JPH1131237A - ノイズ除去型景観ラベリング装置およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータ上の地理的情報と実風景の景観
画像中の各部分とを精度良く対応付けて利用者に提示す
る。 【解決手段】 赤外線画像取得部４で、景観画像の赤外
線画像を取得し、熱分布領域を求める。ラベル情報作成
部７では、地図情報管理部６で獲得した構造物を基にし
てＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の各部分領域に対して
前記熱分布領域を差し引くことにより、ノイズを反映し
たＣＧ画像の領域分割図を作成し、前記取得した画像の
部分領域をパターンマッチングにより前記ＣＧ画像中の
部分領域に対応付け、対応付けられた部分領域の構造物
を求め、その構造物の名称または属性情報および付与位
置を含むラベル情報を作成する。ラベル情報出力部８で
は、ラベル情報中の付与位置の情報に対応する画像中に
地図情報の名称またはその属性情報を重畳し、重畳され
た画像を視覚機器に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の景観画
像入力機器を用いて利用者が撮影した画像に対してその
画像中の各部分領域に関する地理的な情報を画像表示装
置に重畳表示したり音声案内等して利用者に教示する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、利用者がいる周辺に関する地理的
情報を利用者に教示するシステムとして種々のナビゲー
ションシステムがあった。

【０００３】図１４は特開平８−２７３０００号に開示
されたナビゲーション装置の構成図である。この装置
は、車両の位置データと動きデータを入力すると、道路
地図データを参照して車両の位置を更新する位置更新部
７１と、地図データ等に基づいて表示用道路データおよ
び表示用背景データを発生させる表示用データ発生部７
２と、これらの表示用データに基づいて３次元動画像デ
ータを作成する３次元動画像データ作成部７３と、記憶
部７４を有し、ナビゲーション装置のユーザが目的地、
経由地を含む走行経路を事前に設定する場合に、地図画
面でなく実際に存在する道路に沿ったリアルな動画像表
示画面を見ながら経路を設定できる機能を有する。

【０００４】この装置によれば、ユーザは実際に在る経
路に沿って走行するときに、その経路に沿った動画像表
示（例えば、図１５）を見ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同装置
を用いる場合、最終的には人間が現実の風景とコンピュ
ータの世界での地理的情報とを肉眼で対応付けることに
よって、現実の風景の中のものが何であるかを認識しな
ければならない。つまり、利用者の眼前にある実際の建
物や道路や山が何であるかを、動画像表示された地図中
の記号等を基にして人間が肉眼を頼りにして人間の脳を
無意識に働かせて対応付けの作業を行って理解しなけれ
ばならない。街角等では、コンピュータでの地図と実際
の景観を見比べては方角を把握したり目印を見つけたり
してその方向を注視し、その方向にある建物の特徴を理
解した上で再度地図を見てその建物が何であるかを理解
している。

【０００６】このため、何度もコンピュータ上の地図と
実風景を見比べて人間の方で対応付けする手間は省略で
きないという問題点がある。特に薄暗がりや夜間等は実
風景が見にくくて対応を取りにくい。

【０００７】本発明の目的は、コンピュータ上の地理的
情報と実風景の画像（以下、景観画像と呼ぶ。）中の各
部分とを対応付けて利用者に教示する、マッチング精度
の高い景観ラベリング装置およびシステムを提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンピュータ
上の地図データを３次元データとして予め作成してお
き、画像（ＣＧ画像と区別するため以降景観画像と呼
ぶ）が入力されるときの位置とカメラの角度と焦点距離
と画像サイズを撮影時に取得し、コンピュータ上の３次
元地図空間内で実風景撮影時の位置とカメラの角度と焦
点距離から眺望した場合のコンピュータグラフィックス
（以下、ＣＧとする。）画像内での地理的情報を取得
し、その地理的情報を、実風景である景観画像に重畳表
示することで対応付けを実現するものである。この地理
的情報とは画像での、構造物等の名称またはその属性情
報であり、属性情報とはその構造物に関するあらゆる属
性（例えば輪郭、色等）についての情報を意味する。こ
の明細書の中では構造物という言葉を人工の構造物以外
に、山や川や海等の天然の地形も含めて地図ＤＢでの何
らかの地理的構造を有するデータ全ての意味で用いるこ
ととする。地理的情報の取得に当たっては、カメラ位
置、カメラ角、焦点距離、画像サイズをもとに景観画像
を求め、複数画像の構造物を求める。その構造物が写っ
ているはずの景観画像の位置（以下、付与位置と称す）
を求めて、構造物の名称または属性情報を重畳表示す
る。

【０００９】景観画像での構造物とＣＧ画像での構造物
との対応付けの精度をさらに上げるためには、景観画像
の各部分領域に対して先に獲得した構造物をパターンマ
ッチングにより対応付ける。獲得した構造物を基にして
ＣＧ画像を作成し、景観画像の前記部分領域に対してパ
ターンマッチングによりＣＧ画像中の部分領域を対応付
け、対応付けられた部分領域のもととなった構造物を求
める。

