JPH10320560A - 画像測定装置 - Google Patents
画像測定装置Info
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- JPH10320560A JPH10320560A JP9147064A JP14706497A JPH10320560A JP H10320560 A JPH10320560 A JP H10320560A JP 9147064 A JP9147064 A JP 9147064A JP 14706497 A JP14706497 A JP 14706497A JP H10320560 A JPH10320560 A JP H10320560A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/50—Depth or shape recovery
- G06T7/55—Depth or shape recovery from multiple images
- G06T7/593—Depth or shape recovery from multiple images from stereo images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10004—Still image; Photographic image
- G06T2207/10012—Stereo images
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N2013/0074—Stereoscopic image analysis
- H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals
Abstract
(57)【要約】
【課題】 相関計算法の成功率を向上させる。
【解決手段】 一対のステレオ画像に基準画像と捜索画
像を定め、基準画像に基準データブロックを設定し、捜
索画像に捜索データブロックを設けるデータ設定部と、
基準データブロックと捜索データブロックとの対応関係
を判別する対応判別部と、上記基準データブロックのデ
ータの画像倍率を、捜索画像中の捜索データの画像倍率
に応じて変更するデータ倍率変更部と、対応判別部の出
力に応じて画像測定を行う画像測定部とからなり、上記
対応判別部は、倍率変更部で倍率変更された基準データ
ブロックと捜索データブロックとを用いて対応関係を判
別するように構成したことを特徴とする画像測定装置。
像を定め、基準画像に基準データブロックを設定し、捜
索画像に捜索データブロックを設けるデータ設定部と、
基準データブロックと捜索データブロックとの対応関係
を判別する対応判別部と、上記基準データブロックのデ
ータの画像倍率を、捜索画像中の捜索データの画像倍率
に応じて変更するデータ倍率変更部と、対応判別部の出
力に応じて画像測定を行う画像測定部とからなり、上記
対応判別部は、倍率変更部で倍率変更された基準データ
ブロックと捜索データブロックとを用いて対応関係を判
別するように構成したことを特徴とする画像測定装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の画像を用いた
ステレオ画像測定装置に関する。
ステレオ画像測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数のディジタル画像を用いたステレオ
画像測定装置において、一組の画像から対応点を捜索す
る場合、基準画像の定点を含むデータブロックと捜索画
像内の移動可能なデータブロックとの相互相関係数をコ
ンピュータで計算し、それらの相関の高さから対応点を
決定している。
画像測定装置において、一組の画像から対応点を捜索す
る場合、基準画像の定点を含むデータブロックと捜索画
像内の移動可能なデータブロックとの相互相関係数をコ
ンピュータで計算し、それらの相関の高さから対応点を
決定している。
【０００３】しかし、画像間の相関係数を計算する方法
では、撮影された画像間の特性の違いから、対応づけに
失敗することがあった。その場合には、例えばコンピュ
ータのマウス等を用いた手作業を介して対応点を求めな
ければならず、多大な手間と時間がかかっていた。
では、撮影された画像間の特性の違いから、対応づけに
失敗することがあった。その場合には、例えばコンピュ
ータのマウス等を用いた手作業を介して対応点を求めな
ければならず、多大な手間と時間がかかっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者達は、相関係
数計算によって対応づけを行う方法において、対応づけ
が失敗する原因を探るべく鋭意研究を行った。そして、
異なるカメラ位置から別の角度で撮影された一組の画像
においては、画像中の物体の局所的な倍率が画像間で相
違する点に着目した。
数計算によって対応づけを行う方法において、対応づけ
が失敗する原因を探るべく鋭意研究を行った。そして、
異なるカメラ位置から別の角度で撮影された一組の画像
においては、画像中の物体の局所的な倍率が画像間で相
違する点に着目した。
【０００５】すなわち、従来技術においては、別の角度
から撮影した画像間における、被写物体の局所倍率の相
違により、相互相関法によるマッチングが不正確となる
原因の一つとなっていた。
から撮影した画像間における、被写物体の局所倍率の相
違により、相互相関法によるマッチングが不正確となる
原因の一つとなっていた。
【０００６】以下、この点を具体的に説明する。ステレ
オ写真の撮影において、図１に示すような傾いた面４１
を持つ物体４０を撮影する場合を考える。この例では、
ステレオ写真は左右２枚の画像である。従来は、左画像
の面４１上の定点Ｍに対応する点を右画像の中から検出
する際に、定点Ｍの近傍のデータを、左右同じ大きさの
データブロックに切り出して比較していた。
オ写真の撮影において、図１に示すような傾いた面４１
を持つ物体４０を撮影する場合を考える。この例では、
ステレオ写真は左右２枚の画像である。従来は、左画像
の面４１上の定点Ｍに対応する点を右画像の中から検出
する際に、定点Ｍの近傍のデータを、左右同じ大きさの
データブロックに切り出して比較していた。
【０００７】しかし、左右の画像には、図３（Ａ）と
