KR20110089299A - Stereo matching process system, stereo matching process method, and recording medium - Google Patents
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Abstract
스테레오 매칭 처리 시스템은, 오퍼레이터에 의한 조작에 의해, 좌화상 상의 보조선(A2)과 우화상 상의 보조선(A1)이 대응지어서 입력됨과 함께, 좌화상 상의 보조선(B2)과 우화상 상의 보조선(B1)이 대응지어서 입력된 경우, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선(A2)의 교점의 좌표(a2)와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선(A1)의 교점의 좌표(a1)를 검색 평면 상에서 대응짓는다. 또한, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선(B2)의 교점의 좌표(b2)와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선(B1)의 교점의 좌표(b1)를 검색 평면 상에서 대응짓는다. 이에 의해, 스테레오 매칭 처리 시스템(1)은, 검색 평면 상에 있어서의 잘못된 대응짓기를 개선하여, 동일한 위치를 좌화상과 우화상과의 사이에서 정확하게 대응지을 수 있다.In the stereo matching processing system, the auxiliary line A2 on the left image and the auxiliary line A1 on the right image are inputted in correspondence with each other by an operator, and the auxiliary line B2 on the left image and the beam on the right image are input. When the shipbuilding B1 is input in correspondence, the coordinates a2 of the intersection of the scan line and the auxiliary line A2 on the left image and the coordinates of the intersection of the scan line and the auxiliary line A1 on the right image ( correspond to a1) on the search plane. Further, the coordinates b2 of the intersections of the scan lines and the auxiliary lines B2 on the left image and the coordinates b1 of the intersections of the scan lines and the auxiliary lines B1 on the right image are matched on the search plane. Thereby, the stereo matching processing system 1 can improve the misalignment on a search plane, and can exactly match the same position between a left image and a right image.
Description
본 발명은, 스테레오 매칭 처리 시스템, 스테레오 매칭 처리 방법, 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 동일한 위치를 복수의 화상간에 있어서 정확하게 대응지을 수 있는 스테레오 매칭 처리 시스템, 스테레오 매칭 처리 방법, 및 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a stereo matching processing system, a stereo matching processing method, and a computer-readable recording medium on which a program is recorded. The present invention relates to a stereo matching processing system, a stereo matching processing method, capable of accurately matching the same position among a plurality of images, And a recording medium.
3차원 데이터 자동 생성 방법에 있어서는, 인공 위성이나 항공기 등으로부터 얻어지는 화상을 기초로, 지형을 나타내는 3차원 데이터[DSM(Digital Surface Model) 데이터]를 스테레오 매칭에 의해서 생성하는 방법이 널리 행해져 있고, 또한 오퍼레이터를 개재시켜 대응이 취해지지 않는 점을 수정시키는 방법도 제안되어 있다.In the method for automatically generating three-dimensional data, a method for generating three-dimensional data (DSM (Digital Surface Model) data) representing the terrain by stereo matching is widely performed on the basis of images obtained from satellites, aircraft, and the like. A method of correcting the point where no correspondence is taken through an operator has also been proposed.
여기서, 스테레오 매칭 처리란, 다른 시점으로부터 촬영한 2매의 화상, 소위 스테레오 화상에 대해서, 동일한 점을 촬상하고 있는 각 화상 중의 대응점을 구하고, 그 시차를 이용하여 삼각 측량의 원리에 의해서 대상까지의 깊이나 형상을 구하는 것이다.Here, the stereo matching process refers to two images taken from different viewpoints, a so-called stereo image, to obtain corresponding points in each image photographing the same point, and to the subject by the principle of triangulation using the parallax. It is to find the depth or shape.
이 스테레오 매칭 처리에 대해서는 이미 다양한 수법이 제안되어 있다. 예를 들면 일반적으로 널리 이용되고 있는 면적 상관법으로서, 좌화상 중에 상관창을 설정하여 이것을 템플릿으로 하고, 우화상 중의 탐색창을 움직여서 템플릿과의 상호 상관 계수를 산출하고, 이것을 일치도로 간주하여 높은 것을 탐색함으로써 대응점을 얻는 방법이 개시되어 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).Various methods have already been proposed for this stereo matching process. For example, a commonly used area correlation method is to set a correlation window in a left image as a template, move the search window in the right image to calculate a cross correlation coefficient with the template, and consider this as a high degree of agreement. The method of obtaining a corresponding point by searching for this is disclosed (for example, refer patent document 1).
상기의 방법에 있어서는 처리량을 경감하기 위해, 탐색창의 이동 범위를 화상 중의 에피폴라선 방향으로 한정함으로써, 좌화상 중의 각 점에 대해서, 대응하는 우화상 중의 점의 x방향의 위치 어긋남량, 즉 시차를 얻을 수 있다. 여기서, 에피폴라선이란 스테레오 화상에 있어서 한쪽의 화상 중의 어떤 점에 대해서, 다른 쪽의 화상 중에서 그 점에 대응하는 점의 존재 범위로서 그을 수 있는 직선이다(예를 들면 비특허 문헌 1 참조).In the above method, in order to reduce the throughput, by limiting the moving range of the search window to the epipolar line direction in the image, the position shift amount in the x direction of the point in the corresponding right image, i.e., parallax, with respect to each point in the left image Can be obtained. Here, the epipolar line is a straight line which can be drawn as an existence range of a point corresponding to the point in the other image with respect to a point in one image in the stereo image (for example, refer to Non-Patent Document 1).
