との組である場合には、参照画像G2が対象とされて基準点Sp1に対応する対応点が探索される。   Furthermore, when the set of images specified by the next layer image specifying unit 368 is a set of the standard image G1 and the reference image G2, the corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is targeted for the reference image G2. Explored.

つまり、本実施形態では、評価領域設定部369、次層視差設定部372、次層ウインドウ設定部373、および次層対応点探索部374によって、第2縮小基準画像G12に対して基準点Sp12が設定されるとともに、下層対応点探索部367による探索結果が利用されて、第2縮小参照画像G22を対象として基準点Sp12に対応する対応点を探索する処理(第2層探索処理)が行われる。   That is, in the present embodiment, the reference point Sp12 is set with respect to the second reduced reference image G12 by the evaluation area setting unit 369, the next layer parallax setting unit 372, the next layer window setting unit 373, and the next layer corresponding point search unit 374. In addition to the setting, a search result by the lower layer corresponding point search unit 367 is used to search for a corresponding point corresponding to the reference point Sp12 in the second reduced reference image G22 (second layer search process). .

また、本実施形態では、評価領域設定部369、次層視差設定部372、次層ウインドウ設定部373、および次層対応点探索部374によって、第1縮小基準画像G11に対して基準点Sp11が設定されるとともに、次層対応点探索部374による前回の探索結果が利用されて、第1縮小参照画像G21を対象として基準点Sp11に対応する対応点を探索する処理(第1層探索処理)が行われる。   In the present embodiment, the reference point Sp11 is set with respect to the first reduced reference image G11 by the evaluation area setting unit 369, the next layer parallax setting unit 372, the next layer window setting unit 373, and the next layer corresponding point search unit 374. A process of searching for a corresponding point corresponding to the reference point Sp11 in the first reduced reference image G21 by using the previous search result by the next layer corresponding point searching unit 374 while being set (first layer searching process) Is done.

更に、本実施形態では、探索基準点設定部363、次層視差設定部372、次層ウインドウ設定部373、および次層対応点探索部374によって、基準画像G1に対して基準点Sp1が設定されるとともに、次層対応点探索部374による前回の探索結果が利用されて、参照画像G2を対象として基準点Sp1に対応する対応点を探索する探索処理(最終探索処理)が行われる。   Furthermore, in this embodiment, the reference point Sp1 is set for the reference image G1 by the search reference point setting unit 363, the next layer parallax setting unit 372, the next layer window setting unit 373, and the next layer corresponding point search unit 374. In addition, a search process (final search process) for searching for a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is performed on the reference image G2 using the previous search result by the next layer corresponding point searching unit 374.

なお、次層対応点探索部374による探索結果を示す情報は、適宜、次層視差設定部372または対応点決定部376に対して出力される。   Information indicating the search result by the next layer corresponding point searching unit 374 is appropriately output to the next layer parallax setting unit 372 or the corresponding point determining unit 376.

<(2-1-15)残層判定部>
残層判定部375は、次層対応点探索部374による前回の探索処理の対象となった画像の組よりも、高い解像度の画像の組が存在しているか否かを判定する。
<(2-1-15) Remaining layer determination unit>
The remaining layer determination unit 375 determines whether or not there is an image set having a higher resolution than the set of images subjected to the previous search process by the next layer corresponding point search unit 374.

なお、残層判定部375によって、前回の探索処理の対象よりも高い解像度の画像の組が存在していれば、その旨を示す信号が、次層画像指定部368に対して出力される。該信号に応じて、次層画像指定部368では、直前に探索処理の対象となっていた低解像度の画像の組よりも、解像度が1段階高い画像の組が、処理対象となる画像の組として指定される。   If there is a set of images having a resolution higher than that of the previous search processing target, the remaining layer determination unit 375 outputs a signal indicating that to the next layer image designation unit 368. In response to the signal, the next-layer image designating unit 368 sets a set of images that are one step higher in resolution than the set of low-resolution images that have been subjected to search processing immediately before. Specified as

<(2-1-16)対応点決定部>
対応点決定部376は、探索基準点設定部363において設定された基準点Sp1に対応する対応点を決定する。つまり、基準点Sp1と対応点との関係が決定される。
<(2-1-16) Corresponding point determination unit>
The corresponding point determination unit 376 determines a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 set by the search reference point setting unit 363. That is, the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point is determined.

詳細には、対応点決定部376では、探索禁止部371から探索処理の実行が禁止される旨を示す信号が入力されると、下層対応点探索部367または次層対応点探索部374における直前の探索結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。このとき、探索における誤差の範囲が適宜加えられて、基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が生成される。   Specifically, when the corresponding point determination unit 376 receives a signal indicating that execution of the search process is prohibited from the search prohibition unit 371, the corresponding point determination unit 376 immediately before the lower layer corresponding point search unit 367 or the next layer corresponding point search unit 374 The corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined based on the search result. At this time, an error range in the search is appropriately added, and information indicating the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point is generated.

より詳細には、第2縮小基準画像G12の評価領域Ae12に係る評価値CTRに基づき、探索禁止部371によって、次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される場合には、下層対応点探索部367による探索結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。   More specifically, when the search prohibition unit 371 prohibits the execution of the search process by the next layer corresponding point search unit 374 based on the evaluation value CTR related to the evaluation region Ae12 of the second reduced reference image G12, Based on the search result by the corresponding point search unit 367, the corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined.

具体的には、直前に下層対応点探索部367によって第3縮小参照画像G23から対応点が検出されていれば、該対応点に対応する複数の画素が、参照画像G2から認識され、該複数の画素のうちの略中心の位置が対応点(被検出対応点)として決定される。   Specifically, if a corresponding point is detected from the third reduced reference image G23 immediately before by the lower layer corresponding point search unit 367, a plurality of pixels corresponding to the corresponding point are recognized from the reference image G2, and the plurality of pixels are detected. The position of the approximate center of the pixels is determined as a corresponding point (detected corresponding point).

但し、第3縮小基準画像G13および第3縮小参照画像G23の解像度は、基準画像G1および参照画像G2の解像度の1/8となっている。このため、被検出対応点を示す情報に対しては、第3縮小基準画像G13および第3縮小参照画像G23の解像度に応じた探索おける誤差の範囲(ここでは、±4)が加えられた状態となる。   However, the resolution of the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23 is 1/8 of the resolution of the reference image G1 and the reference image G2. Therefore, an error range (± 4 in this case) in the search according to the resolution of the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23 is added to the information indicating the detected corresponding points. It becomes.

また、第1縮小基準画像G11の評価領域Ae11に係る評価値CTRに基づき、探索禁止部371によって、次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される場合には、次層対応点探索部374による探索結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。   Further, when the search prohibition unit 371 prohibits the execution of the search process by the next layer corresponding point search unit 374 based on the evaluation value CTR related to the evaluation area Ae11 of the first reduced reference image G11, the next layer corresponding point Based on the search result by the search unit 374, a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined.

具体的には、直前に次層対応点探索部374によって第2縮小参照画像G22から対応点が検出されていれば、該対応点に対応する複数の画素が、参照画像G2から認識され、該複数の画素のうちの略中心の位置が対応点(被検出対応点)として決定される。   Specifically, if a corresponding point is detected from the second reduced reference image G22 immediately before by the next layer corresponding point search unit 374, a plurality of pixels corresponding to the corresponding point are recognized from the reference image G2, The position of the approximate center of the plurality of pixels is determined as a corresponding point (detected corresponding point).

但し、第2縮小基準画像G12および第2縮小参照画像G22の解像度は、基準画像G1および参照画像G2の解像度の1/4となっている。このため、被検出対応点を示す情報に対しては、第2縮小基準画像G12および第2縮小参照画像G22の解像度に応じた探索おける誤差の範囲(ここでは、±2)が加えられた状態となる。   However, the resolution of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is ¼ of the resolution of the reference image G1 and the reference image G2. Therefore, an error range (± 2 in this case) in the search according to the resolution of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is added to the information indicating the detected corresponding points. It becomes.

また、基準画像G1の評価領域Ae1に係る評価値CTRに基づき、探索禁止部371によって、次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される場合には、次層対応点探索部374による探索結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。   In addition, when the search prohibition unit 371 prohibits the execution of the search process by the next layer corresponding point search unit 374 based on the evaluation value CTR related to the evaluation area Ae1 of the reference image G1, the next layer corresponding point search unit 374 A corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined based on the search result obtained by the above.

具体的には、直前に次層対応点探索部374によって第1縮小参照画像G21から対応点が検出されていれば、該対応点に対応する複数の画素が、参照画像G2から認識され、該複数の画素のうちの略中心の位置が対応点(被検出対応点)として決定される。   Specifically, if a corresponding point is detected from the first reduced reference image G21 immediately before by the next layer corresponding point search unit 374, a plurality of pixels corresponding to the corresponding point are recognized from the reference image G2, The position of the approximate center of the plurality of pixels is determined as a corresponding point (detected corresponding point).

但し、第1縮小基準画像G11および第1縮小参照画像G21の解像度は、基準画像G1および参照画像G2の解像度の1/2となっている。このため、被検出対応点を示す情報に対しては、第1縮小基準画像G11および第1縮小参照画像G21の解像度に応じた探索おける誤差の範囲(ここでは、±1)が加えられた状態となる。   However, the resolution of the first reduced standard image G11 and the first reduced reference image G21 is ½ of the resolution of the standard image G1 and the reference image G2. Therefore, an error range (± 1 in this case) in the search according to the resolution of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is added to the information indicating the detected corresponding points. It becomes.

一方、対応点決定部376では、探索禁止部371から探索処理の実行が禁止される旨を示す信号が入力されない場合には、次層対応点探索部374における最終探索処理の結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。このとき、最終探索処理の結果が、そのまま基準点Sp1と対応点との関係として採用される。   On the other hand, in the corresponding point determination unit 376, when a signal indicating that the execution of the search process is prohibited is not input from the search prohibition unit 371, based on the result of the final search process in the next layer corresponding point search unit 374, Corresponding points corresponding to the reference point Sp1 are determined. At this time, the result of the final search process is directly adopted as the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point.

<(2-1-17)記憶処理部>
記憶処理部377は、対応点決定部376によって決定される基準点Sp1と対応点との関係を示す情報を記憶部34に記憶する。
<(2-1-17) Storage processing unit>
The storage processing unit 377 stores information indicating the relationship between the reference point Sp1 determined by the corresponding point determination unit 376 and the corresponding point in the storage unit 34.