（Ｂ）に示すように、同じ面４１が異なる幅で撮影され
る。従って、相関法によって対応する点を検出しようと
しても、左右の画像でテクスチャーの横倍率が異なるた
め、物体の同じ１点の画像であるにも拘らず相関がかか
りにくくなっていたのである。
（Ｂ）に示すように、同じ面４１が異なる幅で撮影され
る。従って、相関法によって対応する点を検出しようと
しても、左右の画像でテクスチャーの横倍率が異なるた
め、物体の同じ１点の画像であるにも拘らず相関がかか
りにくくなっていたのである。
【０００８】すなわち、図４のように、物体上の同じ面
４１の対応部分は、左画像（Ａ）では長さＬ１に、右画
像（Ｂ）では長さＬ２に撮影される。同じ物体が左画像
（Ａ）と右画像（Ｂ）でＬ１：Ｌ２の比で撮影されてい
るので、点Ｍ付近の模様の幅も、右画像では左画像のＬ
２／Ｌ１となっている。このため、両画像をデータ相関
計算を用いて比較すると、本来同一の点に関するデータ
であっても、相関係数が低く算出されていたのである。
４１の対応部分は、左画像（Ａ）では長さＬ１に、右画
像（Ｂ）では長さＬ２に撮影される。同じ物体が左画像
（Ａ）と右画像（Ｂ）でＬ１：Ｌ２の比で撮影されてい
るので、点Ｍ付近の模様の幅も、右画像では左画像のＬ
２／Ｌ１となっている。このため、両画像をデータ相関
計算を用いて比較すると、本来同一の点に関するデータ
であっても、相関係数が低く算出されていたのである。
【０００９】本発明者達は、以上のような考察に基づい
て本発明を完成するに至った。
て本発明を完成するに至った。
【００１０】すなわち、本発明は、データブロック間で
相関をとる前に、データの倍率を変更して、対応するデ
ータブロック内に写し込まれた物体の倍率がほぼ同一に
なるように倍率補正を行うことによって、相関計算法の
成功確率を向上させようとするものである。
相関をとる前に、データの倍率を変更して、対応するデ
ータブロック内に写し込まれた物体の倍率がほぼ同一に
なるように倍率補正を行うことによって、相関計算法の
成功確率を向上させようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本願第１発明は、一対の
ステレオ画像に基準画像と捜索画像を定め、基準画像に
基準データブロックを設定し、捜索画像に捜索データブ
ロックを設けるデータ設定部と、基準データブロックと
捜索データブロックとの対応関係を判別する対応判別部
と、上記基準データブロックのデータの画像倍率を、捜
索画像中の捜索データの画像倍率に応じて変更するデー
タ倍率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を
行う画像測定部とからなり、上記対応判別部は、倍率変
更部で倍率変更された基準データブロックと捜索データ
ブロックとを用いて対応関係を判別するように構成した
ことを特徴とする画像測定装置を要旨としている。
ステレオ画像に基準画像と捜索画像を定め、基準画像に
基準データブロックを設定し、捜索画像に捜索データブ
ロックを設けるデータ設定部と、基準データブロックと
捜索データブロックとの対応関係を判別する対応判別部
と、上記基準データブロックのデータの画像倍率を、捜
索画像中の捜索データの画像倍率に応じて変更するデー
タ倍率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を
行う画像測定部とからなり、上記対応判別部は、倍率変
更部で倍率変更された基準データブロックと捜索データ
ブロックとを用いて対応関係を判別するように構成した
ことを特徴とする画像測定装置を要旨としている。
【００１２】本願第２発明は、一対のステレオ画像に基
準画像と捜索画像を定め、基準画像に基準データブロッ
クを設定し、捜索画像に捜索データブロックを設けるデ
ータ設定部と、基準データブロックと捜索データブロッ
クとの対応関係を判別する対応判別部と、上記捜索デー
タブロックの画像倍率を、基準画像中の基準データの画
像倍率に応じてほぼ一定となるように変更するデータ倍
率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を行う
画像測定部とからなり、上記対応判別部は、基準データ
ブロックと倍率変更部で倍率変更された捜索データブロ
ックとを用いて対応関係を判別するように構成したこと
を特徴とする画像測定装置を要旨としている。
準画像と捜索画像を定め、基準画像に基準データブロッ
クを設定し、捜索画像に捜索データブロックを設けるデ
ータ設定部と、基準データブロックと捜索データブロッ
クとの対応関係を判別する対応判別部と、上記捜索デー
タブロックの画像倍率を、基準画像中の基準データの画
像倍率に応じてほぼ一定となるように変更するデータ倍
率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を行う
画像測定部とからなり、上記対応判別部は、基準データ
ブロックと倍率変更部で倍率変更された捜索データブロ
ックとを用いて対応関係を判別するように構成したこと
を特徴とする画像測定装置を要旨としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本願第１発明の画像測定装置は、
一対のステレオ画像に基準画像と捜索画像を定め、基準
画像に基準データブロックを設定し、捜索画像に捜索デ
ータブロックを設けるデータ設定部と、基準データブロ
ックと捜索データブロックとの対応関係を判別する対応
判別部と、上記基準データブロックのデータの画像倍率
を、捜索画像中の捜索データの画像倍率に応じて変更す
るデータ倍率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像
測定を行う画像測定部とからなり、上記対応判別部は、
倍率変更部で倍率変更された基準データブロックと捜索
データブロックとを用いて対応関係を判別するように構
成したことを特徴とする。
一対のステレオ画像に基準画像と捜索画像を定め、基準
画像に基準データブロックを設定し、捜索画像に捜索デ
ータブロックを設けるデータ設定部と、基準データブロ
ックと捜索データブロックとの対応関係を判別する対応
判別部と、上記基準データブロックのデータの画像倍率
を、捜索画像中の捜索データの画像倍率に応じて変更す
るデータ倍率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像