통상, 에피폴라선 방향은 화상의 주사선 방향과는 다르지만, 좌표 변환을 행함으로써, 에피폴라선 방향을 화상의 주사선 방향에 일치시켜, 재배열을 행할 수 있다. 이 좌표 변환의 방법에 대해서는 상기의 비특허 문헌 1에 기재되어 있다.Usually, the epipolar line direction is different from the scanning line direction of the image, but by performing coordinate transformation, the epipolar line direction can be rearranged by matching the epipolar line direction to the scanning line direction of the image. The method of this coordinate conversion is described in said
상기한 바와 같은 재배열을 행한 스테레오 화상에 있어서는, 대응점의 탐색창의 이동 범위를 주사선 상에 한정할 수 있기 때문에, 시차는 좌우 화상 중의 대응점끼리의 x좌표의 차로서 얻어진다.In the rearranged stereo images, since the movement range of the search window of the corresponding point can be limited on the scanning line, the parallax is obtained as the difference of the x coordinate between the corresponding points in the left and right images.
그러나, 관련한 스테레오 매칭에 의한 3차원 데이터 생성 수법에서는, 텍스쳐가 없는 영역이나 상관 계수에 의한 대응이 얻어지지 않는 영역도 포함되기 때문에, 상기의 3차원 데이터의 화상 중에는 주위와 크게 다른 잘못된 높이를 나타내는 점이 많이 포함된다. 특히, 건조물(建造物)의 주위 등에서는 은폐가 발생하므로, 대응이 취해지지 않는 점이 많아져, 현저하게 높은 값을 나타내거나, 혹은 건조물이 크게 결손되거나 하는 경우가 있다.However, in the three-dimensional data generation method by the stereo matching, an area without a texture or an area where a correspondence by a correlation coefficient cannot be obtained includes a wrong height significantly different from the surroundings in the image of the three-dimensional data. A lot of points are included. Particularly, since concealment occurs around a building, etc., there are many points where no correspondence is taken, and a remarkably high value may be exhibited or the building may be largely missing.
그 때문에, 관련한 스테레오 매칭에 의한 3차원 데이터 생성 수법에서는, 대응점의 미스 매칭에 의한 오차가 발생하여, 정밀도가 높은 3차원 정보가 얻어지지 않으므로, 도시부 등의 건조물이 많은 복잡한 화상에 대해서는 적용하는 것이 어렵다고 하는 과제가 있었다.Therefore, in the three-dimensional data generation method by the related stereo matching, the error by the mismatch of a corresponding point generate | occur | produces, and high precision three-dimensional information is not obtained, so it is applicable to a complex image with many buildings, such as an urban part. There was the problem that it was difficult.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 복수의 화상간에 있어서 동일한 위치를 나타내는 영역끼리를 정확하게 대응지을 수 있는 스테레오 매칭 처리 시스템, 스테레오 매칭 처리 방법, 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in order to solve the said subject, and an object of this invention is to provide the stereo matching processing system, the stereo matching processing method, and the recording medium which can exactly match the area | region which shows the same position among a some image. .
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 관점에 따른 스테레오 매칭 처리 시스템은, 동일한 대상물을 다른 방향으로부터 촬영하여 얻어지는 복수의 화상에 있어서, 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 대응짓기부와, 상기 복수의 화상의 각각에 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응지어진 선분이 그어졌는지를 판별하는 선분 판별부를 구비하고, 상기 대응짓기부는, 상기 선분 판별부에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the stereo matching processing system according to the first aspect of the present invention, in a plurality of images obtained by photographing the same object from different directions, regions having maximum correlation coefficients on the same scan line are located at the same position. And a line segment discriminating unit for discriminating whether or not a corresponding line segment is drawn by representing the same position in each of the plurality of images, wherein the matching unit is formed by the line segment discriminating unit. When it is determined that the line segment is drawn, the intersections of the scan line and the line segment are matched with each other by indicating the same position, not the regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line.
또한, 본 발명의 제2 관점에 따른 스테레오 매칭 처리 방법은, 동일한 대상물을 다른 방향으로부터 촬영하여 얻어지는 복수의 화상에 있어서, 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 대응짓기 스텝과, 상기 복수의 화상의 각각에 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응지어진 선분이 그어졌는지를 판별하는 선분 판별 스텝을 구비하고, 상기 대응짓기 스텝은, 상기 선분 판별 스텝에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 한다.In addition, the stereo matching processing method according to the second aspect of the present invention corresponds to a plurality of images obtained by photographing the same object from different directions, in which regions having maximum correlation coefficients on the same scan line represent the same position. And a line segment discrimination step for discriminating whether or not a corresponding line segment is drawn by representing the same position in each of the plurality of images. The correspondence step includes the line segment discriminating step. When it is determined that the image is drawn, the intersections between the scanning line and the line segment are matched with each other by indicating the same positions, not the regions having the maximum correlation coefficient on the same scanning line.
또한, 본 발명의 제3 관점에 따른 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 컴퓨터에, 동일한 대상물을 다른 방향으로부터 촬영하여 얻어지는 복수의 화상에 있어서, 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 대응짓기 수순과, 상기 복수의 화상의 각각에 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응지어진 선분이 그어졌는지를 판별하는 선분 판별 수순을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서, 상기 대응짓기 수순은, 상기 선분 판별 수순에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리를 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 한다.In addition, the computer-readable recording medium which records the program which concerns on the 3rd viewpoint of this invention is used for the computer which reads the area | region which the correlation coefficient becomes largest on the same scanning line in the several image obtained by image | photographing the same object from a different direction. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a matching sequence to be associated with the same position and a line segment discrimination procedure for discriminating whether or not a corresponding line segment is drawn by representing the same position in each of the plurality of images. For example, when it is determined that the line segment is drawn according to the line segment discrimination procedure, the matching procedure is not the regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line, but the intersection points of the scan line and the line segment at the same position. Corresponding by representing It characterized.