<(2-1-18)残画素判定部>
残画素判定部378は、探索基準点設定部363によって基準画像G1の全画素が基準点Sp1として設定されたか否かが判定される。ここでは、基準画像G1の全画素が基準点Sp1として設定されていなければ、その旨を示す信号が、探索基準点設定部363に対して出力される。一方、基準画像G1の全画素が基準点Sp1として既に設定されていれば、基準画像G1と参照画像G2との間における対応点探索動作が終了される。
<(2-1-18) Remaining pixel determination unit>
The remaining pixel determination unit 378 determines whether or not all pixels of the reference image G1 are set as the reference point Sp1 by the search reference point setting unit 363. Here, if all the pixels of the reference image G1 are not set as the reference point Sp1, a signal indicating that is output to the search reference point setting unit 363. On the other hand, if all the pixels of the standard image G1 have already been set as the standard point Sp1, the corresponding point search operation between the standard image G1 and the reference image G2 is terminated.

<(2-2)POC法を用いた対応点の探索処理に係る基本原理>
ここで、POC法を用いた対応点の探索処理に係る基本原理について説明する。
<(2-2) Basic principle related to search processing of corresponding points using POC method>
Here, the basic principle relating to the corresponding point search process using the POC method will be described.

本実施形態では、基準画像G1と参照画像G2との間における対応点の探索処理、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との間における対応点の探索処理、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との間における対応点の探索処理、および第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間における対応点の探索処理が行われるが、何れの対応点の探索処理においてもPOC法を用いた同様な対応点の探索処理が行われる。   In the present embodiment, the corresponding point search process between the standard image G1 and the reference image G2, the corresponding point search process between the first reduced standard image G11 and the first reduced reference image G21, the second reduced standard image The corresponding point search process between G12 and the second reduced reference image G22 and the corresponding point search process between the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23 are performed. In the search process, the same corresponding point search process using the POC method is performed.

そこで、以下では、基準画像G1と参照画像G2との間における対応点の探索処理を代表例として挙げつつ、POC法を用いた対応点の探索処理に係る基本原理について説明する。   Therefore, in the following, the basic principle relating to the corresponding point search process using the POC method will be described, with the corresponding point search process between the reference image G1 and the reference image G2 as a representative example.

基準画像G1および参照画像G2では、X方向に沿って所定数(N個)の画素が配列されることで長辺が形成され、X方向とは異なるY方向に沿って所定数(M個)の画素が配列されることで短辺が形成されるものとする。   In the standard image G1 and the reference image G2, a predetermined number (N) of pixels are arranged along the X direction to form a long side, and a predetermined number (M) along the Y direction different from the X direction. It is assumed that the short side is formed by arranging the pixels.

対応点の探索処理では、まず、図13で示されるように、基準画像G1上で指定される基準点Sp1を中心点として内包するウインドウ(基準領域)W1が基準画像G1上に設定される。その一方で、図16で示されるように、ウインドウW1のサイズと同じサイズを有するウインドウ(比較領域)W2が参照画像G2に設定される。基準領域W1および比較領域W2では、多数の画素がマトリックス状に配列される。具体的には、X方向に沿って所定数N1の画素が配列され、Y方向に沿って所定数N2の画素が配列される。次に、基準領域W1と比較領域W2との相関を示す値(以下「相関値」と称する)が算出される。そして、該相関値(ここでは、後述するPOC値)に基づき、参照画像G2から基準点Sp1に対応する点(対応点)が検出される。 In the corresponding point search process, first, as shown in FIG. 13, a window (reference area) W1 including a reference point Sp1 designated on the reference image G1 as a central point is set on the reference image G1. On the other hand, as shown in FIG. 16, a window (comparison area) W2 having the same size as the window W1 is set as the reference image G2. In the reference area W1 and the comparison area W2, a large number of pixels are arranged in a matrix. Specifically, a predetermined number N 1 of pixels are arranged along the X direction, and a predetermined number of N 2 pixels are arranged along the Y direction. Next, a value indicating the correlation between the reference region W1 and the comparison region W2 (hereinafter referred to as “correlation value”) is calculated. Then, based on the correlation value (here, a POC value described later), a point (corresponding point) corresponding to the reference point Sp1 is detected from the reference image G2.

図17は、POC法を用いた対応点の探索処理を具体的に説明するための図である。   FIG. 17 is a diagram for specifically explaining the corresponding point search processing using the POC method.

POC法を用いた対応点の探索処理では、まず、基準画像G1に対するウインドウ(基準領域)W1の設定処理T0aと、参照画像G2に対するウインドウ(比較領域)W2の設定処理T0bとが行われる。このとき、基準領域W1および比較領域W2にそれぞれ相当する画像領域が、次の数2で表されるものとする。   In the corresponding point search process using the POC method, first, a window (reference area) W1 setting process T0a for the reference image G1 and a window (comparison area) W2 setting process T0b for the reference image G2 are performed. At this time, it is assumed that image areas corresponding to the reference area W1 and the comparison area W2 are expressed by the following equation (2).

Figure 0005476928
Figure 0005476928

ここで、上記数2におけるf(n1,n2)は、基準画像G1上の基準領域W1を示し、上記数2におけるg(n1,n2)は、参照画像G2上のの比較領域W2を示す。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, f (n 1 , n 2 ) in the above equation 2 indicates the reference region W1 on the reference image G1, and g (n 1 , n 2 ) in the above equation 2 indicates the comparison region on the reference image G2. W2 is shown. N 1 and N 2 are set as N 1 = 2M 1 +1 and N 2 = 2M 2 +1, for example.

次に、基準画像G1および参照画像G2の基準領域W1および比較領域W2に相当する各画像領域に対し、次の数3で示される演算式を用いた2次元のフーリエ変換処理T1a、T1bが行われる。   Next, two-dimensional Fourier transform processing T1a and T1b using an arithmetic expression expressed by the following equation 3 is performed on each image region corresponding to the reference region W1 and the comparison region W2 of the reference image G1 and the reference image G2. Is called.

Figure 0005476928
Figure 0005476928

なお、上記の数3のただし書における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。 Note that N 1 and N 2 are substituted for the subscript P of W in the above proviso of Equation 3 , and 1 and 2 are substituted for the subscript s of k.

このようなフーリエ変換処理T1a、T1bが施された各画像領域に対しては、次の数4で示される演算式を用いて、画像の振幅成分を除去するための規格化処理T2a、T2bがそれぞれ行われる。   For each image region subjected to such Fourier transform processing T1a and T1b, normalization processing T2a and T2b for removing the amplitude component of the image is obtained using an arithmetic expression expressed by the following equation (4). Each done.

Figure 0005476928
Figure 0005476928

規格化処理T2a、T2bが完了すると、次の数5で示される演算式を用いた合成処理T3が行われるとともに、数6で示される演算式を用いた2次元の逆フーリエ変換処理T4が行われる。これにより、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 normalization processes T2a and T2b are completed, a synthesis process T3 using the arithmetic expression shown in the following Expression 5 is performed, and a two-dimensional inverse Fourier transform process T4 using the arithmetic expression shown in the Expression 6 is performed. Is called. Thereby, the correlation calculation between the images is performed, and the result (POC value) is output.

Figure 0005476928
Figure 0005476928

Figure 0005476928
Figure 0005476928

以上の処理により、基準領域W1と比較領域W2との相関を示す演算結果(POC値)が得られ、例えば、図18で示されるような結果(POC値)が得られる。   Through the above processing, a calculation result (POC value) indicating the correlation between the reference area W1 and the comparison area W2 is obtained, and for example, a result (POC value) as shown in FIG. 18 is obtained.

図18においては、ウインドウ(N1×N2)内で相関が高い箇所のPOC値が大きくなっており、参照画像G2上の参照画像W2内のうち、POC値のピークJcに対応する位置が、基準画像G1上の基準領域W1の中心点(基準点)Sp1に対応した参照画像G2上の対応点に相当する。このため、POC値のピークJcが検出されることで、基準画像G1上の基準点Sp1に対応した参照画像G2上の対応点が検出される。 In FIG. 18, the POC value at a location with high correlation in the window (N 1 × N 2 ) is large, and the position corresponding to the peak Jc of the POC value in the reference image W2 on the reference image G2 is shown. This corresponds to the corresponding point on the reference image G2 corresponding to the center point (reference point) Sp1 of the reference area W1 on the reference image G1. For this reason, by detecting the peak Jc of the POC value, the corresponding point on the reference image G2 corresponding to the reference point Sp1 on the reference image G1 is detected.

このようなPOC法を用いた対応点の探索処理によれば、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。   According to the corresponding point search processing 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.

<(2-3)対応点探索動作に係る動作フロー>
図19〜図21は、本実施形態に係る対応点探索動作の流れを示すフローチャートである。本動作フローは、制御部36AがプログラムPGaを読み込んで実行することで実現される。なお、本動作フローは、例えば、操作部31からの指示に応じて開始されて、図19のステップST1に進む。
<(2-3) Operation flow related to corresponding point search operation>
19 to 21 are flowcharts showing the flow of the corresponding point search operation according to the present embodiment. This operation flow is realized by the control unit 36A reading and executing the program PGa. The operation flow is started in response to an instruction from the operation unit 31, for example, and proceeds to step ST1 in FIG.

ステップST1では、画像取得部361によって、記憶部34から基準画像G1と参照画像G2とが取得される。   In step ST1, the image acquisition unit 361 acquires the standard image G1 and the reference image G2 from the storage unit 34.

ステップST2では、解像度変換部362によって、基準画像G1をベースとして、該基準画像G1から解像度が段階的に低減された関係にある第1〜3層目の第1〜3縮小基準画像G11〜G13がそれぞれ生成されるとともに、参照画像G2をベースとして、該参照画像G2から解像度が段階的に低減された関係にある第1〜3層目の第1〜3縮小参照画像G21〜23がそれぞれ生成される。   In step ST2, the resolution conversion unit 362 uses the reference image G1 as a base, and the first to third reduced reference images G11 to G13 in the first to third layers having a relationship in which the resolution is gradually reduced from the reference image G1. Are generated, and the first to third reduced reference images G21 to G23 of the first to third layers having a relationship in which the resolution is gradually reduced from the reference image G2 are generated based on the reference image G2. Is done.

ステップST3では、探索基準点設定部363によって、基準画像G1に対して、基準点Sp1が設定される。なお、本ステップST3では、図21のステップST32から戻って来る度に、探索基準点設定部363によって、基準画像G1のうちの未だに基準点Sp1として設定されていない画素が基準点Sp1として設定される。   In step ST3, the reference point Sp1 is set for the reference image G1 by the search reference point setting unit 363. In step ST3, every time the process returns from step ST32 of FIG. 21, the search reference point setting unit 363 sets a pixel that has not yet been set as the reference point Sp1 in the reference image G1 as the reference point Sp1. The

ステップST4では、下層画像指定部364によって、最下層に係る第3縮小基準画像G13および第3縮小参照画像G23が、処理の対象となる画像の組として指定される。   In step ST4, the lower layer image designating unit 364 designates the third reduced standard image G13 and the third reduced reference image G23 related to the lowest layer as a set of images to be processed.

