JP6652065B2 - 画像処理装置と画像処理方法 - Google Patents
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Description
1−1.第1の実施の形態の構成
1−2.第1の実施の形態の動作
2.第2の実施の形態
2−1.第2の実施の形態の構成
2−2.第2の実施の形態の動作
3.第3の実施の形態
3−1.第3の実施の形態の構成
3−2.第3の実施の形態の動作
4.第4の実施の形態
4−1.第4の実施の形態の構成
4−2.第4の実施の形態の動作
5.他の実施の形態
6.適用例
<1.第1の実施の形態>
[1−1.第1の実施の形態の構成]
図1は、本技術の第1の実施の形態の機能構成を示す図である。画像処理装置10は、撮像ユニット21、デプスマップ生成部22、位置合わせ部23、偏光特性取得部24、法線マップ生成部25を有している。
次に第1の実施の形態の動作について説明する。図4は、第1の実施の形態の動作を示すフローチャートであり、撮像ユニット21が4台の撮像部211-1〜211-4で構成されている場合を例示している。
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態では、生成した法線マップを用いて空間解像度の高いデプスマップを生成する場合について説明する。
図15は、本技術の第2の実施の形態の機能構成を示す図である。画像処理装置10は、第1の実施の形態と同様に、撮像ユニット21、デプスマップ生成部22、位置合わせ部23、偏光特性取得部24、法線マップ生成部25を有している。また、第2の実施の形態の画像処理装置10は、高精度デプスマップ生成部26を有している。
次に第2の実施の形態の動作について説明する。図16は、第2の実施の形態の動作を示すフローチャートである。第1の実施の形態と同様に、ステップST1〜ステップST4で撮像ユニット21は偏光画像を生成する。例えばステップST1で撮像ユニット21の撮像部211-1は、第1偏光画像を生成する。ステップST2で撮像部211-2は、第2偏光画像を生成する。ステップST3で撮像部211-3は、第3偏光画像を生成する。ステップST4で撮像部211-4は、第4偏光画像を生成する。このように、画像処理装置10は、視点位置毎に偏光方向が異なる偏光画像を撮像部211-1〜211-4によって生成してステップST11〜ステップST14に進む。
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、偏光フィルタを介することなく撮像された画像を用いてデプスマップの生成を行うことで、偏光画像の輝度差による影響を受けることなくデプスマップを生成する。
図18は、第3の実施の形態の機能構成を示す図である。画像処理装置10は、撮像ユニット21aとデプスマップ生成部22a、および第1の実施の形態と同様に、位置合わせ部23、偏光特性取得部24、法線マップ生成部25を有している。
次に第3の実施の形態の動作について説明する。図20は、第3の実施の形態の動作を示すフローチャートである。第1の実施の形態と同様に、ステップST1〜ステップST4で撮像ユニット21aは偏光画像を生成する。例えばステップST1で撮像ユニット21aの撮像部211-1は、第1偏光画像を生成する。ステップST2で撮像部211-2は、第2偏光画像を生成する。ステップST3で撮像部211-3は、第3偏光画像を生成する。ステップST4で撮像部211-4は、第4偏光画像を生成する。また、ステップST5〜ステップST6で撮像ユニット21aは偏光フィルタを介していない無偏光画像を生成する。例えばステップST5で撮像ユニット21aの撮像部211-5は、第1無偏光画像を生成する。ステップST6で撮像部211-6は、第2無偏光画像を生成する。このように、画像処理装置10は、視点位置毎に偏光方向が異なる複数の偏光画像と視点位置が異なる無偏光画像を撮像部211-1〜211-6によって生成してステップST15に進む。
次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、取得した所望の視点位置の偏光特性を利用した処理を行う場合について説明する。
図21は、第4の実施の形態の機能構成を示す図である。画像処理装置10は、第1の実施の形態と同様に、撮像ユニット21、デプスマップ生成部22、位置合わせ部23、偏光特性取得部24を有している。また、第4の実施の形態の画像処理装置10は、偏光特性利用部27を有している。
次に第4の実施の形態の動作について説明する。図22は、第4の実施の形態の動作を示すフローチャートである。第1の実施の形態と同様に、ステップST1〜ステップST4で撮像ユニット21は偏光画像を生成する。例えばステップST1で撮像ユニット21の撮像部211-1は、第1偏光画像を生成する。ステップST2で撮像部211-2は、第2偏光画像を生成する。ステップST3で撮像部211-3は、第3偏光画像を生成する。ステップST4で撮像部211-4は、第4偏光画像を生成する。このように、画像処理装置10は、視点位置毎に偏光方向が異なる偏光画像を撮像部211-1〜211-4によって生成してステップST11〜ステップST14に進む。
