JP5783567B2 - 直線検出装置、直線検出方法、直線検出プログラム及び撮影システム - Google Patents
直線検出装置、直線検出方法、直線検出プログラム及び撮影システム Download PDFInfo
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ρ=xsinδ+ycosδ
直線を表す上記式中のρは、原点から直線に垂線を引いたときのその垂線の長さ(原点と直線との間の距離)であり、δは、x軸と垂線とのなす角度である。
上記式(2)は、魚眼レンズ21Aの射影方式を等距離射影方式(すなわち、r=fθ)とした場合のものである。しかし、魚眼レンズ21Aの射影方式は他の射影方式、例えば、立体射影、等立体角射影及び正射影を採用してもよい。
また、直線検出装置30では画像は離散的に扱われるので、画像上の点は、一つの画素として扱われる。よって、以下では、直線検出装置30で処理される画像上の点を画素とも称す。
式(2)中、eθ及びeφは、直交曲線座標系において、θ方向及びφ方向の単位ベクトルである。
従って、式(4)が成り立つ。
式(4)より、式(5)が導かれる
よって、式(6)が成り立つ。
この式(6)を式(2)に代入することによって、球面勾配ベクトル∇Is(θ,φ)が算出される。式(2)は直交曲線座標系における球面勾配ベクトル∇Is(θ,φ)である。この直交曲線座標系における球面勾配ベクトル∇Is(θ,φ)を、図2に示したXYZ直交座標系における球面勾配ベクトルに変換する。θ及びφを利用した直交曲線座標系からXYZ直交座標系への変換は、従来の方法(例えば「長谷川正之、稲岡毅著、“ベクトル解析の基礎”、森北出版株式会社、2004年3月15日」記載の方法)に基づいて行い得る。以下、XYZ直交座標系における球面勾配ベクトルを∇IO(X,Y,Z)と称す。
式(7a)中のベクトルpは、対応エッジ点23sの位置ベクトルを示している。そして、式(7a)は、対応エッジ点23sを通る大円を表す。式(7b)は、法線ベクトルnの方向と対応エッジ点23sにおける球面勾配ベクトルとのなす角度が90°より小さいことを規定している。従って、投票部35は、各対応エッジ点23sを通る複数の大円のうち、その大円を含む平面の法線ベクトルnの方向が対応エッジ点23sにおける球面勾配ベクトルと90°より小さい角度をなす法線ベクトルnを投票する。
以下、実験結果を利用して具体的に説明する。実験では、図2に示した撮影画像22を球面画像形成部33により球面画像40に変換し、球面勾配を利用して直線検出を行った。
Claims (8)
- 撮像手段により撮像された撮影画像内の複数のエッジ点について、前記撮影画像を球の表面に投影した球面画像内における各前記エッジ点の対応点である対応エッジ点の球面勾配ベクトルを算出する勾配算出部と、
前記球面画像における直線投影面の法線ベクトルを表す極角及び方位角で構成されるハフ空間に、各前記対応エッジ点を含む前記直線投影面の前記法線ベクトルを投票する投票部と、
前記ハフ空間において所定の閾値以上の投票数を有する前記法線ベクトルで規定される前記直線投影面を決定することによって、前記撮影画像内の直線を特定する直線特定部と、
を備え、
前記投票部は、各前記対応エッジ点について、前記対応エッジ点の位置ベクトルと直交する法線ベクトルであって、その法線ベクトルと前記対応エッジ点における前記球面勾配ベクトルとの内積が0より大きい法線ベクトルを投票する、
直線検出装置。 - 前記撮影画像を球の表面に投影することによって球面画像を形成する球面画像形成部を備え、
前記勾配算出部は、前記球面画像形成部によって形成された前記対応エッジ点の球面勾配ベクトルを算出する、
請求項1記載の直線検出装置。 - 前記直線投影面の法線ベクトルは、前記球面画像を離散化して得られる各画素の位置ベクトルである、請求項1又は2記載の直線検出装置。
- 撮像手段により撮像された撮影画像内の複数のエッジ点について、前記撮影画像を球の表面に投影した球面画像内における各前記エッジ点の対応点である対応エッジ点の球面勾配ベクトルを算出する勾配算出工程と、
前記球面画像における直線投影面の法線ベクトルを表す極角及び方位角で構成されるハフ空間に、各前記対応エッジ点を含む前記直線投影面の前記法線ベクトルを投票する投票工程と、
前記ハフ空間において所定の閾値以上の投票数を有する前記法線ベクトルで規定される前記直線投影面を決定することによって、前記撮影画像内の直線を特定する直線特定工程と、
を備え、
前記投票工程では、各前記対応エッジ点について、前記対応エッジ点の位置ベクトルと直交する法線ベクトルであって、その法線ベクトルと前記対応エッジ点における前記球面勾配ベクトルとの内積が0より大きい法線ベクトルを投票する、
直線検出方法。 - 前記撮影画像を球の表面に投影することによって球面画像を形成する球面画像形成工程を備え、
前記勾配算出工程では、前記球面画像形成工程において形成された前記対応エッジ点の球面勾配ベクトルを算出する、
請求項4記載の直線検出方法。 - 前記投票工程では、前記球面画像を離散化して得られる各画素の位置ベクトルを前記法線ベクトルとして投票する、請求項4又は5記載の直線検出方法。
- コンピュータを、
撮像手段により撮像された撮影画像内の複数のエッジ点について、前記撮影画像を球の表面に投影した球面画像内における各前記エッジ点の対応点である対応エッジ点の球面勾配ベクトルを算出する勾配算出部と、
前記球面画像における直線投影面の法線ベクトルを表す極角及び方位角で構成されるハフ空間に、各前記対応エッジ点を含む前記直線投影面の前記法線ベクトルを投票する投票部と、
前記ハフ空間において所定の閾値以上の投票数を有する前記法線ベクトルで規定される前記直線投影面を決定することによって、前記撮影画像内の直線を特定する直線特定部と、
して機能させ、
前記投票部を、各前記対応エッジ点について、前記対応エッジ点の位置ベクトルと直交する法線ベクトルであって、その法線ベクトルと前記対応エッジ点における前記球面勾配ベクトルとの内積が0より大きい法線ベクトルを投票するように機能させる、
ための直線検出プログラム。 - 撮影画像を取得する画像取得手段と、
請求項1〜3記載の直線検出装置と、
を備える撮影システム。
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