【００１０】景観ラベルを貼る対象としては、動きのな
い地図情報空間を前提にしているが、実際の景観の中に
は、人間や車といった動きのある物体が存在する。これ
ら動きのある物体は、ラベル付けのためのパターンマッ
チングの際には雑音（ノイズ）にしかならない。こうし
たノイズを除去すれば、パターンマッチングの精度は向
上するはずである。ところで、動きのある物体（人間や
車等の動的物体）はおおよそ熱を発生している。そこ
で、本発明は景観画像を取得する際に、通常のカメラの
間近に赤外線カメラを設置し、赤外線画像を同時に取得
し、画像処理で赤外線画像での熱分布領域を求める。さ
らにＣＧ景観画像の各部分領域を、先の熱分布領域（ノ
イズ領域と呼ぶ）に対応する部分領域との重なり部分を
除去することによって、ノイズ領域を考慮に入れたＣＧ
景観画像の部分領域の列を作成する。景観画像の方はノ
イズ領域を含んだままの状態で領域分割する。そして、
景観画像の各部分領域に対して、ノイズ領域を考慮に入
れたＣＧ景観画像の部分領域の列とのパターンマッチン
グを行う。その後は特願平９−７５４７１における通常
処理通りに処理される。このことによって、ノイズ除去
した分さらにマッチング精度が上がる。

【００１１】ここで、ＣＧ画像の作成法の一例について
述べる。先に取得したカメラ位置とカメラ角度と焦点距
離と画像サイズを基に３次元地図ＤＢにアクセスして、
３次元地図空間内での視野空間を求める。視野空間中の
構造物を求め、カメラ画面を投影面として、各構造物の
立体データをこの投影面に３次元投影変換する。さらに
各構造物の投影図形を構成する線データのうち、他の構
造物に隠れて見えない線データを法線ベクトル法等の手
法を用いて隠線消去する。隠線消去して残った線データ
を基にして、ＣＧ画像を領域分割する。３次元地図ＤＢ
を利用しているため、各領域毎にその領域のもととなる
構造物の名称を対応付けできる。

【００１２】そうして、パターンマッチングにより景観
画像の各部分領域に対応付けられたＣＧ画像の部分領域
の構造物名称を抽出する。抽出した構造物名称を重畳す
べき実風景画像の位置座標を、３次元地図空間中での構
造物の位置座標を先の投影面に３次元投影変換して求め
る。抽出した構造物名称を重畳すべき実風景画像の位置
座標からラベル情報を作成する。ラベル情報を基に実風
景である景観画像に構造物名称を重畳して、視覚機器に
表示する。

【００１３】本発明のノイズ除去型景観ラベリング装置
は、画像取得時のカメラ位置を取得する位置情報取得手
段と、画像取得時のカメラ角と焦点距離と画像サイズを
取得するカメラ属性情報取得手段と、取得した画像を複
数の部分領域に分割する画像処理手段と、前記画像の赤
外線画像を取得し、一定のしきい値以上の熱量が検出さ
れる熱分布領域を求める赤外線画像取得手段と、地図情
報を管理し、取得したカメラ位置とカメラ角と焦点距離
と画像サイズを基に地図情報空間の中で視野空間を求
め、その視野空間中に存在する構造物を獲得する地図情
報管理手段と、獲得した構造物を基にしてＣＧ画像を作
成し、該ＣＧ画像の各部分領域に対して前記熱分布領域
を差し引くことにより、ノイズを反映したＣＧ画像の領
域分割図を作成し、前記取得した画像の部分領域をパタ
ーンマッチングにより前記ＣＧ画像中の部分領域に対応
付け、対応付けられた部分領域の構造物を求め、その構
造物の名称または属性情報および付与位置を含むラベル
情報を作成するラベル情報作成手段と、前記ラベル情報
中の構造物の名称またはその属性情報を画像中の付与位
置に対応する位置に重畳し、重畳された画像を視覚機器
に出力するラベリング情報出力手段と、上記各手段を制
御する制御手段を有する。

【００１４】本発明の実施態様によれば、ラベル情報作
成手段は、獲得した構造物をカメラ画面に３次元投影変
換し、視点から見えない構造物を消去してＣＧ画像を作
成し、ＣＧ画像中の部分領域の輪郭線によってＣＧ画像
を部分領域に分割する。

