WO2014006832A1 - サイズ測定装置及びサイズ測定方法 - Google Patents

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WO2014006832A1
WO2014006832A1 PCT/JP2013/003819 JP2013003819W WO2014006832A1 WO 2014006832 A1 WO2014006832 A1 WO 2014006832A1 JP 2013003819 W JP2013003819 W JP 2013003819W WO 2014006832 A1 WO2014006832 A1 WO 2014006832A1
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vertex
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PCT/JP2013/003819
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畑　亮太
庄司　隆浩
豊村　祐士
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パナソニック株式会社
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    • H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals

Definitions

  • the present invention relates to a size measuring apparatus and a size measuring method for measuring the size of a subject from captured image data.
  • examples of managing the delivery of goods by attaching a form with a barcode printed on the product package are known in a wide range of fields.
  • the form information attached to the package for packaging the article is read with a handy terminal equipped with a bar code reader to identify the article, and the article is distributed based on the identification information.
  • the package and the form pasted on the package are assumed on the assumption that the package for wrapping the article is a cube or a rectangular parallelepiped, and the form size is known.
  • There is a size measuring device that simultaneously photographs and measures a package size using a form as a reference length in a photographed image for example, Patent Document 1).
  • the captured image data is displayed on the display device and the user designates the feature points via the input device.
  • the hardware limitations of the display device and input device Therefore, it is difficult for the user to accurately specify the coordinates that become the feature points.
  • Patent Document 1 discloses that a user designates the apex of a package with a laser beam, but the apex of the package and the laser beam should ideally be points. It is not easy for the user to accurately irradiate the top of the box with laser light.
  • An object of the present invention is to provide a size measuring apparatus and a size measuring method capable of accurately measuring the external size of a cubic or rectangular parallelepiped package based on simple designation by a user.
  • the size measuring device of the present invention is a size measuring device that measures the size of a subject from a captured image, an imaging unit that images the subject, a display unit that displays image data captured by the imaging unit, An input unit for inputting an instruction from a user; a region setting unit for setting a peripheral region including the specified position when a position is specified from the input unit for the image data displayed on the display unit; In the peripheral region set by the region setting unit, a feature point determining unit that determines a feature point serving as a coordinate to be measured is provided.
  • a process of determining a feature point serving as coordinates of a measurement target by setting a peripheral region including the designated position is performed as a vertex.
  • This search may be performed not in the entire image but in a predetermined peripheral area, and the processing load can be reduced.
  • the block block diagram which shows the structure of the size measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • (A) is a top view of the camera portion of the size measuring terminal, and (b) is a front view of the camera portion.
  • Flow chart showing control procedure of size measuring device Schematic diagram showing the specified position with the touch pen and the corresponding surrounding area
  • (A) is explanatory drawing which shows the relationship between the left and right cameras and subject P by stereo vision
  • (b) is explanatory drawing explaining the principle which acquires the distance Zp of a camera and the subject P (ranging).
  • a perspective view for explaining the principle of obtaining (ranging) the distance Zp between the camera and the subject P is a figure which shows the left image which shows the edge detection in each peripheral area
  • (A) is a diagram showing a branch flow of exception processing in the flow of FIG. 4,
  • (b) is a diagram showing another example of the branch flow
  • (A) is a diagram for explaining a case where an edge is not detected in a part of the peripheral region,
  • (b) is a diagram for explaining (a) ST12 in FIG. 9,
  • (c) is a diagram for explaining ST13 and ST14.
  • A) is a figure explaining ST17 of FIG.9 (b), (b) is a figure explaining the same ST18.
  • (A) is a figure explaining ST19 of FIG.9 (b), (b) is a figure explaining the same ST20.
  • a first invention made to solve the above-described problem is a size measuring device for measuring the size of a subject from a captured image, the imaging unit imaging the subject, and the image data captured by the imaging unit When a position is specified from the input unit for the image data displayed on the display unit, a peripheral region including the specified position is set. And a feature point determination unit that determines a feature point that is a coordinate to be measured in the peripheral region set by the region setting unit.
  • the process of determining the feature point that becomes the coordinates of the measurement target by setting the peripheral region including the designated position is performed as a vertex search. May be performed not on the entire image but in a predetermined peripheral area, and the processing load can be reduced.
  • a distance between the two feature points is calculated based on the captured image data.
  • a configuration having a measurement unit is adopted. According to this, the distance between two feature points can be calculated, and the size of the package can be obtained based on the distance.
  • the peripheral area set by the area setting unit is displayed on the display unit. According to this, since the peripheral area of the apex of the package designated by the user is displayed on the display unit, the user can easily confirm the designated position.
  • the peripheral area set by the area setting unit is circular.
  • the peripheral area set by the area setting unit is rectangular. According to these, since the peripheral area is set by a circle or a rectangle, for example, it is possible to easily set a side area connecting the peripheral areas.
  • the imaging unit includes a first camera and a second camera arranged side by side at a predetermined interval in order to photograph the subject simultaneously from different positions.
  • the measurement unit is configured to perform a calculation process based on parallax information in the first and second cameras and calculate a distance between the feature points. According to this, the position of the apex can be determined more accurately by adopting a stereo view while adopting a simple configuration.
  • the input section and the display section are configured by a touch panel. According to this, when a user designates a position with, for example, a touch pen, the user can easily perform an instruction operation, and each designated point (a pressing point) is detected and each designated point is set to a predetermined size. Each area to be enclosed can be set easily.
  • the imaging unit images a rectangular parallelepiped package as a subject, and the three sides of the package gather from the input unit with respect to the image displayed on the display unit.
  • the area setting unit respectively sets the peripheral area with respect to the designated position of the four points.
  • the feature point determination unit determines a feature point in each of the surrounding regions.
  • the user designates, for example, a touch pen with four points, that is, a vertex where the three sides constituting the package displayed on the screen of the display unit are gathered and an end point on the side opposite to the vertex of the three sides gathered at this vertex.
  • each designated point eye pressing point
  • each surrounding area surrounding each designated point with a predetermined size is set.
  • each vertex of the package can be easily obtained by obtaining, as the position of each vertex, a point where the three sides of the package gather within each peripheral region.
  • the ninth aspect when the four feature points are determined, the ninth aspect includes a measurement unit that calculates the length of the side of the package based on the positions of the four feature points.
  • the configuration According to this, the length between the vertices can be obtained as the length of three sides, and the outer size of the package can be obtained with high accuracy.
  • the area setting is performed.
  • the unit estimates another peripheral region including a position not specified by the user based on the positional relationship between the four peripheral regions, and the feature point determination unit obtains a feature point in the estimated peripheral region
  • the feature point determination unit does not detect the feature point.
  • the feature point In the space between the peripheral region and at least two other peripheral regions adjacent to it, at least two sides are extracted, and the feature point is detected at the intersection or closest point of the extracted two sides.
  • the feature point is regarded as a feature point corresponding to the peripheral region that did not exist.
  • An intersection or closest point can be regarded as a feature point (vertex) position. Since the sides are composed of line segments and generally have a higher detection accuracy than the points, the package size can be accurately measured even when, for example, the image is taken under conditions of poor illumination conditions.
  • a twelfth invention is a size measurement method for measuring the size of a subject from a captured image, the step of imaging the subject, the step of displaying the captured image data, and the displayed image
  • the method includes a step of setting a peripheral region including the designated position, and a step of determining a feature point that is a coordinate to be measured in the peripheral region.
  • processing is performed in steps of setting a peripheral region including the designated position and determining a feature point serving as a measurement target coordinate. For example, since the feature point which becomes the vertex of the package is determined not in the whole image but in the peripheral region including the position designated by the user, the processing load can be reduced.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a usage state of the size measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • a hexahedron used for product packaging or the like that is, a package having a substantially rectangular parallelepiped shape or a substantially cubic shape (for example, a cardboard box) Ob is taken as an example of the subject to be measured.
  • the dimensions of the three sides (W: Width, L: Length, H: High) are measured in a non-contact manner.
  • the subject is not limited to the package.
  • the size measuring device 1 includes a size measuring terminal 12 and a control device 13.
  • the size measuring terminal 12 is incorporated into a device that manages articles in a physical distribution process such as receiving, warehousing, inventory, shipping, and shipping at a physical distribution site such as a handy terminal, and is used for them.
  • the user measures the size of the package Ob that is the object of size measurement using the size measuring device 1. More specifically, the package Ob is imaged by the size measuring terminal 12, and the length of the side of the package Ob is calculated by the control device 13 based on the imaging data.
  • the size measuring device 1 may be in the form of a terminal device in which the size measuring terminal 12 and the control device 13 are integrally formed, or configured as a system in which the size measuring terminal 12 and the control device 13 are connected via a communication line.
  • the form may be sufficient.
  • the communication line may be connected via a wide area network such as the Internet instead of the local network.
  • the size information obtained by the size measuring apparatus 1 is stored and utilized in a database such as a server installed in a management center (not shown). In that case, it can be used to determine individual transportation charges or to determine the type and number of trucks required for transportation by optimally combining a plurality of packages, thereby making it possible to effectively use resources in transportation operations.
  • the size measuring terminal 12 is not limited to a dedicated terminal such as a handy terminal, and can be realized by installing a dedicated application on a terminal such as a tablet or a smartphone.
  • the control device 13 can be realized in the form of a personal computer or a dedicated set top box. Furthermore, it is possible to provide a function for outputting a form created based on the measured size information.
  • FIG. 2 is a block configuration diagram of the size measuring apparatus 1.
  • the size measuring device 1 includes a size measuring device terminal 12 and a control device 13.
  • the size measuring terminal 12 is simply referred to as a camera 4 when the left and right cameras (second cameras) 4R and the right camera (second camera) 4R capture the entire package Ob from different angles.
  • a display unit 7 constituted by a liquid crystal display, a touch panel 7a as a designated point detecting means provided on the display unit 7, a shutter operation at the time of photographing, etc.
  • the input unit 10 is provided.
  • the camera 4 constitutes an imaging unit according to the present invention
  • the display unit 7 constitutes a display unit according to the present invention
  • the input unit 10 constitutes an input unit according to the present invention.
  • the display unit 7 and the input unit 13 may be provided on the control device 13 side.
  • the control device 13 includes a memory 5 that temporarily stores left and right image data captured by the camera 4, and an image processing unit that calculates the length of three sides of the package Ob by processing the image data stored in the memory 5.
  • a non-volatile memory 8 for recording image data used for parallax calculation in the image processing unit 6 and recording an image data
  • an overall control unit 9 for controlling the entire operation of the size measuring apparatus 1 .
  • the image processing unit 6 includes a high-speed CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), a memory, and the like (not shown), and is positioned as a main body for measuring the package size as will be described in detail later.
  • the image processing unit 6 constitutes an area setting unit, a feature point determination unit, and a measurement unit of the present invention.
  • the overall control unit 9 has a CPU (not shown), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) storing a program, and a working memory (Work Memory).
  • the overall control unit 9 performs overall management of the size measuring apparatus 1 including the image processing unit 6 in units of tasks managed by a predetermined RTOS (Real-time operating system).
  • RTOS Real-time operating system
  • shooting from different angles is not limited to the case where the optical axes of the two cameras form a convergence angle with respect to the subject.
  • the case where the position of the camera forms a triangle is also included. That is, “shoot from a different angle” may be rephrased as “shoot from a different position (viewpoint)”.
  • “shoot from a different angle” may be rephrased as “shoot from a different position (viewpoint)”.
  • a configuration example in which the optical axes of two cameras are made parallel will be described.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the camera 4 of the size measuring terminal 12 according to the embodiment of the present invention.
  • 3A is a top view of the camera 4 portion
  • FIG. 3B is a front view thereof.
  • the coordinate systems shown in FIGS. 3A and 3B correspond to FIG. 1, x is the direction of the baseline length B (for example, the raster direction), and y is the baseline length B direction on the imaging surface of the image sensor 20.
  • Z indicates the direction from the camera 4 toward the subject, that is, the depth direction of the captured image.
  • reference numeral 20 in FIG. 3A is an imaging element (two-dimensional image sensor) such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device), and a reference numeral 21 is an imaging surface of the imaging element 20.
  • a lens that forms an optical image on the lens that is, an imaging optical system (focal length is fc).
  • the size measuring apparatus 1 of the present embodiment has two cameras, the left camera 4L and the right camera 4R, and each camera 4 includes the same imaging optical system 21 and the same imaging optical system 21. I have.
  • the distance between these optical axes is set to 50 mm, for example.
  • the image sensor 20 either a single-plate color sensor or a monochrome sensor from which a color filter is removed can be used, but it is used for applications that require resolution, such as a barcode reader function or package size measurement. When doing so, it is better to use a monochrome sensor.
  • the optical axes CAxL and CAxR of both the cameras 4 are parallel and separated from each other by the base line length B.
  • the optical axes CAxL and CAxR of both cameras 4 are arranged at the same position in the y direction.
  • the process of measuring the external size of the package Ob is managed by a size measurement execution task executed by a program.
  • the size measurement execution task monitors the input unit 10 via the overall control unit 9.
