JPH06215111A - 視差検出処理方法 - Google Patents

視差検出処理方法

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JPH06215111A
JPH06215111A JP5008197A JP819793A JPH06215111A JP H06215111 A JPH06215111 A JP H06215111A JP 5008197 A JP5008197 A JP 5008197A JP 819793 A JP819793 A JP 819793A JP H06215111 A JPH06215111 A JP H06215111A
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JP
Japan
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eye image
pixel
parallax
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picture
Prior art date
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Pending
Application number
JP5008197A
Other languages
English (en)
Inventor
Setsuyuki Hongo
節之 本郷
Isamu Yoroisawa
勇 鎧沢
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、左眼画像と右眼画像との視
差が求まらない画素として検出し、近傍で求められた視
差に基づいて、その画素の視差の値を決定することがで
きる視差検出処理方式を提供することである。 【構成】 本発明は、左眼画像のある画素に対応する右
眼画像の画素を検出する第1の検出手段10と、右眼画像
のある画素に対応する左眼画像の画素を検出する第2の
検出手段11と、2つの検出結果の矛盾を調べて、矛盾が
生ずる画素を検出する矛盾検出手段12と、無矛盾の場合
にPj とPr の位置座標との差として視差を求める視差
検出手段12と、視差検出手段12および既に求められてい
る近傍画素における視差の線形荷重和を中心とする確率
分布に基づいて視差を決定する視差決定手段14とを含
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、視差検出処理方法に係
り、特に、立体映像通信や、立体映像放送、立体画像生
成、3次元形状計測、3次元物体認識、移動ロボット用
ナビゲーションなど、ステレオ画像に基づく3次元情報
の抽出を行なう広範囲の産業分野で利用することができ
る視差検出処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ステレオ画像の場合には、左眼画像と右
眼画像との間で、視差が空間的に変化する部分、すなわ
ち奥行きの変化する部分において、手前側の面によって
隠される後ろ側の面の領域に差異が生じる。このため、
左眼画像には存在するが右眼画像には存在しない領域、
および、右眼画像には存在するが左眼画像には存在しな
い領域が生じてくる。
【0003】従来の視差検出処理方法は、左眼画像の画
素Pj に対応する右眼画像の画素として画素Pr を検出
する処理、または、右眼画像の画素Pr に対応する左眼
画像の画素として画素Pj を検出する処理のどちらかの
処理を行なうことにより視差を検出する(文献:〔1〕
W.E.L.Grimson and D.Marr: "A computer implementati
on of a theory of human stereo vision",Proc.of Ima
ge Understanding Workshop,Vol. April,pp41-47(197
9). 〔2〕本郷,小杉:“MRFモデルに基づく両眼立
体視アルゴリズムの検討”,電子情報通信学会技術報
告,No.IE91-104,pp . 33-40(1992) )。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
視差検出処理方法は、右眼画像または左眼画像のいずれ
かにしか存在しない領域中にある画素には、対応する画
素が反対眼画像に存在しないにもかかわらず、強制的に
対応点を探索するため、結果的に誤った対応点を検出す
ることから、これらの画素において検出結果として得ら
れる視差の値が誤っているという問題がある。
【0005】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、左眼画像または右眼画像のいずれかにしか存在しな
