(57)【要約】【課題】誤対応による誤計測を減らせて安定したステレオ計測を実現する。【解決手段】本発明のステレオ計測装置は、撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ（左のカメラ２）及び第２のカメラ（右のカメラ３）を備えたステレオカメラ４によって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求めるステレオ計測装置５において、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出する第１の運動領域抽出手段（左画像の運動領域抽出手段６）と、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出する第２の運動領域抽出手段（右画像の運動領域抽出手段７）と、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求めるステレオマッチング手段８とを備えた。【選択図】図１
2009068935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求めるステレオ計測装置において、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出する第１の運動領域抽出手段と、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出する第２の運動領域抽出手段と、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求めるステレオマッチング手段とを備えたことを特徴とするステレオ計測装置。
【請求項２】
ステレオマッチング手段は、１つ１つの運動領域に対して１つの距離情報を求めたことを特徴とする請求項１に記載のステレオ計測装置。
【請求項３】
撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求めるステレオ計測方法において、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出するとともに、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出し、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行うことによって運動領域で示される物体に関する距離情報を求めたことを特徴とするステレオ計測方法。
【請求項４】
撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求める手段としてコンピュータを機能させるステレオ計測処理プログラムにおいて、ステレオ計測処理プログラムが、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる第１の運動領域抽出プログラムと、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる第２の運動領域抽出プログラムと、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求める手段としてコンピュータを機能させるステレオマッチングプログラムとを備えたことを特徴とするステレオ計測処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定したステレオ計測を実現可能なステレオ計測装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオカメラによって撮影された左右の画像をステレオマッチングして画像中における侵入者などの物体に関する距離情報を求めるステレオ計測装置が知られている（例えば、特許文献１など参照）。
【特許文献１】特開２０００−１１５８１０号公報（段落０００３乃至段落０００５、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したステレオ計測では、左右の画像の全ての領域に関してステレオマッチングを行っているため、左右の画像で対応する点や領域を間違える誤対応による誤計測を生じやすいという欠点があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、誤対応による誤計測を減らせて安定したステレオ計測を実現可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のステレオ計測装置は、撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求めるステレオ計測装置において、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出する第１の運動領域抽出手段と、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出する第２の運動領域抽出手段と、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求めるステレオマッチング手段とを備えたことを特徴とする。
ステレオマッチング手段は、１つ１つの運動領域に対して１つの距離情報を求めたことも特徴とする。
本発明のステレオ計測方法は、撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求めるステレオ計測方法において、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出するとともに、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出し、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行うことによって運動領域で示される物体に関する距離情報を求めたことを特徴とする。
