JP6353175B1 - 視覚特徴を使用した画像の自動結合 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2015年8月7日に出願された米国特許出願第14/821,118号の継続出願であり、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本技術は、1つのロケーションから別のロケーションへの現実的なナビゲーションのための画像間の結合を自動的に生成することに関する。画像は、所与のロケーションから、広い視野をキャプチャするパノラマ画像であり得る。パノラマ画像の既知のロケーションおよびポーズを使用して、異なるパノラマ画像間の特徴が現実的に揃う手法で、1つのパノラマ画像が、近くのパノラマ画像へ結合され得る。現実的な結合を生成するために、壁またはブッシュのような障害物が、考慮されるべきである。この点に関し、その間に見通し線が存在するパノラマ画像のみが結合されるべきである。したがってユーザは、あたかも、実際の3D空間をナビゲートしているかのように、パノラマ画像を介してナビゲートし得、存在するあらゆる障害物を回避する。
図1および図2は、本明細書に記述された特徴が実施され得る例示的なシステム100を含む。それは、本開示の範囲、または、本明細書に記述された特徴の有用性を限定するものと考慮されるべきではない。この例では、システム100は、1つまたは複数のコンピューティングデバイス110、120、130および140、ならびに記憶システム150を含み得る。1つまたは複数のコンピューティングデバイス110は、1つまたは複数のプロセッサ112、メモリ114、および、汎用コンピューティングデバイスに典型的に存在する他の構成要素を含み得る。1つまたは複数のコンピューティングデバイス110のメモリ114は、1つまたは複数のプロセッサ112によって実行され得る命令116を含む、1つまたは複数のプロセッサ112によってアクセス可能な情報を記憶し得る。
上述され図面に例示された動作に加えて、様々な動作が次に記述される。以下の動作は、以下に記述される正確な順序で実行される必要はない。むしろ、様々なステップが、異なる順序でまたは同時に取り扱われ得、ステップはまた、追加または省略され得る。
110 サーバコンピューティングデバイス
112 プロセッサ
114 メモリ
116 命令
118 データ
120 クライアントコンピューティングデバイス
122 ディスプレイ
124 ユーザ入力デバイス
130 クライアントコンピューティングデバイス
132 ディスプレイ
140 クライアントコンピューティングデバイス
142 ディスプレイ
150 記憶システム
180 ネットワーク
220 ユーザ
230 ユーザ
240 ユーザ
310 第1のパノラマ画像
320 第2のパノラマ画像
322 ロケーションB
330 第1のフレーム
340 直線経路
350 第2のフレーム
430 第3のフレーム
440 直線経路
450 第4のフレーム
510 視覚特徴
512 別の視覚特徴
520 視覚特徴
522 別の視覚特徴
530 光線
540 推定された距離
542 推定された距離
550 マッチする特徴
552 マッチする特徴
554 マッチする特徴
600 結合グラフ
610 結合
620 結合
630 結合
640 結合
650 結合
660 結合
670 結合
680 結合
700 結合グラフ
Claims (20)
- 第1のロケーションから撮られた第1の画像と、第2のロケーションから撮られた第2の画像とを、1つまたは複数のプロセッサによって選択するステップと、
前記第2のロケーションに関連する前記第1のロケーションのポジションを、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定するステップと、
前記ポジションに基づいて、前記第1の画像に関する第1のフレームと、前記第2の画像に関する第2のフレームとを、前記1つまたは複数のプロセッサによって選択するステップと、
前記第1のフレームにおける前記第1の画像の視覚特徴の第1のセットと、前記第2のフレームにおける前記第2の画像の視覚特徴の第2のセットとを、前記1つまたは複数のプロセッサによって識別するステップと、
視覚特徴の前記第1のセットと、視覚特徴の前記第2のセットとの間でいくつかのマッチする視覚特徴を、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定するステップと、
前記マッチする視覚特徴の1つまたは複数のポジションを評価することによって、前記第1の画像と前記第2の画像との間の見通し線のための信頼度レベルを、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定するステップと、
前記第1の画像から前記第2の画像へのナビゲーション経路を、少なくとも前記信頼度レベルに基づいて、前記1つまたは複数のプロセッサによって生成するステップと
を備える方法。 - 前記第1のフレームは、前記第1のロケーションからの方向にあり、前記第2のフレームは、前記第2のロケーションからの方向にあり、前記第1および第2のフレームは、前記第1のロケーションと前記第2のロケーションとの間の直線経路の周囲に集められる、請求項1に記載の方法。
