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ステレオマッチングの処理方法、処理プログラムおよび処理装置 NEW

国内特許コード P170014659
整理番号 1795
掲載日 2017年10月31日
出願番号 特願2016-043866
公開番号 特開2017-162024
出願日 平成28年3月7日(2016.3.7)
公開日 平成29年9月14日(2017.9.14)
発明者
  • 臼田 稔宏
  • 秋山 隼哉
  • 堀 俊彦
  • 安部 拓也
  • 渡邉 孝信
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 ステレオマッチングの処理方法、処理プログラムおよび処理装置 NEW
発明の概要 【課題】高速処理が可能であり、低遅延のリアルタイム処理を実現できる、線分情報を用いたステレオマッチング処理方法、処理プログラム2および処理装置1を提供する。
【解決手段】ステレオマッチング処理方法として、基準画像3から第一の線分5を抽出するステップと、前記第一の線分5上の画素に対応する対応点を前記基準画像3とは別の探索画像4から求めるステップと、求めた前記対応点を基に前記探索画像4の第二の線分6の第二の始点10および第二の終点11を求めるステップと、前記第一の線分5の第一の始点8および第一の終点9と、求めた前記第二の始点10および前記第二の終点11とを基に、3次元線分Lを求めるステップとを含む構成とした。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


近年、ステレオマッチングと呼ばれる、カメラから被写体までの距離測定を目的とした画像処理技術が盛んに研究されている。そのステレオマッチングの応用例として、自己位置推定と環境地図(物の配置やどこに壁があるかなどの周辺環境の情報を記述した地図)の作成を同時に行うSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術が研究されている。特に、画像中の特徴点情報ではなく、線分情報を用いた線分ベースSLAMは、テクスチャの少ない環境下で安定的に動作する技術として注目されている。また、ステレオマッチングの別な応用例として、無人航空機(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)や災害用ロボット等へ搭載し、自己位置推定や環境地図の作成だけでなく、姿勢制御や速度測定への適用が期待されている。このため、リアルタイムでステレオマッチングを実行できる、簡便で高速なアルゴリズムの開発が求められている。



ステレオマッチングの一手法として、絶対差(SAD: the Sum of Absolute Difference)の和を整合基準とし、探索プロセスの間にマッチング処理を制限し、左画像中の参照ブロックと、右画像中の不適格な候補ブロックとの間の不必要な整合基準の計算を終了し、できる限り早期に不適格ブロックを除去して、各画素の最適視差を保証する手法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。



その他、3次元線分を抽出する方法として、Microsoft社のKinect(登録商標)が取得したRGB-D画像に対し、LSD(fast Line Segment Detector)を用いて2次元線分を検出し、検出された2次元線分から3次元線分の位置を算出する方法が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明はステレオマッチングの処理方法、処理プログラムおよび処理装置に関し、特に2次元線分情報から3次元線分を抽出するステレオマッチングの処理方法、処理プログラムおよび処理装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ステレオ画像を構成する基準画像と探索画像を用いて、処理を行うステレオマッチング処理方法であって、
基準画像から第一の線分を抽出するステップと、
前記第一の線分上の画素に対応する対応点を前記基準画像とは別の探索画像から求めるステップと、
求めた前記対応点を基に前記探索画像の第二の線分の第二の始点および第二の終点を求めるステップと、
前記第一の線分の第一の始点および第一の終点と、求めた前記第二の始点および前記第二の終点とを基に、3次元線分を求めるステップと
を含むことを特徴とするステレオマッチング処理方法。

【請求項2】
前記対応点を求めるステップは、
抽出した前記第一の線分から任意の点を選択するステップと、
前記任意の点の第一の周辺領域を前記基準画像から取り出すステップと、
前記任意の点に対応する前記探索画像上の候補点の第二の周辺領域を前記探索画像から取り出すステップと、
前記第一および第二の周辺領域の類似度を計算するステップとを含み、
前記類似度に基づき前記対応点を求める請求項1に記載のステレオマッチング処理方法。

【請求項3】
前記第二の線分の前記第二の始点および前記第二の終点を求めるステップは、
得られた前記対応点と前記任意の点との視差を基に画素位置-視差直線を求め、前記画素位置-視差直線を基に前記第二の始点および前記第二の終点を求めるものである請求項1または2に記載のステレオマッチング処理方法。

【請求項4】
前記対応点を求めるステップは、
前記対応点の探索に粗密探索を用いる請求項1~3のいずれか1項に記載のステレオマッチング処理方法。

【請求項5】
前記粗密探索を行うに際して、前記基準画像および前記探索画像のそれぞれのピラミッド画像を作成する請求項4に記載のステレオマッチング処理方法。

【請求項6】
ステレオ画像を構成する基準画像と探索画像を用いて、コンピュータに処理を実行させるためのステレオマッチング処理プログラムであって、
基準画像から第一の線分を抽出するステップと、
前記第一の線分上の画素に対応する対応点を前記基準画像とは別の探索画像から求めるステップと、
求めた前記対応点を基に前記探索画像の第二の線分の第二の始点および第二の終点を求めるステップと、
前記第一の線分の第一の始点および第一の終点と、求めた前記第二の始点および第二の終点とを基に、3次元線分を求めるステップとを、
コンピュータに実行させるためのステレオマッチング処理プログラム。

【請求項7】
ステレオ画像を構成する基準画像と探索画像を用いて、処理を行うステレオマッチング処理装置であって、
基準画像から第一の線分を抽出する第一の線分抽出部と、
前記第一の線分上の画素に対応する対応点を前記基準画像とは別の探索画像から求める対応点導出部と、
求めた前記対応点を基に前記探索画像の第二の線分の第二の始点および第二の終点を求める端点導出部と、
前記第一の線分の第一の始点および第一の終点と、求めた前記第二の始点および前記第二の終点とを基に、3次元線分を求める3次元線分導出部と
を備えることを特徴とするステレオマッチング処理装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016043866thum.jpg
出願権利状態 公開
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