(57)【要約】  計測装置（１）は、使用者が設定した計測点候補位置の周辺にオクルージョン領域が存在するか判定する分析部（２０１）と、存在すると判定された場合に初期基準画像以外の画像を基準画像とし、該基準画像上に計測点を設定する計測点設定部（２０３）と、を備えている。
2017043258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置であって、
上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析部と、
上記分析部が、オクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択部と、
上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定部と、を備えていることを特徴とする計算装置。
【請求項２】
上記計測点候補位置を基準として上記基準画像上に計測点範囲を設定する計測範囲設定部を備え、
上記計測点設定部は、設定した上記計測点範囲内の位置に上記計測点を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計算装置。
【請求項３】
上記計測点候補位置の周辺のオクルージョン領域ではない位置と、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像における、上記位置に対応する対応位置との間の視差値を算出する周辺視差値算出部を備え、
上記計測範囲設定部は、上記計測点候補位置を上記視差値に応じて補正した位置を基準として上記計測点範囲を設定する、ことを特徴とする請求項２に記載の計算装置。
【請求項４】
上記計測範囲設定部は、上記視差値の大小に応じて上記計測点範囲の広さを設定する、ことを特徴とする請求項３に記載の計算装置。
【請求項５】
共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置の制御方法であって、
上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析ステップと、
上記分析ステップにてオクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択ステップと、
上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定ステップと、を含むことを特徴とする計算装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
異なる位置から同一の被写体を撮像できるように配置された複数の撮像装置（例えば、ステレオカメラ）で撮像された画像上に計測点を設定し、撮影装置から計測点までの距離、または２つの計測点間の長さを計測する従来技術がある。また、特許文献１には、画像撮像装置で撮像された画像において、計測開始位置と計測終了位置の２点を指定し、それら２点の三次元位置関係から、それら２点間の長さを算出する技術が開示されている。【０００３】
これらの技術では、液晶ディスプレイなどの表示装置に画像を表示して、計測者が表示された画像を確認しながら、画像上の所望の位置を計測点に指定して計測を行う。したがって、計測者は、計測位置や計測結果を視覚的に確認しながら計測することができるので、分かり易く、かつ、簡便に計測できるという利点がある。【０００４】
上記の計測技術では、ステレオ方式を利用して各計測点の視差値を算出し、各計測点の三次元位置情報を取得している。ステレオ方式においては、まず、複数の撮像装置の基準である撮像装置で撮像した画像における注目点を決め、基準である撮像装置以外の撮像装置の画像において、当該注目点に対応する対応点を求める。次に、注目点の画素位置と、対応点の画素位置とのずれ量（視差値に相当する）を算出する。そして、算出された視差値、撮像装置の焦点距離、および撮像装置間の基線長、等の情報から、撮像装置から注目点の位置に写っている被写体までの距離を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１１−２３２３３０号公報（２０１１年１１月１７日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ステレオカメラのように位置をずらして配置された複数の撮像装置によって撮像される画像には、一方の撮像装置の位置からは撮像できるが、他方の撮像装置の位置からは撮像できない領域（オクルージョン領域と呼ぶ）が存在する。例えば、前景の被写体によって隠されてしまう背景領域、および一方の撮像装置の位置からは撮像できない被写体の側面領域などが、オクルージョン領域である。【０００７】
オクルージョン領域内の被写体は一方の画像には撮像されないため、上述のステレオ方式の処理において正しい対応点を見つけることができない。これにより、正しい視差値の算出ができず、よって適切な計測もできない。これに対する対処方法として、オクルージョン領域周辺の計測可能な領域の情報に基づいて、オクルージョン領域内の点の視差値を推定する方法が考えられる。しかし、この方法により求まる情報は、あくまでも推定値であるため信頼度が低い。また、推定処理にかかる演算処理量が大きくなるという問題がある。【０００８】
特許文献１に開示されている方法では、オクルージョン領域に関しては考慮されていない。このため、計測者がオクルージョン領域内の位置を計測開始位置または計測終了位置として選択した場合には、計測結果を得ることができないか、または誤った計測結果もしくは信頼度の低い計測結果しか得ることができないという問題がある。【０００９】
また、上記の問題を解決するために、画像内の全てのオクルージョン領域を事前に推定しておいて、オクルージョン領域に計測点を設定しないようにする方法が考えられる。しかしながら、この方法では、事前に画像全体からオクルージョン領域を算出するという処理が必要であり、演算処理量が大きくなるという問題がある。この他にも、計測者自身が意識的にオクルージョン領域を計測点に指定しないようにする方法も考えられるが、この方法は、計測者にとって負担が大きい。【００１０】
本発明の一態様は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、演算処理量を過剰に増加させることなく、オクルージョン領域またはその周辺に計測点を設定することによる計算精度の低下を防ぐことができる計算装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る計算装置は、共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置であって、上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析部と、上記分析部が、オクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択部と、上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定部と、を備えている。【００１２】
また、本発明の一態様に係る計算装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置の制御方法であって、上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析ステップと、上記分析ステップにてオクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択ステップと、上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記各態様によれば、演算処理量を過剰に増加させることなく、オクルージョン領域またはその周辺に計測点を設定することによる計算精度の低下を防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る計測装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】計測装置１に入力される第１画像および第２画像の一例を示す図である。