測定を行う画像測定部とからなり、上記対応判別部は、
倍率変更部で倍率変更された基準データブロックと捜索
データブロックとを用いて対応関係を判別するように構
成したことを特徴とする。
【００１４】上記ステレオ画像中には、あらかじめ位置
関係がわかっている指標が含まれており、その捜索画像
中の基準点の位置から捜索データブロックの倍率を決定
するデータ倍率決定部を有する構成にできる。
関係がわかっている指標が含まれており、その捜索画像
中の基準点の位置から捜索データブロックの倍率を決定
するデータ倍率決定部を有する構成にできる。
【００１５】前記データ設定部は、その捜索領域中を移
動可能とされる捜索データブロックを設けるように構成
することができる。
動可能とされる捜索データブロックを設けるように構成
することができる。
【００１６】上記画像測定部は、倍率変更部で変更した
基準データの座標値を変更前の座標値に補正して画像測
定を行うように構成することができる。
基準データの座標値を変更前の座標値に補正して画像測
定を行うように構成することができる。
【００１７】本願第２発明は、一対のステレオ画像に基
準画像と捜索画像を定め、基準画像に基準データブロッ
クを設定し、捜索画像に捜索データブロックを設けるデ
ータ設定部と、基準データブロックと捜索データブロッ
クとの対応関係を判別する対応判別部と、上記捜索デー
タブロックの画像倍率を、基準画像中の基準データの画
像倍率に応じてほぼ一定となるように変更するデータ倍
率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を行う
画像測定部とからなり、上記対応判別部は、基準データ
ブロックと倍率変更部で倍率変更された捜索データブロ
ックとを用いて対応関係を判別するように構成したこと
を特徴とする。
準画像と捜索画像を定め、基準画像に基準データブロッ
クを設定し、捜索画像に捜索データブロックを設けるデ
ータ設定部と、基準データブロックと捜索データブロッ
クとの対応関係を判別する対応判別部と、上記捜索デー
タブロックの画像倍率を、基準画像中の基準データの画
像倍率に応じてほぼ一定となるように変更するデータ倍
率変更部と、対応判別部の出力に応じて画像測定を行う
画像測定部とからなり、上記対応判別部は、基準データ
ブロックと倍率変更部で倍率変更された捜索データブロ
ックとを用いて対応関係を判別するように構成したこと
を特徴とする。
【００１８】上記ステレオ画像中には、あらかじめ位置
関係がわかっている指標が含まれており、その捜索画像
中の基準点の位置から基準データブロックの倍率を決定
するデータ倍率決定部を有する構成にできる。
関係がわかっている指標が含まれており、その捜索画像
中の基準点の位置から基準データブロックの倍率を決定
するデータ倍率決定部を有する構成にできる。
【００１９】前記データ設定部は、その捜索領域中を移
動可能とされる捜索データブロックを設けるように構成
することができる。
動可能とされる捜索データブロックを設けるように構成
することができる。
【００２０】上記画像測定部は、倍率変更部で変更した
捜索データの座標値を変更前の座標値に補正して画像測
定を行うように構成することができる。
捜索データの座標値を変更前の座標値に補正して画像測
定を行うように構成することができる。
【００２１】上記対応判別部は、テンプレートマッチン
グ又は相関処理を行うように構成することができる。
グ又は相関処理を行うように構成することができる。
【００２２】
【実施例】実施例１ （基準データを補正する場合） この例では、左右二枚のステレオ画像を用い、倍率変更
は横方向のみに行うものとする。
は横方向のみに行うものとする。
【００２３】図２は、画像測定装置全体の概略を示すブ
ロック図である。以下の説明では、図２のブロック図の
うち、データ設定部２２、及び、演算処理部２３のみを
取り上げる。それ以外の部分は、通常の装置と同様に構
成することができる。
ロック図である。以下の説明では、図２のブロック図の
うち、データ設定部２２、及び、演算処理部２３のみを
取り上げる。それ以外の部分は、通常の装置と同様に構
成することができる。
【００２４】（指標を含む画像の形成）まず、図５に示
すような指標板を用い、投影機等により被写物体に投影
してステレオ撮影を行う。この指標板は、格子点３１が
白抜きの透過部分となり、他の部分が遮光部分となる。
図５は、指標板のパターンの一部を表している。全体
は、このパターンの連続で例えば６４ヶ×４８ヶなどの
丸から成る。
すような指標板を用い、投影機等により被写物体に投影
してステレオ撮影を行う。この指標板は、格子点３１が
白抜きの透過部分となり、他の部分が遮光部分となる。
図５は、指標板のパターンの一部を表している。全体
は、このパターンの連続で例えば６４ヶ×４８ヶなどの
丸から成る。
【００２５】（対象画像の決定）パターン投影物体を撮
影したステレオ画像の組の中から、基準となる画像を１
枚決める。この例では、左画像４３Ａを基準画像とす
る。次に、基準画像４３Ａの中に、対応点捜索を必要と
している１点Ｍを考える。点Ｍの位置を、対応する他の
画像、この例では右画像４３Ｂ、の中から探し出すこと
が目的である。ステレオ画像は、例えば３０７２×２０
４８画素のものを用いることができるが、他のものでも
良い。
影したステレオ画像の組の中から、基準となる画像を１
枚決める。この例では、左画像４３Ａを基準画像とす
る。次に、基準画像４３Ａの中に、対応点捜索を必要と
している１点Ｍを考える。点Ｍの位置を、対応する他の
画像、この例では右画像４３Ｂ、の中から探し出すこと
が目的である。ステレオ画像は、例えば３０７２×２０
４８画素のものを用いることができるが、他のものでも
良い。
【００２６】画像４３Ａ内に写し込まれた格子点３１の
うちで、上で考えている点Ｍに最も近い横方向に並んだ
二つの格子点３１ａと３１ｂをとる。その間隔を測定
し、当該画像内の、現在考えている点Ｍ近傍の局所的長
さをＬ１とする。この例では、倍率変更は横方向のみに
行うので、横に並んだ格子点二つ３１ａと３１ｂを用い
る。Ｌ１は、写り方や投影する格子によって違うが、点
Ｍ付近の局所長さだから、基準データブロックサイズよ
り狭くなるように投影する。
うちで、上で考えている点Ｍに最も近い横方向に並んだ
