JPH11248446A - ステレオ画像処理装置 - Google Patents
ステレオ画像処理装置Info
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- JPH11248446A JPH11248446A JP10045800A JP4580098A JPH11248446A JP H11248446 A JPH11248446 A JP H11248446A JP 10045800 A JP10045800 A JP 10045800A JP 4580098 A JP4580098 A JP 4580098A JP H11248446 A JPH11248446 A JP H11248446A
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- JP
- Japan
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- parallax
- small area
- stereo
- distance
- image
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- Granted
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
もに、検出されなかった小領域の距離情報を補完し、良
質な距離画像を得ることのできるステレオ画像処理装置
を提供する。 【解決手段】 ステレオカメラ10で撮像したステレオ
画像対を基に、ステレオ処理部30で小領域毎の距離情
報を作成し、距離画像メモリ35にストアする。多数決
フィルタ部40で、距離画像メモリ35にストアした距
離情報から、注目する小領域を中心とした3×3の小領
域群を抽出し、小領域のアドレス及び視差に応じて度数
を加算したヒストグラムを作成し、このヒストグラムか
ら最大度数視差を抽出する。さらに、抽出した最大度数
視差と注目する小領域の視差を比較し、これらが予め設
定した条件を満たしたとき、注目する小領域の視差を最
大度数視差で補正する。
Description
ッチングが適正に行われずにミスマッチングした小領域
に対して特異点除去を行うことのできるステレオ画像処
理装置に関する。
撮像し、この撮像されたステレオ画像を用いて三角測量
の原理で対象物までの距離を計測し、物体の監視、障害
物の検出等を行うステレオ画像処理装置について数多く
の提案がなされている。
とサブ画像の2枚の画像に対し、各画像の小領域毎にシ
ティブロック距離を計算して互いの相関を求めることで
対応する領域を特定するステレオマッチング処理を行
い、対象物までの距離に応じて生じる画素のズレ(=視
差)から得られる対象物までの遠近情報を数値化した3
次元画像情報(距離画像)を取得する。
情報に対応)を検出できなかった小領域に対し、例えば
特開平9−152334号公報には、矩形領域(小領
域)毎に計測した距離情報から対象物の同一平面を推定
し、平面の矩形領域の中で距離が計測できなかった矩形
領域の距離情報を、計測できた矩形領域の平面までの距
離情報に基づいて演算し補完する技術が開示されてい
る。
−152334号公報に記載の技術は、周囲の矩形領域
の距離情報から平面の位置を推定し、この平面までの距
離に基づいて、距離が計測できなかった矩形領域の距離
情報を演算するものなので、距離情報が検出できなかっ
た矩形領域の周囲に平面が存在しない場合や、上記矩形
領域の周囲に曲面が存在する場合等には、距離情報を補
完することが困難である。また、上記技術においては、
検出された距離情報中にが誤情報がある場合には何等補
正が行われないという欠点がある。
で、誤検出された距離情報を適切に補正するとともに、
検出されなかった小領域の距離情報を補完し、良質な距
離画像を得ることのできるステレオ画像処理装置を提供
することを目的としている。
め、本発明によるステレオ画像処理装置は、対象物を異
なる視点でステレオ撮像する撮像手段と、上記撮像手段
で撮像した2枚の画像の小領域毎に互いの相関を求める
ことで対応する領域を特定するステレオマッチング処理
を行い対象物までの距離に応じて生じる視差から得られ
る対象物までの遠近情報を数値化した3次元画像情報を
取得するステレオ処理手段と、上記ステレオ処理部で収
得した3次元画像情報を記憶する距離画像記憶手段とを
備えたステレオ画像処理装置において、上記距離画像記
憶手段に記憶された3次元画像情報の中から注目する小
領域を中心とした小領域群を抽出し、予め設定した条件
に基づき小領域群の各小領域のアドレス及び視差に応じ