【図４】計測点候補位置の設定例を示す図である。
【図５】計測点位置の設定例を示す図である。
【図６】計測点候補位置および計測点位置の設定例を示す図である。
【図７】計測結果の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る計測装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る計測装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本実施形態に記載されている構成は、特に限定的な記載がない限り、この発明の実施形態の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、各図は説明のためのものであり、実際とは異なる場合がある。
【００１６】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００１７】
＜計測装置１＞
図１は、本発明の第１の実施形態における計測装置（計算装置）１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る計測装置１は、入力部１０、計測部２０、および表示部３０を備えている。
【００１８】
入力部１０は、計測者（計算装置１の使用者）の入力操作を受け付けて、該入力操作の内容を示す情報を計測部２０に出力する。入力部１０の例としては、マウスおよびキーボード等の入力装置が挙げられる。
【００１９】
計測部２０は、入力部１０が出力した情報と、第１画像および第２画像（共通の被写体を撮像した複数の画像）とに基づいて、これらの画像上に設定された計測点の三次元位置を示す三次元位置情報を生成するための各種処理を行う。
【００２０】
また、図１に示されるように、計測部２０は、計測点候補設定部２００、分析部２０１、画像選択部２０２、計測点設定部２０３、位置情報算出部２０４、および計測値算出部２０５を含む。
【００２１】
計測点候補設定部２００は、計測者の入力部１０への入力操作の内容に従って、初期基準画像に計測点候補位置を設定する。なお、初期基準画像は、共通の被写体を撮像した複数の画像から選択された１つの画像であり、本例における初期基準画像は、第１画像または第２画像の何れかである。
【００２２】
分析部２０１は、上記計測点候補位置の被写体を分析して、計測点候補位置および計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する。具体的には、分析部２０１は、計測点候補位置を中心とする所定画素数の範囲の少なくとも一部に、オクルージョン領域が含まれているか否かを分析する。
【００２３】
画像選択部２０２は、分析部２０１の判定結果に基づいて、第１画像および第２画像のいずれか一方の画像を、計測点を設定する基準画像として選択する。具体的には、画像選択部２０２は、オクルージョン領域が含まれていないとの判定結果であれば、計測点候補位置を設定した画像、すなわち初期基準画像を基準画像とする。一方、オクルージョン領域が含まれているとの判定結果であれば、初期基準画像と共通の被写体を撮像した画像のうち、初期基準画像以外の画像を基準画像とする。
【００２４】
計測点設定部２０３は、画像選択部２０２によって選択された基準画像上に計測点を設定する。計測点の位置は、計測者の入力部１０への入力操作に従って決定する。
【００２５】
位置情報算出部２０４は、計測点設定部２０３が設定した計測点の三次元位置情報を算出する。なお、三次元位置情報の算出方法は後述する。
【００２６】
計測値算出部２０５は、位置情報算出部２０４で算出された、計測点の三次元位置情報を用いて、該計測点の三次元位置に関する所定の計測処理を行う。詳細は後述するが、計測値算出部２０５は、基準画像を撮像した撮像装置から、撮像された被写体における計測点に対応する位置までの距離を計測する。また、計測点設定部２０３が複数の計測点を設定し、位置情報算出部２０４が複数の計測点の各々の三次元位置情報を算出した場合、計測値算出部２０５は、それらの三次元位置情報を用いて、各計測点を結ぶ長さ、および計測点で囲まれる領域の面積を算出する。
【００２７】
表示部３０は、計測部２０の出力に応じて表示を行う。表示部３０の例としては、液晶素子および有機ＥＬ（Electro Luminescence）等を画素とする表示装置等が挙げられる。なお、本実施形態では、表示部３０が計測装置１に組み込まれている例を説明するが、表示部３０は計測装置１の外部に設けられていてもよい。例えば、テレビジョンディスプレイ、ＰＣ（Personal Computer）用モニタなどを表示部３０としてもよいし、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末のディスプレイを表示部３０として利用し、計測部２０の出力を表示させてもよい。また、入力部１０および表示部３０は、これらを一体として構成した、タッチパネル（例えば抵抗膜方式および静電容量方式等のタッチパネル）として実装してもよい。
【００２８】
図１では、第１撮像装置４０および第２撮像装置４１（複数の撮像装置）についても図示している。第１撮像装置４０および第２撮像装置４１は、共通の被写体を撮像する。第１撮像装置４０が撮像した画像が上記の第１画像であり、第２撮像装置４１が撮像した画像が上記の第２画像である。そして、これらの画像は、計測装置１に入力される。第１撮像装置４０および第２撮像装置４１は、例えば、レンズモジュール等の光学系、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、アナログ信号処理部、ならびにＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換部などを備え、イメージセンサからの信号を画像として出力するものであってもよい。
【００２９】
そして、第１画像および第２画像は、それぞれ第１撮像装置４０および第２撮像装置４１により、異なる位置から少なくとも一部の共通領域（共通の被写体）を含むように撮像される。より詳細には、第１画像および第２画像は、それぞれの光軸を略平行にして、同一の水平面上に配置された第１撮像装置４０および第２撮像装置４１（ステレオカメラ）で撮像された画像であることを想定している。そして、同一の水平面上にある、第１撮像装置４０および第２撮像装置４１のうち、第１撮像装置４０が被写体に向かって左側に、第２撮像装置４１が被写体に向かって右側に配置されているとして説明する。また、第１撮像装置４０が撮影した画像を左視点画像と呼び、第２撮像装置４１が撮影した画像を右視点画像と呼ぶ。さらに、各画像には、その画像を撮像した撮像装置の情報が付与される。具体的には、撮像装置（第１撮像装置４０、第２撮像装置４１）の焦点距離やセンサーのピクセルピッチなどのカメラパラメータ、および各撮像装置間の基線長の情報等が撮像された画像に付与される。なお、これらの情報は、画像のデータとは別に管理してもよい。
【００３０】
＜計測方法＞
上述のようにして撮像された第１画像と第２画像の視差値は、ステレオ方式によって算出することが可能である。ここで、本実施形態に係る計測方法を説明する前に、ステレオ方式による距離の算出について説明する。
【００３１】