ステップST5では、初期視差設定部365によって、第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間における所定の初期視差が仮に設定される。   In step ST5, the initial parallax setting unit 365 temporarily sets a predetermined initial parallax between the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23.

具体的には、初期視差設定部365によって、ステップST3で設定された基準点Sp1に対応する基準点Sp13が第3縮小基準画像G13に対して設定される。   Specifically, the initial parallax setting unit 365 sets a reference point Sp13 corresponding to the reference point Sp1 set in step ST3 for the third reduced reference image G13.

ステップST6では、初期ウインドウ設定部366によって、第3縮小基準画像G13に対して基準点Sp13を中心として包含するウインドウ(基準領域)W13が設定されるとともに、第3縮小参照画像G23に対して処理対象点Pp23を中心として包含するウインドウ(比較領域)W23が設定される。   In step ST6, the initial window setting unit 366 sets a window (reference region) W13 that includes the reference point Sp13 as a center for the third reduced reference image G13, and performs processing on the third reduced reference image G23. A window (comparison region) W23 including the target point Pp23 as a center is set.

ステップST7では、下層対応点探索部367によって、第3縮小参照画像G23を対象として基準点Sp13に対応する対応点が探索される。   In step ST7, the lower layer corresponding point search unit 367 searches for the corresponding point corresponding to the reference point Sp13 in the third reduced reference image G23.

このように、ステップST5〜ST7では、第3縮小基準画像G13に対して基準点Sp13が設定されるとともに、第3縮小参照画像G23を対象として基準点Sp13に対応する対応点を探索する初期探索処理が行われる。   As described above, in steps ST5 to ST7, the reference point Sp13 is set for the third reduced reference image G13, and the initial search for searching for the corresponding point corresponding to the reference point Sp13 in the third reduced reference image G23 is performed. Processing is performed.

なお、ステップST7の処理が終了されると、図20のステップST11に進む。   When the process of step ST7 is completed, the process proceeds to step ST11 of FIG.

ステップST11では、次層画像指定部368によって、直前に対応点の探索処理の対象となっていた低解像度の画像の組よりも、解像度が1段階高い画像の組が、処理の対象となる画像の組として指定される。   In step ST11, the next layer image designating unit 368 performs processing on an image set that is one step higher in resolution than the low-resolution image set that has been subjected to the corresponding point search process immediately before. Specified as a pair.

例えば、直前に第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間で対応点の探索処理が行われていれば、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とが指定される。   For example, if the corresponding point search process has been performed immediately before between the third reduced reference image G13 and the third reduced reference image G23, the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 are designated. The

また、直前に第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との間で対応点の探索処理が行われていれば、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とが指定される。   If the corresponding point search process has been performed between the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 immediately before, the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 are designated. The

更に、直前に第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との間で対応点の探索処理が行われていれば、基準画像G1と参照画像G2とが指定される。   Furthermore, if the corresponding point search process has been performed immediately before between the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21, the reference image G1 and the reference image G2 are designated.

ステップST12では、評価領域設定部369によって、ステップST11で指定された画像の組のうち、基準画像G1に係る画像に対して評価領域が設定される。   In step ST12, the evaluation area setting unit 369 sets an evaluation area for the image related to the reference image G1 in the set of images specified in step ST11.

例えば、ステップST11で2層目に係る第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とが指定されていれば、第2縮小基準画像G12のうちの基準点Sp1に対応する基準点Sp12が設定される。そして、該基準点Sp12を中心点として包含する評価領域Ae12が第2縮小基準画像G12に対して設定される。   For example, if the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 related to the second layer are designated in step ST11, the reference point Sp12 corresponding to the reference point Sp1 in the second reduced reference image G12 is set. Is set. Then, an evaluation area Ae12 including the reference point Sp12 as a center point is set for the second reduced reference image G12.

また、ステップST11で1層目に係る第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とが指定されていれば、第1縮小基準画像G11のうちの基準点Sp1に対応する基準点Sp11が設定される。そして、該基準点Sp11を中心点として包含する評価領域Ae11が第1縮小基準画像G11に対して設定される。   Further, if the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 related to the first layer are designated in step ST11, the reference point Sp11 corresponding to the reference point Sp1 in the first reduced reference image G11 is set. Is set. Then, an evaluation area Ae11 including the reference point Sp11 as a center point is set for the first reduced reference image G11.

更に、ステップST11で基準画像G1と参照画像G2とが指定されていれば、基準画像G1のうちの基準点Sp1を中心点として包含する評価領域Ae1が基準画像G1に対して設定される。   Furthermore, if the standard image G1 and the reference image G2 are specified in step ST11, an evaluation area Ae1 including the standard point Sp1 in the standard image G1 as a central point is set for the standard image G1.

ステップST13では、評価値算出部370によって、ステップST12で設定された評価領域に含まれる画像領域について、コントラストに係る評価値が算出される。ここでは、評価領域に含まれる画像領域に係る画素値の平均値が基準値として算出され、評価領域に含まれる画像領域を構成する各画素に係る画素値と基準値との差分の総和が評価値CTRとして算出される。   In step ST13, the evaluation value calculation unit 370 calculates an evaluation value related to contrast for the image region included in the evaluation region set in step ST12. Here, the average value of the pixel values related to the image area included in the evaluation area is calculated as the reference value, and the sum of the differences between the pixel value related to each pixel constituting the image area included in the evaluation area and the reference value is evaluated. Calculated as value CTR.

ステップST14では、探索禁止部371によって、ステップST13で算出された評価値CTRが閾値Th未満であるか否かが判定される。ここでは、評価値CTRが閾値Th未満でなければ、ステップST15に進み、評価値CTRが閾値Th未満であれば、ステップST20に進む。   In step ST14, the search prohibition unit 371 determines whether or not the evaluation value CTR calculated in step ST13 is less than the threshold Th. Here, if evaluation value CTR is not less than threshold value Th, it will progress to step ST15, and if evaluation value CTR is less than threshold value Th, it will progress to step ST20.

ステップST15では、次層視差設定部372によって、ステップST11で指定された画像の組に対して、対応点の探索の基準となる基準視差が仮に設定される。   In step ST15, the next-layer parallax setting unit 372 temporarily sets a reference parallax as a reference for searching for corresponding points for the set of images specified in step ST11.

例えば、ステップST11で第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が指定されていれば、第2縮小参照画像G22に対して、処理対象点Pp22が設定される。   For example, if a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is designated in step ST11, the processing target point Pp22 is set for the second reduced reference image G22.

また、ステップST11で第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が指定されていれば、第1縮小参照画像G21に対して、処理対象点Pp21が設定される。   Further, if a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is specified in step ST11, the processing target point Pp21 is set for the first reduced reference image G21.

更に、ステップST11で基準画像G1と参照画像G2との組が指定されていれば、参照画像G2に対して、処理対象点Pp2が設定される。   Furthermore, if a set of the base image G1 and the reference image G2 is designated in step ST11, the processing target point Pp2 is set for the reference image G2.

ステップST16では、次層ウインドウ設定部373によって、ステップST11で指定された画像の組に対して、ウインドウがそれぞれ設定される。   In step ST16, the next layer window setting unit 373 sets a window for each set of images specified in step ST11.

例えば、ステップST11で第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が指定されていれば、第2縮小基準画像G12に対してウインドウ(基準領域)W12が設定されるとともに、第2縮小参照画像G22に対してウインドウ(比較領域)W22が設定される。   For example, if a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is designated in step ST11, a window (reference area) W12 is set for the second reduced reference image G12, and the second A window (comparison area) W22 is set for the two reduced reference images G22.

また、ステップST11で第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が指定されていれば、第1縮小基準画像G11に対してウインドウ(基準領域)W11が設定されるとともに、第1縮小参照画像G21に対してウインドウ(比較領域)W21が設定される。   If a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is specified in step ST11, a window (reference area) W11 is set for the first reduced reference image G11, and the first A window (comparison area) W21 is set for one reduced reference image G21.

更に、ステップST11で基準画像G1と参照画像G2との組が指定されていれば、基準画像G1に対してウインドウ(基準領域)W1が設定されるとともに、参照画像G2に対してウインドウ(比較領域)W2が設定される。   Further, if a set of the standard image G1 and the reference image G2 is designated in step ST11, a window (standard region) W1 is set for the standard image G1, and a window (comparison region) is set for the reference image G2. ) W2 is set.

ステップST17では、次層対応点探索部374によって、ステップST16で指定された画像の組について、対応点の探索が行われる。   In step ST17, the next layer corresponding point search unit 374 searches for a corresponding point for the set of images specified in step ST16.

例えば、ステップST11で第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が指定されていれば、第2縮小参照画像G22を対象とした基準点Sp12に対応する対応点の探索が行われる。   For example, if a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is specified in step ST11, the corresponding point corresponding to the reference point Sp12 for the second reduced reference image G22 is searched. Is called.

また、ステップST11で第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が指定されていれば、第1縮小参照画像G21を対象とした基準点Sp11に対応する対応点の探索が行われる。   If a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is designated in step ST11, the corresponding point corresponding to the reference point Sp11 for the first reduced reference image G21 is searched. Is called.

更に、ステップST11で基準画像G1と参照画像G2との組が指定されていれば、参照画像G2を対象とした基準点Sp1に対応する対応点の探索が行われる。   Furthermore, if a set of the reference image G1 and the reference image G2 is designated in step ST11, a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 for the reference image G2 is searched.

ステップST18では、残層判定部375によって、直前のステップST17において探索処理の対象となった画像の組よりも、上層に係る高い解像度の画像の組が存在しているか否かが判定される。ここでは、上層に係る高い解像度の画像の組が存在していれば、ステップST11に戻り、上層に係る高い解像度の画像の組が存在していなければ、ステップST19に進む。なお、ステップST19に進む場合には、直前のステップST17における探索処理は最終探索処理となっている。   In step ST18, the remaining layer determination unit 375 determines whether or not there is a set of images with higher resolution related to the upper layer than the set of images subjected to the search processing in the immediately preceding step ST17. Here, if a set of high-resolution images related to the upper layer exists, the process returns to step ST11. If a set of high-resolution images related to the upper layer does not exist, the process proceeds to step ST19. In addition, when progressing to step ST19, the search process in step ST17 immediately before becomes a final search process.

ステップST19では、対応点決定部376によって、ステップST17における最終探索処理の結果に基づいて、ステップST3で設定された基準点Sp1に対応する対応点が決定され、基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が生成される。ここでは、最終探索処理の結果が、そのまま基準点Sp1と対応点との関係として採用される。そして、このステップST19の処理の終了に応じて、図21のステップST31に進む。   In step ST19, the corresponding point determination unit 376 determines a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 set in step ST3 based on the result of the final search process in step ST17, and the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point. Is generated. Here, the result of the final search process is directly adopted as the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point. And according to completion | finish of the process of this step ST19, it progresses to step ST31 of FIG.

