JPH1194527A - 画像処理を用いたステレオ計測方法及び装置 - Google Patents
画像処理を用いたステレオ計測方法及び装置Info
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- JPH1194527A JPH1194527A JP25865597A JP25865597A JPH1194527A JP H1194527 A JPH1194527 A JP H1194527A JP 25865597 A JP25865597 A JP 25865597A JP 25865597 A JP25865597 A JP 25865597A JP H1194527 A JPH1194527 A JP H1194527A
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- JP
- Japan
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- measured
- measurement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 計測対象物の三次元位置を高速に求めること
ができる画像処理を用いたステレオ計測方法を提供する
こと。 【解決手段】 2つのカメラ1,2で計測対象物の画像
を取り、一方のカメラで取られた画像デ−タについて
は、パタ−ンマッチングにより計測対象物の位置を認識
し、他方のカメラで取られた画像デ−タについては視線
像EL上をパタ−ンマッチングすることにより計測対象
物の位置を認識し、これら2つの位置から測定対象物の
三次元位置を計測するようにしている。
ができる画像処理を用いたステレオ計測方法を提供する
こと。 【解決手段】 2つのカメラ1,2で計測対象物の画像
を取り、一方のカメラで取られた画像デ−タについて
は、パタ−ンマッチングにより計測対象物の位置を認識
し、他方のカメラで取られた画像デ−タについては視線
像EL上をパタ−ンマッチングすることにより計測対象
物の位置を認識し、これら2つの位置から測定対象物の
三次元位置を計測するようにしている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理を用いた
ステレオ計測方法に関する。
ステレオ計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の三次元計測方法の一例を図3及び
図4を参照しながら説明する。ステレオカメラを用いた
三次元計測では、図3に示すように、2つのカメラの座
標値L2(x21,y21)、R2(x22,y22)
から測定対象物の三次元位置P2(X2,Y2,Z2)
を求めている。ここで、座標値L2とR2は、測定対象
物をそれぞれカメラ1、カメラ2で撮像したもので、測
定対象物の同じ位置を注目している。すなわち、座標値
L2と座標値R2とは対応点の関係になっている。
図4を参照しながら説明する。ステレオカメラを用いた
三次元計測では、図3に示すように、2つのカメラの座
標値L2(x21,y21)、R2(x22,y22)
から測定対象物の三次元位置P2(X2,Y2,Z2)
を求めている。ここで、座標値L2とR2は、測定対象
物をそれぞれカメラ1、カメラ2で撮像したもので、測
定対象物の同じ位置を注目している。すなわち、座標値
L2と座標値R2とは対応点の関係になっている。
【0003】ここで、座標値L2とR2とを求める方法
の一例として、パタ−ンマッチング法がある。このパタ
−ンマッチング法は、図4に示すように予めカメラ1で
撮像したときの測定対象物を辞書パタ−ンとして登録し
ておく。
の一例として、パタ−ンマッチング法がある。このパタ
−ンマッチング法は、図4に示すように予めカメラ1で
撮像したときの測定対象物を辞書パタ−ンとして登録し
ておく。
【0004】そして、カメラ1で取り込んだ画像メモリ
1を辞書パタ−ンを左上から右下まで1画素ずつ移動さ
せながら、それぞれの位置で一致度を求め、最も一致し
た位置をL2として求める方法である。
1を辞書パタ−ンを左上から右下まで1画素ずつ移動さ
せながら、それぞれの位置で一致度を求め、最も一致し
た位置をL2として求める方法である。
【0005】また、同様にして、カメラ2においても、
辞書パタ−ンを登録しておき、左上から右下まで移動さ
せながら、それぞれの位置で一致度を求めることによ
り、座標値R2を求めている。
辞書パタ−ンを登録しておき、左上から右下まで移動さ
せながら、それぞれの位置で一致度を求めることによ
り、座標値R2を求めている。
【0006】このようにして、求められた座標値L2と
座標値R2とから、計測対象物の三次元位置を算出して
いる。ところで、この方法をソフトウェアで実現しよう
とすると膨大な時間がかかる。例えば、辞書パタ−ンの
大きさが64画素×64画素とし、サ−チエリアを12
8画素×128画素としたときに、一致度として数1の
ような正規化相関値を用いると、前述したパタ−ンマッ
チングを1回実行するには、例えば、25MHzのCP
Uを搭載したパソコンで、およそ2秒かかる。また、三
次元位置を求めるには、パタ−ンマッチングを2回実行
する必要があり、パタ−ンマッチングの時間だけでもお