【００１５】本発明のノイズ除去型景観ラベリングシス
テムは、景観ラベリング端末と景観ラベリングセンター
からなり、景観ラベリング端末は、画像を取得する画像
取得手段と、画像取得時のカメラ位置を取得する位置情
報取得手段と、画像取得時のカメラ角と焦点距離と画像
サイズを取得するカメラ属性情報取得手段と、取得した
画像を複数の部分領域に分割する画像処理手段と、前記
画像の赤外線を取得し、一定のしきい値以上の熱量が検
出される熱分布領域を求める赤外線画像取得手段と、前
記画像の領域分割に関する情報と前記カメラ位置と前記
カメラ角と前記焦点距離と前記画像サイズとを通信網を
介して前記景観ラベリングセンターに送信し、前記景観
ラベリングセンターからラベル情報を受信する通信制御
手段と、前記ラベル情報中の構造物名称またはその属性
情報を画像中の付与位置に対応する位置に重畳し、重畳
された画像を視覚機器に出力するラベル情報出力手段
と、上記各手段を制御する端末制御手段を有し、前記景
観ラベリングセンターは、前記通信網を介して前記景観
ラベリング端末から前記画像の領域分割に関する情報と
前記カメラ位置と前記カメラ角と前記焦点距離と前記画
像サイズとを受信し、前記景観ラベリング端末に前記ラ
ベル情報を送信する通信制御手段と、地図情報を管理
し、受信したカメラ位置とカメラ角と焦点距離と画像サ
イズを基に地図情報空間の中で視野空間を求め、その視
野空間中に存在する構造物を獲得する地図情報管理手段
と、獲得した構造物を基にしてコンピュータグラフィッ
クス画像であるＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の各部分
領域に対して前記熱分布領域を差し引くことにより、ノ
イズを反映したＣＧ画像の領域分割図を作成し、前記取
得した画像の部分領域をパターンマッチングにより前記
ＣＧ画像中の部分領域に対応付け、対応付けられた部分
領域の構造物を求め、その構造物の名称または属性情報
および付与位置を含むラベル情報を作成するラベリング
情報作成手段と、上記各手段を制御するセンター制御手
段を有する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施形態の景観ラベリン
グ端末の構成図、図２は図１の景観ラベリング装置の処
理の流れ図である。

【００１８】本実施形態の景観ラベリング装置は、画像
を取得する、例えばディジタルカメラである画像取得部
１と、画像を取得する際のカメラ位置を取得する、例え
ばＧＰＳ受信機である位置情報取得部２と、画像を取得
する際にカメラ角と焦点距離と画像サイズを取得する、
例えばディジカルカメラに取り付けられた３次元電子コ
ンパスであるカメラ属性情報取得部３と、取得した画像
を複数の部分領域に分割する画像処理部５と、前記画像
の赤外線画像を取得し、一定のしきい値以上の熱量が検
出される熱分布領域を求める、赤外線カメラである赤外
線画像取得部４と、地図情報を管理し、取得した位置と
カメラ角と焦点距離と画像サイズを基に地図情報空間の
中で視野空間を求め、その視野空間中に存在する構造物
を獲得する地図情報管理部６と、獲得した構造物を基に
してＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の各部分領域に対し
て前記熱分布領域を差し引くことにより、ノイズを反映
したＣＧ画像の領域分割図を作成し、前記取得した画像
の部分領域をパターンマッチングにより前記ＣＧ画像中
の部分領域に対応付け、対応付けられた部分領域の構造
物を求め、その構造物の名称または属性情報および付与
位置を含むラベル情報を作成するラベル情報作成部７
と、前記ラベル情報中の構造物の名称またはその属性情
報を画像中の付与位置に対応する位置に重畳し、重畳さ
れた画像を視覚機器に出力するラベル情報出力部８と、
上記各部１〜８を制御する制御部９で構成されている。

【００１９】次に、本実施形態の動作を詳細に説明す
る。

【００２０】景観ラベリング装置が起動されると、まず
制御部９が景観画像に関する情報を取得するために、位
置情報取得部２、カメラ属性情報取得部３、画像取得部
１に対して処理開始コマンドを送る。位置情報取得部２
は、制御部９から命令を受けてＧＰＳ受信機等により位
置情報を例えば毎秒収集し、制御部９に渡す（ステップ
２０）。ここで、時間間隔は秒単位に限らずどのように
とってもよい。カメラ属性情報取得部３は、制御部９の
命令を受けて画像撮影時のカメラ等景観画像記録装置の
カメラ角を水平角と仰角の組で取得し（ステップ２
１）、同時にズーム機能を有する景観画像装置であれば
焦点距離を取得する（ステップ２２）。画像取得部１は
制御部９から命令を受けて毎秒の景観画像を取得し、制
御部９に渡す（ステップ２３）。画像サイズは景観画像
装置毎に固定なので、制御部９が画像サイズ情報を保持
しておく。制御部９は収集した情報を景観画像ファイル
として保持する。

