(57)【要約】【課題】平面の特徴パラメータの計測精度を高めること。【解決手段】カメラ１１で撮像された入力画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出ユニット２１と、運動視差の分布に応じて局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定部１０１と、運動視差検出ユニット２１の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する円柱配列投票ユニット２５と、投票の結果に基づいて、特徴パラメータを抽出するピーク抽出ユニット２６とを備えている。【選択図】　　　図１
2004077221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【請求項２】
コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【請求項３】
コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【請求項４】
前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする請求項３に記載の画像計測プログラム。
【請求項５】
コンピュータを、
画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出する両眼視差検出手段、
前記両眼視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記両眼視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像にあらわれた点や面から、空間内におけるそれらの位置や向きなどを計測するための画像計測プログラムに関するものであり、特に、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる画像計測プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２８は、滑走路に着陸する飛行機を操縦しているパイロットの網膜に写るオプティカルフローのパターンを示す図である。オプティカルフローは、同図中心部から放射状にそれぞれ配されたベクトルで表され、局所領域（円内）における局所速度（局所運動視差）である。
【０００３】
パイロットは、オプティカルフローのパターンから、滑走路の傾き（三次元方位）や“このままで進むと何秒後に滑走路に到達するか”を知覚して、的確に飛行機を着陸させている。すなわち、パイロットはこのパターンから、平面（滑走路１）の三次元方位と“平面（滑走路１）を横切るまでの時間”を計測して着陸している。
【０００４】
ここで、我々が廊下を歩く場合について考察する。我々が廊下の壁にぶつかる方向に歩くと、上述のオプティカルフローのパターンが網膜上に生じ、そのパターンから壁を横切るまでの時間（壁に衝突するまでの時間）を計測して、同時に計測される壁の三次元方位からそれを避ける方向に回避移動をする。
【０００５】
一方、壁に平行に歩いている場合には、いつまでもぶつかることがない（すなわち、無限時間経過後にぶつかる）ことを計測して、そのままの方向に歩き続ける。このようにして、曲がりくねった廊下でも壁を的確に回避して歩くことができる。
【０００６】
また、事務所内を歩く場合も、ホワイトボード、机、ロッカ等の“平面で構成される物体”を同じように回避して歩くことができる。さらに、自動車を運転する場合も、同様な“平面の三次元計測”を行って高速道路の走行や車庫入れ等を行っている。
【０００７】
このように、我々は、視覚により、平面から構成される物体に関する三次元幾何情報（平面の三次元方位と平面を横切るまでの時間）を計測して的確な移動を可能にしている。なお、我々は、曲面の物体でも“それに接する平面群”の三次元的幾何情報を計測して空間的に認識することができる。
【０００８】
このような“平面の三次元幾何情報”を画像から計測できるようになれば、移動ロボット、自動車、そして飛行機などを環境に適応してまたは障害物を回避しながら移動させることが可能になる。
【０００９】
図２８に示したオプティカルフローのパターンの各速度要素、すなわち、局所領域内の局所運動については、それを動画像から計測する技術がこれまでに報告されている（特開平０５−１６５９５６号公報、特開平０５−１６５９５７号公報、特開平０６−０４４３６４号公報、特開平０９−０８１３６９号公報；“２次元相関およびコンボリューションをハフ平面のρ座標に沿って１次元的に行う方法，”　川上と岡本，　信学技報，　ｖｏｌ．　ＩＥ９６−１９，　ｐｐ．３１−３８，　１９９６；“Ａ　ｃｅｌｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｃａｌ　ｉｍａｇｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｇｎｏｃｅｌｌｕｌａｒ　ｐａｔｈｗａｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌ　ｃｏｒｔｅｘ，”Ｋａｗａｋａｍｉ，　Ｓ．　ａｎｄ　Ｏｋａｍｏｔｏ，　Ｈ．，　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　ｖｏｌ．　３６，　ｐｐ．　１１７−１４７，　１９９６）。
【００１０】
ここで、特開２０００−３５７２３５号公報には、このオプティカルフローのパターンを統合して“平面の三次元幾何情報（平面の三次元方位、平面を横切るまでの時間、平面までの最短距離）”を計測する画像計測装置が開示されている。
【００１１】
以下では、特開２０００−３５７２３５号公報に開示されている従来の画像計測装置について説明する。かかる画像計測装置は、オプティカルフローのパターンなどの画像から、平面の三次元幾何情報や点の位置情報などを計測する装置である。
【００１２】
はじめに、従来の画像計測の原理について説明する。
【００１３】
（１．平面の三次元方位と横切るまでの時間の計測法）
まず、平面の三次元幾何情報のうち、平面の三次元方位（法線ベクトル）ｎｓと平面を横切るまでの時間を計測する方法について説明する。
【００１４】
ここで、平面がある移動方向ｖに移動しているとする。図２９には、平面２（三次元方位ｎｓ）が、現時刻ｔ０から次の時刻ｔ１へと移動し、さらに時刻ｔｃに平面２がカメラ中心Ｏを横切る様子が図示されている。
【００１５】
同図において、各時刻における平面２上の三角形の頂点（白丸）は、眼球の網膜（または球面カメラ）の上に、カメラ中心と各頂点を結んだ線と眼球面（または球面カメラ）との交点（黒丸）として写る。
【００１６】
以降では簡単のために、眼球（または球面カメラ）の直径は１とする。従って、カメラ中心と黒丸を結ぶベクトルは、大きさ１の“単位ベクトル”となる。
【００１７】
（１．１．　平面の三次元方位ｎｓを計測する原理）
図３０は、平面の三次元方位を計測する原理を説明する図であり、図２９に示した時刻ｔｃの様子を抜き出したものである。
【００１８】
この時刻ｔｃでは、平面２がカメラ中心Ｏを通るため、平面２上の点群（白丸）が球面３上で“大円ｇｎｓの上の点群（黒丸）”として縮退して投影される。この大円ｇｎｓは、平面２と球面３との交線である。従って、ベクトルｐｃは、平面２の三次元方位ｎｓと直交する。
【００１９】
この関係から、平面２の三次元方位ｎｓは、ベクトルｐｃの「極変換」として次のようにして計測される。すなわち、各ベクトルｐｃについてそれを中心とする大円（大円は球面３上で最も大きい円）を描くと、それら大円群は、一点で交差し、その交差点として平面２の三次元方位ｎｓが計測される。
【００２０】
このように、平面２上の複数の点についてベクトルｐｃが判ると、極変換を行って平面２の三次元方位ｎｓを求めることができる。ここで、極変換の用語を説明しておくと、上記の球面３上のベクトルｐｃおよび大円がそれぞれ「極」および「極線」と言われ、極（ベクトルｐｃ）を極線（大円ｇｎｓ）に変換する操作が「極変換（ｐｏｌａｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）（または双対変換（ｄｕａｌｉｔｙ））」と称される。
【００２１】
（１．２．　平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃを計測する原理）
つぎに、規格化時間ｎｔｃを計測する原理を説明する。ここで、規格化時間ｎｔｃは、平面２を横切るまでの時間ｔｃを“現時刻ｔ０と次の時刻ｔ１の時間差Δｔ”で規格化した時間であり、次の式（１）で表される。また、時間差Δｔは、次の式（２）で表される。
【００２２】
ｎｔｃ＝ｔｃ／Δｔ　・・・（１）
Δｔ＝ｔ１−ｔ０　　・・・（２）
【００２３】
図３１は、図３０に示した球面３上に投影された三角形（黒丸）が移動する様子を示す図である。現時刻ｔ０での三角形１ｐ０、２ｐ０、３ｐ０が次の時刻ｔ１では１ｐ１、２ｐ１、３ｐ１に移動する。次に平面２（図３０参照）を横切る時刻ｔｃでは、平面２の三次元方位ｎｓと直交する大円ｇｎｓにおける三点１ｐｃ、２ｐｃ、３ｐｃに縮退して移動し、最後に無限時間経過後には移動方向ｖに収束する。
【００２４】
三角形の各頂点（黒丸）は、移動方向ｖとそれらを結ぶ大円１ｇ、２ｇ、３ｇの上を移動する。なお、移動方向ｖは、無限時間経過後の位置であることから、以降ではｐｉｎｆとも記す。
【００２５】
規格化時間ｎｔｃを計測するための準備として、図３２を参照して、現時刻の位置（点）ｐ０、次時刻の位置（点）ｐ１、そして無限時間経過後の位置（点）ｐｉｎｆを知って、現時刻における点の三次元的な距離（すなわち、カメラ中心Ｏから点Ｐ０までの距離）ｄ０を計測する原理について説明する。
【００２６】
図３２には、図３１に示した移動軌跡を表す大円の一つｇ（１ｇ、２ｇ、３ｇのうちいずれか一つ）で球面３を切断した断面を示す図である。同図に示した三角形ＯＰ０Ｐ１に正弦定理を用いると、点Ｐ０までの距離ｄ０と、現在から次時刻までの移動距離Δｘとの間には、次の式（３）で表した関係がある。
【００２７】
Δｘ／ｓｉｎ（ｐ０ｐ１）＝ｄ０／ｓｉｎ（ｐｉｎｆｐ１）　・・・（３）
【００２８】
ここで、ｐ０ｐ１は、ｐ０からｐ１への中心角であり、ｐｉｎｆｐ１は、ｐｉｎｆからｐ１への中心角である。式（３）を変形すると、点Ｐ０までの距離ｄ０は、次の式（４）で求められる。
【００２９】
ｄ０＝Δｘ　ｓｉｎ（ｐｉｎｆｐ１）／ｓｉｎ（ｐ０ｐ１）　・・・（４）
【００３０】
ここで、大円の三点ａ、ｂ、ｃ（図示略）についての「単比（ａｂｃ）」は、次の（５）式で定義される（「射影幾何（グーリエビッチ著、東京図書）」の６頁参照）。
【００３１】
（ａｂｃ）＝ａｃ／ｂｃ＝ｓｉｎ（ａｃ）／ｓｉｎ（ｂｃ）　・・・（５）
【００３２】
この単比を用いると式（４）は、次の式（６）で表される。この単比表現により中心投影の方式によらなくなるため、”球面カメラ”や眼球の大円上を移動する上記の三点ｐ０、ｐ１、ｐｃだけでなく、”平面カメラ画像”の直線の上を移動する三点ｐ０，ｐ１，ｐｃからでも距離ｄ０を計測することができる。すなわち、画像を撮影するカメラ方式によらずに、点の距離ｄ０を三次元計測できる。
【００３３】
ｄ０＝Δｘ（ｐｉｎｆｐ０ｐ１）　・・・（６）
【００３４】
以上の準備に基づいて、図３３を参照して、平面２を横切るまでの時間、すなわち、規格化時間ｎｔｃを計測する原理を説明する。図３３は、図３２に、時刻ｔｃにカメラ中心Ｏを横切っている平面２を書き加えた図である。移動速度をＶとすると、現在から次の時刻までの移動距離Δｘは、現在から次の時刻までの時間差Δｔと次の式（７）の関係にある。
【００３５】
Δｘ＝Ｖ　Δｔ　・・・（７）
【００３６】
このことから、式（４）および式（６）に、式（７）を代入すると次の式（８）が導出される。
【００３７】
2004077221.tif 000003
【００３８】
また、現在から平面２を横切るまでの時間をｔｃとすると、三角形Ｏ０ＰＰｃに正弦定理を適用して上記と同様に変形すると、距離ｄ０は、次の式（９）から求められる。
【００３９】
2004077221.tif 000004
【００４０】
ここで、式（８）と式（９）の比をとって整理すると、平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃは、次の式（１０ａ）および式（１０ｂ）から求められる。
【００４１】
2004077221.tif 000005
【００４２】ここで、大円上の四点ａ，ｂ，ｃ，ｄについての複比｛ａｂｃｄ｝は、“二つの単比、（ａｂｃ）と（ａｂｄ）、の比”として次の式（１１ａ）で定義され、その複比には、式（１１ｃ）の関係がある（「射影幾何（グーリエビッチ著、東京図書）」の２５７頁および１１９頁参照）。
【００４３】
2004077221.tif 000006
【００４４】
この複比の定義（式（１１ａ））を用いると、式（１０）は、次の式（１２ａ）で表される。
【００４５】
ｎｔｃ＝｛ｐｉｎｆｐ０ｐ１ｐｃ｝・・・（１２ａ）
【００４６】
このように、移動軌跡上の四点ｐ０，ｐ１，ｐｃ，ｐｉｎｆが判ると、規格化時間ｎｔｃは式（１２）の複比として求められる。
【００４７】
ここで、式（１２ａ）の射影幾何学的な意味について考察する。「射影幾何学（弥永と平野著、朝倉書店）」の８６頁によると、「基点系ａ，ｂ，ｃによるｄの座標λを複比といい、｛ａｂｃｄ｝で表される」として複比が定義されている（「射影幾何（グーリエビッチ著、東京図書）」の１１９頁にも同様の記載あり）。
【００４８】
この定義において、基点系ａ，ｂ，ｃを基点系ｐｉｎｆ，ｐ０，ｐ１に換え、また複比の値λをｎｔｃに換えると、「基点系ｐｉｎｆ，ｐ０，ｐ１によるｐｃの座標ｎｔｃを複比といい、｛ｐｉｎｆｐ０ｐ１ｐｃ｝で表される」になる。
【００４９】
従って、射影幾何学的には、　式（１２ａ）は、「規格化時間ｎｔｃは、原点、無限遠点、単位点をそれぞれｐ０，ｐｉｎｆ，ｐ１とする基点系で計測したｐｃの座標である」　（１２ｂ）を意味する。
【００５０】
式（１２ａ）の複比は、射影幾何学の基本的な不変量であり、任意の射影と切断に対して変わらない。つまり、球面カメラや平面カメラなどの任意のカメラ方式の画像に対して複比は変わらない。
【００５１】
従って、球面カメラや眼球の大円上を移動する上記の四点ｐ０、ｐ１、ｐｃ、ｐｉｎｆだけでなく、平面カメラ画像の直線の上を移動する四点ｐ０、ｐ１、ｐｃ、ｐｉｎｆからでも平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃを複比として計測することができる。すなわち、画像を撮影するカメラの方式によらずに、規格化時間ｎｔｃを計測できることを示している。
【００５２】