二つの格子点３１ａと３１ｂをとる。その間隔を測定
し、当該画像内の、現在考えている点Ｍ近傍の局所的長
さをＬ１とする。この例では、倍率変更は横方向のみに
行うので、横に並んだ格子点二つ３１ａと３１ｂを用い
る。Ｌ１は、写り方や投影する格子によって違うが、点
Ｍ付近の局所長さだから、基準データブロックサイズよ
り狭くなるように投影する。
【００２７】基準画像４３Ａと組になっているもう一枚
の画像を捜索画像４３Ｂと呼ぶ。捜索画像４３Ｂ内に、
適当な大きさの捜索領域５１を設定し、この中に、移動
可能な一定面積の小データ領域５２を考える。捜索領域
５１とデータブロック５２の例を図６に示す。検索デー
タブロックは、通常は奇数×奇数の正方形である。この
捜索データブロック５２の横幅Ｌｓは、例えば、９，２
５，４９，８１などとする。このブロック５２の大きさ
は基準画像のテクスチャの荒さによって異なる。
の画像を捜索画像４３Ｂと呼ぶ。捜索画像４３Ｂ内に、
適当な大きさの捜索領域５１を設定し、この中に、移動
可能な一定面積の小データ領域５２を考える。捜索領域
５１とデータブロック５２の例を図６に示す。検索デー
タブロックは、通常は奇数×奇数の正方形である。この
捜索データブロック５２の横幅Ｌｓは、例えば、９，２
５，４９，８１などとする。このブロック５２の大きさ
は基準画像のテクスチャの荒さによって異なる。
【００２８】基準画像４３Ａに写っている対象物は、基
線長及び両画像の視差によって、捜索画像４３Ｂ上で現
れる位置が変化する。捜索領域５１の適当な大きさは、
少なくとも基準画像に写っている対象物が、捜索画像４
３Ｂ上で現れるような範囲とすることが望ましい。ブロ
ックが４９×４９の時には捜索領域（ｘ×ｙ）は、例え
ば１２８×２５６，１００×２００，６４×１２８等と
することができるが、例えば１２５×２５６程度とれば
何が写っているか大体わかる。このように、捜索領域は
縦ｙより横ｘを長くし、ブロックの大きさ（Ｌｓ×Ｌ
ｓ）よりも大きくする。
線長及び両画像の視差によって、捜索画像４３Ｂ上で現
れる位置が変化する。捜索領域５１の適当な大きさは、
少なくとも基準画像に写っている対象物が、捜索画像４
３Ｂ上で現れるような範囲とすることが望ましい。ブロ
ックが４９×４９の時には捜索領域（ｘ×ｙ）は、例え
ば１２８×２５６，１００×２００，６４×１２８等と
することができるが、例えば１２５×２５６程度とれば
何が写っているか大体わかる。このように、捜索領域は
縦ｙより横ｘを長くし、ブロックの大きさ（Ｌｓ×Ｌ
ｓ）よりも大きくする。
【００２９】ここで、捜索領域５１を広く取りすぎる
と、相関の処理時間がその分だけ長くなる。
と、相関の処理時間がその分だけ長くなる。
【００３０】（倍率の補正）倍率の補正は、画像中に写
し込まれている投影格子点の間隔に基づいて、基準点付
近のデータの倍率を、捜索データの倍率とほぼ等しくな
るように変更する処理である。
し込まれている投影格子点の間隔に基づいて、基準点付
近のデータの倍率を、捜索データの倍率とほぼ等しくな
るように変更する処理である。
【００３１】以下の処理は、捜索領域の中で捜索データ
ブロックを、例えば１ピクセルずつ順次移動しながら行
う。
ブロックを、例えば１ピクセルずつ順次移動しながら行
う。
【００３２】捜索データブロックの中心に最も近い二つ
の投影格子点３１ｃと３１ｄを用いて、このデータブロ
ックの局所的な長さを求め、これをＬ２とする。Ｌ２
と、先に求めたＬ１とを用いて、基準画像内の点Ｍ付近
のデータの倍率を変更する。
の投影格子点３１ｃと３１ｄを用いて、このデータブロ
ックの局所的な長さを求め、これをＬ２とする。Ｌ２
と、先に求めたＬ１とを用いて、基準画像内の点Ｍ付近
のデータの倍率を変更する。
【００３３】この倍率変更によって、基準点付近のデー
タを、捜索データの倍率とほぼ等しくなるように変更で
きる。倍率変更の際、ピクセル位置の濃度値を求めるた
めには補間法を用いる。このとき、作成した基準点位置
のデータ領域（ここではこれを基準データブロックと呼
ぶ）の大きさは、捜索データブロックの大きさと実質的
に同等になるようにする。そのためには、捜索データの
幅Ｌｓを使って、点Ｍを中心に、長さＬ’＝（Ｌ１／Ｌ
２）×Ｌｓだけの幅のデータをとり、そのデータを点Ｍ
又は任意の点をを中心に、（Ｌ２／Ｌ１）倍だけ縮小或
いは拡大する。その結果、倍率を変更した後のデータの
幅を、捜索データ幅と同じＬｓにすることができる。
タを、捜索データの倍率とほぼ等しくなるように変更で
きる。倍率変更の際、ピクセル位置の濃度値を求めるた
めには補間法を用いる。このとき、作成した基準点位置
のデータ領域（ここではこれを基準データブロックと呼
ぶ）の大きさは、捜索データブロックの大きさと実質的
に同等になるようにする。そのためには、捜索データの
幅Ｌｓを使って、点Ｍを中心に、長さＬ’＝（Ｌ１／Ｌ
２）×Ｌｓだけの幅のデータをとり、そのデータを点Ｍ
又は任意の点をを中心に、（Ｌ２／Ｌ１）倍だけ縮小或
いは拡大する。その結果、倍率を変更した後のデータの
幅を、捜索データ幅と同じＬｓにすることができる。
【００３４】（相関処理）相関処理は、２つの画像の比
較を行うことにより対応関係を求めるテンプレートマッ
チングの一種である。
較を行うことにより対応関係を求めるテンプレートマッ
チングの一種である。
【００３５】そして、考えている１つの捜索データブロ
ックに対して、上で作成した基準データブロックとの面
積相関係数を求める。
ックに対して、上で作成した基準データブロックとの面
積相関係数を求める。
【００３６】以上の処理をひと区切りとし、捜索領域の
中で捜索データブロックを移動させながら、同じ処理を
繰り返す。その都度基準データの倍率を変えることは言
うまでもない。捜索データブロックの捜索領域の画素を
全て終了したら、面積相関係数の最も高い捜索データブ
ロックを探す。基準データブロックは点Ｍを中心に構成
されているから、面積相関の最も高い捜索データブロッ
クの中心が求める対応点である。
中で捜索データブロックを移動させながら、同じ処理を
繰り返す。その都度基準データの倍率を変えることは言
うまでもない。捜索データブロックの捜索領域の画素を
全て終了したら、面積相関係数の最も高い捜索データブ
ロックを探す。基準データブロックは点Ｍを中心に構成
されているから、面積相関の最も高い捜索データブロッ
クの中心が求める対応点である。