【００２１】図３は、景観画像ファイルのデータ構造の
ファイル形式を示す。景観画像ファイルはヘッダ情報と
画像データを持つ。ヘッダ情報としては、位置情報、カ
メラ角情報、焦点距離、時刻情報、画像ファイルの画像
サイズ、タイプおよびサイズを持つ。位置情報として、
東経、北緯、標高の各データ（例えば、東経１３７度５
５分１０秒、北緯３４度３４分３０秒、標高１０１ｍ３
３ｃｍ等）を有する。カメラ角として、水平角と仰角の
各データ（例えば、水平角右回り２５４度、仰角１５度
等）を有する。焦点距離データは、画像撮影時のカメラ
レンズの焦点距離（例えば２８ｍｍ等）である。時刻情
報として、撮影時の時刻（例えば、日本時間１９９７年
１月３１日１５時６分１７秒等）を持つ。画像ファイル
の画像サイズとして、縦横の画素サイズ（例えば、６４
０×４８０等）を持つ。同じくファイルタイプ（ＴＩＦ
Ｅ形式、８ビットカラー等）を持つ。同じくファイルの
バイト数（３０７．２ＫＢ等）を持つ。画像データその
ものを例えばバイナリー形式を持つ。

【００２２】制御部９は景観画像ファイルを格納する
と、赤外線画像取得部４に対して赤外線画像を取得する
ように命令する（ステップ２４）。赤外線画像取得部４
は赤外線画像を取得し、一定のしきい値以上の熱量が検
出される熱分布領域（図８）を抽出する（ステップ２
５）。次に、制御部９は、画像処理部５に対して、景観
画像から輪郭線を抽出し、景観画像を複数の領域に分割
するように命令する。画像処理部５では大まかに言えば
景観画像内の濃度差を基に微分処理を行って輪郭線を抽
出し（ステップ２６）。その輪郭線を境界としたラベリ
ングを行うことによって領域分割する（ステップ２
７）。なお、ここで用いたラベリングという技術用語は
画像の領域分割において用いられる技術用語であって、
本発明の名称である景観ラベリングとは異なるものであ
る。手順としてはまず、画像を白黒濃淡画像に変換す
る。輪郭は明るさの急変する部分であるから、微分処理
を行って微分値がしきい値より大きい部分を求めること
で輪郭線の抽出を行う。このとき輪郭線の線幅は１画素
であり、輪郭線は連結しているようにする。そのために
細線化処理を行って、線幅１画素の連結した線を得る。
ここで微分処理、細線化処理は従来からある手法を用い
れば十分である。

【００２３】得られた輪郭線を領域の輪郭線と考え、輪
郭線により構成される領域に番号をつける操作を行う。
その番号の中で最大の数が領域の数となり、領域中の画
素数がその領域の面積を表す。景観画像を複数の部分領
域に分割した例を図８に示す。なお、領域間の類似度
（近さ）の尺度を導入し、性質が似ている複数の領域を
一つの領域にまとめていくクラスタ化処理を行ってもよ
い。既存方法のどのようなクラスタ化方法によってもよ
い。

【００２４】制御部９は景観画像の領域分割処理を完了
させると、地図情報管理部６に対して景観画像ファイル
のヘッダ情報を渡して視野空間の算出処理を行う処理要
求を出す（ステップ２８）。地図情報管理部６の例とし
ては、地図データベースプログラムがある。地図情報管
理部６は３次元地図データを管理している。２次元地図
データでもよいが、その場合は高さ情報がないために実
風景へのラベリングの付与位置の精度が劣る。なお、２
次元地図データを基にする場合は、高さ情報を補って処
理する。例えば、家屋の２次元データである場合に、家
屋が何階建てかを表す階数情報があれば、階数に一定数
を掛けてその家屋の高さを推定し、２次元データと推定
して求めた高さ情報を基に３次元データを作成する。階
数情報がない場合でも、家屋図形の面積に応じて一定数
の高さを割り振る等して高さ情報を推定することがで
き、同様に推定高さ情報をもとに３次元データを作成す
る。こうして３次元データを作成して処理を進める。

【００２５】３次元地図データの例を図４に示す。図４
（１）に２次元で表現した地図情報空間を示し、図４
（２）に３次元で表現した地図情報空間を示す。この３
次元地図情報空間に対して、地図情報管理部６では制御
部９の命令を受けて景観画像ファイルのヘッダ情報を基
に視野空間を算出する（ステップ２９）。図５に視野空
間の計算例を示す。まず、水平方向にＸＹ軸が張り、垂
直方向にＺ軸が張るものとする。景観画像ファイルのヘ
ッダ情報中の位置情報から、視点Ｅの位置を３次元地図
情報空間の中で設定する。例えば、東経１３７度５５分
１９秒、北緯３４度３４分３０秒、標高１０１ｍ３３ｃ
ｍであれば、それに対応する地図メッシュ番号中の対応
する座標を設定する。同じくヘッダ情報中のカメラ角情
報中の水平角と仰角をもとにカメラ角方向を設定する。
カメラ角方向を表す直線上に視点Ｅから焦点距離分進ん
だ点に焦点Ｆをとる。視線方向ベクトルはその直線上で
視点Ｅから出る長さ１の単位ベクトルである。景観画像
ファイルの画像サイズで横方向のサイズからカメラ画面
のＸ軸での幅ｘを設定し、縦方向のサイズからＹ軸での
幅ｙを設定する。横ｘ縦ｙの平面は視線方向ベクトルに
対してカメラ角方向に垂直で、かつ焦点Ｆを含むように
設定される。視点Ｅの座標からカメラ画面の４隅の点と
を結ぶ直線を各々求め、視点Ｅから伸びる４本の半直線
が作る３次元空間を視野空間とする。図６に、３次元地
図空間での視野空間の例を示す。３次元地図空間をＸＺ
平面から眺めたものである。図６中で斜線で囲まれた部
分は視野空間に属する空間の、ＸＺ平面での断面図であ
る。図６の例では、視野空間の中のビルや山が含まれて
いる。