た加算度数を設定し、視差毎に上記加算度数を加算処理
することで最大度数視差を抽出し、該最大度数視差に応
じて上記注目する小領域の視差を補正する多数決フィル
タ手段を備えたことを特徴とする。詳しくは、上記抽出
する小領域群は、注目する小領域を中心とする3×3の
小領域群であることを特徴とし、また、上記注目する小
領域の視差の補正は、上記ステレオ処理手段で収得した
該小領域の視差と上記最大度数視差との視差の差が予め
設定した許容ズレ視差値以内であるとき行うことを特徴
とする。
装置は、撮像手段で対象物を異なる視点でステレオ撮像
し、ステレオ処理手段で上記撮像手段で撮像した2枚の
画像の小領域毎に互いの相関を求めることで対応する領
域を特定するステレオマッチング処理を行い対象物まで
の距離に応じて生じる視差から得られる対象物までの遠
近情報を数値化した3次元画像情報を取得し、距離画像
記憶手段に上記ステレオ処理部で収得した3次元画像情
報を記憶するステレオ画像処理装置において、多数決フ
ィルタ手段で、上記距離画像記憶手段に記憶された3次
元画像情報の中から注目する小領域を中心とした小領域
群を抽出し、予め設定した条件に基づき小領域群の各小
領域のアドレス及び視差に応じた加算度数を設定し、視
差毎に上記加算度数を加算処理することで最大度数視差
を抽出し、該最大度数視差に応じて上記注目する小領域
の視差を補正するものである。
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図1はステレオ画像処理装置の要部を示す機能ブ
ロック図、図2は多数決フィルタ処理ルーチンのフロー
チャート、図3は多数決フィルタ処理を行う際の対称と
なる視差情報のマトリクス、図4はD(dn )=0のと
きの加算度数を示すマトリクス、図5はD(dn )≠0
のときの加算度数を示すマトリクス、図6は図4,図5
のマトリクスに従い包め処理を行う際の説明図、図7は
多数決フィルタ処理の一例を示す説明図である。
撮像手段としてのステレオカメラ10、このステレオカ
メラ10で撮像した画像に対する入力処理を行う画像入
力部20、この画像入力部20で処理した撮像画像を元
画像としてストアする元画像メモリ25、元画像をステ
レオ処理して距離分布情報(距離画像)を取得するステ
レオ処理手段としてのステレオ処理部30、距離画像を
ストアする距離画像記憶手段としての距離画像メモリ3
5、このストアされた距離画像をフィルタ処理する多数
決フィルタ手段としての多数決フィルタ部40、多数決
フィルタ処理された距離画像をストアするフィルタ後距
離画像メモリ45等から構成されるステレオ画像処理装
置の基本構成を示し、例えば、自動車やヘリコプタ等の
移動体に搭載され、対象風景をステレオ撮像した1組の
画像を処理して三次元の距離情報を求め、求めた距離の
情報に基づいて自己位置認識を行なう装置等に使用され
る。
カメラ10a,10bは、互いに、同期が取れ、且つ、
シャッタースピード可変のCCDカメラであり、一方の
CCDカメラ10aをステレオ処理の際の基準画像を撮
像するメインカメラ、他方のCCDカメラ10bをステ
レオ処理の際の比較画像を撮像するサブカメラとして、
所定の基線長で互いの撮像面垂直軸が平行となるよう配
置されている。
a,10bからの各アナログ撮像信号に対応して、ゲイ
ンコントロールアンプを有するアナログインターフェー
ス、アナログ画像データをデジタル画像データに変換す
るA/Dコンバータ、画像の明暗部に対して対数変換を
行うためのLOG変換テーブル等を備え、CCDカメラ
10a,10bからの撮像信号を、それぞれゲイン調整
により信号バランスを揃えた後、LOG変換により低輝
度部分のコントラストを改善する等の画像補正を行い、
所定の輝度階調のデジタル画像データに変換して元画像
メモリ25にストアする。
離計算回路、最小値・画素ズレ検出回路等を備えたもの
であり、元画像メモリ25にストアされたメイン画像及
びサブ画像の2枚の画像に対し、各画像の小領域毎にシ
ティブロック距離を計算して互いの相関を求めることで
対応する領域を特定するステレオマッチング処理を行
い、対象物までの距離に応じて生じる画素のズレから得
られる対象物までの遠近情報を数値化した3次元画像情
報(距離画像)を取得する。
メイン画像の一つの小領域に対し、対応するサブ画像の
小領域との間のシティブロック距離を計算し、最小値・
画素ズレ検出回路でシティブロック距離の最小値及び最
大値等を評価してシティブロック距離の最小値が本当に
2つの画像の小領域の一致を示しているものかどうかを
チェックする。そして、チェック条件を満足し、且つ、
