(57)【要約】【課題】  等輝度線ステレオ法は、対象物体までの距離が長いほど、測距精度が悪くなりやすい。【解決手段】  画像取得部２０４は、まず、物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像を取得する。等輝度線抽出部２１２は、比較画像から等輝度線を抽出する。エピポーラ線抽出部２１４は、基準画像における所定の基準画素に対応して、比較画像からエピポーラ線を抽出する。対応画素特定部２２２は、基準画素における輝度値に対応する等輝度線とエピポーラ線との交点にもとづいて、比較画像から基準画素に対応する対応画素を特定する。対応点特定部２２４は、対応画素における輝度値にもとづいて、基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する。測距部２０８は、基準画素の座標と対応点の座標に基づいて、物体までの距離を測定する。【選択図】  図６
2005251122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像とを取得する画像取得部と、
前記比較画像から輝度に応じて分類された領域の境界線を等輝度線として抽出する等輝度線抽出部と、
前記基準画像における所定の基準画素に対応して、前記比較画像からエピポーラ線を抽出するエピポーラ線抽出部と、
前記基準画素における輝度値に対応する等輝度線と前記エピポーラ線との交点にもとづいて、前記比較画像から前記基準画素に対応する対応画素を特定する対応画素特定部と、
前記対応画素における輝度値にもとづいて、前記基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する対応点特定部と、
前記基準画素の座標と前記対応点の座標に基づいて、前記物体までの距離を測定する測距部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像とを取得する画像取得部と、
前記比較画像から輝度に応じて分類された領域の境界線を等輝度線として抽出する等輝度線抽出部と、
前記基準画像における所定の基準画素に対応して、前記比較画像からエピポーラ線を抽出するエピポーラ線抽出部と、
前記基準画素における輝度値に対応する等輝度線と前記エピポーラ線との交点にもとづいて、前記比較画像から前記基準画素に対応する対応画素を特定する対応画素特定部と、
前記対応画素における輝度値にもとづいて、前記基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する対応点特定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記対応点特定部は、前記エピポーラ線上において前記対応画素と隣り合う画素の輝度値と前記対応画素の輝度値に基づいて、前記基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像とを取得するステップと、
前記比較画像から輝度に応じて分類された領域の境界線を等輝度線として抽出するステップと、
前記基準画像における所定の基準画素に対応して、前記比較画像からエピポーラ線を抽出するステップと、
前記基準画素における輝度値に対応する等輝度線と前記エピポーラ線との交点にもとづいて、前記比較画像から前記基準画素に対応する対応画素を特定するステップと、
前記対応画素における輝度値にもとづいて、前記基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定するステップと、
前記基準画素の座標と前記対応点の座標に基づいて、前記物体までの距離を測定するステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像とを取得する機能と、
前記比較画像から輝度に応じて分類された領域の境界線を等輝度線として抽出する機能と、
前記基準画像における所定の基準画素に対応して、前記比較画像からエピポーラ線を抽出する機能と、
前記基準画素における輝度値に対応する等輝度線と前記エピポーラ線との交点にもとづいて、前記比較画像から前記基準画素に対応する対応画素を特定する機能と、
前記対応画素における輝度値にもとづいて、前記基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する機能と、
前記基準画素の座標と前記対応点の座標に基づいて、前記物体までの距離を測定する機能と、
