JPH1166348A - 差分抽出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対応付けて利用者に提示し、また地
図を更新する際の差分抽出の作業を自動化する。 【解決手段】 ラベル情報作成部６でパターンマッチン
グにより景観画像とＣＧ画像の部分領域の対応付けを行
った後、ＣＧ画像の部分領域と対応付けできなかった景
観画像の部分領域を差分領域として抽出し、差分領域の
なす構造物の名称、輪郭またはその属性情報から差分情
報を構成する。作成した差分情報は制御部８に渡す。制
御部８は、ラベル情報出力部７にラベル情報を渡す際に
差分情報も渡す。ラベル情報出力部７では、ラベル情報
を画像に重畳して表示した後、差分情報を表示する処理
を行う。

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１３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が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１４）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カメラ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カメラ位置とカメ
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。この明細書の中でも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Ｄ
Ｂ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。地理的情報を取得にあたっては、カ
メラ位置、カメラ角、焦点距離、画像サイズを基に景観
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】さらに、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】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。

【００１１】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。

【００１２】さらに、本発明では、ラベル情報作成手段
でパターンマッチングにより景観画像とＣＧ画像の部分
領域の対応付けを行った後、ＣＧ画像の部分領域と対応
付けできなかった景観画像の部分領域を差分領域として
抽出し、差分領域をなす構造物の名称、輪郭またはその
属性情報からなる差分情報を作成する。作成された差分
情報は制御手段を介してラベル情報出力手段に渡され
る。ラベル情報出力手段では上記のラベル情報を表示し
た後、差分情報を表示する処理を行う。例えば差分情報
として抽出された構造物の輪郭を特定の描画色でスケル
トン表示し、その構造物の名称を表示する。

【００１３】これにより、既存の地図を更新する際にこ
れまで人間が肉眼で行ってきた抽出作業が自動化される
ため、手間が省け、作業が効率化される。

【００１４】本発明の差分抽出型景観レベリング装置
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、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、前記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前記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し、ＣＧ画像の部分領域に対応
付けできなかった画像の部分領域を差分領域として抽出
し、該差分領域をなす構造物の名称、輪郭またはその属
性情報から差分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
画像を視覚機器に表示し、また差分情報を表示するラベ
ル情報出力手段と、前記各手段を制御する制御手段を有
する。

【００１５】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。

【００１６】本発明の差分抽出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差分情報を受信する通
信制御手段と、前記ラベル情報中の構造物の名称または
その属性情報を付与位置に対応する画像中に対応する位
置に重畳し、重畳された画像を視覚機器に表示し、また
前記差分情報を前記視覚機器に表示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、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
ベル情報と前記差分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、前記画
像の前記部分領域に対してパターンマッチングにより前
記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し、前記ＣＧ
画像の部分領域に対応付けできなかった画像の部分領域
を差分領域として抽出し、該差分領域をなす構造物の名
称、輪郭またはその属性情報から差分情報を作成するラ
ベル情報作成手段と、上記各手段を制御するセンター制
御手段を有する。

【００１７】

【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。

【００１８】図１は本発明の一実施形態の差分抽出型景
観ラベリング装置の構成図である。

【００１９】本実施形態の差分抽出型景観ラベリング装
置は、景観画像を取得する、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位置（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、同じく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、例えばディジタルカメラ
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４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部５と、獲得した構造
物を基にしてＣＧ画像を作成し、画像の部分領域に対し
てパターンマッチングによりＣＧ画像の部分領域を対応
付け、対応付けられた部分領域の構造物を求め、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
を作成し、ＣＧ画像の部分領域に対応付けできなかった
画像の部分領域を差分領域として抽出し、該差分領域を
なす構造物の名称、輪郭またはその属性情報からなる差
分情報を作成するラベル情報作成部６と、作成されたラ
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
視覚機器に表示し、また差分情報を視覚機器に表示する
ラベル情報出力部７と、上記各部１〜７を制御する制御
部８で構成されている。

【００２０】次に、本実施形態の動作を詳細に説明す
る。

【００２１】景観ラベリング装置が起動されると、まず
制御部８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８から命令を受けてＧＰＳ受信機等により位
置情報を毎秒収集し、制御部８に渡す（ステップ２
１）。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８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２２）、
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２３）。画像取得部１は、制御
部８から命令を受けて毎秒の景観画像を取得し、制御部
８に渡す（ステップ２４）。画像サイズは景観画像装置
毎に固定なので、制御部８が画像サイズ情報を保持して
おく。制御部８は収集した情報を景観画像ファイルとし
て保持する。

【００２２】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で持つ。

【００２３】制御部８は景観画像ファイルを格納する
と、画像処理部４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４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２
５）、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２６）。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、画像の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。