本発明のステレオ計測処理プログラムは、撮影対象を同時に撮影する第１のカメラ及び第２のカメラを備えたステレオカメラによって撮影された第１の画像と第２の画像とを入力してステレオマッチングを行うことで画像中の物体に関する距離情報を求める手段としてコンピュータを機能させるステレオ計測処理プログラムにおいて、ステレオ計測処理プログラムが、第１のカメラによって撮像された第１の画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる第１の運動領域抽出プログラムと、第２のカメラによって撮像された第２の画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる第２の運動領域抽出プログラムと、第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求める手段としてコンピュータを機能させるステレオマッチングプログラムとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、ステレオマッチングによってステレオ計測を行う部分を第１の画像及び第２の画像より抽出された運動領域（即ち、ステレオ画像の運動領域）のみに限定したので、誤対応を少なく出来て誤対応による誤計測を減らせ、安定したステレオ計測を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１はステレオ計測システムのブロック構成を示す。図１に示すように、ステレオ計測システム１は、１つの撮影対象を同時に撮影する第１のカメラとしての左のカメラ２及び第２のカメラとしての右のカメラ３を備えたステレオカメラ４と、ステレオ計測装置５とを備える。ステレオカメラ４の左右のカメラ２；３は、光軸が互いに平行で、かつ互いの画像が水平になるように配置される。ステレオ計測装置５は、左のカメラ２によって撮像された第１の画像としての左画像から運動領域を抽出する第１の運動領域抽出手段としての左画像の運動領域抽出手段６と、右のカメラ３によって撮像された右画像から運動領域を抽出する第２の運動領域抽出手段としての右画像の運動領域抽出手段７と、左画像及び右画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求めるステレオマッチング手段８とを備える。
【０００７】
ステレオ計測装置５は、ステレオ計測処理プログラムと、ステレオ計測処理プログラムの手順に従ってステレオ計測処理を行うコンピュータとにより実現される。ステレオ計測処理プログラムは、左画像の運動領域抽出プログラムと、右画像の運動領域抽出プログラムと、ステレオマッチングプログラムとを備える。左画像の運動領域抽出プログラムは、左画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる。右画像の運動領域抽出プログラムは、右画像から運動領域を抽出する手段としてコンピュータを機能させる。ステレオマッチングプログラムは、左画像及び右画像より抽出された運動領域のみを対象としたステレオマッチングを行って運動領域で示される物体に関する距離情報を求める手段としてコンピュータを機能させる。
【０００８】
運動領域抽出手段６；７は、例えば背景差分抽出法によって運動領域を抽出する手段である。背景差分抽出法について説明する。まず、撮影対象において人などの運動する物体がいない状態の背景画像を撮影しておいて、この背景画像を比較元画像として記憶装置に記憶させておく。そして、監視時において撮影対象を撮影した監視画像と背景画像との差分領域を抽出する。即ち、両方の画像間で互いに対応する全画素の輝度値を比較し、比較した画素の輝度値の差が、予め決められたしきい値以上である場合は、監視画像におけるその画素を差分画素とし、差分画素の存在する部分を差分領域として抽出する。運動領域抽出手段６；７は、背景差分抽出法によって抽出した差分領域を運動領域とする。
【０００９】
ステレオマッチング手段８は、左の運動領域抽出手段６によって抽出された左画像の運動領域と右の運動領域抽出手段７によって抽出された右画像の運動領域とでのみステレオマッチングを行う手段である。一般に、ステレオマッチングは、左のカメラで撮影された画像が、右のカメラで撮影された画像のどの部分に対応するか求め、画像中の各点の３次元位置を推測する方法である。本発明によるステレオマッチング手段８では、左画像の運動領域中の各部分が、右画像の運動領域中のどの部分に対応するか、すなわち、左画像の運動領域中の各点に対応する右画像の運動領域中の対応点を求め、この２点間の視差を用いて周知の三角測量の原理により、ステレオ画像の運動領域（左画像の運動領域及び右画像の運動領域）で示される物体の各点に関する距離情報を求め、この距離情報に基づいてステレオ画像の運動領域の３次元位置を求める。即ち、ステレオマッチングによってステレオ計測を行う部分をステレオ画像の運動領域のみに限定し、ステレオ画像の運動領域以外の画像部分については、ステレオマッチングを行わないことを特徴とする。
【００１０】
ステレオマッチングによる対応点の求め方としては、例えば、左画像の運動領域中の各点を中心とする小領域（例えば５画素×５画素単位）をテンプレートとして、この各小領域と相関の高い領域（即ち、類似する領域）を右画像の運動領域中で探索することにより求めればよい。つまり、左画像の運動領域中の任意の小領域と類似する右画像の運動領域中の類似領域を対応点とすればよい。尚、相関の高さを評価するには、周知のＳＡＤ（Sum of Absolute Distance）や正規化相関を用いればよい。
【００１１】
最良の形態１によるステレオ計測装置によれば、ステレオマッチングによってステレオ計測を行う部分をステレオ画像の運動領域のみに限定したので、誤対応を少なく出来て誤対応による誤計測を減らせ、安定したステレオ計測を実現できる。また、ステレオ画像の運動領域のみに着目したことで、撮影対象監視のためにステレオ画像中において不要な領域（運動領域以外の領域）の情報を除去できる。
【００１２】
最良の形態２
ステレオマッチング手段８は、ステレオ画像の１つ１つの運動領域毎に対して１つの距離情報を求める手段としてもよい。即ち、例えば、左画像及び右画像において複数の運動領域あるいは１つの運動領域が抽出された場合に、その各運動領域毎の運動領域全体をテンプレートとして対応点を求めることによって、運動領域単位で距離を求めても良い。この場合、距離計測のために左画像中の運動領域の１点と、この１点に対応する右画像の運動領域中の対応点を決めておいて、運動領域単位の距離を求める。最良の形態２によれば、ステレオマッチング処理の演算量を減らすことが出来る。
【００１３】
最良の形態３
運動領域抽出手段６；７は、フレーム間差分抽出法によって運動領域抽出を行う手段としてもよい。即ち、撮影対象を撮影した前後の撮影フレーム間での差分領域を抽出し、この差分領域を運動領域とする。最良の形態３のフレーム間差分抽出法を用いた運動領域抽出は、撮影対象の背景が、天候、時間などによって変動しやすい場合（例えば、撮影対象が屋外の場合など）に適する。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、本質的に運動領域のみを対象とすればよい、不審者検出、車や人などの交通流検出のための監視カメラ用としての利用に適する。
尚、ステレオカメラとして、１つの撮影対象を同時に撮影する上下のカメラを備えたステレオカメラを用いてもよい。また、１つの撮影対象を同時に撮影する３個以上の複数のカメラを備えたステレオカメラを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ステレオ計測システムを示すブロック構成図（最良の形態１）。
【符号の説明】
【００１６】
１  ステレオ計測システム、２  左のカメラ（第１のカメラ）、
３  右のカメラ（第２のカメラ）、４  ステレオカメラ、５  ステレオ計測装置、
６  左画像の運動領域抽出手段（第１の画像の運動領域抽出手段）、
７  右画像の運動領域抽出手段（第２の画像の運動領域抽出手段）、
８  ステレオマッチング手段。
【図１】
2009068935.tif 000003