JP5792157B2 - 画像処理装置、方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
L=b×f/D …(1)
以上の処理を、基準画像の全画素について行うことで、画像として撮影された個々の物体との距離を検出することができる。なお、図16において、符号「106」は撮像面、符号「108」は比較画像上の対応点(対応画素)である。
D=b×f/L_cam×(w/2)/(w_ing/2) …(1)
但し、L_camは、地面上に位置しかつ第2方向に沿って画像上の位置(画素数)Pに結像する物体と、第1撮影装置又は第2撮影装置との直線距離、Lは前記物体と第1撮影装置又は第2撮影装置との距離であり、
L_cam=√(h_cam2+L2)×cos(tan-1(L/h_cam)−θ) …(2)
L=tan(tan-1((P−(h/2))×(h_img/2)/(h/2)/f)+θ)×h_cam …(3)
上記(1)〜(3)式の演算を行うことで予め導出される。
図1には本実施形態に係る撮影装置10L,10Rと、撮影装置10L,10Rに接続され撮影装置10L,10Rによって撮影された画像中の立体物を検出する立体物検出装置12と、が示されている。
D=b×f/L_cam×(w/2)/(w_ing/2) …(1)
で求まり、上記(1)式におけるL_camは、地面上に位置しかつY方向に沿って画像上の位置Pに結像する物体と、撮影装置10L,10Rとの直線距離であり、
L_cam=√(h_cam2+L2)×cos(tan-1(L/h_cam)−θ) …(2)
で求まる。また、上記(2)式におけるLは前記物体と撮影装置10L,10Rとの距離であり、撮影光軸と地面との交点(図4A,図4Bに星印で示す位置)は、画像上でのY座標値が"h/2"となることから(図4B参照)、
L=tan(tan-1((P−(h/2))×(h_img/2)/(h/2)/f)+θ)×h_cam …(3)
で求まる。
次に本発明の第2実施形態を説明する。なお、第1実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。
Claims (23)
- 視差に相当する、第1撮影装置によって撮影された第1画像と、前記第1撮影装置と水平方向位置の異なる第2撮影装置によって撮影された第2画像と、の前記水平方向に対応する画像上の第1方向に沿った偏倚量を表す偏倚量情報を、鉛直方向に対応する画像上の第2方向に沿った画像上の各位置について各々記憶する記憶手段と、
前記第1撮影装置によって撮影された第1画像及び前記第2撮影装置によって撮影された第2画像を各々取得する取得手段と、
画像中の前記第1方向に沿った画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置を、前記画素列の前記第2方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量情報が表す前記偏倚量に応じて、前記第1画像と前記第2画像とで相対的に移動させる視差補正を、画像中の前記第1方向に沿った各画素列に対して各々行う処理手段と、
前記処理手段による前記視差補正を経た前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分情報を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された差分情報に基づいて、前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置の撮影範囲内に各々存在している立体物を検出する立体物検出手段と、
を含み、
前記生成手段は、前記差分情報として、前記第1画像と前記第2画像との差分を画素毎に表す差分画像を生成し、
前記立体物検出手段は、前記生成手段によって生成された前記差分画像から前記立体物に相当する画像領域を抽出し、抽出した個々の前記画像領域内に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素から成る線状の差分領域の幅に基づいて、個々の画像領域に対応する立体物との距離を検出する、
画像処理装置。 - 前記生成手段によって生成された前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素を対象として収縮処理を行うことで、前記差分画像のノイズを除去する除去手段を更に備えた請求項1記載の画像処理装置。
