JP2006292385A - 視覚情報処理システム及びその視覚情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る視覚情報処理システムは、光源からの放射光を所定の光パターンに基づいて変調する光空間変調素子を有し、光パターンに基づいて変調された放射光を撮像対象物に照射する光パターン生成部と、光パターンが重畳された撮像対象物を撮像し、撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部とを備え、光パターンは、三角測量原理に基づいて前記撮像対象物の3次元情報を得ることができる複数の光パターンであると共に、画像特徴抽出部で抽出された特徴量に基づいて光パターンの種類及び数の少なくとも一方が適応制御される光パターンであることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る視覚情報処理システム1のシステム構成例を示す図である。第1の実施形態に係る視覚情報処理システム1は、撮像対象物の3次元画像を高速、かつ、高効率で生成するものである。
図6は、本発明の第2ないし第5の実施形態に係る視覚情報処理システム1aないし1dにおいて共通して用いられる光空間変調素子とイメージャの関係を示した図である。第1の実施形態における光空間変調素子は、光源からの放射光を空間的に変調する形態として用いている。これに対して、第2ないし第5の実施形態における光空間変調素子は、図6に示したように、撮像対象物からの入射光を空間的に変調する形態である。この場合にも第1の実施形態と同様に、反射型と透過型の2つの形態をとり得る。図6(a)は、反射型の光空間変調素子10a、例えば、DMDを用いた形態である。また、図6(b)は、透過型の光空間変調素子10b、例えば、透過型液晶ライトバルブを用いた形態である。いずれの形態も、撮像対象物100からの入射光を光空間変調素子10a、10bで画素毎に変調(空間変調)した後、イメージャ20に出力する形態である。
図9は、第3の実施形態に係る視覚情報処理システム1bの構成例を示した図である。第3の実施形態に係る視覚情報処理システム1bは、イメージャ20と光空間変調素子10とを組み合わせることにより、イメージャ20の解像度の向上させる処理を行なうように構成されたものである。
図11は、第4の実施形態に係る視覚情報処理システム1cの構成例を示す図である。
図13は、第5の実施形態に係る視覚情報処理システム1dの構成例を示した図である。第5の実施形態に係る視覚情報処理システム1dは、イメージャ20と光空間変調素子10とを組み合わせることにより、エッジ強調等の空間フィルタリング処理を簡素な演算処理によって実現可能に構成されたものである。
2、2a、2b、2c、2d 画像特徴抽出部
3 光パターン照射部
10 光空間変調素子
10a 光空間変調素子(反射型)
10b 光空間変調素子(透過型)
11 光パターン生成部
12 光源
15 露光時間制御部
16 画素切換部
17 画素オン・オフ制御部
18 空間パターン生成部
20 イメージャ
30 演算部30
40 座標変換部
50 高解像度処理部
60 スペクトラム画像生成部
70 空間フィルタリング処理部
100 撮像対象物
ξ 画像特徴量
ρ 座標変換パラメータ
Claims (14)
- 光源からの放射光を所定の光パターンに基づいて変調する光空間変調素子を有し、前記光パターンに基づいて変調された前記放射光を撮像対象物に照射する光パターン生成部と、
前記光パターンが重畳された前記撮像対象物を撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部と、
を備え、
前記光パターンは、三角測量原理に基づいて前記撮像対象物の3次元情報を得ることができる複数の光パターンであると共に、前記画像特徴抽出部で抽出された特徴量に基づいて光パターンの種類及び数の少なくとも一方が適応制御される光パターンである、ことを特徴とする視覚情報処理システム。 - 所定の画素領域を有し、撮像対象物からの入射光の露光時間を画素毎に制御する光空間変調素子と、
画素毎に入射光の露光時間が制御された前記光空間変調素子からの反射光或いは透過光によって前記撮像対象物を撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部と、
を備え、
前記画像特徴抽出部で抽出された特徴量は、前記撮像対象物の画素毎の輝度を含む特徴量であり、前記光空間変調素子は、前記画素毎の輝度に基づいて露光時間を適応制御することを特徴とする視覚情報処理システム。 - 指定された領域の画素を複数にグループ化し、前記各グループ内の複数の画素信号を順次切り換えて撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力する光空間変調素子と、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記グループ数と同じ画素数の解像度を有するイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部と、
を備え、
前記画像特徴抽出部は、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、順次切り換えて前記イメージャに入力される前記複数の画素の信号を合成し、前記イメージャの解像度を前記光空間変調素子と同じ解像度に高めることを特徴とする視覚情報処理システム。 - 指定された領域の画素を複数にグループ化し、前記各グループ内の複数の画素信号をそれぞれ異なる周波数でオン・オフして撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力する光空間変調素子と、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記光空間変調素子の解像度と同じ解像度のイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部と、
を備え、
前記画像特徴抽出部は、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、前記撮像対象物の輝度変動を前記異なる周波数に対応して周波数分解し、前記異なる周波数に対応したスペクトラム画像を生成することを特徴とする視覚情報処理システム。 - 指定された領域の画素を複数にグループ化し、前記各グループ内の複数の画素信号を所定の複数の空間パターンに基づいて順次切り換えて撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力する光空間変調素子と、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記グループ数と同じ画素数を有するイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出する画像特徴抽出部と、