  • video shooting starts at step ST0.
  • the image pickup device 20 of the cameras 4R and 4L is driven based on a camera control signal output from the overall control unit 9, and a predetermined frame rate such as 30 frames / second (a camera that sequentially changes according to a user operation).
  • the display image that changes in synchronization with the workpiece may be a frame rate that is updated so as not to feel stress), and image data captured by the left camera 4L and the right camera 4R corresponds to each camera 4.
  • the image data once stored in the memory 5 is transferred to the image processing unit 6 and subjected to known image processing such as mosaic processing, white balance adjustment, color correction, ⁇ correction, resizing, and the like.
  • the image data processed by the image processing unit 6 is transferred to the display unit 7 by the overall control unit 9, and the image captured by the camera 4 is displayed on the display unit 7 in real time.
  • step ST1 it is checked whether or not the shooting button provided in the input unit 10 has been pressed (whether there is a still image capture instruction). If the shooting button has not been pressed, step ST1 is repeated (No in step ST1). If it is detected that the button has been pressed, the overall control unit 9 stops updating the image displayed on the display unit 7 and step ST2 Proceed to In step ST2, preprocessing is performed on the captured image. As pre-processing, auxiliary processing for accurately performing edge detection performed later is executed. For example, contrast adjustment and noise removal are performed on the entire image. These processing will be described in detail later. As described above, the processing may be limited to a region near the vertex designated by the user or a region between the vertices (peripheral region or side region).
  • the range captured by the two cameras 4 differs between the left imaging range 200L (hereinafter referred to as the left image) and the right imaging range 200R (hereinafter referred to as the right image) (see FIG. 1).
  • the image captured in the memory 5 parallax is generated according to the distance between the size measuring terminal 12 and the package Ob as the subject.
  • the image data (left and right image data photographed by the left camera 4L and the right camera 4R, having parallax as described above) captured in the memory 5 at the time when the still image capturing instruction is issued is nonvolatile. Is transferred to the storage memory 8 and stored.
  • one of the two images taken by the left camera 4L and the right camera 4R is displayed on the display unit of the size measuring apparatus 1, and the user can display the entire package Ob.
  • the size measurement target is designated for the image taken of.
  • step ST3 as indicated by the black circles (TP0, TP1, TP3, TP5) in FIG. 5, four vertices (P0) serving as a reference for measuring the size of the package Ob with the touch pen (reference numeral 14 in FIG. 1) with respect to the touch panel 7a. It is determined whether or not P1, P3, and P5) are designated.
  • the coordinate input means for the touch panel 7a is the touch pen 14, but it may be an article that can specify coordinates, and may be a finger. Also, other pointing devices such as a trackball and a mouse may be substituted.
  • step ST4 is repeated until four vertices are designated.
  • the image displayed on the display part 7 when designating 4 vertices may be either a left-right image (200L * 200R), in this embodiment, it demonstrates as a left image (200L).
  • the four vertices are, for example, a vertex P0 formed by three surfaces (surface x1y1, surface y1z1, and surface z1x1) of the package Ob displayed on the screen, and a side x1 formed by two of these three surfaces.
  • the vertices P1, P3, and P5 are the other ends opposite to the vertex P0 of the sides y1 and z1 (a set of vertices P0, P1, P3, and P5 is referred to as a designated pattern PA0).
  • the user touches the touch panel 7a with the touch pen 14 held in his hand to each vertex on the screen, but each vertex is ideally a point, whereas the touch panel 7a Since the resolution is finite and the tip of the touch pen 14 has a predetermined size, it is difficult to specify the apexes P0, P1, P3, and P5 accurately.
  • touch by eye measurement indicated by black circles in FIG. 5 hereinafter referred to as “eye push”) is out of the vertices P0, P1, P3, and P5 on the screen like points TP0, TP1, TP3, and TP5. End up.
  • the user designates four vertices.
  • the combination of designated vertices is P0 (vertex formed by the three surfaces of the package Ob) and P0 for each side gathered on the P0. Is not limited to the other end.
  • a set of vertices P1, P2, P0, and P6 (referred to as a set pattern PA1) may be specified, and a set of vertices P3, P2, P0, and P4 (referred to as a set pattern PA3) is specified.
  • a set of vertices P5, P6, P0, and P4 (referred to as a set pattern PA5) may be designated.
  • the vertex P1 is a common vertex
  • the line segment P1-P2 the line segment P1-P0, and the line segment P1-P6 are gathered at the vertex P1.
  • the vertex P3 is a common vertex
  • the line segment P3-P2 the line segment P3-P0, and the line segment P3-P4 are gathered at the vertex P3.
  • the vertex P5 is a common vertex
  • line segments P5-P6, line segments P5-P0, and line segments P5-P4 are collected at the vertex P5. That is, the user only has to specify an arbitrary common vertex where three sides are gathered and the other end opposite to the common vertex for each side gathered at this common vertex with respect to an image obtained by photographing the package Ob. In other words, it is only necessary to select four vertices that include one side each corresponding to W, L, and H (Width, Length, and High) for the package Ob displayed on the screen.
  • the areas A0, A1, A3, and A5 corresponding to the pressing points TP0, TP1, TP3, and TP5 (measurement target positions) in step ST3 are set. These are areas (hereinafter referred to as peripheral areas) including vertices P0, P1, P3, and P5 that exist in the vicinity of the eye-pushing point designated by the touch pen 14 or the like, and each peripheral area A0, A1, A3,. As indicated by a solid line in FIG. 5, A5 may be a ring with a predetermined radius centering on the pressing points (TP0, TP1, TP3, TP5). The size of the ring is determined on the screen of the display unit 7 in consideration of, for example, an error range when the user presses the package apex. Of course, the range of the peripheral area may be displayed as a rectangle.
  • a ring or a rectangle indicating each peripheral area may be displayed on the display unit 7 each time an individual pressing point (any one of TP0, TP1, TP3, and TP5) is designated.
  • the user can immediately confirm whether or not the displayed circle or the like surrounds the apex (any of P0, P1, P3, and P5) of the package Ob, which is convenient.
  • Step ST3 and Step ST4 when the user recognizes that the displayed circle or the like does not surround the apex to be designated, the user If the area is touched again with the touch pen 14, the designation (opening) may be canceled. In this case, the display of the circular ring and the like is deleted when the designation is canceled.
  • the display of the ring or the like (designation of the pressing point) and the deletion of the ring (cancellation of designation) may be alternately toggled according to the touch on the touch panel 7a.
  • the display of the ring or the like designation of the pressing point
  • the deletion of the ring cancellation of designation
  • edge detection is performed on the left image (200L) in each of the peripheral areas A0, A1, A3, and A5 to obtain an edge image.
  • an edge detection method for example, as disclosed in Japanese Patent No. 4338405, a primary difference operator is used to detect edge horizontal and vertical components with a 3 * 3 filter.
  • the determination of the end of the edge by tracking the edge is, as disclosed in the above publication, the number of pixels until the next edge is detected from the position where the continuity of the edge is interrupted, or When the number of continuous pixels of the next edge is less than a predetermined value, the interrupted position can be determined as the end point.
  • it may be used as an additional condition that the trace range is in the peripheral region. The presence of this additional condition can surely stop the trace.
  • the display may use a ring while determining the trace end condition while using a ring). In this way, for example, as shown in FIG.
  • each edge (thick line in the figure) E that becomes three sides gathered at each vertex in each peripheral area A0, A1, A3, and A5 is detected, and an edge image is acquired. can do.
  • the range in which edge detection is performed is limited to the peripheral area, and high-speed processing is possible.
  • edge composed of three sides has been described. However, depending on the camera work and the designated vertex at the time of shooting, all three sides may not be captured (for example, in the case of the above-described set pattern PA1). In some cases, an edge consisting of (Not shown)
  • step ST6 it is determined whether or not valid edges have been detected in all the peripheral areas A0, A1, A3, and A5 by the edge detection executed in step ST5.
  • the vertex of the package Ob can be obtained reliably, but even when two edges are concentrating on one point, the intersection should be the vertex. Can do.
  • step ST7 If an effective edge is detected in each of the peripheral areas A0, A1, A3, and A5, the process proceeds to step ST7. If there is any peripheral area in which no effective edge is detected, It progresses to step ST12 (or step ST17 which is another example of a branch) mentioned later.
  • Whether or not effective edge detection has been performed can be determined by, for example, detecting the contrast difference between the portion determined to be an edge during edge tracing and the other portion, and accumulating the absolute value of the contrast difference in one pixel unit tracing. And an evaluation function.
  • step ST7 the intersection coordinates of each edge detected in each of the peripheral areas A0, A1, A3, and A5 are obtained.
  • the intersection of each edge is a vertex where three sides gather in the package Ob.
  • the vertex coordinates can be calculated based on this feature.
  • the shape pattern of three sides meaning the angle at which the sides intersect
  • the shape pattern in which the side z1 connected to the vertex P0 extends beyond the peripheral region A0 and the actual side z1 is deleted is considered to be substantially identical (similar) to the pattern around the vertex P3.
  • the shape of the side connected to each vertex can be estimated from the shape of the side gathered at the common vertex P0. Therefore, by creating a pattern near the four vertices based on the positional relationship between the four pressing points, and matching the edges with the edge image generated by the edge trace, the vertices P0 and P1 serving as feature points are obtained.
  • the coordinates of P3 and P5 (for example, two-dimensional coordinates in the left image. Specifically, the xy coordinates of the image sensor that captures each vertex) can be specified.
  • each peripheral region A0R, A1R, A3R, A5R is set. Then, the coordinates of the vertices P0R, P1R, P3R, and P5R are obtained from these peripheral areas.
  • the origin of the left image and the right image (for example, the photographing region)
  • the subject in the right image is photographed with a shift to the left side of the x-axis (a negative direction when the arrow direction of the coordinate system in FIG. 1 is a plus direction) with respect to the subject in the left image.
  • the base line length B between the left and right cameras 4L and 4R, the pixel pitch and size of the image sensor mounted on each camera, the focal length f of the optical system, etc. are known when viewed as a measurement system. If there is a realistic restriction that the distance to the subject is, for example, about 1 to 2 m at the site where the package size is measured, the amount of subject displacement (number of pixels) in the left and right images taken with a stereo camera ) Can be estimated.
  • each eye-pushing point in the right image is determined, and each peripheral area (A0R, A1R, A3R, A5R) is determined based on this, and, similarly to the process for the left image described above, Edges are detected, and finally vertex coordinates (P0R, P1R, P3R, P5R) as two-dimensional coordinates in the right image are obtained.
  • the vertices P0, P1, P3, and P5 of the left image correspond to the vertices P0R, P1R, P3R, and P5R of the right image in this order.
  • the peripheral area A0 is determined around the center point TP0 with respect to the vertex P0 of the left image, and the vertex corresponding to the right image is determined from the distance between the camera 4 and the package Ob based on the use scene.
  • peripheral area A0R that surrounds P0R is determined, and the coordinates (two-dimensional coordinates) of the vertex P0 and the vertex P0R are obtained independently for the left and right peripheral areas (vertex P1, vertex PR1, vertex P3). The same applies to the vertex P3R and the vertex P5 and the vertex P5R).
  • stereo matching process when the vertex coordinates of the left and right images are obtained, a corresponding point search process called a stereo matching process is not necessary.
  • stereo matching processing can be performed to obtain more accurate parallax.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the principle of acquiring (ranging) the distance Zp between the camera 4 and an arbitrary point (attention point P) of the subject by stereo viewing, with respect to the size measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A shows the positional relationship between the camera 4 and the subject
  • FIG. 6B shows an epipolar line EL added as an auxiliary line.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the size measuring device 1 according to the embodiment of the present invention by extending the two-dimensional distance measurement principle to a three-dimensional space.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) The coordinate system used in FIGS. 6A and 6B is the same as that used in FIGS.
  • the imaging points of the left camera 4L and the right camera 4R include the attention point P.
  • the attention point P is determined from the optical axis CAxL of the left camera 4L and the optical axis CAxR of the right camera 4R.
  • the point of interest P is on the imaging surface of each image sensor 20, and by xL for the left camera 4L, The right camera 4R shifts xR to the left in the x direction.
  • a line EL is added as an auxiliary line passing through the center point of the imaging optical system 21 of the right camera 4R.
  • the line EL is a projection of a straight line BL connecting the imaging optical system 21 of the left camera 4L and the point of interest P onto the right camera 4R, and the straight line BL and the line EL are parallel to each other.
  • the triangle O ⁇ and the triangle O ⁇ formed on the right camera 4R side are similar.
  • a point xR (amount of deviation from the optical axis CAxR in the x direction) in the standard image is xL (same as above).
  • the attention point P is projected onto the coordinates (xL, yL) in the imaging device 20 of the left camera 4L and the coordinates (xR, yR) in the imaging device 20 of the right camera 4R, and the image output by the camera 4 is output. Based on this, specific coordinate values are obtained.
  • the coordinate values Yp and Zp of the target point P are the coordinates of the target point P observed in the reference image (for example, the image captured by the right camera 4R) ( xR, yR) is used as shown in (Equation 2).
