(57)【要約】【課題】キャリブレーションについて、人手による煩雑な作業を避ける。【解決手段】平面投影ステレオ法にてキャリブレーションが適切であればステレオ視の２画像において、特に道路やセンタラインに係る平面部分の画像はほぼ同一位置に現れることに鑑み、第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影手段１２と、第１視点の投影画像と第２視点の画像との差を求める差分演算手段１４と、この差分演算手段１４にて抽出した差分演算結果が最小となるようにキャリブレーションデータのパラメータを検索手段１５にて変位させ検出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うキャリブレーション装置において、
キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影手段と、
前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算手段と、
前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影手段と前記差分演算手段を動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索手段と
を具備することを特徴とするキャリブレーション装置。
【請求項２】
前記投影手段と前記差分演算手段は、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のキャリブレーション装置。
【請求項３】
前記差分演算手段は、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリブレーション装置。
【請求項４】
前記検索手段は、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリブレーション装置。
【請求項５】
前記各手段は異なる複数時点において処理を行い、前記検索手段は最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリブレーション装置。
【請求項６】
前記検索手段は、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリブレーション装置。
【請求項７】
第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、前記各手段は、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索手段は最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャリブレーション装置。
【請求項８】
第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うキャリブレーション方法において、
キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影ステップと、
前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算ステップと、
前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影ステップと前記差分演算ステップを動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索ステップと
を具備することを特徴とするキャリブレーション方法。
【請求項９】
前記投影ステップと前記差分演算ステップは、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする請求項８に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１０】
前記差分演算ステップは、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１１】
前記検索ステップは、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする請求項８または請求項９に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１２】
前記各ステップでは異なる複数時点において処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１３】
前記検索ステップは、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１４】
第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、前記各ステップでは、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のキャリブレーション方法。
【請求項１５】
第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うコンピュータにより実行されるキャリブレーション用プログラムにおいて、
前記コンピュータにより実行されることにより、
キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影ステップと、
前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算ステップと、
前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影ステップと前記差分演算ステップを動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索ステップと
により構成されるキャリブレーション方法を実現することを特徴とするキャリブレーション用プログラム。
【請求項１６】
前記投影ステップと前記差分演算ステップでは、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーション用プログラム。
【請求項１７】
前記差分演算ステップは、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のキャリブレーション用プログラム。
【請求項１８】
前記検索ステップでは、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のキャリブレーション用プログラム。
【請求項１９】