【００２４】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９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。

【００２５】制御部８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５に対して、地図ＤＢをアク
セスし、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２７）。
地図情報管理部５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５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。

【００２６】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５では制御
部８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２８）。図５に視野空
間の計算例を示す。まず、水平方向を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からでる長さ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
分が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。

【００２７】さらに、地図情報管理部５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７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。

【００２８】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２９）。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。

【００２９】

【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’，ｚ’）：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＝（１ｘ² ＋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次元投影変換にあたっては、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。

【００３０】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
０）。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。

【００３１】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。

【００３２】こうしてできた領域がＣＧ画像領域を形成
する（ステップ３１）。

【００３３】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。

【００３４】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９に示す。

【００３５】ＣＧ画像の領域分割処理が完了したら、制
御部８はラベル情報作成部６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６では、テンプレートマッチン
グにより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（ステップ３２、図１０参照）。

【００３６】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
付けしていく。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。

【００３７】ラベル情報作成部６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、対応
付けられた部分領域の構造物を抽出し（ステップ３
３）、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３４）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。先に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。

【００３８】

【表１】 ラベル情報作成部６は、ラベル情報を作成し終ると、Ｃ
Ｇ画像の部分領域に対応付けできなかった画像の部分領
域を差分領域として抽出し、該差分領域をなす構造物の
名称、輪郭またはその属性情報からなる差分情報を作成
し、ラベル情報とともに制御部８に渡す（ステップ３
５）。

【００３９】制御部８は、ラベル情報と差分情報を受け
取ると、ラベル情報出力部７に対して視覚機器に対して
ラベル情報と差分情報を表示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３６）、重畳された景観画像を映像表示装置に表示
し、また差分情報とした抽出された構造物を特定の描画
色でスケルトン表示する（ステップ３７）。図１１にラ
ベル情報が重畳された景観画像の例を示す。

【００４０】ラベル情報出力部７はラベル情報を出力す
ると、出力完了を制御部８に通知する。制御部８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。

【００４１】図１２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差分抽出型景観ラベリングシステム
の構成図である。

【００４２】本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。

【００４３】景観ラベリング端末４０は、画像を取得す
る画像取得部４１と、画像取得時の位置（カメラ位置）
を取得する位置情報取得部４２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６
０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からラベル情報と差分情報を受
信する通信制御部４５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、重畳された画像と差分情報を視覚機器に表示する
ラベル情報出力部４７と、上記各部を制御する端末制御
部４６で構成される。

【００４４】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
報と差分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してＣＧ画像を作成
し、前記画像の前記部分領域に対してパターンマッチン
グにより前記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
し、前記ＣＧ画像の部分領域に対応付けできなかった画
像の部分領域を差分領域として抽出し、該差分領域をな
す構造物の名称、輪郭またはその属性情報からなる差分
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。

【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、また差分抽出作業が自動化
されることにより、差分抽出作業が省力化、効率化され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の差分抽出型景観ラベリン
グ装置の構成図である。

【図２】図１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】景観画像の領域分割例を示す図である。

【図９】ＣＧ画像の領域分割例を示す図である。

【図１０】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１１】景観画像へのラベル情報の重畳の例を示す図
である。

【図１２】本発明の一実施形態の差分抽出型景観ラベリ
ングシステムの構成図である。

【図１３】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１４】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 画像処理部 ５ 地図情報管理部 ６ ラベル情報作成部 ７ ラベル情報出力部 ８ 制御部 ２１〜３７ ステップ ４０ 景観ラベリング端末 ４１ 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 画像処理部 ４５ 通信制御部 ４６ 端末制御部 ４７ ラベル情報出力部 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 池田 武史 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、 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、前記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前記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し、前記ＣＧ画像の部分領域に
   対応付けできなかった画像の部分領域を差分領域として
   抽出し、該差分領域をなす構造物の名称、輪郭またはそ
   の属性情報からなる差分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
   画像を視覚機器に表示し、また差分情報を視覚機器に表
   示するラベル情報出力手段と、 前記各手段を制御する制御手段を有する差分抽出型景観
   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
   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と差分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表示し、また前記差分情報
   を前記視覚機器に表示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
   前記ラベル情報と前記差分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、
   前記画像の前記部分領域に対してパターンマッチングに
   より前記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し、前
   記ＣＧ画像の部分領域に対応付けできなかった画像の部
   分領域を差分領域として抽出し、該差分領域をなす構造
   物の名称、輪郭またはその属性情報からなる差分情報を
   作成するラベル情報作成手段と、上記各手段を制御する
   センター制御手段を有する差分抽出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。