【００２６】さらに、地図情報管理部６では、求めた視
野空間の中に存在する構造物を求める。構造物毎に、構
造物を表す立体を構成する各頂点が、視野空間の内部領
域に存在するか否かを計算する。通常２次元地図空間は
一定サイズの２次元メッシュで区切られている。３次元
地図空間のメッシュの切り方としては、縦横の２次元方
向のメッシュに加えて高さ方向にも一定間隔でメッシュ
を切っていく。空間を直方体の単位空間で区切ることに
なる。まず、直方体の単位空間毎視野空間との重なり部
分の有無を調べ、重なり部分がある３次元単位地図空間
の番号を求める。ここでいう３次元単位地図空間の番号
とは、いわゆるメッシュ番号と同様のものである。重な
りを持つ３次元単位地図空間内にある構造物に対して、
視野空間と重なり部分の有無を調べる。構造物を構成す
る頂点の座標と視点の座標とを結ぶ直線を求め、その直
線が図６のカメラ画面に対して交点を持つならば視野空
間内にある。構造物を構成する複数の頂点のうち、一つ
の頂点でもこの条件を満たせば、その構造物は視野空間
と重なり部分を持つものとする。

【００２７】構造物が視野空間の内部に含まれるか、ま
たはその一部が含まれる場合、カメラ画面を投影面とし
て、各構造物をこの投影面に３次元投影変換する処理に
入る（ステップ３０）。ここで、図７に示すように、点
Ｐを次式（１）を基にして視点Ｅを基にした座標系で表
現し直した後、点Ｐをカメラ画面に投影して交点Ｑを求
める。

【００２８】

【数１】 ここで、 点Ｐ＝（ｘ，ｙ，ｚ）：構造物を構成する頂点の座標 点Ｅ＝（ｅｘ，ｅｙ，ｅｚ）：視点の座標 ベクトルＬ＝（ｌｘ，ｌｙ，ｌｚ）：視線方向ベクトル
（単位ベクトル） 点Ｐ’＝（ｘ’，ｙ’，ｘ’）：点Ｐの視点Ｅを基にし
た座標系で表現した場合の座標 ｒ＝（ｌｘ² ＋ｌｙ² ）^1/2 交点Ｑ＝（Ｘ，Ｙ）：点Ｐのカメラ画面への投影点 ｔは焦点距離 ３次元投影変換に当たっては、まず各構造物毎にその頂
点が張る面を求める。例えば、直方体で表現される構造
物ならば、６つの面が求まる。各面をカメラ画面に投影
変換する際に、投影領域に含まれるカメラ画面上の各画
素に対し、視点とその面上の対応点との距離を計算して
奥行き値（Ｚ値）としてメモリに格納する。各構造物の
各面毎に、カメラ画面上の各画素に対する奥行き値（Ｚ
値）を計算し、メモリに格納する。なお式（１）中の
ｚ’は視点からの奥行き値（Ｚ値）を表す。

【００２９】カメラ画面に３次元投影変換された構造物
のうちには、視点から見える構造物と見えない構造物が
ある。その中で視点から見える構造物のみを求め、視点
から反対側にある面や他の構造物に遮られている面を求
める必要がある。そこで、隠面処理を行う（ステップ３
１）。隠面処理の方法には、いろいろあるが、例えばＺ
バッファ法を用いる。他のスキャンライン法、光線追跡
法でもよい。

【００３０】カメラ画面上の画素を任意にとって、その
画素に対して最も小さい奥行き値をとる面を求める。こ
のように各構造物の各面について順次処理を続けていく
と、カメラ画面上の各画素毎に視点に最も近い面が残さ
れる。カメラ画面上の各画素毎に視点に最も近い面が決
定され、また視点に最も近い面が共通するカメラ画面上
画素は一般的に領域を構成するので、カメラ画面では、
共通の面を最も近い面とする画素からなる領域が複数で
きる。こうして求まった領域が、視点から見える構造物
の部分領域を３次元投影変換した結果の領域である。視
点から反対側にある面や他の構造物に遮られている面は
消去されている。