본 발명에 따르면, 동일한 위치를 복수의 화상간에 있어서 정확하게 대응지을 수 있는 스테레오 매칭 처리 시스템, 스테레오 매칭 처리 방법, 및 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a stereo matching processing system, a stereo matching processing method, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program capable of accurately matching the same position between a plurality of images.
도 1은 스테레오 매칭 처리 시스템의 구성예를 도시하는 블록도.
도 2는 보조선 입력 화면의 표시예를 도시하는 도면.
도 3a는 스테레오 매칭 결과의 표시예를 도시하는 도면.
도 3b는 스테레오 매칭 결과의 표시예를 도시하는 도면.
도 4는 DP 매칭 처리를 설명하기 위한 도면.
도 5는 검색 평면을 예시하는 도면.
도 6은 스테레오 매칭 처리를 설명하기 위한 도면.
도 7은 보조선 입력 처리의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 8은 스테레오 매칭 처리의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 9a는 검색 평면을 예시하는 도면.
도 9b는 검색 평면을 예시하는 도면.
도 10은 보조선을 사용한 대응짓기의 개선을 설명하기 위한 도면.
도 11은 변형예에 있어서의 검색 평면을 도시하는 도면.
도 12는 변형예에 있어서의 보조선을 사용한 대응짓기의 개선을 설명하기 위한 도면.
도 13은 변형예에 있어서의 검색 평면을 도시하는 도면.1 is a block diagram illustrating a configuration example of a stereo matching processing system.
2 is a diagram illustrating a display example of an auxiliary line input screen;
3A is a diagram illustrating a display example of stereo matching results.
3B is a diagram illustrating a display example of stereo matching results.
4 is a diagram for explaining a DP matching process.
5 illustrates a search plane.
6 is a diagram for explaining stereo matching processing.
7 is a flowchart showing an example of auxiliary line input processing;
8 is a flowchart showing an example of stereo matching processing.
9A illustrates a search plane.
9B illustrates a search plane.
Fig. 10 is a diagram for explaining improvement of correspondence using auxiliary lines.
11 is a diagram illustrating a search plane in a modification.
FIG. 12 is a diagram for explaining improvement of correspondence using auxiliary lines in a modification. FIG.
13 is a diagram showing a search plane in a modification.
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 스테레오 매칭 처리 시스템의 구성예를 도시하는 블록도이다. 스테레오 매칭 처리 시스템(1)은, 예를 들면 범용 컴퓨터 등으로 구성되고, 도 1에 도시한 바와 같이, 표시부(10)와, 보조선 입력부(11)와, 상호 표정부(12)와, 스테레오 매칭부(13)와, 오쏘(ortho) 처리ㆍ대지 표정부(14)를 구비하고 있다.Next, the best form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a stereo matching processing system according to an embodiment of the present invention. The stereo
표시부(10)는, 예를 들면 LCD(Liquid Crystal Display) 등으로 구성된다. 도 2는, 보조선 입력 화면의 표시예를 도시하는 도면이다. 또한, 도 3a 및 도 3b는, 스테레오 매칭 결과의 표시예를 도시하는 도면이다. 표시부(10)는, 동일한 대상물을 다른 방향으로부터 촬영하여 얻어진 2개의 항공 사진의 화상(이하, 좌화상 및 우화상이라고 함)이 포함되는 도 2에 도시한 보조선 입력 화면이나, 도 3a 및 도 3b에 도시한 좌화상과 우화상과의 스테레오 매칭 결과 등을 표시한다.The
보조선 입력부(11)는, 예를 들면 키보드나 마우스 등으로 구성되고, 표시부(10)에 표시된 보조선 입력 화면에 있어서, 오퍼레이터가 좌화상 및 우화상 상에 보조선을 그을 때 등에 이용된다. 여기서, 보조선이란, 좌화상과 우화상과의 사이에서 동일한 위치로 되는 개소를 오퍼레이터의 조작에 의해 대응짓기 위한 선분이다.The auxiliary line input unit 11 is configured by, for example, a keyboard, a mouse, or the like, and is used when the operator draws auxiliary lines on the left image and the right image on the auxiliary line input screen displayed on the
상호 표정부(12)는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit)나, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 하드 디스크 드라이브 등에 의해서 실현되고, 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정(標定)하는 표정 처리나, 좌화상과 우화상을 필요에 따라서 공통 평행면에 재투영하는 평행화 처리 등을 실행한다. 여기서, 표정이란, 평가의 대상에 대해서 소정의 값을 구하는 것을 말한다.The
구체적으로, 상호 표정부(12)는, 표정 처리에 있어서, 좌화상과 우화상에 공통적으로 영출(映出)되고 있는 대상물의 좌표값을 판독하고, 판독한 2개의 좌표값을 이용하여, 좌화상과 우화상과의 사이에서의 카메라 회전각 등의 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정한다. 이에 의해, 상호 표정부(12)는, 통상, 연직에 가까운 방향으로부터 항공 사진을 촬영한 경우에도 항공기의 자세 변화 등의 영향에 의해 파악하는 것이 어려운 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정할 수 있다.Specifically, in the facial expression processing, the