  • the size measuring apparatus 1 has the two cameras 4, but the positions of the left camera 4L and the right camera 4R in the size measuring apparatus 1 are uniquely determined by design. That is, the distance (base line length B) between the optical axes of the left camera 4L and the right camera 4R is a fixed value in design.
  • the focal length f of the imaging optical system 21 mounted on the left and right cameras 4 is also a unique value. Therefore, if the same feature point can be detected from the images taken by the left camera 4L and the right camera 4R, that is, the outputs of the left and right imaging elements 20, the difference between the coordinate values of the left and right feature points becomes the parallax ⁇ x.
  • the distance Zp from the camera 4 (reference camera) to the point of interest P can be calculated.
  • the peripheral areas A0, A1,. A3 and A5 correspond to the peripheral areas A0R, A1R, A3R, and A5R of the right image (200R).
  • the correspondence between the left image and the peripheral area of the right image will be quantitatively described below.
  • the range (change amount) of the parallax ⁇ x can be known if the change amount of Zp that is the shooting range is determined.
  • the distance Zp 1 m.
  • the parallax ⁇ x is 0.45 mm
  • the range of the parallax ⁇ x is 75 pixels ⁇ x ⁇ 150 pixels
  • the search range for stereo matching can be determined to be a narrow range based on this range.
  • the size (diameter) of the ring indicating the peripheral area displayed when pressing the left image is 150 pixels in terms of pixels of the image sensor, and the left image is used as the peripheral area of the right image.
  • the eye point is set using the left image, it is possible to set the peripheral region in consideration of the parallax in the right image.
  • the user can measure the package size simply by setting the eye point for either the left or right image.
  • the parallax is obtained based on the vertex coordinates in the left and right images.
  • the cameras 4L and 4R are adjusted based on the calibration result at the time of shipment. Therefore, the corresponding vertex P0-vertex P0R, vertex P1-vertex P1R, vertex P3-vertex
  • the difference in the x-coordinates of P3R, vertex P5-vertex P5R (the left side of each set of vertices is derived from the left image and the right side is derived from the right image) immediately represents the parallax ⁇ x for each vertex.
  • the parallax ⁇ x is directly calculated based on the vertex coordinates obtained from the edge image in this way, since the edge detection is substantially binarized, the calculation result is a discrete pixel unit of the image sensor. Value. If the number of pixels of the image sensor is sufficiently large and the parallax itself is large (for example, when the distance between the camera and the subject is short), the effect is small, but if not, for example, it corresponds in the left image and the right image
  • the parallax ⁇ x can be calculated in units of subpixels by executing the block matching process using an image in the peripheral area (which is of course a halftone image).
  • step ST10 the three-dimensional coordinates of each vertex are calculated from the parallax of each vertex P0, P1, P3, and P5 obtained in step ST9.
  • the distance Zp can be obtained by the above equation 1.
  • the lengths of the three sides (P0 to P1, P0 to P3, and P0 to P5) that gather at the common vertex P0 are calculated. So that the size of the package Ob can be determined.
  • edges are not detected in some peripheral areas, specifically, edges are detected in the peripheral areas A1 and A3, but the peripheral areas A0 and A5 are detected. Now, a case where no edge is detected will be described.
  • peripheral areas there are four peripheral areas generated based on the tapping point, and this peripheral area is one of the three common vertices that make up the package, and the three sides that are opposed to the common vertices. If there is a premise that the other end is included, based on the positional relationship between the peripheral areas, the peripheral areas (the same A2 and A4) corresponding to the vertices (vertices P2, P4, and P6 in this case) that are not actually pressed for -The position of A6) can be estimated. This is because the package that is the object to be measured is a substantially rectangular parallelepiped.
  • the thickness (width) is adjusted to the size (diameter) of the peripheral regions A0, A1, A3, and A5.
  • Edge E detects a cuboid pseudo-box BX formed based on three Y-shaped sides (A0 to A1, A0 to A3, and A0 to A5) that gather around the common area vertex A0. It is set on the screen so that the corners are aligned with the peripheral areas A1 and A3. At this time, the detected edge E can be used as a guide to finely adjust each side of the pseudo box BX. By overlapping the pseudo box shapes BX in this way, the positions of the peripheral areas A2, A4, and A6 corresponding to the unverted vertices are determined.
  • edge detection is performed in each of the peripheral areas A2, A4, and A6 corresponding to three vertices other than the four peripheral areas A0, A1, A3, and A5 based on the designation of the touch pen 14.
  • a rectangular parallelepiped package Ob when an arbitrary vertex (vertex facing the camera 4) and three sides connected to the vertex are photographed, there are seven vertices P0 to P6 as shown in FIG. Further, since the three vertices P2, P4, and P6 other than the position designated by the user with the touch pen 14 are also photographed, the vertices P2, P4, and P6 are located in the peripheral areas A2, A4, and A6 of the pseudo box BX. obtain.
  • step ST14 when the edge E is detected in the two peripheral areas A2 and A4 as shown in FIG. 10C, for example, in step ST13, the edges detected in the peripheral areas A2 and A4 are detected. E is adopted as an effective one.
  • step ST15 it is determined whether or not all the vertices that determine the three sides (side x1, side y1, and side z1) necessary for obtaining the size of the package Ob have been detected.
  • the distance between the vertices P2 and P3 corresponds to the side x1
  • the distance between the vertices P3 and P4 corresponds to the side y1
  • the distance between the vertices P1 and P2 corresponds to the side z1, which is necessary for obtaining the size of the package Ob.
  • the process proceeds to step ST8 (Yes in step ST15).
  • step ST8 the size described in FIG. 4 is performed to measure the size of the package Ob. If it is determined in step ST15 that all necessary vertices have not been obtained (No in step ST15), the size of the package Ob cannot be measured, and the process proceeds to step ST16, where, for example, an error is displayed on the display unit 7. A message is displayed and this flow ends.
  • the image processing unit 6 has four peripheral regions (A0, A1, A3, and A5 in this embodiment).
  • other peripheral areas A2, A4, and A6 in this embodiment
  • the vertex position is obtained in the estimated peripheral area.
  • step ST17 in FIG. 9B the four peripheral areas A0, A1, A3, and A5 based on the designated position of the touch pen 14 are set as large vertices, and as shown in FIG. 11A, the peripheral areas A0 and A1.
  • Each of the spaces X1, Y1, and Z1 (hereinafter referred to as sides) connecting A1, A3, and A5 from the peripheral area A0 including the common vertex with the size of A3 and A5 (diameter in the case of a circle) as the line width. (Referred to as an area). Since the peripheral region has an area, the side region which is a space connecting the peripheral regions also has an area.
  • the probability that the side connecting the two vertices is included in the side area is extremely high. Then, edge detection is performed in each of the side regions X1, Y1, and Z1 to extract sides between vertices (that is, line segment formulas).
  • the detection of the vertices in the peripheral area A0 (A1, A3, A5) is for the point, whereas the detection of the edges in the side area X1 (Y1, Z1) is for the line.
  • the detection accuracy of vertices which depend on points, depends greatly on local conditions, but for edges that are theoretically lines, even if there are bad shooting conditions, the edges that are judged to be valid are connected.
  • the probability of edge detection is increased. For example, even in an environment where the lighting conditions are insufficient, the frequency of errors due to non-detection can be reduced.
  • a rectangular parallelepiped pseudo-box BX formed by sides having a thickness matched to the size of the peripheral area (for example, A0) as in step ST12 is changed to each side as shown in FIG. It is set on the screen in accordance with the edges Ex1, Ey1, and Ez1 detected in the areas X1, Y1, and Z1 (FIG. 12A).
  • step ST18 The processing of the alignment of the pseudo box BX and step ST19 (edge detection in the pseudo box BX) described below may be omitted.
  • step ST12 in FIG. 9A described above may be omitted.
  • the final purpose of detecting the edge in this way is to extract at least two line segments composed of the edges and obtain the vertex coordinates of the package Ob from the intersection (or closest point) of these two line segments. Therefore, at least three peripheral regions (peripheral regions adjacent to each other) having side regions in between are necessary.
  • step ST19 in step ST18, for example, as shown in FIG. 12A, edge detection is performed in each side region corresponding to each side of the pseudo box BX.
  • image processing edge processing or the like for a limited narrow range is sufficient, so that the load of edge detection processing can be reduced.
  • the line segment extracted by edge detection is extended in the side region of the pseudo box BX, and the intersection of each extension line is set as each vertex (in the following description, in the following description, the line segment or The extension line may be referred to as an edge).
  • the intersection point is regarded as a vertex position in the peripheral area where the vertex position is not detected in the flow of FIG. That is, in the flow shown in FIG. 9B, a peripheral region (surface information) surrounding the pressing point (point information) is obtained, and a side (line information, straight line in the space) is further obtained from the side region connecting the peripheral regions. And the vertex coordinates (point information) are calculated at the intersection of two straight lines.
  • edges Ex2, Ex3, Ey2, Ey3, Ez2, and Ez3 are detected as shown in FIG. 12 (a), as shown by the two-dot chain line in FIG. Ex3, Ey2, Ey3, Ez2, and Ez3 are extended in the side area of the pseudo box BX, and the intersection points of the edges Ex2, Ex3, Ey2, Ey3, Ez2, and Ez3 and the extended lines are set as the vertices P1 to P6. . Then, the process proceeds to step ST15.
  • the intersections of the edges and the extension lines are not found.
  • the coordinates (nearest point) of the intermediate position between the sides that have the shortest distance between the sides in the corresponding peripheral region may be used as the vertex coordinates.
  • step ST15 as described above, the vertices necessary for determining the three sides (side x1, side y1, and side z1) necessary for measuring the size of the package Ob are determined based on the points set as the vertices in step ST20. It is determined whether or not all are obtained.
  • step ST19 six vertices (corresponding to P1 to P6) are obtained.
  • the vertices P2, P3, P5, P6 each correspond to the side x1, the vertices P3, P4, P1, P6 each correspond to the side y1, and the vertices P1, P2, P4, P5 each correspond to the side y1. It corresponds to the side z1. Note that it is not always necessary to obtain all six vertices P1 to P6. If four vertices necessary for determining three sides (side x1, side y1, and side z1) necessary for measuring the size of the package Ob are obtained. Alternatively, the vertices P1 to P4 may be obtained in the same manner as described above.
  • step ST15 If it is determined in step ST15 that four necessary vertices have been obtained, the process proceeds to step ST8, and after step ST8, the process described with reference to FIG. 4 is performed to measure the size of the package Ob.
  • an area is set corresponding to the designated position by the touch pen 14, and edge detection is performed in a narrow area around the designated position. Since the block matching process only needs to be executed, the image processing load can be greatly reduced. Thereby, the speed of the size measurement process can be increased. In addition, by setting the size of the peripheral region in consideration of an error range due to the so-called eye-pushing that is an operation of the touch pen 14, even when an edge is not detected in the region due to the influence of illumination or the like, the peripheral region is made large.
  • the edge of each side can be detected, and the state where the edge cannot be detected can be avoided as much as possible.
  • the region is specified and the vertex is surely obtained by the edge detected in the region, and the length of the side is calculated. It is possible to measure the package size with high accuracy by eliminating uncertainty due to pushing.
  • the reliability can be calculated based on, for example, the length in which edge detection is continuously performed on the side. For example, when the edges Ex3 are detected as being interrupted as in the edge Ex3 in FIG. 12A, the edge Ex2 detected continuously is considered to have higher reliability.
  • the reliability may be calculated based on the contrast information around the edge detected as the side. For the sides in the xyz-axis direction for size measurement, the reliability of each side parallel to each other is compared, and the side with high reliability is adopted. For example, as shown in FIG.
  • the edge Ex2 when the reliability of the edge Ex2 is the highest among the edges Ex1 to Ex3 in the x-axis direction, the edge Ex2 is set as the side x1 in the x-axis direction to detect vertex coordinates. Use.
  • the size measurement object is a special object that is a rectangular parallelepiped box-shaped package Ob. That is, any one side of the package Ob has three parallel sides (for example, Ex1 to Ex3), and the package Ob is a rectangular parallelepiped. Therefore, in the size measurement, each of the three parallel sides is used for each size. The vertex coordinates may be obtained, and the side having the highest reliability can be adopted.
  • the image processing unit 6 has four peripheral areas (A0, A1, A3, and A5 in this embodiment).
  • the vertex position is not detected in any of the areas, the area between the peripheral area where the vertex position is not detected (for example, A0) and at least two other peripheral areas adjacent thereto (for example, A1, A3) Extract at least two sides (for example, side Ex1 between A0-A1 and side Ez1 between A0-A3) in a space (eg, side region X1 between A0-A1 and side region Z1 between A0-A3).
  • the intersection or closest point of the extracted two sides is regarded as the vertex position in the peripheral area (A0) where the vertex position is not detected, and the length of the package side is calculated based on this vertex position.
  • the three-dimensional distance measurement in the above embodiment has been described in detail by taking a so-called stereo method as an example, but in the viewpoint of searching for a vertex only in the peripheral region set in the vicinity of the pushing point, the present invention is Not only the stereo method but also other distance measuring methods can be combined.