なお、ステップST19の処理が行われる場合には、現在指定されている基準点Sp1に対しては、後述するステップST20において探索処理の実行が禁止されていないことになる。   When the process of step ST19 is performed, the execution of the search process is not prohibited in step ST20 described later for the currently designated reference point Sp1.

ステップST20では、探索禁止部371によって、直前のステップST11で指定された画像の組を対象とした次層対応点探索部374による探索処理の実行が禁止される。   In step ST20, the search prohibition unit 371 prohibits execution of search processing by the next layer corresponding point search unit 374 for the set of images specified in the immediately preceding step ST11.

ここでは、例えば、ステップST11で第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が指定されていれば、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とを対象とした対応点の探索処理が禁止される。   Here, for example, if a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is designated in step ST11, the correspondence for the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is targeted. Point search processing is prohibited.

また、ステップST11で第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が指定されていれば、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とを対象とした対応点の探索処理が禁止される。   If a set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is designated in step ST11, search for corresponding points for the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is performed. Processing is prohibited.

更に、ステップST11で基準画像G1と参照画像G2との組が指定されていれば、基準画像G1と参照画像G2とを対象とした対応点の探索処理が禁止される。   Furthermore, if a set of the standard image G1 and the reference image G2 is designated in step ST11, the corresponding point search process for the standard image G1 and the reference image G2 is prohibited.

ステップST21では、対応点決定部376によって、ステップST3で設定された基準点Sp1に対応する対応点が決定される。   In step ST21, the corresponding point determination unit 376 determines a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 set in step ST3.

ここでは、例えば、直前のステップST11で第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との組が指定されていれば、ステップST7における対応点の探索処理の結果に基づいて、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。このとき、探索における誤差の範囲(ここでは、±4)が加えられた基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が生成される。   Here, for example, if a set of the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 is specified in the immediately preceding step ST11, the reference point Sp1 is based on the result of the corresponding point search process in step ST7. Corresponding points corresponding to are determined. At this time, information indicating the relationship between the reference point Sp1 to which the error range (± 4 in this case) in the search is added and the corresponding point is generated.

また、直前のステップST11で第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との組が指定されていれば、直前のステップST17における第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とを対象とした対応点の探索処理の結果に基づき、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。このとき、探索における誤差の範囲(ここでは、±2)が加えられた基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が生成される。   If the set of the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 is designated in the immediately preceding step ST11, the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 in the immediately preceding step ST17 are specified. A corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined based on the result of the corresponding corresponding point search process. At this time, information indicating the relationship between the reference point Sp1 to which the error range (± 2 in this case) in the search is added and the corresponding point is generated.

更に、直前のステップST11で基準画像G1と参照画像G2との組が指定されていれば、直前のステップST17における第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とを対象とした対応点の探索処理の結果に基づき、基準点Sp1に対応する対応点が決定される。このとき、探索における誤差の範囲(ここでは、±1)が加えられた基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が生成される。   Further, if a set of the standard image G1 and the reference image G2 is specified in the immediately preceding step ST11, the corresponding points for the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 in the immediately preceding step ST17 are set. Based on the result of the search process, a corresponding point corresponding to the reference point Sp1 is determined. At this time, information indicating the relationship between the reference point Sp1 to which the error range (± 1 in this case) in the search is added and the corresponding point is generated.

このステップST21の処理が終了されると、図21のステップST31に進む。   When the process in step ST21 is completed, the process proceeds to step ST31 in FIG.

図21のステップST31では、記憶処理部377によって、ステップST19またはステップST21における決定結果、すなわち基準点Sp1と対応点との関係を示す情報が、記憶部34に記憶される。   In step ST31 of FIG. 21, the storage processing unit 377 stores the determination result in step ST19 or step ST21, that is, information indicating the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point in the storage unit 34.

ステップST32では、残画素判定部378によって、ステップST3において基準画像G1の全画素が基準点Sp1として既に設定されたか否かが判定される。ここでは、基準画像G1の全画素が基準点Sp1として設定されていなければ、ステップST3に戻り、基準画像G1のうちの基準点Sp1として未だに設定されていない画素が基準点Sp1として設定される。一方、基準画像G1の全画素が基準点Sp1として既に設定されていれば、本動作フローが終了される。   In step ST32, the remaining pixel determination unit 378 determines whether or not all the pixels of the reference image G1 have already been set as the reference point Sp1 in step ST3. Here, if all the pixels of the reference image G1 are not set as the reference point Sp1, the process returns to step ST3, and a pixel not yet set as the reference point Sp1 in the reference image G1 is set as the reference point Sp1. On the other hand, if all the pixels of the reference image G1 have already been set as the reference point Sp1, this operation flow ends.

このようにして、基準画像G1に含まれる複数の画素が順次に基準点Sp1として指定されるとともに、各基準点Sp1に対して、第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23との間における対応点の探索処理の結果、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22との間における対応点の探索処理の結果、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21との間における対応点の探索処理の結果、および基準画像G1と参照画像G2との間における対応点の探索処理の結果のうちの何れかに基づいて、基準点Sp1と対応点との関係が導出される。   In this way, a plurality of pixels included in the standard image G1 are sequentially designated as the standard point Sp1, and between each of the third reduced standard image G13 and the third reduced reference image G23 with respect to each standard point Sp1. As a result of the corresponding point search process at, as a result of the corresponding point search process between the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22, it is between the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21. The relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point is derived based on one of the result of the corresponding point search process in FIG. 3 and the result of the corresponding point search process between the reference image G1 and the reference image G2. .

以上のように、本発明の一実施形態に係る情報処理システム1Aによれば、画像における画素値のコントラストに係る評価値に基づいて、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止され、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした探索処理の結果に基づいて基準画像G1と参照画像G2との間における基準点Sp1と対応点との関係が決定される。このため、2以上の画像について高速で且つ極力欠落のない対応点の探索が可能となる。   As described above, according to the information processing system 1A according to the embodiment of the present invention, the execution of the more detailed corresponding point search process is prohibited based on the evaluation value related to the contrast of the pixel value in the image, and the relative The relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point between the reference image G1 and the reference image G2 is determined based on the result of the search process for a plurality of images with a particularly low resolution. For this reason, it is possible to search for corresponding points with two or more images at high speed and with as few missing points as possible.

そして、このような処理が、基準画像G1の各画素について行われるため、基準画像G1の各画素について、参照画像G2の対応点が高速で且つ極力欠落なく探索される。   Since such processing is performed for each pixel of the standard image G1, the corresponding points of the reference image G2 are searched for at high speed and without omission as to each pixel of the standard image G1.

また、特に、画像における画素値のコントラストから、画素値の変動が少なく且つ適正な対応点の探索処理が実行不可能であると予測される領域については、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止される。その結果、無駄な演算が省略されるため、2以上の画像に係る対応点の探索が高速化される。   In particular, more detailed corresponding point search processing is executed for an area where the variation of the pixel value is predicted from the contrast of the pixel value in the image and the appropriate corresponding point search processing cannot be performed. Is prohibited. As a result, useless computation is omitted, and the search for corresponding points related to two or more images is speeded up.

また、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした探索処理の結果に基づいて基準画像G1と参照画像G2との間における基準点Sp1と対応点との関係が決定される場合には、基準点Sp1と対応点との関係に対して探索精度に応じた誤差の範囲が付加される。その結果、探索精度に応じた誤差の範囲を加味した対応点探索の結果が得られる。   In addition, when the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point between the reference image G1 and the reference image G2 is determined based on the result of search processing for a plurality of images with relatively low resolution, An error range corresponding to the search accuracy is added to the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point. As a result, a corresponding point search result that takes into account a range of errors according to the search accuracy is obtained.

<(3)変形例>
なお、本発明は上述の実施の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。
<(3) Modification>
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention.

◎例えば、上記一実施形態では、対応点の各探索処理が、POC法を用いて行われたが、これに限られない。例えば、少なくとも1つの探索処理に対して、SAD(Sum of Absolute Differences;差分絶対値和)法等といったその他の手法が採用されても良い。   For example, in the above-described embodiment, each search process for corresponding points is performed using the POC method, but the present invention is not limited to this. For example, other methods such as a SAD (Sum of Absolute Differences) method may be adopted for at least one search process.

◎また、上記一実施形態では、評価値算出部370において、評価領域に係る画素値の平均値が基準値として算出され、評価領域内の各画素に係る画素値と基準値との差分の総和が評価値CTRとして算出されたが、これに限られない。   In the above-described embodiment, the average value of the pixel values related to the evaluation region is calculated as the reference value in the evaluation value calculation unit 370, and the sum of the differences between the pixel value related to each pixel in the evaluation region and the reference value is calculated. Is calculated as the evaluation value CTR, but is not limited thereto.

例えば、評価領域内の画像領域を対象として輪郭(エッジ)が抽出される処理が行われ、該評価領域内においてエッジが占める画素数の総和(エッジ量)がコントラストに係る評価値として算出されても良い。   For example, a process of extracting an outline (edge) for an image area in the evaluation area is performed, and the total number of pixels (edge amount) occupied by the edge in the evaluation area is calculated as an evaluation value related to contrast. Also good.

ここで実施されるエッジ抽出の方法については、SobelやPrewit等と称される種々の方法が適用されれば良い。なお、エッジ抽出の結果としての画像(エッジ画像)が閾値を基準として2値化された後に、エッジが占める画素数の総和(エッジ量)が求められるようにしても良い。   As the edge extraction method implemented here, various methods referred to as Sobel, Prewrite, etc. may be applied. Note that the sum of the number of pixels occupied by the edge (edge amount) may be obtained after the image (edge image) as a result of edge extraction is binarized based on the threshold value.

このように、コントラストに係る評価値に基づいて、次段の解像度に係る対応点の探索処理を行うか否かが判定される構成は、テンプレートマッチング等といったコントラストが大きく影響する対応点の探索処理が実行される構成に対して、より適している。   In this way, the configuration for determining whether or not to perform the corresponding point search process for the next-stage resolution based on the evaluation value related to the contrast is the corresponding point search process that greatly affects the contrast, such as template matching. Is more suitable for configurations where

また、コントラストに係る評価値が算出される代わりに、その他の方法により、評価領域について画素値の変動に係る評価値が算出されても良い。   Further, instead of calculating the evaluation value related to the contrast, the evaluation value related to the fluctuation of the pixel value may be calculated for the evaluation region by other methods.

例えば、評価領域内の画像領域を対象としたフーリエ変換が行われることで、周波数成分の分布(パワースペクトル)が導出され、該分布に基づいて評価値が算出されても良い。該評価値は、評価領域における画素値のパターンの分布に係る評価値に相当する。   For example, a frequency component distribution (power spectrum) may be derived by performing Fourier transform on an image area within the evaluation area, and an evaluation value may be calculated based on the distribution. The evaluation value corresponds to an evaluation value related to the distribution of pixel value patterns in the evaluation region.