ステレオ方式では、まず、光軸が略平行となるように並べた２つの撮像装置で少なくとも一部の共通領域を撮像する。次に、得られた２つの画像間で画素の対応関係を求めて視差値を算出し、当該視差値に基づいて、撮像装置から被写体までの距離を算出する。２つの画像間で画素の対応関係を求める方法としては、例えばステレオマッチングが適用可能である。ステレオマッチングでは、２つの画像のいずれか一方を基準画像に設定し、他方を参照画像に設定する。そして、基準画像上における任意の注目画素について、参照画像上を走査することによって対応する画素を探索する。対応する画素を探索する走査方向は、２つの撮像装置が配置されている位置を結ぶ方向と同じである。例えば、２つの撮像装置が同一の水平軸上に配置されている場合の走査軸は当該水平軸と平行であり、２つの撮像装置が同一の鉛直軸上に配置されている場合の走査軸は当該鉛直軸と平行である。
【００３２】
参照画像上における対応画素の探索方法の例としては、注目画素を中心としたブロック単位で探索を行う方法が挙げられる。当該方法においては、基準画像における注目画素を含むブロック内の画素値と、参照画像におけるブロック内の対応する画素値との差分絶対値の総和をとるＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）を計算し、ＳＡＤの値が最小となるブロックを決定することで、対応画素の探索を行う。なお、ＳＡＤによる計算手法以外に、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference）、グラフカット、またはＤＰ（Dynamic Programming）マッチング等の計算手法を用いることも可能である。基準画像上の注目画素の位置と参照画像上の対応画素の位置との差分が視差値である。そのため、注目画素の位置を変化させながらステレオマッチングを繰り返し、それの対応画素を求めることによって、基準画像の各画素における視差値を算出できる。ただし、ステレオマッチングによって視差値を算出できるのは、第１画像と第２画像の共通領域（同じ被写体の同じ位置を撮影した領域）に含まれる画素についてのみである。
【００３３】
視差値は、下記の式（１）によって示される。
【００３４】
【数１】
2017043258.tif 000003
【００３５】
ここで、Ｄは、視差値（画素単位）である。Ｚは、撮像装置から被写体までの距離である。ｆは、撮像装置の焦点距離である。Ｂは、２つの撮像装置間の基線長である。ｐは撮像装置が有するイメージセンサのピクセルピッチである。式（１）から分かるように、距離Ｚの値が小さいほど視差値Ｄが大きく、距離Ｚの値が大きいほど視差値Ｄが小さくなる。なお、視差値Ｄと、基線から被写体までの距離Ｚとは、式（１）によって相互に変換が可能である。また、上記Ｚは、より厳密には基準画像を撮像する撮像装置のレンズの光学中心から被写体までの距離である。
【００３６】
＜処理の流れ＞
以下では、図２〜図７を参照して、本実施形態に係る計測装置１を用いた計測方法（計算装置の制御方法）を説明する。図２は、計測装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、同図では、共通の被写体を撮像した複数の画像（第１画像と第２画像）が計測装置１に入力済みであり、かつ、初期基準画像を何れの画像とするかが既に決まっており、表示部３０に初期基準画像が表示されている状態からの処理を示している。初期基準画像は、第１と第２のどちらの画像であってもよいが、本実施形態では、第１画像を初期基準画像とした例を説明する。また、本実施形態では、初期基準画像を撮像した第１撮像装置４０のカメラ座標系を基準として計測結果の値を算出する例を説明する。
【００３７】
計測装置１に入力する２つの画像としては、図３のような画像を用いることができる。図３は、第１撮像装置４０および第２撮像装置４１で撮像された第１画像および第２画像の一例を示す図である。図３の第１画像および第２画像は、背景Ｂの前方に設置された被写体Ａを撮像した画像である。また、第１画像には、第２画像には撮像されていないオクルージョン領域Ｏ１が示されている。第２画像に、第１画像には撮像されていないオクルージョン領域Ｏ２が示されている。
【００３８】
計測装置１は、入力された画像のうち第１画像（左視点画像）を初期基準画像として表示部３０に表示する。そして、計測者は、当該第１画像を見ながら、該第１画像上に計測点候補位置を入力部１０にて入力する。計測点候補位置の入力の受け付け方法は、計測者が表示部３０に表示された初期基準画像上における所望の位置を直観的な操作で計測点候補位置に指定できるような方法とすることが好ましい。当該方法の例としては、マウスを用いてカーソルを動かして表示画像上の所望の位置をクリックする方法、またはタッチパネルを用いて指で表示画像上の所望の位置をタッチする方法等が挙げられる。入力部１０は、このようにして計測点候補位置の入力を受け付けると、受け付けた位置を示す情報（例えば座標値）を計測点候補設定部２００に出力する。なお、入力部１０とは異なる入力装置（外部装置）から、計測点候補位置を示す情報を計測部２０（より詳細には計測点候補設定部２００）に入力してもよい。
【００３９】
計測点候補設定部２００は、入力部１０から計測点候補位置を示す情報を受け付ける（Ｓ１０１）。そして、計測点候補設定部２００は、受け付けた情報の示す位置を、初期基準画像における計測点候補位置に設定する（Ｓ１０２）。図４は、初期基準画像に設定された計測点候補位置の一例を示す図である。同図では、計測点候補位置Ｋ１が被写体Ａの左側エッジ位置に設定された様子が示されている。この計測点候補位置Ｋ１は、図３に示したオクルージョン領域Ｏ１に近い位置である。
【００４０】
次に、分析部２０１は、第１画像および第２画像を分析して計測点候補位置の状態を判定する。より詳細には、分析部２０１は、第１画像および第２画像を分析し、計測点候補位置周囲の所定画素数の範囲にオクルージョン領域が含まれているか否かを判定する（Ｓ１０３、分析ステップ）。
【００４１】
具体的には、分析部２０１は、計測点候補位置およびその周囲の所定画素数の範囲で、第１画像と第２画像との類似度を算出し、当該類似度が低い場合には、上記の範囲がオクルージョン領域を含んでいると判定する。所定画素数は、予め設定し得る任意の値の画素数である。計測者が、目的に応じて当該画素数を設定してもよい。また、上記の類似度については、上述したＳＡＤ等の公知の手法を利用することにより算出することができる。ＳＡＤを用いる場合、上記の類似度が低いほどＳＡＤの値が大きくなるため、ＳＡＤの値に予め閾値を設定しておき、第１画像および第２画像における計測点候補位置周囲の所定画素数の範囲において、当該閾値よりもＳＡＤの算出値が大きい場合には、分析部２０１は、当該範囲において第１画像と第２画像の類似度が低いと判定する。例えば、図４の例では、計測点候補位置Ｋ１の左側がオクルージョン領域Ｏ１であるから、計測点候補位置周囲の所定画素数の範囲は、当該領域を含む。そのため、ＳＡＤの算出値が大きくなり、分析部２０１は、上記の範囲において第１画像および第２画像の類似度が低い（オクルージョン領域が含まれている）と判定する。
【００４２】
Ｓ１０３において分析部２０１が、オクルージョン領域が存在すると判定した場合には、画像選択部２０２は、初期基準画像ではない第２画像を選択して基準画像とする。一方、Ｓ１０３において分析部２０１が、オクルージョン領域が存在しないと判定した場合には、画像選択部２０２は、初期基準画像をそのまま基準画像とする（Ｓ１０４、画像選択ステップ）。表示部３０は、Ｓ１０４で画像選択部２０２が選択した画像を表示する。
【００４３】