  • a distance measuring method for example, a reference object having a known size is photographed together with the object to be measured, and the size of the object to be measured is estimated from the size of the reference object (reference label method), projection optics
  • the phase of the sinusoidal lattice pattern generated by the system is changed and projected onto the subject, and this is imaged multiple times with one camera to obtain the phase value from the change in luminance at the measurement point (sinusoidal pattern projection method) ), Improving the sine wave pattern projection method, projecting sinusoidal fringe pattern light with different phases to the object to be measured, and obtaining the synthesized phase value from the image including moire (interference fringe projection imaging), linear
  • the object to be measured is scanned / imaged multiple times with the laser beam, and the distance to the measurement point (light cutting method) is determined based on the triangle that is uniquely determined by the baseline length, scanning angle, and light incident angle. Irradiated Measures the time from the light emission timing of Zaparusu until detecting the reflected light, a method for determining the
  • each vertex coordinate can be calculated by performing interpolation using the mesh intersection coordinate.
  • the stereo method or the reference label method it is desirable to use the stereo method or the reference label method from the viewpoint of measurement accuracy because the apex coordinate designation and the actual distance measurement are performed at different timings. From the viewpoint of versatility, it is more desirable to use a stereo method that does not require a reference label.
  • the size measuring apparatus can measure the package size with high accuracy with a simple configuration, it can be suitably applied to a handy terminal used in logistics management such as transportation industry.

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Abstract

【課題】簡易な構成で、立方体や直方体形状のパッケージの外形サイズを精度よく測定することが可能なサイズ測定装置を提供すること。 【解決手段】パッケージを撮影するカメラと、パッケージが表示される画面に設けられたタッチパネルとを備え、画面に表示されたパッケージの３辺が集まる頂点と、当該頂点に集まる３辺の頂点とは相反する側の各他端との４点をユーザがタッチペンで指定する。各指定点を所定の大きさで外囲する周辺領域（Ａ０，Ａ１，Ａ３，Ａ５）を設定し、各周辺領域内でパッケージの辺に対応するエッジを検出し、周辺領域内で３辺が集まる点を各頂点の位置として求めることにより、各頂点間の長さを３辺の長さとしてパッケージの外形サイズを精度よく求めることができる。更に、パッケージの辺に対応するエッジ検出を行う場合に、画像全体に対してでなく、所定の辺領域内に対して行えばよく、処理負荷を低減し得る。

Description

サイズ測定装置及びサイズ測定方法
　本発明は、撮像された画像データから被写体のサイズを測定するサイズ測定装置及びサイズ測定方法に関するものである。
　物流や生産工程等において、物品のパッケージにバーコード等を印刷した帳票を付し、物品の配送を管理する事例が幅広い分野で知られている。例えば、物品を輸送する際、集荷配送拠点において、物品を包装するパッケージに添付された帳票情報を、バーコードリーダを備えるハンディターミナル等で読み取って物品を識別し、識別情報に基づく当該物品の流通経路の決定や授受の確認等を行うようにした物品の配送管理システムがある。このとき、帳票情報を読み取って各物品を宛先毎に仕分けする他、輸送のための運搬車の容量や台数を決定するために、個々のパッケージのサイズを測定する必要がある。
　撮像画像を利用してパッケージのサイズを測定するものとして、物品を包装するパッケージが立方体や直方体であること、また帳票サイズが既知であることを前提として、パッケージ及びこれに貼り付けられた帳票を同時に撮影して、撮影画像において帳票を基準長としてパッケージサイズを測定するサイズ測定装置がある（例えば特許文献１）。
特開２００４－２１９２５５号公報
　しかしながら、撮像された画像データに基づいて被写体のサイズを測定する際、被写体のサイズ測定の基準となる特徴点（パッケージの場合は頂点）をどのように特定するのかが問題となる。画像処理のみでエッジ検出等により特徴点の抽出を行う場合では画像データ全体に処理を実行するため処理の負荷が大きいばかりでなく、ユーザが測定したい対象を効率良く抽出できるとは限らない。
　ユーザが特徴点の指定を行う場合、撮像した画像データを表示デバイスに表示させ、ユーザが入力デバイスを介して特徴点を指示する方法も考えられるが、表示デバイスや入力デバイスのハードウェア的な制限により特徴点となる座標をユーザが正確に指示することは困難である。
　また、特許文献１では、パッケージの頂点をユーザによりレーザ光で指定することが開示されているが、パッケージの頂点もレーザ光も理想的には点であるべきものであり、例えば現場で、段ボール箱の頂点にユーザがレーザ光を正確に照射するのは簡単なことではない。
　本発明は、ユーザによる簡易な指定に基づき、立方体や直方体形状のパッケージの外形サイズを精度よく測定することが可能なサイズ測定装置及びサイズ測定方法を提供することを目的とする。
　本発明のサイズ測定装置は、撮像された画像から被写体のサイズを測定するサイズ測定装置であって、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像データを表示する表示部と、ユーザからの指示を入力する入力部と、前記表示部の表示された画像データに対して前記入力部から位置が指定されると、当該指定位置を含む周辺領域を設定する領域設定部と、前記領域設定部で設定された前記周辺領域において、測定対象の座標となる特徴点を決定する特徴点決定部と、を有するように構成したものである。
　本発明によれば、表示された画像に対してユーザが位置を指定すると、その指定された位置を含む周辺領域を設定することにより、測定対象の座標となる特徴点を決定する処理を、頂点の探索を画像全体に対してではなく、所定の周辺領域内に対して行えばよく、処理負荷を低減し得る。
本発明の実施形態に係るサイズ測定装置の使用状態を説明する説明図 本発明の実施形態に係るサイズ測定装置の構成を示すブロック構成図 （ａ）はサイズ測定端末のカメラ部分の上面図、（ｂ）はカメラ部分の正面図 サイズ測定装置の制御要領を示すフロー図 タッチペンによる指定位置及び対応する周辺領域を示す模式図 （ａ）はステレオ視による左右のカメラと被写体Ｐとの関係を示す説明図、（ｂ）はカメラと被写体Ｐとの距離Ｚｐを取得（測距）する原理を説明する説明図 カメラと被写体Ｐとの距離Ｚｐを取得（測距）する原理を説明する斜視図 （ａ）は図５の各周辺領域におけるエッジ検出を示す左画像を示す図であり、（ｂ）は右画像を示す図 （ａ）は図４のフローにおける例外処理の分岐フローを示す図、（ｂ）は同分岐フローの他の例を示す図 （ａ）は一部の周辺領域でエッジが検出されなかった場合を説明する図、（ｂ）は図９（ａ）ＳＴ１２を説明する図、（ｃ）は同ＳＴ１３・１４を説明する図 （ａ）は図９（ｂ）のＳＴ１７を説明する図、（ｂ）は同ＳＴ１８を説明する図 （ａ）は図９（ｂ）のＳＴ１９を説明する図、（ｂ）は同ＳＴ２０を説明する図
　前記課題を解決するためになされた第１の発明は、撮像された画像から被写体のサイズを測定するサイズ測定装置であって、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された画像データを表示する表示部と、ユーザからの指示を入力する入力部と、前記表示部の表示された画像データに対して前記入力部から位置が指定されると、当該指定位置を含む周辺領域を設定する領域設定部と、前記領域設定部で設定された周辺領域において、測定対象の座標となる特徴点を決定する特徴点決定部と、を有する構成とする。
　これによると、表示された画像に対してユーザが位置を指定すると、その指定された位置を含む周辺領域を設定することにより、測定対象の座標となる特徴点を決定する処理を、頂点の探索を画像全体に対してではなく、所定の周辺領域内に対して行えばよく、処理負荷を低減し得る。
　また、第２の発明は、前記第１の発明において、少なくとも二つの前記周辺領域において特徴点が決定された場合、当該二つの特徴点間の距離を前記撮像された画像データに基づいて算出する測定部を有する構成とする。これによると、二つの特徴点間の距離を算出し、それに基づいてパッケージのサイズを求めることができる。
　また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記領域設定部で設定された前記周辺領域は前記表示部に表示される構成とする。これによると、ユーザが指示したパッケージの頂点の周辺領域が表示部により表示されるため、ユーザは指定した位置を容易に確認することができる。
　また、第４の発明は、前記第１の発明において、前記領域設定部で設定される前記周辺領域は円形である構成とする。また、第５の発明は、前記第１の発明において、前記領域設定部で設定される前記周辺領域は矩形である構成とする。これらによると、円形や矩形により周辺領域が設定されるので、例えば各周辺領域間を結ぶ辺領域の設定を容易に行うことができる。
　また、第６の発明は、前記第１の発明において、前記撮像部は、被写体を異なる位置から同時に撮影するために所定の間隔で並べて配置された第１のカメラと第２のカメラを有し、前記測定部は前記第１及び第２のカメラにおける視差情報に基づいて演算処理を行い前記特徴点間の距離を算出する構成とする。これによると、ステレオ視により、簡易な構成を採用しつつ頂点の位置をより一層正確に求めることができる。
　また、第７の発明は、前記第１の発明において、前記入力部と前記表示部はタッチパネルにより構成される。これによると、ユーザが例えばタッチペンで位置を指定することにより、ユーザによる指示操作を容易に行うことができるとともに、各指定点（目押し点）を検出しかつ各指定点を所定の大きさで外囲する各領域をそれぞれ容易に設定することができる。
　また、第８の発明は、前記第１の発明において、前記撮像部は被写体として直方体のパッケージを撮像し、前記表示部の表示された画像に対して前記入力部から前記パッケージの３辺が集まる頂点と当該頂点に集まる３辺の該頂点とは相反する側の各端点との４点が測定対象位置として指定した場合、前記領域設定部は前記４点の指定位置に対してそれぞれ前記周辺領域を設定し、前記特徴点決定部は各前記周辺領域において特徴点を決定する構成とする。
　これによると、表示部の画面に表示されたパッケージを構成する３辺が集まる頂点と、この頂点に集まる３辺の頂点とは相反する側の各端点との４点をユーザが例えばタッチペンで指定することにより、各指定点（目押し点）を検出しかつ各指定点を所定の大きさで外囲する各周辺領域をそれぞれ設定する。そして、各周辺領域内でパッケージの３辺が集まる点を各頂点の位置として求めることにより、パッケージの各頂点を容易に求めることができる。
