(57)【要約】【課題】  ステレオペア画像間において安定した画像マッチングを行いつつ、そのマッチング精度を向上させた画像マッチング装置、及び画像マッチング方法を得る。【解決手段】  参照画像２３からテンプレート画像２２１に最も類似した領域を探索するにあたって、両画像間の類似度を算出する際に、それぞれの画像の輝度情報を用いるのではなく、位相情報を用いることによって、両画像間の輝度レベルの差異の影響を抑え、安定した類似度の算出・比較によって、良好な領域抽出を行う。また、元画像に対して平滑フィルタを適用し、画像の特徴を失うことなく雑音成分を除去した上で、対応点／対応点候補の抽出及び対応点決定を行うことにより、その誤差要因を減らして良好な精度で対応点決定を行う。【選択図】  図１
2015172797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方を基準画像とし、他方を参照画像とするとともに、画像内の画素毎に輝度情報を有するステレオペア画像を読み込む画像読み込み手段と、
前記基準画像中の指定された形状の領域をテンプレート画像として切り出すテンプレート画像作成手段と、
前記テンプレート画像、及び前記参照画像をフーリエ変換してそれぞれの画像の画素毎に位相情報を算出したテンプレート位相画像、及び参照位相画像を作成する位相情報抽出手段と、
前記参照位相画像に前記テンプレート位相画像を重ね、前記参照位相画像上を走査するように前記参照位相画像の画素単位で移動しながら、その各位置においてこのテンプレート位相画像領域内で重なった位置にある両画像の画素の位相情報の積和演算に基づいて、この領域における前記参照位相画像の前記テンプレート位相画像に対する類似度を算出するとともに、前記各位置で算出した類似度の最大値に基づいて、前記参照画像から前記テンプレート画像の形状に対応する領域を切り出し、これをマッチング領域画像とするマッチング領域抽出手段と、
前記テンプレート画像及び前記マッチング領域画像に対して平滑フィルタを適用して、平滑化テンプレート画像、及び平滑化マッチング領域画像を生成する画像平滑化手段と、
前記テンプレート画像と前記平滑化テンプレート画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が最大の画素位置を前記テンプレート画像の対応点として抽出する対応点抽出手段と、
前記マッチング領域画像と前記平滑化マッチング領域画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が所定のしきい値を超えた画素位置を前記マッチング領域画像の対応点候補として抽出する対応点候補抽出手段と、
前記テンプレート画像から抽出した対応点の画素位置と前記マッチング領域画像から抽出した対応点候補の画素位置との間のユークリッド距離を算出し、算出した距離が最短の前記対応点候補を前記対応点に合致する位置とする対応点決定手段と
を備えたことを特徴とする画像マッチング装置。
【請求項２】
前記画像平滑手段にて適用する平滑フィルタはガウシアンフィルタとするとともに、再帰的に複数回適用することを特徴とする請求項１に記載の画像マッチング装置。
【請求項３】
前記対応点抽出手段は、前記生成した差分画像の輝度情報からさらに画素毎に隣接する８画素との平均を算出し、その値が最大の画素位置を前記テンプレート画像の対応点として抽出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像マッチング装置。
【請求項４】
前記対応点候補抽出手段は、前記生成した差分画像の輝度情報からさらに画素毎に隣接する８画素との平均を算出し、その値が所定のしきい値を超えた画素位置を前記マッチング領域画像の対応点候補として抽出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像マッチング装置。
【請求項５】
画像内の画素毎に輝度情報を有するステレオペア画像間での対応の関係づけを行う画像マッチング方法であって、
一方を基準画像とし、他方を参照画像とした前記ステレオペア画像を読み込むステップと、
前記基準画像中の指定された形状の領域をテンプレート画像として切り出すステップと、
前記テンプレート画像、及び前記参照画像をフーリエ変換してそれぞれの画像の画素毎に位相情報を算出したテンプレート位相画像、及び参照位相画像を作成するステップと、
前記参照位相画像に前記テンプレート位相画像を重ね、前記参照位相画像上を走査するように前記参照位相画像の画素単位で移動しながら、その各位置においてこのテンプレート位相画像領域内で重なった位置にある両画像の画素の位相情報の積和演算に基づいて、この領域における前記参照位相画像の前記テンプレート位相画像に対する類似度を算出するとともに、前記各位置で算出した類似度の最大値に基づいて、前記参照画像から前記テンプレート画像に対応する形状の領域を切り出し、これをマッチング領域画像とするステップと、