具体的には、例えば、下記(I)または(II)の方法によって評価値が算出されれば良い。   Specifically, for example, the evaluation value may be calculated by the following method (I) or (II).

(I)まず、評価領域内の画像領域を対象としたフーリエ変換が実行されることで、空間周波数に係る周波数成分の分布(パワースペクトル)が得られる。次に、パワースペクトルにおけるパワー(エネルギー)の総和が評価値として算出される。   (I) First, a Fourier transform is performed on an image area in the evaluation area, thereby obtaining a distribution (power spectrum) of frequency components related to the spatial frequency. Next, the sum of power (energy) in the power spectrum is calculated as an evaluation value.

(II)まず、評価領域内の画像領域を対象としたフーリエ変換が実行されることで、空間周波数に係る周波数成分の分布(パワースペクトル)が得られる。次に、周波数毎に設定された閾値Th(ρ)が基準とされて、パワースペクトルにおけるパワー(エネルギー)が2値化される。そして、パワースペクトルの2値化によって得られる周波数成分の分布(2値分布)について、パワー(エネルギー)の総和が評価値として算出される。   (II) First, a Fourier transform is performed on the image region in the evaluation region, thereby obtaining a distribution (power spectrum) of frequency components related to the spatial frequency. Next, the threshold value Th (ρ) set for each frequency is used as a reference, and the power (energy) in the power spectrum is binarized. Then, for the distribution of frequency components (binary distribution) obtained by binarizing the power spectrum, the sum of power (energy) is calculated as an evaluation value.

なお、上記(II)の方法では、例えば、低周波領域をより重視した評価値が得られるようにすれば、いわゆるエイリアシングの影響等を抑制した評価が可能となる。また、POC法を用いた対応点の探索処理では、ウインドウ内の画像が幅広く色々な周波数成分を有する方が高精度な探索処理が可能となるため、上記(II)の方法が用いられて、幅広く色々な周波数成分が重視されて、評価値が適宜算出される方が好ましい。   In the method (II), for example, if an evaluation value that places more importance on the low-frequency region is obtained, an evaluation that suppresses the influence of so-called aliasing can be performed. In addition, in the corresponding point search process using the POC method, since the image in the window has a wide variety of frequency components, it is possible to perform a highly accurate search process. Therefore, the method (II) is used, It is preferable that a wide range of frequency components is emphasized and the evaluation value is calculated as appropriate.

このような構成が採用されれば、画素値のパターンの分布に係る評価結果から画素値の変動が少なく且つ適正な対応点の探索処理が実行不可能であると予測される画像領域については、より詳細な対応点の探索処理の実行が禁止される。このため、上記一実施形態と同様に、2以上の画像に係る対応点の探索が高速化される。   If such a configuration is adopted, for an image region in which it is predicted from the evaluation result related to the distribution of the pixel value pattern that the variation in the pixel value is small and an appropriate corresponding point search process cannot be performed, Execution of more detailed corresponding point search processing is prohibited. For this reason, similarly to the above-described embodiment, the search for corresponding points related to two or more images is accelerated.

◎また、上記一実施形態では、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした対応点の探索処理の結果に基づいて基準画像G1と参照画像G2との間における基準点Sp1と対応点との関係が決定される場合には、基準点Sp1と対応点との関係に対して、探索精度に応じた誤差の範囲が付加されたが、これに限られない。   In the above-described embodiment, the reference point Sp1 and the corresponding point between the reference image G1 and the reference image G2 based on the result of the corresponding point search process for a plurality of relatively low resolution images. Is determined, an error range corresponding to the search accuracy is added to the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point. However, the present invention is not limited to this.

例えば、対応点探索動作によって得られる情報の用途に応じて、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした対応点の探索処理の結果とその解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、基準画像G1に対する基準点Sp1の位置と参照画像G2に対する対応点の位置との間におけるX座標のずれ量が、解像度に応じた誤差の範囲内で最も大きくなるように、基準点Sp1と対応点との関係が決定されても良い。   For example, according to the use of the information obtained by the corresponding point search operation, based on the result of the corresponding point search processing for a plurality of images with relatively low resolution and the error range according to the resolution, The reference point Sp1 and the corresponding point are set such that the amount of deviation of the X coordinate between the position of the reference point Sp1 with respect to the reference image G1 and the position of the corresponding point with respect to the reference image G2 is the largest within the error range according to the resolution. The relationship may be determined.

このような構成が適している用途としては、車載カメラによって得られるステレオ画像を用いて障害物の接近を検知して追突を防止するようなシステムが考えられる。このような用途に対しては、視差がより大きく検出される方が、障害物の接近を厳し目に検知することが可能であり、安全を保持する上で好ましい。   As an application in which such a configuration is suitable, a system that detects the approach of an obstacle using a stereo image obtained by a vehicle-mounted camera and prevents a rear-end collision can be considered. For such an application, it is preferable that parallax is detected to be larger because it is possible to detect the approach of an obstacle with strict eyes and maintain safety.

また、対応点探索動作によって得られる情報の用途に応じて、逆に、相対的に低い解像度の複数の画像を対象とした対応点の探索処理の結果とその解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、基準画像G1に対する基準点Sp1の位置と参照画像G2に対する対応点の位置との間におけるX座標のずれ量が、解像度に応じた誤差の範囲内で最も小さくなるように、基準点Sp1と対応点との関係が決定されても良い。   Also, depending on the use of the information obtained by the corresponding point search operation, conversely, the result of the corresponding point search processing for a plurality of relatively low resolution images and the error range according to the resolution. Based on this, the reference point Sp1 is such that the amount of deviation of the X coordinate between the position of the reference point Sp1 with respect to the reference image G1 and the position of the corresponding point with respect to the reference image G2 is the smallest within the error range according to the resolution. And the relationship between corresponding points may be determined.

このような構成が適している用途としては、監視カメラによって得られるステレオ画像を用いて人物等が危険な場所に近づいている状況を検知して報知するようなシステムが考えられる。例えば、危険な場所(池、川、崖、および各種施設等)の近隣において該危険な場所に向けて監視カメラが設けられる場合には、人物等が危険な場所に近づけば近づく程、ステレオ画像において人物等が遠くにとらえられる。このため、このような用途に対しては、視差がより小さく検出される方が、人物等の危険な場所への接近を厳し目に検知することが可能であり、安全を保持する上で好ましい。   As an application in which such a configuration is suitable, a system that detects and notifies a situation in which a person or the like is approaching a dangerous place using a stereo image obtained by a surveillance camera can be considered. For example, when a surveillance camera is provided near a dangerous place (pond, river, cliff, various facilities, etc.) toward the dangerous place, the closer the person or the like gets closer to the dangerous place, the more the stereo image A person etc. can be seen far away. Therefore, for such applications, it is preferable that the parallax is detected to be smaller because it is possible to strictly detect the approach to a dangerous place such as a person and to maintain safety. .

◎また、上記一実施形態では、POC値が離散的に求められたが、これに限られない。例えば、隣接画素間でPOC値の補間演算を行い、ピークJcの位置を1画素のサイズよりも細かいサブピクセルのサイズで推定することで、更に細かく対応点の探索を行うこともできる。補間演算の手法としては、離散的に求められたPOC値の分布から放物線の関数を求める手法等が考えられる。このような構成によれば、対応点の探索結果における分解能の向上が図られる。   In the above embodiment, the POC values are obtained discretely, but the present invention is not limited to this. For example, a corresponding point can be searched more finely by performing an interpolation calculation of POC values between adjacent pixels and estimating the position of the peak Jc with a sub-pixel size smaller than the size of one pixel. As a method for the interpolation calculation, a method for obtaining a parabolic function from the distribution of the POC values obtained discretely can be considered. According to such a configuration, the resolution in the corresponding point search result can be improved.

但し、演算量の増加の抑制および演算の高速化の観点から言えば、各解像度の画像間における対応点の探索処理においてサブピクセルのサイズで対応点の探索が行われるよりも、各画素について基準点Sp1と対応点との関係が決定される際に限定して、サブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる方が好ましい。このため、例えば、最終探索処理においてのみサブピクセルのサイズで対応点の探索が行われる態様や、最終探索処理以外の探索処理においてサブピクセルのサイズで対応点の探索が行われる態様等、種々のバリエーションが考えられる。   However, from the viewpoint of suppressing an increase in the amount of calculation and speeding up the calculation, the reference point for each pixel is used rather than the search for the corresponding point at the subpixel size in the search process of the corresponding point between the images of each resolution. Only when the relationship between the point Sp1 and the corresponding point is determined, it is preferable that the corresponding point is detected with the size of the sub-pixel. For this reason, for example, there are various modes such as a mode in which a corresponding point is searched with a subpixel size only in the final search process, and a mode in which a corresponding point is searched with a subpixel size in a search process other than the final search process. Variations are possible.

◎また、上記一実施形態では、基準画像G1の各画素に対して、参照画像G2において対応する画素が検出されたが、これに限られない。例えば、画素同士の位置の対応付けの他に、画素と画素との間の部分(サブピクセル)の位置に対して、参照画像G2における対応点が検出される構成等が考えられる。   In the embodiment described above, corresponding pixels are detected in the reference image G2 for each pixel of the standard image G1, but the present invention is not limited to this. For example, in addition to associating the positions of pixels, a configuration in which corresponding points in the reference image G2 are detected with respect to the position of a portion (subpixel) between the pixels can be considered.

このような構成については、最終探索処理の結果からサブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる態様や、最終探索処理以外の探索処理の結果からサブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる態様等、種々のバリエーションが考えられる。このような態様によれば、対応点の探索結果における情報量、すなわち分解能の向上が図られる。   In such a configuration, the corresponding point is detected with the subpixel size from the result of the final search process, or the corresponding point is detected with the subpixel size from the result of the search process other than the final search process. Various variations, such as an aspect, can be considered. According to such an aspect, the amount of information in the corresponding point search result, that is, the resolution can be improved.

ここで、最終探索処理の結果からサブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる態様について具体例を挙げて説明する。   Here, a mode in which corresponding points are detected with the size of the sub-pixel from the result of the final search process will be described with a specific example.