- 前記記憶手段に記憶されている偏倚量情報が表す偏倚量は当該偏倚量を画素数で表す偏倚量Dであり、偏倚量Dは、前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置の設置位置における地面からの撮影光軸の高さをh_cam、鉛直方向に対する撮影光軸の傾斜角度をθ、光学系の焦点距離をf、画像の前記第1方向に沿った画素数をw、前記第2方向に沿った画素数をh、画像の前記第1方向に沿った撮像サイズをw_img、前記第2方向に沿った撮像サイズをh_img、前記第2方向に沿った画像上の位置(画素数)をP、前記第1撮影装置と前記第2撮影装置の撮影光軸の距離である基線長をbとしたときに、
D=b×f/L_cam×(w/2)/(w_ing/2) …(1)
但し、L_camは、地面上に位置しかつ第2方向に沿って画像上の位置(画素数)Pに結像する物体と、前記第1撮影装置又は前記第2撮影装置との直線距離、Lは前記物体と前記第1撮影装置又は前記第2撮影装置との距離であり、
L_cam=√(h_cam2+L2)×cos(tan-1(L/h_cam)−θ) …(2)
L=tan(tan-1((P−(h/2))×(h_img/2)/(h/2)/f)+θ)×h_cam …(3)
上記(1)〜(3)式の演算を行うことで予め導出される請求項1又は請求項2記載の画像処理装置。 - 前記偏倚量情報は、前記第1方向に沿った画像上の各位置における前記偏倚量を画素数で表す情報であり、
前記処理手段は、前記第1画像又は前記第2画像の出力を画素単位で遅延させる遅延手段を備え、前記第1画像及び前記第2画像を画素単位で並列に前記生成手段へ出力するにあたり、出力対象の前記画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量が表す画素数分だけ、前記第1画像の出力又は前記第2画像の出力を前記遅延手段によって相対的に遅延させる前記視差補正を、出力対象の前記画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置の変化に応じて前記遅延手段による遅延画素数を切替えながら行う請求項1〜請求項3の何れか1項記載の画像処理装置。 - 前記遅延手段は、前記第1画像又は前記第2画像の出力を1画素分遅延させる遅延部が直列に複数接続されて構成されており、
前記処理手段は、出力対象の前記画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量が表す画素数に対応する数の前記遅延部を通過したデータを、前記第1画像又は前記第2画像として出力するデータとして選択することで、前記第1画像又は前記第2画像として出力するデータを前記画素数分だけ遅延させる請求項4記載の画像処理装置。 - 前記処理手段は、前記第1方向に沿った画像上の位置が、予め設定された水平線に相当する位置よりも鉛直方向上側に対応する範囲に位置している前記画素列を前記視差補正の対象から除外する請求項1〜請求項5の何れか1項記載の画像処理装置。
- 前記取得手段によって取得された前記第1画像及び前記第2画像に対し、前記第1撮影装置と前記第2撮影装置の前記水平方向に沿った撮影範囲の相違、撮影倍率の相違、撮影光軸回りの回転角の相違、及び、輝度の相違、の少なくとも1つを補正する補正手段を更に備え、
前記処理手段は、前記補正手段による前記補正を経た前記第1画像及び前記第2画像に対して前記視差補正を行う請求項1〜請求項6の何れか1項記載の画像処理装置。 - 前記立体物検出手段による前記立体物の検出結果を出力する出力手段を更に備えた請求項1記載の画像処理装置。
- 前記立体物検出手段は、前記生成手段によって生成された前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素の前記差分画像上での分布に基づいて、前記差分画像から前記立体物に相当する画像領域を抽出することで、前記立体物に相当する画像領域の画像上での位置を検出する請求項1記載の画像処理装置。
- 前記立体物検出手段は、前記生成手段によって生成された前記差分画像から前記立体物に相当する画像領域を抽出し、前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素を対象として収縮処理を行うことを、抽出した個々の前記画像領域内に存在する前記差分画素から成る線状の差分領域が消滅したか否かを個々の前記画像領域毎に判定しながら繰り返し、前記線状の差分領域が個々の前記画像領域から消滅した時点での前記収縮処理の実行回数に基づいて、個々の画像領域に対応する立体物との距離を検出する請求項1記載の画像処理装置。
- 前記立体物検出手段は、前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素を対象として収縮処理を複数回行うと共に、前記差分画素から成る線状の差分領域が前記差分画像から消滅したか否かを判定し、
