JP6190486B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
第1のパターン光が投影された対象物を撮像素子により撮像することで得られる第1の画像と、該第1のパターン光における明暗を反転させた第2のパターン光が投影された前記対象物を前記撮像素子により撮像することで得られる第2の画像を取得する画像取得手段と、
隣り合う画素における前記第1の画像の画素値と前記第2の画像の画素値との大小関係が逆転する領域の画素の画素値に基づいて、前記撮像素子に入射される光量を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする。
図1(a)を参照して、本発明に係る情報処理装置としての機能を有する三次元計測装置の構成を説明する。三次元計測装置は、投影部102と、撮像部103と、パーソナル・コンピュータ104と、パーソナル・コンピュータ106とを備えており、計測対象物101の三次元位置を計測する。投影部102は、例えばプロジェクタであり、所定の輝度パターン光を所定のタイミングで計測対象物101へ投影する。撮像部103は、例えばCCDカメラであり、計測対象物101へ投影された輝度パターン光を撮像素子に階調分布として結像させ、飽和光量を超過する露光では最大階調値を階調点ごとに出力し、飽和光量以下の露光では当該露光に対応する階調値を階調点ごとに出力する。
次に、図3のフローチャートを参照して、第1実施形態に係る前準備計測の処理手順を説明する。前準備計測処理とは、撮像素子へ入射する光量の調節値を算出する処理である。
撮像素子の最大階調値 >= Lt >= 撮像素子の最大階調値 × (L1/Lmax)
という関係を満たすように設定する。例えば、目標階調値Ltは上記範囲の最大値としてもよいし、最大値と最小値の平均としてもよい。ここでL1の値を120、Lmaxの値を160、撮像素子の最大階調値を255とすると、
255 >= Lt >= 255×120/160=191
となる。ここでは、最大値255と最小値191の平均値223を目標階調値Ltとして設定する。
図5のフローチャートを参照して、第2実施形態に係る前準備計測の処理手順を説明する。ステップS501において、投影部102は、所定の範囲で一様の輝度値を有する一様パターンを計測対象物101へ投影する。そして撮像部103は、一様パターンが投影された計測対象物101を撮像する。その結果、階調分布G0が取得される。ここで、所定の範囲とは、計測対象物101へ投影され、少なくとも1つの隣り合う交点と交点との間のことを指す。
図7のフローチャートを参照して、第3実施形態に係る前準備計測の処理手順を説明する。ステップS701において、投影部102は、明部と暗部とが交互に配置された第1の輝度パターン105−aを計測対象物101へ投影する。そして、撮像部103は、輝度パターン105−aが投影された計測対象物101を撮像する。その結果、階調分布G1が取得される。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (13)
- 第1のパターン光が投影された対象物を撮像素子により撮像することで得られる第1の画像と、該第1のパターン光における明暗を反転させた第2のパターン光が投影された前記対象物を前記撮像素子により撮像することで得られる第2の画像を取得する画像取得手段と、
隣り合う画素における前記第1の画像の画素値と前記第2の画像の画素値との大小関係が逆転する領域の画素の画素値に基づいて、前記撮像素子に入射される光量を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記撮像素子の露光時間を調整することにより、前記撮像素子に入射される光量を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記制御手段は、投影されるパターン光の明るさを調整することにより、前記撮像素子に入射される光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 第1のパターン光が投影された対象物を撮像手段により撮像することで得られる第1の画像と、該第1のパターン光における明暗を反転させた第2のパターン光が投影された前記対象物を前記撮像手段により撮像することで得られる第2の画像を取得する画像取得手段と、
隣り合う画素における前記第1の画像の画素値と前記第2の画像の画素値との大小関係が逆転する領域の画素の画素値に基づいて、前記撮像手段のゲインを調整することにより、前記撮像手段により撮像することによって得られる画像の輝度値を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記制御手段は、前記領域の画素の画素値が飽和しているかを判断する判断手段を備え、
前記制御手段は、前記飽和していると判断された画素の数が閾値よりも大きい場合に、前記撮像素子に入射される光量が少なくなるように前記光量を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 更に、前記領域を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1のパターン光および前記第2のパターン光は所定の方向に明暗を繰り返すパターンであり、
前記隣り合う画素は前記第1の画像および前記第2の画像において前記所定の方向に対応する方向における隣り合う画素であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記対応する方向は、前記第1の画像または前記第2の画像の垂直または水平方向であることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 更に、前記制御手段により制御された結果に基づいて、三次元計測を行う計測手段を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第1のパターン光および前記第2のパターン光は空間符号化パターンであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 画像処理装置の制御方法であって、
画像取得手段が、第1のパターン光が投影された対象物を撮像素子により撮像することで得られる第1の画像と、該第1のパターン光における明暗を反転させた第2のパターン光が投影された前記対象物を前記撮像素子により撮像することで得られる第2の画像を取得する画像取得工程と、
制御手段が、隣り合う画素における前記第1の画像の画素値と前記第2の画像の画素値との大小関係が逆転する領域の画素の画素値に基づいて、前記撮像素子に入射される光量を制御する制御工程と
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 画像処理装置の制御方法であって、
画像取得手段が、第1のパターン光が投影された対象物を撮像手段により撮像することで得られる第1の画像と、該第1のパターン光における明暗を反転させた第2のパターン光が投影された前記対象物を前記撮像手段により撮像することで得られる第2の画像を取得する画像取得工程と、
制御手段が、隣り合う画素における前記第1の画像の画素値と前記第2の画像の画素値との大小関係が逆転する領域の画素の画素値に基づいて、前記撮像手段のゲインを調整することにより、前記撮像手段により撮像することによって得られる画像の輝度値を制御する制御工程と
を有することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 請求項11又は12に記載の画像処理装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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