　また、第９の発明は、前記第８の発明において、前記４つの特徴点が決定された場合、前記４つの特徴点の位置に基づいて前記パッケージの辺の長さを算出する測定部を有する構成とする。これによると、各頂点間の長さを３辺の長さとして求めることができ、パッケージの外形サイズを精度よく求めることができる。
　また、第１０の発明は、前記第８の発明において、前記４点の指定位置に対して設定された４つの前記周辺領域のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、前記領域設定部は、前記４つの周辺領域の位置関係に基づき、ユーザが指定しなかった位置を包含する他の周辺領域を推定し、前記特徴点決定部は前記推定された周辺領域において特徴点を求める構成とする。
　これによると、ユーザ指定による４つの周辺領域内のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、ユーザが指定しなかった位置を包含する他の周辺領域を推定して、その周辺領域において特徴点（頂点）を検出する。被測定物であるパッケージが略直方体であるという知識を利用することで、ユーザが指定しなかった位置（頂点）の周辺領域を推定でき、例えば、照明条件が悪い状況下で撮影したような場合であっても正確にパッケージサイズを測定することが可能となる。
　また、第１１の発明は、前記第８の発明において、前記４つの周辺領域のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、前記特徴点決定部は、前記特徴点が検出されなかった周辺領域と、これに隣接する少なくとも二つの他の周辺領域との間の空間において、少なくとも二つの辺を抽出し、抽出された前記二つの辺の交点又は最近接点を、前記特徴点が検出されなかった周辺領域に対応する特徴点とみなす構成とする。
　これによると、ユーザ指定による４つの周辺領域内のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、ユーザ指定による４つの周辺領域を結ぶ空間において辺を抽出することにより、抽出された辺の交点又は最近接点を特徴点（頂点）位置とみなすことができる。辺は線分で構成され、一般に点よりも検出確度が高いため、例えば照明条件が悪い状況下で撮影したような場合であっても正確にパッケージサイズを測定することが可能となる。
　また、第１２の発明は、撮像された画像から被写体のサイズを測定するサイズ測定方法であって、被写体を撮像するステップと、前記撮像された画像データを表示するステップと、前記表示された画像データに対してユーザより位置が指定されると、当該指定位置を含む周辺領域を設定するステップと、前記周辺領域において、測定対象の座標となる特徴点を決定するステップと、を有する構成とする。
　これによると、表示された画像に対してユーザが位置を指定したら、その指定された位置を含む周辺領域を設定し、測定対象の座標となる特徴点を決定するというステップで処理することから、例えばパッケージの頂点となる特徴点の決定を、頂点の探索を画像全体に対してではなく、ユーザにより指定された位置を含む周辺領域内に対して行うため、処理負荷を低減し得る。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係るサイズ測定装置１の使用状態を説明する説明図である。本実施の形態では、測定対象となる被写体として、製品の梱包等に用いる六面体、即ち略直方体や略立方体形状を有するパッケージ（例えば、段ボール箱など）Ｏｂを例とし、その外形寸法、つまりパッケージＯｂを構成する３辺（Ｗ：Ｗｉｄｔｈ，Ｌ：Ｌｅｎｇｔｈ，Ｈ：Ｈｉｇｈｔ）の寸法を非接触で測定する。しかしながら被写体はパッケージに限定されるものではない。
　本実施のサイズ測定装置１は、サイズ測定端末１２と制御装置１３とにより構成されている。サイズ測定端末１２は、例えばハンディターミナルといった例えば物流現場における入荷、入庫、在庫、出庫、出荷といった物流過程において物品の管理を行う機器に組み込まれて、それらの利用に供される。図１に示すように、ユーザはサイズ測定装置１を用いてサイズ測定の対象となるパッケージＯｂのサイズを測定する。より具体的には、サイズ測定端末１２によってパッケージＯｂを撮像し、当該撮像データに基づいて制御装置１３によりパッケージＯｂの辺の長さが算出される。サイズ測定装置１は、サイズ測定端末１２と制御装置１３とを一体的に構成した端末装置の形態であってもよいし、サイズ測定端末１２と制御装置１３と通信回線で接続したシステムとして構成された形態であってもよい。その通信回線はローカルネットワークではなくインターネット等の広域ネットワークで接続されたものであってもよい。更に、サイズ測定装置１によって得られたサイズ情報は図示しない管理センター等に設置されたサーバ等のデータベースに蓄積し活用することが考えられる。その場合、個々の輸送料金の決定や、複数のパッケージを最適に組み合わせて輸送に必要なトラックの種類や台数の決定に利用され、運送業務における資源の有効活用を図ることができる。また、サイズ測定端末１２は、ハンディターミナルのような専用端末に限定されるものではなく、タブレットやスマートフォン等の端末に専用のアプリケーションをインストールして実現することも可能である。また、制御装置１３は、パーソナルコンピュータや専用のセットトップボックスといった形態で実現可能である。更に、測定したサイズ情報に基づいて作成した帳票を出力する機能を備えることも可能である。
　図２は、サイズ測定装置１のブロック構成図である。図２に示すように、本実施の形態に係るサイズ測定装置１は、サイズ測定装置端末１２と制御装置１３により構成される。サイズ測定端末１２は、パッケージＯｂ全体を異なる角度から撮影する左カメラ（第１のカメラ）４Ｌ及び右カメラ（第２のカメラ）４Ｒ（なお、左右を区別しないときは、単にカメラ４と呼称する）、例えば液晶ディスプレイで構成される表示部７、表示部７に重ねて設けられた指定点検出手段としてのタッチパネル７ａ、撮影時のシャッタ動作等、スイッチや押下ボタンで構成されユーザの指示を入力する入力部１０を備える。カメラ４は本願発明の撮像部、表示部７は本願発明の表示部、入力部１０は本願発明の入力部をそれぞれ構成する。また、表示部７、入力部１３は制御装置１３側に設けられる構成であってもよい。制御装置１３は、カメラ４で撮影された左右の画像データを一時的に格納するメモリ５、メモリ５に格納された画像データを処理してパッケージＯｂの３辺の長さを算出する画像処理部６、画像処理部６で視差演算に用いられ測定結果のベースとなった画像データを記録しておく不揮発性メモリ８、サイズ測定装置１の動作全体を制御する全体制御部９で構成されている。ここで画像処理部６は図示しない高速ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、メモリ等で構成されており、後に詳細に説明するようにパッケージサイズを測定する主体として位置づけられる。画像処理部６は本願発明の領域設定部、特徴点決定部、測定部を構成する。
　全体制御部９は、図示しないＣＰＵ、プログラムを格納したＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、作業メモリ（Work Memory）を有している。全体制御部９は、所定のＲＴＯＳ（Real-time operating system）によって管理されたタスクを単位として、画像処理部６を含むサイズ測定装置１の全体の管理を行っている。
　なお、上述の「異なる角度から撮影する」とは、被写体に対して二つのカメラの光軸が輻輳角を形成する場合に限らず、二つのカメラの光軸を平行にすると共に被写体と二つのカメラの位置が三角形を形成している場合も含まれる。即ち、「異なる角度から撮影する」は「異なる位置（視点）から撮影する」と言い換えてもよい。以降、二つのカメラの光軸を平行にした構成例について説明する。
　図３は、本発明の実施形態に係るサイズ測定端末１２のカメラ４の構成を示す図である。図３（ａ）は、カメラ４部分の上面図を、図３（ｂ）は同正面図を示している。なお、図３（ａ）・（ｂ）に示す座標系は図１に対応し、ｘは基線長Ｂの方向（例えば、ラスタ方向）を、ｙは撮像素子２０の撮像面において基線長Ｂ方向と直交する方向を、ｚはカメラ４から被写体に向かう方向、即ち撮影した画像の奥行き方向を示す。
　カメラ４において、図３（ａ）の符号２０は例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子（二次元イメージセンサー）であり、符号２１は撮像素子２０の撮像面に光像を結像するレンズ、即ち結像光学系である（焦点距離はｆｃ）。上述したように、本実施形態のサイズ測定装置１は、左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒの二つのカメラを有しており、各カメラ４は同一の撮像素子２０と同一の結像光学系２１を備えている。そして、左カメラ４Ｌの光軸をＣＡｘＬ、右カメラ４Ｒの光軸をＣＡｘＲとするとき、これらの光軸間の距離（基線長Ｂ）は、例えば５０ｍｍに設定されている。なお、撮像素子２０としては、単板式のカラーセンサーやカラーフィルタを除去したモノクロセンサーのいずれをも用いることができるが、バーコードリーダ機能や、パッケージサイズ測定等、解像度を必要とするアプリケーションに利用する場合はモノクロセンサーを用いるとよい。
　図３（ａ）に示すように、カメラ４を上面から（ｙ方向に）見て、両カメラ４の光軸ＣＡｘＬ及びＣＡｘＲは平行であり、互いに基線長Ｂだけ離間している。また、図３（ｂ）に示すように、カメラ４を正面（ｚ方向）から見た場合、ｙ方向において、両カメラ４の光軸ＣＡｘＬ及びＣＡｘＲは同じ位置に配置されている。
　次に、図４のフローに基づいて、本発明の実施形態に係るサイズ測定装置１で動作するサイズ測定実行タスクの処理の概要を説明する。パッケージＯｂの外形サイズ測定のプロセスは、プログラムにより実行されるサイズ測定実行タスクが管理している。サイズ測定実行タスクは、全体制御部９を介して入力部１０をモニターする。
　先ずステップＳＴ０で動画撮影を開始する。具体的には、全体制御部９が出力するカメラ制御信号に基づいてカメラ４Ｒ，４Ｌの撮像素子２０が駆動され、例えば３０フレーム／秒といった所定のフレームレート(ユーザ操作に応じて逐次変化するカメラワークに同期して変化する表示画像が、ストレスを感じない程度に更新されるフレームレートであればよい)で、左カメラ４Ｌ、右カメラ４Ｒで撮影された画像データをそれぞれのカメラ４に対応したメモリ５に取り込む。メモリ５に一旦格納された画像データは画像処理部６に転送され、画像処理部６でモザイク処理、ホワイトバランス調整、色補正、γ補正、リサイズ等の公知の画像処理を施される。画像処理部６で処理された画像データは、全体制御部９によって表示部７に転送され、カメラ４によって撮像された画像は表示部７にリアルタイムで表示される。
　次にステップＳＴ１では、入力部１０に設けられている撮影ボタンが押されたか否か（静止画像取り込み指示の有無）をチェックする。撮影ボタンが押されていない場合にはステップＳＴ１を繰り返し（ステップＳＴ１でＮｏ）、押されたことが検出されたら、全体制御部９は表示部７に表示する画像の更新を停止してステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、撮影された画像に対する前処理を行う。前処理としては、後に行うエッジ検出を精度よく行うための補助的な処理が実行され、例えば、画像全体に対してコントラスト調整やノイズ除去等が行われるが、これらの処理は、後に詳細に説明するようにユーザが指定した頂点近傍の領域や頂点間の領域（周辺領域や辺領域）に限定して行ってもよい。
　なお、二つのカメラ４で撮像される範囲は左撮像範囲２００Ｌ（以降、左画像と呼称する）と右撮像範囲２００Ｒ（以降、右画像と呼称する）とで異なっており（図１参照）、メモリ５に取り込まれた画像にはサイズ測定端末１２と被写体としてのパッケージＯｂとの間の距離に応じて視差が発生している。
　更に前処理では、静止画像取り込み指示があった時点でメモリ５に取り込まれていた画像データ（左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒで撮影された左右の画像データ。上述のように視差を有する）を不揮発性メモリ８に転送して記憶する。
　さて、この時点でサイズ測定装置１の表示部には、左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒで撮影された２枚の画像のうちいずれか一方の静止画像が表示されており、ユーザはパッケージＯｂの全体が撮影された画像に対して、サイズ測定対象を指定する。
　ステップＳＴ３では、図５の黒丸（ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５）に示されるように、タッチパネル７ａに対してタッチペン（図１の符号１４）によりパッケージＯｂのサイズ測定の基準となる４頂点（Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５）が指定されたか否かを判別する。なお、本実施形態ではタッチパネル７ａに対する座標入力手段をタッチペン１４としているが、座標を指定可能な物品であればよく、指であってもよい。また、トラックボールやマウスのような他のポインティングデバイスを代用してもよい。
　４頂点の全てが指定された場合にはステップＳＴ４に進み、４頂点が指定されるまではステップＳＴ３を繰り返す。なお、４頂点を指定する際に表示部７に表示する画像は、左右の画像（２００Ｌ・２００Ｒ）のいずれでもよいが、本実施形態では左画像（２００Ｌ）として説明する。
