JP6071142B2 - 画像変換装置 - Google Patents
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- 主平面に対して任意の角度で撮影された複数のカメラ画像を、前記主平面および当該主平面に対して既知の角度を有する副平面の映ったカメラ画像に基づいて、前記主平面を垂直上方から撮影した平行化画像に変換する画像変換装置であって、
各カメラ画像から特徴点を検出する特徴点検出手段と、
各カメラ画像間で特徴点マッチングを実行して対応点を検出する対応点検出手段と、
各カメラ画像間の対応点集合から、各主平面および各副平面に関して画像間ホモグラフィ行列を計算する画像間ホモグラフィ行列計算手段と、
カメラ画像の集合から、前記各画像間ホモグラフィ行列の計算結果に基づいて、前記主平面および副平面の映ったリファレンス画像を選択するリファレンス画像選択手段と、
前記各画像間ホモグラフィ行列に基づいて、各主平面および各副平面に関して前記リファレンス画像を各カメラ画像に変換するリファレンスホモグラフィ行列を計算するリファレンスホモグラフィ行列計算手段と、
各カメラ画像の平行化パラメータを、当該カメラ画像のリファレンスホモグラフィ行列ならびに前記主平面および副平面の既知角度に基づいて計算する平行化パラメータ計算手段とを具備したことを特徴とする画像変換装置。 - 前記画像間ホモグラフィ行列計算手段は、各平面をロバスト推定により判別することを特徴とする請求項1に記載の画像変換装置。
- 前記画像間ホモグラフィ行列計算手段は、
各カメラ画像間の対応点集合からホモグラフィ行列を計算し、インライア判定された対応点に基づいて主平面に関する画像間ホモグラフィ行列を計算する手段と、
前記主平面に関する画像間ホモグラフィ行列の計算においてアウトライア判定された対応点に基づいて副平面に関する画像間ホモグラフィ行列を計算する手段とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像変換装置。 - 前記リファレンス画像選択手段は、各平面において画像間ホモグラフィ行列の計算に用いられた対応点の個数を指標としてリファレンス画像を選択することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像変換装置。
- 前記リファレンスホモグラフィ行列計算手段は、前記各リファレンスホモグラフィ行列を、各カメラ画像をノード、各カメラ画像間のホモグラフィ行列をエッジとする双方向の有効グラフにおいて、リファレンス画像から各カメラ画像へ至る経路に紐つけられた各ホモグラフィ行列に基づいて計算することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像変換装置。
- 前記リファレンスホモグラフィ行列計算手段は、前記有効グラフにおいてリファレンス画像から各カメラ画像へ至る経路が複数存在する場合には、複数の全ての経路についてリファレンスホモグラフィ行列を計算することを特徴とする請求項5に記載の画像変換装置。
- 前記リファレンスホモグラフィ行列計算手段は、前記有効グラフにおいてリファレンス画像から各カメラ画像へ至る経路が複数存在する場合には、エッジの本数を指標として探索された経路についてのみリファレンスホモグラフィ行列を計算することを特徴とする請求項5に記載の画像変換装置。
- 前記リファレンスホモグラフィ行列計算手段は、前記有効グラフにおいてリファレンス画像から各カメラ画像へ至る経路が複数存在する場合には、カメラ間の移動距離を指標として探索された経路についてのみリファレンスホモグラフィ行列を計算することを特徴とする請求項5に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、リファレンス画像を平行化画像に変換するホモグラフィ行列を計算することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、3次元の座標系における2軸の回転行列により定義される平行化パラメータを計算することを特徴とする請求項9に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、前記リファレンスホモグラフィ行列と平行化パラメータとで定義されるコスト関数を最小化することにより平行化パラメータを計算することを特徴とする請求項9に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、平行化パラメータおよびリファレンス画像をそれ以外のカメラ画像に変換するリファレンスホモグラフィ行列の積と、(1,1)成分および(2,2)成分に1を、(1,2)成分および(2,1)成分に0を有する行列との差分として定義されるコスト関数を最小化することにより平行化パラメータを推定することを特徴とする請求項11に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、平面毎に定義されるコスト関数の重み付き和を最小化することにより平行化パラメータを推定することを特徴とする請求項11に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、平面毎のカメラ画像の枚数に基づく値を係数として、平面毎に定義されるコスト関数の重み付き和を最小化することにより平行化パラメータを計算することを特徴とする請求項11に記載の画像変換装置。
- 前記平行化パラメータ計算手段は、平面毎のリファレンスホモグラフィ行列の信頼度に基づく値を係数として、平面毎に定義されるコスト関数の重み付き和を最小化することにより平行化パラメータを計算することを特徴とする請求項11に記載の画像変換装置。
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