JP2009123112A - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 撮像画像中の指標を認識し、撮像画像を撮像した撮像装置を基準とした座標系における、認識した指標の配置位置を求める処理を、それぞれの撮像装置毎に行う。指標に固有の識別情報と、指標の配置情報とを含む指標情報を管理する。注目撮像装置による撮像画像中の注目指標の認識を失敗した、若しくは誤認識した場合には、注目撮像装置以外の撮像装置が撮像した撮像画像に対する上記処理の結果に基づいて、注目指標に対する管理内容を変更する。
【選択図】 図1
Description
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マーカ認識処理において、識別領域の認識失敗が起こる大きな要因として、マーカを識別するための指標識別領域の解像度不足が挙げられる。例えば、撮像装置とマーカとの相対姿勢が深いと、識別領域の解像度が低くなる。一方、撮像装置とマーカとの相対姿勢が浅いと、識別領域の解像度は高くなる。従って、撮像装置とマーカとの相対姿勢が深い程、マーカ認識処理におけるマーカ認識率は低くなる可能性が高い。これは、識別領域の解像度が低いと、撮像時の色滲みやノイズによるビット値の誤認識や、隣接するビット値を間違えて読み込むことなどが大きな要因となっている。
相対位置姿勢が既知の互いに固定された2つの撮像装置を用いて、領域を分割してIDを表現するマーカを撮像する状況を想定する。そして、一方の撮像装置が撮像した画像中におけるマーカの認識は成功し、他方の撮像装置が撮像した画像中におけるマーカの認識は、「識別領域の認識失敗」により失敗したとする。
撮像画像中の指標を認識し、当該撮像画像を撮像した撮像装置を基準とした座標系における当該認識した指標の配置位置を求める処理を、それぞれの撮像装置毎に行う計算手段と、
指標に固有の識別情報と、当該指標の配置情報とを含む指標情報を管理する管理手段と、
注目撮像装置による撮像画像中の注目指標の認識を失敗した、若しくは誤認識した場合には、当該注目撮像装置以外の撮像装置が撮像した撮像画像に対する前記計算手段による結果に基づいて、前記管理手段による前記注目指標に対する管理内容を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする。
撮像画像中の指標を認識し、当該撮像画像を撮像した撮像装置を基準とした座標系における当該認識した指標の配置位置を求める処理を、それぞれの撮像装置毎に行う計算工程と、
指標に固有の識別情報と、当該指標の配置情報とを含む指標情報を管理する管理工程と、
注目撮像装置による撮像画像中の注目指標の認識を失敗した、若しくは誤認識した場合には、当該注目撮像装置以外の撮像装置が撮像した撮像画像に対する前記計算工程による結果に基づいて、前記管理工程による前記注目指標に対する管理内容を変更する変更工程と
を備えることを特徴とする。
本実施形態では、上記「マーカの検出失敗」に対処する。また、以下では、「指標」の一例として「マーカ」を用いるが、「マーカ」以外のものを「指標」として用いても良い。
・ 現実空間中におけるそれぞれのマーカの(世界座標系における)配置位置姿勢と、このマーカのID
・ 指標外形検出部150から出力されるマーカの頂点座標値Icと、このマーカのID
・ 撮像装置110R、110Lのそれぞれの投影変換行列Mp
・ 撮像装置110R、110Lのそれぞれによる撮像画像から、後述する画像処理において生成される2値画像
・ マーカの4頂点の世界座標系における位置Vc
・ マーカのID識別処理時に利用する正方形に射影した処理画像T(正規化画像)
なお、マーカに関する情報については、マーカのIDと関連付けて格納される。
また、マーカの認識に成功した場合、座標系220における4頂点420A〜420Dの3次元位置Vmを、座標系210Lにおけるマーカ120の位置姿勢を示すMcmに掛ける。これにより、座標系210Lにおけるマーカの4頂点420A〜420Dの3次元位置Vcを得ることができるので、これを記憶部140に格納する。Vcの算出方法を以下の(式2)に示す。
指標協調認識部170は、一方の撮像装置が撮像した撮像画像については指標識別部160はマーカの認識は成功したものの、他方の撮像装置が撮像した撮像画像については指標識別部160はマーカの認識は失敗した場合に対処する為の動作を行う。以下、係る動作について説明する。
そして、以下の(式4)によって、このVc’を、撮像装置110Rによる撮像画像上に投影変換し、2次元座標値Ic’を求める。
この投影変換に用いる変換行列MP’は、撮像装置に固有の行列であり、あらかじめ撮像装置ごとに求め、記憶部140に格納しておく。
第1の実施形態では、「マーカの検出失敗」に対処するための方法を述べたが、本実施形態では、「マーカの誤認識」に対処する。
上記実施形態では、それぞれの撮像画像からマーカを検出し、マーカ頂点の変換により同一マーカを同定する方法を用いてマーカの認識の失敗に対処する方法を示した。しかし、各撮像装置で捉えた同一のマーカ候補領域(ビット320A〜320Dで囲む矩形領域)をそれぞれ2次元射影変換(Homography)により正方形に射影し、射影した複数の画像を平均した画像からマーカのIDを認識してもよい。この方法を用いることで、IDの認識時に撮像時に入るノイズをなますことができ、ノイズによるマーカの検出失敗やマーカの誤認識を防ぐことができる。
第3の実施形態では、正規化画像Tの平均正規化画像を用いることでノイズによる誤認識を防ぐ方法を説明したが、正規化画像Tの画像情報から高解像度化画像を生成し、解像度不足によるマーカの誤認識やマーカの検出失敗に対処してもよい。
上記各実施形態では、正方形の外形の内部にIDコード領域を持つマーカを用いていたが、外形をもつマーカを用いることに限定されるものではなく、例えば、特許文献1に開示されているような、外形を持たないマーカを用いても良い。即ち、長方形のバーと4点の特徴点と特徴点内部の2次元バーコード部から構成されるマーカ(第2のマーカ)を用いても良い。