　この４頂点とは、例えば画面上に表示されているパッケージＯｂの３面（面ｘ１ｙ１・面ｙ１ｚ１・面ｚ１ｘ１）により形成される頂点Ｐ０と、これら３面のうち２面により形成される辺ｘ１・辺ｙ１・辺ｚ１の頂点Ｐ０とは相反する他端となる各頂点Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５である（頂点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５の組を指定パターンＰＡ０と呼称する）。上述のように、ユーザ（操作者）は画面上の各頂点に対して手に持ったタッチペン１４によりタッチパネル７ａをタッチするが、各頂点は理想的には点であるのに対し、タッチパネル７ａの解像度は有限で、かつタッチペン１４の先端も所定の大きさを有するため、頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５を正確に指定することは難しい。通常は、図５の黒丸で示される目測によるタッチ（以降「目押し」と呼称する）では、点ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５のように画面上の各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５から外れてしまう。
　なお、パッケージサイズの測定に際して、ユーザは４つの頂点を指定するが、指定する頂点の組み合わせは、上述したＰ０（パッケージＯｂの３面により形成される頂点）と、これに集合する各辺についてＰ０と相反する他端に限られない。
　例えば、図５において頂点Ｐ１・Ｐ２・Ｐ０・Ｐ６の組（組パターンＰＡ１と呼称する）を指定してもよく、頂点Ｐ３・Ｐ２・Ｐ０・Ｐ４の組（組パターンＰＡ３と呼称する）を指定してもよく、頂点Ｐ５・Ｐ６・Ｐ０・Ｐ４の組（組パターンＰＡ５と呼称する）を指定してもよい。組パターンＰＡ１では頂点Ｐ１が共通頂点であり、頂点Ｐ１に線分Ｐ１－Ｐ２，線分Ｐ１－Ｐ０，線分Ｐ１－Ｐ６が集合する。組パターンＰＡ３では頂点Ｐ３が共通頂点であり、頂点Ｐ３に線分Ｐ３－Ｐ２，線分Ｐ３－Ｐ０，線分Ｐ３－Ｐ４が集合する。組パターンＰＡ５では頂点Ｐ５が共通頂点であり、頂点Ｐ５に線分Ｐ５－Ｐ６，線分Ｐ５－Ｐ０，線分Ｐ５－Ｐ４が集合する。つまり、ユーザはパッケージＯｂを撮影した画像に対して、３つの辺が集合する任意の共通頂点と、この共通頂点に集合する各辺について共通頂点と相反する他端を指定すればよい。表現を変えれば、画面上に表示されているパッケージＯｂに対してＷ，Ｌ，Ｈ（Ｗｉｄｔｈ，Ｌｅｎｇｔｈ，Ｈｉｇｈｔ）に対応した辺を一つずつ含むような４頂点を選択すればよい。
　なお以降は、簡単のために、上述した指定パターンＰＡ０に基づいて頂点が指定された場合について説明する。
　なお、ここでは、４頂点が全て指定されるまでは、次のステップに移らない例について説明したが、ＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５の処理を１点に対して順次処理し、この処理を４回繰り返す手続きをとっても構わない。
　次のステップＳＴ４では、ステップＳＴ３における各目押し点ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５（測定対象位置）に対応する領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５の設定を行う。これらはタッチペン１４等により指定される目押し点の近傍に存在する頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５を包含する領域（以降、周辺領域と呼称する）であり、各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５は、図５に実線で示されるように、目押し点（ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５）を中心とする所定の半径の円環であってよい。円環の大きさは、表示部７の画面上で、例えばユーザによるパッケージ頂点に対する目押しを行った場合の誤差範囲を考慮して決めておく。もちろん周辺領域の範囲を、矩形で表示しても構わない。
　ここで、各周辺領域を示す円環や矩形を、個々の目押し点（ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５のいずれか）が指定される毎に、表示部７に表示するようにしてもよい。このようにするとユーザは表示された円環等がパッケージＯｂの頂点（Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５のいずれか）を外囲しているか否かを直ちに確認でき、便宜である。また、フロー図には図示していないが、ステップＳＴ３，ステップＳＴ４に関連して、表示された円環等が指定すべき頂点を外囲していないとユーザが認めた場合、ユーザが当該周辺領域をタッチペン１４で再度タッチすると指定（目押し）が解除されるように構成してもよい。この場合は、指定解除と共に円環等の表示は消去される。更に、円環等の表示（目押し点の指定）と円環の消去（指定の解除）を、タッチパネル７ａへのタッチに応じて交互にトグルするようにしてもよい。これにより各頂点を指定したものの、実際は周辺領域が頂点を外囲しないような事態を簡易に回避することができ、ユーザの使い勝手が向上する。
　このようにして、周辺領域で外囲される４頂点の指定が完了するとステップＳＴ３，ＳＴ４の処理が終了する。
　次のステップＳＴ５では、左画像（２００Ｌ）に対して各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５内でエッジの検出を行ってエッジ画像を得る。エッジの検出方法としては、例えば特許第４３３８４０５号公報に開示されているように、１次差分オペレータを用い、３＊３のフィルタで、エッジの水平方向成分と垂直方向成分とを検出し、これらの処理結果を合算してエッジ画像を生成し、フィルタ処理後のエッジ画像を２値化して、２値化を行った後にエッジを追跡（トレース）することで行うことができる。また、このエッジの追跡によるエッジの終端の判定は、上記公報に開示されているように、エッジの連続性が途切れた位置から次のエッジが検出されるまでの画素数が所定値以上、又は次のエッジの連続画素数が所定値未満の場合に、途切れた位置を終端として決定することができる。また、エッジの終端の判定に関しては、このような一般的条件に加えて、トレース範囲が周辺領域内であることを付加条件として用いてもよい。この付加条件の存在によってトレースを確実に停止することができる。ここで、周辺領域を矩形とすることで、この条件適否を高速に判断することができる（表示は円環を利用しつつ、トレース終了条件の判断には矩形を用いるようにしてもよい）。このようにして、例えば図８に示されるように、各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５内に各頂点に集まる３辺となる各エッジ（図の太線）Ｅを検出し、エッジ画像を取得することができる。エッジ検出を実行する範囲は周辺領域内に限定されており、高速処理が可能となる。
　ここでは３辺からなるエッジについて説明したが、撮影時のカメラワークや指定頂点によっては、３辺の全てが写っていないこともあり（例えば、上述した組パターンＰＡ１のような場合）、２辺からなるエッジを利用する場合もある。(図示せず)
　次のステップＳＴ６では、ステップＳＴ５において実行されたエッジ検出により、全ての各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５内にそれぞれ有効なエッジが検出されたか否かを判別する。領域内に１点に集中する３本のエッジが検出されることによりパッケージＯｂの頂点を確実に求めることができるが、２本のエッジが１点に集中する場合でもその交点を頂点とすることができる。全ての周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５内にそれぞれ頂点を求めるのに有効なエッジが検出された場合にはステップＳＴ７に進み、有効なエッジが検出されない周辺領域が一つでもある場合には後記するステップＳＴ１２（又は分岐の他の例であるステップＳＴ１７）に進む。
　なお、有効なエッジ検出が行われたか否かは、例えば、エッジトレースに際してエッジと判断された部分と他の部分のコントラスト差を検出し、１画素単位のトレースにおいてコントラスト差の絶対値を累積して評価関数とすればよい。一般的にコントラスト差が大きいほど、エッジは検出され易いから、評価関数の値が所定の閾値より大きければ、有効なエッジ検出がされたものと推定することができる。
　ステップＳＴ７では、各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５内に検出された各エッジの交点座標を求める。上記したように、各エッジの交点は、パッケージＯｂにおいて３辺が集まる頂点となる。
　また、目押し点（図５に示す、ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５）同士を結ぶ形状は、パッケージＯｂの配置状態に対応して変化するから、この特徴に基づき頂点座標を計算することができる。以降、図８（ａ）を用いて説明する。例えば撮影された画像において、共通頂点Ｐ０に集合する３辺の形状パターン（辺同士が交わる角度等を意味する）は、周辺領域Ａ０周辺のパターンと略一致（相似）すると考えられる。また、頂点Ｐ０に接続する辺ｚ１を、周辺領域Ａ０を越えて延伸し、かつ実際の辺ｚ１を消去した形状パターンは、頂点Ｐ３周辺のパターンと略一致（相似）すると考えられる。頂点Ｐ１，Ｐ５周辺のパターンについても同様である。つまり、共通頂点Ｐ０に集合する辺の形状から、各頂点に接続する辺の形状が推測できることになる。よって、４つの目押し点の位置関係に基づき、４つの頂点近傍のパターンを作成しておき、エッジトレースによって生成したエッジ画像と辺のマッチングをとることで、特徴点となる各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５の座標（例えば、左画像における２次元座標。具体的には、各頂点を撮影する撮像素子のｘｙ座標）を特定することができる。
　次のステップＳＴ８では、図８（ａ）に示されるように左画像（２００Ｌ）における各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５に対応して、図８（ｂ）に示されるように右画像（２００Ｒ）上での各周辺領域Ａ０Ｒ・Ａ１Ｒ・Ａ３Ｒ・Ａ５Ｒを設定する。そして、これらの周辺領域から頂点Ｐ０Ｒ・Ｐ１Ｒ・Ｐ３Ｒ・Ｐ５Ｒの座標を求める。
　以降、この過程について詳細に説明する。
　一般にステレオカメラでは、例えば製造過程において、左右のカメラ４Ｌ，４Ｒ間で図１に示すｙ軸，ｚ軸のシフト方向及び、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の回転方向についてのキャリブレーション及びこの結果に基づく調整が行われており、被写体を撮像したときの視差はｘ軸方向のみに生じると考えてよい。これに従えば、左右のカメラ４Ｌ，４Ｒで撮影されたパッケージＯｂは、相互に図１のｘ軸方向（左右方向）にシフトして撮影され、左画像と右画像の原点（例えば撮影領域の左上の点）を揃えると、左画像における被写体に対して右画像の被写体は、ｘ軸左側（図１の座標系の矢印方向をプラス方向とするとマイナスの方向）にずれて撮影される。
　また、後に詳細に説明するように、左右カメラ４Ｌ，４Ｒ間の基線長Ｂ、各カメラに搭載された撮像素子の画素ピッチやサイズ、光学系の焦点距離ｆ等は測定系としてみたときに既知の固定値であり、パッケージサイズが測定される現場において被写体までの距離が例えば１～２ｍ程度という現実的な制約があれば、ステレオカメラで撮影された左右の画像における被写体のずれ量（画素数）を推定することができる。
　これによって、左画像に対してユーザが目押しした点（ＴＰ０・ＴＰ１・ＴＰ３・ＴＰ５）が、右画像においてどの範囲に対応するかが推定される。このようにして右画像における各目押し点が決定し、これに基づいて各周辺領域（Ａ０Ｒ・Ａ１Ｒ・Ａ３Ｒ・Ａ５Ｒ）が定められ、上述してきた左画像に対するプロセスと同様に、各周辺領域でエッジが検出され、最終的に右画像における２次元座標としての頂点座標（Ｐ０Ｒ・Ｐ１Ｒ・Ｐ３Ｒ・Ｐ５Ｒ）が求められる。
　さて、これまでの説明によって、左画像の各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５は、この順序で右画像の各頂点Ｐ０Ｒ・Ｐ１Ｒ・Ｐ３Ｒ・Ｐ５Ｒと対応していることは明白である。何故なら、本実施形態によれば、例えば左画像の頂点Ｐ０に対する目押し点ＴＰ０を中心として周辺領域Ａ０が定められ、使用シーンに基づくカメラ４とパッケージＯｂの離間距離から右画像において対応する頂点Ｐ０Ｒを外囲する周辺領域Ａ０Ｒが定められ、左右それぞれの周辺領域に対して独立して頂点Ｐ０及び頂点Ｐ０Ｒの座標（２次元座標）が求められるからである（頂点Ｐ１と頂点ＰＲ１、頂点Ｐ３と頂点Ｐ３Ｒ、頂点Ｐ５と頂点Ｐ５Ｒについても同様）。
　上記のように、左右画像それぞれの頂点座標が求まった場合は、ステレオマッチング処理と呼ばれる対応点探索処理は不要となる。視差精度が求められる場合は、ステレオマッチング処理を行い、より高精度な視差を求めることも可能となる。
　図６は、本発明の実施形態に係るサイズ測定装置１に関して、ステレオ視によってカメラ４と被写体の任意の点（注目点Ｐ）との距離Ｚｐを取得（測距）する原理を説明する説明図であり、図６（ａ）はカメラ４と被写体との位置関係を示し、図６（ｂ）は補助線としてエピポーラ線ＥＬを追加したものである。また、図７は、本発明の実施形態に係るサイズ測定装置１に関して、二次元的に示した測距原理を三次元空間に拡張して説明する説明図である。
