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JP7031489B2 - Compensation program, compensation method and compensation device - Google Patents
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Description

本発明は、補償プログラム等に関する。 The present invention relates to a compensation program and the like.

近年、複数の円周魚眼レンズを用いたカメラは、360度全方位を撮影することが可能であり、VR(Virtual Reality)、AR(Augmented Reality)等に適用することが考えられている。ここで、円周魚眼レンズのカメラで撮影される画像には歪みが含まれるため、キャリブレーションを行うことで、カメラパラメータを推定し、カメラパラメータを基にして、歪みを取り除く補正が行われる。以下の説明では、円周魚眼レンズを用いたカメラを、単に「カメラ」と表記する。 In recent years, a camera using a plurality of circumferential fisheye lenses can shoot 360-degree omnidirectional images, and is considered to be applied to VR (Virtual Reality), AR (Augmented Reality), and the like. Here, since the image taken by the camera of the circumferential fisheye lens contains distortion, the camera parameter is estimated by performing calibration, and the correction for removing the distortion is performed based on the camera parameter. In the following description, a camera using a circumferential fisheye lens is simply referred to as a "camera".

図13および図14は、従来のキャリブレーションを説明するための図である。従来技術は、各格子の長さが既知の格子パターン10を複数のカメラで撮影する。たとえば、図13に示すように、2つのカメラで格子パターン10をそれぞれ撮影すると、画像11a,11bが撮影される。画像11a、11bをまとめて画像11と表記する。 13 and 14 are diagrams for explaining the conventional calibration. In the prior art, a grid pattern 10 having a known grid length is photographed by a plurality of cameras. For example, as shown in FIG. 13, when the grid pattern 10 is photographed by two cameras, the images 11a and 11b are photographed. Images 11a and 11b are collectively referred to as image 11.

なお、一つのカメラの単体のキャリブレーションでは、各格子の長さが既知の格子パターン10を複数の位置に配置したものを撮影しており、複数の画像から内部パラメータと、格子の外部パラメータを推定する。また、例えば一方のカメラと他方のカメラが同じ位置に配置された格子パターンを撮影した結果から、相対位置を推定する。 In the calibration of a single camera, the grid patterns 10 whose grid lengths are known are arranged at a plurality of positions, and the internal parameters and the grid external parameters are obtained from the plurality of images. presume. Further, for example, the relative position is estimated from the result of photographing the grid pattern in which one camera and the other camera are arranged at the same position.

従来技術は、キャリブレーションを行う際に、画像11から格子点を検出し、格子点の入射角と像高との関係を推定する。円周魚眼レンズでは、仮想球面を仮定して、格子点を、像面に写像している。図14に示す例では、格子点10aは、仮想球面5に入射角θaで入射し、像面20上の点20aに写像されている。なお、入射角θaの像高は、像高21aとなる。 In the prior art, when calibrating, a grid point is detected from the image 11 and the relationship between the incident angle of the grid point and the image height is estimated. In the circumferential fisheye lens, the grid points are mapped to the image plane on the assumption of a virtual spherical surface. In the example shown in FIG. 14, the grid point 10a is incident on the virtual spherical surface 5 at an incident angle θa and is mapped to the point 20a on the image plane 20. The image height of the incident angle θa is the image height 21a.

ここで、図14で説明した仮想球面のモデルでは、入射角は対象物の距離に依存せず、光軸中心の高さは常に同一であると仮定している。図15は、従来のモデルを説明するための図である。図15に示すように、格子点10b,10cは、入射角θbにより入射し、光軸中心5aを通って、入射角θbに対応する像高に写像される。格子点10d,10eは、入射角θdにより入射し、光軸中心5aを通り、入射角θdに対応する像高に写像される。 Here, in the model of the virtual sphere described with reference to FIG. 14, it is assumed that the incident angle does not depend on the distance of the object and the height of the center of the optical axis is always the same. FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional model. As shown in FIG. 15, the grid points 10b and 10c are incident at the incident angle θb, pass through the center 5a of the optical axis, and are mapped to the image height corresponding to the incident angle θb. The grid points 10d and 10e are incident at an incident angle θd, pass through the center 5a of the optical axis, and are mapped to an image height corresponding to the incident angle θd.