（１．３．　複比変換と極変換により平面の三次元幾何情報を求める方法）
以上の原理で用いた四つの位置（点）ｐ０、ｐ１、ｐｃ、ｐｉｎｆを知ることができるかどうかについて考察する。
【００５３】
まず、現時刻の位置ｐ０と次の時刻の位置ｐ１はカメラ画像から知ることができる。次に、無限時刻の位置ｐｉｎｆは、平面（またはカメラ）の移動方向ｖに等しいから知ることができる。上記の四つの位置のうち直接に知ることができないのは、平面がカメラ中心を横切る時刻ｔｃでの位置ｐｃである。
【００５４】
式（１０ａ）または式（１２ａ）を変形して得られる「複比変換」により、その位置ｐｃを推定でき、次にそのｐｃを１．１の方法で「極変換」することにより、平面の三次元幾何情報（三次元方位ｎｓ０と横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０）を計測できることを以下に示す。
【００５５】
（１．３．１　複比変換）
この複比変換は、規格化時間ｎｔｃおよび三つの時刻での位置ｐ０、ｐ１、ｐｉｎｆを知って、三次元幾何情報の決定に重要な上記の位置ｐｃを計算するものである。式（１２ａ）において四つの変数ｎｔｃ、ｐ０、ｐ１、ｐｉｎｆが判るから、残りの変数ｐｃを求めることができる。この計算は射影幾何学の複比の計算法としてよく知られている。
【００５６】
この計算を具体的に数式で表す。図３３の球の断面部分を取り出して図３４に示す。ｐｉｎｆを基点にして、それからの中心角ａ、ｂ、ｘでｐ０、ｐ１、ｐｃの位置を表す（注：この基点は任意の位置でよい）。各種の中心角を纏めて下記に示す。
【００５７】
ｐｉｎｆｐ１＝ｂ　ｐｉｎｆｐｃ＝ｘ　ｐ０ｐ１＝ｂ−ａ　ｐ０ｐｃ＝ｘ−ａこれら中心角を用いて上記の複比変換を数式で示す。式（１０ａ）の右辺すなわち複比を、式（１３）の中心角を用いて表すと次の式（１４ａ）となる。
【００５８】
ｐｉｎｆｐ０＝ａ　・・・（１３）
ｎｔｃ＝（ｓｉｎ（ｂ）／ｓｉｎ（ｂ−ａ））／（ｓｉｎ（ｘ）／ｓｉｎ（ｘ−ａ））・・・（１４ａ）
【００５９】
式（１４）を変形すると、ｐｃとｐｉｎｆとの中心角ｘは、次の式（１４ｂ）で与えられる。
【００６０】
ｘ＝ｔａｎ−１（（ｓｉｎ（ａ）ｓｉｎ（ｂ））／（ｃｏｓ（ａ）ｓｉｎ　　（ｂ）−ｎｔｃ　ｓｉｎ（ｂ−ａ）））・・・（１４ｂ）
【００６１】
従って、規格化時間ｎｔｃおよび三つの時刻の位置ｐ０、ｐ１、ｐｉｎｆを与えると、平面を横切る時刻での位置ｐｃが式（１４ｂ）により計算されること、すなわち複比変換の数式が示された。
【００６２】
ここで、一般の動画像処理やオプティカルフローの研究では上記で用いた“次の時刻の位置ｐ１”の代わりに、“現時刻からの変化分ｐ１−ｐ０（すなわち、運動視差τであり中心角ｐ０ｐ１で表される）”を扱うことが多い。
【００６３】
オプティカルフローのパターン（図２８）の各矢印がこの変化分であり、矢印の始点が現時刻位置ｐ０で終点が次時刻位置ｐ１である。図３４では、その変化分を角度τで表した。この場合の複比変換の数式を以下に示す。各種の中心角は、次の式（１５）で表される。
【００６４】
ｐｉｎｆｐ０＝ａ・・・（１５）
【００６５】
ｐ０ｐ１＝τ　ｐｉｎｆｐｃ＝ｘ　ｐｉｎｆｐ１＝ａ＋τ　ｐ０ｐｃ＝ｘ−ａであり、式（１０ａ）の右辺を式（１５）の中心角を用いて表すと、次の式（１６ａ）で表される。
【００６６】
ｎｔｃ＝（ｓｉｎ（ａ＋τ）／ｓｉｎ（τ））／（ｓｉｎ（ｘ）／ｓｉｎ（ｘ−ａ））　・・・（１６ａ）
【００６７】
これを変形すると、ｐｃとｐｉｎｆとの中心角ｘは、次の式（１６ｂ）で与えられ、複比変換の別の数式が得られた。
【００６８】
ｘ＝ｔａｎ−１（（ｓｉｎ（ａ）ｓｉｎ（ａ＋τ））／（ｃｏｓ（ａ）ｓｉｎ（ａ＋τ）−ｎｔｃ　ｓｉｎ（τ）））　・・・（１６ｂ）
【００６９】
（１．３．２　平面の三次元方位と横切るまでの規格化時間の決定法）
つぎに、上記の複比変換を用いて、平面の三次元方位ｎｓと横切るまでの規格化時間ｎｔｃを決定する方法を説明する。それは以下の四つの（１）〜（４）のステップで行われる。
【００７０】
（１）規格化時間ｎｔｃを任意に設定する。
【００７１】
（２）画像内の各点について、現在と次の時刻での位置ｐ０、ｐ１をカメラ画像から知り、また無限時間経過後の位置ｐｉｎｆを移動方向ｖから知って、それらを式（１４ｂ）または式（１６ｂ）に代入して複比変換を行って、位置ｐｃを計算する。
【００７２】
（３）１．１の“平面の三次元方位ｎｓを計測する原理”に基づいて、平面の三次元方位ｎｓの候補を求める。すなわち、ステップ（２）で求めた位置ｐｃを極変換して、球面上に大円を描く。
【００７３】
ここで、大円を描く意味を説明する。もしステップ（１）で与えた規格化時間ｎｔｃが真の規格化時間ｎｔｃ０であれば、図３０で述べたように、それら大円の交差点として平面の三次元方位ｎｓ０が求まる。しかし、ステップ（１）では任意に規格化時間ｎｔｃを与えているため、一般には一点で交差しない。
【００７４】
従って、ここで描く大円は、平面の三次元方位ｎｓの候補を求めたことになる。なお、上記大円の強度は“画像内の位置ｐ０の明るさ”にし、また複数の大円が交わる場所ではそれら大円の強度を加算した強度にする。
【００７５】
（４）以上のステップを規格化時間ｎｔｃを変えて行い、ステップ（３）で描かれる複数の大円が一点で交差するパラメータ値を求める。そのパラメータ値として平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が得られる。
【００７６】
また、上記の交差点の座標として、平面の方位ｎｓ０が得られる。なお、上記の交差点検出の代わりに、強度がピークになる点を検出してもよい。
【００７７】
ここで、ステップ（２）の複比変換で計算した位置ｐｃの幾何学的意味を説明しておく。位置ｐｃは、任意時刻ｎｔｃΔｔでの位置を「予測」したものである。
【００７８】
この予測は、複比変換のベースである式（１０ａ）の導出過程から明らかであるが、直感的には式（１２ｂ）を言い換えて「任意時刻ｎｔｃΔｔ（すなわち規格化時間ｎｔｃ）の位置を予測するには、原点、無限遠点、単位点をそれぞれｐ０，ｐｉｎｆ，ｐ１とする基点系において、座標が規格化時間ｎｔｃの位置ｐｃを求めればよい」とすると理解できる。
【００７９】
このようにして予測される位置ｐｃが大円上に並ぶ時刻が、図３０に示した“平面がカメラ中心Ｏを横切る時刻ｎｔｃ０Δｔ（すなわちｔｃ０）”であり、その時刻に対応して“平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０”が決定される。
【００８０】
位置ｐｃを極変換した大円は一点で交わり、その交差点の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が決定される（図３０）。
【００８１】
（１．３．３　上記ステップの幾何学的意味）
上述の各ステップの幾何学的意味を図３５により説明する。図３５（ａ）に示されているように、球面カメラ画像の上の各点は、現時刻の位置ｐ０から次の時刻の位置ｐ１に移動し、次に“平面がカメラ中心を横切る時刻”での位置ｐｃを経て、最後に無限時間経過後には“平面（またはカメラ）の移動方向ｖに等しい位置ｐｉｎｆ”に到達する（図３１参照）。
【００８２】
位置ｐｃの決定（ステップ（２）の意味）：“現在と次の時刻の位置ｐ０，ｐ１”およびステップ（１）で与えた“規格化時間ｎｔｃ”を式（１４ｂ）により複比変換して、“平面がカメラ中心を横切る時刻”での位置ｐｃを決定する。
【００８３】
この様子を図３５（ａ）に示す。なお、式（１６ｂ）の複比変換を用いる場合は、次の時刻の位置ｐ１の代わりに“現時刻の位置ｐ０から次の時刻の位置ｐ１への差ベクトルτ”を用いる。
【００８４】
平面方位の候補群｛ｎｓ｝の描画（ステップ（３）の意味）：上記で決定された位置ｐｃを極変換して、球面上に大円、すなわち平面方位の候補群｛ｎｓ｝を図３５（ａ）のように描く。
【００８５】
もしステップ（１）で与えた規格化時間ｎｔｃが真の規格化時間ｎｔｃ０であれば、画像内の複数の点に対応するこれら大円の交差点として平面の三次元方位ｎｓ０が求まる。
【００８６】
円柱配列の座標値として三次元幾何情報を決定（ステップ（４）の意味）：図３５（ａ）の球面を平面の上に射影して、球面上の像を「円」の内部に変換する。
【００８７】
射影する方法には、等立体角射影法、等距離射影法、正射影法等が知られている（「最新レンズ設計講座２３レンズ設計に付随する諸問題（１）　（中川著、写真工業、１９８２年）」；「昭和５９年度実用原子力発電施設作業ロボット開発委託研究成果報告書（極限作業ロボット技術研究組合）」の４．２．２．１節；「昭和６０年度実用原子力発電施設作業ロボット開発委託研究成果報告書（極限作業ロボット技術研究組合）」の４．２．２．１節）。
【００８８】
その円を規格化時間ｎｔｃを縦軸にして積み重ねて、図３５（ｂ）のような「円柱配列」にする。このようにすると、ステップ（１）の幾何学的意味がはっきりする。
【００８９】
つまり、ステップ（１）で任意に与えた規格化時間ｎｔｃは、この円柱の高さ座標を指定したことになり、ステップ（２）と（３）では、その高さでの断面円、すなわち、図３５（ａ）の球面像を「円」の内部に変換したものを描いたことになる。
【００９０】
ステップ（１）では任意に規格化時間ｎｔｃを与えているため、図３５（ｂ）の上面に示すように大円は一点で交差しないが、その高さが真の規格化時間ｎｔｃ０に等しくなる断面円では、大円が一点で交差する。
【００９１】
従って、この円柱の「高さ座標」として平面の規格化時間ｎｔｃ０が得られ、また「断面円内での交差座標」として三次元方位ｎｓ０が得られる（図３５（ｂ））。
【００９２】
（１．４　シミュレーションによる確認）
１．３．２と１．３．３で説明した“平面の三次元幾何情報を計測するアルゴリズム”が正しいことを計算機シミュレーションで示す（図３６参照）。
【００９３】
まず、入力データを説明する。球面カメラ（または眼球）の真正面に垂直な平面があり、カメラ中心までの距離が３ｍである。その平面が、それに垂直な方向（すなわち、平面の三次元方位ｎｓ０と平行な方向）に、カメラに向かって１ｍ／秒の速度で移動する。
【００９４】
その平面の上に８個の点があり、それらの点の“現在と次の時刻の球面上位置ｐ０、ｐ１”が入力画像データとして観測される。なお、現在から次の時刻までの時間差Δｔは０．０５秒であり、無限時刻の位置ｐｉｎｆはカメラの移動方向ｖに等しく視野中心にある。
【００９５】
以上から、カメラが平面を横切るまでの時間ｔｃは３／１＝３秒であり、従って規格化時間ｎｔｃ０は３／０．０５＝６０である。また、平面の三次元方位ｎｓ０は視野中心にある。
【００９６】
現在と次の時刻の位置ｐ０、ｐ１および無限時間経過後の位置ｐｉｎｆから、前述のアルゴリズム（複比変換と極変換）により、平面の三次元幾何情報（ｎｔｃ０とｎｓ０）を求めたシミュレーション結果を図３６に示す。１．３．３で説明した各規格化時間ｎｔｃでの“円柱の断面円”を並べて示す。
【００９７】
各断面円は、図３５（ａ）の球面を“１．３．３で説明した等距離射影方式”で球を通る平面上に射影してある。右下が現在時刻に対応するｎｔｃ＝０での断面円で、左上の無限時刻に対応するｎｔｃ＝無限に向かって、規格化時間ｎｔｃが大きくなる順に並べてある。
【００９８】
各断面円について説明する。各断面円には、位置ｐ０、ｐ１と規格化時間ｎｔｃから「複比変換」で計算した位置ｐｃがドットで描かれており、平面上の８個の点に対応して８個の位置ｐｃが描かれている。
【００９９】
この位置ｐｃは、１．３．２で述べたように、任意時刻ｎｔｃΔｔで各点の見える位置を「予測」したものである。次に、位置ｐｃを「極変換」した８個の大円が描かれている。
【０１００】
最初の断面円（右下、ｎｔｃ＝０）では、それら大円が散らばって存在するが、規格化時間ｎｔｃが大きくなるにつれて収束していき、規格化時間ｎｔｃが６０の断面円（右端の上から２番目）ではそれら大円が一点で交差する。
【０１０１】
これよりも規格化時間ｎｔｃが大きくなるとまた発散していく。このように、規格化時間ｎｔｃ＝６０の高さでだけ大円が一点で交差する。この高さｎｔｃが上述の“平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０”の値６０に等しい。また、一点に交差する方位は視野の中心にあり、上述の“平面の三次元方位ｎｓ０”に等しい。
【０１０２】
（１．５　移動方向に平面を横切るまでの規格化距離ｎｄｃを計測する方法）
規格化距離ｎｄｃは、“移動方向に平面を横切るまでの距離ｄｃ（この距離は図３３のＶｔｃである）”を“現在から次の時刻までの移動距離Δｘ”で規格化したものであり、式（１７ａ）で表される。
【０１０３】
ｎｄｃ＝ｄｃ／Δｘ＝Ｖｔｃ／Δｘ　・・・（１７ａ）
【０１０４】
式（１７ａ）に式（７）を代入し、また式（１）を用いて変形すると次の式（１７ｂ）が導出される。
【０１０５】
ｎｄｃ＝Ｖｔｃ／（ＶΔｔ）＝ｔｃ／Δｔ＝ｎｔｃ　・・・（１７ｂ）
【０１０６】
規格化距離ｎｄｃは、前述の“規格化時間ｎｔｃ”に等しいことが示された。従って、規格化時間ｎｔｃを求める方法（１．３．２）をそのまま用いて規格化距離ｎｄｃを計測できる。
【０１０７】
図３７は、従来の画像計測装置１０の構成を示すブロック図である。カメラ１１は、図２８に対応する入力画像を、時刻ｔ０および時刻ｔ１（＞時刻ｔ０）で２フレーム分撮影する。
【０１０８】
時刻ｔ０に対応する入力画像のデータは、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納される。図３９には、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像Ｇ０が図示されている。この入力画像Ｇ０は、図２８に対応しており、時刻ｔ０でカメラ１１に撮像されたものである。
【０１０９】
一方、時刻ｔ１に対応する入力画像のデータは、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納される。同入力画像も、図２８に対応しており、時刻ｔ１でカメラ１１に撮像されたものである。
【０１１０】
移動方向ｖ抽出ユニット１４は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像における全点の位置｛ｉｐ０｝と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像における全点の位置｛ｉｐ１｝とから、前述した移動方向ｖを抽出する。なお、この移動方向ｖを既知として与えてもよい。
【０１１１】
ｐｉｎｆ設定ユニット１５は、移動方向ｖ抽出ユニット１４により抽出された移動方向ｖを無限時刻の位置ｐｉｎｆとして後述する複比変換ユニット２３に設定する。局所領域番号ｉ走査ユニット１６は、入力画像内の各点を含む局所領域を表す局所領域番号ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する。