シティブロック距離が最小になる画素ズレ量(=視差
D)を、メイン画像の小領域に対応する距離情報として
距離画像メモリ35にストアする。
きい値Ha ,Hb に対し、シティブロック距離の最小値
及び最大値が、 最小値≦Ha 最大値−最小値≧Hb を満たすか否かを調べることにより行われ、さらに、メ
イン画像の小領域内の横方向の隣接画素間の輝度差が、
予め設定したしきい値Hc よりも大きいか否かを調べる
ことにより行われる。そして、上記チェック条件を満た
していない場合は、画素ズレ量(=視差D)=”0”を
出力する。
ては、本出願人による特開平5−114099号公報に
詳述されている。
モリ35にストアされた視差Dの値を各小領域毎にそれ
ぞれ多数決フィルタ処理して適切な値に補正し、フィル
タ後距離画像メモリ45に出力するものであり、この多
数決フィルタ部40は、例えばコンパレータ、ゲートア
レイ等により論理設計されている。なお、この多数決フ
ィルタ部40は、通常のマイクロプロセッサで構成し、
多数決フィルタ処理をソフト的に行っても良い。
各小領域毎の視差情報を、この小領域の視差情報と該小
領域の周囲に存在する小領域の視差情報に基づきフィル
タ処理するものであり、先ず、上記距離画像メモリ35
にストアされた情報の中から、注目する(フィルタ処理
を施す)小領域の視差情報を中心とする3×3の小領域
群を抽出し、図3に示すように、各小領域に順次dn
(n=0〜8)のアドレスを設定する。ここで、注目す
る小領域のアドレスは、d4 となる。
スdn 及び該アドレスdn に対応する視差D(dn )に
応じて加算度数を決定するためのマトリクスが予め設定
され格納されており、上記多数決フィルタ部40では、
決定された加算度数に基づき、横軸を視差D,縦軸を度
数としたヒストグラムを作成し、このヒストグラムから
最も度数の大きい視差D’を抽出し、この最大度数視差
D’に応じて注目する小領域の視差D(d4 )を補正す
る。
リクスに示すように4通りの度数に分類されており、D
(dn )=0のとき、dn (n≠4)の加算度数が最も
小さい値”1”となるように設定され、また、d4 の加
算度数が最も大きい値”17”となるように設定されて
いる。一方、D(dn )≠0のとき、dn (n≠4)の
加算度数が”1”よりもやや大きい”3”となるように
設定され、また、d4の加算度数が”3”よりも大き
く”17”よりも小さい”7”となるように設定されて
いる。
より作成される。すなわち、このヒストグラムは、図6
に示すように、アドレスdn における視差D(dn )に
対応する場所Dに上記マトリクス基づく度数を加算する
とともに、視差大側に隣接するD+1、D+2に対応す
る場所にも同様の度数を加算して作成される。
最大度数視差D’を抽出し、この最大度数視差D’が視
差D(d4 )に対して予め設定した条件を満たしている
とき、視差D(d4 )の値をD’に補正する。ここで、
最大度数視差値が複数存在した場合は、これらの中から
値が最も小さいものをD’とするようになっている。
ィルタ処理は、図2に示すフローチャートに従って行わ
れる。このルーチンでは、先ず、ステップ(以下”S”
と略称)101で、前回作成されたヒストグラムをクリ
アした後、S102に進む。
離画像メモリ35にストアされている距離画像データの
中から抽出した3×3(アドレスd0 〜d8 )の小領域
群に基づき、ヒストグラムを作成するためのものであ
り、S102では、n=0とし、これから処理を行う小
領域のアドレスをd0 に設定した後、S103に進む。
アドレスがd4 であるか否かを調べ、アドレスがd4 で
ない場合はS104に進む。
dn に対応する視差D(dn )が”0”であるか否かを
調べ、視差D(dn )が”0”以外の場合はS105に
進み、視差D(dn )が”0”の場合はS106に進
む。
するヒストグラム上の視差D,及びその視差大側に隣接
するD+1,D+2に対応する場所に度数”3”を加算
した後、S110に進む。
のD,D+1,D+2に対応する場所に度数”1”を加
算した後、S110に進む。
のアドレスがd4 であると判定し、S107に進むと、
現在処理中のアドレスd4 の小領域における視差D(d
4 )が”0”であるか否かを調べ、視差D(d4 )が”
0”以外の場合はS108に進み、視差D(d4 )が”
0”の場合はS109に進む。
するヒストグラム上の視差D,及びその視差大側に隣接
するD+1,D+2に対応する場所に度数”7”を加算
した後、S110に進む。
のD,D+1,D+2に対応する場所に度数”17”を
加算した後、S110に進む。
はS109でヒストグラムへ度数を加算し、上記S11