前記出力手段は、前記線状の差分領域が前記差分画像から消滅した時点での前記収縮処理の実行回数が閾値未満か否か、又は、前記収縮処理を所定回実行した時点で前記線状の差分領域が前記差分画像から消滅したか否かに応じて、立体物検出信号を出力するか否か、又は、出力する立体物検出信号の種類を切り替える請求項8記載の画像処理装置。 - 前記生成手段によって生成された前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素の数を計数し、計数結果を出力する画素数計数手段を更に備えた請求項1〜請求項11の何れか1項記載の画像処理装置。
- 前記画素数計数手段は、前記差分画像のうち指定手段を介して指定された領域内に存在する前記差分画素の数を計数する請求項12記載の画像処理装置。
- 視差に相当する、第1撮影装置によって撮影された第1画像と、前記第1撮影装置と水平方向位置の異なる第2撮影装置によって撮影された第2画像と、の前記水平方向に対応する画像上の第1方向に沿った偏倚量を表す偏倚量情報を、鉛直方向に対応する画像上の第2方向に沿った画像上の各位置について各々記憶する記憶手段と、
前記第1撮影装置によって撮影された第1画像及び前記第2撮影装置によって撮影された第2画像を各々取得する取得手段と、
画像中の前記第1方向に沿った画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置を、前記画素列の前記第2方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量情報が表す前記偏倚量に応じて、前記第1画像と前記第2画像とで相対的に移動させる視差補正を、画像中の前記第1方向に沿った各画素列に対して各々行う処理手段と、
前記処理手段による前記視差補正を経た前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分情報を生成する生成手段と、
を含み、
前記生成手段は、前記差分情報として、前記第1画像と前記第2画像との差分を画素毎に表す差分画像を生成し、
前記生成手段によって生成される前記差分画像が、前記処理手段による前記視差補正によって幾何学的な視差が補正され、かつ予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトされた状態での前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分画像となるように構成された、
画像処理装置。 - 前記記憶手段に記憶されている前記偏倚量情報が表す偏倚量が前記幾何学的な視差に相当する偏倚量とされ、
前記処理手段は、前記第1画像及び前記第2画像に対して前記視差補正を行う前又は前記視差補正を行った後に、前記第1画像と前記第2画像とを予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトさせる請求項14記載の画像処理装置。 - 前記記憶手段に記憶されている前記偏倚量情報が表す偏倚量が、前記幾何学的な視差に相当する偏倚量に予め設定された前記シフト量に相当する偏倚量を加えた偏倚量とされているか、又は、前記記憶手段に記憶されている前記偏倚量情報が表す偏倚量が、前記幾何学的な視差に相当する偏倚量とされ、前記処理手段による前記視差補正に用いられる前に前記シフト量に相当する偏倚量が加えられる請求項14記載の画像処理装置。
- 前記記憶手段に記憶されている前記偏倚量情報が表す偏倚量が前記幾何学的な視差に相当する偏倚量とされ、
前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置は、前記第1撮影装置の撮影光軸と前記第2撮影装置の撮影光軸との間隔が、前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置から離れるに従って大きくなる向きとされ、前記第1画像と前記第2画像とが、予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトされた状態となるように前記向きが調整されている請求項14記載の画像処理装置。 - 前記生成手段によって生成された前記差分画像中に存在する、前記第1画像と前記第2画像との差分有りを表す差分画素を対象として、前記第2方向に沿った収縮処理を第1回数だけ実行すると共に、前記第1方向に沿った収縮処理を、前記第1回数よりも多い第2回数実行する収縮処理手段を更に備えた請求項14〜請求項17の何れか1項記載の画像処理装置。
- 前記シフト量は、前記幾何学的な視差に相当する偏倚量の最大値の1/2以下の大きさに設定されている請求項14〜請求項17の何れか1項記載の画像処理装置。