よそ4秒かかってしまうことになる。
座標値R2とから、計測対象物の三次元位置を算出して
いる。ところで、この方法をソフトウェアで実現しよう
とすると膨大な時間がかかる。例えば、辞書パタ−ンの
大きさが64画素×64画素とし、サ−チエリアを12
8画素×128画素としたときに、一致度として数1の
ような正規化相関値を用いると、前述したパタ−ンマッ
チングを1回実行するには、例えば、25MHzのCP
Uを搭載したパソコンで、およそ2秒かかる。また、三
次元位置を求めるには、パタ−ンマッチングを2回実行
する必要があり、パタ−ンマッチングの時間だけでもお
よそ4秒かかってしまうことになる。
【0007】
【数1】
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、計測
対象物の位置をカメラ1、カメラ2のそれぞれのカメラ
でパタ−ンマッチングにより求めていたので、時間が多
くかかっていた。本発明は上記の点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、計測対象物の三次元位置を高速に求
めることができる画像処理を用いたステレオ計測方法を
提供することにある。
対象物の位置をカメラ1、カメラ2のそれぞれのカメラ
でパタ−ンマッチングにより求めていたので、時間が多
くかかっていた。本発明は上記の点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、計測対象物の三次元位置を高速に求
めることができる画像処理を用いたステレオ計測方法を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる画像処
理を用いたステレオ計測方法は、第1の撮像手段及び第
2の撮像手段により測定対象物を撮像し、各撮像手段で
撮像された画像デ−タを画像メモリに記憶し、画像処理
により測定対象物の三次元位置を計測する画像処理を用
いたステレオ計測方法において、上記第1の撮像手段で
得られた画像デ−タのサ−チ領域と辞書パタ−ンとして
登録されている測定対象物とを比較して計測対象物の第
1の位置を認識する第1の認識工程と、この第1の認識
工程で認識された第1の位置から第2の撮像手段で得ら
れる画像デ−タに対する視線像を求める工程と、上記第
2の撮像手段で撮像された画像デ−タのサ−チ領域と上
記視線像に沿って辞書パタ−ンとして登録されている測
定対称物とを比較して第2の位置を検出する第2の認識
工程と、上記第1の認識工程で認識された測定対称物の
第1の位置と上記第2の認識工程で認識された測定対称
物の第2の位置とから測定対称物の三次元位置を算出す
る三次元位置算出工程とを具備したことを特徴とする。
理を用いたステレオ計測方法は、第1の撮像手段及び第
2の撮像手段により測定対象物を撮像し、各撮像手段で
撮像された画像デ−タを画像メモリに記憶し、画像処理
により測定対象物の三次元位置を計測する画像処理を用
いたステレオ計測方法において、上記第1の撮像手段で
得られた画像デ−タのサ−チ領域と辞書パタ−ンとして
登録されている測定対象物とを比較して計測対象物の第
1の位置を認識する第1の認識工程と、この第1の認識
工程で認識された第1の位置から第2の撮像手段で得ら
れる画像デ−タに対する視線像を求める工程と、上記第
2の撮像手段で撮像された画像デ−タのサ−チ領域と上
記視線像に沿って辞書パタ−ンとして登録されている測
定対称物とを比較して第2の位置を検出する第2の認識
工程と、上記第1の認識工程で認識された測定対称物の
第1の位置と上記第2の認識工程で認識された測定対称
物の第2の位置とから測定対称物の三次元位置を算出す
る三次元位置算出工程とを具備したことを特徴とする。
【0010】請求項2に係わる画像処理を用いたステレ
オ計測装置は、第1の撮像手段及び第2の撮像手段によ
り測定対象物を撮像し、各撮像手段で撮像された画像デ
−タを画像メモリに記憶し、画像処理により測定対象物
の三次元位置を計測する画像処理を用いたステレオ計測
装置において、上記第1の撮像手段で得られた画像デ−
タのサ−チ領域と辞書パタ−ンとして登録されている測
定対象物とを比較して計測対象物の第1の位置を認識す
る第1の認識手段と、この第1の認識工程で認識された
第1の位置から第2の撮像手段で得られる画像デ−タに
対する視線像を求める手段と、上記第2の撮像手段で撮
像された画像デ−タのサ−チ領域と上記視線像に沿って
辞書パタ−ンとして登録されている測定対称物とを比較
して第2の位置を検出する第2の認識手段と、上記第1
の認識手段で認識された測定対称物の第1の位置と上記
第2の認識工程で認識された測定対称物の第2の位置と
から測定対称物の三次元位置を算出する三次元位置算出
手段とを具備したことを特徴とする。
オ計測装置は、第1の撮像手段及び第2の撮像手段によ
り測定対象物を撮像し、各撮像手段で撮像された画像デ
−タを画像メモリに記憶し、画像処理により測定対象物
の三次元位置を計測する画像処理を用いたステレオ計測
装置において、上記第1の撮像手段で得られた画像デ−
タのサ−チ領域と辞書パタ−ンとして登録されている測
定対象物とを比較して計測対象物の第1の位置を認識す
る第1の認識手段と、この第1の認識工程で認識された
第1の位置から第2の撮像手段で得られる画像デ−タに
