JPH0196772A - 相関ピーク検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は相関ピーク検出方式に係り、特に画像片の相関
ピーク位置を画素間隔以下の高精度で求めるに好適な相
関ピーク検出方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像片の相関ピーク位置を画素間隔以下の精度で
求める相関ピーク検出方式としては、フォトグラメトリ
ックエンジニアリングアンドリモートセンシング、４４
巻１２号の第１４９９頁から第１５１２頁（Ｐｈｏｔｏ
ｇｒａｍｍｅｔｒｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄ
　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　ＶｏＱ　、４４　、
　Ｈａ　１２　（１９７８）ｐｐ１４９９−１５１２）
において論じられている。そこでは、ステレオ画像処理
における対応点探索（１次元）を、画像片相関ピーク位
置検出により行っている。すなわち最大相関値を見つけ
、その周囲５点の相関値を４次式でフィッティングし、
ピーク位置を画素以下の精度で求めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、相関関数がピーク近傍で低次式で正確
に表わされる場合には問題ないが、低次式で表わせない
場合には、その分だけ推定ピーク位置の誤差を生ずる。

低次式の次数を上げれば表わせる相関関数形状は増すが
、オーバーフィッティングの悪影響が生じ、推定ピーク
位置誤差の原因となる。また、上記誤差は、真のピーク
の画素位置に対する相対位置に関し、不連続に変化する
ため、ステレオ画像処理の結果に段差パタンをもたらす
などの問題があった。

本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、より
高精度な相関ピーク位置検出法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、画素位置をずらしつつ画像片データを算出
し、最大相関値を与える画素位置を探索し、近傍画素の
相関値をシンク関数の近似式によるコンボリューション
法により内挿し、内挿関数のピーク位置を求めることに
より達成される。

（作用〕 画像データがサンプリング定理を満していればその相関
関数も同じくサンプリング定理を満すことが言える。な
ぜならば、サンプル画像をｆ　（ｘ）、連続関数として
の原画像をｇ（ｘ）とすると、原画像はサンプリング定
理を満しているため、５ｉｎｅ関数の内挿関数ω（ｘ）
により、ｇ（ｘ）＝ｆｈｃ）拳ω（Ｘ）であり、その自
己相関関数は。

Ｆ′″’［ＩＦ（ｇ（ｘ））Ｉ”１＝Ｆ−１［ＩＦ（ｆ
（ｘ）ｍ　　ω（ｘ））Ｉ工］＝　Ｆ−１［Ｉ　Ｆ　（
ｆ　（ｘ））Ｉ”　・ｌ　Ｆ　（ω（ｘ））Ｉ”１”（
ｆ（ｘ）Ｏｆ（ｘ））拳ω（Ｘ） ＝Σω（ｋ　−ｘ　）（Σｆｉ−ｆｌ￥１）ｋ　　　　
　　　　　　ｉ ・・・（１） のように、正確に内挿できるからである。ここで、Ｆは
フーリエ変換、Ｉｌｌはコンボリューション、Ｏはコリ
レーションを表わす、ω（ｘ）はＳ　Ｊ、ｎ　ｃ関数。

Ｆ（ω（Ｘ））はｒｅｃｔ関数であり、ＩＦ（ω（ｘ）
）Ｉ”　＝Ｆ（ω（Ｘ））を用いた。

従って、サンプリング定理を満す画像データの真の相関
関数は、サンプル画像ｆ、の離散的相関関数Σｆ、・ｆ
　ｔ＋ｈ　をコンボリューション内挿すれば求められ、
真のピーク位置も求めることができる。コンボリューシ
ョン内挿には、ＳｉｎｃｒｇＩ数を有限で打切り区分３
次関数で近似した関数を用いる、いわゆるキュービック
コンボリューション法を用いる。