【０１１２】
局所領域画像切出しユニット１７は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像のそれぞれから、上記局所領域番号ｉに対応する局所領域の中心画素ｉｐ０を中心とする時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０および時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１を切り出す。
【０１１３】
図３８に示したように、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０は、中心画素ｉｐ０を中心とする所定面積の画像である。局所領域番号ｉが走査されることにより、図３９に示したように、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像Ｇ０からは、複数の時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、・・・が順次切り出される。
【０１１４】
なお、図３８に示したように、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０に対応する局所領域が四角囲みで図示されているが、図１２では、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０に対応する局所領域が便宜的に丸囲みで図示されている。また、図３９に示した複数の時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、・・・のそれぞれは、同一面積の局所領域であって同一の分解能（解像度）とされている。
【０１１５】
なお、一方、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像から切り出される複数の時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１（図３８参照）も、複数の時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０と同様にして、同一面積の局所領域であって同一の分解能（解像度）とされている。
【０１１６】
図３７に戻り、ｉｐ０変換ユニット１８は、局所領域番号ｉ走査ユニット１６で走査された局所領域番号ｉを中心画素ｉｐ０に変換する。運動視差番号ｋ走査ユニット１９は、運動視差番号ｋを下限値ｋｍｉｎから上限値ｋｍａｘまで走査する。この運動視差番号ｋは、運動視差のシリアル番号であり、図４１に示したように、運動視差ｋτすなわち視差ベクトル（ｋτｘ、　ｋτｙ）と対応している。
【０１１７】
運動視差ｋτ変換ユニット２０は、運動視差番号ｋ走査ユニット１９により走査された運動視差番号ｋに基づいて、運動視差ｋτを出力する。
【０１１８】
運動視差検出ユニット２１は、図３８に示したように、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１および運動視差ｋτに基づいて、つぎの式（１８）から応答強度を計算する。
【０１１９】
応答強度＝ΣｘΣｙ　ｉａ０（ｘ，ｙ）ｉａ１（ｘ−ｋτｘ，ｙ−ｋτｙ）　・・（１８）
【０１２０】
ここで、ｉａ０（ｘ，ｙ）は、現時刻の局所領域画像（図３８左上）内の（ｘ，ｙ）画素の強度であり、ｉａ１（ｘ，ｙ）は次時刻の局所領域画像（図３８左下）内の（ｘ，ｙ）画素の強度である。
【０１２１】
なお、応答強度は、前述した特開平０５−１６５９５６号公報、特開平０５−１６５９５７号公報、特開平０６−０４４３６４号公報、特開平０９−０８１３６９号公報；“２次元相関およびコンボリューションをハフ平面のρ座標に沿って１次元的に行う方法，”　川上と岡本，　信学技報，　ｖｏｌ．　ＩＥ９６−１９，　ｐｐ．３１−３８，　１９９６；“Ａ　ｃｅｌｌ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｃａｌ　ｉｍａｇｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｇｎｏｃｅｌｌｕｌａｒ　ｐａｔｈｗａｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｉｓｕａｌ　ｃｏｒｔｅｘ，”Ｋａｗａｋａｍｉ，　Ｓ．　ａｎｄ　Ｏｋａｍｏｔｏ，　Ｈ．，　Ｖｉｓｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　ｖｏｌ．　３６，　ｐｐ．　１１７−１４７，　１９９６に開示された方法によっても求められる。
【０１２２】
図３７に戻り、規格化時間ｎｔｃ走査ユニット２２は、下限値ｎｔｃ，ｍｉｎから上限値ｎｔｃ，ｍａｘまで規格化時間ｎｔｃを走査する。複比変換ユニット２３は、四つのパラメータｎｔｃ、ｋτ、ｉｐ０、ｐｉｎｆに基づいて、位置ｉｋｐｃの情報を出力する。
【０１２３】
極変換ユニット２４は、上記の位置ｉｋｐｃを球面上の大円に極変換して、その大円を構成する点群の位置｛ｉｋｐＧＣ｝を出力する。円柱配列投票ユニット２５は、規格化時間ｎｔｃ（高さ）の大円上の点群に、運動視差検出ユニット２１からの応答強度（平面パラメータ）を投票する。
【０１２４】
ピーク抽出ユニット２６は、上記円柱配列の中で投票された応答強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点は、大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標として平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる。
【０１２５】
つぎに、従来の画像計測装置１０の動作について、図４０に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
【０１２６】
（１）無限時刻の位置ｐｉｎｆを下記のようにして設定する（ステップＳＡ１）。すなわち、移動方向ｖ抽出ユニット１４は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像（入力画像Ｇ０：図３９参照）と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像に基づいて、時刻ｔ０および時刻ｔ１における全点の位置｛ｉｐ０｝、｛ｉｐ１｝から移動方向ｖを抽出する。次に、ｐｉｎｆ設定ユニット１５は、移動方向ｖ抽出ユニット１４で抽出された移動方向ｖに等しいとして無限時刻の位置ｐｉｎｆを複比変換ユニット２３に設定する。
【０１２７】
（２）局所領域番号ｉ走査ユニット１６は、画像内の各点の局所領域番号ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＡ２、ステップＳＡ３、ステップＳＡ１７）。（ｉを走査）
【０１２８】
（３）局所領域画像切出しユニット１７は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像（入力画像Ｇ０：図３９参照）および時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像のそれぞれから、局所領域番号ｉ走査ユニット１６により走査された局所領域番号ｉに対応する中心画素ｉｐ０を中心とする時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０および時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１を切り出す（図３８参照）。
【０１２９】
（４）運動視差番号ｋ走査ユニット１９は、運動視差番号ｋを下限値ｋｍｉｎから上限値ｋｍａｘまで走査する。（ステップＳＡ５、ステップＳＡ６、ステップＳＡ１６）。　（ｋを走査）
【０１３０】
（５）運動視差ｋτ変換ユニット２０は、運動視差番号ｋ走査ユニット１９により走査された運動視差番号ｋに基づいて、運動視差ｋτを出力する（ステップＳＡ７）。
【０１３１】
但し、運動視差ｋτすなわち視差ベクトル（ｋτｘ、　ｋτｙ）の方向が、図３５（ａ）に示したｉｐ０からｖ（すなわち、ｐｉｎｆ）への方向と違っている場合には、この移動方向ｖと矛盾する運動視差のため、ステップＳＡ９〜ステップＳＡ１４がスキップされる（ステップＳＡ８の判断結果が「Ｎｏ」）。
【０１３２】
（６）運動視差検出ユニット２１は、図３８に示したように、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１および運動視差ｋτに基づいて、上述した式（１８）から応答強度を計算する（ステップＳＡ９）。
【０１３３】
（７）　規格化時間ｎｔｃ走査ユニット２２は、下限値ｎｔｃ，ｍｉｎから上限値ｎｔｃ，ｍａｘまで規格化時間ｎｔｃを走査する（ステップＳＡ１０、ステップＳＡ１１、ステップＳＡ１５）。
【０１３４】
（８）ｉｐ０変換ユニット１８は、局所領域番号ｉを中心画素ｉｐ０に変換する。複比変換ユニット２３は、以上で設定された四つのパラメータｎｔｃ，ｋτ，ｉｐ０，ｐｉｎｆに基づいて、位置ｉｋｐｃを出力する（ステップＳＡ１２）。
【０１３５】
（９）極変換ユニット２４は、球面上の大円に極変換して、その大円を構成する点群の位置｛ｉｋｐＧＣ｝を出力する（ステップＳＡ１３）。
【０１３６】
（１０）円柱配列投票ユニット２５は、高さｎｔｃの大円上の点群に、運動視差検出ユニット２１からの応答強度（平面パラメータ）を投票する（ステップＳＡ１４）。ここまでの処理で、位置ｉｐ０の点が複比変換および極変換された一個の大円が、高さがｎｔｃの断面円内に描かれる。
【０１３７】
（ｎｔｃを走査（ステップＳＡ１５））
（ｋを走査（ステップＳＡ１６））
（ｉを走査（ステップＳＡ１７））
【０１３８】
（１１）ここまでの処理で、全ての高さ｛ｎｔｃ｝の断面円内に、入力画像内の全ての点｛ｉｐ０｝が複比変換および極変換された大円群が描かれる。すなわち、円柱配列の全ての断面円に投票が行なわれる。
【０１３９】
（１２）ピーク抽出ユニット２６は、円柱配列の中で投票された強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点が大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標として平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる（ステップＳＡ１８）。
【０１４０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２８に示したように、オプティカルフロー（局所速度）は、入力画像の中心部（移動方向近く）ほど小さく、周辺部（移動方向から離れた部分）ほど大きくなる。同図では、中心部ほど局所速度ベクトルのスカラ量が小さく、周辺部ほど同スカラ量が大きくなる様子が図示されている。
【０１４１】
ここで、従来の画像計測装置１０では、図３９に示したように入力画像の全体に亘って均一な分解能で局所運動検出が行われているため、局所速度が分解能以下となってしまい、正しく局所運動を検出できない領域が大きくなるという問題があった。
【０１４２】
また、従来の画像計測装置１０では、同入力画像の全体に亘って局所領域（同図丸囲みされた領域）のサイズが均一であるため、局所速度が局所領域のサイズを超えてしまい、正しく局所運動を検出できない領域が大きくなるという問題があった。
【０１４３】
このように、局所領域内の局所運動を正しく検出できない領域が大きくなった場合には、投票空間（円柱配列）への平面の特徴パラメータの投票を正しく行うことができず、結果として平面の特徴パラメータの計測精度が低くなるという問題があった。
【０１４４】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる画像計測プログラムを提供することを目的とする。
【０１４５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、コンピュータを、画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、として機能させるための画像計測プログラムである。
【０１４６】
この発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって運動視差が分解能以下となるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０１４７】
また、本発明は、コンピュータを、画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、前記運動視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、として機能させるための画像計測プログラムである。
【０１４８】
この発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０１４９】
また、本発明は、コンピュータを、画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、として機能させるための画像計測プログラムである。
【０１５０】
この発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって運動視差が分解能以下となったり、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０１５１】
また、本発明は、コンピュータを、画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出する両眼視差検出手段、前記両眼視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、前記両眼視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、として機能させるための画像計測プログラムである。
【０１５２】
この発明によれば、両眼視差の分布に応じて局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、両眼視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって両眼視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０１５３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明にかかる画像計測プログラムの実施の形態１〜３について詳細に説明する。