【００３７】この例では、投影格子点の検出に失敗した
場合は、変更倍率は１とする。また投影する格子点の間
隔は、基準データブロックサイズの半分程度になるよう
に調節する。
場合は、変更倍率は１とする。また投影する格子点の間
隔は、基準データブロックサイズの半分程度になるよう
に調節する。
【００３８】実際の処理の流れを、図８のフローチャー
トと図２のブロック図に則して説明する。ここでは簡略
化のため、基準画像内のある１点の対応点を求める手順
を述べるが、実際にはマッチングをとりたい面内の必要
な点全てに対して同じ処理を繰り返すことになる。
トと図２のブロック図に則して説明する。ここでは簡略
化のため、基準画像内のある１点の対応点を求める手順
を述べるが、実際にはマッチングをとりたい面内の必要
な点全てに対して同じ処理を繰り返すことになる。
【００３９】まず、図６のフローチャートにおいて、
（１）は始め。（２）で捜索対象点近傍での局所長さＬ
１を決定する。この処理は図２のブロック図で言えば、
データ倍率決定部２４に属する。（３）では捜索画像内
に捜索領域を設定する。（４）では捜索領域において１
つの捜索データブロックを設定する。（３）と（４）の
処理は、図２のブロック図で言えばデータ設定部２２に
相当する。（５）では捜索データブロックの局所長さＬ
２を決定する。そして基準データブロックの倍率パラメ
ターＢを求める。この処理は図２のブロック図で言え
ば、データ倍率決定部２４に属する。（６）では（２）
と（５）で求めたＬ１とＬ２を用いて倍率パラメターＢ
を決定し、（７）では基準画像からＬ’の幅でデータを
切り出し、（８）では倍率パラメターＢを用いて、倍率
を変更して基準データブロックを得る。（９）では
（８）で求めた基準データブロックと、（４）で設定し
た捜索データとの面積相関係数を計算し記録する。
（６）、（７）、（８）および（９）の処理は、図２の
ブロック図で言えば、演算処理部２３に相当する。（１
０）で捜索領域内で必要な点全てにおいて相関処理が終
了したか調べる。終了していれば（１１）へ、そうでな
ければ、（４）へ行く。（１１）では相関の最も高かっ
た所を求め、座標値を求める。
（１）は始め。（２）で捜索対象点近傍での局所長さＬ
１を決定する。この処理は図２のブロック図で言えば、
データ倍率決定部２４に属する。（３）では捜索画像内
に捜索領域を設定する。（４）では捜索領域において１
つの捜索データブロックを設定する。（３）と（４）の
処理は、図２のブロック図で言えばデータ設定部２２に
相当する。（５）では捜索データブロックの局所長さＬ
２を決定する。そして基準データブロックの倍率パラメ
ターＢを求める。この処理は図２のブロック図で言え
ば、データ倍率決定部２４に属する。（６）では（２）
と（５）で求めたＬ１とＬ２を用いて倍率パラメターＢ
を決定し、（７）では基準画像からＬ’の幅でデータを
切り出し、（８）では倍率パラメターＢを用いて、倍率
を変更して基準データブロックを得る。（９）では
（８）で求めた基準データブロックと、（４）で設定し
た捜索データとの面積相関係数を計算し記録する。
（６）、（７）、（８）および（９）の処理は、図２の
ブロック図で言えば、演算処理部２３に相当する。（１
０）で捜索領域内で必要な点全てにおいて相関処理が終
了したか調べる。終了していれば（１１）へ、そうでな
ければ、（４）へ行く。（１１）では相関の最も高かっ
た所を求め、座標値を求める。
【００４０】このように、捜索領域内で処理が全て終っ
た後で、相関係数の最も高い捜索データを見つける。そ
の基準画像のデータが、データ左端を基準にしてＢ倍に
倍率変更されている場合には、対応点の座標をもとの基
準画像上の座標系で正しく求めるために、基準画像の左
端を基準として倍率１／Ｂとすることによってもとの座
標値に換算する必要がある。
た後で、相関係数の最も高い捜索データを見つける。そ
の基準画像のデータが、データ左端を基準にしてＢ倍に
倍率変更されている場合には、対応点の座標をもとの基
準画像上の座標系で正しく求めるために、基準画像の左
端を基準として倍率１／Ｂとすることによってもとの座
標値に換算する必要がある。
【００４１】但し、基準データブロックのデータをその
中心である点Ｍを基準に縮小又は拡大した場合には、基
準画像内の基準点の対応点は、捜索画像内のデータブロ
ックの中心であり、その座標はそのまま用いることがで
き、対応点の座標の逆算を省略することができる。
中心である点Ｍを基準に縮小又は拡大した場合には、基
準画像内の基準点の対応点は、捜索画像内のデータブロ
ックの中心であり、その座標はそのまま用いることがで
き、対応点の座標の逆算を省略することができる。
【００４２】以上の手順によって、視差を正確に求める
ことができ、正確な視差に基づいて既知の演算により対
象物の形状や座標を精度よく求めることができる。
ことができ、正確な視差に基づいて既知の演算により対
象物の形状や座標を精度よく求めることができる。
【００４３】なお、投影格子点の検出に失敗した場合
は、変更倍率１とする。
は、変更倍率１とする。
【００４４】（１２）は終りである。
【００４５】実施例２（捜索データを補正する場合） この例でも、ステレオ画像は左右の二枚とし、倍率変更
は横方向のみに行うものとする。被写物体には、図５の
（ｄ）の格子点パターン３０が投影されている。また、
装置全体のブロック図は、実施例１と同じく、図２によ
って示される。
は横方向のみに行うものとする。被写物体には、図５の
（ｄ）の格子点パターン３０が投影されている。また、
装置全体のブロック図は、実施例１と同じく、図２によ
って示される。
【００４６】（指標を含む画像の形成）ステレオ画像対
の中で左画像を基準画像４３Ａと決める。基準画像４３
Ａの中に、捜索対象点Ｍを考える。画像内に写し込まれ
た格子点のうちで、点Ｍに最も近い二つ３１ａと３１ｂ
をとり、それらの間隔Ｌ１を測定する。また点Ｍを中心
として、所定の大きさの基準データを設定する。基準デ
ータは、対象物のテクスチャの大きさによって異なり、
通常奇数×奇数の正方形とする。
の中で左画像を基準画像４３Ａと決める。基準画像４３
Ａの中に、捜索対象点Ｍを考える。画像内に写し込まれ
た格子点のうちで、点Ｍに最も近い二つ３１ａと３１ｂ
をとり、それらの間隔Ｌ１を測定する。また点Ｍを中心
として、所定の大きさの基準データを設定する。基準デ