그 후, 상호 표정부(12)는, 평행화 처리를 실행함으로써, 좌화상 및 우화상 상의 에피폴을 연결하는 에피폴라선이 복수의 주사선의 하나에 일치하도록 좌화상과 우화상을 공통 평행면에 재투영한다.Thereafter, the
스테레오 매칭부(13)는, 예를 들면 CPU나, ROM, RAM, 하드 디스크 드라이브 등에 의해서 실현된다. 그리고, 좌화상 및 우화상의 각각에 보조선이 입력된 것을 나타내는 보조선 입력 플래그나, 보조선과 주사선과의 교점의 좌표를 격납하는 교점 좌표 버퍼 등이 RAM에 구비되어 있다.The
스테레오 매칭부(13)는, 상호 표정부(12)에서 평행화 처리가 실시된 좌화상 및 우화상(평행화된 화상쌍)에 대하여 스테레오 매칭 처리, 구체적으로는 DP(Dynamic Programming) 매칭 처리를 실시함으로써, 좌화상과 우화상과의 사이에서의 위치 어긋남(시차)을 계측하고, 시차 데이터를 생성한다.The
도 4는, DP 매칭 처리를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 스테레오 매칭부(13)는, DP 매칭 처리에 있어서, 오퍼레이터에 의한 보조선 입력부(11)의 조작에 의해서 좌화상 및 우화상 상에 보조선이 입력되어 있지 않은 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 동일 주사선 상에 있어서의 좌화상과 우화상과의 상관을 취해 가며, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역을 검색한다.4 is a diagram for explaining a DP matching process. Specifically, the
도 5는, 검색 평면을 예시하는 도면이다. 스테레오 매칭부(13)는, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 좌표끼리를 도 5에 도시한 검색 평면 상에서 대응지어 간다. 이 검색 평면에 있어서, 횡축 x1은, 우화상에 있어서의 x좌표를 나타내고, 종축 x2는, 좌화상에 있어서의 x좌표를 나타내고 있다.5 is a diagram illustrating a search plane. The
그리고, 스테레오 매칭부(13)는, 이와 같은 대응짓기를 주사선마다 실행해 감으로써, 시차 데이터를 생성하여, 도 3a에 도시한 바와 같은 화상을 스테레오 매칭 결과로서 표시부(10)에 표시한다.Then, the
이에 대해, 오퍼레이터에 의한 보조선 입력부(11)의 조작에 의해서 좌화상 및 우화상의 각각에 보조선이 입력된 경우, 보조선이 입력된 개소에서는, 주사선과 보조선과의 교점의 좌표를 검색 평면 상에 대응지어 간다. 한편, 보조선이 입력되어 있지 않은 개소에서는, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 위치의 좌표끼리를 검색 평면 상에 대응지어 간다.On the other hand, when the auxiliary line is input to each of the left image and the right image by the operation of the auxiliary line input unit 11 by the operator, the coordinates of the intersection point of the scan line and the auxiliary line are searched on the search plane at the location where the auxiliary line is input. We correspond to. On the other hand, in the place where an auxiliary line is not input, the coordinates of the center position of the grating | lattice area in which a correlation coefficient becomes the maximum correspond to each other on a search plane.
도 6은, 스테레오 매칭 처리를 설명하기 위한 도면이다. 스테레오 매칭부(13)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 이와 같은 대응짓기를 주사선마다 실행해 감으로써, 보조선에 의한 보정이 실시된 시차 데이터를 생성하고, 도 3b에 도시한 바와 같은 화상을 스테레오 매칭 결과로서 표시부(10)에 표시한다.6 is a diagram for explaining a stereo matching process. As shown in FIG. 6, the
그 후, 스테레오 매칭부(13)는, 생성한 시차 데이터와, 상호 표정부(12)에서 표정된 카메라 파라미터를 조합하여, 삼각 측량의 원리에 의해서 각 화소에 대응하는 3차원 좌표계에서의 위치를 계산하고, 대상물의 표층의 높이를 나타내는 표고 데이터를 포함하는 DSM(Digital Surface Model) 데이터를 추출함으로써, 대상물까지의 깊이나 형상을 구한다.Thereafter, the
오쏘 처리ㆍ대지 표정부(14)는, 예를 들면 CPU나, ROM, RAM, 하드 디스크 드라이브 등에 의해서 실현되고, DSM 데이터를 이용하여 항공 사진의 화상과 DSM 데이터를 정사(正射) 변환하는 오쏘 처리나, 오쏘 처리를 실시한 항공 사진의 화상과 DSM 데이터를 이용하여, 지표에 대한 대상물의 정확한 좌표, 구체적으로는 대상물의 경도 및 위도를 구하는 대지 표정 처리를 행함으로써, 오쏘 화상과 오쏘 DSM 데이터를 생성한다.The ortho processing and
여기서, 오쏘 화상에는, 색 데이터와, 대지 표정에 의해서 구해진 위도 및 경도를 나타내는 위도 데이터 및 경도 데이터가 포함되어 있다. 또한, 오쏘 DSM 데이터에는, 대상물의 표층의 높이를 나타내는 표고 데이터와, 위도 데이터 및 경도 데이터가 포함되어 있다. 이와 같은 위도 데이터 및 경도 데이터를 구함으로써, 동일 대상물의 위치를, 다른 타이밍에서 촬영된 항공 사진의 화상간에서 서로 대응지을 수 있게 된다.Here, the ortho image contains color data, latitude data and longitude data indicating latitude and longitude determined by the expression of the earth. In addition, the ortho DSM data includes elevation data indicating the height of the surface layer of the object, latitude data, and longitude data. By obtaining such latitude data and longitude data, the position of the same object can be correlated with each other between images of aerial photographs photographed at different timings.