第２図に、４点（１次元）の相関値のキュービックコン
ボリューション内挿関数とピーク位置を模式的に示す、
４点は、最大の相関値を与える点と、最大点の両側で大
きい方の点を内側に含む４点である。以下、内挿関数の
ピーク位置は４点の相関値ｒ１〜ｒ４から解析的に求め
られることを示す。今、各相関値位置に関する［０．１
］区間での内挿関数は、ａｔｘ８＋ｂｔｘ”＋ｏｔｘ＋
ｄｌｉ＝１．・・・、４と与えられるため、コンボリュ
ーション内挿関数は。

・・・（２） となり、ピーク位置Ｘｐは、 ＝０　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
の根で与えられる。ただし、２つの根のうちｒ（ｘ）を
極大にする根を選択する必要がある。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図によりｄ明する１画像
ファイル１上の２枚の画像のうち、基準となる画像１ａ
は、画像片位置シフト手段２により順次位置がシフトさ
れつつ画像片データが切り出され１画像片データバッフ
ァ３に格納される。

切り出された画像片と同一の座標を中心とする対応点探
索域について、相関計算位置シフト手段４は順次位置を
シフトしつつ対応検出画像データｌｂ上の対応画像デー
タを切り出し、対応画像データバッファ５に格納する。

相関演算手段６は、画像片データバッファ３の基準画像
片データｘ　（ｚ　ｙ　ｊ）と、対応画像データバッフ
ァ５の画像データ間Ｖ　（ｉｅ　ｊ）で下記相関値を計
算する。

Σ（ｘ（ｉｅｊ’）−マ）（ｙ（ｉｙｊ）−ｙ）・・・
（４） ここで、Ｘ＊３’は平均値である。相関値Ｒは、探索域
内相関値バッファ７に、相関計算位置がシフトされるた
びに格納され１判定手段８で探索域内の相関値計算の終
了が判定されるまで続く、探索域内の全相関値がバッフ
ァ７上に整うと、最大値検出手段９は、その中での最大
値を検出し、その位置を、基準画像と同一位置を原点と
する座標値として、最大相関位置レジスタ１０に格納す
る。

同時に、最大相関値の両側で大きい方の相関値を判定し
、それらを内側に含む４点の相関値ｒｔ。

・・・、ｒ４を、係数計算手段１１に送る。係数計算手
段１１は、（３）式の３つの係数を計算する。根判定手
段１２は、該係数の判別式により、（３）式の２つの根
のうち、大小どちらが（２）式で極大値を与えるかを判
定し、根計算手段１３は、２次方程式の根を計算すると
ともに根判定手段１３の結果に従って、（２）式の極大
値すなわちピーク位置を出力する。加算手段１４は、最
大相関値位置レジスタ１０の内容を読み出し、根計算装
置１３からのピーク位置と加算し、基準画像片の切り出
し位置に対応するずれ量として、画像ずれ情報ファイル
１５に格納する６以上の処理は１判定装置１６により、
基準画像の全面の画像片切り出し位置シフトが完了する
まで繰返され、完了した時点で終了する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画素位置をずらしうつ画像片相関値を
算出し、最大相関値を与える画素位置を探索し、該最大
相関値を与える画素位置の近傍画素の相関値から画素間
隔以上の精度で相関ピーク位置を求める相関ピーク検出
方式において、近傍画素の相関値をシンク関数の近似式
によるコンボリューション法により内挿し、内挿関数の
ピーク位置を求めることにより、高精度で、かつ真のピ
ーク位置の変化に対し連続な推定ピーク位置を求めるこ
とのできる相関ピーク位置検出方式を提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の処理フロー図、第２図は相
関値のキュービックコンボリューション法による内挿お
よびピーク検出原理の説明図であ第　１　図 ￥Ｉ　２　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、画素位置をずらしつつ画像片相関値を算出する手段
   と、最大相関値を与える画像位置を探索する手段と、該
   最大相関値を与える画素位置の近傍画素の相関値から画
   素間隔以上の精度で相関ピーク位置を求める相関ピーク
   検出装置において、近傍画素の相関値をシンク関数の近
   似式によるコンボリューション法により内挿する手段と
   、内挿関数のピーク位置を求める手段よりなる相関ピー
   ク検出装置。