を備え、
前記画像特徴抽出部は、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、前記複数の空間パターンに基づいて順次イメージャから出力される複数の信号を演算し、前記グループ内の複数の画素を処理対象とする空間フィルタリングを行うことを特徴とする視覚情報処理システム。 - 前記画像特徴抽出部は、
所定サイズの画素領域を有し、画素位置情報に応じて前記画素領域の部分領域の画像データをフレーム毎に出力するイメージャ部と、
前記部分領域の画像データを入力し、入力した前記画像データと予め算出されている座標変換パラメータとに基づいて画像特徴量を算出すると共に、算出された前記画像特徴量と前記座標変換パラメータとに基づいて次フレーム用の座標変換パラメータを生成する演算部と、
前記部分領域の画素位置を前記次フレーム用の座標変換パラメータに基づいて座標変換し、次フレームの部分領域の画素位置情報を生成する座標変換部と、
を備えて構成されたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の視覚情報処理システム。 - 前記光空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)或いは液晶ライトバルブであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の視覚情報処理システム。
- 光空間変調素子によって光源からの放射光を所定の光パターンに基づいて変調し、前記光パターンに基づいて変調された前記放射光を撮像対象物に照射するステップと、
前記光パターンが重畳された前記撮像対象物を撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出するステップと、
を備え、
前記光パターンは、三角測量原理に基づいて前記撮像対象物の3次元情報を得ることができる複数の光パターンであると共に、前記画像特徴抽出部で抽出された特徴量に基づいて光パターンの種類及び数の少なくとも一方が適応制御される光パターンである、ことを特徴とする視覚情報処理方法。 - 所定の画素領域を有した光空間変調素子によって、撮像対象物からの入射光の露光時間を画素毎に制御するステップと、
画素毎に露光時間が制御された前記光空間変調素子からの反射光或いは透過光によって前記撮像対象物を撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出するステップと、
を備え、
抽出された前記特徴量は、前記撮像対象物の画素毎の輝度を含む特徴量であり、前記画素毎に制御するステップは、前記画素毎の輝度に基づいて露光時間を適応制御することを特徴とする視覚情報処理方法。 - 指定された領域の画素が複数にグループ化された光空間変調素子によって、前記グループ内の複数の画素信号を順次切り換えて撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力するステップと、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記グループ数と同じ画素数の解像度を有するイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出するステップと、
を備え、
前記特徴量を抽出するステップは、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、順次切り換えて前記イメージャに入力される前記複数の画素の信号を合成し、前記イメージャの解像度を前記光空間変調素子と同じ解像度に高める処理を含むことを特徴とする視覚情報処理方法。 - 指定された領域の画素が複数にグループ化された光空間変調素子によって、前記グループ内の複数の画素信号をそれぞれ異なる周波数でオン・オフして撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力するステップと、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記光空間変調素子の解像度と同じ解像度のイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出するステップと、
を備え、
前記特徴量を抽出するステップは、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、前記撮像対象物の輝度変動を前記異なる周波数に対応して周波数分解し、前記異なる周波数に対応したスペクトラム画像を生成する処理を含むことを特徴とする視覚情報処理方法。 - 指定された領域の画素が複数にグループ化された光空間変調素子によって、前記グループ内の複数の画素信号を所定の複数の空間パターンに基づいて順次切り換えて撮像対象物からの入射光を反射或いは透過させて出力するステップと、
前記光空間変調素子から出力された前記撮像対象物からの入射光を、前記グループ数と同じ画素数を有するイメージャで撮像し、前記撮像対象物の特徴量を抽出するステップと、
を備え、
前記特徴量を抽出するステップは、前記特徴量に基づいて領域を指定し、その領域において、前記複数の空間パターンに基づいて順次イメージャから出力される複数の信号を演算し、前記グループ内の複数の画素を処理対象とする空間フィルタリングを行う処理を含むことを特徴とすることを特徴とする視覚情報処理システム。 - 前記特徴量を抽出するステップは、
所定サイズの画素領域を有するイメージャから、画素位置情報に応じて前記画素領域の部分領域の画像データをフレーム毎に出力するステップと、
前記部分領域の画像データを入力し、入力した前記画像データと予め算出されている座標変換パラメータとに基づいて画像特徴量を算出すると共に、算出された前記画像特徴量と前記座標変換パラメータとに基づいて次フレーム用の座標変換パラメータを生成するステップと、
前記部分領域の画素位置を前記次フレーム用の座標変換パラメータに基づいて座標変換し、次フレームの部分領域の画素位置情報を生成するステップと、
を備えたことを特徴とする請求項8ないし12のいずれかに記載の視覚情報処理方法。 - 前記光空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)或いは液晶ライトバルブであることを特徴とする請求項8ないし12のいずれかに記載の視覚情報処理方法。
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