従来技術は、各格子点の3次元上の座標と、上記仮想球面のモデルに各格子点を入射した場合の像高とを関係を基にして、カメラの内部パラメータおよび外部パラメータを推定する。なお、第1カメラおよび第2カメラに対するキャリブレーションでは、カメラパラメータとして、第1カメラの内部パラメータ、第2カメラの内部パラメータ、第1カメラと第2カメラとの相対的な外部パラメータが推定される。 In the prior art, the internal and external parameters of the camera are estimated based on the relationship between the three-dimensional coordinates of each lattice point and the image height when each lattice point is incident on the virtual spherical model. In the calibration for the first camera and the second camera, the internal parameters of the first camera, the internal parameters of the second camera, and the relative external parameters of the first camera and the second camera are estimated as the camera parameters. ..

続いて、推定したカメラパラメータを用いて、複数のカメラにより撮影した画像を合成する従来技術について説明する。図16は、従来の画像の合成処理を説明するための図である。図16に示す例では、カメラ15a,15bを用いて、対象物16a,16b,16cを撮影するものとする。カメラ15a,15bは、円周魚眼レンズを用いたカメラである。 Next, a conventional technique for synthesizing images taken by a plurality of cameras using estimated camera parameters will be described. FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional image composition process. In the example shown in FIG. 16, it is assumed that the cameras 15a and 15b are used to photograph the objects 16a, 16b and 16c. The cameras 15a and 15b are cameras using a circumferential fisheye lens.

従来技術は、カメラ15aの内部パラメータと、相対的な外部パラメータとを基にして、カメラ15aが撮影した画像から、第1正距円筒図を展開する。従来技術は、カメラ15bの内部パラメータと、相対的な外部パラメータとを基にして、カメラ15bが撮影した画像から、第2正距円筒図を展開する。従来技術は、第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成することで、全方位の画像を生成する。従来技術では、対象物16a,16bのように、距離が近い対象物については、視差の影響を考慮して視差補正を行う場合がある。なお、対象物16a、16bからの距離が十分遠い対象物16cについては、合成ずれがないことを前提としている。 The prior art develops a first equirectangular projection from an image taken by the camera 15a based on the internal parameters of the camera 15a and the relative external parameters. The prior art develops a second equirectangular projection from an image taken by the camera 15b based on the internal parameters of the camera 15b and the relative external parameters. In the prior art, an omnidirectional image is generated by synthesizing a first equirectangular projection and a second equirectangular projection. In the prior art, parallax correction may be performed for objects having a short distance, such as objects 16a and 16b, in consideration of the influence of parallax. It is assumed that there is no synthetic deviation for the object 16c, which is sufficiently far from the objects 16a and 16b.

特開2013-25255号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-25255 特開2013-187860号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-187860 特開2005-244861号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-244861

しかしながら、上述した従来技術では、画像の合成ずれを補償することができないという問題がある。 However, the above-mentioned conventional technique has a problem that the image composition deviation cannot be compensated.

図15で説明したように、従来技術で用いる仮想球面のモデルでは、対象物の距離、入射角によらず光軸中心の高さは同一であると仮定している。しかし、実際の光学系では、入射角によって、光軸中心の高さが異なる。また、光軸中心の高さを同一と仮定すると、対象物の距離によって入射角が一意に定まらない。 As described with reference to FIG. 15, in the model of the virtual spherical surface used in the prior art, it is assumed that the height of the center of the optical axis is the same regardless of the distance and the angle of incidence of the object. However, in an actual optical system, the height of the center of the optical axis differs depending on the angle of incidence. Further, assuming that the height of the center of the optical axis is the same, the incident angle is not uniquely determined by the distance of the object.