다음으로, 상기 구성을 구비하는 스테레오 매칭 처리 시스템이 실행하는 처리에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.Next, a process performed by the stereo matching processing system having the above configuration will be described with reference to the drawings.
스테레오 매칭 처리 시스템에서는, 보조선 입력 처리와, 스테레오 매칭 처리가 정기적으로 실행된다. 보조선 입력 처리, 및, 스테레오 매칭 처리는, 예를 들면 오퍼레이터로부터의 지시가 있는 경우, 소정의 화상이 있는 경우, 소정의 시각으로 된 경우 등, 임의의 타이밍에서 실행된다.In the stereo matching processing system, the auxiliary line input processing and the stereo matching processing are periodically executed. The auxiliary line input process and the stereo matching process are executed at an arbitrary timing, for example, when there is an instruction from the operator, when there is a predetermined image, or when a predetermined time is reached.
도 7은, 보조선 입력 처리의 상세를 나타내는 플로우차트이다. 보조선 입력 처리에 있어서, 스테레오 매칭부(13)는, 표시부(10)에 표시되는 보조선 입력 화면에 있어서, 오퍼레이터에 의한 보조선 입력부(11)의 조작에 의해 좌화상 및 우화상의 각각에 보조선이 입력되었는지의 여부를 판별한다(스텝 S11). 이 때, 보조선이 입력되어 있지 않으면(스텝 S11;"아니오"), 스테레오 매칭부(13)는, 그대로 보조선 입력 처리를 종료한다.7 is a flowchart showing details of auxiliary line input processing. In the auxiliary line input processing, the
이에 대하여, 스텝 S11의 처리에서 보조선이 입력되었다고 판별한 경우(스텝 S11;"예"), 스테레오 매칭부(13)는, 좌화상 및 우화상의 각각에 대해, 주사선과 보조선과의 교점의 좌표를 구하여 RAM에 설치된 교점 좌표 버퍼에 격납한다(스텝 S12).In contrast, when it is determined in step S11 that the auxiliary line is input (step S11; YES), the
그리고, 스테레오 매칭부(13)는, RAM에 설치된 보조선 입력 플래그를 온으로 세트하고 나서(스텝 S13), 보조선 입력 처리를 종료한다.Then, the
도 8은, 스테레오 매칭 처리의 상세를 나타내는 플로우차트이다. 스테레오 매칭 처리에 있어서, 상호 표정부(12)는, 표정 처리를 실행함으로써, 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정함과 함께(스텝 S21), 평행화 처리를 실행하여, 에피폴라선이 복수의 주사선의 하나에 일치하도록 좌화상과 우화상을 공통 평행면에 재투영한다(스텝 S22).8 is a flowchart showing details of stereo matching processing. In the stereo matching process, the
다음으로, 스테레오 매칭부(13)는, RAM에 설치된 보조선 입력 플래그가 온으로 되어 있는지의 여부를 체크함으로써, 좌화상 및 우화상의 각각에 보조선이 입력되었는지의 여부를 판별한다(스텝 S23).Next, the
여기서, 스텝 S23의 처리에서 보조선이 입력되어 있지 않다고 판별한 경우(스텝 S23;"아니오"), 스테레오 매칭부(13)는, 보조선에 의한 보정이 없는 시차 데이터를 생성한다(스텝 S24).Here, in the case where it is determined in step S23 that the auxiliary line is not input (step S23; NO), the
스텝 S24의 처리에 있어서, 스테레오 매칭부(13)는, 동일 주사선 상에 있어서의 좌화상과 우화상과의 상관을 취하여 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역을 검색해 간다. 그리고, 스테레오 매칭부(13)는, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 좌표끼리를 검색 평면 상에서 대응지어 간다. 스테레오 매칭부(13)는, 이와 같은 대응짓기를 주사선마다 실행해 감으로써, 보조선에 의한 보정이 없는 시차 데이터를 생성한다.In the process of step S24, the
이에 대하여, 스텝 S23의 처리에서 보조선이 입력되었다고 판별한 경우(스텝 S23;"예"), 스테레오 매칭부(13)는, 보조선에 의한 보정이 있는 시차 데이터를 생성한다(스텝 S25).In contrast, when it is determined in step S23 that the auxiliary line is input (step S23; YES), the
스텝 S25의 처리에 있어서, 스테레오 매칭부(13)는, 보조선이 입력된 개소에서는, RAM에 설치된 교점 좌표 버퍼에 격납되어 있는 주사선과 보조선과의 교점의 좌표를 검색 평면 상에 대응지어 가는 한편, 보조선이 입력되어 있지 않은 개소에서는, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 위치의 좌표끼리를 검색 평면 상에 대응지어 간다. 스테레오 매칭부(13)는, 이와 같은 대응짓기를 주사선마다 실행해 감으로써, 보조선에 의한 보정이 있는 시차 데이터를 생성한다.In the process of step S25, the
그리고, 스테레오 매칭부(13)는, 스텝 S24 또는 스텝 S25의 처리에서 생성한 시차 데이터에 기초한 화상을 스테레오 매칭 결과로서 표시부(10)에 표시함과 함께(스텝 S26), 시차 데이터와 스텝 S21의 처리에서 표정한 카메라 파라미터를 이용하여, 대상물의 표층의 높이를 나타내는 표고 데이터를 포함하는 DSM 데이터를 추출한다(스텝 S27).And the
계속해서, 오쏘 처리ㆍ대지 표정부(14)는, 스텝 S27의 처리에서 추출한 DSM 데이터를 이용하여 오쏘 처리를 실행함으로써, 항공 사진의 화상과 DSM 데이터를 정사 변환한다(스텝 S28).Subsequently, the ortho process and mount
그리고, 오쏘 처리ㆍ대지 표정부(14)는, 스텝 S28에서 오쏘 처리를 실시한 DSM 데이터를 이용하여, 대지 표정 처리를 실행함으로써, 오쏘 화상과, 대상물의 표층의 높이를 나타내는 표고 데이터를 포함하는 오쏘 DSM 데이터를 생성한다(스텝 S29).Then, the ortho processing and
계속해서, 상기 처리를 실행하는 스테레오 매칭 처리 시스템의 동작에 대해서 구체예를 들어 설명한다.Subsequently, an operation of the stereo matching processing system that executes the above processing will be described with reference to specific examples.
