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公開番号2025030451
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023135749
出願日2023-08-23
発明の名称画像処理装置、撮像装置、及び算出方法
出願人京セラ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G06T 7/593 20170101AFI20250228BHJP(計算;計数)
要約【課題】広角の画像に対して演算量を抑えながら距離の測定精度を向上させる画像処理装置、撮像装置および算出方法を提供する。
【解決手段】撮像装置11において、画像処理装置10は、取得部16とコントローラ17とを有する。取得部16は、基準画像及び参照画像を取得する。コントローラ17は、基準画像及び参照画像を用いてパッチマッチ法により被写体までの距離を算出し、パッチマッチ法において仮定平面に基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて第1の画素を射影変換する。第1の画素は基準画像中の画素である。コントローラ17はさらに、射影変換した第1の画素を参照画像に投影することにより第2の画素の位置を算出する。コントローラ17は、第1の画素及び第2の画素の相違度を算出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基準位置から撮像した基準画像、及び前記基準位置とは異なる位置から撮像した参照画像を取得する取得部と、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する
画像処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記仮定平面は、前記基準画像を撮像する撮像部の光学系の光軸に対して垂直な直線から該光軸周りの第１の回転角及び該光軸からの第２の回転角によって定められる単位ベクトル、並びに前記光軸方向における奥行きにより規定される
画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置において、
前記コントローラは、前記相違度が判別閾値以下になるまで、前記パッチマッチ法における繰返し処理を行う
画像処理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記パッチマッチ法における繰返し処理の繰返し回数には、上限値が定められている
画像処理装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記コントローラは、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度の算出に、該第１の画素の近傍画素を用いる
画像処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像処理装置において、
前記近傍画素は、前記第１の画素に対して所定の配置パターンに基づいて選択される
画像処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載の画像処理装置において、
前記近傍画素は、前記第１の画素に対してランダムに選択される
画像処理装置。
【請求項８】
基準位置に位置し、基準画像を撮像する基準撮像部と、
前記基準位置とは異なる参照位置に位置し、参照画像を撮像する参照撮像部と、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する
撮像装置。
【請求項９】
基準位置から撮像した基準画像、及び前記基準位置とは異なる位置から撮像した参照画像を取得し、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出し、
前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する
算出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、撮像装置、及び算出方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
視点の異なる位置で撮像した複数の画像を用いて、被写体までの距離を推定することが知られている。画像を用いた距離の推定方法として、プレーンスイープ法（特許文献１参照）やパッチマッチ法等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－２０８２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、プレーンスイープ法では、測定精度の向上のためには演算量を増加させる必要があるため、測定精度と処理速度とはトレードオフの関係となる。パッチマッチ法は、プレーンスイープ法に比べて演算量を抑えながら測定精度を向上可能である。ただし、パッチマッチ法では、光学歪の大きな画像に対しては高い精度で測定することが難しかった。それゆえ、広角の画像に対して演算量を抑えながら測定精度を向上させることが難しい。
【０００５】
従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、広角の画像に対して演算量を抑えながら距離の測定精度を向上させる画像処理装置、撮像装置、および算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による画像処理装置は、
基準位置から撮像した基準画像、及び前記基準位置とは異なる位置から撮像した参照画像を取得する取得部と、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する。
【０００７】
また、第２の観点による撮像装置は、
基準位置に位置し、基準画像を撮像する基準撮像部と、
前記基準位置とは異なる参照位置に位置し、参照画像を撮像する参照撮像部と、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する。
【０００８】
また、第３の観点による算出方法は、
基準位置から撮像した基準画像、及び前記基準位置とは異なる位置から撮像した参照画像を取得し、
前記基準画像及び前記参照画像を用いてパッチマッチ法により、前記基準画像及び前記参照画像に像が含まれる被写体までの距離を算出し、
前記パッチマッチ法において物点が存在すると仮定する仮定平面に、前記基準画像の撮像に用いた光学系の歪特性を用いて該基準画像中の第１の画素を射影変換し、射影変換した前記第１の画素を前記参照画像に投影することにより該第１の画素に該参照画像において対応する第２の画素の位置を算出し、前記第１の画素及び前記第２の画素の相違度を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成された本開示に係る画像処理装置、撮像装置、および算出方法によれば、広角の画像に対して演算量を抑えながら距離の測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係る画像処理装置を含む撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
仮想平面の法線ベクトルの三次元座標系を説明するための図である。
図１のコントローラが実行する距離算出処理を説明するためのフローチャートである。
第２の実施形態に係る画像処理装置を含む撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
第２の実施形態の仮定平面の検証に用いる近傍画素の第１の画素に対する第１の配置パターンを示す図である。
第２の実施形態の仮定平面の検証に用いる近傍画素の第１の画素に対する第２の配置パターンを示す図である。
第２の実施形態の仮定平面の検証に用いる近傍画素の第１の画素に対する第３の配置パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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