- 前記ポジションを決定するステップはさらに、前記第1の画像および前記第2の画像のポーズ情報を決定するステップを備え、前記ポーズ情報は、基本方向に対する前記第1の画像および前記第2の画像の方位情報を備える、請求項1に記載の方法。
- マッチする第1および第2の視覚特徴の所与のペアについて、前記マッチする第1および第2の視覚特徴のポジションを評価するステップと、
第1のパノラマ画像において、前記第1のロケーションから、前記マッチする第1の視覚特徴へ第1の光線を投じるステップと、
第2のパノラマ画像において、前記第2のロケーションから、前記マッチする第2の視覚特徴へ第2の光線を投じるステップと、
前記第1の光線と前記第2の光線とが、前記第1のパノラマ画像と前記第2のパノラマ画像との間のエリアにおいて、互いに最も近くなるか否かを判定するステップと
をさらに備え、
前記信頼度レベルは、さらに、前記第1の光線と前記第2の光線とが、前記第1のパノラマ画像と前記第2のパノラマ画像との間のエリアにおいて、互いに最も近くなるか否かの判定に基づいて決定される、請求項1に記載の方法。 - 前記信頼度レベルを決定するステップはさらに、マッチする視覚特徴の各ペアへ重みを割り当てるステップをさらに備え、前記重みは、
(1)マッチする所与の視覚特徴の再投影エラー、
(2)前記第1のロケーションと前記第2のロケーションとの間の直線経路からの前記マッチする所与の視覚特徴の各々の角距離、および
(3)前記マッチする所与の視覚特徴間の視覚類似性のうちの少なくとも1つに対応する、請求項1に記載の方法。 - 前記信頼度レベルは、
(1)マッチする視覚特徴である識別された視覚特徴のパーセンテージ、
(2)マッチする視覚特徴の各ペアへ割り当てられる前記重み、
(3)前記第1の画像と前記第2の画像との間の距離、および
(4)前記マッチする視覚特徴の推定されたロケーションの残余誤差のうちの少なくとも1つに従って決定される、請求項5に記載の方法。 - 前記マッチする視覚特徴の推定されたロケーションは、
視覚特徴の前記第1のセットにおいて、前記第1のロケーションから第1の特徴へ第1の光線を投じることと、
視覚特徴の前記第2のセットにおいて、前記第2のロケーションから第2の特徴へ第2の光線を投じることであって、前記第1の特徴および前記第2の特徴は、マッチする視覚特徴のペアである、投じることと、
前記第1の光線および前記第2の光線が、あらかじめ決定された互いの距離内にある場合、前記第1の光線と前記第2の光線とが互いに最も近くなるロケーションに最も近いポイントを、前記第1の特徴および前記第2の特徴の前記推定されたロケーションとして設定することと
によって決定される、請求項5に記載の方法。 - 前記第1の光線および前記第2の光線が、前記あらかじめ決定された距離または分岐内にない場合、前記いくつかのマッチする視覚特徴から、マッチする視覚特徴の前記ペアを除去するステップをさらに備える、請求項7に記載の方法。
- 前記ナビゲーション経路はさらに、1つまたは複数の制約に従って生成される、請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の制約は、最小スパニングツリー制約、ドロネー三角形分割制約、交点当たりのエッジの数を設定すること、エッジのための最大距離を設定すること、1つの冗長レイヤのみを許可すること、および交点のペア間距離の最小化のうちの少なくとも1つを備える、請求項9に記載の方法。
- 複数の画像を、1つまたは複数のプロセッサによって選択するステップと、
前記複数の画像における画像のすべてのペアについて、
第2のロケーションにおいて撮られた前記ペアの第2の画像に関連する第1のロケーションにおいて撮られた前記ペアの第1の画像のポジションを、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定することと、
フレームを、前記第1のロケーションと前記第2のロケーションとの間の直線経路に沿った前記第1のロケーションから、前記第1の画像および前記第2の画像へ、前記1つまたは複数のプロセッサによって投影することと、
前記第1の画像に関する前記フレームの前記投影内で、前記第1の画像の視覚特徴の第1のセットを、前記1つまたは複数のプロセッサによって識別することと、
前記第2の画像に関する前記フレームの前記投影内で、前記第2の画像の視覚特徴の第2のセットを、前記1つまたは複数のプロセッサによって識別することと、
視覚特徴の前記第1のセットと視覚特徴の前記第2のセットとの間でマッチする視覚特徴を、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定することと
によって、画像の各ペア間の結合性の信頼度レベルを、前記1つまたは複数のプロセッサによって決定するステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像との間の見通し線のための信頼度レベルを、少なくとも、前記マッチする視覚特徴に基づいて決定するステップと、