前記テンプレート画像及び前記マッチング領域画像に対して平滑フィルタを適用して、平滑化テンプレート画像、及び平滑化マッチング領域画像を生成するステップと、
前記テンプレート画像と前記平滑化テンプレート画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が最大の画素位置を前記テンプレート画像の対応点として抽出するステップと、
前記マッチング領域画像と前記平滑化マッチング領域画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が所定のしきい値を超えた画素位置を前記マッチング領域画像の対応点候補として抽出するステップと、
前記テンプレート画像から抽出した対応点の画素位置と前記マッチング領域画像から抽出した対応点候補の画素位置との間のユークリッド距離を算出し、算出した距離が最短の前記対応点候補を前記対応点に合致する位置とするステップと
を備えたことを特徴とする画像マッチング方法。
【請求項６】
前記平滑フィルタはガウシアンフィルタとするとともに、前記テンプレート画像及び前記マッチング領域画像に対して再帰的に複数回適用することを特徴とする請求項５に記載の画像マッチング方法。
【請求項７】
前記テンプレート画像の対応点は、前記生成した差分画像の輝度情報からさらに画素毎に隣接する８画素との平均を算出し、その値が最大の画素位置として抽出することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の画像マッチング方法。
【請求項８】
前記マッチング領域画像の対応点候補は、前記生成した差分画像の輝度情報からさらに画素毎に隣接する８画素との平均を算出し、その値が所定のしきい値を超えた画素位置として抽出することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像マッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施の形態は、画像マッチング装置及び画像マッチング方法に係り、特にステレオペア画像間での対応の関係付けを行う画像マッチング装置、及び画像マッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元のステレオペア画像間での対応点の関係づけを行う画像マッチングは、例えば３次元形状の認識や計測等、３次元モデリングを行う際に、その前処理の一つとして実行される。３次元モデリングにおける誤差は、これら前処理の誤差に依存することから、従来から、画像マッチングに対しても、処理誤差を減らしてマッチング精度を向上させるための各種手法が開示されている。
【０００３】
ステレオペア画像のマッチングアルゴリズムとしては、特徴ベースアルゴリズムと、領域ベースアルゴリズムの２つが知られている。特徴ベースアルゴリズムは、ステレオペア画像からエッジやコーナー等の画像上の特徴となる点を抽出してマッチングを行う手法であり、処理時間は短いが、各画素値に顕著な差異のない画像の場合には、特徴点を抽出するのが難しい場合がある。一方、領域ベースアルゴリズムは、テンプレート画像を用意し、このテンプレート画像を対象画像と逐一比較して類似領域を抽出し、類似領域内で画像座標上の距離を用いて対応点を決定する。このため、処理時間を要するが、特徴の少ない画像に対しても良好なマッチングが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１４６２９６号公報（第１３ページ、図３）
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】伊藤、高橋、青木、「高精度な画像マッチング手法の検討」、電子情報通信学会、第２５回信号処理シンポジウム、2010年11月24日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した領域ベースアルゴリズムは、例えば次のような処理で構成される。すなわち、初めにテンプレート画像を用いたステレオペア画像の類似領域の抽出処理が行われ、その後に、これら類似領域内での対応点決定処理が行われる。まず、ステレオペア画像の類似領域の抽出処理においては、ステレオ画像のどちらか一方を基準画像、他方を参照画像と呼称すると、初めに、基準画像側から切り出したテンプレート画像を参照画像上で移動しながら、画像の輝度値の類似度を算出し、類似度が最大の参照画像側の領域を、領域マッチング画像として抽出する。また、これに続く対応点決定処理では、領域内の輝度値を座標上の曲面値としてとらえ、２次微分を行って特徴となるエッジを抽出することで両画像間の対応点の候補を抽出するとともに、それらの画像座標上での距離を求めることによって、対応点を決定している。