次に、他の実施の形態について説明する。他の実施の形態では、デプスマップを生成することなく法線マップを生成する場合を例示している。
次に、画像処理装置(画像処理方法)の適用例について説明する。図30は、この技術の画像処理装置を用いた車両制御システムの概略構成を例示したブロック図である。車両制御システム90は、通信ネットワーク920を介して接続された複数の制御部や検出部を備える。図30に示した例では、車両制御システム90は、駆動系制御部931、ボディ系制御部932、バッテリ制御部933、車外情報検出部934、無線通信部935および統合制御部940を備える。通信ネットワーク920は、例えば、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、LAN(Local Area Network)またはFlexRay(登録商標)等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。また、統合制御部940には、入力部951、音声出力部952、表示部953が接続されている。
(1) 被写体の距離情報を示すデプスマップに基づいて、偏光方向が視点位置毎に異なる偏光フィルタを介して複数の視点位置で前記被写体を撮像して得られた偏光画像の位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせした偏光画像を用いて、所望の視点位置からの前記被写体の偏光特性を取得する偏光特性取得部と
を有する画像処理装置。
(2) 複数の視点位置で前記被写体を撮像して得られた画像から前記デプスマップを生成するデプスマップ生成部をさらに有する(1)に記載の画像処理装置。
(3) 前記デプスマップ生成部は、前記複数の視点位置の画像における画像の組み合わせ毎にデプスマップを生成して、生成したデプスマップの統合を行い、
前記位置合わせ部は、前記デプスマップ生成部で得られた統合後のデプスマップに基づいて前記偏光画像の位置合わせを行う(2)に記載の画像処理装置。
(4) 前記デプスマップ生成部は、前記複数の視点位置で被写体を撮像して得られた画像として前記偏光画像を用いる(2)または(3)に記載の画像処理装置。
(5) 前記デプスマップ生成部は、前記複数の視点位置で被写体を撮像して得られた画像として、前記偏光フィルタを介することなくまたは偏光方向が等しい偏光フィルタを介して撮像された画像を用いる(2)または(3)に記載の画像処理装置。
(6) 前記偏光特性取得部は、前記位置合わせした複数の偏光画像の偏光方向と輝度に基づいて、所望の視点位置からの被写体の偏光特性を取得する(1)乃至(5)のいずれかに記載の画像処理装置。
(7) 前記偏光特性取得部で算出された偏光特性に基づき、前記所望の視点位置における前記被写体の法線マップを生成する法線マップ生成部をさらに有する(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像処理装置。
(8) 前記法線マップ生成部は、前記位置合わせ部で用いたデプスマップに基づき偏光解析における180度の不定性を除去した法線マップを生成する(7)に記載の画像処理装置。
(9) 前記位置合わせ部で用いたデプスマップと前記法線マップ生成部で生成した法線マップを統合して、前記位置合わせ部で用いたデプスマップよりも高精度なデプスマップを生成する高精度デプスマップ生成部をさらに有する(7)または(8)に記載の画像処理装置。
(10) 前記偏光方向が視点位置毎に異なる偏光フィルタを介して複数の視点位置で前記被写体を撮像して偏光画像を生成する撮像ユニットをさらに有する(1)乃至(9)のいずれかに記載の画像処理装置。
(11) 前記撮像ユニットでは、前記複数の視点位置毎に撮像部が設けられており、前記撮像部に偏光方向が異なる偏光フィルタを設けて前記複数の視点位置毎の偏光画像を生成する(10)に記載の画像処理装置。
(12) 前記撮像ユニットでは、光軸方向に対して直交する方向にレンズが撮像素子の光入射面側に複数配置されており、各レンズに偏光方向が異なる偏光フィルタを設けて前記複数の視点位置毎の偏光画像を生成する(10)に記載の画像処理装置。
(13) 前記撮像ユニットは、前記偏光フィルタを介することなくまたは偏光方向が等しい偏光フィルタを介して複数の視点位置で前記被写体を撮像して画像を生成する撮像部をさらに有する(10)に記載の画像処理装置。
(14) 前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して画像の処理を行う偏光特性利用部をさらに有する(1)乃至(12)のいずれかに記載の画像処理装置。
(15) 前記偏光特性利用部は、前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して、前記所望の視点位置における画像の反射成分を調整した画像を生成する(14)に記載の画像処理装置。
(16) 前記偏光特性利用部は、前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して画像特徴量の算出を行い、画像特徴量を用いて前記被写体の表面形状を考慮した処理を行う(14)または(15)に記載の画像処理装置。