우선, 보조선이 입력되어 있지 않을 때에는, 도 8에 도시한 스텝 S23의 처리에서 보조선 입력 플래그가 오프인 것으로 판별되기 때문에, 스텝 S24의 처리에서 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 좌표끼리가 검색 평면 상에서 대응지어져 간다.First, when the auxiliary line is not input, since the auxiliary line input flag is determined to be off in the process of step S23 shown in FIG. 8, the center coordinates of the grid area where the correlation coefficient is maximum in the process of step S24 are compared. Is matched on the search plane.
도 9a 및 도 9b는, 검색 평면을 예시하는 도면이다. 또한, 도 10은, 보조선을 사용한 대응짓기의 개선을 설명하기 위한 도면이다. 스텝 S24의 처리에서, 도 9a에 도시한 바와 같이, 검색 평면 상에서 잘못된 대응짓기가 이루어진 경우, 오퍼레이터에 의한 보조선 입력부(11)의 조작에 의해, 도 10에 도시한 바와 같이, 좌화상 상의 보조선 A2와 우화상 상의 보조선 A1이 대응지어서 입력됨과 함께, 좌화상 상의 보조선 B2와 우화상 상의 보조선 B1이 대응지어서 입력된다.9A and 9B are diagrams illustrating a search plane. 10 is a figure for demonstrating the improvement of the matching using an auxiliary line. In the process of step S24, when incorrect correspondence is made on the search plane as shown in Fig. 9A, as shown in Fig. 10 by the operation of the auxiliary line input unit 11 by the operator, the beam on the left image is shown. The ship A2 and the auxiliary line A1 on the right image are input in correspondence with each other, and the auxiliary line B2 on the left image and the auxiliary line B1 on the right image are correspondingly input.
그 후, 도 7에 도시한 스텝 S12의 처리에서는, 주사선과, 보조선 A1, A2, B1, 및 B2와의 교점의 x좌표 a1, a2, b1, 및 b2가 각각 구해짐과 함께, 스텝 S13의 처리에서 보조선 입력 플래그가 온으로 세트된다.Then, in the process of step S12 shown in FIG. 7, x coordinate a1, a2, b1, and b2 of the intersection of a scanning line and auxiliary line A1, A2, B1, and B2 are calculated | required, respectively, and of step S13 The auxiliary line input flag is set on in the processing.
그리고, 도 8에 도시한 스텝 S23의 처리에서 이번은 보조선 입력 플래그가 온인 것으로 판별되기 때문에, 스텝 S25의 처리에서는, 도 9b에 도시한 바와 같이, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 A2의 교점의 좌표 a2와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 A1의 교점의 좌표 a1이, 또한, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 B2의 교점의 좌표 b2와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 B1의 교점의 좌표 b1이, 각각 검색 평면 상에서 대응지어진다.Since the auxiliary line input flag is determined to be on at this time in the processing of step S23 shown in FIG. 8, in the processing of step S25, as shown in FIG. 9B, the scanning line and the auxiliary line A2 on the left image are shown. The coordinate a1 of the intersection of the coordinate a2 of the intersection and the scanning line on the right image, and the coordinate line a1 of the auxiliary line A1, the scanning line on the left image and the scanning line on the coordinate b2 of the intersection of the auxiliary line B2 and the right image And the coordinates b1 of the intersection points of the auxiliary lines B1 are respectively associated on the search plane.
이에 의해, 스테레오 매칭 처리 시스템(1)은, 검색 평면 상에 있어서의 잘못된 대응짓기를 개선하여, 동일한 위치를 좌화상과 우화상과의 사이에서 정확하게 대응지을 수 있다.Thereby, the stereo
이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 스테레오 매칭 처리 시스템(1)에 따르면, 보조선에 의한 보정을 실시함으로써, 검색 평면 상에 있어서의 잘못된 대응짓기를 개선할 수 있기 때문에, 스테레오 매칭 결과로서의 시차 데이터를 수정할 수 있다. 그리고, 스테레오 매칭 처리 시스템(1)은, 수정된 시차 데이터를 이용하여, DSM 데이터를 추출함으로써, 대상물의 표층의 높이를 정확하게 나타내는 표고 데이터를 취득할 수 있다.As described above, according to the stereo
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 다양하게 변형, 응용이 가능하다. 이하, 본 발명에 적용 가능한 상기 실시 형태의 변형 양태에 대해서, 설명한다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and application are possible. Hereinafter, the modified aspect of the said embodiment applicable to this invention is demonstrated.