【０１５４】
図１は、本発明にかかる実施の形態１の構成を示すブロック図である。同図において、図３７の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。
【０１５５】
ここで、実施の形態１の動作原理について、図２〜図６を参照して説明する。図２は、図３９に対応している。実施の形態１では、図２に示した時刻ｔ０で入力された入力画像Ｇ０の時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０の各分解能を、図３（ａ）および図４（ａ）に示したように、中心部ほど高く、周辺部ほど低くなるように設定される。
【０１５６】
なお、時刻ｔ１の入力画像（図示略）においても、局所領域画像の各分解能を中心部ほど高く、周辺部ほど低くなるように設定される。
【０１５７】
また、実施の形態１では、図２に示した入力画像Ｇ０の時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０の各サイズを、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示したように、中心部ほど小さく、周辺部ほど大きくなるように設定される。
【０１５８】
なお、時刻ｔ１の入力画像（図示略）においても、局所領域画像の各サイズを中心部ほど小さく、周辺部ほど大きくなるように設定される。
【０１５９】
実際には、実施の形態１では、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示したように、分解能とサイズとの比が一定となるように設定される。
【０１６０】
ここで、図５に示したように、球面レンズ等の撮像面の中心部ほど入力画像上の局所速度が遅く（運動視差が小さく）、中心部より離れた周辺部ほど局所速度が速い（運動視差が大きい）。同様にして、図６（ａ）および（ｂ）に示したように、撮像面の中心部ほど局所速度が遅く（運動視差が小さく）、周辺部ほど局所速度が速い（運動視差が大きい）。
【０１６１】
そこで、実施の形態１では、入力画像の位置（中心部、周辺部）における局所速度の変化に対応させて、入力画像の局所領域画像の分解能（およびサイズ）を中心部ほど高く（小さく）し、周辺部ほど低く（大きく）することにより、前述した従来の問題点を解決している。
【０１６２】
図１に示した画像計測装置１００において、局所領域設定部１０１は、時刻ｔ０画像レジスタ１２および時刻ｔ１画像レジスタ１３のそれぞれに格納された入力画像について、位置（中心部、周辺部）に応じて分解能およびサイズを変化させた局所領域画像に関する局所領域を設定する。この設定結果としての局所領域設定情報は、図７に示したテーブル１５０に格納される。なお、局所領域設定情報の詳細については、後述する。
【０１６３】
局所領域番号ｉ走査ユニット１０２は、局所領域画像を識別するための局所領域番号ｉを走査する。
【０１６４】
局所領域画像切出しユニット１０３は、局所領域設定情報テーブル１５０を参照して、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像とのそれぞれから、上記局所領域番号ｉに対応する時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０および時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１を切り出す。
【０１６５】
次に、実施の形態１の動作について、図９〜図１２に示したフローチャートを参照しつつ説明する。図９に示したステップＳＢ１では、図１に示した局所領域設定部１０１は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納されている入力画像に対して、図３（ｃ）に示したように分解能およびサイズを位置によって変化させた局所領域を設定するという第１の局所領域設定処理を実行する。
【０１６６】
具体的には、図１０に示したステップＳＣ１では、局所領域設定部１０１は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された図８（ａ）に示した入力画像Ｇ０におけるβ方向（半径方向）のピッチΔβを設定する。ここで、同図に示した画角βは、図８（ｂ）に示したようにカメラ焦点と撮像面との間の角度である。また、ピッチΔβは、例えば、図８（ｃ）に示したｆ（β）より設定される。
【０１６７】
ステップＳＣ２では、局所領域設定部１０１は、図８（ａ）に示した入力画像Ｇ０におけるα方向（円周方向）のピッチΔαを設定する。ステップＳＣ３では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉに１を設定する。ステップＳＣ４では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉ（＝１）に対応する局所領域におけるβ方向の位置を計算（Δβを積分）する。
【０１６８】
ステップＳＣ５では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉ（＝１）に対応する局所領域画像における中心画素ｉｐ０（図３８参照）を決定する。ステップＳＣ６では、局所領域設定部１０１は、原画像と局所領域画像との画素比を設定する。
【０１６９】
具体的には、図８（ｄ）および（ｅ）に示したように、入力画像Ｇ０の中心部付近の原画像２００Ａが上記局所領域番号ｉに対応する画像である場合には、分解能を高くするために、画像比として１が設定され、局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ））が設定される。
【０１７０】
また、図８（ｆ）および（ｇ）に示したように、入力画像Ｇ０の中心部から少し離れた位置の原画像２０１Ａの場合には、原画像２００Ａ（図８（ｄ）参照））よりもサイズが大きくとられ、分解能を低くするための画像比として２が設定され、局所領域画像２０１Ｂ（図８（ｇ））が設定される。この場合には、原画像２０１Ａの２×２画素が平均化され、局所領域画像２０１Ｂで１画素とされている。なお、画像比は、重み付き平均化等により原画像を局所領域画像に変換できることから、整数に限定されない。
【０１７１】
また、図８（ｈ）および（ｉ）に示したように、入力画像Ｇ０の周辺部の原画像２０２Ａの場合には、原画像２０１Ａ（図８（ｆ）参照））よりもさらにサイズが大きくとられ、分解能をさらに低くするための画像比として３が設定され、局所領域画像２０２Ｂ（図８（ｉ））が設定される。この場合には、原画像２０２Ａの３×３画素が平均化され、局所領域画像２０２Ｂで１画素とされている。
【０１７２】
このように、局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ）参照）、局所領域画像２０１Ｂ（図８（ｇ）参照）および局所領域画像２０２Ｂ（図８（ｉ）参照）は、入力画像Ｇ０の中心部から周辺部にかけてそれぞれ設定されており、分解能が高から低とされているとともに、サイズが小から大とされている。
【０１７３】
ただし、局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ）参照）、局所領域画像２０１Ｂ（図８（ｇ）参照）および局所領域画像２０２Ｂ（図８（ｉ）参照）のそれぞれの画素数は、一定（ｋ×ｋ画素）である。
【０１７４】
ステップＳＣ７では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉ（＝１）に対応する局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ）参照）におけるｍ（縦方向座標）に１を設定する。ステップＳＣ８では、局所領域設定部１０１は、上記局所領域画像２００Ｂにおけるｌ（横方向座標）に１を設定する。
【０１７５】
ここで、局所領域画像（局所領域画像２００Ｂ等）を構成する各画素は、画素番号（ｌ、ｍ）で表される。一方、原画像（原画像２００Ａ等）を構成する各画素は、画素番号（ａ、ｂ）で表される。
【０１７６】
ステップＳＣ９では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉ（＝１）に対応する局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ）参照）と原画像２００Ａ（図８（ｄ）参照）との関係を対応付けるために、局所領域画像２００Ｂ（図８（ｅ）参照）の画素番号（ｌ、ｍ）と原画像２００Ａの画素番号（ａ、ｂ）との対応関係を決定する。
【０１７７】
ステップＳＣ１０では、局所領域設定部１０１は、局所領域設定情報テーブル１５０（図７参照）に、局所領域番号ｉ（＝１）に対応付けて、局所領域画像２００Ｂの画素番号（ｌ、ｍ）および原画像２００Ａの画素番号（ａ、ｂ）からなる局所領域設定情報を格納する。
【０１７８】
ステップＳＣ１１では、局所領域設定部１０１は、局所領域画像２００Ｂの画素の強度ｉａ０（ｘ、ｙ）を計算する。この画素の強度ｉａ０（ｘ、ｙ）は、図３８に示した時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０の強度ｉａ０（ｘ、ｙ）に対応している。
【０１７９】
ステップＳＣ１２では、局所領域設定部１０１は、ｌがｌｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＣ１５では、局所領域設定部１０１は、ｌを１インクリメントしｌを走査する。以後、ステップＳＣ１２の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＣ９以降の処理が実行される。
【０１８０】
そして、ステップＳＣ１２の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、ステップＳＣ１３では、局所領域設定部１０１は、ｍがｍｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＣ１６では、局所領域設定部１０１は、ｍを１インクリメントし、ｍを走査する。以後、ステップＳＣ１３の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＣ８以降の処理が実行される。
【０１８１】
そして、ステップＳＣ１３の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、ステップＳＣ１４では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉがｉｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＣ１７では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉを１インクリメントする。
【０１８２】
以後、ステップＳＣ１４の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＣ４以降の処理が実行される。これにより、図４（ｃ）に示したように、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像に関して局所領域番号ｉ（１〜ｉｍａｘ）に対応する複数の局所領域画像が設定される。これらの局所領域画像は、入力画像の中心部ほど分解能が高くサイズが小さく、周辺部ほど分解能が低くサイズが大きいという特徴を備えている。
【０１８３】
そして、ステップＳＣ１４の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、図９に示したステップＳＢ２では、図１に示した局所領域設定部１０１は、上述した第１の局所領域設定処理と同様にして、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納されている入力画像に対して、分解能およびサイズを位置によって変化させた局所領域を設定するという第２の局所領域設定処理を実行する。
【０１８４】
具体的には、図１１に示したステップＳＤ１では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉに１を設定する。
【０１８５】
ステップＳＤ２では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉ（＝１）に対応する局所領域画像におけるｍ（縦方向座標）に１を設定する。ステップＳＤ３では、局所領域設定部１０１は、上記局所領域画像におけるｌ（横方向座標）に１を設定する。
【０１８６】
ステップＳＤ４では、局所領域設定部１０１は、図７に示した局所領域設定情報テーブル１５０から、局所領域番号ｉに対応する局所領域設定情報（局所領域画像の画素番号（ｌ、ｍ）および原画像の画素番号（ａ、ｂ））を読み出す。
【０１８７】
ステップＳＤ５では、ステップＳＣ１１（図１０参照）と同様にして、ステップＳＤ４で読み出された局所領域画像情報に基づいて、局所領域画像の画素の強度ｉａ０（ｘ、ｙ）を計算する。
【０１８８】
ステップＳＤ６では、局所領域設定部１０１は、ｌがｌｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＤ９では、局所領域設定部１０１は、ｌを１インクリメントしｌを走査する。以後、ステップＳＤ６の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＤ４以降の処理が実行される。
【０１８９】
そして、ステップＳＤ９の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、ステップＳＤ７では、局所領域設定部１０１は、ｍがｍｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＤ１０では、局所領域設定部１０１は、ｍを１インクリメントし、ｍを走査する。以後、ステップＳＤ７の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＤ３以降の処理が実行される。
【０１９０】
そして、ステップＳＤ７の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、ステップＳＤ８では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉがｉｍａｘであるか否かを判断し、この場合、判断結果を「Ｎｏ」とする。ステップＳＤ１１では、局所領域設定部１０１は、局所領域番号ｉを１インクリメントする。