前記各ステップでは異なる複数時点において処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のキャリブレーション用プログラム。
【請求項２０】
前記検索ステップは、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のキャリブレーション用プログラム。
【請求項２１】
前記各ステップでは、第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のキャリブレーション用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うキャリブレーション装置及びその方法、更には、平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うコンピュータにより実行されるキャリブレーションプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチ視点から監視領域を撮像した画像を用いて物体を検出するステレオ画像処理には平面投影ステレオ法が用いられており、この平面投影ステレオ法はキャリブレーションが比較的簡単な手法として知られている。
【０００３】
一般的には、特徴点の対応情報からキャリブレーションデータを算出することが通例である。特徴点の対応は、８０点以上の特徴点を撮像範囲に配置し、その画像をキャプチャし、人手によって異なる視点からの画像間の対応をとる作業を行っていた。従って、他の手法よりも簡易であるといっても、煩雑で非常に手間の係る作業が必要であった。
【０００４】
上記に対し特許文献１には、複数のカメラを有し、平面投影ステレオ法を実施する機能を備えたステレオカメラシステムのキャリブレーションを行う方法として、第１の鏡および第２の鏡を平行かつ互いの反射面を対向させて配置し、上記第１および第２の鏡の間に少なくとも２つの目印を設置し、上記目印が上記第１および第２の鏡によって反射されて得られる目印の反射像を含む画像を上記複数のカメラで撮影し、上記複数のカメラで撮影された画像間の上記目印の対応関係を示す複数の座標の組を決定し、上記複数の座標の組から、上記目印が設置された平面を基準とし且つ上記複数のカメラによって撮影された画像間の射影変換パラメータを算出することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９１３５４号公報
【０００５】
上記特許文献１の手法によれば、実際に多くの目印を配置しなくて済む効果があるものの、８０点以上の特徴点を配置するには無理がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
平面投影ステレオ法に用いるキャリブレーションデータを得るためには、多数の特徴点を配置し、異なる視点からの画像間の対応をとる作業を行う必要があり、煩雑で非常に手間の係る作業が必要であるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るキャリブレーション装置は、第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うキャリブレーション装置において、キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影手段と、前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算手段と、前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影手段と前記差分演算手段を動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るキャリブレーション装置では、前記投影手段と前記差分演算手段は、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るキャリブレーション装置では、前記差分演算手段は、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るキャリブレーション装置では、前記検索手段は、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るキャリブレーション装置では、前記各手段は異なる複数時点において処理を行い、前記検索手段は最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るキャリブレーション装置では、前記検索手段は、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るキャリブレーション装置では、第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、前記各手段は、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索手段は最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るキャリブレーション方法は、第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うキャリブレーション方法において、キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影ステップと、前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算ステップと、前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影ステップと前記差分演算ステップを動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索ステップとを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るキャリブレーション方法では、前記投影ステップと前記差分演算ステップは、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るキャリブレーション方法では、前記差分演算ステップは、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るキャリブレーション方法では、前記検索ステップは、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする。
【００１８】