次に、表示部３０に表示された基準画像において、計測者は、上述の計測点候補位置の入力と同様にして計測点位置を入力し、計測点設定部２０３は、計測者によって入力された計測点候補の位置を示す情報を受け付ける（Ｓ１０５）。そして、計測点設定部２０３は、受け付けた情報の示す基準画像上の位置を計測点位置と設定する。つまり計測点設定部２０３は、基準画像上に計測点を設定する（Ｓ１０６、計測点設定ステップ）。
【００４４】
図５は、基準画像上に設定された計測点位置の一例を示す図である。図示の例では、図４と同様に被写体Ａの左側エッジ位置に計測点位置Ｐ１が設定されているが、基準画像が第２画像とされていることにより、計測点位置Ｐ１の周囲にオクルージョン領域は存在しない（図３参照）。
【００４５】
このように、計測装置１によれば、計測者は、周囲にオクルージョン領域が存在する第１画像に計測点を設定することを避けることができる。そして、計測者は、当該オクルージョン領域が撮像されていない第２画像に計測点を設定するので、オクルージョン領域に計測点を設定してしまうことによる計測精度の低下を防ぐことができる。ステレオマッチングにおいて、基準画像に設定するブロック内にオクルージョン領域が含まれる場合、参照画像に存在しない被写体を探索することになるため、視差算出精度が著しく低下する。特に、ブロック内の大半がオクルージョン領域であるような位置が計測点として設定された場合には、正しい視差値の算出は不可能と言える。しかしながら、上記の計測装置１によれば、オクルージョン領域に計測点が設定されることがなく、必ず参照画像に撮像されている被写体をステレオマッチングで探索することになるので、視差の算出精度が高い。したがって、計測装置１によれば、視差算出精度の低い位置を計測点に設定することがないので、計測精度の低下を防ぐことができる。
【００４６】
なお、基準画像が初期基準画像と同一の画像である場合（Ｓ１０３でオクルージョン領域が存在しないと判定した場合）には、Ｓ１０５の処理は省略して、Ｓ１０６ではＳ１０１で入力された計測点候補位置に計測点を設定してもよい。これによって、計測者が指定する回数を削減することができる。
【００４７】
次に、計測点設定部２０３は、全ての計測点の設定が終了しているか否かを確認する（Ｓ１０７）。ここで、計測点設定部２０３が、全ての計測点の設定が終了していないと判定した場合（Ｓ１０７でＮＯ）には、Ｓ１０１に戻り、Ｓ１０１〜Ｓ１０６の処理により次の計測点の設定が行われる。なお、Ｓ１０４にて何れの画像が基準画像に設定されたかにかかわらず、Ｓ１０１では、初期基準画像（本例では第１画像）への計測点候補位置の入力を受け付ける。
【００４８】
図６は、Ｓ１０７の後に、Ｓ１０１に戻って、Ｓ１０１〜１０６の一連のステップにて２つ目の計測点が設定された基準画像（初期基準画像）を示す図である。図６では、計測点候補位置Ｋ２と計測点位置Ｐ２とが同じ位置に示されている。つまり、図６では、Ｓ１０１にて、初期基準画像（第１画像）における被写体Ａの右側エッジ位置にある計測点候補位置Ｋ２の入力を受け付けた例を示している。図３に示すように、第１画像における被写体Ａの右側エッジ位置の周囲にはオクルージョン領域が存在しない。このため、Ｓ１０３ではＮＯと判定され、Ｓ１０４では初期基準画像である第１画像が基準画像とされ、Ｓ１０６では計測点候補位置Ｋ２が計測点位置Ｐ２として設定される。
【００４９】
このようにして順次計測点が設定され、Ｓ１０７で計測点設定部２０３が全ての計測点の設定が終了していると判定したときに（Ｓ１０７でＹＥＳ）、処理はＳ１０８に進む。つまり、全ての計測点の設定が終了するまで、Ｓ１０１〜１０７までの一連のステップを繰り返し実行する。なお、計測点の設定が終了したか否かを確認する方法は、計測者が所望の計測点の設定を終えたことを判定できる方法であればよく、特に限定されない。例えば、表示部３０にメッセージを表示して計測者に確認してもよいし、予め計測点の数を設定しておき、設定済みの計測点の数が予め設定した数に達したときに、全ての計測点の設定が終了したと判定してもよい。後者の場合、計測者の入力操作を介さずに自動的にＳ１０８の処理に進むことができる。
【００５０】
Ｓ１０８では、位置情報算出部２０４は、計測点設定部２０３が設定した計測点の三次元位置を算出する。具体的には、計測点設定部２０３は、三次元位置を算出する計測点に対応する基準画像（当該計測点の設定直前に画像選択部２０２がＳ１０４で選択した基準画像）と、選択していない画像（参照画像）とに基づいて、ステレオ方式により計測点の視差値を算出する。そして、計測点設定部２０３は、当該視差値に基づいて、初期基準画像を撮像した撮像装置のカメラ座標系を基準とした三次元位置を算出する。Ｓ１０８の詳細は後述する。
【００５１】
続いて、計測値算出部２０５は、Ｓ１０８において位置情報算出部２０４が算出した各計測点の三次元位置を示す三次元位置情報を用いて所定の計測処理を行う（Ｓ１０９）。そして、計測値算出部２０５は、上記の計測処理の結果を出力する（Ｓ１１０）。
【００５２】
なお、上記結果の出力先は特に限定されず、例えば表示部３０であってもよいし、計測装置１の外部装置であってもよい。また、出力先における出力態様も特に限定されない。例えば、表示部３０には画像（第１画像または第２画像）に算出した計測値を重畳表示する態様で表示出力させ、一方、外部装置には、算出した数値をテキスト形式で出力してもよい。
【００５３】
そして、上記の所定の計測処理は、三次元位置情報を用いた演算処理であればよく、特に限定されない。例えば、三次元位置情報を用いて、撮像装置から被写体までの距離、計測点間を結ぶ長さ、あるいは複数の計測点で囲まれる面の面積などを算出する処理であってもよく、このような処理で算出された計測値を示す情報がＳ１１０で出力される。これらの情報は三次元空間における点と点との関係などから公知の技術を用いて算出することができる。このように、複数の計測点が設定されている場合、算出する計測値は、三次元空間における複数の点の関係から算出可能な任意の計測値であってもよい。
【００５４】
図７は、図５、６で示した２つの計測点位置Ｐ１、Ｐ２の三次元位置情報を用いて算出された計測値の表示例を示す図である。図７の例では、撮像装置から計測点位置Ｐ１の被写体までの距離、および撮像装置から計測点位置Ｐ２の被写体までの距離、および被写体の計測点位置Ｐ１と被写体の計測点位置Ｐ２との間の長さ、を示す各情報が、初期基準画像である第１画像に重畳して表示されている。
【００５５】
なお、図５に示された計測点位置Ｐ１は、第２画像の座標系の位置情報であるため、図７では、Ｓ１０９で算出することができる対応点の位置を、計測点位置Ｐ１として第１画像に重畳表示している。以上の処理手順により、計測装置１は、計測点の三次元位置を算出し、該三次元位置を示す三次元位置情報を用いた所定の計測を行う。
【００５６】
＜Ｓ１０８における三次元位置情報の算出＞
続いて、Ｓ１０８の処理内容を詳細に説明する。Ｓ１０８において、位置情報算出部２０４は、Ｓ１０８以前に設定された計測点の三次元位置情報を算出する。まず、位置情報算出部２０４は、三次元位置情報の算出にあたり、画像選択部２０２がＳ１０４で選択した基準画像と、もう一方の画像（参照画像）とを用い、ステレオ方式で計測点における両画像の視差値を算出する。
【００５７】
続いて、位置情報算出部２０４は、算出した視差値を下記式（２）に代入して計測点の三次元位置情報を算出する。
【００５８】
【数２】
2017043258.tif 000004
【００５９】
ここで、（ｕ，ｖ）はＳ１０１で初期基準画像とした画像の二次元座標系における計測点位置情報である。また、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、初期基準画像とした画像を撮像した撮像装置のカメラ座標系における三次元位置情報である。また、（ｕｃ，ｖｃ）は初期基準画像の主点座標を表す。また、Ｂは、２つの撮像装置間（撮像位置間）の基線長を表し、ｐは、撮像装置が有するイメージセンサのピクセルピッチを表し、Ｄは、視差値を表す。