【００３１】こうしてできた領域がＣＧ画像領域を形成
する（ステップ３２）。

【００３２】ＣＧ画像領域を構成する２次元図形の頂点
座標に対して、投影変換前の３次元座標を求め、両者の
対応関係をリンク情報としてメモリに格納する。リンク
情報を基にして、その２次元領域がどの構造物の投影図
かということを求めること等に用いる。

【００３３】隠線消去して残った線データを基にして、
ＣＧ画像を領域分割する。３次元地図ＤＢを利用してい
るため、各領域毎にその領域の基となる構造物の名称を
対応付けできる。ＣＧ画像の分割された領域に順番に番
号を付けていく。ＣＧ画像を複数の部分領域に分割した
例を図１０に示す。

【００３４】ＣＧ画像の領域分割処理が完了したら、制
御部９はラベル情報作成部７に対して、ＣＧ画像の分割
領域と景観画像の分割領域の対応付けを行うように命令
する。ラベル情報作成部７では、まず、ＣＧ画像の各部
分領域に対して熱分布領域を差し引くことにより、ノイ
ズを反映したＣＧ画像領域（図１０）を作成する（ステ
ップ３３）。次に、景観画像の各部分領域（ノイズを含
んでいる）（図９）に対して、ノイズを反映したＣＧ画
像の部分領域のテンプレートマッチングによる対応付け
を行う（ステップ３４。図１１）。

【００３５】景観画像の分割領域のうち、番号の若い領
域（例えば、１番）から順にＣＧ画像の分割領域と対応
付けていく。対応付けに当たっては、従来からあるマッ
チング方法のうちのどれをとってもよいが、ここでは単
純なテンプレートマッチング法をとる。つまり、比較す
る２つの領域を重ね合わせ、重なり合う部分の比率が、
しきい値として決めた一定の比率以上にある場合に同一
の構造物に関する領域として対応付けることとする。例
えば、景観画像の分割領域１番目のＲ１に関して、その
領域内にある各画素の座標値を（Ａ，Ｂ）とする。座標
（Ａ，Ｂ）での画素の値は、領域の内部ゆえに１であ
る。ＣＧ画像の１番目の分割領域Ｓ１において、座標
（Ａ，Ｂ）が領域Ｓ１内ならば画素値１であり重なる
が、Ｓ１の外ならば画素値０であり重ならない。こうし
て座標（Ａ，Ｂ）での重なり係数Ｋ（Ａ、Ｂ）として、
重なる場合１、重ならない場合０で決まる。座標（Ａ，
Ｂ）を領域Ｒ１内で動かして、重なり係数Ｋ（Ａ，Ｂ）
を求める。そして、領域Ｒ１内で動かした座標（Ａ，
Ｂ）の数Ｎ１に対して、重なり係数Ｋ（Ａ，Ｂ）が１で
あった座標の数Ｎ２を求めて、Ｎ１／Ｎ２がしきい値以
上である場合に、景観画像の分割領域Ｒ１とＣＧ画像の
分割領域Ｓ１が対応するものと決める。この対応付けを
景観画像の分割領域の１番目から最後のものまで行う。
なお、マッチング方法としてこの他、ＸＹ方向に多少の
位置ずれがあっても同じ値になるような評価関数を用い
てもよい。

【００３６】ラベル情報作成部７では、景観画像の部分
領域に対してＣＧ画像の部分領域を対応付けた後（ステ
ップ３５）、さらに景観画像の部分領域毎に重畳すべき
情報を求め、重畳すべき位置とともにラベル情報として
作成する処理（ステップ３６）に入る。まず、景観画像
の部分領域に対して、対応するＣＧ画像の部分領域を取
り出す。取り出したＣＧ画像の部分領域はもともと３次
元地図空間の中の３次元構造物のある面をカメラ画面に
対して３次元投影変換して得られたものである。そこ
で、３次元投影変換の基となった３次元構造物の面を、
ＣＧ画像の部分領域が持つ奥行き値（Ｚ値）をキーとし
て求める。さきに３次元投影変換した際に作成しておい
たリンク情報をキーにしてもよい。もととなった構造物
の面をもとに、３次元地図ＤＢにアクセスしてその構造
物の名称または属性情報を取得する。ここで属性情報と
は、その構造物に関して付随する情報を意味し、その構
造物に係る情報ならば何でもよい。そして、名称または
属性情報を重畳すべき位置座標を、景観画像の部分領域
に対して決める。決め方は、どのように決めてもよい。
例えば、部分領域を張る図形の重心でもよい。その構造
物の名称または属性情報、および付与位置座標からラベ
ル情報を作成する。表１にラベル情報の例を示す。