상기 실시 형태에서는, 도 8에 도시한 스텝 S25의 처리에서, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 A2의 교점의 좌표 a2와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 A1의 교점의 좌표 a1이, 또한, 좌화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 B2의 교점의 좌표 b2와 우화상 상에 있어서의 주사선 및 보조선 B1의 교점의 좌표 b1이, 각각 검색 평면 상에서 대응지어지고, 그 사이에서는, 상관 계수가 최대로 되는 격자 영역의 중심 좌표끼리가 검색 평면 상에서 대응지어지는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 11은, 변형예에 있어서의 검색 평면을 도시하는 도면이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 검색 평면 상의 좌표(a1, a2)와 좌표(b1, b2)를 연결하는 선분 상의 점이 모두 대응지어지도록 하여도 된다.In the said embodiment, in the process of step S25 shown in FIG. 8, the coordinate a1 of the intersection of the scanning line and auxiliary line A2 on a left image, and the coordinate a1 of the intersection of the scanning line and auxiliary line A1 on a right image are In addition, the coordinate b2 of the intersection of the scanning line and the auxiliary line B2 on the left image and the coordinate b1 of the intersection of the scanning line and the auxiliary line B1 on the right image are respectively corresponded on the search plane, and between them, The center coordinates of the lattice region where the correlation coefficient is maximum have been described as being associated on the search plane. However, the present invention is not limited to this. 11 is a diagram illustrating a search plane in a modification. As shown in Fig. 11, the coordinates a1 and a2 on the search plane and the points on the line segments connecting the coordinates b1 and b2 may all correspond to each other.
그리고, 이와 같은 대응짓기를 행하는 보조선(강제 보조선)을 입력할지의 여부는, 오퍼레이터에 의한 보조선 입력부(11)에 의한 조작에 의해 결정되면 된다.Then, whether or not to input an auxiliary line (forced auxiliary line) for performing such a matching may be determined by an operation by the auxiliary line input unit 11 by the operator.
상기 실시 형태에서는, 보조선이 주사선에 수직으로 그어지는 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 12는, 변형예에 있어서의 보조선을 사용한 대응짓기의 개선을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 13은, 변형예에 있어서의 검색 평면을 도시하는 도면이다. 보조선은, 도 12에 도시한 바와 같이, 주사선에 수평으로 그어지는 것이어도 된다. 보조선이 주사선에 수평으로 그어진 경우에는, 좌화상 및 우화상 각각에 있어서의 보조선(선분)을 n(n은 자연수) 등분하는 점(등분점)끼리를, 도 13에 도시한 바와 같이, 선분의 시점으로부터 순서대로 선분의 종점까지 검사 평면 상에서 대응짓도록 하면 된다.In the above embodiment, the auxiliary line is drawn perpendicular to the scan line as an example, but the present invention is not limited thereto. FIG. 12 is a diagram for explaining improvement of the correspondence using the auxiliary line in the modification. FIG. 13 is a figure which shows the search plane in a modification. As shown in FIG. 12, the auxiliary line may be drawn horizontally on the scan line. When the auxiliary line is drawn horizontally on the scanning line, as shown in FIG. 13, points (equal points) that divide the auxiliary line (line segment) into n (n is a natural number) in each of the left image and the right image, What is necessary is just to correspond on a test plane from the start of a line segment to the end point of a line segment in order.
상기 실시 형태에서는, 상호 표정부(12)가, 표정 처리에 있어서, 좌화상과 우화상에 공통적으로 비추어지는 대상물의 좌표값을 판독하고, 판독한 2개의 좌표값을 이용하여, 좌화상과 우화상과의 사이에서의 카메라 회전각 등의 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정하는 수법은, 임의이며, 예를 들면 도화(figure drawing) 프로그램에 의해서 산출되는 값을 이용하여, 촬영 시의 카메라 파라미터를 표정하여도 된다.In the said embodiment, the
상기 실시 형태에서는, 오쏘 처리ㆍ대지 표정부(14)가, 오쏘 처리를 실시한 항공 사진의 화상과 DSM 데이터를 이용하여, 대상물의 경도 및 위도를 구하는 대지 표정을 행하는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 대지 표정을 행하기 위한 수법은, 임의이며, 예를 들면 미리 경도, 위도, 및 표고값(화상 좌표)이 검출되어 있는 항공 사진의 화상 상의 복수의 점의 화상 좌표로부터, 지상 표면의 지상 좌표(경도, 위도, 및 표고값)로의 변환식을 구하도록 하여도 된다.In the above embodiment, the ortho processing and
또한, 대공 표식을 찍어 넣어 항공 사진을 촬영함으로써 경도, 위도, 및 표고가 측량된 공중 삼각 측량 데이터를 이용하여도 되고, 이와 같이 하면, 화상 상의 임의의 좌표에 있어서의 지상 좌표를 구하는 것이 가능하게 된다. 여기서, 대공 표식이란, 항공기로부터 각종 센서에 의해 항공 사진을 촬영하였을 때에, 항공 사진의 화상 상에서 명료하게 그 형태를 인식할 수 있고, 또한 그 화상 좌표를 측정할 수 있는 것을 말한다. 따라서, 대공 표식을 설정한(set) 점에서는, 정확한 3차원 좌표가 표시되어 있다.In addition, aerial triangulation data in which longitude, latitude, and elevation have been measured may be used by taking an aerial photograph and taking aerial photographs. In this way, it is possible to obtain ground coordinates in arbitrary coordinates on an image. do. Here, the anti-airmark means that when the aerial photograph is taken by various sensors from the aircraft, the shape can be clearly recognized on the image of the aerial photograph and the image coordinates can be measured. Therefore, at the point where the anti-airmark is set, accurate three-dimensional coordinates are displayed.