図22は、本変形例に係る制御部36Bにおいて実現される機能的な構成を示す図である。本変形例に係る情報処理システム1Bは、上記一実施形態に係る情報処理システム1Aと比較して、制御部36Aが、機能的な構成である補間演算部379Bが追加された制御部36Bに変更されるとともに、記憶部34に格納されるプログラムPGaがプログラムPGbに変更され、該変更に伴って、情報処理装置3Aが情報処理装置3Bに変更されたものである。このため、本変形例に係る情報処理システム1Bは、上記一実施形態に係る情報処理システム1Aと、大部分において同様な構成を有する。このため、同様な構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下説明する。   FIG. 22 is a diagram illustrating a functional configuration realized in the control unit 36B according to the present modification. In the information processing system 1B according to the present modification, the control unit 36A is changed to the control unit 36B to which an interpolation calculation unit 379B having a functional configuration is added, as compared with the information processing system 1A according to the one embodiment. In addition, the program PGa stored in the storage unit 34 is changed to the program PGb, and the information processing apparatus 3A is changed to the information processing apparatus 3B in accordance with the change. For this reason, the information processing system 1B according to the present modification has the same configuration in most part as the information processing system 1A according to the above-described embodiment. For this reason, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a different part is demonstrated below.

補間演算部379Bは、対応点決定部376によって得られるピクセル単位の基準点Sp1と対応点との関係と、対応点決定部376によって得られる基準点Sp1の周囲に位置する画素(周辺画素)に係る基準点Sp1と対応点との関係とを用いた補間演算を行う。この補間演算により、補間演算部379Bは、基準画像G1のうちの基準点Sp1として設定される一画素から該一画素の周辺に位置する周辺画素に至る迄の途中の点(中途点)について、参照画像G2における対応点を導出する。   The interpolation calculation unit 379B determines the relationship between the reference point Sp1 in pixel units obtained by the corresponding point determination unit 376 and the corresponding point, and pixels (peripheral pixels) located around the reference point Sp1 obtained by the corresponding point determination unit 376. An interpolation calculation is performed using the relationship between the reference point Sp1 and the corresponding point. As a result of this interpolation calculation, the interpolation calculation unit 379B is configured to perform a halfway point (intermediate point) from one pixel set as the reference point Sp1 in the reference image G1 to a peripheral pixel located around the one pixel. Corresponding points in the reference image G2 are derived.

なお、補間演算としては、基準画像G1のうちの同じY座標の連続して列ぶ3画素について決定される視差が単調な減少または単調な増加の傾向を示す場合には、例えば、隣接画素間の中点に係る視差がいわゆる内挿によって求められる演算が採用されれば良い。また、基準画像G1のうちの同じY座標の連続して列ぶ3画素について決定される視差が単調な減少または単調な増加の傾向を示さない場合には、各種フィッティング等が採用されれば良い。   As the interpolation calculation, when the parallax determined for three consecutive pixels of the same Y coordinate in the reference image G1 shows a monotonous decrease or monotonous increase tendency, for example, between adjacent pixels It is only necessary to employ a calculation in which the parallax concerning the middle point is obtained by so-called interpolation. Further, when the parallax determined for three consecutive pixels of the same Y coordinate in the reference image G1 does not show a monotonous decrease or monotonous increase, various fittings or the like may be employed. .

図23は、本変形例に係る補間演算方法の一例を説明するための図である。   FIG. 23 is a diagram for explaining an example of the interpolation calculation method according to the present modification.

ここで、仮に、基準画像G1のうちの同じY座標の連続して列ぶ3点について、最終探索処理によって基準画像G1と参照画像G2との間における視差が求められているものとする。具体的には、X座標がXaの画素に対して視差Vaが求められ、X座標がXbの画素に対して視差Vbが求められ、X座標がXcの画素に対して視差Vcが求められているものとする。   Here, it is assumed that the parallax between the standard image G1 and the reference image G2 is obtained by the final search process for three consecutive points of the same Y coordinate in the standard image G1. Specifically, the parallax Va is obtained for a pixel whose X coordinate is Xa, the parallax Vb is obtained for a pixel whose X coordinate is Xb, and the parallax Vc is obtained for a pixel whose X coordinate is Xc. It shall be.

このような条件では、図23で示されるように、横軸がX座標を示すとともに縦軸が視差を示すグラフに、連続する3点のX座標と視差に係るプロットPLa〜PLcが付される。次に、中央のプロットPLbと、両側のプロットPLa,PLcのうちの視差がプロットPLbを基準としてより大きく異なるプロット(図23ではプロットPLa)とを結ぶ直線(一点鎖線)が引かれる。更に、該直線と傾きの正負が逆の直線(一点鎖線)が、残余のプロット(図23ではプロットPLc)を通るように引かれる。そして、2本の直線が交叉する点(図23では、X座標がXe、視差がVe)が求められる。この点に係るX座標がXeと視差がVeとの組合せに係る情報が、補間演算によって得られる結果に相当する。   Under such conditions, as shown in FIG. 23, three consecutive X coordinates and plots PLa to PLc relating to parallax are attached to a graph in which the horizontal axis indicates the X coordinate and the vertical axis indicates the parallax. . Next, a straight line (one-dot chain line) is drawn connecting the central plot PLb and a plot (plot PLa in FIG. 23) in which the parallax of the plots PLa and PLc on both sides differs greatly with respect to the plot PLb. Further, a straight line (one-dot chain line) having the opposite polarity to that of the straight line is drawn so as to pass through the remaining plot (plot PLc in FIG. 23). Then, a point where two straight lines intersect (in FIG. 23, the X coordinate is Xe and the parallax is Ve) is obtained. Information related to the combination of the X coordinate Xe and the parallax Ve regarding this point corresponds to the result obtained by the interpolation calculation.

図24は、情報処理システム1Bにおける対応点探索動作に係る動作フローを例示するフローチャートである。本動作フローは、制御部36BがプログラムPGbを読み込んで実行することで実現される。なお、本動作フローは、図19〜図21で示された上記一実施形態に係る対応点探索動作に係る動作フローと比較して、図20のステップST19から図21のステップST31に進む迄の間に、ステップST191,ST192が追加されている点で異なり、その他の点については同様なものとなっている。以下、相違点であるステップST191,ST192について説明する。   FIG. 24 is a flowchart illustrating an operation flow according to the corresponding point search operation in the information processing system 1B. This operation flow is realized by the control unit 36B reading and executing the program PGb. In addition, this operation | movement flow is compared with the operation | movement flow which concerns on the corresponding point search operation | movement based on the said one embodiment shown by FIGS. 19-21 until it progresses from step ST19 of FIG. 20 to step ST31 of FIG. In the meantime, steps ST191 and ST192 are added, and the other points are the same. Hereinafter, steps ST191 and ST192 which are different points will be described.

ステップST191では、補間演算部379Bによって、基準画像G1の同一のY座標における3つの連続する画素について3回連続して最終探索処理が実行されたところであるか否かが判定される。ここで、3回連続して最終探索処理が実行されたところであれば、ステップST192に進み、3回連続して最終探索処理が実行されたところでなければ、図21のステップST31に進む。   In step ST191, the interpolation calculation unit 379B determines whether or not the final search process has been executed three times in succession for three consecutive pixels at the same Y coordinate of the reference image G1. If the final search process has been executed three times in succession, the process proceeds to step ST192. If the final search process has not been executed three times in succession, the process proceeds to step ST31 in FIG.

ステップST192では、補間演算部379Bによる補間演算が実行される。該補間演算では、上述したように、3回連続して実行された最終探索処理によって得られる基準画像G1と参照画像G2との間における視差に基づいて、サブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる。ここでは、該3つの画素のうちの1つの画素に係る視差については、直前のステップST19において導出されている。   In step ST192, an interpolation calculation is performed by the interpolation calculation unit 379B. In the interpolation calculation, as described above, the corresponding points are detected with the size of the sub-pixel based on the parallax between the reference image G1 and the reference image G2 obtained by the final search process executed three times in succession. Done. Here, the parallax related to one of the three pixels is derived in the immediately preceding step ST19.

なお、ステップST192が終了されると、図21のステップST31に進むが、このとき、ステップST31では、ステップST19における決定結果、およびステップST192における補間演算の結果に係る情報が、記憶部34に記憶される。   When step ST192 is completed, the process proceeds to step ST31 in FIG. 21. At this time, in step ST31, information related to the determination result in step ST19 and the result of the interpolation calculation in step ST192 is stored in the storage unit 34. Is done.

次に、最終探索処理以外の探索処理の結果からサブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる態様について具体例を挙げて説明する。   Next, an aspect in which the corresponding points are detected with the size of the subpixel from the result of the search process other than the final search process will be described with a specific example.

図22で示されるように、本変形例に係る情報処理システム1Cは、上記一実施形態に係る情報処理システム1Aと比較して、制御部36Aが、機能的な構成である補間演算部379Cが追加された制御部36Cに変更されるとともに、記憶部34に格納されるプログラムPGaがプログラムPGcに変更され、該変更に伴って、情報処理装置3Aが情報処理装置3Cに変更されたものである。このため、本変形例に係る情報処理システム1Cは、上記一実施形態に係る情報処理システム1Aと、大部分において同様な構成を有する。このため、同様な構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について以下説明する。   As shown in FIG. 22, the information processing system 1C according to the present modification includes an interpolation calculation unit 379C having a functional configuration as compared with the information processing system 1A according to the above-described embodiment. The program PGa stored in the storage unit 34 is changed to the program PGc, and the information processing apparatus 3A is changed to the information processing apparatus 3C in accordance with the change. . For this reason, the information processing system 1C according to the present modification has the same configuration in most part as the information processing system 1A according to the embodiment. For this reason, about the same structure, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and a different part is demonstrated below.

補間演算部379Cは、上述した補間演算部379Bと同様な構成を有する。但し、補間演算部379Cでは、補間演算部379Bと比較して、補間演算に用いられる情報が異なっている。この相違点について、図25で示される情報処理システム1Cにおける対応点探索動作に係る動作フローを示すフローチャートを参照しつつ、説明する。   The interpolation calculation unit 379C has the same configuration as the above-described interpolation calculation unit 379B. However, the information used for the interpolation calculation is different in the interpolation calculation unit 379C compared to the interpolation calculation unit 379B. This difference will be described with reference to a flowchart showing an operation flow related to the corresponding point search operation in the information processing system 1C shown in FIG.

なお、本動作フローは、図19〜図21で示された上記一実施形態に係る対応点探索動作に係る動作フローと比較して、図20のステップST21から図21のステップST31に進む迄の間に、ステップST201が追加されている点で異なり、その他の点については同様なものとなっている。   In addition, this operation | movement flow is compared with the operation | movement flow which concerns on the corresponding point search operation | movement which concerns on the said one embodiment shown by FIGS. 19-21 until it progresses to step ST31 of FIG. 21 from step ST21 of FIG. In the meantime, step ST201 is added, and the other points are the same.

ステップST201では、補間演算部379Cによる補間演算が実行される。該補間演算では、基準画像G1のうちの同じY座標の連続して列ぶ3つの画素に対して決定された視差に基づいて、サブピクセルのサイズで対応点の検出が行われる。ここでは、該3つの画素のうちの1つの画素に係る視差については、直前のステップST21において導出されている。   In step ST201, interpolation calculation by the interpolation calculation unit 379C is executed. In the interpolation calculation, corresponding points are detected with the size of the sub-pixel based on the parallax determined for three consecutive pixels of the same Y coordinate in the reference image G1. Here, the parallax related to one of the three pixels is derived in the immediately preceding step ST21.