対する視線像を求める手段と、上記第2の撮像手段で撮
像された画像デ−タのサ−チ領域と上記視線像に沿って
辞書パタ−ンとして登録されている測定対称物とを比較
して第2の位置を検出する第2の認識手段と、上記第1
の認識手段で認識された測定対称物の第1の位置と上記
第2の認識工程で認識された測定対称物の第2の位置と
から測定対称物の三次元位置を算出する三次元位置算出
手段とを具備したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施の形態について説明する。図1は本発明に係わる画像
処理を用いたステレオ計測方法を実現するための構成で
ある。図1において、1及び2は測定対象物Aを撮影す
るためのカメラである。このカメラ1及び2は撮像面を
所定間隔隔てて載置されている。
施の形態について説明する。図1は本発明に係わる画像
処理を用いたステレオ計測方法を実現するための構成で
ある。図1において、1及び2は測定対象物Aを撮影す
るためのカメラである。このカメラ1及び2は撮像面を
所定間隔隔てて載置されている。
【0012】カメラ1あるいはカメラ2で撮像されたア
ナログの画像信号は切換器3に入力される。この切換器
3は入力されるアナログの画像信号を切換えて画像入力
ユニット5に出力する。パ−ソナルコンピュ−タ4内の
画像入力ユニット5においては、アナログの画像信号を
デジタルの画像信号に変換出力し、パ−ソナルコンピュ
−タ4の画像入力ユニット5の画像メモリ5mに格納す
る。また、このパ−ソナルコンピュ−タ4には、測定対
象物Aの画像デ−タが辞書パタ−ンとして登録されてい
る。
ナログの画像信号は切換器3に入力される。この切換器
3は入力されるアナログの画像信号を切換えて画像入力
ユニット5に出力する。パ−ソナルコンピュ−タ4内の
画像入力ユニット5においては、アナログの画像信号を
デジタルの画像信号に変換出力し、パ−ソナルコンピュ
−タ4の画像入力ユニット5の画像メモリ5mに格納す
る。また、このパ−ソナルコンピュ−タ4には、測定対
象物Aの画像デ−タが辞書パタ−ンとして登録されてい
る。
【0013】次に、図1の構成を参照しながら本発明の
画像処理を用いたステレオ計測方法について説明する。
まず、カメラ1で計測対象物Aを撮像する。このカメラ
1で撮像されたアナログの画像信号は切換器3により切
換えられて、画像入力ユニット5でデジタル画像信号に
変換された後、画像メモリ5mに格納される。
画像処理を用いたステレオ計測方法について説明する。
まず、カメラ1で計測対象物Aを撮像する。このカメラ
1で撮像されたアナログの画像信号は切換器3により切
換えられて、画像入力ユニット5でデジタル画像信号に
変換された後、画像メモリ5mに格納される。
【0014】そして、この画像メモリ5mに格納されて
いる画像デ−タのサ−チエリアを予め用意してある測定
対象物の辞書パタ−ンを左上から右下まで、1画素づつ
ずらしながら一致度を計算し、最も一致している位置L
1(x11,y11)を求める。
いる画像デ−タのサ−チエリアを予め用意してある測定
対象物の辞書パタ−ンを左上から右下まで、1画素づつ
ずらしながら一致度を計算し、最も一致している位置L
1(x11,y11)を求める。
【0015】次に、カメラ2で計測対象物Aを撮像す
る。このカメラ2で撮像されたアナログの画像信号は切
換器3により切換えられて、画像入力ユニット5でデジ
タル画像信号に変換された後、画像メモリ5mに格納さ
れる。
る。このカメラ2で撮像されたアナログの画像信号は切
換器3により切換えられて、画像入力ユニット5でデジ
タル画像信号に変換された後、画像メモリ5mに格納さ
れる。
【0016】図2に示すように前述した位置L1(x1
1,y11)からカメラ2で得られる画像デ−タに対する
視線像ELを算出する。つまり、カメラ2で取られた画
像メモリ5m上の画像デ−タにカメラ1の視線つまり光
軸を引くと、この視線が視線像ELとなる。
1,y11)からカメラ2で得られる画像デ−タに対する
視線像ELを算出する。つまり、カメラ2で取られた画
像メモリ5m上の画像デ−タにカメラ1の視線つまり光
軸を引くと、この視線が視線像ELとなる。
【0017】この視線像EL上を、あらかじめ用意して
ある測定対象物の辞書パタ−ンを1画素づつずらしなが
ら一致度を計算し、最も一致している位置R1(x12,
y12)を求める。
ある測定対象物の辞書パタ−ンを1画素づつずらしなが
ら一致度を計算し、最も一致している位置R1(x12,
y12)を求める。
【0018】そして、カメラ1で撮像した画像デ−タを
基にして得られた位置L1とカメラ2で撮像した画像デ
−タを基にして得られた位置R1から、測定対象物の三
次元位置を算出する。ここで、三次元座標の求め方は、
著者Y.Yakimovakyによる『A Stereo for E
xtracting Three-Dimensional Measurements from aate
reo Pair of TV cameras 』Computer Graphica and Ima
ga Processing 7月号、195〜200頁、1978年
による。そして、特公平6−17776号公報に示すよ
うに、数2に示す行列を解くことにより、三次元座標を
求めることができる。
基にして得られた位置L1とカメラ2で撮像した画像デ