【０１９１】
以後、ステップＳＤ８の判断結果が「Ｙｅｓ」になるまで、ステップＳＤ２以降の処理が実行される。これにより、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像について局所領域番号ｉ（１〜ｉｍａｘ）に対応する複数の局所領域画像が設定される。これらの局所領域画像は、入力画像の中心部ほど分解能が高くサイズが小さく、周辺部ほど分解能が低くサイズが大きいという特徴を備えている。
【０１９２】
そして、ステップＳＤ８の判断結果が「Ｙｅｓ」になると、図９に示したステップＳＢ３では、画像計測処理が実行される。具体的には、図１２に示した画像計測処理が実行される。同図に示したフローチャートは、以下のように、前述した図４０に示したフローチャートと同様である。
【０１９３】
（１）無限時刻の位置ｐｉｎｆを下記のようにして設定する（ステップＳＥ１）。すなわち、移動方向ｖ抽出ユニット１４は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像に基づいて、時刻ｔ０および時刻ｔ１における全点の位置｛ｉｐ０｝、｛ｉｐ１｝から移動方向ｖを抽出する。次に、ｐｉｎｆ設定ユニット１５は、移動方向ｖ抽出ユニット１４で抽出された移動方向ｖに等しいとして無限時刻の位置ｐｉｎｆを複比変換ユニット２３に設定する。
【０１９４】
（２）局所領域番号ｉ走査ユニット１０２は、画像内の各点の局所領域番号ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＥ２、ステップＳＥ３、ステップＳＥ１７）。（ｉを走査）
【０１９５】
（３）局所領域画像切出しユニット１０３は、局所領域設定情報テーブル１５０を参照して、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像および時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像のそれぞれから、局所領域番号ｉ走査ユニット１０２により走査された局所領域番号ｉに対応する中心画素ｉｐ０を中心とする時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０および時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１を切り出す（ステップＳＥ４、図３８参照）。
【０１９６】
（４）運動視差番号ｋ走査ユニット１９は、運動視差番号ｋを下限値ｋｍｉｎから上限値ｋｍａｘまで走査する。（ステップＳＥ５、ステップＳＥ６、ステップＳＥ１６）。　（ｋを走査）
【０１９７】
（５）運動視差ｋτ変換ユニット２０は、運動視差番号ｋ走査ユニット１９により走査された運動視差番号ｋに基づいて、運動視差ｋτを出力する（ステップＳＥ７）。
【０１９８】
但し、運動視差ｋτすなわち視差ベクトル（ｋτｘ、ｋτｙ）の方向が、図３５（ａ）に示したｉｐ０からｖ（すなわち、ｐｉｎｆ）への方向と違っている場合には、この移動方向ｖと矛盾する運動視差のため、ステップ９〜ステップＳＥ１４がスキップされる（ステップＳＥ８の判断結果が「Ｎｏ」）。
【０１９９】
（６）運動視差検出ユニット２１は、図３８に示したように、時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１および運動視差ｋτに基づいて、上述した式（１８）から応答強度を計算する（ステップＳＥ９）。
【０２００】
（７）　規格化時間ｎｔｃ走査ユニット２２は、下限値ｎｔｃ，ｍｉｎから上限値ｎｔｃ，ｍａｘまで規格化時間ｎｔｃを走査する（ステップＳＥ１０、ステップＳＥ１１、ステップＳＥ１５）。
【０２０１】
（８）ｉｐ０変換ユニット１８は、局所領域番号ｉを中心画素ｉｐ０に変換する。複比変換ユニット２３は、以上で設定された四つのパラメータｎｔｃ，ｋτ，ｉｐ０，ｐｉｎｆに基づいて、位置ｉｋｐｃを出力する（ステップＳＥ１２）。
【０２０２】
（９）極変換ユニット２４は、球面上の大円に極変換して、その大円を構成する点群の位置｛ｉｋｐＧＣ｝を出力する（ステップＳＥ１３）。
【０２０３】
（１０）円柱配列投票ユニット２５は、高さｎｔｃの大円上の点群に、運動視差検出ユニット２１からの応答強度（平面パラメータ）を投票する（ステップＳＥ１４）。ここまでの処理で、位置（中心画素）ｉｐ０の点が複比変換および極変換された一個の大円が、高さがｎｔｃの断面円内に描かれる。
【０２０４】
（ｎｔｃを走査（ステップＳＥ１５））
（ｋを走査（ステップＳＥ１６））
（ｉを走査（ステップＳＥ１７））
【０２０５】
（１１）ここまでの処理で、全ての高さ｛ｎｔｃ｝の断面円内に、入力画像内の全ての点｛ｉｐ０｝が複比変換および極変換された大円群が描かれる。すなわち、円柱配列の全ての断面円に投票が行なわれる。
【０２０６】
（１２）ピーク抽出ユニット２６は、円柱配列の中で投票された強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点は、大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標として平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる（ステップＳＥ１８）。
【０２０７】
以上説明したように、実施の形態１によれば、運動視差の分布に応じて図２に示したように局所領域画像の分解能およびサイズを、局所領域画像毎に変化するように設定し、運動視差検出ユニット２１の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域画像の位置によって運動視差が分解能以下となったり、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０２０８】
（実施の形態２）
図１３は、本発明にかかる実施の形態２の構成を示すブロック図である。同図において、図１の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。同図に示した画像計測装置３００において、要素番号ｊ走査ユニット３０１は、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列の要素番号ｊを走査する。
【０２０９】
円柱配列投票ユニット３０２には、高さ（規格化時間）ｎｔｃの大円上の点群に、運動視差検出ユニット２１からの応答強度（平面パラメータ）を投票する。
【０２１０】
ピーク抽出ユニット３０３は、上記円柱配列の中で投票された応答強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点は、大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標として平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる。
【０２１１】
ｉｊτテーブル作成ユニット３０４は、ｉｊτテーブル３５０（図１４参照）を作成する。局所領域番号ｉ走査ユニット３０５は、局所領域番号ｉ走査ユニット１０２と同様にして、局所領域番号ｉを走査する。ｉｐ０出力ユニット３０６は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する画像内の中心画素ｉｐ０を出力する。
【０２１２】
要素番号ｊ走査ユニット３０７は、要素番号ｊ走査ユニット３０１と同様にして、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列の要素番号ｊを走査する。ｎｔｃｊ出力ユニット３０８は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する円柱配列要素（ｎｔｃｊ）を出力する。ｎｓｊ出力ユニット３０９は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する円柱配列要素（ｎｓｊ）を出力する。
【０２１３】
つぎに、実施の形態２の動作について、図１５〜図１７に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
【０２１４】
図１５に示したステップＳＦ１では、図１３に示した局所領域設定部１０１は、ステップＳＢ１（図９参照）と同様にして、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納されている入力画像に対して、図３（ｃ）に示したように分解能およびサイズを位置によって変化させた局所領域を設定するという第１の局所領域設定処理を実行する。
【０２１５】
ステップＳＦ２では、局所領域設定部１０１は、ステップＳＢ２（図９参照）と同様にして、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納されている入力画像に対して、図３（ｃ）に示したように分解能およびサイズを位置によって変化させた局所領域を設定するという第２の局所領域設定処理を実行する。
【０２１６】
ステップＳＦ３では、ｉｊτテーブル作成ユニット３０４は、ｉｊτテーブル３５０（図１４参照）を作成するためのｉｊτテーブル作成処理を実行する。
【０２１７】
具体的には、図１６に示したフローチャートに従って、次の手順でｉｊτテーブル作成処理が実行される。
【０２１８】
（１）無限時刻の位置ｐｉｎｆを下記のようにして設定する（ステップＳＧ１）。すなわち、移動方向ｖ抽出ユニット１４は、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像（入力画像Ｇ０：図２参照）と、時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像に基づいて、時刻ｔ０および時刻ｔ１における全点の位置｛ｉｐ０｝、｛ｉｐ１｝から移動方向ｖを抽出する。次に、ｐｉｎｆ設定ユニット１５は、移動方向ｖ抽出ユニット１４で抽出された移動方向ｖに等しいとして無限時刻の位置ｐｉｎｆをｉｊτテーブル作成ユニット３０４に設定する。
【０２１９】
（２）局所領域番号ｉ走査ユニット３０５は、画像内の各点（中心画素）ｉｐ０に対応する局所領域番号ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＧ２、ステップＳＧ３およびステップＳＧ１０）。（ｉを走査）
【０２２０】
（３）要素番号ｊ走査ユニット３０７は、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列内の要素（ｎｓｊ、ｎｔｃｊ）に対応する要素番号ｊを下限値ｊｍｉｎから上限値ｊｍａｘまで走査する（ステップＳＧ４、ステップＳＧ５、ステップＳＧ９）。（ｊを走査）
【０２２１】
（４）ｉｐ０出力ユニット３０６、ｎｓｊ出力ユニット３０９およびｎｔｃｊ出力ユニット３０８は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する、画像内の画素（中心画素）ｉｐ０および円柱配列要素（ｎｓｊ、ｎｔｃｊ）を出力する（ステップＳＧ６）。
【０２２２】
（５）ｉｊτテーブル作成ユニット３０４は、以上で設定された四つのパラメータ（ｎｓｊ、ｎｔｃｊ、ｉｐ０、ｐｉｎｆ）に基づいて、特開２０００−３５７２３５号公報に記載された方法に従って運動視差ｉｊτを計算する（ステップＳＧ７）。
【０２２３】
（６）ｉｊτテーブル作成ユニット３０４は、運動視差ｉｊτを、ｉｊτテーブル３５０（図１４参照）のアドレス（ｉ、ｊ）に対応する内容として格納する（ステップＳＧ８）。
【０２２４】
図１５に戻り、ステップＳＦ４では、画像計測処理が実行される。具体的には、図１７に示したフローチャートに従って、次の手順で画像計測処理が実行される。この画像計測処理では、ｉｊτテーブル３５０（図１４参照）を用いて、平面の三次元方位ｎｓ０と規格化時間ｎｔｃ０が検出される。
【０２２５】
（１）図１３に示した局所領域番号ｉ走査ユニット１０２により、画像内の各点（中心画素）ｉｐ０の局所領域番号ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＨ１、ステップＳＨ２およびステップＳＨ１０）。（ｉを走査）
【０２２６】
（２）局所領域画像切出しユニット１０３は、局所領域設定情報テーブル１５０を参照して、時刻ｔ０画像レジスタ１２に格納された入力画像（入力画像Ｇ０：図２参照）および時刻ｔ１画像レジスタ１３に格納された入力画像のそれぞれから、局所領域番号ｉ走査ユニット１０２により走査された局所領域番号ｉに対応する中心画素ｉｐ０を中心とする時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０および時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１を切り出す（ステップＳＨ３、図３８参照）。
【０２２７】
（３）要素番号ｊ走査ユニット３０１は、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列内の要素（ｎｓｊ、ｎｔｃｊ）の要素番号ｊを下限値ｊｍｉｎから上限値ｊｍａｘまで走査する（ステップＳＨ４、ステップＳＨ５およびステップＳＨ９）。（ｊを走査）
【０２２８】
（４）ｉｊτテーブル３５０においては、アドレス（ｉ、ｊ）をキーとして、運動視差ｉｊτが運動視差検出ユニット２１へ出力される（ステップＳＨ６）。
【０２２９】
（５）運動視差検出ユニット２１は、図３８に示した時刻ｔ０局所領域画像ＧＫ０、時刻ｔ１局所領域画像ＧＫ１および運動視差ｉｊτに基づいて、つぎの式（１９）から応答強度を計算する（ステップＳＥ７）。
【０２３０】
応答強度＝ΣｘΣｙ　ｉａ０（ｘ，ｙ）ｉａ１（ｘ−ｉｊτｘ，ｙ−ｉｊτｙ）・・・（１９）
【０２３１】
（６）運動視差検出ユニット２１は、上記応答強度を、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列の要素（ｎｓｊ、ｎｔｃｊ）に投票する（ステップＳＨ８）。
【０２３２】
（ｊを走査（ステップＳＨ９））
（ｉを走査（ステップＳＨ１０））
【０２３３】
（７）ピーク抽出ユニット３０３は、円柱配列投票ユニット３０２における円柱配列の中で投票された応答強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点は、大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標として、平面を横切るまでの規格化時間ｎｔｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる（ステップＳＨ１１）。
