JPS62134773A - 伸縮ステレオマツチング方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［、産業上の利用分野〕 本発明は相異なる角度がら見た２枚の画（象を用いて、
対応点を検出し、対象１勿の高度あるいは実行きを求め
る伸縮ステレオマツチング方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、相寞なる角度から見ｆＳ２枚の画像から対応点を
検出する場合、２枚の画１象のうちの一方の画像から小
領域を切り出し、他方の画像から同一の大きさの小領域
を切出し対応する小領域を見つけ出すステレオマツチン
グ処理を行なっていた。

第４図はステレオマツチング方法の原理図を示す。

第４図において、参照数字１００は測定の対象物の断面
プロファイルであり、例えば測定対象が地形の高低であ
るとすると、地面の起伏を表わしている。この起伏を例
えは上方遠く離れた同一高度の２撮影点１０１，１０２
から見たときに見える２枚の画１亀から高度１．４１．
１４２を求めるのが目的である。地上の点１１１，１１
２は一方の画像の上では点１２１および１２２に対応し
て、他方の＋ｔｍ　Ｃ？を上では点１３１および１３２
に対応して写しこまれる。この場音点１０１１０２はレ
ンズの中心位置を表わしζおり、小、１２１．１２２及
び１３１．１３２は写しこまれた画像の位置と表７１）
シている。撮影点１０１，１０２は近似的に水・Ｆであ
ると仮定すると、地点１１１と１１２との高度亭は高度
１４１と１・１２の差で表わすことができる。一方の画
像上の点１２１，１２２にけ応する他方の画像上の点１
３１，１３２が求まれば、この２枚の画像上での２点間
の距離１２１と１２２との間および１３１と１３２とり
）間の差か求められ、この値は幾何学的な相似１；旧糸
がち地点１１１と１１２との高度差に比例し、ζいる。

地点】１１と１１２との高度等をｈ、点１２１と１２２
とのＶ巨入匿をｅｌ　１点１３１と１３２との距離分ｅ
　２　、　点１０１　ト１０２　ノ距離ヲ１７、高度１
４１３１４とすると、１７とト１の比を１に選へば、ｂ
＝９１　　　ｅｗ　　−＜１） の関（糸が得られる。

（ｉｅ−Ｎで求める用材的高度差１１は対応する２枚の
画（イ）上でｅ＋　、ｅ２により決定される。既に、画
像」二の点１２２と】３２とが対応していることが知ら
ているらのとすると、点１２２の近１劣上で点１２１を
選び、この点１２１がもう一方の画像上で対応する点１
３１か点１３２の近１ｇに存在するはずである。そこで
点１２２の近傍と点１３２の近傍とから同一大きさの小
領域を切出し相関をしらへ点１２１に対応する点１３１
を検出している。

ＬＱ明が解決しようとする問題点〕 従来のステレオマツチング方法によると対応する小頭域
が十分高解像度でサンプリングされており、高低差に起
因した視差に比べて近似的に同一高度とみなしうる場合
には有効であるが、高低が激しく変化するような場所で
は２枚の画像の対応する領域の大きさが異なってしまい
、対応点かうまく検出できないという欠点があった。

〔問題点を解決するための手段」 本発明の方法は、相異なる角度から見た２枚のペアとな
る画（象を用いて高度差を求めるステレオマツチング方
式において、既に求められた隣接の高度傾斜ｍ（１ｍ　
ｌ　＜Ｉ）の値により、２枚の対応する画像から切り出
す小領域画像の幅ｎｌ　、ｎ、、を口２・（１−ｍ）ｎ
ｌになるように伸縮した後マツチング牙とって構成され
る。

１実施例Ｊ 次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の原理を示す説明図である。第１　Ｆ３
において矢印で示される直線１０は田なる傾きを有して
いる。この直線１０を第１図の焦点＃ｌおよび焦点＃２
で示した位置より撮影した画像の長さσ）比は直線３０
と直線２０との比となりその値は一二−：１となる。す
なわちし１７１１１１；Ｆ、）とき−ｍ には直線３０は直線２０より拡大され１）・ｍ・１のと
きには直線３０は直線２０より縮小される。

１ｍｌぶｌのときは画１支から反転する教本発明のχ・
１象から除外されている。

Ｇｅってステレオマツチング３行なうときには２枚の画
］亀の１方の画イ象の小領域幅をｎ、、ｔ−したときに
、他方の画像についての小頭域の切出し幅ｎ２は傾斜を
ｍとしたときに１２・（１−ｍ）ｏｌ　とすれば精度の
よいマ・ンチングが行なえることとなる、しかして傾斜
ｍは高度値により既に求められた隣接の高度傾斜を使用
して近似とすることとする。