0に進むと、n←n+1とし、処理を行う小領域のアド
レスを次のアドレスにシフトさせた後、S111に進
む。
すなわちアドレスd0 〜d8 の全ての視差D(dn )に
対応する度数をヒストグラム上へ加算したか否かを調
べ、n≠9の場合はS103に戻り、n=9の場合はS
112に進む。
成したヒストグラム上の度数を順次調べ、最大度数視差
D’を抽出するためのものであり、S112では、m=
0、D’=0、H_max=0とした後、S113に進む。
アドレスを表し、以下、ヒストグラム上の各々の視差を
Dm (m=0,1,2…max)で表す。この場合、”
D0”に対応する視差は”0”であり、”Dmax ”に対
応する視差は”ステレオ画像処理部30で検出可能な視
差の最大値”である。
順次調べる処理過程における最大度数を示す。
H_maxが、視差Dm に対応する度数よりも小さいか否か
を調べ、上記最大度数H_maxが視差Dm の度数よりも小
さい場合はS114に進み、D’=Dm とするととも
に、H_maxの値を視差Dm に対応する度数に更新した
後、S115に進む。一方、上記最大度数H_maxが視差
Dm の度数よりも大きい場合は、そのままS115に進
む。
度数を調べる視差のアドレスをシフトさせた後、S11
6に進む。
否かを調べ、Dm =Dmax である場合はS117に進
み、Dm ≠Dmax である場合はS113に戻る。
大値H_maxを示すときの視差、すなわち最大度数視差
D’を決定し、S117に進むと、この最大度数視差
D’が、D(d4 )−S≦D’≦D(d4 )+Sを満た
すか否かを調べる。すなわち、S117では、最大度数
視差D’と視差D(d4 )とのズレが予め設定した許容
ズレ視差値±S以内か否かを調べ、視差のズレが±S以
上であればS118に進み、D’をフィルタ後距離画像
メモリ45に出力(D”=D’)した後、ルーチンを抜
ける。
が±S以内であればS119へ進みD(d4 )をフィル
タ後距離画像メモリ45へ出力(D”=D(d4 ))し
た後ルーチンを抜ける。
ィルタ処理の具体例について説明する。今、距離画像メ
モリ35にストアされた距離情報から、図7(a)に示
す3×3の小領域群が抽出されたとする。
る視差D(dn )は12であり、これらはD(dn )≠
0であるので、図5のマトリクスから、加算度数は”
3”である。そこで、上述のS103〜S111の手順
に従って、ヒストグラム上の視差D=12,13,14
に対応する場所にそれぞれ度数”3”を加算する。
)は16であり、D(dn )≠0であるので、図5の
マトリクスから、加算度数は”7”である。そこで、上
述のS103〜S111の手順に従って、ヒストグラム
上の視差D=16,17,18に対応する場所に度数”
7”を加算する。
D(dn )は12であり、これらはD(dn )≠0であ
るので、図5のマトリクスから、加算度数は”3”であ
る。そこで、上述のS103〜S111の手順に従っ
て、ヒストグラム上の視差D=12,13,14に対応
する場所にそれぞれ度数”3”を加算する。
n )は0であるので、図4のマトリクスから、加算度数
は”1”である。そこでS103〜S111の手順に従
って、ヒストグラム上の視差D=0,1,2に対応する
場所に度数”1”を加算する。このようにして、図7
(c)に示すヒストグラムが完成する。
〜S116の手順に従って度数最大となる視差D’を抽
出する。ここで、図7(c)に示すヒストグラムから明
らかなように、視差Dm =12,13,14で度数がと
もに最大値21となるが、この場合、これらの中から最
小の視差をD’とするので、最大度数視差D’=12と
なる。
基づき、上述のS117,S118の手順に従って視差
D(d4 )の補正を行う。今回の場合、最大度数視差
D’=12,視差D(d4 )=16であり、視差D(d
4 )に対し最大度数視差D’が”−4”ズレていること
になる。従って、上記S117における許容ズレ視差値
Sの値が”4”以下に設定されている場合には、最大度
数視差D’=12がフィルタ後距離画像メモリ45の該
当アドレスにストアされる。一方、許容ズレ視差値Sの
値が”4”以上に設定されている場合には、アドレスd
4 の視差D(d4)=16がそのまま、上記フィルタ後
距離画像メモリ45の該当アドレスにストアされる。
メモリ35にストアされている距離画像全てに対して行
われる。
は、注目する小領域の周囲に平面を推定することなく、
該小領域の距離情報を補正(及び補完)することができ
るので、対象物が曲面の場合にも対応し、適切な補正を
行うことができる。
は、各アドレスdn 及び該アドレスdn の視差D(dn