【０００７】
しかしながら、ステレオペア画像では、両画像（基準画像と参照画像）間で、画像全体の輝度レベルが大きく異なる場合がある。このような場合には、輝度値を用いて上記した類似領域の抽出を行う際に、その輝度レベルの差異の影響により類似度の探索が難しく、良好な類似領域の抽出が困難となることがあった。また、画像中に雑音成分が多く含まれる場合には、２次微分によってこれらの雑音が増幅されてしまい、対応点の候補を抽出する際に影響を及ぼすことがあった。このため、良好なマッチング精度を安定して得ることが困難であった。
【０００８】
本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ステレオペア画像間において安定した画像マッチングを行いつつ、そのマッチング精度を向上させた画像マッチング装置、及び画像マッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本実施形態の画像マッチング装置は、一方を基準画像とし、他方を参照画像とするとともに、画像内の画素毎に輝度情報を有するステレオペア画像を読み込む画像読み込み手段と、前記基準画像中の指定された形状の領域をテンプレート画像として切り出すテンプレート画像作成手段と、前記テンプレート画像、及び前記参照画像をフーリエ変換してそれぞれの画像の画素毎に位相情報を算出したテンプレート位相画像、及び参照位相画像を作成する位相情報抽出手段と、前記参照位相画像に前記テンプレート位相画像を重ね、前記参照位相画像上を走査するように前記参照位相画像の画素単位で移動しながら、その各位置においてこのテンプレート位相画像領域内で重なった位置にある両画像の画素の位相情報の積和演算に基づいて、この領域における前記参照位相画像の前記テンプレート位相画像に対する類似度を算出するとともに、前記各位置で算出した類似度の最大値に基づいて、前記参照画像から前記テンプレート画像の形状に対応する領域を切り出し、これをマッチング領域画像とするマッチング領域抽出手段と、前記テンプレート画像及び前記マッチング領域画像に対して平滑フィルタを適用して、平滑化テンプレート画像、及び平滑化マッチング領域画像を生成する画像平滑化手段と、前記テンプレート画像と前記平滑化テンプレート画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が最大の画素位置を前記テンプレート画像の対応点として抽出する対応点抽出手段と、前記マッチング領域画像と前記平滑化マッチング領域画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が所定のしきい値を超えた画素位置を前記マッチング領域画像の対応点候補として抽出する対応点候補抽出手段と、前記テンプレート画像から抽出した対応点の画素位置と前記マッチング領域画像から抽出した対応点候補の画素位置との間のユークリッド距離を算出し、算出した距離が最短の前記対応点候補を前記対応点に合致する位置とする対応点決定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本実施形態の画像マッチング方法は、画像内の画素毎に輝度情報を有するステレオペア画像間での対応の関係づけを行う画像マッチング方法であって、一方を基準画像とし、他方を参照画像とした前記ステレオペア画像を読み込むステップと、前記基準画像中の指定された形状の領域をテンプレート画像として切り出すステップと、前記テンプレート画像、及び前記参照画像をフーリエ変換してそれぞれの画像の画素毎に位相情報を算出したテンプレート位相画像、及び参照位相画像を作成するステップと、前記参照位相画像に前記テンプレート位相画像を重ね、前記参照位相画像上を走査するように前記参照位相画像の画素単位で移動しながら、その各位置においてこのテンプレート位相画像領域内で重なった位置にある両画像の画素の位相情報の積和演算に基づいて、この領域における前記参照位相画像の前記テンプレート位相画像に対する類似度を算出するとともに、前記各位置で算出した類似度の最大値に基づいて、前記参照画像から前記テンプレート画像に対応する形状の領域を切り出し、これをマッチング領域画像とするステップと、前記テンプレート画像及び前記マッチング領域画像に対して平滑フィルタを適用して、平滑化テンプレート画像、及び平滑化マッチング領域画像を生成するステップと、前記テンプレート画像と前記平滑化テンプレート画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が最大の画素位置を前記テンプレート画像の対応点として抽出するステップと、前記マッチング領域画像と前記平滑化マッチング領域画像との輝度情報の差分画像を生成するとともに、この差分画像における輝度情報が所定のしきい値を超えた画素位置を前記マッチング領域画像の対応点候補として抽出するステップと、前記テンプレート画像から抽出した対応点の画素位置と前記マッチング領域画像から抽出した対応点候補の画素位置との間のユークリッド距離を算出し、算出した距離が最短の前記対応点候補を前記対応点に合致する位置とするステップとを備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像マッチング装置の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】画素位置とユークリッド距離との関係の一例を示す図。