をコンピュータに発揮させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はステレオ画像による三次元計測技術に関し、特に、画像の輝度情報に基づいて三次元計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの画像表現力の向上や、ネットワークのブロードバンド化により、三次元デジタルコンテンツを取り扱うための土壌は整いつつある。このような時代背景の中、視覚によって感知される外界情報を三次元画像データに変換する技術が求められている。そのためには、対象物体を精確に三次元計測する技術を確立することが重要である。
【０００３】
対象物体までの距離やその形状を測定するための技術である三次元計測技術は、アクティブ型とパッシブ型に大別される。アクティブ型の三次元計測装置は、対象物体に図柄模様などを投影して、対象物体までの距離を計測（以下、単に「測距」とよぶ）する。代表的なものとしては、レーザービームを対象物体に投影してできる輝いたスポットを異なった角度からカメラで捉え、スポットの三次元位置を求めるスポット光投影法、スリット光を対象物体に投影し、投影線上の奥行を計測するスリット光投影法、複数のパターン光を対象物体に投影し、パターンの組み合わせにより特徴づけをおこなう空間コード化パターン光投影法などがある。
【０００４】
一方、パッシブ型の三次元計測装置は、対象物体を異なる角度から撮像した撮像画像において、対象物体上の所定点のそれぞれの画像における位置を特定して測距する。すなわち、パッシブ型の三次元計測装置は対象物体に測距のための目印となるべき図柄模様等を投影しない。そのため、パッシブ型は、アクティブ型と比べて、対象物体表面の色情報をより正確に取得できるという優位性がある。その反面、パッシブ型においては、この所定点の撮像画像上の位置を撮像画像を解析することにより特定する処理が必要である。パッシブ型に分類される三次元計測技術の一つに等輝度線の検出に基づく方法（以下、「等輝度線ステレオ法」とよぶ）がある。
【０００５】
等輝度線ステレオ法においては、撮像画像の各画素（pixel）は、量子化された輝度範囲にその輝度値に応じて分類される。そして、各輝度範囲ごとの境界線は等輝度線として抽出される。対象物体表面の所定点に関し、対象物体を異なる角度から撮像した基準画像上および比較画像上に撮像される２点の輝度値は通常は等しいと考えられる。等輝度線ステレオ法に基づく三次元計測装置は、この等輝度線情報を利用して、この所定点が撮像された位置を特定する。人間の肌のように測距のための特徴が抽出しにくい、輝度がなめらかに変化する対象物体の測距において、等輝度線ステレオ法は特に優位性を発揮する三次元計測技術である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３４１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の等輝度線ステレオ法は、各画素の輝度値に基づいて等輝度線を抽出する。したがって、その測距精度は撮像画像の解像度に依存する。このため、従来の等輝度線ステレオ法は、対象物体までの距離が長いほど、測距精度が悪化しやすいという課題を抱えていた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、等輝度線ステレオ法に基づいて対象物体までの距離を正確に測定するための三次元計測技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像処理装置は、まず、物体を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像を取得する。この装置は、比較画像から等輝度線を抽出し、基準画像における所定の基準画素に対応して、比較画像からエピポーラ線を抽出する。そして、基準画素における輝度値に対応する等輝度線とエピポーラ線との交点にもとづいて、比較画像から基準画素に対応する対応画素を特定する。更に、この対応画素における輝度値にもとづいて、基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する。この装置は、基準画素の座標と対応点の座標に基づいて、物体までの距離を測定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、等輝度線ステレオ法に基づいて、より正確に三次元計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、等輝度線ステレオ法による三次元計測の原理を簡単に説明する。そのあと、等輝度線ステレオ法が内包する課題について述べたあと、本実施例を説明する。