本発明に係るキャリブレーション方法では、前記各ステップでは異なる複数時点において処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るキャリブレーション方法では、前記検索ステップは、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るキャリブレーション方法では、第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、前記各ステップでは、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るキャリブレーションプログラムは、第１視点から監視領域を撮像して得られた第１視点の画像と、第２視点から前記監視領域を撮像して得られた第２視点の画像とを用いた平面投影ステレオ法にてキャリブレーションを行うコンピュータにより実行されるキャリブレーション用プログラムにおいて、前記コンピュータにより実行されることにより、キャリブレーションデータを用いて前記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る投影ステップと、前記投影画像と前記第２視点の画像との差分を求める差分演算ステップと、前記キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて前記投影ステップと前記差分演算ステップを動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索する検索ステップとにより構成されるキャリブレーション方法を実現することを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るキャリブレーションプログラムでは、前記投影ステップと前記差分演算ステップでは、フィルタを介して画像を取り込み、処理を行うことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るキャリブレーションプログラムでは、前記差分演算ステップは、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るキャリブレーションプログラムは、前記検索ステップでは、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとし、他のキャリブレーションデータを予め与えた値に固定して、検索を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るキャリブレーションプログラムは、前記各ステップでは異なる複数時点において処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、各時点おいて得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【００２６】
本発明に係るキャリブレーションプログラムでは、前記検索ステップは、所定手順によりパラメータ変更を実行することを特徴とする。
【００２７】
本発明に係るキャリブレーションプログラムは、第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、前記各ステップでは、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、前記検索ステップでは最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、キャリブレーションデータを用いて第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得ると共に、上記投影画像と上記第２視点の画像との差分を求めるという平面投影ステレオ法に含まれる手法を用いるので、人手による煩雑な作業を避けることが可能であるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明では、基本的には自動的にキャリブレーションデータを取得するという目的を、キャリブレーションデータを用いて第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得ると共に、上記投影画像と上記第２視点の画像との差分を求めるという平面投影ステレオ法に含まれる手法を用い、キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて上記投影画像を得る処理と上記差分演算を行う処理を行って、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索することにより実現したものである。以下、添付図面を参照して本発明に係るキャリブレーション装置及びその方法、キャリブレーション用プログラムの実施例を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【実施例１】
【００３０】
図１に、本発明に係るキャリブレーション装置における実施例の構成図を示す。この装置においては、テレビカメラ２−１、２−２から画像情報を得ている。テレビカメラ２−１は、第１視点から監視領域を撮像して第１視点の画像を得るものであり、テレビカメラ２−２は、第２視点から監視領域を撮像して第２視点の画像を得るものである。ここでは、２台のカメラによっているが、１台のカメラの撮像部に対し２系統の光路から監視領域の映像を結像させる構成を採用することもできる。
【００３１】
テレビカメラ２−１、２−２から送出された画像情報は、パーソナルコンピュータにより構成される画像処理装置１０へ取り込まれる。当該画像情報は、テレビカメラ２−１、２−２においてまたは画像処理装置１０においてＡ／Ｄ変換され、ディジタル化されているものとする。
【００３２】
画像処理装置１０に取込まれた画像情報は、フィルタリング部１１によるフィルタリングを受けて正規化などの処理が行われる。フィルタリング部１１はソベールフィルタや輝度伸長用フィルタにより構成される。このフィルタリング部１１は必須の構成要素ではない。
【００３３】
画像処理装置１０にはフィルタリング部１１以外に、平面投影ステレオ法による投影処理を行う投影手段１２、キャリブレーションデータ部１３、差分演算手段１４、検索手段１５及び対象物検出手段１６が備えられている。キャリブレーションデータ部１３には、視点毎のキャリブレーションデータが備えられている。
【００３４】
この実施例において、キャリブレーションデータは図２に示されるように、内部パラメータと外部パラメータとから構成されており、内部パラメータは、焦点距離、画像中心座標、画素サイズ、レンズ歪みの各データであり、外部パラメータは、世界座標に対するレンズの中心座標（平行移動ベクトル）及び世界座標に対するレンズ光軸の方向（回転行列）の各データである。