【０２３４】
以上説明したように、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【０２３５】
（実施の形態３）
さて、前述した実施の形態１および２では、時刻ｔ０および時刻ｔ１に対応する２フレーム分の入力画像に基づいて画像計測を行う構成例について説明したが、２台のカメラ（右カメラおよび左カメラ）を用いて、右入力画像および左入力画像に基づいて画像計測を行うように構成してもよい。以下では、この構成例を実施の形態３として説明する。
【０２３６】
図１８は、本発明にかかる実施の形態３の構成を示すブロック図である。同図に示した画像計測装置４００において、右カメラ４０１および左カメラ４０３は、図１９に示したように、平面を撮像するものであり、左右に配置されている。
【０２３７】
図２０に示した左画像４０４Ｌは、左カメラ４０３により撮影されたものであり、右画像４０２Ｒは、右カメラ４０１により撮像されたものである。ここで、左カメラ４０３と右カメラ４０１とが離れているため、左画像４０４Ｌと右画像４０２Ｒとでは写り方に違いがでる。
【０２３８】
具体的には、左画像４０４Ｌから切り出した左局所領域画像ＧＫＬと、右画像４０２Ｒから切り出した右局所領域画像ＧＫＲとでは、ズレ量が両眼視差として表れる。
【０２３９】
ここで、特開２０００−３５７２３５号公報に記載されているように、実施の形態１および２で述べた運動視差アルゴリズムの現時刻の位置ｐ０、次の時刻の位置ｐ１、そして無限時刻の位置ｐｉｎｆを、右画像４０２Ｒでの位置ｐＲ、左画像４０４Ｌでの位置ｐＬ、右カメラ４０１と左カメラ４０３とを結ぶ視軸上の位置Ｐａｘｉｓに置き換えると、そのアルゴリズムを用いてステレオ画像から（ｉ）平面の三次元方位ｎｓ、（ｉｉ）視軸方向に平面を横切るまでの規格化距離ｎｄｃ、（ｉｉｉ）平面までの規格化最短距離ｎｄｓ、そして（ｉｖ）点までの規格化距離ｎｄ０を決定できる。
【０２４０】
図１８に戻り、右画像レジスタ４０２には、右カメラ４０１で撮像された右画像４０２Ｒ（図２０参照）のデータが格納される。左画像レジスタ４０４には、左カメラ４０３で撮像された左画像４０４Ｌ（図２０参照）が格納される。
【０２４１】
局所領域設定部４０５は、前述した局所領域設定部１０１（図１参照）と同様にして、右画像レジスタ４０２および左画像レジスタ４０４にそれぞれ格納された右画像４０２Ｒおよび左画像４０４Ｌについて、位置（中心部、周辺部）に応じて、図２１に示したように局所領域画像のサイズを変化させる。同図においては、局所領域画像は、中心部ほどサイズが大きく、周辺部ほどサイズが小さく設定される。
【０２４２】
ここで、中心部ほどサイズを大きく、周辺部ほどサイズを小さく設定するのは、サイズを図２２に示したように、撮像面の中心部ほど画像上の局所速度が速く（両眼視差が大きく）、中心部より離れた周辺部ほど局所速度が遅い（両眼視差が小さい）からである。このようにサイズを設定することにより、平面の特徴パラメータの計測精度を高めているのである。
【０２４３】
図１８に戻り、局所領域設定部４０５は、局所領域設定情報テーブル１５０（図７参照）と同様にして、局所領域設定情報テーブル４５０に、局所領域番号ｉに対応付けて、図２２に示したサイズ分布の各局所領域画像に関する局所領域設定情報を格納する。
【０２４４】
Ｐａｘｉｓ設定ユニット４０６は、後述するように、視軸上の位置Ｐａｘｉｓを視軸方向ａｘｉｓに等しいとしてｉｊσテーブル作成ユニット４０８に設定する。局所領域番号ｉ走査ユニット４０７は、画像内の各点ｉｐＲのアドレス（局所領域番号）ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する。
【０２４５】
ｉｊσテーブル作成ユニット４０８は、ｉｊσテーブル４６０（図２３参照）を作成する。局所領域番号ｉ走査ユニット４０９は、画像内の各点ｉｐＲのアドレス（局所領域番号）ｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する。
【０２４６】
ｉｐＲ出力ユニット４１０は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する画像内の各点ｉｐＲを出力する。要素番号ｊ走査ユニット４１１は、円柱配列投票ユニット４１７における円柱配列内の要素（ｎｓｊ、ｎｄｃｊ）のアドレス（要素番号）ｊを下限値ｊｍｉｎから上限値ｊｍａｘまで走査する。
【０２４７】
ｎｄｃｊ出力ユニット４１２は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する円柱配列要素（ｎｄｃｊ）を出力する。ｎｓｊ出力ユニット４１３は、アドレス（ｉ、ｊ）に対応する円柱配列要素（ｎｓｊ）を出力する。
【０２４８】
局所領域画像切出しユニット４１４は、局所領域設定情報テーブル４５０を参照して、右画像レジスタ４０２に格納された右画像４０２Ｒおよび左画像レジスタ４０４に格納された左画像４０４Ｌから、アドレスｉに対応する画素ｉｐＲを中心とする右局所領域画像ＧＫＲ、左局所領域画像ＧＫＬをそれぞれ切り出す。
【０２４９】
両眼視差検出ユニット４１６は、右局所領域画像ＧＫＲ、左局所領域画像ＧＫＬおよび両眼視差ｉｊσに基づいて、応答強度を計算する。円柱配列投票ユニット４１７には、高さｎｔｃの大円上の点群に、両眼視差検出ユニット４１６からの応答強度（平面パラメータ）が投票される。
【０２５０】
ピーク抽出ユニット４１８は、円柱配列投票ユニット４１７の投票結果に基づいて、後述する規格化距離ｎｄｃ０および平面の三次元方位ｎｓ０を求める。
【０２５１】
つぎに、実施の形態３の動作について、図２４〜図２６に示したフローチャートを参照しつつ説明する。
【０２５２】
図２４に示したステップＳＩ１では、図１８に示した局所領域設定部４０５は、ステップＳＢ１（図９参照）と同様にして、右画像レジスタ４０２に格納されている右画像４０２Ｒに対して、図２１に示したようにサイズ（但し、分解能は一定）を位置によって変化させた局所領域を設定した後、局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブル４５０に格納するという第１の局所領域設定処理を実行する。
【０２５３】
ステップＳＩ２では、局所領域設定部４０５は、ステップＳＢ２（図９参照）と同様にして、左画像レジスタ４０４に格納されている左画像４０４Ｌに対して、図２１に示したようにサイズ（但し、分解能は一定）を位置によって変化させた局所領域を設定した後、局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブル４５０に格納するという第２の局所領域設定処理を実行する。
【０２５４】
ステップＳＩ３では、ｉｊσテーブル作成ユニット４０８は、ｉｊσテーブル４６０（図１４参照）を作成するためのｉｊσテーブル作成処理を実行する。
【０２５５】
具体的には、図２５に示したフローチャートに従って、次の手順でｉｊσテーブル作成処理が実行される。
【０２５６】
（１）Ｐａｘｉｓ設定ユニット４０６は、視軸上の位置Ｐａｘｉｓを視軸方向ａｘｉｓに等しいとしてｉｊσテーブル作成ユニット４０８に設定する（ステップＳＪ１）。なお、視軸方向ａｘｉｓは、ステレオカメラ（右カメラ４０１と左カメラ４０３）の幾何学的配置より、既知である。
【０２５７】
（２）局所領域番号ｉ走査ユニット４０９は、画像内の各点ｉｐＲのアドレスｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＪ２、ステップＳＪ３、ステップＳＪ１０）。（ｉを走査）
【０２５８】
（３）要素番号ｊ走査ユニット４１１は、円柱配列投票ユニット４１７における円柱配列内の要素（ｎｓｊ、ｎｄｃｊ）のアドレスｊを下限値ｊｍｉｎから上限値ｊｍａｘまで走査する（ステップＳＪ４、ステップＳＪ５、ステップＳＪ９）。（ｊを走査）
【０２５９】
（４）ｉｐＲ出力ユニット４１０、ｎｄｃｊ出力ユニット４１２およびｎｓｊ出力ユニット４１３は、これらアドレス（ｉ、ｊ）に対応する、画像内の画素ｉｐＲおよび円柱配列要素（ｎｓｊ、ｎｄｃｊ）を出力する（ステップＳＪ６）。
【０２６０】
（５）ｉｊσテーブル作成ユニット４０８は、以上で設定された四つのパラメータｎｓｊ、ｎｄｃｊ、ｉｐＲ、ｐａｘｉｓに基づいて、特開２０００−３５７２３５号公報に開示された方法で両眼視差ｉｊσを計算する（ステップＳＪ７）。
【０２６１】
（６）ｉｊσテーブル作成ユニット４０８は、両眼視差ｉｊσを、ｉｊσテーブル４６０（図２３参照）のアドレス（ｉ、ｊ）に対応する内容として格納する（ステップＳＪ８）。
【０２６２】
（ｊを走査（ステップＳＪ９））
（ｉを走査（ステップＳＪ１０））
【０２６３】
以上により、ｉｊσテーブル４６０（図２３参照）が得られる。
【０２６４】
図２４に戻り、ステップＳＩ４では、画像計測処理が実行される。具体的には、図２６に示したフローチャートに従って、次の手順で画像計測処理が実行される。この画像計測処理では、ｉｊσテーブル４６０（図２３参照）を用いて、平面の三次元方位ｎｓ０と規格化距離ｎｄｃ０が検出される。
【０２６５】
（１）局所領域番号ｉ走査ユニット４０７は、画像内の各点ｉｐＲのアドレスｉを下限値ｉｍｉｎから上限値ｉｍａｘまで走査する（ステップＳＫ１、ステップＳＫ２、ステップＳＫ１０）。（ｉを走査）
【０２６６】
（２）局所領域画像切出しユニット４１４は、局所領域設定情報テーブル４５０を参照して、右画像レジスタ４０２に格納された右画像４０２Ｒおよび左画像レジスタ４０４に格納された左画像４０４Ｌから、アドレスｉに対応する画素ｉｐＲを中心とする右局所領域画像ＧＫＲ、左局所領域画像ＧＫＬをそれぞれ切り出す（ステップＳＫ３）。
【０２６７】
（３）要素番号ｊ走査ユニット４１５は、円柱配列投票ユニット４１７における円柱配列内の要素（ｎｓｊ、ｎｄｃｊ）のアドレスｊを下限値ｊｍｉｎから上限値ｊｍａｘまで走査する（ステップＳＫ４、ステップＳＫ５、ステップＳＫ９）。（ｊを走査）
【０２６８】
（４）両眼視差検出ユニット４１６は、アドレス（ｉ、ｊ）をキーとして、ｉｊσテーブル４６０（図２３参照）より両眼視差ｉｊσのデータを出力させる（ステップＳＫ６）。
【０２６９】
（５）両眼視差検出ユニット４１６は、右局所領域画像ＧＫＲ、左局所領域画像ＧＫＬおよび両眼視差ｉｊσに基づいて、応答強度をつぎの式（２０）より計算する（ステップＳＫ７）。
【０２７０】
応答強度＝ΣｘΣｙ　ｉａＲ（ｘ，ｙ）ｉａＬ（ｘ−ｉｊσｘ，ｙ−ｉｊσｙ）・・・（２０）
【０２７１】
（６）両眼視差検出ユニット４１６は、応答強度を円柱配列投票ユニット４１７内の要素（ｎｓｊ、ｎｄｃｊ）に投票する（ステップＳＫ８）。
【０２７２】
（ｊを走査（ステップＳＫ９））
（ｉを走査（ステップＳＫ１０））
【０２７３】
（７）ピーク抽出ユニット４１８は、円柱配列投票ユニット４１７における円柱配列の中で投票された強度が極大（ピーク）になる点を抽出する。この極大点は、大円群が一点に交差する場所である。この極大点の高さ座標とし平面までの規格化距離ｎｄｃ０が求められ、また断面円内の座標として平面の三次元方位ｎｓ０が求められる（ステップＳＫ１１）。
【０２７４】
なお、実施の形態３においては、図１９に示したように２台の左カメラ４０３および右カメラ４０１を用いて、両眼視差を検出する構成例について説明したが、左カメラ４０３（または右カメラ４０１）を右方（または左方）へ真横に移動させて両眼視差を検出する構成としてもよい。
【０２７５】
以上説明したように、実施の形態３によれば、両眼視差の分布に応じて図２１に示したように局所領域画像のサイズを、局所領域画像毎に変化するように設定し、両眼視差検出ユニット４１６の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域画像の位置によって両眼視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができる。
【０２７６】
以上本発明にかかる実施の形態１〜３について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこれらの実施の形態１〜３に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０２７７】
例えば、前述した実施の形態１〜３においては、画像計測装置１００（図１参照）、画像計測装置３００（図１３参照）または画像計測装置４００（図１８参照）の機能を実現するためのプログラムを図２７に示したコンピュータ読み取り可能な記録媒体６００に記録して、この記録媒体６００に記録されたプログラムを同図に示したコンピュータ５００に読み込ませ、実行することにより各機能を実現してもよい。
【０２７８】
同図に示したコンピュータ５００は、上記プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１０と、キーボード、マウス等の入力装置５２０と、各種データを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５３０と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５４０と、記録媒体６００からプログラムを読み取る読取装置５５０と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置５６０と、装置各部を接続するバス５７０とから構成されている。
【０２７９】
ＣＰＵ５１０は、読取装置５５０を経由して記録媒体６００に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、前述した機能を実現する。なお、記録媒体６００としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等が挙げられる。
【０２８０】
（付記１）コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【０２８１】
（付記２）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記１に記載の画像計測プログラム。
【０２８２】
（付記３）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記１に記載の画像計測プログラム。
【０２８３】
（付記４）コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【０２８４】