なお、ステップST201が終了されると、図21のステップST31に進むが、このとき、ステップST31では、ステップST21における決定結果、およびステップST201における補間演算の結果に係る情報が、記憶部34に記憶される。   When step ST201 is completed, the process proceeds to step ST31 in FIG. 21. At this time, in step ST31, information related to the determination result in step ST21 and the result of the interpolation operation in step ST201 is stored in the storage unit 34. Is done.

◎また、上記一実施形態では、制御部36Aにおいて、画像間の対応点の情報を用いた三角測量の原理に基づき、被写体OBの3次元位置が算出され、該被写体OBの3次元位置に基づく被写体OBの3次元画像が表示部32において可視的に出力されるが、この表示の態様としては、種々のバリエーションが考えられる。   In the above embodiment, the control unit 36A calculates the three-dimensional position of the subject OB based on the principle of triangulation using information on corresponding points between images, and based on the three-dimensional position of the subject OB. A three-dimensional image of the subject OB is visually output on the display unit 32, and various variations are conceivable as the display mode.

例えば、探索精度に応じた誤差の範囲が付加されている基準点Sp1と対応点との関係から求められた被写体OBの3次元位置については、誤差の範囲が付加されていない基準点Sp1と対応点との関係から求められた被写体OBの3次元位置と区別可能な態様で表示される態様が考えられる。この区別可能な態様としては、例えば、色の違いや輪郭の強調等によって実現される。これにより、ユーザーにとって、探索精度が高い部分と探索精度が低い部分との区別が容易となる。   For example, the three-dimensional position of the subject OB obtained from the relationship between the reference point Sp1 to which the error range corresponding to the search accuracy is added and the corresponding point corresponds to the reference point Sp1 to which no error range is added. A possible mode is one that is displayed in a manner distinguishable from the three-dimensional position of the subject OB obtained from the relationship with the point. This distinguishable aspect is realized by, for example, color difference or contour enhancement. This makes it easy for the user to distinguish between a portion with high search accuracy and a portion with low search accuracy.

また、例えば、車載カメラによって得られるステレオ画像を用いて障害物の接近を検知して追突の危険性がある障害物を視認可能な状態で表示するような構成では、探索精度に応じた誤差の範囲が付加されている基準点Sp1と対応点との関係から求められた被写体OBの3次元位置については、障害物が接近しているか否かを判定するための閾値を厳し目に設定するような態様が考えられる。   In addition, for example, in a configuration in which the approach of an obstacle is detected using a stereo image obtained by an in-vehicle camera and an obstacle with a risk of rear-end collision is displayed in a visually recognizable state, an error corresponding to the search accuracy is displayed. Regarding the three-dimensional position of the subject OB obtained from the relationship between the reference point Sp1 to which the range is added and the corresponding point, a threshold value for determining whether or not an obstacle is approaching is set strictly. Various embodiments are possible.

具体的には、例えば、障害物が20m以内にあれば、追突の危険性があると判定される場合に、閾値がデフォルトである20mから30mに変更されるような態様が考えられる。このような態様により、障害物の接近に対する安全性が高まる。   Specifically, for example, when it is determined that there is a risk of a rear-end collision if the obstacle is within 20 m, a mode in which the threshold is changed from the default 20 m to 30 m can be considered. By such an aspect, the safety | security with respect to the approach of an obstruction increases.

また、例えば、3次元位置が閾値未満の距離にある2点については1つの物体をとらえた画像領域に含まれるものと判定されるクラスタリングが実行される際に、閾値が、探索精度に応じた誤差の範囲に応じて変更されるような態様が考えられる。   In addition, for example, when clustering is performed in which two points whose three-dimensional positions are at a distance less than the threshold are determined to be included in the image area that captures one object, the threshold corresponds to the search accuracy. A mode in which the range is changed according to the error range is conceivable.

具体的には、例えば、隣接する2点の3次元位置が、10cm以内にあれば、1つの物体を構成するものと判定される場合に、クラスタリングに係る閾値が±10cmに設定される。これに対して、探索精度に応じた誤差の範囲に応じて、該クラスタリングに係る閾値が、±20cmに変更されるような態様が考えられる。   Specifically, for example, if the three-dimensional positions of two adjacent points are within 10 cm, the threshold value for clustering is set to ± 10 cm when it is determined that the object constitutes one object. On the other hand, a mode in which the threshold value related to the clustering is changed to ± 20 cm according to the error range corresponding to the search accuracy is conceivable.

◎また、上記一実施形態では、評価値CTRが算出される際に、評価領域に係る画素値の平均値が基準値として算出されたが、これに限られない。例えば、基準値が、各画素に隣接する4方向または8方向の画素の平均値等であっても良い。   In the above-described embodiment, when the evaluation value CTR is calculated, the average value of the pixel values related to the evaluation region is calculated as the reference value. However, the present invention is not limited to this. For example, the reference value may be an average value of pixels in four or eight directions adjacent to each pixel.

◎また、上記一実施形態では、基準画像G1および参照画像G2を対象として、1本の水平ラインおきおよび1本の垂直ラインおきに画素の間引きが行われることで、段階的に50%ずつ縮小された第1〜3縮小基準画像G11〜G13および第1〜3縮小参照画像G21〜G23が生成されたが、これに限られない。   In the above-described embodiment, the pixels are thinned out every other horizontal line and every other vertical line for the base image G1 and the reference image G2, and the image is reduced step by step by 50%. Although the first to third reduced standard images G11 to G13 and the first to third reduced reference images G21 to G23 are generated, the present invention is not limited thereto.

例えば、段階的な縮小率は50%ずつの一定である必要性はない。但し、第1縮小基準画像G11と第1縮小参照画像G21とが同一の解像度であり、第2縮小基準画像G12と第2縮小参照画像G22とが同一の解像度であり、第3縮小基準画像G13と第3縮小参照画像G23とが同一の解像度である必要性がある。   For example, the stepwise reduction rate need not be constant at 50%. However, the first reduced reference image G11 and the first reduced reference image G21 have the same resolution, the second reduced reference image G12 and the second reduced reference image G22 have the same resolution, and the third reduced reference image G13. And the third reduced reference image G23 need to have the same resolution.

◎また、上記一実施形態では、単純に画素値が用いられて、コントラストに係る評価値が算出されたが、これに限られない。例えば、ステレオ画像が、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)等を用いたカラー画像であれば、色毎に、画素値が用いられて、コントラストに係る評価値が算出され、該評価値を用いた判定が行われても良い。   In the above-described embodiment, the pixel value is simply used to calculate the contrast-related evaluation value. However, the present invention is not limited to this. For example, if the stereo image is a color image using red (R), green (G), blue (B), or the like, pixel values are used for each color, and an evaluation value related to contrast is calculated. The determination using the evaluation value may be performed.

◎また、上記一実施形態では、2つの画像(基準画像G1と参照画像G2)の間における対応点の探索について説明したが、これに限られない。本発明は、2以上の画像の間における対応点の探索に適用することができる。   In the above-described embodiment, the search for corresponding points between the two images (the base image G1 and the reference image G2) has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to search for corresponding points between two or more images.

◎また、上記一実施形態では、基準画像G1に係る画像(具体的には、基準画像G1、第1縮小基準画像G11、および第2縮小基準画像G12)に対して評価領域が設定され、該評価領域について評価値が算出されたが、これに限られない。例えば、参照画像G2に係る画像(具体的には、参照画像G2、第1縮小参照画像G21、および第2縮小参照画像G22)に対して評価領域が設定され、該評価領域について評価値が算出されても良い。このとき、評価領域が、例えば、処理対象点Pp2,Pp21,Pp22が中心点として包含されるように設定される態様等が考えられる。   In the above-described embodiment, an evaluation region is set for an image related to the reference image G1 (specifically, the reference image G1, the first reduced reference image G11, and the second reduced reference image G12). Although the evaluation value is calculated for the evaluation region, the present invention is not limited to this. For example, an evaluation area is set for an image related to the reference image G2 (specifically, the reference image G2, the first reduced reference image G21, and the second reduced reference image G22), and an evaluation value is calculated for the evaluation area. May be. At this time, the aspect etc. which the evaluation area | region is set so that process target point Pp2, Pp21, Pp22 is included as a center point etc. can be considered, for example.

◎なお、上記一実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。   It goes without saying that all or a part of each of the above-described embodiment and various modifications can be appropriately combined within a consistent range.

1A,1B,1C 情報処理システム
2 ステレオカメラ
3A,3B,3C 情報処理装置
34 記憶部
36A,36B,36C 制御部
361 画像取得部
362 解像度変換部
363 探索基準点設定部
364 下層画像指定部
365 初期視差設定部
366 初期ウインドウ設定部
367 下層対応点探索部
368 次層画像指定部
369 評価領域設定部
370 評価値算出部
371 探索禁止部
372 次層視差設定部
373 次層ウインドウ設定部
374 次層対応点探索部
375 残層判定部
376 対応点決定部
377 記憶処理部
378 残画素判定部
379B,379C 補間演算部
Ae1,Ae11,Ae12 評価領域
G1 基準画像
G11〜G13 第1〜3縮小基準画像
G2 参照画像
G21〜G23 第1〜3縮小参照画像
PGa,PGb,PGc プログラム
Pp2,Pp21,Pp22,Pp23 処理対象点
Sp1,Sp11,Sp12,Sp13 基準点
W1,W11,W12,W13 基準領域
W2,W21,W22,W23 比較領域
1A, 1B, 1C Information processing system 2 Stereo camera 3A, 3B, 3C Information processing device 34 Storage unit 36A, 36B, 36C Control unit 361 Image acquisition unit 362 Resolution conversion unit 363 Search reference point setting unit 364 Lower layer image designating unit 365 Initial Parallax setting unit 366 Initial window setting unit 367 Lower layer corresponding point search unit 368 Next layer image designation unit 369 Evaluation region setting unit 370 Evaluation value calculation unit 371 Search prohibition unit 372 Second layer parallax setting unit 373 Next layer window setting unit 374 Next layer correspondence Point search unit 375 Remaining layer determination unit 376 Corresponding point determination unit 377 Storage processing unit 378 Remaining pixel determination unit 379B, 379C Interpolation calculation unit Ae1, Ae11, Ae12 Evaluation region G1 reference image G11 to G13 First to third reduced reference images G2 reference Images G21 to G23 First to third reduced reference images PGa , PGb, PGc Program Pp2, Pp21, Pp22, Pp23 Processing target point Sp1, Sp11, Sp12, Sp13 Reference point W1, W11, W12, W13 Reference region W2, W21, W22, W23 Comparison region

Claims (16)