【００１１】
図１は、三角測量の原理により対象物体１００を測距する原理を説明するための図である。点Ｐは対象物体１００の表面上に存在する測距対象となる点（以下、「対象点」とよぶ）である。この対象点Ｐは異なる角度から撮像される。基準画像１０２および比較画像１０４がその撮像画像面である。同図は、図示しないカメラが対象物体１００を撮像する態様を上から示す図である。撮像焦点位置１０６は、基準画像１０２および比較画像１０４を撮像するカメラの焦点が存在する位置である。これらのカメラは、対象物体１００に対して左右水平に配置される。また、各カメラの光軸１０８および光軸１１０は平行である。ｆは、基準画像１０２および比較画像１０４から撮像焦点位置１０６までの距離である。
【００１２】
点ＰＬは、基準画像１０２において対象点Ｐが撮像される位置である。以下、点ＰＬのような点のことを「基準撮像点」とよぶ。点ＯＬは、基準画像１０２を撮像するカメラ（以下、「基準画像カメラ」とよぶ）の焦点である。点ＰＲは、比較画像１０４において対象点Ｐが撮像される位置である。以下、点ＰＲのような点のことを「比較撮像点」とよぶ。点ＯＲは、比較画像１０４を撮像するカメラ（以下、「比較画像カメラ」とよぶ）の焦点である。
【００１３】
すなわち、基準撮像点ＰＬと焦点ＯＬを結ぶ直線と、比較撮像点ＰＲと焦点ＯＲを結ぶ直線の交点が対象点Ｐとなる。基準画像カメラと比較画像カメラの光軸間距離を２ａ、基準撮像点ＰＬと比較撮像点ＰＲの視差をＤとすると、対象物体１００上の対象点Ｐまでの距離Ｚは、
（数１）
Ｚ＝２ａｆ／Ｄ
として求まる。以下、比較撮像点ＰＲは基準撮像点ＰＬの対応点であるという。あるいは、基準撮像点ＰＬは比較撮像点ＰＲの対応点であるという。対象物体１００の表面上の各点について測距処理することにより、対象物体１００までの距離や形状を求めることができる。ここで、距離Ｚを正確に測距するためには、基準画像１０２における基準撮像点の比較画像１０４における対応点を正確に特定する必要がある。
【００１４】
図２は、等輝度線を用いて対応点を特定する原理を説明するための模式図である。同図は、対象点Ｐが基準画像１０２に撮像された基準撮像点ＰＬの比較画像１０４における対応点である比較撮像点ＰＲを求める場合を示す。基準画像１０２と比較画像１０４は左右水平であるので、基準撮像点ＰＬに関するエピポーラ線１１２は、基準撮像点ＰＬと同じ走査線上に存在する。比較撮像点ＰＲはエピポーラ線１１２上のいずれかに存在する。ここで、基準画像１０２および比較画像１０４における各画素の輝度値は０〜２５５までの２５６階調に分類される。輝度値０は黒に対応し、輝度値２５５は白に対応する。
【００１５】
同図において基準撮像点ＰＬが位置する画素（以下、「基準画素」とよぶ）の輝度値は「１００」である。このとき、比較画像１０４は、輝度値が「１００」より大きい領域と「１００」より小さい領域に分離される。同図では、領域１３２は輝度値が「１００」より大きい画素の集合により形成される領域である。一方、領域１１８は輝度値が「１００」より小さい画素の集合により形成される領域である。等輝度線１１４はこの領域１３２と等輝度線１１４の境界線となる輝度値「１００」に関しての等輝度線である。
【００１６】
対象点Ｐに関する比較撮像点ＰＲの輝度値は、基準撮像点ＰＬの輝度値である「１００」と等しいと考えられる。比較撮像点ＰＲは、等輝度線１１４かつエピポーラ線１１２の上、すなわち、両線の交点上に存在すると考えられる。これにより、比較画像点ＰＲが特定される。なお、基準画像１０２と比較画像１０４においてはそれぞれのカメラの光学特性や撮像時の照明環境が一致するとは限らない。この場合には、グレースケールのテストパターンを用いて同じ明るさに対して等しい輝度値となるように、両画像における各画素の輝度値を調整してもよい。以上が、等輝度線ステレオ法の原理の概要である。
【００１７】
なお、図１では２台のカメラは対象物体１００に対して左右水平に配置され、各カメラの光軸は平行であるとしたが、これは説明を簡単にするための仮定であって、必ずしもこのようなカメラ配置にする必要はない。
【００１８】
図３は、比較画像１０４における比較撮像点ＰＲ近辺を拡大して示す模式図である。同図の各マスは比較画像１０４のそれぞれの画素を示す。各画素に記載している数値は、その画素の輝度値を示す。エピポーラ画素線１１６は、エピポーラ線１１２が存在する画素の集合である。エピポーラ線１１２は線であるが、比較画像１０４においては画素の集合で表される有限の幅を持つ線である。
【００１９】