【００３７】

【表１】 ラベル情報作成部７は、ラベル情報を作成し終ったら、
制御部９にラベル情報を渡す。

【００３８】制御部９は、ラベル情報を受け取ると、ラ
ベル情報出力部８に対して視覚機器に対してラベル情報
を表示等して出力するように命令する。ここでは視覚機
器は、ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ等の
映像表示装置を含む。ラベル情報中の構造物の名称また
は属性情報を景観画像中の位置に重畳し（ステップ３
７）、重畳された景観画像を映像表示装置に出力する
（ステップ３８）。図１２にラベル情報が重畳された景
観画像の例を示す。

【００３９】ラベル情報出力部８はラベル情報を出力す
ると、出力完了を制御部９に通知する。制御部９は出力
完了通知を受け取ると、連続して景観ラベリングの処理
を行う場合は先に示した一連の処理手順を再び実行す
る。

【００４０】図１３は図１の景観ラベリング装置を通信
システムに適用したノイズ除去型景観ラベリングシステ
ムの構成図である。

【００４１】景観ラベリングシステムは景観ラベリング
端末４０と景観ラベリングセンター５０と通信網６０で
構成される。

【００４２】景観ラベリング端末４０は、一定時間経過
毎に画像を取得する画像取得部４１と、カメラ位置を取
得する位置情報取得部４２と、カメラ角と焦点距離と画
像サイズを取得するカメラ属性情報取得部４３と、取得
した画像を複数の部分領域に分割する画像処理部４５
と、前記画像の赤外線画像を取得し、一定のしきい値以
上の熱量が検出される熱分布領域を求める赤外線画像取
得部４４と、画像の領域分割に関する情報とカメラ位置
とカメラ角と焦点距離と画像サイズとを通信網６０を介
して景観ラベリングセンター５０に送信し、景観ラベリ
ングセンター５０からラベル情報を受信する通信制御部
４６と、ラベル情報中の構造物の名称または属性情報を
画像中の付与位置に対応する位置に重畳し、重畳された
画像を視覚機器に出力するラベル情報出力部４７と、上
記各部を制御する端末制御部４８で構成される。

【００４３】景観ラベリングセンター５０は通信網６０
を介して景観ラベリング端末４０から前記画像の領域分
割に関する情報とカメラ位置とカメラ角と焦点距離と画
像サイズを受信し、景観ラベリング端末４０にラベル情
報を送信する通信制御部５３と、地図情報を管理し、受
信したカメラ位置とカメラ角と焦点距離と画像サイズを
基に地図情報空間の中で視野空間を求め、その視野空間
中に存在する構造物を獲得する地図情報管理部５１と、
獲得した構造物を基にＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の
各部分領域に対して前記熱分布領域を差し引くことによ
り、ノイズを反映したＣＧ画像の領域分割図を作成し、
前記取得した画像の部分領域をパターンマッチングによ
り前記ＣＧ画像中の部分領域に対応付け、対応付けられ
た部分領域の構造物を求め、その構造物の名称または属
性情報および付与位置を含むラベル情報を作成するラベ
ル情報作成部５２と、上記各部を制御するセンター制御
部５４で構成される。

【００４４】なお、ラベル情報作成部５２は図２中のラ
ベル情報作成部７と同じ構成をとることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンピュータ上の地理的情報と実風景の景観画像中の各部
分とを対応付けて利用者に提示することができるため、
人間がコンピュータ上の地図と実風景を見比べて人間の
方で対応付けせずとも済み、またノイズを除去するため
マッチング精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のノイズ除去型景観ラベリ
ング装置の構成図である。

【図２】図１の実施形態の景観ラベリング装置の処理の
流れ図である。

【図３】景観画像ファイルのデータ構造を示す図であ
る。

【図４】２次元地図の例（同図（１））とその３次元地
図（同図（２））を示す図である。

【図５】視野空間の計算方法を示す図である。

【図６】３次元地図空間での視野空間の例を示す図であ
る。

【図７】投影図の例を示す図である。

【図８】熱分布領域を示す図である。

【図９】景観画像の領域分割例を示す図である。

【図１０】ノイズを吸収したＣＧ画像の領域分割例を示
す図である。

【図１１】景観画像の部分領域とＣＧ画像の部分領域の
パターンマッチングの説明図である。

【図１２】景観画像へのラベル情報の重畳の例を示す図
である。

【図１３】本発明の一実施形態のノイズ除去型景観ラベ
リングシステムの構成図である。

【図１４】特開平８−２７３０００号に開示されたナビ
ゲーション装置の構成図である。

【図１５】動画像の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 画像取得部 ２ 位置情報取得部 ３ カメラ属性情報取得部 ４ 赤外線画像取得部 ５ 画像処理部 ６ 地図情報管理部 ７ ラベル情報作成部 ８ ラベル情報出力部 ９ 制御部 ２０〜３８ ステップ ４０ 景観ラベリング端末 ４１ 景観画像取得部 ４２ 位置情報取得部 ４３ カメラ属性情報取得部 ４４ 赤外線画像取得部 ４５ 画像処理部 ４６ 通信制御部 ４７ ラベル情報出力部 ４８ 端末制御部 ５０ 景観ラベリングセンター ５１ 地図情報管理部 ５２ ラベル情報作成部 ５３ 通信制御部 ５４ センター制御部 ６０ 通信網