い画素を、反対眼画像において対応点が存在しない画
素、すなわち左眼画像と右眼画像との視差が求まらない
画素として検出し、近傍で求められた視差に基づいて、
その画素の視差の値を決定することができる視差検出処
理方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。
【0007】本発明の視差検出処理方法は、ある空間的
距離をもって配置された左眼画像用撮像装置および右眼
画像用撮像装置とから構成される1対のステレオ撮像装
置によって撮像された左眼画像と右眼画像によって構成
される1対のステレオ画像から、左右の画像間で対応す
る点を表す画素同士の相対的な位置の差異である視差を
検出する処理方法において、左眼画像中のある画素に対
応する右眼画像の画素を検出し(ステップ1)、右眼画
像中のある画素に対応する左眼画像の画素を検出し(ス
テップ2)、検出された左眼画像の画素Pj に対応する
右眼画像の画素として画素Pr が検出された場合に、左
眼画像の画素Pj が右眼画像の画素Prの対応点として
検出されているか否かの検査により、検出された右眼画
像の画素Pr と検出された左眼画像の画素Pj の矛盾を
調べて、矛盾が生ずる画素を検出し(ステップ3)、矛
盾が検出されなかった画素については、左眼画像中にお
ける画素Pj の位置座標と右眼画像中における画素Pr
の位置座標との差として視差を求め(ステップ4)、矛
盾が検出された画素Pj および画素Pr については、既
に求められている近傍画素における視差の線形荷重和を
中心とする確率分布に基づいて視差を決定する(ステッ
プ5)。
【0008】
【作用】本発明の視差検出処理方法は、左眼画像のある
画素に対応する右眼画像の画素を検出する処理と、右眼
画像のある画素に対応する左眼画像の画素を検出する処
理とを独立に行い、左眼画像と右眼画像の各々の処理で
得られた視差の関係に矛盾が生じるか否かを調べて、矛
盾が検出された画素について、近傍画素における視差の
分布に基づいて視差を決定するものである。これによ
り、左眼画像および右眼画像のいずれかにしか存在しな
い画素を検出できることから、反対眼画像において対応
点が存在しないために正しい視差が求まらない画素に対
して、近傍に求められた視差の値に基づいて最も確から
しい視差の値を決定する処理が可能となる。すなわち、
反対眼画像中に対応点が存在しない画素に対して強制的
に対応点を検索し、結果的に誤った対応点を求めるとい
う従来の方法の問題点を解決することができる。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を用
いて説明する。
【0010】図2は本発明の一実施例の視差検出処理の
ブロック図を示す。本発明の実施例における各処理は、
左眼画像に基づく対応候補点検出処理1、右眼画像に基
づく対応候補点検出処理2、対応候補点間での矛盾点検
出処理3、無矛盾点での視差検出処理4、矛盾点での視
差検出処理5等がある。
【0011】以下に各処理について詳細に説明する。
【0012】 ・ 左眼画像に基づく対応候補点検出処理1 図3は本発明の一実施例の左眼画像に基づく対応候補点
検出処理を説明するための図である。左眼画像に基づく
対応候補点検出処理1は、まず、左眼画像から任意の画
素P j1を選び、左眼画像中におけるその座標(xpj1
pj1 )および、画素値fpj 1 を調べる。
【0013】次に、右眼画像中における座標(xpr1
pr1 )の近傍から、左眼画像で選択された画素Pj1
画素値fpj1 に最も近い画素値fpr1 を持つ画素Pr1
選び、左眼画像の画素Pj1の対応点の候補とする。同様
の処理を、左眼画像中に含まれる全ての画素について行
なう。
【0014】なお、上記の例では左眼画像に基づく対応
候補点検出処理1は、画素値を用いて対応点候補を検出
したが、この例に限定されることなく、エッジ強度や、
フィルタ処理された画像の値、カラー画像におけるRG
B値など、画像の特徴を表す様々な量の対応を用いて実
現することも可能である。
【0015】 ・ 右眼画像に基づく対応候補点検出処理2 図4は本発明の一実施例の右眼画像に基づく対応候補点
検出処理を説明するための図である。右眼画像に基づく
対応候補点検出処理2では、まず、右眼画像から任意の
画素Pr2を選び、右眼画像中におけるその座標
(xpr2 ,ypr2 )および画素値fpr 2 を調べる。
【0016】次に、左眼画像中における座標(xpj2
pj2 )の近傍から、右眼画像で選択された画素Pr2
画素値fpr2 に最も近い画素値を持つ画素Pj2を選び、
右眼画像の画素Pr2の対応点の候補とする。同様の処理
を、右眼画像中に含まれる全ての画素について行なう。
【0017】また、上記の右眼画像に基づく対応候補点
検出処理2は、上記左眼画像に基づく対応候補点検出処