同図では、輝度値が「１００」以上の画素の集合と「１００」より小さい画素の集合により領域分割をしている。この境界線が、輝度値「１００」に関する等輝度線である。斜線で示された画素は、これら二つの領域の境界となる画素である。等輝度線は理論上は線であるが、比較画像１０４においては画素の集合で表される。以下、このような斜線で示された画素の集合により表されている等輝度線を表現するときには、特に、「等輝度画素線」とよぶ。同図において、等輝度画素線の右側は輝度値が「１００」以上の画素の集合であり、左側は輝度値が「１００」より小さい画素の集合である。
【００２０】
等輝度画素線に含まれる画素の輝度値は必ずしも「１００」となるとは限らない。あくまで、等輝度画素線は、輝度値が「１００」以上の画素の集合と、輝度値が「１００」より小さい画素の集合の境界に位置する画素の集合である。等輝度線ステレオ法においては、等輝度画素線とエピポーラ画素線１１６の交点に位置する画素を、基準撮像点ＰＬの対応点として特定する。以下、このように特定される画素を「対応画素」とよぶ。同図では対応画素１２０がこれに該当する。そして、基準撮像点ＰＬと対応画素１２０のそれぞれの座標に基づいて、対象点Ｐを測距した。しかし、対応画素１２０の輝度値は「１０１」であるため、対応画素１２０は、基準撮像点ＰＬの真の対応点の位置からいくばくかのずれを生じている可能性がある。
【００２１】
図４は、等輝度線ステレオ法において測距精度が低下する状態を説明するための模式図である。基準撮像点ＰＬが存在する基準画素の輝度値は「１００」である。比較撮像点ＰＲは、基準撮像点ＰＬの真の対応点である。すなわち、比較撮像点ＰＲは、基準撮像点ＰＬに対して特定されるべき対応点である。比較撮像点ＰＲの輝度値は「１００」となる。基準撮像点ＰＬと比較撮像点ＰＲにより対象点Ｐまでの距離Ｚが正確に測定される。
【００２２】
点ＰＲ'は、図３の対応画素１２０の位置に対応する。点ＰＲ'の輝度値は「１０１」である。基準撮像点ＰＬと点ＰＲ'により特定される対象点はＰ'である。すなわち、基準撮像点ＰＬと点ＰＲ'に基づいて計算すると、対象点Ｐまでの距離Ｚでなく、Ｚ'が算出されることになる。この場合、真の距離Ｚと距離誤差Ｅが生じる。比較画像１０４における比較撮像点ＰＲと点ＰＲ'の誤差ｄが１画素程度の微小差であっても、撮像焦点位置１０６から対象物体１００までの距離が大きい場合には、距離誤差Ｅが大きくなる。すなわち、比較画像１０４において対応点を特定する上での微小な誤差が、測距精度を大きく悪化させることがある。本発明は、このような問題を解決するためになされたものである。
【００２３】
図５は、本発明において対応点を特定する処理を説明するための模式図である。同図は、比較画像１０４における比較撮像点ＰＲ近辺を拡大して示す模式図である。同図においても、基準画素の輝度値は「１００」である。まずエピポーラ画素線１１６と等輝度画素線の両方に含まれる画素である対応画素１２０が特定される。対応画素１２０における輝度値は「１０１」であるから、基準画素の輝度値と一致しない。この場合、エピポーラ画素線１１６に含まれる画素のうち、対応画素１２０と隣接する画素１２４および画素１２２の輝度値も取得される。
【００２４】
画素１２４の輝度値は「９６」であり、画素１２２の輝度値は「１０３」である。したがって、基準画素の輝度値「１００」に一致する真の対応点は、点１２６と点１２８を結ぶ線分上に存在すると考えられる。点１２６は対応画素１２０の中心点である。また、点１２８は画素１２４の中心点である。点１２８から点１２６までの間に、輝度値は「９６」から「１０１」まで「５」増加している。したがって、輝度値が「１００」となる真の対応点は、同図に示すように点１２８から点１２６までの線分を、点１２６から１／５だけ点１２８に向けて移動した点１３０が真の比較撮像点であると推定される。言い換えれば、点１３０における輝度値が「１００」と推定される。そして、基準撮像点と、この点１３０に基づいて対象点までの測距が実行される。
【００２５】
なお、上記では、対応画素１２０と画素１２４の２つの画素の輝度値による線形補間に基づいた方法で真の対応点を推定したが、３画素以上の輝度値を用いた非線形補間に基づくもの等、他の方法を使用してもよい。
【００２６】
等輝度線ステレオ法においては、通常、基準撮像点と点１２６の座標に基づいて測距が実行される。これに対し、本実施例では、画素単位ではない点１３０を比較撮像点として測距が実行される。図４に関連して説明したように、点１２６と点１３０の差は微小であっても、このように比較撮像点を求めることにより、測距精度を向上させることができる。以下、この発明を実現するための詳細を説明する。