【図３】図１に例示した画像マッチング装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】ＳＴ２０６の動作ステップからＳＴ２０８までの動作ステップまでの一連の処理を示す処理ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本実施形態に係る画像マッチング装置、及び画像マッチング方法を実施するための最良の形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本実施形態に係る画像マッチング装置の一実施例の構成を示すブロック図である。図１に例示したように、この画像マッチング装置１は、画像読み込み部１１、テンプレート画像作成部１２、領域指定部１３、位相情報抽出部１４、類似度算出部１５、マッチング領域切り出し部１６、画像平滑化部１７、対応点抽出部１８、対応点候補抽出部１９、及び対応点決定部２０から構成されている。
【００１４】
画像読み込み部１１は、一方を基準画像２２とし、他方を参照画像２３としたステレオペア画像２１を自装置内に読み込む。それぞれの画像は、２次元に配列された画素によって構成され、各画素は輝度情報として、例えば複数ビットにデジタル化された輝度値を含んでいるものとしている。
【００１５】
テンプレート画像作成部１２は、読み込まれたステレオペア画像２１の基準画像２２から、後述の領域指定部１３で指定された形状の領域を切り出すことによって、テンプレート画像２２１を作成する。領域指定部１３は、基準画像２２からテンプレート画像２２１として切り出す領域を指定する。切り出す領域は、例えば、あらかじめ設定された領域の形状を示すパラメータや、操作表示部等（図示せず）で受け付けた操作員による指定操作に基づいて指定することができる。
【００１６】
位相情報抽出部１４は、テンプレート画像２２１、及びステレオペア画像２１の参照画像２３をそれぞれにフーリエ変換し、画像内の画素毎に位相情報を算出した、テンプレート位相画像２２２、及び参照位相画像２３１を作成する。輝度情報で構成される画像に対してフーリエ変換を施すと、振幅画像と位相画像とが作成されるが、本実施例では、その中の位相画像を用いている。
【００１７】
類似度算出部１５は、参照画像２３中から、テンプレート画像２２１と最も類似度の高い領域を抽出するために、テンプレート位相画像２２２と参照位相画像２３１とを用い、テンプレート位相画像２２２を参照位相画像に重ねて、その上を走査するように画素単位で移動しながら、その各位置において重なった両画像の全画素の位相情報から、下記の式（１）に基づいて両画像の類似度を算出する。
【数１】
2015172797.tif 000003
【００１８】
ここに、ＲＮＣＣは類似度、Ｉ（ｉ，ｊ）はテンプレート位相画像２２２の（ｉ，ｊ）座標における画素値（位相情報）、Ｔ（ｉ，ｊ）は参照位相画像２３１の（ｉ，ｊ）座標における画素値（位相情報）である。式（１）は、対象領域内において重なった両画像の各画素の位相情報の積和を分子とし、それぞれの画像の対象領域内の各画素の位相情報の自乗和の積の平方根を分母としており、両画像間での類似度が高い程、ＲＮＣＣは大きな値を示す。
【００１９】
マッチング領域切り出し部１６は、上記のようにしてテンプレート位相画像２２２を移動しながら算出した、一連の類似度の算出結果の中から、類似度の値が最大となる位置を特定するとともに、参照画像２３におけるこの特定した位置から、テンプレート画像２２１の形状に対応した領域を切り出して、これをマッチング領域画像２３２とする。本実施例では、このようにステレオペア画像間（基準画像と参照画像）の類似度探索の際に、それぞれの元画像の輝度値を直接用いるのではなく、フーリエ変換後の位相画像を用いて類似度の算出を行っているので、両画像間の輝度レベルの差異の影響を受けにくく、安定した類似度比較による良好な領域抽出が可能となる。
【００２０】
画像平滑化部１７は、テンプレート画像２２１、及びマッチング領域画像２３２に対して平滑フィルタを適用して、それぞれ、平滑化テンプレート画像２２３、及び平滑化マッチング領域画像２３３を生成する。本実施例においては、平滑フィルタとして、下記の式（２）で表されるガウシアンフィルタを再帰的に３回適用するものとしている。
【数２】