図17は、仮想球面のモデルと光学系との乖離を説明するための図である。格子点10d,10eは、入射角θdにより入射し、球面6の光軸中心6aを通って、入射角θbに対応する像高に写像される。これに対して、格子点10b,10cは、入射角θb’により入射し、球面6の光軸中心6bを通って、入射角θb’に対応する像高に写像される。なお、光学中心の高さを同一と仮定すると、格子点10bの入射角はθBとなり、格子点10cの入射角はθCとなり、一意に定まらない。円周魚眼レンズでは、水平に近い対象物ほど、対象物の距離によって入射角が一意に定まらないという特徴がある。 FIG. 17 is a diagram for explaining the dissociation between the model of the virtual sphere and the optical system. The grid points 10d and 10e are incident at the incident angle θd, pass through the optical axis center 6a of the spherical surface 6, and are mapped to the image height corresponding to the incident angle θb. On the other hand, the grid points 10b and 10c are incident at the incident angle θb', pass through the optical axis center 6b of the spherical surface 6, and are mapped to the image height corresponding to the incident angle θb'. Assuming that the heights of the optical centers are the same, the incident angle of the grid point 10b is θB, and the incident angle of the grid point 10c is θC, which is not uniquely determined. The circumferential fisheye lens has the characteristic that the incident angle is not uniquely determined by the distance of the object as it is closer to the horizontal.

上記のように、仮想球面のモデルと光学系とが乖離しているため、仮想球面のモデルを用いたキャリブレーションを行ってカメラパラメータを求めると、第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成した場合に、遠方の対象物について合成ずれが生じる。図18は、合成ずれの一例を示す図である。図18に示す例では、領域7において、合成ずれが生じている。 As described above, the model of the virtual sphere and the optical system are separated from each other. Therefore, when the camera parameters are obtained by performing calibration using the model of the virtual sphere, the first equirectangular projection and the second equirectangular projection are obtained. When combined with a cylindrical diagram, a composition shift occurs for a distant object. FIG. 18 is a diagram showing an example of synthetic deviation. In the example shown in FIG. 18, the composition shift occurs in the region 7.

1つの側面では、本発明は、画像の合成ずれを補償することができる補償プログラム、補償方法および補償装置を提供することを目的とする。 In one aspect, it is an object of the present invention to provide a compensating program, compensating method and compensating device capable of compensating for image composition misalignment.

第1の案では、補償プログラムは、コンピュータに以下の処理を実行させる。コンピュータは、カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、像高との関係を示す第1線分を推定し、焦点距離を変化させた場合の像高と入射角との関係を示す第2線分を算出する。コンピュータは、第1線分と第2線分と基準入射角の線分とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、焦点距離の変化量と、画素ずれと対応付けたテーブルを生成する。コンピュータは、第1カメラに撮影された画像をパラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像をパラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、特定した画素ずれとテーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する。 In the first plan, the compensation program causes the computer to perform the following processing. The computer estimates the first line segment that indicates the relationship between the incident angle defined by parameters including the image height and focal length of the camera, and the image height and incident angle when the focal length is changed. The second line segment showing the relationship between is calculated. The computer converts the image height deviation and the incident angle deviation specified based on the first line segment, the second line segment, and the line segment of the reference incident angle into pixel deviation, thereby determining the amount of change in the focal length and the amount of change in the focal length. Generate a table associated with the pixel shift. The computer identifies the pixel shift based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with parameters and the second developed image obtained by expanding the image taken by the second camera with parameters. The amount of focal length deviation is calculated based on the specified pixel deviation and the table.

画像の合成ずれを補償することができる。 It is possible to compensate for image composition deviation.

図1は、本実施例1に係る補償装置の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a compensation device according to the first embodiment. 図2は、本実施例1に係るルックアップテーブルのデータ構造の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the data structure of the look-up table according to the first embodiment. 図3は、本実施例1に係る生成部の処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the processing of the generation unit according to the first embodiment. 図4は、本実施例1に係る算出部の処理を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the calculation unit according to the first embodiment. 図5は、修正前後の入射角および像高の関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the incident angle and the image height before and after the correction. 図6は、焦点距離と像高との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the focal length and the image height. 図7は、修正前後の合成画像情報の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of composite image information before and after correction. 図8は、本実施例1に係る補償装置の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the compensation device according to the first embodiment. 図9は、ルックアップテーブル生成処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the lookup table generation processing. 図10は、本実施例2に係る補償装置の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the compensation device according to the second embodiment. 図11は、本実施例2に係る補償装置の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of the compensation device according to the second embodiment. 図12は、補償装置と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that realizes a function similar to that of a compensator. 図13は、従来のキャリブレーションを説明するための図(1)である。FIG. 13 is a diagram (1) for explaining the conventional calibration. 図14は、従来のキャリブレーションを説明するための図(2)である。FIG. 14 is a diagram (2) for explaining the conventional calibration. 図15は、従来のモデルを説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional model. 図16は、従来の画像の合成処理を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a conventional image composition process. 図17は、仮想球面のモデルと光学系との乖離を説明するための図である。FIG. 17 is a diagram for explaining the dissociation between the model of the virtual sphere and the optical system. 図18は、合成ずれの一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of synthetic deviation.