第1画像の各画素について第2画像の対応点が検索される対応点探索装置であって、
前記第1画像に対して解像度を低下させた関係にある第1低解像度画像を生成するとともに、前記第2画像に対して解像度を低下させた関係にある第2低解像度画像を生成する生成手段と、
前記第1低解像度画像に対して第1基準点を設定するとともに、前記第2低解像度画像を対象として前記第1基準点に対応する第1対応点を探索する第1探索処理を行う第1探索手段と、
前記第1画像に対して前記第1基準点に対応する第2基準点を設定するとともに、前記第1探索処理による第1探索結果を利用して、前記第2画像を対象として前記第2基準点に対応する第2対応点を探索する第2探索処理を行う第2探索手段と、
前記第1画像のうちの前記第2基準点を包含する領域、および前記第2画像のうちの前記第2基準点に対応する点を包含する領域の少なくとも何れか一方に相当する評価領域について、画素値の変動に係る評価値を算出する算出手段と、
前記評価値と閾値との比較結果に応じて、前記第2探索処理の実行を禁止する禁止手段と、
前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理による第2探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする対応点探索装置。
A corresponding point search device for searching for corresponding points of the second image for each pixel of the first image,
To generate a first low resolution image having a relationship with a reduced resolution with respect to the first image, generating means for generating a second low-resolution image having a relationship with a reduced resolution to the second image When,
A first reference point is set for the first low-resolution image, and a first search process is performed for searching for a first corresponding point corresponding to the first reference point in the second low-resolution image. Search means;
A second reference point corresponding to the first reference point is set for the first image, and the second reference is set for the second image using a first search result obtained by the first search process. Second search means for performing a second search process for searching for a second corresponding point corresponding to the point;
An evaluation region corresponding to at least one of a region including the second reference point in the first image and a region including a point corresponding to the second reference point in the second image. A calculating means for calculating an evaluation value related to a change in pixel value;
Prohibiting means for prohibiting the execution of the second search process according to a comparison result between the evaluation value and the threshold;
When execution of the second search process is prohibited by the prohibition means, a relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined based on the first search result, and the prohibition means If execution of the second search process is not prohibited, a determining unit that determines a relationship between the second reference point and the second corresponding point based on a second search result by the second search process ;
A corresponding point search device comprising:
請求項1に記載の対応点探索装置であって、
前記禁止手段が、
前記評価値が前記閾値未満である場合に、前記第2探索処理の実行を禁止することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 1,
The prohibition means is
The corresponding point search device for prohibiting execution of the second search process when the evaluation value is less than the threshold value.
請求項1または請求項2に記載の対応点探索装置であって、
前記評価値が、
前記評価領域における画素値のコントラストに係る評価値を含むことを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 1 or 2,
The evaluation value is
The corresponding point search apparatus characterized by including the evaluation value which concerns on the contrast of the pixel value in the said evaluation area | region.
請求項3に記載の対応点探索装置であって、
前記算出手段が、
前記評価領域に含まれる各画素に係る画素値と基準値との差分の総和を前記評価値として算出することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 3,
The calculating means is
A corresponding point search apparatus that calculates a sum of differences between a pixel value and a reference value for each pixel included in the evaluation region as the evaluation value.
請求項4に記載の対応点探索装置であって、
前記算出手段が、
前記評価領域に係る画素値の平均値を前記基準値として算出することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 4,
The calculating means is
The corresponding point search apparatus characterized in that an average value of pixel values related to the evaluation area is calculated as the reference value.
請求項3に記載の対応点探索装置であって、
前記算出手段が、
前記評価領域を対象とした被写体の輪郭を抽出する処理を行い、該評価領域のうちの前記輪郭が占める画素数を前記評価値として算出することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 3,
The calculating means is
A corresponding point search apparatus that performs a process of extracting a contour of a subject for the evaluation region, and calculates the number of pixels occupied by the contour in the evaluation region as the evaluation value.
請求項1または請求項2に記載の対応点探索装置であって、
前記評価値が、
前記評価領域における画素値のパターンの分布に係る評価値を含むことを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 1 or 2,
The evaluation value is
The corresponding point search apparatus characterized by including the evaluation value which concerns on distribution of the pattern of the pixel value in the said evaluation area | region.
請求項7に記載の対応点探索装置であって、
前記算出手段が、
前記評価領域を対象としたフーリエ変換を行うことで、周波数成分の分布を導出し、該周波数成分の分布に基づいて、前記評価値を算出することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 7,
The calculating means is
A corresponding point search apparatus characterized by deriving a distribution of frequency components by performing a Fourier transform on the evaluation region, and calculating the evaluation value based on the distribution of the frequency components.
請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置であって、
前記決定手段が、
前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲を加えて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to any one of claims 1 to 8,
The determining means is
When the prohibition means prohibits the execution of the second search process, an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image is added, and the second reference point and the second corresponding point Corresponding point search device characterized by determining relationship.
請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置であって、
前記決定手段が、
前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合には、前記第1探索結果と前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、前記第1画像に対する前記第2基準点の位置と前記第2画像に対する前記第2対応点の位置との間におけるずれ量が、前記誤差の範囲内で最も大きくなるように、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to any one of claims 1 to 8,
The determining means is
When the prohibition means prohibits execution of the second search process, the first image is detected based on the first search result and an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image. The second reference point and the second correspondence are set such that the amount of deviation between the position of the second reference point and the position of the second corresponding point with respect to the second image is the largest within the range of the error. A corresponding point search device characterized by determining a relationship with a point.
請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置であって、
前記決定手段が、
前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止される場合には、前記第1探索結果と前記第1低解像度画像に係る解像度に応じた誤差の範囲とに基づいて、前記第1画像に対する前記第2基準点の位置と前記第2画像に対する前記第2対応点の位置との間におけるずれ量が、前記誤差の範囲内で最も小さくなるように、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to any one of claims 1 to 8,
The determining means is
When the prohibition means prohibits execution of the second search process, the first image is detected based on the first search result and an error range corresponding to the resolution of the first low-resolution image. The second reference point and the second correspondence are set such that a deviation amount between the position of the second reference point and the position of the second corresponding point with respect to the second image is minimized within the range of the error. A corresponding point search device characterized by determining a relationship with a point.
請求項1から請求項11の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置であって、
前記第1および第2探索処理のうちの少なくとも一方の処理が、
位相限定相関法を用いた処理を含むことを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to any one of claims 1 to 11,
At least one of the first and second search processes is
A corresponding point search apparatus including processing using a phase only correlation method.
請求項1から請求項12の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置であって、
前記決定手段が、
前記禁止手段によって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理結果に応じて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、更に、前記第1画像に含まれる各画素に対して、前記第1探索処理結果に基づいて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定するか、または前記第2探索処理結果に基づいて前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定することを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to any one of claims 1 to 12,
The determining means is
If the prohibition means does not prohibit the execution of the second search process, a relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined according to the second search process result, and the first search process is further performed. For each pixel included in the image, a relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined based on the first search processing result, or the first search processing result is determined based on the second search processing result. 2. A corresponding point search device, wherein a relationship between two reference points and the second corresponding point is determined.
請求項13に記載の対応点探索装置であって、
前記第1画像のうちの一画素から該一画素の周辺に位置する周辺画素に至る迄の中途点について、前記決定手段によって得られる前記一画素に係る前記第2基準点と前記第2対応点との関係と、前記決定手段によって得られる前記周辺画素に係る前記第2基準点と前記第2対応点との関係とを用いた補間演算により、前記第2画像における対応点を導出する補間演算手段、
を更に備えることを特徴とする対応点探索装置。
The corresponding point search device according to claim 13,
The second reference point and the second corresponding point relating to the one pixel obtained by the determining means with respect to an intermediate point from one pixel of the first image to a peripheral pixel located around the one pixel. And an interpolation calculation for deriving a corresponding point in the second image by an interpolation calculation using the relationship between the second reference point and the second corresponding point related to the surrounding pixel obtained by the determining means means,
The corresponding point search apparatus characterized by further including.
第1画像の各画素について第2画像の対応点が検索される対応点探索方法であって、
前記第1画像に対して解像度を低下させた関係にある第1低解像度画像を生成するとともに、前記第2画像に対して解像度を低下させた関係にある第2低解像度画像を生成する生成ステップと、
前記第1低解像度画像に対して第1基準点を設定するとともに、前記第2低解像度画像を対象として前記第1基準点に対応する第1対応点を探索する第1探索処理を行う第1探索ステップと、
前記第1画像のうちの前記第1基準点に対応する第2基準点を包含する領域、および前記第2画像のうちの前記第2基準点に対応する点を包含する領域の少なくとも何れか一方に相当する評価領域について、画素値の変動に係る評価値を算出する算出ステップと、
前記第1探索ステップによる第1探索結果を利用して前記第2画像を対象として前記第2基準点に対応する第2対応点を探索する第2探索処理の実行を、前記評価値と閾値との比較結果に応じて禁止する禁止ステップと、
前記禁止ステップによって前記第2探索処理の実行が禁止される場合に、前記第1探索結果に基づいて、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定し、前記禁止ステップによって前記第2探索処理の実行が禁止されない場合には、前記第2探索処理を実行して、該第2探索処理による第2探索結果に基づき、前記第2基準点と前記第2対応点との関係を決定する決定ステップと、
を備えることを特徴とする対応点探索方法。
A corresponding point search method for searching corresponding points of the second image for each pixel of the first image,
To generate a first low resolution image having a relationship with a reduced resolution with respect to the first image, generating step of generating a second low-resolution image having a relationship with a reduced resolution to the second image When,
A first reference point is set for the first low-resolution image, and a first search process is performed for searching for a first corresponding point corresponding to the first reference point in the second low-resolution image. A search step;
At least one of a region including a second reference point corresponding to the first reference point in the first image and a region including a point corresponding to the second reference point in the second image. A calculation step for calculating an evaluation value related to a change in pixel value for an evaluation region corresponding to
Executing a second search process for searching for a second corresponding point corresponding to the second reference point in the second image using the first search result in the first search step, the evaluation value and the threshold value A prohibition step prohibited according to the comparison result of
When execution of the second search process is prohibited by the prohibition step, a relationship between the second reference point and the second corresponding point is determined based on the first search result, and the prohibition step determines the relationship When the execution of the second search process is not prohibited, the second search process is executed, and the relationship between the second reference point and the second corresponding point is based on the second search result obtained by the second search process. a determination step of determining a,
A corresponding point search method comprising:
対応点探索装置に含まれる制御部において実行されることにより、前記対応点探索装置を、請求項1から請求項14の何れか1つの請求項に記載の対応点探索装置として機能させるプログラム。   The program which makes the said corresponding point search apparatus function as a corresponding point search apparatus as described in any one of Claims 1-14 by being performed in the control part contained in a corresponding point search apparatus.
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