2015172797.tif 000004
【００２１】
ここに、ｆ（ｘ、ｙ）は、適用するガウシアンフィルタ関数、Ｈ（ｘ、ｙ）は、平滑化後の画像、Ｉ（ｘ、ｙ）は、テンプレート画像２２１、またはマッチング領域画像２３２である。
【００２２】
テンプレート画像２２１、及びマッチング領域画像２３２は、いずれもステレオペア画像２１から切り出された画像であり、輝度情報で構成されているので、例えば衛星画像等では、雑音成分が含まれることが多く、これが画像マッチングにおけるひとつの誤差要因となっていた。本実施例においては、これらの画像に複数回（３回）の平滑化を施すことによって、画像の特徴を失うことなく雑音成分を抑えることができ、後段における画像間の対応付けを、より安定かつ良好な精度を有するものにしている。
【００２３】
対応点抽出部１８は、テンプレート画像２２１と平滑化テンプレート画像２２３との差分画像を生成するとともに、本実施例においては、さらにこの差分画像中の各画素の輝度情報を、自位置と隣接する８画素とを含めた平均値の差で置き換える。そして、その値が最大の画素位置を、対応点として抽出する。対応点とは、テンプレート画像２２１の特徴を代表する１つの点であり、後段でテンプレート画像２２１とマッチング領域画像２３２との間の対応付けを行う際に、テンプレート画像２２１側の代表点として扱われる。
【００２４】
対応点候補抽出部１９も同様に、マッチング領域画像２３２と平滑化マッチング領域画像２３３との差分画像を生成するとともに、さらにこの差分画像中の各画素の輝度情報を、自位置と隣接する８画素とを含めた平均値の差で置き換える。そして、その値が所定のしきい値を超えた画素位置を、対応点候補として抽出する。対応点候補とは、テンプレート画像２２１とマッチング領域画像２３２との間の対応付けを行う際に、上記した対応点と対応付けされる候補となる点であり、マッチング領域画像２３２の特徴を表す画素位置を、しきい値を設けて複数点抽出する。
【００２５】
対応点決定部２０は、対応点抽出部１８で抽出された対応点の画素位置と、対応点候補抽出部１９で抽出された対応点候補のそれぞれの画素位置との間のユークリッド距離を算出し、その距離が最短の対応点候補を対応点に合致する画像上の位置であると特定する。そして、これによって、テンプレート画像２２１とマッチング領域画像２３２との間の対応付けを決定する。なお、図２に、画素位置とユークリッド距離との関係の一例を示す。
【００２６】
次に、前出の図１、及び図２、ならびに図３のフローチャート、及び図４の説明図を参照して、上述のように構成された本実施例の画像マッチング装置１の動作について説明する。図３は、画像マッチング装置１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２７】
まず、一方を基準画像２２とし、他方を参照画像２３としたステレオペア画像２１が画像読み込み部１１から読み込まれる。ステレオペア画像２１は、画素毎に複数ビット（例えば１０ビット）にデジタル化された輝度値を含み構成されており、読み込まれた画像は、装置内に一時記憶される（ＳＴ３０１）。次いで、テンプレート画像作成部１２において、領域指定部１３によって指定された形状の領域が基準画像２２から切り出され、テンプレート画像２２１が作成される（ＳＴ３０２）。
【００２８】
次いで、参照画像２３中からテンプレート画像２２１と類似度の高い領域を抽出するための前段の処理として、輝度情報で構成されるテンプレート画像２２１、及び参照画像２３が、位相情報抽出部１４においてフーリエ変換され、それぞれの画像の各画素が位相情報に変換されたテンプレート位相画像２２２、及び参照位相画像２３１が作成される（ＳＴ３０３）。
【００２９】
次いで、類似度算出部１５において、テンプレート位相画像２２２と参照位相画像２３１との類似度が算出される。すなわち、テンプレート位相画像２２２を参照位相画像２３１に重ねてその上を走査するように画素単位で移動しながら、各画素位置において式（１）に基づき類似度を算出する。算出に際しては、輝度画像ではなく、位相画像が用いられているので、例えば画像の輝度レベルが互いに大きく異なるステレオペア画像の場合等でも、その輝度レベルの差異の影響を受けにくく、安定かつ良好な類似度が算出される（ＳＴ３０４）。
【００３０】
このようにして算出された一連の類似度に基づいて、マッチング領域切り出し部１６では、参照画像２３中からテンプレート画像２２１と最も類似度の高い領域が、マッチング領域画像２３２として切り出される。すなわち、直前の動作ステップで算出された一連の類似度の中から、その値が最大となる位置を特定し、参照画像２３中のこの位置からテンプレート画像２２１の形状に対応する領域を、マッチング領域画像２３２として切り出す。この切り出しにあたっては、上記したように両画像間の安定かつ良好な類似度の算出結果が用いられており、両画像の類似度を一層確実なものとしている（ＳＴ３０５）。