以下に、本願の開示する補償プログラム、補償方法および補償装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the compensation program, compensation method, and compensation device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.

図1は、本実施例1に係る補償装置の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、この補償装置100は、カメラ110a,110bと、通信部120と、入力部130と、表示部140と、記憶部150と、制御部160とを有する。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a compensation device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the compensating device 100 includes cameras 110a and 110b, a communication unit 120, an input unit 130, a display unit 140, a storage unit 150, and a control unit 160.

カメラ110a,110bは、円周魚眼レンズによって画像を撮影するカメラである。カメラ110a,110bは、撮影した画像の情報(画像情報)を、制御部160に出力する。なお、カメラ110a,110bは、ネットワーク上に接続されていてもよい。以下の説明では、特に区別する場合を除いて、カメラ110a,110bをまとめて、「カメラ110」と表記する。 The cameras 110a and 110b are cameras that capture images with a circumferential fisheye lens. The cameras 110a and 110b output information (image information) of the captured image to the control unit 160. The cameras 110a and 110b may be connected to the network. In the following description, the cameras 110a and 110b are collectively referred to as "camera 110" unless otherwise specified.

通信部120は、ネットワークを介して、他の装置とデータ通信を実行する処理部である。たとえば、ネットワーク上にカメラ110が接続されている場合には、通信部120は、ネットワークを介して、カメラ110から画像情報を受信し、受信した画像情報を制御部160に出力する。 The communication unit 120 is a processing unit that executes data communication with another device via a network. For example, when the camera 110 is connected on the network, the communication unit 120 receives the image information from the camera 110 via the network and outputs the received image information to the control unit 160.

入力部130は、利用者が各種の情報を入力するための入力装置である。入力部130は、キーボードやマウス、タッチパネル等に対応する。 The input unit 130 is an input device for the user to input various information. The input unit 130 corresponds to a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like.

たとえば、利用者は、補償装置100にキャリブレーションを実行させる場合に、予め定められた位置に、格子パターン10を配置し、カメラ110に撮影させる。予め定められた位置に格子パターン10を配置することで、補償装置100は、格子パターン10の格子点の3次元座標を既知のものとして取り扱うことができる。たとえば、利用者は、格子パターン10を配置した際に、入力部130を操作して、キャリブレーションの実行要求を、補償装置100に入力する。 For example, when the compensator 100 is made to perform calibration, the user arranges the grid pattern 10 at a predetermined position and causes the camera 110 to take an image. By arranging the grid pattern 10 at a predetermined position, the compensator 100 can treat the three-dimensional coordinates of the grid points of the grid pattern 10 as known ones. For example, when the grid pattern 10 is arranged, the user operates the input unit 130 to input a calibration execution request to the compensation device 100.

表示部140は、制御部160から出力される情報を表示する表示装置である。表示部140は、液晶ディスプレイやタッチパネル等に対応する。たとえば、表示部140は、制御部160により生成される合成画像情報150eを表示する。合成画像情報150eは、カメラ110a,110bにより撮影された各画像情報を合成した情報である。 The display unit 140 is a display device that displays information output from the control unit 160. The display unit 140 corresponds to a liquid crystal display, a touch panel, or the like. For example, the display unit 140 displays the composite image information 150e generated by the control unit 160. The composite image information 150e is information obtained by synthesizing the image information captured by the cameras 110a and 110b.

記憶部150は、バッファ150a、カメラパラメータ情報150b、ルックアップテーブル150c、展開図情報150d、合成画像情報150eを有する。記憶部150は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)などの半導体メモリ素子や、HDD(Hard Disk Drive)などの記憶装置に対応する。 The storage unit 150 has a buffer 150a, a camera parameter information 150b, a look-up table 150c, a development drawing information 150d, and a composite image information 150e. The storage unit 150 corresponds to semiconductor memory elements such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), and flash memory (Flash Memory), and storage devices such as HDD (Hard Disk Drive).