（付記５）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記４に記載の画像計測プログラム。
【０２８５】
（付記６）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記４に記載の画像計測プログラム。
【０２８６】
（付記７）コンピュータを、
画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【０２８７】
（付記８）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記７に記載の画像計測プログラム。
【０２８８】
（付記９）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記７に記載の画像計測プログラム。
【０２８９】
（付記１０）前記局所領域設定手段は、前記分解能と前記サイズとの比が一定となるように設定することを特徴とする付記７〜９のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９０】
（付記１１）前記計測手段は、前記運動視差検出手段の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票手段と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測手段とから構成されていることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９１】
（付記１２）前記運動視差検出手段は、前記局所領域毎に予め求められた運動視差情報を格納する運動視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９２】
（付記１３）前記コンピュータを、前記局所領域設定手段による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し手段として機能させ、前記運動視差検出手段は、切り出された局所領域内の運動視差を検出することを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９３】
（付記１４）前記局所領域設定手段は、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し手段は、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記１３に記載の画像計測プログラム。
【０２９４】
（付記１５）コンピュータを、
画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出する両眼視差検出手段、
前記両眼視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段、
前記両眼視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段、
として機能させるための画像計測プログラム。
【０２９５】
（付記１６）前記局所領域設定手段は、前記両眼視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記両眼視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記１５に記載の画像計測プログラム。
【０２９６】
（付記１７）前記局所領域設定手段は、前記両眼視差が大きい前記画像の中心部ほど前記サイズを大きく設定し、前記両眼視差が小さい前記画像の周辺部ほど前記サイズを小さく設定することを特徴とする付記１５に記載の画像計測プログラム。
【０２９７】
（付記１８）前記局所領域設定手段は、各局所領域の分解能を一定に設定することを特徴とする付記１５〜１７のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９８】
（付記１９）前記計測手段は、前記両眼視差検出手段の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票手段と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測手段とから構成されていることを特徴とする付記１５〜１８のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０２９９】
（付記２０）前記両眼視差検出手段は、前記局所領域毎に予め求められた両眼視差情報を格納する両眼視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記１５〜１９のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０３００】
（付記２１）前記コンピュータを、前記局所領域設定手段による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し手段として機能させ、前記両眼視差検出手段は、切り出された局所領域内の両眼視差を検出することを特徴とする付記１５〜２０のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０３０１】
（付記２２）前記局所領域設定手段は、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し手段は、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記２１に記載の画像計測プログラム。
【０３０２】
（付記２３）前記両眼視差検出手段は、左右に配置された二台の撮像装置からそれぞれ得られた画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記１５〜２２のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０３０３】
（付記２４）前記両眼視差検出手段は、撮像装置を真横に移動させた場合に得られる画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記１５〜２２のいずれか一つに記載の画像計測プログラム。
【０３０４】
（付記２５）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段と、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段と、
を備えたことを特徴とする画像計測装置。
【０３０５】
（付記２６）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記２５に記載の画像計測装置。
【０３０６】
（付記２７）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記２５に記載の画像計測装置。
【０３０７】
（付記２８）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段と、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段と、
を備えたことを特徴とする画像計測装置。
【０３０８】
（付記２９）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記２８に記載の画像計測装置。
【０３０９】
（付記３０）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記２８に記載の画像計測装置。
【０３１０】
（付記３１）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出手段と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段と、
前記運動視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段と、
を備えたことを特徴とする画像計測装置。
【０３１１】
（付記３２）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記３１に記載の画像計測装置。
【０３１２】
（付記３３）前記局所領域設定手段は、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記３１に記載の画像計測装置。
【０３１３】
（付記３４）前記局所領域設定手段は、前記分解能と前記サイズとの比が一定となるように設定することを特徴とする付記３１〜３３のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３１４】
（付記３５）前記計測手段は、前記運動視差検出手段の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票手段と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測手段とから構成されていることを特徴とする付記２５〜３４のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３１５】
（付記３６）前記運動視差検出手段は、前記局所領域毎に予め求められた運動視差情報を格納する運動視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記２５〜３５のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３１６】
（付記３７）前記局所領域設定手段による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し手段を備え、前記運動視差検出手段は、切り出された局所領域内の運動視差を検出することを特徴とする付記２５〜３６のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３１７】
（付記３８）前記局所領域設定手段は、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し手段は、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記３７に記載の画像計測装置。
【０３１８】
（付記３９）画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出する両眼視差検出手段と、
前記両眼視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定手段と、
前記両眼視差検出手段の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測手段と、
を備えたことを特徴とする画像計測装置。
【０３１９】
（付記４０）前記局所領域設定手段は、前記両眼視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記両眼視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記３９に記載の画像計測装置。
【０３２０】
（付記４１）前記局所領域設定手段は、前記両眼視差が大きい前記画像の中心部ほど前記サイズを大きく設定し、前記両眼視差が小さい前記画像の周辺部ほど前記サイズを小さく設定することを特徴とする付記３９に記載の画像計測装置。
【０３２１】
（付記４２）前記局所領域設定手段は、各局所領域の分解能を一定に設定することを特徴とする付記３９〜４１のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２２】
（付記４３）前記計測手段は、前記両眼視差検出手段の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票手段と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測手段とから構成されていることを特徴とする付記３９〜４２のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２３】
（付記４４）前記両眼視差検出手段は、前記局所領域毎に予め求められた両眼視差情報を格納する両眼視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記３９〜４３のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２４】
（付記４５）前記局所領域設定手段による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し手段を備え、前記両眼視差検出手段は、切り出された局所領域内の両眼視差を検出することを特徴とする付記３９〜４４のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２５】
（付記４６）前記局所領域設定手段は、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し手段は、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記４５に記載の画像計測装置。
【０３２６】
（付記４７）前記両眼視差検出手段は、左右に配置された二台の撮像装置からそれぞれ得られた画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記３９〜４６のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２７】
（付記４８）前記両眼視差検出手段は、撮像装置を真横に移動させた場合に得られる画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記３９〜４６のいずれか一つに記載の画像計測装置。
【０３２８】
（付記４９）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出工程と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定工程と、
前記運動視差検出工程の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測工程と、
を含むことを特徴とする画像計測方法。
【０３２９】