理1と同様に、画素値に限らず、エッジ強度や、フィル
タ処理された画像の値、カラー画像におけるRGB値な
ど、画像の特徴を表す様々な量の対応を用いて実現する
ことも可能である。
【0018】・ 対応候補点間での矛盾点検出処理3 対応候補点間での矛盾点検出処理3では、左眼画像を基
準にした処理、および、右眼画像を基準にした処理とい
う対称な2種類の処理を行なう。説明の冗長さを避ける
目的で、ここでは左眼画像を基準にした処理を例にとっ
て説明する。
【0019】図5は本発明の一実施例の対応候補点間で
の矛盾点検出処理を説明するための図である。まず、左
眼画像から任意の画素Pj3を選択する。上記の左眼画像
に基づく対応候補点検出処理1によって、左眼画像中の
各画素として右眼画像中における対応候補の画素Pr3
選択されているので、この画素Pr3に着目する。上記の
右眼画像に基づく対応候補点検出処理2によって、右眼
画像中の各画素として左眼画像中における対応候補の画
素Pj3が選択されているので、右眼画像中の画素Pr3
対応する画素が、左眼画像中の画素Pj3となっているか
否かを判定する。上記の右眼画像に基づく対応候補点検
出処理2によって、右眼画像中の画素Pr3の対応候補と
して選択された画素が左眼画像の画素Pj3であるならば
(Pr3=Pj3)、上記左眼画像に基づく対応候補点検出
処理1と上記右眼画像に基づく対応候補点検出処理2に
おいて画素Pj3 と画素Pr3との対応づけは矛盾なく行
なわれたものと見なし、以降の処理において、これらの
左眼画像の画素Pj3と右眼画像の画素Pr3を無矛盾点と
して取り扱う。
【0020】一方、上記の矛盾/無矛盾の判定の結果、
上記右眼画像に基づく対応候補点検出処理2によって、
右眼画像の画素Pr3の対応候補として選択された左眼画
像の画素がPj3でないならば(Pr3≠Pj3)、上記、左
眼画像に基づく対応候補点検出処理1と上記右眼画像に
基づく対応候補点検出処理2において画素Pj3に対する
対応づけに矛盾があったものと見なし、以降の処理にお
いて、左眼画像の画素Pj3を矛盾点として取り扱う。同
様の処理を、左眼画像中に含まれる全ての画素について
行なう。
【0021】以上の処理により、左眼画像の全画素に対
して、その画素が矛盾点なのか無矛盾点なのかを判定す
ることができる。同様の処理を、右眼画像を基準にして
行なうことにより、右眼画像の全画素に対して、その画
素が矛盾点なのか無矛盾点なのかを判定することができ
る。
【0022】なお、本実施例では右・左眼画像の対応候
補点の矛盾/無矛盾の判定は、左眼画像に基づく対応候
補点検出処理1と右眼画像に基づく対応候補点検出処理
2の検出結果が一致/不一致により行なっているが、こ
の方法に限定されることなく、矛盾/無矛盾が判定でき
る方法であれば、他の方法を用いることができる。
【0023】・ 無矛盾点での視差検出処理4 対応候補点間での矛盾処理3において、無矛盾点である
と判断された場合に無矛盾点での視差検出処理4では、
左眼画像を基準にした処理、および、右眼画像を基準に
した処理という対称な2種類の処理を行なう。説明の冗
長さを避ける目的で、ここでは左眼画像を基準にした処
理を例にとって説明する。
【0024】図6は本発明の一実施例の視差検出処理を
説明するための図である。まず、左眼画像から、上記対
応候補点間での矛盾点検出処理3において無矛盾点と判
定された任意の画素Pj4を選ぶ。次に、この画素の左眼
画像中における座標(xpj4 ,ypj4 )と、この画素に
対応する右眼画像中の画素Pr4の右眼画像中における座
標(xpr4 ,ypr4 )との距離(xpj4 −xpr4 ,y
pj4 −ypr4)を求め、左眼画像の画素Pj4に対応する
視差の値とする。同様の処理を、左眼画像中に含まれる
全ての画素について行なう。
【0025】以上の処理により、左眼画像中で無矛盾点
と判定された全画素に対して視差の値を求めることがで
きる。同様の処理を、右眼画像を基準にして行なうこと
により、右眼画像中で無矛盾点と判定された全画素に対
して視差の値を求めることができる。
【0026】・ 矛盾点での視差検出処理5 対応候補点間での矛盾処理3で矛盾点であると判断され
た場合に、矛盾点での視差検出処理5では、左眼画素を
基準にした処理、および、右眼画像を基準にした処理と
いう対称な2種類の処理を行なう。説明の冗長さを避け
る目的で、ここでは左眼画像を基準にした処理を例にと
って説明する。
【0027】まず、左眼画像から、上記対応候補点間で
の矛盾点検出処理3において矛盾点と判定された任意の
画素Pj5を選択する。次に、この画素Pj5の近傍にある
画素のうち、既に行なわれた矛盾点での視差検出処理5
において視差が求められている画素を探し、それらの画
素の視差値が、近傍箇所において何箇所で検出されてい
るのかを数え、各視差値に関する出現確率を計算する。