【００６０】
なお、画像選択部２０２がＳ１０４で選択した画像が、初期基準画像ではない場合（第２画像である場合）には、計測点設定部２０３がＳ１０６で設定した計測点位置は、初期基準画像の二次元座標系における位置ではない。そのため、この場合には、視差算出時にステレオマッチングで求めた参照画像（第１画像）上の対応点の位置を、式（２）の（ｕ，ｖ）に代入して計測点の三次元位置情報を算出する。
【００６１】
以上の方法により、位置情報算出部２０４は、画像選択部２０２がＳ１０４で何れの画像を基準画像に選択したかにかかわらず、計測点の三次元位置情報を、初期基準画像を撮像した撮像装置のカメラ座標系を基準とする情報として算出する。これにより、設定した計測点の座標系が統一されるので、Ｓ１０８に続くＳ１０９での三次元位置情報を用いた計測処理が可能となる。なお、計測点の位置情報の座標系が統一されていれば、三次元位置情報を用いた演算は可能であるので、初期基準画像ではない方の画像を撮像した撮像装置のカメラ座標系を基準としてもよい。
【００６２】
以上で述べた方法により、計測装置１は、設定された計測点候補位置周囲の被写体の状態を分析し、計測点候補位置周辺にオクルージョン領域が撮像されていない画像を基準画像として、該基準画像上に計測点を設定する。よって、オクルージョン領域が計測点に設定される可能性を低減することができる。これにより、対応点探索の精度が高く信頼度の高い計測点を設定することができるため、当該計測点の三次元位置情報を正確に算出することができる。また、当該三次元位置情報を用いて、計測点までの距離や計測点間の長さなどの各種計測値を高精度に算出することが可能となる。また、画像全体からオクルージョン領域を推定するなどの処理を行わないため、少ない処理量で、オクルージョン領域を除外した計測が可能となる。また、計測者が計測点候補位置および計測点位置を入力するときに、計測者自身がオクルージョン領域を意識する必要がないため、計測者に負担をかけることもない。
【００６３】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
＜計測装置２＞
本実施形態に係る計測装置（計算装置）２は、図１に示した第１の実施形態の計測装置１と同様の構成であるが、計測部２０が計測部２１に変更されている点で異なっている。計測部２１は、計測部２１が備える各ブロックに加えて、計測範囲設定部２０６を備えている。
【００６５】
計測範囲設定部２０６は、計測点候補位置を基準とした計測点範囲を基準画像上に設定する。計測点範囲は、基準画像において、計測点設定部２０３が計測点を設定可能な範囲である。計測範囲設定部２０６の追加により、基準画像上における適切な位置に計測点を入力することを容易にすることができる。
【００６６】
＜計測方法：処理の流れ＞
以下では、図９を参照して、計測装置２による計測方法（計算装置の制御方法）を説明する。図９は、計測装置２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図９のフローチャートのＳ２０１〜Ｓ２０４、Ｓ２０７〜Ｓ２１１は、図２におけるＳ１０１〜Ｓ１０４、Ｓ１０６〜Ｓ１１０とそれぞれ同様の処理である。つまり、図９のフローチャートは、図２のフローチャートのＳ１０４の後にＳ２０５の処理を追加し、それに伴ってＳ１０５をＳ２０６に変更したものである。ここでは、図２との相違点であるＳ２０５およびＳ２０６について説明し、他の処理の説明は省略する。
【００６７】
第１の実施形態の計測装置１と同様に、計測装置２は、左視点の画像である第１画像を初期基準画像として計測点候補位置の入力を受け付け、計測点候補位置を設定し、その周囲のオクルージョン領域の有無を判定する（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。そして、Ｓ２０３の結果に応じた基準画像を選択する（Ｓ２０４）。
【００６８】
ここで、計測範囲設定部２０６は、画像選択部２０２がＳ２０４で選択した基準画像上に計測点範囲を設定する（Ｓ２０５）。計測点範囲は、後段階の処理で計測点位置を設定することができる範囲であり、計測点候補位置に基づいて設定される。Ｓ２０５で計測点範囲をどのように設定するかについては後述する。
【００６９】
次に、計測点設定部２０３は、Ｓ２０５で計測範囲設定部２０６が設定した計測点範囲内の計測点位置の入力を受け付ける（Ｓ２０６）。上記実施形態で説明したように、計測点位置の入力を受け付ける態様は特に限定されず、例えば表示部３０に基準画像を表示して、該基準画像から計測点位置を計測者に選択させてもよい。この場合、計測範囲設定部２０６が設定した計測点範囲のみを表示してもよく、これにより、計測者に計測点範囲を認識させることができると共に、確実に該範囲内から計測点位置を入力させることができる。この他、計測点範囲を示す情報（例えば計測点範囲の外縁を示す円や矩形等の図形）を基準画像に重畳して表示してもよく、このような構成であっても計測者に計測点範囲を認識させることができる。また、計測点範囲の画像を拡大して表示してもよく、これにより計測者が画像の内容を確認し易く、適切な計測点位置を容易に入力することが可能になる。また、計測点位置を外部装置から入力する場合にも、計測者が計測点を入力できる範囲を計測点範囲内に限定することで、計測者が最初に設定した計測点候補位置と大きく外れた誤った位置を計測点として設定してしまう可能性を低減できる。
【００７０】
続いて、計測点設定部２０３は、入力を受け付けた計測点の位置に計測点を設定する（Ｓ２０７）。この後の処理は、実施形態１と同様である。なお、上述の処理において、Ｓ２０４で選択された基準画像が、初期基準画像と同一である場合にはＳ２０６を省略可能であり、Ｓ２０６を省略する場合にはＳ２０５も省略する。
【００７１】
＜Ｓ２０５における計測点範囲の設定＞
続いて、Ｓ２０５の処理内容を詳細に説明する。Ｓ２０５において、計測範囲設定部２０６は、計測点候補位置を用いて基準画像上に計測点範囲を設定する。上述のように、Ｓ２０５に続くＳ２０６では、Ｓ２０５で設定した計測点範囲内で計測点位置を受け付ける。つまり、計測範囲設定部２０６による計測点範囲の設定により、計測点候補位置から大きく外れた範囲を除外してより適切な位置に計測点を設定させることが可能になる。
【００７２】
計測範囲設定部２０６は、所望の計測点位置が含まれるように、計測点候補位置を中心とした周辺の範囲に計測点範囲を設定する。計測点範囲の大きさ（画素サイズ）については、例えば、画像解像度の数分の一などに予め設定しておく。
【００７３】
ここで、計測点候補位置は、初期基準画像の座標系の位置である。このため、Ｓ２０３でオクルージョン領域が存在すると判定されてＳ２０４で初期基準画像でない画像が基準画像に選択された場合には、基準画像上での計測点候補位置は、視差方向にずれている。そこで、計測範囲設定部２０６は、初期基準画像でない画像が基準画像に選択された場合には、上記のずれを考慮して視差方向に十分に広い範囲で計測点範囲を設定してもよい。例えば、計測範囲設定部２０６は、計測点候補位置を中心に設定した範囲を、視差方向に所定の長さだけ拡張して計測点範囲としてもよい。なお、本実施形態では、第２画像は右視点画像であるから、拡張する視差方向は左方向である。
【００７４】
また、計測範囲設定部２０６は、第１画像および第２画像を撮像した撮像装置間の基線長Ｂ、および、撮像装置から被写体までの距離Ｚを上述の式（１）に代入して視差値を算出してもよい。そして、その視差値をずれ量として、計測点範囲の中心位置を予めずらして設定してもよい。
【００７５】
なお、撮像装置が固定の場合（例えば同一のカメラを動かして計測するような場合）、式（１）に含まれる変数のうちｆとｐは値が変わらず、Ｄ、Ｂ、およびＺのみ値が変わる。計測対象がある程度分かっている場合には、被写体が写る距離もある程度分かるので、このようなおおよそ距離を上記Ｚとすれば、おおよその視差値Ｄを算出することができる。