21,21a,21−A〜21−E・・・撮像ユニット
22,22a・・・デプスマップ生成部
23,23a・・・位置合わせ部
24・・・偏光特性取得部
25,25a・・・法線マップ生成部
26・・・高精度デプスマップ生成部
27・・・加工処理部
90・・・車両制御システム
210-1〜210-4,210-n、210-p,223・・・偏光板
211-1〜211-6,211-n,211-p,211-p・・・撮像部
221・・・イメージセンサ
222・・・レンズ
Claims (13)
- 偏光方向が視点位置毎に異なる偏光フィルタを介して複数の視点位置で被写体を撮像して得られた偏光画像から、前記偏光画像の組み合わせ毎に前記偏光画像のエッジ画像または輝度変化に強いステレオマッチング処理を用いて前記被写体の距離情報を示すデプスマップを生成して統合するデプスマップ生成部と、
前記デプスマップ生成部で得られた統合後のデプスマップに基づいて、前記複数の視点位置で前記被写体を撮像して得られた偏光画像の位置合わせを行う位置合わせ部と、
前記位置合わせ部で位置合わせした偏光画像を用いて、所望の視点位置からの前記被写体の偏光特性を取得する偏光特性取得部と
を有する画像処理装置。 - 前記偏光特性取得部は、前記位置合わせした複数の偏光画像の偏光方向と輝度に基づいて、所望の視点位置からの被写体の偏光特性を取得する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記偏光特性取得部で算出された偏光特性に基づき、前記所望の視点位置における前記被写体の法線マップを生成する法線マップ生成部をさらに有する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記法線マップ生成部は、前記位置合わせ部で用いたデプスマップに基づき偏光解析における180度の不定性を除去した法線マップを生成する
請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記位置合わせ部で用いたデプスマップと前記法線マップ生成部で生成した法線マップを統合して、前記位置合わせ部で用いたデプスマップよりも高精度なデプスマップを生成する高精度デプスマップ生成部をさらに有する
請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記偏光方向が視点位置毎に異なる偏光フィルタを介して複数の視点位置で前記被写体を撮像して偏光画像を生成する撮像ユニットをさらに有する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記撮像ユニットでは、前記複数の視点位置毎に撮像部が設けられており、前記撮像部に偏光方向が異なる偏光フィルタを設けて前記複数の視点位置毎の偏光画像を生成する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記撮像ユニットでは、光軸方向に対して直交する方向にレンズが撮像素子の光入射面側に複数配置されており、各レンズに偏光方向が異なる偏光フィルタを設けて前記複数の視点位置毎の偏光画像を生成する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記撮像ユニットは、前記偏光フィルタを介することなくまたは偏光方向が等しい偏光フィルタを介して複数の視点位置で前記被写体を撮像して画像を生成する撮像部をさらに有する
請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して画像の処理を行う偏光特性利用部をさらに有する
請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記偏光特性利用部は、前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して、前記所望の視点位置における画像の反射成分を調整した画像を生成する
請求項10に記載の画像処理装置。 - 前記偏光特性利用部は、前記偏光特性取得部で算出された偏光特性を利用して画像特徴量の算出を行い、画像特徴量を用いて前記被写体の表面形状を考慮した処理を行う
請求項10に記載の画像処理装置。 - デプスマップ生成部で、偏光方向が視点位置毎に異なる偏光フィルタを介して複数の視点位置で被写体を撮像して得られた偏光画像から、前記偏光画像の組み合わせ毎に前記偏光画像のエッジ画像または輝度変化に強いステレオマッチング処理を用いて前記被写体の距離情報を示すデプスマップを生成して統合する工程と、
位置合わせ部で、前記デプスマップ生成部によって得られた統合後のデプスマップに基づいて、前記複数の視点位置で前記被写体を撮像して得られた偏光画像の位置合わせを行う工程と、
偏光特性取得部で、前記位置合わせした偏光画像を用いて、所望の視点位置からの前記被写体の偏光特性を取得する工程と
を含む画像処理方法。
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