- 前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置は、前記第1撮影装置の撮影光軸と前記第2撮影装置の撮影光軸との間隔が、前記第1撮影装置及び前記第2撮影装置から離れるに従って大きくなる向きとされている請求項1記載の画像処理装置。
- 記憶手段は、視差に相当する、第1撮影装置によって撮影された第1画像と、前記第1撮影装置と水平方向位置の異なる第2撮影装置によって撮影された第2画像と、の前記水平方向に対応する画像上の第1方向に沿った偏倚量を表す偏倚量情報を、鉛直方向に対応する画像上の第2方向に沿った画像上の各位置について各々記憶し、
取得手段は、前記第1撮影装置によって撮影された第1画像及び前記第2撮影装置によって撮影された第2画像を各々取得し、
処理手段は、画像中の前記第1方向に沿った画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置を、前記画素列の前記第2方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量情報が表す前記偏倚量に応じて、前記第1画像と前記第2画像とで相対的に移動させる視差補正を、画像中の前記第1方向に沿った各画素列に対して各々行い、
生成手段は、前記処理手段による前記視差補正を経た前記第1画像と前記第2画像との差分を画素毎に表す差分画像を、差分情報として生成し、
前記生成手段によって生成される前記差分画像が、前記処理手段による前記視差補正によって幾何学的な視差が補正され、かつ予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトされた状態での前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分画像となるように構成された、
画像処理方法。 - 視差に相当する、第1撮影装置によって撮影された第1画像と、前記第1撮影装置と水平方向位置の異なる第2撮影装置によって撮影された第2画像と、の前記水平方向に対応する画像上の第1方向に沿った偏倚量を表す偏倚量情報を、鉛直方向に対応する画像上の第2方向に沿った画像上の各位置について各々記憶する記憶手段と接続されたコンピュータを、
前記第1撮影装置によって撮影された第1画像及び前記第2撮影装置によって撮影された第2画像を各々取得する取得手段、
画像中の前記第1方向に沿った画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置を、前記画素列の前記第2方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量情報が表す前記偏倚量に応じて、前記第1画像と前記第2画像とで相対的に移動させる視差補正を、画像中の前記第1方向に沿った各画素列に対して各々行う処理手段、
及び、前記処理手段による前記視差補正を経た前記第1画像と前記第2画像との差分を画素毎に表す差分画像を差分情報として生成し、前記差分画像が、前記処理手段による前記視差補正によって幾何学的な視差が補正され、かつ予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトされた状態での前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分画像となるように生成する、生成手段
として機能させるための画像処理プログラム。 - 視差に相当する、第1撮影装置によって撮影された第1画像と、前記第1撮影装置と水平方向位置の異なる第2撮影装置によって撮影された第2画像と、の前記水平方向に対応する画像上の第1方向に沿った偏倚量を表す偏倚量情報を、鉛直方向に対応する画像上の第2方向に沿った画像上の各位置について各々記憶する記憶手段と接続されたコンピュータを、
前記第1撮影装置によって撮影された第1画像及び前記第2撮影装置によって撮影された第2画像を各々取得する取得手段、
画像中の前記第1方向に沿った画素列の前記第1方向に沿った画像上の位置を、前記画素列の前記第2方向に沿った画像上の位置に対応する前記偏倚量情報が表す前記偏倚量に応じて、前記第1画像と前記第2画像とで相対的に移動させる視差補正を、画像中の前記第1方向に沿った各画素列に対して各々行う処理手段、
及び、前記処理手段による前記視差補正を経た前記第1画像と前記第2画像との差分を画素毎に表す差分画像を差分情報として生成し、前記差分画像が、前記処理手段による前記視差補正によって幾何学的な視差が補正され、かつ予め設定されたシフト量だけ前記第1方向に沿って相対的にシフトされた状態での前記第1画像と前記第2画像との差分を表す差分画像となるように生成する、生成手段
として機能させるための画像処理プログラムが記録された記録媒体。
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