【００７６】
これによって、計測範囲設定部２０６が、初期基準画像ではない第２画像で計測点範囲を設定する場合であっても、計測点候補を中心または中心付近とした計測点範囲を設定できる。これにより、計測点範囲が不要に広くならないので好ましい。また、計測点範囲の中心位置をずらして設定するずれ量を、入力部１０などの入力装置により変更できるようにしておけば、計測者が計測点範囲を適切な位置に調整しながら計測点を入力することもできる。
【００７７】
本実施形態の計測装置２では、上述の方法により、計測範囲設定部２０６が、計測点候補位置に基づいて基準画像上に計測点範囲を設定する。そして、この計測点範囲内で計測点位置が設定される。よって、オクルージョン領域に計測点が設定されて計測精度が低下する可能性を低減することができると共に、計測点候補位置から大きくずれた範囲を除外して、より高精度に計測点を設定することができる。また、設定した計測点範囲のみを拡大表示してもよく、この場合、測定者が画像を確認し易く、適切な計測点位置の入力が容易となり、高精度に計測点を設定することが可能となる。
【００７８】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明の第３の実施形態について、図１０を参照して詳細に説明する。なお、上記実施形態と同様の構成には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
＜計測装置３＞
本実施形態に係る計測装置（計算装置）３は、図１０に示すように、図８に示した第２の実施形態の計測装置２と同様の構成であるが、計測部２１が計測部２２に変更されている点で異なっている。計測部２２は、計測部２１が備える各ブロックに加えて、周辺視差値算出部２０７を備えている。周辺視差値算出部２０７は、計測点範囲の中心位置を補正するためのずれ量を算出する。
【００８０】
＜計測方法＞
計測装置３の実行する計測方法は、計測装置２の実行する計測方法に処理手順がさらに追加されたものとなっており、計測装置３の実行する計測方法によれば、上述の計測点範囲をより好ましい範囲に設定できる。
【００８１】
ここで、計測点候補位置周辺にオクルージョン領域が存在すると判定され、基準画像として初期基準画像ではない方の画像が選択された場合には、計測点候補位置にずれが生じる。例えば、図４のように初期基準画像（第１画像）上に計測点候補位置を設定した後で、基準画像が第２画像となった場合、図４の計測点候補位置Ｋ１は、図５の基準画像（第２画像）上では、被写体Ａの内側（左側エッジよりも右側）にずれた位置となる。このため、上記第２の実施形態２では、計測範囲設定部２０６は、計測点範囲を広く設定するか、中心位置をずらして設定してもよいと述べた。
【００８２】
本実施形態に係る計測装置３は、周辺視差値算出部２０７が計測点候補位置付近の画素の視差値を算出し、計測範囲設定部２０６は、その視差値を計測点範囲の中心位置のずれ量として用いて、計測点範囲を設定する基準となる位置を補正する。
【００８３】
＜処理の流れ＞
以下では、図１１を参照して、計測装置３による計測方法（計算装置の制御方法）の処理手順を説明する。図１１は、計測装置３が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図１１のフローチャートのＳ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ３０５〜Ｓ３１２は、図９におけるＳ２０１〜Ｓ２０３、Ｓ２０４〜Ｓ２１１とそれぞれ同様の処理である。つまり、図１１のフローチャートは、図９のフローチャートのＳ２０３の後にＳ３０４の処理を追加したものである。ここでは、図９との相違点であるＳ３０４を中心に説明し、他の処理の詳細な説明は省略する。
【００８４】
第１の実施形態の計測装置１と同様に、計測装置３は、左視点の画像である第１画像を初期基準画像として計測点候補位置の入力を受け付け、計測点候補位置を設定し、その周囲のオクルージョン領域の有無を判定する（Ｓ３０１〜Ｓ３０３）。
【００８５】
ここで、Ｓ３０３で、分析部２０１が計測点候補位置周囲の所定画素数の範囲にオクルージョン領域が含まれていると判定した場合、周辺視差値算出部２０７は、計測点範囲の中心位置を補正するためのずれ量を算出する（Ｓ３０４）。Ｓ３０４のずれ量算出方法の詳細は後述する。また、画像選択部２０２は、第１の実施形態において説明したＳ１０４と同様の方法により、Ｓ３０３の分析結果に応じた基準画像を選択する（Ｓ３０５）。
【００８６】
次に、計測範囲設定部２０６は、Ｓ３０４で算出されたずれ量分だけ計測点候補位置をずらした位置を計測点範囲の中心として計測点範囲を設定する（Ｓ３０６）。これにより、基準画像が第２画像となることに伴う計測点候補位置のずれに対応した適切な計測点範囲が設定される。計測点範囲を設定した後の処理（Ｓ３０７〜Ｓ３１２）は、実施形態２と同様である。
【００８７】
なお、計測範囲設定部２０６は、処理Ｓ３０６で計測点範囲を設定する際に、計測点範囲の大きさ（画素サイズ）を、周辺視差値算出部２０７がＳ３０４で算出するずれ量に基づいて設定してもよい。詳細は後述するが、Ｓ３０４で算出するずれ量は、計測点候補位置に近い位置に写っている被写体のうち、手前側に位置している被写体の視差値である。そして、該視差値すなわちＳ３０４で算出するずれ量を用いることにより、撮像装置から上記被写体までの距離を算出することができる。
【００８８】
そこで、計測範囲設定部２０６は、上記距離に応じて計測点範囲の大きさを変更してもよい。例えば、ずれ量が小さいほど被写体までの距離は大きく、遠距離の被写体は画像上で小さく撮像されている。このため、計測範囲設定部２０６は、ずれ量が小さいほど計測点範囲を狭く（小さく）設定してもよい。反対に、ずれ量が大きいほど被写体までの距離は小さく、近距離の被写体は画像上で大きく撮像されている。このため、計測範囲設定部２０６は、ずれ量が大きいほど計測点範囲を広く（大きく）設定してもよい。このような方法により、計測点候補位置付近の被写体までの距離に応じた適切な範囲を計測点範囲として設定できる。ずれ量に応じた広さの計測点範囲を設定する方法は特に限定されず、例えば、ずれ量（視差値）の範囲と、各範囲のずれ量に応じた広さとを予め設定しておくことにより、ずれ量に応じた、異なる広さの計測点範囲を設定することができる。
【００８９】
＜Ｓ３０４におけるずれ量の算出＞
続いて、処理Ｓ３０４の処理内容の詳細を説明する。前段階のＳ３０３で分析部２０１が、オクルージョン領域が存在すると判定した場合、Ｓ３０４において周辺視差値算出部２０７は、計測点範囲の中心位置を補正するためのずれ量を算出する。
【００９０】
ここで、第１および第２画像のうちの一方の画像における注目点の位置に対応するもう一方の画像上の対応点は、注目点の位置から視差の分だけずれた位置にあり、注目点の視差値は、その位置のずれ量となる。したがって、計測点候補位置の視差値を算出すれば、ずれ量を求めることができ、そのずれ量分だけずらした位置を計測点範囲の中心位置とすれば、適切な位置に計測点範囲を設定することができる。
【００９１】
ただし、計測点範囲の設定時にずれが生じ、計測点範囲の中心位置を補正する必要が生じるのは、計測点候補位置がオクルージョン領域である場合である。このため、このような状況では、上述の通り、計測点候補位置の正しい視差値を算出することは困難である。そこで、Ｓ３０４では、周辺視差値算出部２０７は、計測点候補位置がオクルージョン領域である場合に、計測点候補位置周辺でオクルージョン領域ではない位置の視差値を算出して、その視差値をずれ量として用いる。
【００９２】