)に応じたものなので、注目する小領域の視差D(d4
)の値を尊重しつつ、適切な補正を行うことができ
る。すなわち、上記多数決フィルタ部40では、注目す
る小領域のd4 の加算度数を周囲の小領域の加算度数よ
りも大きくすることで、視差D(d4 )、或いは、該視
差D(d4 )付近の視差値が最大度数視差D’となる可
能性を大きくすることができる。
(d4 )の補正を行うか否かを判定する際の許容ズレ視
差値±Sを適切に設定することで、実際の視差とは明ら
かに異なる値の補正を防止することができる。
群を抽出して注目する小領域の視差の補正を行ったが、
本発明はこれに限るものではなく、例えば5×5の小領
域群を抽出しても良いし、3×5の小領域群を抽出して
も良い。すなわち、本発明は得ようとする視差(距離情
報)の精度等に応じて、注目する小領域を中心とした任
意の小領域群を設定可能なものである。
限らず、得ようとする視差(距離情報)の精度等に応じ
て任意に設定可能である。
誤検出された距離情報を適切に補正するとともに、検出
されなかった小領域の距離情報を補完し、良質な距離画
像を得ることができる。
ク図
情報のマトリクス
クス
クス
際の説明図
段)
Claims (3)
- 【請求項1】 対象物を異なる視点でステレオ撮像する
撮像手段と、 上記撮像手段で撮像した2枚の画像の小領域毎に、互い
の相関を求めることで対応する領域を特定するステレオ
マッチング処理を行い、対象物までの距離に応じて生じ
る視差から得られる対象物までの遠近情報を数値化した
3次元画像情報を取得するステレオ処理手段と、 上記ステレオ処理部で収得した3次元画像情報を記憶す
る距離画像記憶手段とを備えたステレオ画像処理装置に
おいて、 上記距離画像記憶手段に記憶された3次元画像情報の中
から注目する小領域を中心とした小領域群を抽出し、予
め設定した条件に基づき小領域群の各小領域のアドレス
及び視差に応じた加算度数を設定し、視差毎に上記加算
度数を加算処理することで最大度数視差を抽出し、該最
大度数視差に応じて上記注目する小領域の視差を補正す
る多数決フィルタ手段を備えたことを特徴とするステレ
オ画像処理装置。 - 【請求項2】 上記抽出する小領域群は、注目する小領
域を中心とする3×3の小領域群であることを特徴とす
る請求項1記載のステレオ画像処理装置。 - 【請求項3】 上記注目する小領域の視差の補正は、上
記ステレオ処理手段で収得した該小領域の視差と上記最
大度数視差との視差の差が予め設定した許容ズレ視差値
以内であるとき行うことを特徴とする請求項1または請
求項2記載のステレオ画像処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04580098A JP4021036B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ステレオ画像処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04580098A JP4021036B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ステレオ画像処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11248446A true JPH11248446A (ja) | 1999-09-17 |
JP4021036B2 JP4021036B2 (ja) | 2007-12-12 |
Family
ID=12729357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04580098A Expired - Lifetime JP4021036B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | ステレオ画像処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4021036B2 (ja) |
Cited By (5)
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-
1998
- 1998-02-26 JP JP04580098A patent/JP4021036B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JP4021036B2 (ja) | 2007-12-12 |
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