画像の各ペアの前記信頼度レベルに従って、画像の1つまたは複数のペア間のナビゲーション経路を、前記1つまたは複数のプロセッサによって生成するステップと
を備える方法。 - 結合グラフを前記1つまたは複数のプロセッサによって生成するステップをさらに備え、各画像は、前記結合グラフにおける交点であり、各ナビゲーション経路は、前記結合グラフにおけるエッジである、請求項11に記載の方法。
- 前記結合グラフを生成するステップはさらに、1つまたは複数の制約を適用することによって、少なくとも1つのエッジを除去するステップを備える、請求項12に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の制約は、最小スパニングツリー制約、ドロネー三角形分割制約、交点当たりのエッジの数を設定すること、エッジのための最大距離を設定すること、1つの冗長レイヤのみを許可すること、および交点のペア間距離の最小化のうちの少なくとも1つを備える、請求項13に記載の方法。
- 第1のロケーションから撮られた第1の画像と、第2のロケーションから撮られた第2の画像とを記憶するメモリと、
前記第2のロケーションに関連する前記第1のロケーションのポジションを決定することと、
前記ポジションに基づいて、前記第1の画像に関する第1のフレームと、前記第2の画像に関する第2のフレームとを選択することと、
前記第1のフレームにおける前記第1の画像の視覚特徴の第1のセットと、前記第2のフレームにおける前記第2の画像の視覚特徴の第2のセットとを識別することと、
視覚特徴の前記第1のセットと、視覚特徴の前記第2のセットとの間でいくつかのマッチする視覚特徴を決定することと、
前記マッチする視覚特徴の1つまたは複数のポジションを評価することによって、前記第1の画像と前記第2の画像との間の見通し線のための信頼度レベルを決定することと、
前記第1の画像から前記第2の画像へのナビゲーション経路を、少なくとも前記信頼度レベルに基づいて生成することと
を行うように構成された1つまたは複数のプロセッサを有する1つまたは複数のコンピューティングデバイスと
を備えるシステム。 - 前記第1のフレームは、前記第1のロケーションからの方向にあり、前記第2のフレームは、前記第2のロケーションからの方向にあり、前記第1および第2のフレームは、前記第1のロケーションと前記第2のロケーションとの間の直線経路の周囲に集められる、請求項15に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のプロセッサはさらに、前記第1の画像および前記第2の画像のポーズ情報をさらに決定することによって前記ポジションを決定するように構成され、前記ポーズ情報は、基本方向に対する前記第1の画像および前記第2の画像の方位情報を含む、請求項15に記載のシステム。
- 前記1つまたは複数のプロセッサはさらに、マッチする第1および第2の視覚特徴の所与のペアについて、
第1のパノラマ画像において、前記第1のロケーションから、前記マッチする第1の視覚特徴へ第1の光線を投じることと、
第2のパノラマ画像において、前記第2のロケーションから、前記マッチする第2の視覚特徴へ第2の光線を投じることと、
前記第1の光線と前記第2の光線とが、前記第1のパノラマ画像と前記第2のパノラマ画像との間のエリアにおいて、互いに最も近くなるか否かを判定することと、
さらに、前記第1の光線と前記第2の光線とが、前記第1のパノラマ画像と前記第2のパノラマ画像との間のエリアにおいて、互いに最も近くなるか否かの判定に基づいて、前記信頼度レベルを決定することと
によって、マッチする前記第1および第2の視覚特徴のポジションを評価するように構成された、請求項15に記載のシステム。 - 前記1つまたは複数のプロセッサはさらに、マッチする視覚特徴の各ペアへ重みをさらに割り当てることによって、前記信頼度レベルを決定するように構成され、前記重みは、
(1)マッチする所与の視覚特徴の再投影エラー、
(2)前記第1のロケーションと前記第2のロケーションとの間の直線経路からの前記マッチする所与の視覚特徴の各々の角距離、および
(3)前記マッチする所与の視覚特徴間の視覚類似性のうちの少なくとも1つに対応する、請求項15に記載のシステム。 - 前記1つまたは複数のプロセッサはさらに、
視覚特徴の前記第1のセットにおいて、前記第1のロケーションから第1の特徴へ第1の光線を投じることと、
視覚特徴の前記第2のセットにおいて、前記第2のロケーションから第2の特徴へ第2の光線を投じることであって、前記第1の特徴および前記第2の特徴は、マッチする視覚特徴のペアである、投じることと、
前記第1の光線および前記第2の光線が、あらかじめ決定された互いの距離内にある場合、前記第1の光線と前記第2の光線とが互いに最も近くなるロケーションに最も近いポイントを、前記第1の特徴および前記第2の特徴の推定されたロケーションとして設定することと
によって、前記マッチする視覚特徴の前記推定されたロケーションを決定するように構成された、請求項19に記載のシステム。
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