【００３１】
次いで、画像平滑化部１７において、テンプレート画像２２１、及びマッチング領域画像２３２の両画像に対して平滑フィルタが適用され、それぞれ、平滑化テンプレート画像２２３、及び平滑化マッチング領域画像２３３が生成される。本実施例においては、平滑フィルタとして、ガウシアンフィルタを再帰的に３回適用している。これによって、画像の特徴を維持したまま、雑音成分を大幅に除去しており、以降の動作ステップにおける誤差要因を低減している（ＳＴ３０６）。
【００３２】
次いで、対応点抽出部１８において、テンプレート画像２２１から対応点が抽出される。対応点の抽出にあたっては、まずテンプレート画像２２１と平滑化テンプレート画像２２３との差分画像を生成し、この差分画像中の各画素の輝度情報を、自位置と隣接する８画素とを含めた平均値の差で置き換え、その値が最大の画素位置を抽出する。このようにして１点だけ抽出された対応点は、後段で画像間の対応付けを決定する際に、テンプレート画像２２１を代表する特徴的な代表点として扱われる（ＳＴ３０７）。
【００３３】
これと同時に、対応点候補抽出部１９において、マッチング領域画像２３２から対応点候補が抽出される。抽出にあたっては、マッチング領域画像２３２と平滑化マッチング領域画像２３３との差分画像を生成し、この差分画像中の各画素の輝度情報を、自位置と隣接する８画素とを含めた平均値の差で置き換える。そして、その値が所定のしきい値を超えた画素位置を、対応点候補として抽出する。対応点候補は、この後に画像間の対応付けを決定する際に、上記した対応点との対応付けが検定される候補となる点として扱われる（ＳＴ３０８）。
【００３４】
図４は、上記したＳＴ３０６の動作ステップからＳＴ３０８までの動作ステップにおける、画像の平滑化〜差分画像の生成〜隣接８画素での平均化までの一連の処理をブロック化して示す処理ブロック図である。図４に例示したように、これらの動作ステップでは、元画像（テンプレート画像２２１、またはマッチング領域画像２３２）が３回平滑化され、元画像との差分画像が生成された後、さらに各画素に対して隣接する８点との平均が算出され、対応点または対応点候補の抽出が行われる。
【００３５】
次いで、テンプレート画像２２１から抽出された対応点と、マッチング領域画像２３２から抽出された対応点候補との対応付けを決定するために、対応点決定部２０において、まず、ＳＴ３０７の動作ステップで抽出された対応点と、ＳＴ３０８の動作ステップで抽出された対応点候補のそれぞれとの間で、それぞれの画素位置に基づいて画素間のユークリッド距離が算出される（ＳＴ３０９）。そして、その距離が最短の対応点候補を、対応点に合致する位置であると特定することによって、テンプレート画像２２１とマッチング領域画像２３２との間の対応付けが決定される。ここで、テンプレート画像２２１は、元のステレオペア画像２１の一方である基準画像２２から切り出され、マッチング領域画像２３２は、元のステレオペア画像２１のもう一方である参照画像２３から切り出されているので、この動作ステップでの対応点の決定によって、ステレオペア画像２１間での画像マッチングが成立する（ＳＴ３１０）。
【００３６】
以上説明したように、本実施例においては、参照画像２３からテンプレート画像２２１に最も類似した領域を探索するにあたって、両画像間の類似度を算出しているが、この類似度を算出する際に、それぞれの画像の輝度情報を用いるのではなく、位相情報を用いている。これにより、両画像間の輝度レベルに大きな差異がある場合等にも、その影響を抑えることができ、安定した類似度の算出・比較によって、良好な領域抽出を行うことができる。
【００３７】
また、元画像に対して平滑フィルタを適用し、画像の特徴を失うことなく雑音成分を除去した上で、対応点／対応点候補の抽出及び対応点決定を行っている。これにより、対応点／対応点候補の抽出及び対応点決定における誤差要因を減らすことができ、良好な精度で対応点決定を行うことができる。従って、本実施例によれば、ステレオペア画像間において、安定した画像マッチングを行いつつ、その精度を向上させることができる。
【００３８】
なお、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１  画像マッチング装置
１１  画像読み込み部
１２  テンプレート画像作成部
１３  領域指定部
１４  位相情報抽出部
１５  類似度算出部
１６  マッチング領域切り出し部
１７  画像平滑化部
１８  対応点抽出部
１９  対応点候補抽出部
２０  対応点決定部
２１  ステレオベア画像
２２  基準画像
２３  参照画像
【図１】
2015172797.tif 000005
【図２】
2015172797.tif 000006
【図３】
2015172797.tif 000007
【図４】
2015172797.tif 000008