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 晃 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 高野 正次 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を取得する画像取得手段と、 画像取得時のカメラ位置を取得する位置情報取得手段
   と、 画像取得時のカメラ角と焦点距離と画像サイズを取得す
   るカメラ属性情報取得手段と、 取得した画像を複数の部分領域に分割する画像処理手段
   と、 前記画像の赤外線画像を取得し、一定のしきい値以上の
   熱量が検出される熱分布領域を求める赤外線画像取得手
   段と、 地図情報を管理し、取得したカメラ位置とカメラ角と焦
   点距離と画像サイズを基に地図情報空間の中で視野空間
   を求め、その視野空間中に存在する構造物を獲得する地
   図情報管理手段と、 獲得した構造物を基にしてコンピュータグラフィックス
   画像であるＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の各部分領域
   に対して前記熱分布領域を差し引くことにより、ノイズ
   を反映したＣＧ画像の領域分割図を作成し、前記取得し
   た画像の部分領域をパターンマッチングにより前記ＣＧ
   画像中の部分領域に対応付け、対応付けられた部分領域
   の構造物を求め、その構造物の名称または属性情報およ
   び付与位置を含むラベル情報を作成するラベル情報作成
   手段と、 前記ラベル情報中の構造物の名称またはその属性情報を
   画像中の付与位置に対応する位置に重畳し、重畳された
   画像を視覚機器に出力するラベリング情報出力手段と、 上記各手段を制御する制御手段を有するノイズ除去型景
   観ラベリング装置。
2. 【請求項２】 前記ラベル情報作成手段は、獲得した構
   造物をカメラ画面に３次元投影変換し、視点から見えな
   い構造物を消去してＣＧ画像を作成し、ＣＧ画像中の部
   分領域の輪郭線によってＣＧ画像を部分領域に分割す
   る、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 景観ラベリング端末と景観ラベリングセ
   ンターからなり、 前記景観ラベリング端末は、画像を取得する画像取得手
   段と、画像取得時のカメラ位置を取得する位置情報取得
   手段と、画像取得時のカメラ角と焦点距離と画像サイズ
   を取得するカメラ属性情報取得手段と、取得した画像を
   複数の部分領域に分割する画像処理手段と、前記画像の
   赤外線画像を取得し、一定のしきい値以上の熱量が検出
   される熱分布領域を求める赤外線画像取得手段と、前記
   画像の領域分割に関する情報と前記カメラ位置と前記カ
   メラ角と前記焦点距離と前記画像サイズとを通信網を介
   して前記景観ラベリングセンターに送信し、前記景観ラ
   ベリングセンターからラベル情報を受信する通信制御手
   段と、前記ラベル情報中の構造物の名称またはその属性
   情報を画像中の付与位置に対応する位置に重畳し、重畳
   された画像を視覚機器に出力するラベル情報出力手段
   と、上記各手段を制御する端末制御手段を有し、 前記景観ラベリングセンターは、前記通信網を介して前
   記景観ラベリング端末から前記画像の領域分割に関する
   情報と前記カメラ位置と前記カメラ角と前記焦点距離と
   前記画像サイズとを受信し、前記景観ラベリング端末に
   前記ラベル情報を送信する通信制御手段と、地図情報を
   管理し、受信したカメラ位置とカメラ角と焦点距離と画
   像サイズを基に地図情報空間の中で視野空間を求め、そ
   の視野空間中に存在する構造物を獲得する地図情報管理
   手段と、獲得した構造物を基にコンピュータグラフィッ
   クス画像であるＣＧ画像を作成し、該ＣＧ画像の各部分
   領域に対して前記熱分布領域を差し引くことにより、ノ
   イズを反映したＣＧ画像の領域分割図を作成し、前記取
   得した画像の部分領域をパターンマッチングにより前記
   ＣＧ画像中の部分領域に対応付け、対応付けられた部分
   領域の構造物を求め、その構造物の名称または属性情報
   および付与位置を含むラベル情報を作成するラベリング
   情報作成手段と、上記各手段を制御するセンター制御手
   段を有するノイズ除去型景観ラベリングシステム。
4. 【請求項４】 前記ラベル情報作成手段は、獲得した構
   造物をカメラ画面に３次元投影変換し、視点から見えな
   い構造物を消去してＣＧ画像を作成し、ＣＧ画像中の部
   分領域の輪郭線によってＣＧ画像を部分領域に分割す
   る、請求項３記載のシステム。