バッファ150aは、カメラ110により撮影された各画像情報を格納するバッファである。たとえば、バッファ150aは、カメラ110aにより撮影された画像情報と、カメラ110bにより撮影された画像情報とを区別して格納する。 The buffer 150a is a buffer for storing each image information taken by the camera 110. For example, the buffer 150a separately stores the image information captured by the camera 110a and the image information captured by the camera 110b.

カメラパラメータ情報150bは、カメラ110の各カメラパラメータを保持する情報である。たとえば、カメラパラメータ情報150bは、カメラ110aの内部パラメータ、カメラ110bの内部パラメータ、カメラ110aとカメラ110bとの相対的な外部パラメータを含む。 The camera parameter information 150b is information for holding each camera parameter of the camera 110. For example, the camera parameter information 150b includes an internal parameter of the camera 110a, an internal parameter of the camera 110b, and an external parameter relative to the camera 110a and the camera 110b.

内部パラメータは、焦点距離、光軸点の座標、歪み係数、後述する係数等を含む。相対的な外部パラメータは、カメラ110aとカメラ110bとの相対的な向き(回転ベクトル)、相対的なカメラの位置(並進ベクトル)とを含む。3次元上の座標は、内部パラメータおよび外部パラメータに基づいて、2次元上の座標と対応付けられる。 The internal parameters include the focal length, the coordinates of the optical axis point, the distortion coefficient, the coefficient described later, and the like. Relative external parameters include the relative orientation of the camera 110a and the camera 110b (rotation vector) and the relative camera position (translation vector). The coordinates in three dimensions are associated with the coordinates in two dimensions based on the internal and external parameters.

ここで、本実施例1では、カメラ110aの像高ρと焦点距離fとの比で、入射角θを定義し、式(1)に示すものとなる。また、カメラ110bの像高ρと焦点距離fとの比で、入射角θを定義し、式(2)に示すものとなる。式(1)に含まれるk11、k12、k13、k14は、カメラ110aの内部パラメータの一部である。式(2)に含まれるk21、k22、k23、k24は、カメラ110bの内部パラメータの一部である。

Figure 0007031489000001
Figure 0007031489000002
Here, in the first embodiment, the incident angle θ 1 is defined by the ratio between the image height ρ 1 of the camera 110a and the focal length f 1 , and is shown in the equation (1). Further, the incident angle θ 2 is defined by the ratio between the image height ρ 2 of the camera 110b and the focal length f 2 , and is shown in the equation (2). The k 11 , k 12 , k 13 , and k 14 included in the equation (1) are some of the internal parameters of the camera 110a. The k 21 , k 22 , k 23 , and k 24 included in the equation (2) are some of the internal parameters of the camera 110b.
Figure 0007031489000001
Figure 0007031489000002

ルックアップテーブル150cは、画素ずれと、焦点距離の誤差との関係を示すテーブルである。画素ずれは、カメラ110により撮影された画像情報の正距円筒図と、カメラ110bにより撮影された画像情報の正距円筒図との画素ずれを示すものである。なお、ルックアップテーブル150cは、カメラ110aに対応するルックアップテーブルと、カメラ110bに対応するルックアップテーブルとを有するが、ここでは一例として、カメラ110aに対応するルックアップテーブルについて説明を行う。カメラ110bに対応するルックアップテーブルの説明は省略する。 The look-up table 150c is a table showing the relationship between the pixel shift and the focal length error. The pixel shift indicates the pixel shift between the equirectangular view of the image information taken by the camera 110 and the equirectangular view of the image information taken by the camera 110b. The look-up table 150c has a look-up table corresponding to the camera 110a and a look-up table corresponding to the camera 110b. Here, as an example, a look-up table corresponding to the camera 110a will be described. The description of the look-up table corresponding to the camera 110b will be omitted.

図2は、本実施例1に係るルックアップテーブルのデータ構造の一例を示す図である。図2に示すように、ルックアップテーブル150cにおいて、縦軸は画素ずれの大きさ(たとえば、ピクセル)を示す。横軸は焦点距離の誤差(df)を示す。ルックアップテーブル150cにより、画素ずれが決まると、焦点距離の誤差dfが一意に定まる。このルックアップテーブル150cは、後述する生成部160dにより生成される。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the data structure of the look-up table according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, in the look-up table 150c, the vertical axis indicates the magnitude of pixel shift (for example, pixels). The horizontal axis shows the focal length error (df). When the pixel shift is determined by the look-up table 150c, the focal length error df is uniquely determined. This look-up table 150c is generated by the generation unit 160d described later.