【００２７】
図６は、画像処理装置２００の機能ブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２８】
画像処理装置２００は、ユーザインタフェース処理部２０２、画像取得部２０４、基準画素抽出部２０６、測距部２０８、制御部２１０、等輝度線抽出部２１２、エピポーラ線抽出部２１４、座標特定部２２０およびデータ格納部２３０を含む。データ格納部２３０は、対象物体１００を測距するために必要な各種データを格納する。データ格納部２３０は撮像画像格納部２３２と距離情報格納部２３４を含む。撮像画像格納部２３２は、対象物体１００の基準画像と比較画像を一対のステレオ画像として格納する。距離情報格納部２３４は対象物体１００の表面上の各対象点について測距した結果である距離情報を格納する。この距離情報に基づいて、対象物体１００は既知の方法により、コンピュータグラフィクスにより三次元画像として再現されてもよい。
【００２９】
ユーザインタフェース処理部２０２は、ユーザからの操作入力を取得すると共に、ユーザに対して各種情報を表示する。制御部２１０は、ユーザインタフェース処理部２０２などからの指示により画像処理装置２００の各機能ブロックを統括的に制御する。画像取得部２０４は、対象物体１００を異なる角度から撮像した基準画像と比較画像の一対からなるステレオ画像をカメラから取得する。画像取得部２０４は、取得したこれらの撮像画像を対象物体１００に対する撮影位置や角度と対応づけて撮像画像格納部２３２に格納する。基準画素抽出部２０６は、基準画像上の各画素を適宜抽出し、制御部２１０はこの画素ごとに測距処理を制御する。
【００３０】
等輝度線抽出部２１２は、基準画像や比較画像から輝度に応じて分類された領域の境界線を等輝度線として抽出する。ただし、ここでいう等輝度線とは、厳密には図３に関連して説明した等輝度画素線である。等輝度線抽出部２１２は、特許文献１に示す既知の方法によって基準画像や比較画像から等輝度画素線を抽出する。エピポーラ線抽出部２１４は、所定の基準画素に対応して比較画像からエピポーラ線１１２を抽出する。ただし、図３に関連して説明したように、エピポーラ線抽出部２１４が抽出するエピポーラ線１１２は厳密にはエピポーラ画素線１１６である。
【００３１】
座標特定部２２０は、等輝度画素線とエピポーラ画素線１１６に基づいて、基準画素に対する対応点を比較画像上から特定する。座標特定部２２０は、対応画素特定部２２２と対応点特定部２２４を含む。対応画素特定部２２２は、基準画素の輝度値に基づいて対応画素を特定する。図３に関連して説明したように、対応画素特定部２２２は、等輝度画素線とエピポーラ画素線１１６の両方に含まれる画素から対応画素を特定する。対応画素の候補がいくつかある場合には、基準画素の周りの画素の輝度値との類似度に基づくなど、既知の方法によって対応画素を特定する。
【００３２】
対応点特定部２２４は、対応画素の輝度値にもとづいて、基準画素の輝度値と略同等の輝度値を有する対応点の座標を特定する。対応点特定部２２４は、エピポーラ画素線１１６上において対応画素と隣り合う画素の輝度値と対応画素の輝度値に基づいて、基準画素の輝度値と同じ輝度値を有すると想定される対応点の座標を特定する。すなわち、対応点特定部２２４は、まずエピポーラ画素線１１６に含まれる画素のうち、特定された対応画素と隣り合う画素の輝度値を取得する。そして、図５に関連して説明したように、これらの輝度値に基づいて対応点を特定する。測距部２０８は、基準画素の座標と対応点の座標に基づいて、対象物体１００の対象点までの距離を測定する。測距部２０８は、基準画素と対応点の座標、および対象物体１００の対象点までの距離を対応づけて距離情報格納部２３４に格納する。
【００３３】
図７は、画像処理装置２００が対象物体１００を測距する過程を示すフローチャートである。まず、画像取得部２０４は、対象物体１００を撮像した基準画像１０２をカメラから取得し、撮像画像格納部２３２に格納する（Ｓ１０）。画像取得部２０４は、対象物体１００を別の角度から撮像した比較画像１０４をカメラから取得し撮像画像格納部２３２に格納する（Ｓ１２）。等輝度線抽出部２１２は基準画像１０２および比較画像１０４から等輝度画素線を抽出する（Ｓ１４）。基準画素抽出部２０６は基準画像１０２から所定の画素を基準画素として取得する（Ｓ１６）。このとき、基準画素抽出部２０６は、特許文献１に示すように基準画像１０２の等輝度画素線に含まれる画素を基準画素として適宜選択して取得する。基準画素抽出部２０６は基準画素の輝度値を取得する（Ｓ１８）。