【００３５】
上記の内部パラメータは、カメラなどの仕様・カタログにより得られるデータである。外部パラメータは、図３に示されるようにカメラが地面から所定の高さに、所定の方向を向いて設置されている場合には、次のように定義される。図３におけるｘｙｚによる世界座標の中心を０として、世界座標に対するレンズの中心座標（ｘ，ｙ，ｚ）が１つ目の外部パラメータである。例えば、世界座標に対するレンズの中心座標（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，８０００ｍｍ）などとなる。一方、世界座標に対するレンズ光軸の方向は（パン、チルト、ローテート）により規定され、例えば、（１２０゜，１０゜，０）となる。
【００３６】
キャリブレーションデータ部１３には、キーボードなどのデータ設定部２０による入力にて内部パラメータがカタログ値から設定される。また、外部パラメータに関しては、実測値がデータ設定部２０による入力にて設定される。
【００３７】
差分演算手段１４は、投影手段１２により第１視点の画像を第２視点へ投影して得られた投影画像と、第２視点の画像との差分を求めるもので、輝度差分、監視領域における対応点についての差分値の総和、正規化相関の少なくとも１つを求めるものである。検索手段１５は、キャリブレーションデータを構成するパラメータを変化させて上記投影手段１２と上記差分演算手段１４を動作させて、パラメータ毎の差分結果を比較し差分結果が最小となるパラメータを有するキャリブレーションデータを検索するものである。
【００３８】
対象物検出手段１６は、上記差分演算手段１４の出力に基づき対象物を検出するものであり、本来の画像処理のために設けられているが、キャリブレーション装置としては機能しないものである。以上のように構成された画像処理装置１０の一部を構成するキャリブレーション装置の各手段は、図４に示されるフローチャートに対応するキャリブレーションプログラムを、画像処理装置１０を構成するパーソナルコンピュータが実行することにより実現され、キャリブレーション方法が進行する。そこで、以下においては図４に示されるフローチャートを参照して動作を説明する。
【００３９】
テレビカメラ２−１、２−２より画像情報の取込みを行う（Ｓ１）。続いて画像情報はフィルタリングされ正規化等の処理がなされる（Ｓ２）。次に、キャリブレーションデータを用いて上記第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る（Ｓ３：投影ステップ）。
【００４０】
上記投影ステップの処理を詳細に説明するために、処理手順が図５に示されている。既に、（１）において、内部パラメータがカタログ値として取得され、外部パラメータが測定値として取得され、データ設定部２０からキャリブレーションデータ部１３に設定されている。（２）において、第１視点の画像を第２視点へ投影するが、この処理は（ａ）〜（ｄ）に記載されている通りである。（ａ）では、第１視点に関する内部パラメータを基に、第１視点の画像を第１視点（カメラ２−１）の座標空間へ変換する。
【００４１】
次に、（ｂ）において、第１視点に関する外部パラメータを基に、第１視点の画像を世界座標空間における画像へ変換する。更にこの画像について、（ｃ）において、第２視点に関する外部パラメータを基に、第２視点における世界座標空間の画像へ変換する。そして、第２視点における世界座標空間の画像へ変換された第１視点の画像を、（ｄ）において、第２視点に関する内部パラメータを基に、第２視点（テレビカメラ２−２）における座標空間の画像へ変換する。
【００４２】
図６には、上記（ａ）〜（ｄ）における処理の流れが示されている。つまり、（ａ）〜（ｄ）の手順により、第１視点に関する内部パラメータと外部パラメータを用いて、第１視点の画像（テレビカメラ２−１における座標系Ｏc1の画像）を世界座標Ｏwの画像とし、これを、第２視点に関する内部パラメータと外部パラメータを用いて、テレビカメラ２−２における座標系Ｏc2の画像へと変換する。
【００４３】
以上の投影ステップＳ３に次いで、図４に示すように差分演算ステップＳ４（図５においては、（３）に記載された「第１視点の投影画像と、第２視点の画像との差を抽出する。」処理）が行われる。この差分演算ステップＳ４においては、投影画像と第２視点の画像との差分を求める差分演算がなされる。例えば、テレビカメラ２−１による第１視点の画像が図７に示されるように、道路ＲにセンタラインＣがあり、車両Ｍが存在している画像（左画像）である場合に、テレビカメラ２−２による第２視点の画像が図８に示されるように道路ＲにセンタラインＣがあり、車両Ｍが存在している画像（右画像）であるとして、上記左画像を第２視点へ投影すると図９に示される如くの道路ＲやセンタラインＣに係る平面部分の画像は、基本的に同一位置に現れ、車両Ｍの位置については投影画像と第２視点の画像（右画像）とにおいて差を有する。即ち、差分演算ステップＳ４による結果は車両Ｍである。
【００４４】
平面投影ステレオ法にてキャリブレーションデータが適切であれば、特に道路ＲやセンタラインＣに係る平面部分の画像はほぼ同一位置に現れることになる。係る原理に基づき、本実施例では、検索手段１５（検索ステップＳ５）において差分演算結果が最小となるようにキャリブレーションデータのパラメータを変位させることにより最適なキャリブレーションを行う。
【００４５】
図４のフローチャートにおいては、検索ステップＳ５において差分結果を比較し、最小の差分値となったときのキャリブレーションデータを取得する。そして検索手段１５（検索ステップ）においては、パラメータについて変更を行うか（変更する余地があるか）を判定し（Ｓ６）、変更を行う場合にはパラメータを変更して（Ｓ７）、ステップＳ３へ戻って処理続け、ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７のループを繰り返し、ステップＳ６においてパラメータについて変更を行う余地がないことが検出されると、差分演算が最小のキャリブレーションデータを決定し、当該第１視点に関するキャリブレーションデータとする（Ｓ８）。
【００４６】
上記のステップＳ７におけるパラメータ変更に関しては、外部パラメータと内部パラメータのうち、内部パラメータを固定とし、外部パラメータを変動させる。即ち、図５の（４）に記載の通り、視点の中心座標情報及び視点における画角情報をパラメータとして、これらを変更し、（５）に記載されている如く（２）〜（４）を繰り返し、第１視点の投影画像と第２視点の画像との差が最小となる中心座標情報及び画角情報を検索する。
【００４７】