−タを基にして得られた位置R1から、測定対象物の三
次元位置を算出する。ここで、三次元座標の求め方は、
著者Y.Yakimovakyによる『A Stereo for E
xtracting Three-Dimensional Measurements from aate
reo Pair of TV cameras 』Computer Graphica and Ima
ga Processing 7月号、195〜200頁、1978年
による。そして、特公平6−17776号公報に示すよ
うに、数2に示す行列を解くことにより、三次元座標を
求めることができる。
【0019】
【数2】
【0020】ここで、IL はカメラ1の画像面のI座標 HL ′はカメラ1のレンズの水平方向単位ベクトル VL ′はカメラ1のレンズの垂直方向単位ベクトル AL はレンズ光軸方向の単位ベクトル A,H,V,Ch,Ca,Cvはカメラ1,2のカメラ
パラメ−タ このようにすることにより、カメラ2で、パタ−ンマッ
チングを行う際、これまで左上から右下までサ−チして
いたが、視線像上をサ−チすることにより計算量を大幅
に削除することができる。
パラメ−タ このようにすることにより、カメラ2で、パタ−ンマッ
チングを行う際、これまで左上から右下までサ−チして
いたが、視線像上をサ−チすることにより計算量を大幅
に削除することができる。
【0021】例えば、辞書パタ−ンの大きさが64画素
×64画素、サ−チエリアが128画素×128画素の
とき、左上から右下までの演算回数は、 (128−64+1)×(128−64+1)=422
5(回) となる。
×64画素、サ−チエリアが128画素×128画素の
とき、左上から右下までの演算回数は、 (128−64+1)×(128−64+1)=422
5(回) となる。
【0022】一方、視線像上をサ−チした場合には 128−64+1=65(回) となり、演算回数は、1/65に短縮できる。上記例の
演算時間では、これまでせ2回目のパタ−ンマッチング
が2秒かかっていたが、その1/65の31msとな
り、大幅に演算時間を短縮することができる。
演算時間では、これまでせ2回目のパタ−ンマッチング
が2秒かかっていたが、その1/65の31msとな
り、大幅に演算時間を短縮することができる。
【0023】このように、カメラ2のパタ−ンエッチン
グのサ−チエリアを視線像上に絞り込むことによって、
演算回数を大幅に削減することができるので、計測対象
物の三次元位置を計測する場合の処理を高速化すること
ができる。
グのサ−チエリアを視線像上に絞り込むことによって、
演算回数を大幅に削減することができるので、計測対象
物の三次元位置を計測する場合の処理を高速化すること
ができる。
【0024】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、2
台のカメラで計測対象物の画像を取り、その画像デ−タ
から計測対象物の三次元位置を計測する場合に、一方の
カメラで取られた画像デ−タをパタ−ンマッチングする
際のサ−チエリアを視線像上に絞り込むことにより、パ
タ−ンマッチングに要する時間を大幅に削減できるの
で、三次元位置を計測する場合の処理を高速化すること
ができる。
台のカメラで計測対象物の画像を取り、その画像デ−タ
から計測対象物の三次元位置を計測する場合に、一方の
カメラで取られた画像デ−タをパタ−ンマッチングする
際のサ−チエリアを視線像上に絞り込むことにより、パ
タ−ンマッチングに要する時間を大幅に削減できるの
で、三次元位置を計測する場合の処理を高速化すること
ができる。
【図1】本発明の一実施の形態に係わる構成を示す図。
【図2】同実施の形態に係わる対応点探索を説明するた
めの図。
めの図。
【図3】従来の計測方法を説明するための図。
【図4】パタ−ンマッチングを説明するための図。
1,2…カメラ、 3…切換器、 4…パソコン、 5…画像入力ユニット、 6…画像メモリ。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の撮像手段及び第2の撮像手段によ
り測定対象物を撮像し、各撮像手段で撮像された画像デ
−タを画像メモリに記憶し、画像処理により測定対象物
の三次元位置を計測する画像処理を用いたステレオ計測
方法において、 上記第1の撮像手段で得られた画像デ−タのサ−チ領域
と辞書パタ−ンとして登録されている測定対象物とを比
較して計測対象物の第1の位置を認識する第1の認識工
程と、 この第1の認識工程で認識された第1の位置から第2の
撮像手段で得られる画像デ−タに対する視線像を求める
工程と、 上記第2の撮像手段で撮像された画像デ−タのサ−チ領
域と上記視線像に沿って辞書パタ−ンとして登録されて
いる測定対称物とを比較して第2の位置を検出する第2
の認識工程と、 上記第1の認識工程で認識された測定対称物の第1の位
置と上記第2の認識工程で認識された測定対称物の第2
の位置とから測定対称物の三次元位置を算出する三次元
位置算出工程とを具備したことを特徴とする画像処理を
用いたステレオ計測方法。 - 【請求項2】 第1の撮像手段及び第2の撮像手段によ
り測定対象物を撮像し、各撮像手段で撮像された画像デ
−タを画像メモリに記憶し、画像処理により測定対象物
の三次元位置を計測する画像処理を用いたステレオ計測