（付記５０）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記４９に記載の画像計測方法。
【０３３０】
（付記５１）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定することを特徴とする付記４９に記載の画像計測方法。
【０３３１】
（付記５２）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出工程と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定工程と、
前記運動視差検出工程の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測工程と、
を含むことを特徴とする画像計測方法。
【０３３２】
（付記５３）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記５２に記載の画像計測方法。
【０３３３】
（付記５４）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記５２に記載の画像計測方法。
【０３３４】
（付記５５）画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出する運動視差検出工程と、
前記運動視差の分布に応じて前記局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定工程と、
前記運動視差検出工程の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測工程と、
を含むことを特徴とする画像計測方法。
【０３３５】
（付記５６）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さいほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きいほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記５５に記載の画像計測方法。
【０３３６】
（付記５７）前記局所領域設定工程では、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記分解能を高く設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記分解能を低く設定するとともに、前記運動視差が小さい前記画像の中心部ほど前記サイズを小さく設定し、前記運動視差が大きい前記画像の周辺部ほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記５５に記載の画像計測方法。
【０３３７】
（付記５８）前記局所領域設定工程では、前記分解能と前記サイズとの比が一定となるように設定することを特徴とする付記５５〜５７のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３３８】
（付記５９）前記計測工程は、前記運動視差検出工程の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票工程と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測工程とを含むことを特徴とする付記４９〜５８のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３３９】
（付記６０）前記運動視差検出工程では、前記局所領域毎に予め求められた運動視差情報を格納する運動視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の運動視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記４９〜５９のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４０】
（付記６１）前記局所領域設定工程による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し工程を含み、前記運動視差検出工程では、切り出された局所領域内の運動視差を検出することを特徴とする付記４９〜６０のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４１】
（付記６２）前記局所領域設定工程では、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し工程では、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記６１に記載の画像計測方法。
【０３４２】
（付記６３）画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出する両眼視差検出工程と、
前記両眼視差の分布に応じて前記局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定する局所領域設定工程と、
前記両眼視差検出工程の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測する計測工程と、
を含むことを特徴とする画像計測方法。
【０３４３】
（付記６４）前記局所領域設定工程では、前記両眼視差が小さいほど前記サイズを小さく設定し、前記両眼視差が大きいほど前記サイズを大きく設定することを特徴とする付記６３に記載の画像計測方法。
【０３４４】
（付記６５）前記局所領域設定工程では、前記両眼視差が大きい前記画像の中心部ほど前記サイズを大きく設定し、前記両眼視差が小さい前記画像の周辺部ほど前記サイズを小さく設定することを特徴とする付記６３に記載の画像計測方法。
【０３４５】
（付記６６）前記局所領域設定工程では、各局所領域の分解能を一定に設定することを特徴とする付記６３〜６５のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４６】
（付記６７）前記計測工程は、前記両眼視差検出工程の検出結果を平面の特徴パラメータで構成される投票空間に投票する投票工程と、前記投票の結果に基づいて、前記特徴パラメータを計測する特徴パラメータ計測工程とを含むことを特徴とする付記６３〜６６のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４７】
（付記６８）前記両眼視差検出工程では、前記局所領域毎に予め求められた両眼視差情報を格納する両眼視差情報テーブルを参照して、前記画像における各局所領域内の両眼視差をそれぞれ検出することを特徴とする付記６３〜６７のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４８】
（付記６９）前記局所領域設定工程による局所領域設定情報に基づいて、前記画像から前記局所領域を切り出す切り出し工程を含み、前記両眼視差検出工程では、切り出された局所領域内の両眼視差を検出することを特徴とする付記６３〜６８のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３４９】
（付記７０）前記局所領域設定工程では、前記局所領域設定情報を局所領域設定情報テーブルに格納し、前記切り出し工程では、前記局所領域設定情報テーブルを参照して、前記画像から前記局所領域を切り出すことを特徴とする付記６９に記載の画像計測方法。
【０３５０】
（付記７１）前記両眼視差検出工程では、左右に配置された二台の撮像装置からそれぞれ得られた画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記６３〜７０のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３５１】
（付記７２）前記両眼視差検出工程では、撮像装置を真横に移動させた場合に得られる画像に基づいて、前記両眼視差を検出することを特徴とする付記６３〜７０のいずれか一つに記載の画像計測方法。
【０３５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域の分解能を、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって運動視差が分解能以下となるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができるという効果を奏する。
【０３５３】
また、本発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができるという効果を奏する。
【０３５４】
また、本発明によれば、運動視差の分布に応じて局所領域の分解能およびサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、運動視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって運動視差が分解能以下となったり、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができるという効果を奏する。
【０３５５】
また、本発明によれば、運動視差が小さいほど分解能を高く設定し、運動視差が大きいほど分解能を低く設定するとともに、運動視差が小さいほどサイズを小さく設定し、運動視差が大きいほどサイズを大きく設定することとしたので、局所領域の位置によって運動視差が分解能以下となったり、運動視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができるという効果を奏する。
【０３５６】
また、本発明によれば、両眼視差の分布に応じて局所領域のサイズを、局所領域毎に変化するように設定し、両眼視差の検出結果に基づいて、平面の特徴パラメータを計測することとしたので、局所領域の位置によって両眼視差が局所領域のサイズを超えるという事態が回避され、平面の特徴パラメータの計測精度を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態１の動作原理を説明する図である。
【図３】同実施の形態１における局所領域画像の分解能およびサイズの変化を説明する図である。
【図４】同実施の形態１における局所領域画像の分解能およびサイズの変化を説明する図である。
【図５】撮像面における入力画像上の局所速度の変化を説明する図である。
【図６】撮像面における入力画像上の局所速度の変化を説明する図である。
【図７】図１に示した局所領域設定情報テーブル１５０を示す図である。
【図８】同実施の形態１における局所領域の設定を説明する図である。
【図９】同実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図９に示した第１の局所領域設定処理を説明するフローチャートである。
【図１１】図９に示した第２の局所領域設定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図９に示した画像計測処理を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明にかかる実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示したｉｊτテーブル３５０を示す図である。
【図１５】同実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。
【図１６】図１５に示したｉｊτテーブル作成処理を説明するフローチャートである。
【図１７】図１５に示した画像計測処理を説明するフローチャートである。
【図１８】本発明にかかる実施の形態３の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示した右カメラ４０１および左カメラ４０３の配置例を示す図である。
【図２０】同実施の形態３における両眼視差を説明する図である。
【図２１】同実施の形態３における局所領域設定を説明する図である。
【図２２】撮像面における入力画像上の局所速度の変化を説明する図である。
【図２３】図１８に示したｉｊσテーブル４６０を示す図である。
【図２４】同実施の形態３の動作を説明するフローチャートである。
【図２５】図２４に示したｉｊσテーブル作成処理を説明するフローチャートである。
【図２６】図２４に示した画像計測処理を説明するフローチャートである。
【図２７】本発明にかかる実施の形態１〜３の変形例の構成を示すブロック図である。
【図２８】滑走路に着陸する飛行機のパイロットの網膜に写るオプティカルフローのパターンを示す図である。
【図２９】平面２が移動する様子を示す図である。
【図３０】平面２の三次元方位ｎｓを計測する原理を説明する図である。
【図３１】図３０に示した球面３上に投影された三角形（黒丸）が移動する様子を示す図である。
【図３２】点までの距離を計測する原理を説明する図である。
【図３３】平面を横切るまでの時間を計測する原理を説明する図である。
【図３４】中心角の定義を説明する図である。
【図３５】円柱配列により規格化時間を計測する原理を説明する図である。
【図３６】規格化時間計測を計算機シミュレーションした結果を示す図である。
【図３７】従来の画像計測装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３８】図３７に示した運動視差検出ユニット２１の構成を示すブロック図である。
【図３９】従来の画像計測装置１０の動作原理を説明する図である。
【図４０】従来の画像計測装置１０の動作を説明するフローチャートである。
【図４１】運動視差ｋτと視差ベクトル（ｋτｘ、ｋτｙ）との対応関係を示す図である。
【符号の説明】
１００　画像計測装置
１０１　局所領域設定部
１０２　局所領域番号ｉ走査ユニット
１０３　局所領域画像切出しユニット
１５０　局所領域設定情報テーブル
３００　画像計測装置
３０１　要素番号ｊ走査ユニット
３０２　円柱配列投票ユニット
３０４　ｉｊτテーブル作成ユニット
４００　画像計測装置
４０１　右カメラ
４０３　左カメラ
４０５　局所領域設定部
４０８　ｉｊσテーブル作成ユニット
４１４　局所領域画像切出しユニット
４１６　両眼視差検出ユニット
４１７　円柱配列投票ユニット
４５０　局所領域設定情報テーブル
４６０　ｉｊσテーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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