ータは、対象物のテクスチャの大きさによって異なり、
通常奇数×奇数の正方形とする。
【００４７】捜索画像４３Ｂ内で基準データよりも広い
捜索領域を設定する。捜索領域内に移動可能な捜索デー
タブロックを設定する。
捜索領域を設定する。捜索領域内に移動可能な捜索デー
タブロックを設定する。
【００４８】（倍率の補正）倍率の補正は、画像中に写
し込まれている投影格子点の間隔に基づいて、捜索デー
タブロックのデータの倍率を、基準データの倍率とほぼ
等しくなるように変更する処理である。
し込まれている投影格子点の間隔に基づいて、捜索デー
タブロックのデータの倍率を、基準データの倍率とほぼ
等しくなるように変更する処理である。
【００４９】以下の処理は、捜索領域内で順に得たデー
タブロック一つについて行う。捜索データブロックの中
央付近で、投影された格子間隔から、局所長さＬ２を求
める。そして、このＬ２と先ほど得たＬ１を用いて捜索
データブロックのデータの倍率を基準データとほぼ同じ
になるように変更する。この際、例えば捜索データブロ
ックの一方の端の位置を固定して倍率を変更する。この
例では、データブロックの左端を固定する。倍率変更後
の捜索データブロックの大きさが、基準データブロック
の大きさと等しくなるように、倍率変更前のデータの幅
を、右に（Ｌ２／Ｌ１−１）×Ｌｔだけ広くとる。ここ
でＬｔは基準データブロックの幅である。その結果、倍
率変更後のデータの長さを、基準データブロックの幅Ｌ
ｔに等しくすることができる。ここで使用した変更倍率
Ｂは記録しておき、対応点の座標を求める際に使用す
る。
タブロック一つについて行う。捜索データブロックの中
央付近で、投影された格子間隔から、局所長さＬ２を求
める。そして、このＬ２と先ほど得たＬ１を用いて捜索
データブロックのデータの倍率を基準データとほぼ同じ
になるように変更する。この際、例えば捜索データブロ
ックの一方の端の位置を固定して倍率を変更する。この
例では、データブロックの左端を固定する。倍率変更後
の捜索データブロックの大きさが、基準データブロック
の大きさと等しくなるように、倍率変更前のデータの幅
を、右に（Ｌ２／Ｌ１−１）×Ｌｔだけ広くとる。ここ
でＬｔは基準データブロックの幅である。その結果、倍
率変更後のデータの長さを、基準データブロックの幅Ｌ
ｔに等しくすることができる。ここで使用した変更倍率
Ｂは記録しておき、対応点の座標を求める際に使用す
る。
【００５０】（相関処理）ここで作成した捜索データブ
ロックと、基準データブロックとの面積相関係数を求
め、記録する。
ロックと、基準データブロックとの面積相関係数を求
め、記録する。
【００５１】以上の処理を、捜索領域内で捜索データブ
ロックを移動しながら繰り返す。
ロックを移動しながら繰り返す。
【００５２】実際の処理の流れを、図９のフローチャー
ト及び図２のブロック図を参照して説明する。ここで
は、簡略化のため、基準画像内のある１点の対応点を求
める手順を述べるが、実際にはマッチングをとりたい点
全てに対して同じ処理を繰り返す。
ト及び図２のブロック図を参照して説明する。ここで
は、簡略化のため、基準画像内のある１点の対応点を求
める手順を述べるが、実際にはマッチングをとりたい点
全てに対して同じ処理を繰り返す。
【００５３】まず、（１０１）は始め。（１０２）で基
準点近傍での局所長さＬ１を決定する。この処理は図５
のブロック図ではデータ倍率決定部２４に属する。（１
０３）で基準データブロックを得る。（１０４）では捜
索画像内に捜索領域を設定する。（１０５）では捜索領
域において捜索データブロックを得る。（１０３）から
（１０５）の処理は、図５のブロック図では、データ設
定部２２にて行われる。（１０６）では局所長さＬ２を
決定する。そして（１０７）で探索データの倍率パラメ
ターＢを求める。この処理は図５のブロック図ではデー
タ倍率決定部２４で行われる。（１０８）では（１０
２）と（１０７）で求めた倍率パラメターＢを使って、
捜索領域のデータ倍率を変更する。（１０９）では、
（１０３）で求めた基準データブロックと、（１０８）
で作成した捜索データブロックとの面積相関係数を計算
し記録する。（１０７）（１０８）および（１０９）の
処理は、図５のブロック図で言えば、演算処理部２３に
て行われる。（１１０）で捜索領域内で必要な点全てに
おいて相関処理が終了したか調べる。終了していれば
（１１１）へ、そうでなければ、（１０５）へ行く。
（１１１）では相関の最も高かった点を選び出し、もと
の座標を逆算する。
準点近傍での局所長さＬ１を決定する。この処理は図５
のブロック図ではデータ倍率決定部２４に属する。（１
０３）で基準データブロックを得る。（１０４）では捜
索画像内に捜索領域を設定する。（１０５）では捜索領
域において捜索データブロックを得る。（１０３）から
（１０５）の処理は、図５のブロック図では、データ設
定部２２にて行われる。（１０６）では局所長さＬ２を
決定する。そして（１０７）で探索データの倍率パラメ
ターＢを求める。この処理は図５のブロック図ではデー
タ倍率決定部２４で行われる。（１０８）では（１０
２）と（１０７）で求めた倍率パラメターＢを使って、
捜索領域のデータ倍率を変更する。（１０９）では、
（１０３）で求めた基準データブロックと、（１０８）
で作成した捜索データブロックとの面積相関係数を計算
し記録する。（１０７）（１０８）および（１０９）の
処理は、図５のブロック図で言えば、演算処理部２３に
て行われる。（１１０）で捜索領域内で必要な点全てに
おいて相関処理が終了したか調べる。終了していれば
（１１１）へ、そうでなければ、（１０５）へ行く。
（１１１）では相関の最も高かった点を選び出し、もと
の座標を逆算する。
【００５４】捜索領域内で処理が全て終った後で、相関
係数の最も高い捜索データを見つける。その捜索領域の
データがＢ倍に倍率変更されている場合には、対応点の
座標をもとの捜索画像上の座標系で正しく求めるため
に、倍率１／Ｂによってもとの座標値に換算する必要が
ある。
係数の最も高い捜索データを見つける。その捜索領域の
データがＢ倍に倍率変更されている場合には、対応点の
座標をもとの捜索画像上の座標系で正しく求めるため
に、倍率１／Ｂによってもとの座標値に換算する必要が
ある。
【００５５】但し、捜索ブロックのデータをその中心の
点を基準として縮小又は拡大した場合には、対応点の座
標の逆算を省略することができる。