第2の実施形態では、ステップS840の処理において、撮像装置とマーカの相対位置姿勢の要因から信頼性を算出した。しかし、この相対位置姿勢の要因ではなく、あらかじめ記憶部140に格納されている実空間上に配置されたマーカのIDリストを取得して誤認識IDを排除する方法を用いてもよい。なお、本実施形態では、IDリスト内にないIDを誤認識されたIDとして除外する方法をマーカのIDの統一方法として用いているが、変形例1の相対位置姿勢の要因による統一方法と組み合わせてもよい。すなわち、ステップS840の信頼性の評価を決める処理において、IDリストにないIDが合った場合は、信頼性の評価をせず、ID候補から削除する方法である。
本実施形態のマーカ認識処理装置における装置の構成は、第一の実施形態の構成と同一であるため説明は省略する。
本実施形態のマーカ認識処理装置における処理の手順は、変形例1のステップS840の処理中で、IDの信頼性を求める処理がIDリスト内のIDと比較する処理に変わる部分のみが異なる。IDリストとの比較により、誤認識IDを削除し、最終的にIDが1つに特定できた場合はそのIDを信頼性の高いIDとして登録する。また、誤認識IDを削除しても複数のID候補が存在する場合は、IDの統一をせず処理を終了する。
図1に示した画像処理装置100を構成する各部は、ハードウェアとして構成しても良いが、記憶部140を除く他の各部をソフトウェアで構成しても良い。この場合、画像処理装置100には、係るソフトウェアを実行する実行部と、係るソフトウェアを格納する格納部とが必須な構成用件となる。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
Claims (9)
- 複数の指標が配された現実空間を撮像する撮像装置が複数接続された画像処理装置であって、
撮像画像中の指標を認識し、当該撮像画像を撮像した撮像装置を基準とした座標系における当該認識した指標の配置位置を求める処理を、それぞれの撮像装置毎に行う計算手段と、
指標に固有の識別情報と、当該指標の配置情報とを含む指標情報を管理する管理手段と、
注目撮像装置による撮像画像中の注目指標の認識を失敗した、若しくは誤認識した場合には、当該注目撮像装置以外の撮像装置が撮像した撮像画像に対する前記計算手段による結果に基づいて、前記管理手段による前記注目指標に対する管理内容を変更する変更手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記計算手段は、
注目撮像装置から取得した撮像画像中における指標を認識し、当該注目撮像装置を基準とする座標系における、前記認識した指標の配置情報を求め、
前記変更手段は、
前記注目撮像装置以外の他撮像装置から取得した他撮像画像における他指標の認識を前記計算手段が失敗した場合には、前記注目撮像装置と前記他撮像装置との相対的な位置姿勢関係を示す位置姿勢関係情報と、前記注目撮像装置について前記計算手段が求めた前記他指標の配置情報と、を用いて、前記他指標の前記他撮像装置を基準とする座標系における配置情報を求める
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記計算手段は、
注目撮像装置から取得した撮像画像中における指標の、当該注目撮像装置を基準とする自座標系における配置情報と、前記注目撮像装置以外の他撮像装置から取得した撮像画像中における指標の、当該他撮像装置を基準とする他座標系における配置情報を前記自座標系における配置情報に変換した結果と、の差分を計算し、
前記管理手段は、
異なる識別情報を有する指標同士の前記差分が閾値よりも小さい場合には、当該異なる識別情報を統一する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 更に、
撮像装置の位置姿勢情報を当該撮像装置について求めた配置情報を用いて求める処理を、それぞれの撮像装置について行う手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記計算手段は、前記撮像画像中の指標の領域を複数の撮像画像について合計し、正規化した結果を用いて、当該指標の認識を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記計算手段は、前記撮像画像中の指標の領域に対して、ローパスフィルタを用いた広帯域補間を行を行うことで高密度化し、更に、高密度化データに加重和を加えて折り返し歪みを打ち消すことで、当該領域内の高周波成分を復元した結果を用いて、当該指標の認識を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 複数の指標が配された現実空間を撮像する撮像装置が複数接続された画像処理装置が行う画像処理方法であって、
撮像画像中の指標を認識し、当該撮像画像を撮像した撮像装置を基準とした座標系における当該認識した指標の配置位置を求める処理を、それぞれの撮像装置毎に行う計算工程と、
指標に固有の識別情報と、当該指標の配置情報とを含む指標情報を管理する管理工程と、
注目撮像装置による撮像画像中の注目指標の認識を失敗した、若しくは誤認識した場合には、当該注目撮像装置以外の撮像装置が撮像した撮像画像に対する前記計算工程による結果に基づいて、前記管理工程による前記注目指標に対する管理内容を変更する変更工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータに請求項7に記載の画像処理方法を実行させるためのプログラム。
- 請求項8に記載のプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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