　以下、図６（ａ）、図６（ｂ）を用いて三次元測距の原理と、注目点Ｐの空間座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を求める過程を説明する。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）で用いる座標系は図１、図３等で用いたものと同じである。
　図６（ａ）において左カメラ４Ｌ、右カメラ４Ｒの撮像範囲には注目点Ｐが含まれているが、注目点Ｐは左カメラ４Ｌの光軸ＣＡｘＬ、右カメラ４Ｒの光軸ＣＡｘＲから図のｘ方向右側にずれており、各光軸と対応する各撮像素子２０の各交点２０ｃを基準とすると、注目点Ｐは各撮像素子２０の撮像面上で、左カメラ４ＬではｘＬだけ、図のｘ方向左側に右カメラ４ＲではｘＲだけ、シフトして撮影される。
　図６（ｂ）に示すように、右カメラ４Ｒの結像光学系２１の中心点を通る補助線として線ＥＬを追加する。ここで線ＥＬとは、左カメラ４Ｌの結像光学系２１と注目点Ｐを結ぶ直線ＢＬを右カメラ４Ｒに射影したものであり、直線ＢＬと線ＥＬは互いに平行である。このように作図すると、右カメラ４Ｒ側に形成される三角形Ｏαβと三角形Ｏυζは相似となる。右カメラ４Ｒで撮像した画像を基準画像、左カメラ４Ｌで撮像した画像を参照画像とすると、基準画像中の点ｘＲ（ｘ方向において光軸ＣＡｘＲからのずれ量）は参照画像ではｘＬ（同，光軸ＣＡｘＬからのずれ量）に移動しているから、ｘ軸方向の移動量｜ｘＬ－ｘＲ｜を基準画像における視差δｘと定義し、δｘ＝｜ｘＬ－ｘＲ｜と表す。ここで、レンズの焦点距離をｆ、両カメラ４の光軸間の距離（基線長）をＢとするとき、距離（奥行き）Ｚｐは、
Ｚｐ＝ｆ×（Ｂ／δｘ）　　・・・（式１）
で計算される。
　図６（ａ）、図６（ｂ）では左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒを上面（ｙ軸方向）から見て、三次元測距の原理をｘ軸方向（基線長Ｂの方向）に発生する視差に基づいて説明を行ったが、図７に示すように、実際の撮像素子２０は三次元空間内に位置し、注目点Ｐは撮像素子２１の撮像面（ｘ'ｙ'平面）に配置された画素に投影される。このｘ'ｙ'平面は撮像素子２０の撮像面であるから、図６（ｂ）等から理解されるように、上述のｘｙｚ座標系と本質的に同じである。そして、注目点Ｐは、左カメラ４Ｌの撮像素子２０においては座標（ｘＬ，ｙＬ）に、右カメラ４Ｒの撮像素子２０においては座標（ｘＲ，ｙＲ）に投影され、カメラ４が出力する画像に基づいて具体的な座標値が取得される。
　そして、（式１）に基づいて距離Ｚｐが求められれば、注目点Ｐの座標値Ｙｐ，Ｚｐは、基準画像（例えば右カメラ４Ｒによって撮像された画像）で観測された注目点Ｐの座標（ｘＲ，ｙＲ）を用いて（式２）のようにして求められる。
（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ)
＝((Ｚｐ／ｆ)ｘＲ，(Ｚｐ／ｆ)ｙＲ，（Ｂ×ｆ）／δｘ)
＝（Ｂ／δｘ）（ｘＲ，ｙＲ，ｆ）　　…（式２）
　上述したようにサイズ測定装置１は二つのカメラ４を有しているが、サイズ測定装置１における左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒの位置は設計上一意に決定されている。即ち、左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒとの光軸間の距離（基線長Ｂ）は設計上の固定値である。そして、左右のカメラ４に搭載される結像光学系２１が有する焦点距離ｆも固有の値である。従って左カメラ４Ｌと右カメラ４Ｒとがそれぞれ撮影した画像、即ち左右の撮像素子２０の出力から同一の特徴点を検出できれば、左右の特徴点の座標値の差が視差δｘとなる。このようにして、基線長Ｂ、焦点距離ｆ、視差δｘが得られることにより、カメラ４（基準とするカメラ）から注目点Ｐまでの距離Ｚｐを計算することができる。
　さて、上述したように、本実施形態ではサイズ測定装置１が実際に使用される際のカメラ４と被写体（パッケージＯｂ）の距離を想定して、左画像（２００Ｌ）における周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５を、右画像（２００Ｒ）の周辺領域Ａ０Ｒ・Ａ１Ｒ・Ａ３Ｒ・Ａ５Ｒに対応させているが、以下に、左画像と右画像の周辺領域の対応関係について定量的に説明する。
　本実施形態で使用するカメラ４Ｌ，４Ｒにおいて基線長Ｂ及び焦点距離ｆは固定値であるため、撮影範囲となるＺｐの変化量が決まれば、視差δｘの範囲（変化量）が分かる。これにより、左画像を基準とした場合の上記各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５に対応する右画像上での各周辺領域Ａ０Ｒ・Ａ１Ｒ・Ａ３Ｒ・Ａ５Ｒ内に各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５が位置することが推定され、各頂点を探索する範囲（周辺領域）を絞ることができ、例えばその後のエッジ検出処理の負荷を低減し得る。
　本実施形態においては、具体的には、例えば基線長Ｂが７５ｍｍ、焦点距離ｆが６ｍｍとし、また撮像素子２０の画素ピッチが０．００３ｍｍのカメラ４の場合に、距離Ｚｐ＝１ｍとすると、上記式３から、視差δｘは０．４５ｍｍとなり、距離Ｚｐ＝２ｍとすると、視差δｘは０．２２５ｍｍとなる。画素ピッチは０．００３ｍｍなので、視差δｘの範囲は、７５画素＜δｘ＜１５０画素となり、この範囲に基づいてステレオマッチングの探索範囲を狭い範囲に決定することができる。より具体的には、左画像で目押しをした際に表示される周辺領域を示す円環のサイズ（直径）を、撮像素子の画素換算で１５０画素とし、右画像の周辺領域として、左画像の目押し点からｘ軸左方向（図１の座標系の矢印方向をプラス方向とするとマイナスの方向）に（７５＋１５０）／２＝１１２画素だけシフトして周辺領域の中心座標を大まかに設定する。このようにすることで、左画像を用いて目押し点を設定した場合でも、右画像で視差を考慮した周辺領域を設定することができる。これによってユーザは、左右いずれかの画像に対して目押し点を設定するだけで、パッケージサイズを測定することができる。
　次のステップＳＴ９では、左右の画像における各頂点座標に基づいて、視差を求める。上述のようにｘ軸シフト方向を除き、カメラ４Ｌ，４Ｒは出荷時のキャリブレーション結果に基づく調整がなされているから、これら対応する頂点Ｐ０－頂点Ｐ０Ｒ、頂点Ｐ１－頂点Ｐ１Ｒ、頂点Ｐ３－頂点Ｐ３Ｒ、頂点Ｐ５－頂点Ｐ５Ｒ（これら各頂点の組の左側は左画像に由来し、右側は右画像に由来する）のｘ座標の差分は、直ちに各頂点に対する視差δｘを表す。
　ただし、このようにエッジ画像から求めた頂点座標に基づいて、直接的に視差δｘを計算すると、エッジ検出が実質的な２値化であることから計算結果は撮像素子の１画素単位の離散的な値となる。撮像素子の画素数が十分に多く更に視差そのものが大きければ（例えば、カメラと被写体間の距離が短いような場合）影響は小さいが、そうでない場合は、例えば、左画像と右画像において対応する周辺領域内の画像（もちろん中間調の画像である）を用いてブロックマッチング処理を実行することで、サブピクセル単位で視差δｘを算出できる。
　ステップＳＴ１０では、ステップＳＴ９で求めた各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５のそれぞれの視差から、各頂点の３次元座標を算出する。なお、距離Ｚｐは、上記式１により求めることができる。このようにして、各頂点Ｐ０・Ｐ１・Ｐ３・Ｐ５の３次元座標を求めることにより、共通頂点Ｐ０に集まる３辺の各長さ（Ｐ０～Ｐ１、Ｐ０～Ｐ３、Ｐ０～Ｐ５）を算出することができ、それによりパッケージＯｂのサイズを求めることができる。
　次に、上記した図４のステップＳＴ６で４つの周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５のいずれかで有効なエッジが検出されなかった場合、即ち例外処理の分岐フローを、図９（ａ）を参照して以下に説明する。なお、エッジの有効性については、既に説明したように、エッジ部とその周辺領域のコントラスト差等を尺度として判定することができる。
　以降、例として図１０（ａ）に示されるように一部の周辺領域でエッジが検出されなかった場合、具体的には周辺領域Ａ１・Ａ３ではエッジが検出されたが、周辺領域Ａ０・Ａ５ではエッジが検出されなかった場合について説明する。
　上述したように、目押し点に基づいて生成された周辺領域は４つ存在するが、この周辺領域が、パッケージを構成する３辺の共通頂点の一つと、この共通頂点と相対する当該３辺の他端を含むとの前提があれば、各周辺領域の位置関係に基づき、実際には目押しされていない頂点（ここでは頂点Ｐ２・Ｐ４・Ｐ６）に対応した周辺領域（同Ａ２・Ａ４・Ａ６）の位置を推定することができる。これは、被測定物であるパッケージが略直方体だからである。
　具体的には、図９（ａ）のステップＳＴ１２では、図１０（ｂ）に示されるように、周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５の大きさ（直径）に合わせた太さ（幅）で形成される辺により、周辺領域Ａ０を共通頂点として集まるＹ字状の３辺（Ａ０～Ａ１・Ａ０～Ａ３・Ａ０～Ａ５）に基づいて形成した直方体の疑似箱形ＢＸを、エッジＥが検出された周辺領域Ａ１・Ａ３に角を合わせるように画面上にセットする。このとき、検出されたエッジＥをガイドにして疑似箱形ＢＸの各辺を合わせる微調整を行うことができる。このように疑似箱形ＢＸを重ねることで、目押しされていない頂点に対応した周辺領域Ａ２・Ａ４・Ａ６の位置が定まる。
　次のステップＳＴ１３では、タッチペン１４の指定に基づく４周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５以外の３頂点に対応する各周辺領域Ａ２・Ａ４・Ａ６内でエッジ検出を行う。直方体形のパッケージＯｂに対して、任意の頂点（カメラ４に対向する頂点）及びその頂点に接続する３辺を撮影した場合には、図５に示されるように７つの頂点Ｐ０～Ｐ６が存在し、ユーザがタッチペン１４により位置指定した以外の３頂点Ｐ２・Ｐ４・Ｐ６も撮影されるため、疑似箱形ＢＸの各周辺領域Ａ２・Ａ４・Ａ６内に各頂点Ｐ２・Ｐ４・Ｐ６が位置し得る。従って、各頂点Ｐ２・Ｐ４・Ｐ６を求めるための各辺（エッジ）の検出に対して、限られた狭い範囲となる各周辺領域Ａ２・Ａ４・Ａ６内の画像処理（エッジ処理等）で済むため、画面全体に対してエッジ処理を行う必要がなく、画像処理の負荷を低減することができる。
　次のステップＳＴ１４では、ステップＳＴ１３で例えば図１０（ｃ）に示されるように二つの周辺領域Ａ２・Ａ４内でエッジＥが検出された場合に、それら周辺領域Ａ２・Ａ４内で検出されたエッジＥを有効なものとして採用する。
　次のステップＳＴ１５では、パッケージＯｂのサイズを求めるのに必要な３辺（辺ｘ１・辺ｙ１・辺ｚ１）を決定する各頂点が全て検出されたか否かを判別する。図示例の場合、頂点Ｐ２・Ｐ３間が辺ｘ１に相当し、頂点Ｐ３・Ｐ４間が辺ｙ１に相当し、頂点Ｐ１・Ｐ２間が辺ｚ１に相当し、パッケージＯｂのサイズを求めるのに必要な辺ｘ１・ｙ１・ｚ１を抽出可能な全ての頂点Ｐ１～Ｐ４が求められたことになる。この場合にはステップＳＴ８に進む（ステップＳＴ１５でＹｅｓ）。
　ステップＳＴ８以降では図４を用いて説明した処理を行ってパッケージＯｂのサイズを測定する。ステップＳＴ１５で必要な全ての頂点が求められなかったと判断された場合（ステップＳＴ１５でＮｏ）には、パッケージＯｂのサイズを測定することができないため、ステップＳＴ１６に進み、そこで例えば表示部７にエラーメッセージを表示させて、本フローを終了する。
　以上、述べてきたように、図９（ａ）のフローに示す例外処理では、画像処理部６（図２参照）は、４つの周辺領域（本実施形態ではＡ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５）のいずれかで頂点位置が検出されなかった場合には、４つの周辺領域の位置関係から、ユーザが指定しなかった頂点位置を包含する他の周辺領域（本実施形態ではＡ２・Ａ４・Ａ６）を推定し、この推定した周辺領域において頂点位置を求める。
　次に、上記した図４のステップＳＴ６で４つの周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５のいずれかで有効なエッジが検出されなかった場合の、分岐フローの他の例を、図９（ｂ）を参照して説明する。
　図９（ｂ）におけるステップＳＴ１７では、タッチペン１４の指定位置に基づく４つの周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５を大きな頂点として、図１１（ａ）に示されるように、各周辺領域Ａ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５の大きさ（円形とした場合の直径）を線の幅として、共通頂点を包含する周辺領域Ａ０から各Ａ１・Ａ３・Ａ５間を結ぶ各空間Ｘ１・Ｙ１・Ｚ１（以降、辺領域と呼称する）を設定する。周辺領域は面積を有するから、この周辺領域間を接続した空間である辺領域も面積を有する。周辺領域に頂点が含まれる前提において、辺領域内に２頂点を接続する辺が包含される蓋然性はきわめて高い。そして、各辺領域Ｘ１・Ｙ１・Ｚ１内でエッジ検出を行って頂点間の辺（即ち、線分の式）を抽出する。
　この場合、周辺領域Ａ０（Ａ１・Ａ３・Ａ５）における頂点の検出は点に対してであるのに対して、辺領域Ｘ１（Ｙ１・Ｚ１）における辺の検出は線に対してである。理論上は点である頂点の検出精度は局所条件に大きく依存するが、理論上は線である辺に対しては、撮影条件の悪い部分があっても、有効と判断されるエッジ部分を連結することで全体が推定できるため、エッジ検出の確率が高まり、例えば照明条件が不十分な環境下にあっても、未検出によるエラー頻度を低減できる。