点を基準として縮小又は拡大した場合には、対応点の座
標の逆算を省略することができる。
【００５６】そして、視差が正確に求まり、この正確な
視差に基づき既知の演算により対象物の形状や座標を精
度よく求めることができる。
視差に基づき既知の演算により対象物の形状や座標を精
度よく求めることができる。
【００５７】（１２）は終りである。
【００５８】以下、本発明の変形例を簡単に説明する。
【００５９】変形例１ 上記実施例１、および２において、格子点を投影する代
わりに、指標となるターゲットを物体に貼り付けて、局
所長さＬ１，およびＬ２を得ることが可能である。
わりに、指標となるターゲットを物体に貼り付けて、局
所長さＬ１，およびＬ２を得ることが可能である。
【００６０】変形例２ 上記実施例２で捜索領域内は局所倍率一定として、捜索
領域内を一括して倍率変更してから、マッチングをとる
ことが可能である。
領域内を一括して倍率変更してから、マッチングをとる
ことが可能である。
【００６１】変形例３ 上記実施例１と２及び応用例１と２に於いて、撮影画像
枚数を３枚以上としたステレオ写真を用いて計測するこ
とができる。
枚数を３枚以上としたステレオ写真を用いて計測するこ
とができる。
【００６２】変形例４ 上記実施例１と２に於いて、データブロックの倍率変更
を、横方向のみだけでなく、縦方向にも行うようにする
ことができる。
を、横方向のみだけでなく、縦方向にも行うようにする
ことができる。
【００６３】本発明により、ステレオ写真の左右画像の
視差によるマッチングの掛りにくさが改善される。複数
の画像間で被写物体の局所倍率が問題になるのは撮影基
線長が大きい時である。本発明によりマッチングの掛り
やすさが向上すると、撮影時に大きな基線長をとること
が出来る。基線長を大きくすると、ステレオ計測のｚ座
標の計測精度を向上することができる。
視差によるマッチングの掛りにくさが改善される。複数
の画像間で被写物体の局所倍率が問題になるのは撮影基
線長が大きい時である。本発明によりマッチングの掛り
やすさが向上すると、撮影時に大きな基線長をとること
が出来る。基線長を大きくすると、ステレオ計測のｚ座
標の計測精度を向上することができる。
【００６４】
【発明の効果】本発明により、ステレオ写真の左右画像
を実質的に同じ倍率の画像として比較することができ、
マッチングの精度を向上することが可能となる。
を実質的に同じ倍率の画像として比較することができ、
マッチングの精度を向上することが可能となる。
【００６５】また、本発明によれば、基線長を大きくと
って得られた画像でも測定することが可能となり、ステ
レオ計測のｚ座標の計測精度を向上することが可能とな
る。
って得られた画像でも測定することが可能となり、ステ
レオ計測のｚ座標の計測精度を向上することが可能とな
る。
【図１】本発明の実施例で用いる被写物体を示す図。
【図２】本発明の画像測定装置を概念的に示すブロック
図。
図。
【図３】図１の被写物体をステレオ撮影した画像を示す
図で、（Ａ）は左画像（Ｂ）は右画像。
図で、（Ａ）は左画像（Ｂ）は右画像。
【図４】パターンを投影した被写物体をステレオ撮影し
た画像を示す図で、（Ａ）は左画像（Ｂ）は右画像。
た画像を示す図で、（Ａ）は左画像（Ｂ）は右画像。
【図５】パターンを示す平面図。
【図６】捜索画像とデータブロックを示す説明図。
【図７】データブロックの倍率補正を示す説明図。
【図８】実施例１における処理の流れを示すフローチャ
ート。
ート。
【図９】実施例２における処理の流れを示すフローチャ
ート。
ート。
２１ 画像入力部 ２２ データ設定部 ２３ 演算処理部 ２４ データ倍率決定部 ２５ 結果表示部 ３０ パターン ３１ 格子点 ４０ 被写物体 ４１ 面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 忠之 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内
Claims (9)
- 【請求項１】 一対のステレオ画像に基準画像と捜索画
像を定め、基準画像に基準データブロックを設定し、捜
索画像に捜索データブロックを設けるデータ設定部と、 基準データブロックと捜索データブロックとの対応関係
を判別する対応判別部と、 上記基準データブロックのデータの画像倍率を、捜索画
像中の捜索データの画像倍率に応じて変更するデータ倍
率変更部と、 対応判別部の出力に応じて画像測定を行う画像測定部と
からなり、 上記対応判別部は、倍率変更部で倍率変更された基準デ
ータブロックと捜索データブロックとを用いて対応関係
を判別するように構成したことを特徴とする画像測定装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の画像測定装置において、
上記ステレオ画像中には、あらかじめ位置関係がわかっ
ている指標が含まれており、その捜索画像中の基準点の
位置から捜索データブロックの倍率を決定するデータ倍
率決定部を有することを特徴とする画像測定装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の画像測定装置にお
いて、前記データ設定部は、その捜索領域中を移動可能
とされる捜索データブロックを設けるように構成されて
いることを特徴とする画像測定装置。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載の画像測定装置にお
いて、上記画像測定部は、倍率変更部で変更した基準デ
ータの座標値を変更前の座標値に補正して画像測定を行
うように構成されていることを特徴とする画像測定装
置。 - 【請求項５】 一対のステレオ画像に基準画像と捜索画
像を定め、基準画像に基準データブロックを設定し、捜
索画像に捜索データブロックを設けるデータ設定部と、 基準データブロックと捜索データブロックとの対応関係
を判別する対応判別部と、 上記捜索データブロックの画像倍率を、基準画像中の基
準データの画像倍率に応じてほぼ一定となるように変更
するデータ倍率変更部と、 対応判別部の出力に応じて画像測定を行う画像測定部と
からなり、 上記対応判別部は、基準データブロックと倍率変更部で
倍率変更された捜索データブロックとを用いて対応関係
を判別するように構成したことを特徴とする画像測定装