상기 실시 형태에 있어서, 오쏘 화상에는, 색 데이터와 위도 데이터와 경도 데이터가 포함되고, 오쏘 DSM 데이터에는, 표고 데이터와 위도 데이터와 경도 데이터가 포함되어 있는 것으로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 오쏘 화상 및 오쏘 DSM 데이터에는, 위도 데이터 및 경도 데이터 대신에, 다른 좌표계에서 표현되는 좌표값 데이터가 포함되어도 되고, 또한 표고값 데이터 대신에, 다른 기준으로부터의 상대적인 높이를 나타내는 높이 데이터가 포함되어도 된다.In the above embodiment, the ortho image has been described as including color data, latitude data, and longitude data, and ortho DSM data includes elevation data, latitude data, and longitude data. However, the present invention is not limited to this, and the ortho image and the ortho DSM data may include coordinate value data expressed in another coordinate system instead of latitude data and longitude data, and other criteria instead of the elevation data. Height data indicating relative heights from may be included.
또한, 본원에 대해서는, 일본 특허 출원 제2008-300103호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 본 명세서 중에 일본 특허 출원 제2008-300103호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 전체를 참조로서 원용하는 것으로 한다.In addition, about this application, the priority based on Japanese Patent Application No. 2008-300103 is claimed, and it uses the specification of a Japanese Patent Application No. 2008-300103, a claim, and the whole drawing as a reference in this specification. .
1 : 스테레오 매칭 처리 시스템
10 : 표시부
11 : 보조선 입력부
12 : 상호 표정부
13 : 스테레오 매칭부
14 : 오쏘 처리ㆍ대지 표정부1: stereo matching processing system
10: display unit
11: auxiliary line input unit
12: mutual expression
13: stereo matching unit
14: ortho treatment, earth expression part
Claims (6)
상기 복수의 화상의 각각에 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응지어진 선분이 그어졌는지를 판별하는 선분 판별부
를 구비하고,
상기 대응짓기부는, 상기 선분 판별부에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는
것을 특징으로 하는 스테레오 매칭 처리 시스템.In a plurality of images obtained by photographing the same object from different directions, regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line coinciding with the epipolar line to which the epipoles on the plurality of images are connected indicate the same position. Matching counterparts,
A line segment discriminating unit for discriminating whether or not the corresponding line segment is drawn by indicating the same position in each of the plurality of images.
And
When the said matching part judges that the said line segment is drawn by the said line segment discrimination part, it is assumed that the intersection points of the scan line and the line segment are the same position, not the regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line. Counterpart
Stereo matching processing system, characterized in that.
상기 대응짓기부는, 상기 복수의 화상의 각각에 복수의 상기 선분이 그어진 경우, 상기 주사선과 그 선분과의 교점끼리를 연결하는 선분끼리 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 하는 스테레오 매칭 처리 시스템.The method of claim 1,
When the plurality of line segments are drawn on each of the plurality of images, the correspondence unit is associated with the line segments connecting the intersection points of the scan line and the line segments to represent the same position. .
상기 대응짓기부는, 상기 복수의 화상의 각각에 상기 주사선과 수평한 상기 선분이 그어진 경우, 상기 선분의 시점끼리와 종점끼리 각각 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 하는 스테레오 매칭 처리 시스템.The method of claim 2,
And the correspondence unit is associated with each of the plurality of images when the line segment parallel to the scan line is drawn so as to indicate the same positions between the start points and the end points of the line segments.
상기 대응짓기부는, 상기 복수의 화상의 각각에 상기 주사선과 수평한 상기 선분이 그어진 경우, 그 선분을 소정 등분하는 등분점끼리를 상기 시점으로부터 순서대로 각각 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는 것을 특징으로 하는 스테레오 매칭 처리 시스템.The method of claim 3,
When the said line correspondence part is drawn with the said line segment horizontal to the said scan line in each of the said some image | video, the said correspondence | matching part makes a correspondence by making the same position in order from said viewpoint, respectively, equally dividing the said line segment, It is characterized by the above-mentioned. Stereo matching processing system.
상기 복수의 화상의 각각에 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응지어진 선분이 그어졌는지를 판별하는 선분 판별 스텝
을 포함하고,
상기 대응짓기 스텝은, 상기 선분 판별 스텝에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는
것을 특징으로 하는 스테레오 매칭 처리 방법.Matching step of associating a plurality of images obtained by photographing the same object from different directions, in which regions having maximum correlation coefficients represent the same position on the same scan line that matches the epipolar line to which the epipoles on the plurality of images are connected. and,
Line segment determination step of judging whether the corresponding line segment is drawn by showing the same position in each of the plurality of images.
Including,
In the matching step, when it is determined that the line segment is drawn by the line segment discriminating step, it is assumed that the intersection points between the scan line and the line segment are the same position, not the regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line. Countering
Stereo matching processing method, characterized in that.
상기 대응짓기 수순은, 상기 선분 판별 수순에 의해서 상기 선분이 그어졌다고 판별한 경우, 상기 동일 주사선 상에서 상관 계수가 최대로 되는 영역끼리가 아니라, 그 주사선과 그 선분과의 교점끼리 동일한 위치를 나타내는 것으로 하여 대응짓는
것을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.In a plurality of images obtained by photographing the same object from a different direction, correspond to regions where the correlation coefficients are the same on the same scan line that coincides with the epipolar line to which the epipoles on the plurality of images are connected. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing a matching procedure and a line segment discrimination procedure for determining whether corresponding line segments are drawn by indicating the same position in each of the plurality of images,
The matching procedure indicates that when the line segment is drawn according to the line segment discrimination procedure, not the regions where the correlation coefficient is maximum on the same scan line but the intersection points of the scan line and the line segment are the same. Countering
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program.
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