ここで、オクルージョン領域は、撮像装置からの距離が異なる２つの被写体（図３の場合、被写体Ａと背景Ｂ）が重なっている位置に生じ、図３のオクルージョン領域Ｏ１のように、左視点の画像上では手前側の被写体（被写体Ａ）の左側領域に生じる。したがって、分析部２０１が、左視点の画像上で設定された計測点候補位置がオクルージョン領域であると判定した場合には、計測点候補位置の右側に手前側の被写体が存在すると判定できる。
【００９３】
そこで、分析部２０１は、計測点候補位置の右方向へと順番に位置をずらしながら、各画素の類似度を算出し、類似度が高くなる位置、すなわちオクルージョン領域ではない位置を求める。類似度は、第１の実施形態で述べた方法で算出可能である。そして、周辺視差値算出部２０７は、分析部２０１によってオクルージョン領域ではないと最初に判定された位置の視差値を算出して、その値をずれ量とする。なお、第１の実施形態で述べたように、視差値はステレオ方式で算出可能である。
【００９４】
上記の場合とは反対に、計測点候補設定部２００が計測点候補位置を右視点の画像で設定した場合には、被写体とオクルージョン領域との位置関係も反対になる。このため、この場合には、類似度を算出するために画素を走査する方向を、右方向から左方向に変更して、同様の処理を行う。
【００９５】
以上で述べた方法により、本実施形態の計測装置３では、周辺視差値算出部２０７が、計測点候補位置付近（周辺）のオクルージョン領域ではない位置の視差値を、計測点範囲の位置を補正するためのずれ量として算出する。よって、計測点範囲を適切な位置に設定することができる。そして、計測者は、この計測点範囲内で計測点を入力することができるため、オクルージョン領域に計測点を設定することによって三次元位置情報の計測精度が低下してしまう可能性をより低減することができる。
【００９６】
また、上述した、視差値に基づいて計測点範囲の画素範囲を変更する方法によれば、撮像装置から計測点候補位置付近の被写体までの距離に応じた適切な範囲を計測点範囲として設定することができる。したがって、より適切な計測点範囲を設定することができ、これによってより適切な計測点位置を設定して、該計測点位置に関する計測を行うことが可能になる。
【００９７】
〔変形例〕
上記の各実施形態で述べた計測装置では、入力される２つの画像は、水平面上に配置されたステレオカメラで撮像されたものとしたが、これに限定されない。例えば、２つの撮像装置が垂直方向に配置された場合であっても、上述の各実施形態で説明した計測方法を同様に適用できる。ステレオカメラが垂直軸上に配置されている場合には、視差の方向が垂直軸上にあるため、視差算出時の走査軸も当該垂直軸である。また、複数の撮像装置でそれぞれ撮像した複数の画像を用いる代わりに、１つの撮像装置を被写体と平行な方向に移動させて撮像した、撮像位置の異なる複数の画像を用いてもよい。
【００９８】
また、上記の各実施形態では、２つの画像を用いた計測を例示したが、異なる位置から少なくとも一部の共通領域を含むように撮像された画像であれば、３つ以上の画像を用いた計測も可能である。
【００９９】
さらに、上記の各実施形態では、基準画像上における計測点位置の指定を計測者に行わせる例を示したが、計測点位置を自動で設定してもよい。計測点位置を自動で設定する場合、例えば、計測点候補位置の対応点の位置や、上述の計測点範囲の中心点の位置、あるいは計測点範囲内の任意の位置を計測点位置としてもよい。また、このように自動で求めた位置を、計測点位置の候補として表示して、該候補を計測点位置とするか否か、あるいは何れを候補を計測点位置とするかを計測者に選択させてもよい。
【０１００】
〔ソフトウェアによる実現例〕
計測装置（計測装置１、２、および３）の制御ブロック（特に計測部２０、２１、および２２）は、集積回路（Integrated Circuit）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。前者の場合、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラム可能な集積回路で実現してもよい。また、後者の場合、上記計測装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）、または、記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭなどを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の一態様の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る計算装置（計測装置１〜３）は、共通の被写体を撮像した複数の画像（第１画像、第２画像）を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置であって、上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析部（２０１）と、上記分析部が、オクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択部（２０２）と、該基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定部（２０３）と、を備えている。
【０１０２】
上記の構成によれば、使用者が設定した計測点候補位置および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在すると判定した場合に、初期基準画像以外の画像を基準画像として、該基準画像上に計測点を設定する。よって、オクルージョン領域またはその周辺に計測点を設定することによる計算精度の低下を防ぐことができる。
【０１０３】
また、上記の構成によれば、オクルージョン領域が存在するか否かは、計測点候補位置および計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかの位置について判定すればよい。このため、画像全体の何れの領域がオクルージョン領域であるかを推定する場合と比べて、演算処理量を過剰に増加させることがない。
【０１０４】
なお、基準画像上に設定する計測点の位置は、使用者に選択させてもよいし、自動で決定してもよい。前者の場合であっても、使用者はオクルージョン領域を意識することなく、初期基準画像に計測点候補位置を設定した際と同様にして、基準画像上の所望の位置に計測点を設定することができる。よって、使用者の負担を増加させることなく、計算精度の低下を防ぐことができる。
【０１０５】
また、上記計算装置が出力する計算結果は、算出した三次元位置であってもよいし、該三次元位置を用いて算出した他の計測値であってもよい。他の計測値は、三次元位置を用いて算出可能な計測値であればよく、例えば撮像装置から被写体上の計測点までの距離等が挙げられる。そして、他の計測値の算出には、算出した三次元位置の他、撮像位置や焦点距離、イメージセンサのピクセルピッチ等のパラメータを用いてもよい。
【０１０６】
本発明の態様２に係る計測装置（２）は、上記態様１において、上記計測点候補位置を基準として上記基準画像上に計測点範囲を設定する計測範囲設定部（２０６）を備え、上記計測点設定部は、設定した上記計測点範囲内の位置に上記計測点を設定する、構成であってもよい。
【０１０７】
上記の構成によれば、使用者が設定した計測点候補位置を基準として基準画像上に計測点範囲を設定し、該計測点範囲内の位置に計測点を設定する。よって、使用者が設定した計測点候補位置に応じた範囲内に計測点を設定することができる。これにより、例えば、被写体における計測点候補位置から大きく離れた位置に計測点を設定することや、計測点候補位置を設定した被写体とは異なる他の被写体上に計測点を設定することを防ぐことも可能になる。
【０１０８】