置。 - 【請求項６】 請求項５記載の画像測定装置において、
上記ステレオ画像中には、あらかじめ位置関係がわかっ
ている指標が含まれており、その捜索画像中の基準点の
位置から基準データブロックの倍率を決定するデータ倍
率決定部を有することを特徴とする画像測定装置。 - 【請求項７】 請求項５又は６記載の画像測定装置にお
いて、前記データ設定部は、その捜索領域中を移動可能
とされる捜索データブロックを設けるように構成されて
いることを特徴とする画像測定装置。 - 【請求項８】 請求項５又は６記載の画像測定装置にお
いて、上記画像測定部は、倍率変更部で変更した捜索デ
ータの座標値を変更前の座標値に補正して画像測定を行
うように構成されていることを特徴とする画像測定装
置。 - 【請求項９】 請求項１又は５記載の画像測定装置にお
いて、上記対応判別部は、テンプレートマッチング又は
相関処理を行うように構成されていることを特徴とする
画像測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14706497A JP3990002B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 画像測定装置 |
| US09/082,189 US6141439A (en) | 1997-05-22 | 1998-05-21 | Apparatus for image measurement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14706497A JP3990002B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 画像測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10320560A true JPH10320560A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3990002B2 JP3990002B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=15421678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14706497A Expired - Fee Related JP3990002B2 (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | 画像測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6141439A (ja) |
| JP (1) | JP3990002B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1168246A3 (en) * | 2000-06-26 | 2006-02-01 | Kabushiki Kaisha Topcon | Stereo image measuring device |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69833813T2 (de) * | 1997-05-22 | 2006-11-30 | Kabushiki Kaisha Topcon | Vorrichtung zur Korrespondenzsuche in einem Bildpaar |
| JP4237868B2 (ja) * | 1999-05-10 | 2009-03-11 | 株式会社トプコン | 画像形成システム |
| TWI274843B (en) * | 2002-12-25 | 2007-03-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | System and method for obtaining measurement data on objects via processing images thereof |
| US8577171B1 (en) * | 2006-07-31 | 2013-11-05 | Gatan, Inc. | Method for normalizing multi-gain images |
| JP2008164367A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置、カメラ、車両及び監視装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3638188A (en) * | 1969-10-17 | 1972-01-25 | Westinghouse Electric Corp | Classification method and apparatus for pattern recognition systems |
| US5519485A (en) * | 1992-07-31 | 1996-05-21 | Kabushiki Kaisha Topcon | Stereo image measuring apparatus |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP14706497A patent/JP3990002B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-21 US US09/082,189 patent/US6141439A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1168246A3 (en) * | 2000-06-26 | 2006-02-01 | Kabushiki Kaisha Topcon | Stereo image measuring device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3990002B2 (ja) | 2007-10-10 |
| US6141439A (en) | 2000-10-31 |
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