　次のステップＳＴ１８では、上記ステップＳＴ１２と同様に周辺領域（例えばＡ０）の大きさに合わせた太さの辺により形成した直方体の疑似箱形ＢＸを、図１１（ｂ）に示すように各辺領域Ｘ１・Ｙ１・Ｚ１内に検出された各エッジＥｘ１・Ｅｙ１・Ｅｚ１に合わせて画面上にセットする（図１２（ａ））。
　なお、頂点間を接続する辺を効率良く抽出するためには、辺領域を設定して、この辺領域内のみを探索するという概念は必須である。一方、サイズ計測に必要な頂点４つのうち共通頂点以外の１頂点のみが検出されなかったような場合は、理論上は当該頂点に接続する２辺のみを抽出すればよいことから、ステップＳＴ１８（疑似箱形ＢＸの位置合わせ）及び次に述べるステップＳＴ１９（疑似箱形ＢＸ内のエッジ検出）の処理は省略してもよい。同様の理由で、上述した図９（ａ）のステップＳＴ１２を省略してもよい。
　また、このようにエッジを検出する最終目的は、エッジで構成される線分を少なくとも二つ抽出して、これら二つの線分の交点（或いは最近接点）からパッケージＯｂの頂点座標を求めることであるから、辺領域を間に持つ周辺領域（互いに隣接する周辺領域）は最低限３つ必要ということになる。
　次のステップＳＴ１９では、ステップＳＴ１８で、例えば図１２（ａ）に示されるように疑似箱形ＢＸの各辺に対応する各辺領域内でエッジ検出を行う。この場合も限られた狭い範囲に対する画像処理（エッジ処理等）で済むため、エッジ検出処理の負荷を低減し得る。
　次のステップＳＴ２０では、疑似箱形ＢＸの辺領域内でエッジ検出により抽出された線分を延長して、各延長線の交点を各頂点とする（なお、以降の説明では、当該線分又は延長線を一律にエッジと呼称することがある）。そして、当該交点は、図４のフローにおいて頂点位置が検出されなかった周辺領域における頂点位置とみなされる。即ち、図９（ｂ）に示すフローでは、目押し点（点情報）を外囲する周辺領域（面情報）を得て、更に各周辺領域を結ぶ辺領域から辺（線情報、空間における直線の式）を抽出し、２直線の交点をもって頂点座標（点情報）を計算する。
　例えば図１２（ａ）に示されるようにエッジＥｘ２・Ｅｘ３・Ｅｙ２・Ｅｙ３・Ｅｚ２・Ｅｚ３が検出された場合には、図１２（ｂ）の二点鎖線で示されるように、各エッジＥｘ２・Ｅｘ３・Ｅｙ２・Ｅｙ３・Ｅｚ２・Ｅｚ３を疑似箱形ＢＸの辺領域内で延長し、各エッジＥｘ２・Ｅｘ３・Ｅｙ２・Ｅｙ３・Ｅｚ２・Ｅｚ３及び各延長線による各交点を各頂点Ｐ１～Ｐ６とする。そして、ステップＳＴ１５に進む。
　この場合、各エッジＥｘ２・Ｅｘ３・Ｅｙ２・Ｅｙ３・Ｅｚ２・Ｅｚ３において、撮影条件の悪さにより捩れのように検出された場合には、各エッジ及び各延長線による交点が見出されない。そのような場合には、対応する周辺領域内で辺同士の距離が最短となる各辺間の中間位置の座標（最近接点）を頂点座標としてよい。
　ステップＳＴ１５では、上記したように、ステップＳＴ２０において頂点とされた各点により、パッケージＯｂのサイズ測定に必要な３辺（辺ｘ１・辺ｙ１・辺ｚ１）を決定するために必要な各頂点が全て求められたか否かを判別する。
　図示例の場合、疑似箱形ＢＸの中央部分のＹ字状の３辺以外である外形部分の６辺に対応する各エッジＥｘ２・Ｅｘ３・Ｅｙ２・Ｅｙ３・Ｅｚ２・Ｅｚ３が全て検出された場合であり、ステップＳＴ１９では６箇所の頂点（Ｐ１～Ｐ６に対応）が求められている。この場合には、頂点Ｐ２・Ｐ３、Ｐ５・Ｐ６間がそれぞれ辺ｘ１に相当し、頂点Ｐ３・Ｐ４、Ｐ１・Ｐ６間がそれぞれ辺ｙ１に相当し、頂点Ｐ１・Ｐ２、Ｐ４・Ｐ５間がそれぞれ辺ｚ１に相当する。なお、必ずしも６頂点Ｐ１～Ｐ６の全てが求められる必要はなく、パッケージＯｂのサイズ測定に必要な３辺（辺ｘ１・辺ｙ１・辺ｚ１）を決定するために必要な４頂点が求められればよく、上記と同様に頂点Ｐ１～Ｐ４が求められた場合でもよい。
　ステップＳＴ１５で必要な４頂点が求められたと判定された場合にはステップＳＴ８に進み、ステップＳＴ８以降では、図４を用いて説明した処理を行ってパッケージＯｂのサイズ測定を行う。
　このように本発明によれば、画面全体やパッケージＯｂの全体に対してエッジ処理を行うことなく、タッチペン１４による指定位置に対応させて領域を設定し、指定位置周辺の狭い領域内でエッジ検出・ブロックマッチング処理を実行すればよいため、画像処理負荷を大幅に低減できる。それにより、サイズ測定処理の高速化も可能となる。また、タッチペン１４の操作である所謂目押しによる誤差範囲を考慮して周辺領域の大きさを設定しておくことにより、照明などの影響により領域内にエッジが検出されない場合でも、周辺領域を大きな頂点とみなして辺領域を設定或いは疑似箱形ＢＸを合わせることにより、各辺のエッジを検出可能となり、エッジ検出ができない状態をできるだけ回避し得る。また、タッチペン１４による指定位置をそのままパッケージＯｂの頂点として用いるのではなく、領域を指定しかつ領域内で検出されたエッジにより確実に頂点を求めて、辺の長さを算出することから、目押しによる不確実性を排除してパッケージサイズを高精度に測定することができる。
　また、頂点座標を求める際に全ての辺を参照する必要はなく、例えば辺の抽出過程において最も信頼度が高いものから順に用いればよい。ここで信頼度は、例えば辺に対して連続してエッジ検出が行われた長さに基づいて計算することができる。例えば上記図１２（ａ）のエッジＥｘ３のように辺が途切れて検出された場合には、連続して検出されたエッジＥｘ２の方が信頼度が高いと考えられる。他に、辺として検出されたエッジの周囲のコントラスト情報に基づいて信頼度を計算してもよい。サイズ測定のためのｘｙｚ軸方向の辺において、それぞれ互いに平行する各辺の信頼度を比較し、信頼度の高い辺を採用する。例えば上記図１２（ａ）のように、ｘ軸方向の各エッジＥｘ１～Ｅｘ３の中でエッジＥｘ２の信頼度が最も高かったら、そのエッジＥｘ２をｘ軸方向の辺ｘ１として、頂点座標の検出に用いる。他のｙ軸・ｚ軸も同様である。これは、サイズ測定対象が直方体の箱状のパッケージＯｂであるという特殊な対象であることを利用するものである。即ち、パッケージＯｂの任意の一つの辺には平行な３つの辺が存在し（例えば、Ｅｘ１～Ｅｘ３）、パッケージＯｂは直方体なので、サイズ測定では、平行な３辺のいずれの辺を用いて各頂点座標を求めてもよく、上記信頼度の最も高い辺を採用することができる。もっとも、ある辺の信頼度が高くても、この辺と交差する他の辺の信頼度が低いと頂点座標の精度は低下するから、実際の処理では、複数の平行な辺に対して信頼度のランクを付与し、頂点座標を求める際にランクの高い辺から優先的に使用するとよい。なお、パッケージの形状は、厳密には遠い部分ほど小さく見えるが、パッケージＯｂの大きさに対する撮影距離・画角の設定により、近似的に平行な辺同士によるものとして取り扱うことができる。
　以上、述べてきたように、図９（ｂ）のフローに示す例外処理では、画像処理部６（図２参照）は、４つの周辺領域（本実施形態ではＡ０・Ａ１・Ａ３・Ａ５）のいずれかで頂点位置が検出されなかった場合には、頂点位置が検出されなかった周辺領域（例えばＡ０）と、これに隣接する少なくとも二つの他の周辺領域（例えばＡ１，Ａ３）との間の空間（例えば、Ａ０－Ａ１間の辺領域Ｘ１とＡ０－Ａ３間の辺領域Ｚ１）において、少なくとも二つの辺（例えば、Ａ０－Ａ１間の辺Ｅｘ１とＡ０－Ａ３間の辺Ｅｚ１）を抽出し、抽出された二つの辺の交点又は最近接点を、頂点位置が検出されなかった周辺領域（Ａ０）における頂点位置とみなし、この頂点位置に基づいて、パッケージの辺の長さを算出する。
　以上、上記実施形態における三次元測距に関しては、所謂ステレオ法を例にして詳細に説明したが、目押し点の近傍に設定した周辺領域に限って頂点を探索するという観点で、本発明はステレオ法に限らず、他の測距方法と組み合わせることが可能である。このような測距方法としては、例えば、被測定対象と一緒に予めサイズが既知の基準物を撮影し、基準物のサイズから被測定対象のサイズを推定する方法（基準ラベル法）、投影光学系で発生させた正弦波状の格子パターンの位相を変えて被写体に投影し、これを１台のカメラで複数回撮影することで測定点の輝度変化から位相値を求める方法（正弦波パターン投影法）、正弦波パターン投影法を改良し、被測定対象に互いに位相をずらした正弦波縞パターン光投影し、モアレを含む画像から合成された位相値を求める方法（干渉縞投影撮像）、線状のレーザ光によって被測定対象を複数回走査／撮像し、基線長、走査角度、光入射角度で一意に定まる三角形に基づき、測定点までの距離を求める方法（光切断法）、被測定対象に照射したレーザパルスの発光タイミングから反射光を検出するまでの時間を計測し、光速Ｃに基づいて被測定対象までの距離を求める方法（ＴＯＦ）等が知られている。
　例えば、撮像空間をメッシュ状に分割した各交点について上述の各方法を用いて三次元測距を行い、一方で測距と略同一タイミングで取得した画像に対してパッケージの頂点座標を指定することで、メッシュ交点座標を用いた補間を行って各頂点座標を計算することができる。もっとも、ステレオ法と基準ラベル法以外の測距方法では、頂点座標の指定と実際の測距が異なるタイミングで行われるため、測定精度の観点ではステレオ法や基準ラベル法を用いるのが望ましい。ここに汎用性の観点を加えると、基準ラベルが不要なステレオ法を用いるのが更に望ましい。
　以上、本発明を、その好適実施形態について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、被写体をパッケージとして、４つの特徴点を求める例を示したが、ユーザが被写体の任意の二点間の距離を測る場合にも適用できるのは言うまでもない。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
　本発明に係るサイズ測定装置は、簡易な構成でパッケージサイズを高精度に測定することが可能であることから、運送業等の物流管理で用いるハンディターミナル等に好適に適用することができる。
１　サイズ測定装置
４　カメラ
６　画像処理部
７　表示部
７ａ　タッチパネル
９　全体制御部
１０　入力部
１２　サイズ測定端末
１３　制御装置
２０　撮像素子
２１　結像光学系
Ｏｂ　パッケージ

Claims (12)

  1. 　撮像された画像から被写体のサイズを測定するサイズ測定装置であって、
    　被写体を撮像する撮像部と、
    　前記撮像部で撮像された画像データを表示する表示部と、
    　ユーザからの指示を入力する入力部と、
    　前記表示部の表示された画像データに対して前記入力部から位置が指定されると、当該指定位置を含む周辺領域を設定する領域設定部と、
    　前記領域設定部で設定された前記周辺領域において、測定対象の座標となる特徴点を決定する特徴点決定部と、を有するサイズ測定装置。
  2. 　少なくとも二つの前記周辺領域において特徴点が決定された場合、当該二つの特徴点間の距離を前記撮像された画像データに基づいて算出する測定部を有する請求項１に記載のサイズ測定装置。
  3. 　前記領域設定部で設定された前記周辺領域は前記表示部に表示される請求項１に記載のサイズ測定装置。
  4. 　前記領域設定部で設定される前記周辺領域は円形である請求項１に記載のサイズ測定装置。
  5. 　前記領域設定部で設定される前記周辺領域は矩形である請求項１に記載のサイズ測定装置。
  6. 　前記撮像部は、被写体を異なる位置から同時に撮影するために所定の間隔で並べて配置された第１のカメラと第２のカメラを有し、前記測定部は前記第１及び第２のカメラにおける視差情報に基づいて演算処理を行い前記特徴点間の距離を算出する請求項１に記載のサイズ測定装置。
  7. 　前記入力部と前記表示部はタッチパネルにより構成される請求項１に記載のサイズ測定装置。
  8. 　前記撮像部は被写体として直方体のパッケージを撮像し、前記表示部の表示された画像に対して前記入力部から前記パッケージの３辺が集まる頂点と当該頂点に集まる３辺の該頂点とは相反する側の各端点との４点が測定対象位置として指定した場合、前記領域設定部は前記４点の指定位置に対してそれぞれ前記周辺領域を設定し、前記特徴点決定部は各前記周辺領域において特徴点を決定する請求項１に記載のサイズ測定装置。
  9. 　前記４つの特徴点が決定された場合、前記４つの特徴点の位置に基づいて前記パッケージの辺の長さを算出する測定部を有する請求項８に記載のサイズ測定装置。
  10. 　前記４点の指定位置に対して設定された４つの前記周辺領域のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、前記領域設定部は、前記４つの周辺領域の位置関係に基づき、ユーザが指定しなかった位置を包含する他の周辺領域を推定し、前記特徴点決定部は前記推定された周辺領域において特徴点を求めることを特徴とする請求項８に記載のサイズ測定装置。
  11. 　前記４つの周辺領域のいずれかで特徴点が検出されなかった場合には、前記特徴点決定部は、前記特徴点が検出されなかった周辺領域と、これに隣接する少なくとも二つの他の周辺領域との間の空間において、少なくとも二つの辺を抽出し、抽出された前記二つの辺の交点又は最近接点を、前記特徴点が検出されなかった周辺領域に対応する特徴点とみなすことを特徴とする請求項８に記載のサイズ測定装置。
  12. 　撮像された画像から被写体のサイズを測定するサイズ測定方法であって、
    　被写体を撮像するステップと、
    　前記撮像された画像データを表示するステップと、
    　前記表示された画像データに対してユーザより位置が指定されると、当該指定位置を含む周辺領域を設定するステップと、
    　前記周辺領域において、測定対象の座標となる特徴点を決定するステップと、を有するサイズ測定方法。
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