その結果、最も出現確率の高い視差値を画素Pj5におけ
る視差値として定める。同様の処理を、左眼画像中に含
まれる全ての画素について行なう。
【0028】なお、近傍で既に求められている視差の値
に基づいて画素Pj5に対応する視差を求める方法とし
て、ここでは出現確率による最頻値を用いて説明した
が、中央値(メディアン)を用いることや、平均値を用
いることや、隠蔽領域が観察点から遠方に生ずることか
ら、観察点からの距離に比例する係数を確率に掛けて確
率分布を求め、その最頻値や中央値や平均値を用いるこ
となどの方法を適用することも可能である。
【0029】以上の処理により、左眼画像中で矛盾点と
判定された全画素に対して視差の値を求めることができ
る。同様の処理を、右眼画像を基準にして行なうことに
より、右眼画像中で矛盾点と判定された全画素に対して
視差の値を求めることができる。
【0030】
【発明の効果】上述のように、本発明の視差検出処理方
法によれば、左眼画像および右眼画像のいずれかにしか
存在しない画素を検出できることから、反対眼画像にお
いて対応点が存在しないために正しい視差が求まらない
画素に対して、近傍で求められた視差の値に基づいて最
も確からしい視差の値を決定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】本発明の一実施例の視差検出処理のブロック図
である。
【図3】本発明の一実施例の左眼画像に基づく対応候補
点検出を説明するための図である。
【図4】本発明の一実施例の右眼画像に基づく対応候補
点検出を説明するための図である。
【図5】本発明の一実施例の矛盾点検出処理を説明する
ための図である。
【図6】本発明の一実施例の無矛盾点での視差検出処理
を説明するための図である。
【符号の説明】
1 左眼画像に基づく対応候補点検出処理 2 右眼画像に基づく対応候補点検出処理 3 対応候補点間での矛盾点検出処理 4 無矛盾点での視差検出処理 5 矛盾点での視差検出処理

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある空間的距離をもって配置された左眼
    画像用撮像装置および右眼画像用撮像装置とから構成さ
    れる1対のステレオ撮像装置によって撮像された左眼画
    像と右眼画像によって構成される1対のステレオ画像か
    ら、左右の画像間で対応する点を表す画素同士の相対的
    な位置の差異である視差を検出する処理方法において、 該左眼画像中のある画素に対応する該右眼画像の画素を
    検出し、 該右眼画像中のある画素に対応する該左眼画像の画素を
    検出し、 検出された該左眼画像の画素Pj に対応する該右眼画像
    の画素として画素Prが検出された場合に、該左眼画像
    の画素Pj が該右眼画像の画素Pr の対応点として検出
    されているか否かの検査により、検出された該右眼画像
    の画素Pr と検出された該左眼画像の画素Pj の矛盾を
    調べて、矛盾が生ずる画素を検出し、 矛盾が検出されなかった画素については、該左眼画像中
    における画素Pj の位置座標と該右眼画像中における画
    素Pr の位置座標との差として視差を求め、 矛盾が検出された画素Pj および画素Pr については、
    既に求められている近傍画素における視差の線形荷重和
    を中心とする確率分布に基づいて視差を決定することを
    特徴とする視差検出処理方法。
JP5008197A 1993-01-21 1993-01-21 視差検出処理方法 Pending JPH06215111A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008082870A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Setsunan Univ 画像処理プログラム及びこれを用いた路面状態計測システム
EP2405433A1 (en) 2010-07-07 2012-01-11 Sony Corporation Recording apparatus, recording method, reproducing apparatus, reproducing method, program, and recording/producing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008082870A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Setsunan Univ 画像処理プログラム及びこれを用いた路面状態計測システム
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