第２図に処理の流れのプロ・ツク図を示す。

ステップ２０１では２枚の画像の対応する２点を通常の
相関計算により求め、各々の画１象での初期値とする。

ステップ２０２ではステップ２０１で求めた初期値の回
りの小頭域を原画像から切出す９ステツプ２０３ではス
テップ２０２で切出された２つの小頭域の一方を予測さ
れた高度の傾斜値に応じて拡大縮小を行なう。最初は傾
斜かないものと仮定し、次からは予測値を用いて行なう
。

ステ・・ノブ２０４ではステップ２０３で得られた小ｉ
＋１域に対し、領域間の相関係数を求める、このとき、
処理の対象となる１つの小ＫＬ域に吋し、ら−）一方の
小領域を相対的に千竹移動し、ずらし量に対する個々の
相関係数を求める。ステップ２０５ではステップ２０４
で求めた相関係数の中から最大値を求め、同時にその鯰
大１直に対応するずれｊ。

を求める。ステ・・ｌプ２０６ではステップ２０５で求
められたずれ量と、２地点を見込む幾何学的比例関係か
ら前述の（１）式により高度差を求める。

この高度差を既知の隣接地点の絶対高度と足しきわせる
ことで絶対高度が求まる。ステップ２０７ではステ・・
ｌプ２０６で求、めた絶対高度及び既に求められている
１：４接地点の高度から、未知の隣接地点の高度を外挿
予測し、傾斜を推定する。ステ・ツブ２０８では全ての
画イ象領域に対し処理が終了したか否かを判定し、終了
していなければ処理対象を隣接地点に移し、ステップ２
０２から同様の処理をくり返す。

第３図は本発明の一実施例を示すシステム回路構成図で
ある。第３図の伸縮ステレオマツチング方式はホストパ
ーソナルコンピュータ３０１と、制御用コンピュータ３
０２と、インターフェース回路３０３と、データ駆動パ
イプラインプロセッサ３０４〜３０７と、イメージメモ
リ３０８とか４、＋　ＦＩＪ成される。

処理の対象となる２枚の画像データはホストパーソナル
コンピュータ３０１から制御用コンピュータ３０２を介
してイメージメモリ３ｏ８に格納される。複数個のパイ
プライン１０セ・ソサ３０４〜・３０７はプログラマブ
ルであり、処理の内容に応じてあらかじめホス１〜バー
ゾナルコンピユータ３０１から制御コー１へをｍ期設定
しておく。

制御用コンピュータ３０２はプロセンサ群３０４〜３０
７の起動制御あるいは、処理の一部を分担し実行する。

インターフェース回ｉ￥８３０３はイメージメモリ３０
８のアドレス発生、読み出し害きこみ制御、プロセ・フ
サ群３０４〜３０７及び制御用コンピュータ３Ｃ〕２と
のデータの転送を時分割的に切換えて竹なう。

第２図における拡大縮小ステ・・Ｉプ２０３、用量計算
ステップ２０４はプロセッサ群３０４〜３０６、インタ
ーフェース回路３０３、イメージメモリ３０８で行なわ
れ、その池の計算は制御用コンピュータ３０２で行なわ
れる、 〔発明の効果、ｊ 以り述べたとおり、本発明には、隣接する画素に対応す
る既知の高庇を用いて、傾斜と予測し。

その予測値により、探索領域の伸縮を行なうことで、高
度差が比較的大きい場きてら精１％良く高度差を高速に
求めることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する説明図、第２図は本発
明の一実施例のフローチャー１・、第３図は本発明の一
実施例のブロック図、第４図はステしオマッチングによ
る高度測定の原理を１１と明する説明図である。 １０・・・直線、２０．３０・・・画像、１００・・・
地形プロフィル、１０１．１０２・・・撮影点、１１１
゜１１２・・・地点、１２１，１２２，１３１．１３２
・・・画偶点、２０１〜２０８・・・フローチＡ−−１
−のステップ、３０１・・・ホストパーソナルコンピュ
ータ、３０２・・・制御用コンピュータ、３０３・・・
インターフェース回路、３０４〜３０７・・パイプライ
ンプロセッサ、３０８・・・イメージメモリ。 ？ 無２図 熟３　回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 相異なる角度から見た２枚のペアとなる画像を用いて高
   度差を求めるステレオマッチング方式において、 既に求められた隣接の高度傾斜ｍ（｜ｍ｜＜１）の値に
   より、２枚の対応する画像から切り出す小領域画像の幅
   ｎ＿１，ｎ＿２をｎ＿２＝（１−ｍ）ｎ＿１になるよう
   に伸縮した後マッチングをとることを特徴とする伸縮ス
   テレオマッチング方式。