第１視点の投影画像と第２視点の画像との差に関しては、図１０と図１１に第１視点の投影画像と第２視点の画像との差演算を概念的な示すように、パラメータが適切でない場合には図１０のように差分画像が残存し、パラメータが適切な場合には図１１のように差分画像が生じなくなる。即ち、図１１のような差分結果が得られたときのパラメータ（差分が最小の場合におけるパラメータ）をキャリブレーションデータとして採用する。
【００４８】
検索手段１５（検索ステップ）では、所定手順によりパラメータ変更を実行する。例えば、パラメータを変化させる値を、角度については１度毎の変化をプラスし又マイナスして所定の角度までと定め、位置については５ｍｍ単位の変化をプラスし又マイナスして所定の位置までと定めて全てのパラメータについて検索する全検索法が採用される。また、１つのパラメータ（例えば位置の内のｘ座標）を変化させ他のパラメータを固定としてｘをプラス側へ変更し、差分が小さくなればその方向へ大きくなれば逆方向へ変更して、ｘについて結果を求め、次にｙ、ｚと同じように変更を行い、更に角度についても同様に変更を行って検索する勾配法等各種の数理計画に用いられる手法が採用される。また、ある位置について、またはある角度については、全く変更を行わないようにして、処理時間の短縮化を図るようにしても良い。この手法は、実測が正確であると思われる場合に有効である。更に、時間短縮や精度向上を図るために、検索のスタート値を実測値とすると共に設計上や設置上の拘束条件により、変更の範囲を規定するようにしても良い。
【００４９】
以上の説明においては、ある時点に得られた１対の画像を用いて処理を行うことを示したが、各手段（各ステップ）が異なる複数時点において得られる複数対の画像について夫々処理を行い、検索手段１５（検索ステップ）は最終的に、各時点おいて得られる複数対の画像について夫々処理を行った結果として得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索するようにしても良い。
【００５０】
上記においては、複数対の画像について夫々処理を行った結果として、図１２に示されるように第１から第ｎまでの結果（キャリブレーションデータ）が存在することになる。係る場合には、検索手段１５（検索ステップ）では、キャリブレーションデータの各個毎に（ｘであれば、ｘについて）、平均値、最小値、最大値、最頻度値、その他統計手法のいずれかを用いて１のデータに決定し、１つのキャリブレーションデータとする。
【００５１】
また、以上の説明においては、第１の視点と第２の視点が固定された場合について説明を行ったが、第１の視点についてのキャリブレーションデータを求める場合に、各手段（各ステップ）が、図１３に示されるように、第１の視点を固定とし第２の視点を複数に変更して処理を行い、検索手段１５（検索ステップ）が最終的に、複数の第２の視点との関係において得られた各キャリブレーションデータについて処理を行い、１のキャリブレーションデータを検索するようにしても良い。なお、図１３は、平面的な視点の変更を示しているが、三次元的に第２視点の変更を行っても良い。
【００５２】
第２視点を変更する場合にあっても、図１２に示されるように第１から第ｎまでの結果（キャリブレーションデータ）が存在することになる。係る場合には、検索手段１５（検索ステップ）では、キャリブレーションデータの各個毎に（ｘであれば、ｘについて）、平均値、最小値、最大値、最頻度値、その他統計手法のいずれかを用いて１のデータに決定し、１つのキャリブレーションデータとする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例を示す構成図。
【図２】本発明に係るキャリブレーション装置にて求めるキャリブレーションデータの内容を示す図。
【図３】本発明に係るキャリブレーション装置にて求めるキャリブレーションデータの内、外部パラメータについての説明図。
【図４】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例を実現するプログラムに対応するフローチャートを示す図。
【図５】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例を実現するプログラムによる処理手順を詳細に示した図。
【図６】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により、第１視点の画像を第２視点へ投影して投影画像を得る場合の処理イメージを示す図。
【図７】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により得られた、第１視点の画像の例を示す図。
【図８】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により得られた、第２視点の画像の例を示す図。
【図９】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により、第１視点の画像を第２視点へ投影して得られた投影画像の例を示す図。
【図１０】第１視点の投影画像と第２視点の画像との差演算（パラメータが適切でない場合）を概念的に示す図。
【図１１】第１視点の投影画像と第２視点の画像との差演算（パラメータが適切な場合）を概念的に示す図。
【図１２】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により、複数の処理結果が得られた場合において最終的に、１のキャリブレーションデータを検索する処理の説明図。
【図１３】本発明に係るキャリブレーション装置の実施例により、第１視点を固定とし第２の視点を複数に変更して、複数の処理結果を得る場合における第１視点と第２視点の関係を示す図。
【符号の説明】
【００５４】
２−１、２−２  テレビカメラ
１０  画像処理装置
１１  フィルタリング部
１２  投影手段
１３  キャリブレーションデータ部
１４  差分演算手段
１５  検索手段
１６  対象物検出手段
２０  データ設定手段
【図１】
2006250722.tif 000003
【図２】
2006250722.tif 000004
【図３】
2006250722.tif 000005
【図４】
2006250722.tif 000006
【図５】
2006250722.tif 000007
【図１０】
2006250722.tif 000008
【図１１】
2006250722.tif 000009
【図１２】
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【図１３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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