装置において、 上記第1の撮像手段で得られた画像デ−タのサ−チ領域
と辞書パタ−ンとして登録されている測定対象物とを比
較して計測対象物の第1の位置を認識する第1の認識手
段と、 この第1の認識工程で認識された第1の位置から第2の
撮像手段で得られる画像デ−タに対する視線像を求める
手段と、 上記第2の撮像手段で撮像された画像デ−タのサ−チ領
域と上記視線像に沿って辞書パタ−ンとして登録されて
いる測定対称物とを比較して第2の位置を検出する第2
の認識手段と、 上記第1の認識手段で認識された測定対称物の第1の位
置と上記第2の認識工程で認識された測定対称物の第2
の位置とから測定対称物の三次元位置を算出する三次元
位置算出手段とを具備したことを特徴とする画像処理を
用いたステレオ計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25865597A JPH1194527A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 画像処理を用いたステレオ計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25865597A JPH1194527A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 画像処理を用いたステレオ計測方法及び装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1194527A true JPH1194527A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17323275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25865597A Pending JPH1194527A (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 画像処理を用いたステレオ計測方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1194527A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040000144A (ko) * | 2002-06-24 | 2004-01-03 | (학)창성학원 | 스테레오 매칭을 이용한 이미지 추출방법 |
US6864911B1 (en) | 2000-10-26 | 2005-03-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Linkable digital cameras for an image capture system |
JP2007307580A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Sintokogio Ltd | 鋳型キャビティ面の計測方法およびその記憶媒体 |
KR20140026078A (ko) * | 2012-08-24 | 2014-03-05 | 삼성테크윈 주식회사 | 객체 추출 장치 및 방법 |
US8708890B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-04-29 | Olympus Corporation | Endoscope apparatus and method of measuring subject |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25865597A patent/JPH1194527A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6864911B1 (en) | 2000-10-26 | 2005-03-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Linkable digital cameras for an image capture system |
KR20040000144A (ko) * | 2002-06-24 | 2004-01-03 | (학)창성학원 | 스테레오 매칭을 이용한 이미지 추출방법 |
JP2007307580A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Sintokogio Ltd | 鋳型キャビティ面の計測方法およびその記憶媒体 |
US8708890B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-04-29 | Olympus Corporation | Endoscope apparatus and method of measuring subject |
KR20140026078A (ko) * | 2012-08-24 | 2014-03-05 | 삼성테크윈 주식회사 | 객체 추출 장치 및 방법 |
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