【００３４】
この基準画素の基準画像１０２における位置と輝度値に基づいて、座標特定部２２０は比較画像における対応点を取得する。測距部２０８は基準画素と取得された対応点の座標に基づいて対象点までの距離を測距する。測距部２０８は、この測距処理によって取得した距離情報を距離情報格納部２３４に格納する。基準画像１０２における基準画素として測距すべきすべての画素について以上の処理が完了していれば（Ｓ２４のＹ）、処理は終了する。完了していなければ（Ｓ２４のＮ）、処理はＳ１６に戻り、基準画素抽出部２０６は次の基準画素を取得する。
【００３５】
図８は図７のＳ２０の処理を詳細に示すフローチャートである。エピポーラ線抽出部２１４は、基準画素の座標に基づいて、比較画像１０４からエピポーラ線１１２を抽出する（Ｓ３０）。ただし、エピポーラ線抽出部２１４が抽出するエピポーラ線１１２とは、エピポーラ線が含まれる画素の集合であるエピポーラ画素線１１６である。対応画素特定部２２２は、図７のＳ１４において抽出された等輝度画素線とエピポーラ画素線１１６の両方に含まれる画素から対応画素を特定する（Ｓ３２）。対応画素特定部２２２は、特定した対応画素の輝度値を取得する（Ｓ３４）。基準画素の輝度値と対応画素の輝度値が一致すれば（Ｓ３６のＹ）、対応画素の座標が対応点であるとして処理は終了する。一致しなければ（Ｓ３６のＮ）、対応画素特定部２２２はエピポーラ画素線１１６に含まれる画素のうち、対応画素に隣り合う画素の輝度値を取得する（Ｓ３８）。そして、図５に関連して説明したように、対応点特定部２２４はこの近傍の画素の輝度値に基づいて、対応点を特定する（Ｓ４０）。
【００３６】
以上に示した実施例によれば、画像処理装置２００は等輝度線ステレオ法に基づいて、対象物体１００までの距離をより正確に測定することができる。本実施例における画像処理装置２００は、画素単位で対応点を求めるのではない。そのため、物体を三次元計測するための測距精度が向上する。
【００３７】
以上、実施例をもとに本発明を説明した。なお本発明はこの実施の形態に限定されることなく、そのさまざまな変形例もまた、本発明の態様として有効である。
【００３８】
たとえば、上記実施例の画像処理装置は、ステレオ画像の対応点をサブピクセル単位で推定することにより、対象物体までの距離を正確に測定できることを特徴としていたが、上記実施例で説明したような方法で対応点を推定することにより、高精細画像を生成するものであってもよい。あるいは、物体の動きベクトルの抽出への適用も考えられる。
【００３９】
また、上記実施例では対応画素から画素単位ではない対応点を求めて距離を測定したが、このようなサブピクセル化は対応画素だけでなく、基準画素にも適用可能である。たとえば、基準画素と対応画素の両者から一定の輝度値を有する画素単位でない点を求めて距離を測定してもよい。これにより正確な等輝度線が得られ、その三次元形状も正確なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】三角測量の原理により対象物体を測距する原理を説明するための図である。
【図２】等輝度線を用いて対応点を特定する原理を説明するための模式図である。
【図３】比較画像における比較撮像点ＰＲ近辺を拡大して示す模式図である。
【図４】等輝度線ステレオ法において測距精度が低下する状態を説明するための模式図である。
【図５】本発明において対応点を特定する処理を説明するための模式図である。
【図６】画像処理装置の機能ブロック図である。
【図７】画像処理装置が対象物体を測距する過程を示すフローチャートである。
【図８】図７のＳ２０の処理を詳細に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１００  対象物体、１０２  基準画像、１０４  比較画像、１１２  エピポーラ線、１１４  等輝度線、１１６  エピポーラ画素線、２００  画像処理装置、２０２  ユーザインタフェース処理部、２０４  画像取得部、２０６  基準画素抽出部、２０８  測距部、２１０  制御部、２１２  等輝度線抽出部、２１４  エピポーラ線抽出部、２２０  座標特定部、２２２  対応画素特定部、２２４  対応点特定部、２３０  データ格納部、２３２  撮像画像格納部、２３４  距離情報格納部。
【図１】
2005251122.tif 000003
【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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