本発明の態様３に係る計測装置（３）は、上記態様２において、上記計測点候補位置の周辺のオクルージョン領域ではない位置と、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像における、上記位置に対応する対応位置との間の視差値を算出する周辺視差値算出部（２０７）を備え、上記計測範囲設定部は、上記計測点候補位置を上記視差値に応じて補正した位置を基準として上記計測点範囲を設定する、構成であってもよい。
【０１０９】
ここで、初期基準画像と基準画像とが、被写体と平行な方向にずれた位置で撮像された画像である場合、基準画像における、計測点候補位置に対応する位置は、計測点候補位置を視差方向に視差の分だけずれた位置となる。よって、計測点候補位置を視差値に応じて補正した位置を基準として計測点範囲を設定する上記構成によれば、上記ずれ量の影響をキャンセルして、適切な計測点範囲を設定することが可能になる。なお、適切な計測点範囲とは、計測点候補位置と同じ部分を撮像した基準画像上の位置を基準として設定した範囲である。
【０１１０】
本発明の態様４に係る計測装置（３）は、上記態様３において、上記計測範囲設定部（２０６）は、上記視差値の大小に応じて上記計測点範囲の広さを設定してもよい。
【０１１１】
ここで、共通の被写体を複数の位置から撮像した場合、異なる撮像位置で得られた画像間の視差値は、撮像装置（撮像位置）から被写体までの距離に反比例する。つまり、視差値が大きいほど、撮像装置から被写体までの距離は小さくなる。そして、撮像装置から被写体までの距離が小さい場合、撮像した画像において被写体が占める範囲は相対的に広くなる。
【０１１２】
よって、視差値の大小に応じた広さの計測点範囲を設定する上記構成によれば、被写体が広い範囲を占める画像から、所望の計測位置を使用者に容易に設定させることが可能になる。なお、より詳細には、視差値が大きいほど、すなわち撮像装置（撮像位置）から被写体までの距離が小さいほど広い計測点範囲、あるいは、視差値が小さいほど、すなわち撮像装置から被写体までの距離が大きいほど狭い計測点範囲を設定すればよい。
【０１１３】
本発明の態様５に係る計算装置（計測装置１〜３）の制御方法は、共通の被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上に設定された計測点の三次元位置を算出する計算装置の制御方法であって、上記複数の画像を分析して、上記計算装置の使用者が上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定した計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在するか判定する分析ステップと、上記分析ステップにてオクルージョン領域が存在すると判定した場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像とする画像選択ステップと、上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定ステップと、を含む。この構成によれば、上記態様１と同等の効果を奏する。
【０１１４】
本発明の各態様に係る計算装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記計算装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記計算装置をコンピュータにて実現させる計算装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１１５】
本発明の実施形態は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
本出願は、２０１５年９月９日に出願された特願２０１５−１７７７１９に対して優先権の利益を主張するものであり、当該出願を参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
【符号の説明】
【０１１６】
１〜３  計測装置（計算装置）
２０１  分析部
２０２  画像選択部
２０３  計測点設定部
２０６  計測範囲設定部
２０７  周辺視差値算出部
【図１】
2017043258.tif 000005
【図２】
2017043258.tif 000006
【図３】
2017043258.tif 000007
【図４】
2017043258.tif 000008
【図５】
2017043258.tif 000009
【図６】
2017043258.tif 000010
【図７】
2017043258.tif 000011
【図８】
2017043258.tif 000012
【図９】
2017043258.tif 000013
【図１０】
2017043258.tif 000014
【図１１】
2017043258.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月31日(2018.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上の計測点の計測値を算出する計算装置であって、
上記複数の画像の１つである初期基準画像を表示し、上記計測点の設定位置の候補として上記初期基準画像上に設定された計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在する場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像として表示する表示部と、
上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定部と、を備えていることを特徴とする計算装置。
【請求項２】
上記計測点設定部は、上記計測点候補位置を基準として上記基準画像上に設定した計測点範囲内の位置に上記計測点を設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の計算装置。
【請求項３】
上記計測点設定部は、上記計測点候補位置を、上記計測点候補位置の周辺のオクルージョン領域ではない位置と、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像における、上記位置に対応する対応位置との間の視差値に応じて補正した位置を基準として上記計測点範囲を設定する、ことを特徴とする請求項２に記載の計算装置。
【請求項４】
上記計測点設定部は、上記視差値の大小に応じて上記計測点範囲の広さを設定する、ことを特徴とする請求項３に記載の計算装置。
【請求項５】
被写体を撮像した複数の画像を用いて、上記被写体上の計測点の計測値を算出する計算装置の制御方法であって、
上記複数の画像の１つである初期基準画像を表示し、上記計測点の設定位置の候補として、上記複数の画像の１つである初期基準画像上に設定された計測点候補位置、および該計測点候補位置から所定の範囲内の位置の少なくとも何れかにオクルージョン領域が存在する場合に、上記複数の画像のうち上記初期基準画像以外の画像を基準画像として表示する基準画像表示ステップと、
上記基準画像上に上記計測点を設定する計測点設定ステップと、を
含むことを特徴とする計算装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１から４の何れか１項に記載の計算装置としてコンピュータを機能させるための計算プログラムであって、上記表示部および上記計測点設定部としてコンピュータを機能させるための計算プログラム。
【国際調査報告】
2017043258.tif 000016
2017043258.tif 000017
2017043258.tif 000018
2017043258.tif 000019