展開図情報150dは、第1正距円筒図と第2正距円筒図とを含む。第1正距円筒図は、カメラ110aにより撮影された画像情報に基づいて生成される正距円筒図である。第2正距円筒図は、カメラ110bにより撮影された画像情報に基づいて生成される正距円筒図である。 The development view information 150d includes a first equirectangular projection and a second equirectangular projection. The first equirectangular projection is an equirectangular projection generated based on the image information taken by the camera 110a. The second equirectangular projection is an equirectangular projection generated based on the image information taken by the camera 110b.

合成画像情報150eは、第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成(ブレンド処理)することで得られる画像情報である。 The composite image information 150e is image information obtained by synthesizing (blending) the first equirectangular projection and the second equirectangular projection.

制御部160は、取得部160a、キャリブレーション実行部160b、推定部160c、生成部160d、展開部160e、合成部160f、算出部160gを有する。制御部160は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)などによって実現できる。また、制御部160は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードワイヤードロジックによっても実現できる。 The control unit 160 includes an acquisition unit 160a, a calibration execution unit 160b, an estimation unit 160c, a generation unit 160d, a development unit 160e, a synthesis unit 160f, and a calculation unit 160g. The control unit 160 can be realized by a CPU (Central Processing Unit), an MPU (Micro Processing Unit), or the like. Further, the control unit 160 can also be realized by hard-wired logic such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

取得部160aは、カメラ110から画像情報を取得し、取得した画像情報をバッファ150aに格納する処理部である。 The acquisition unit 160a is a processing unit that acquires image information from the camera 110 and stores the acquired image information in the buffer 150a.

キャリブレーション実行部160bは、バッファ150aに格納された画像情報を基にして、キャリブレーションを実行し、カメラパラメータ情報150bを生成する処理部である。キャリブレーション実行部160bは、入力部130から、キャリブレーションの実行要求を受け付けた場合に、処理を実行する。 The calibration execution unit 160b is a processing unit that executes calibration based on the image information stored in the buffer 150a and generates camera parameter information 150b. The calibration execution unit 160b executes a process when it receives a calibration execution request from the input unit 130.

キャリブレーション実行部160bは、どのような従来技術を用いてカメラパラメータ情報150bを生成してもよい。なお、キャリブレーション実行部160bがキャリブレーションを実行する場合には、図15で説明した、仮想球面のモデルを用いる。この仮想球面のモデルは、対象物(格子点)の距離、入射角によらず光軸中心の高さは同一であると仮定するモデルである。 The calibration execution unit 160b may use any conventional technique to generate the camera parameter information 150b. When the calibration execution unit 160b executes the calibration, the model of the virtual spherical surface described with reference to FIG. 15 is used. This model of the virtual sphere is a model assuming that the height of the center of the optical axis is the same regardless of the distance of the object (lattice point) and the angle of incidence.

たとえば、キャリブレーション実行部160bは、バッファ150aに格納された画像情報から各格子点を検出する。キャリブレーション実行部160bは、仮想球面のモデルによる入射角と像高との関係から、各格子点をそれぞれ写像し、写像された各格子点を結んだ線分が、格子状の直線となるような内部パラメータを探索する。キャリブレーション実行部160bは、カメラ110a、カメラ110bについて、内部パラメータを探索し、カメラパラメータ情報150bに設定する。 For example, the calibration execution unit 160b detects each grid point from the image information stored in the buffer 150a. The calibration execution unit 160b maps each grid point from the relationship between the incident angle and the image height according to the virtual spherical model, and the line segment connecting the mapped grid points becomes a grid-like straight line. Search for internal parameters. The calibration execution unit 160b searches for internal parameters of the camera 110a and the camera 110b and sets them in the camera parameter information 150b.

キャリブレーション実行部160bは、画像情報上の各格子点の2次元座標と、既知となる各格子点の3次元座標との対応関係から、外部パラメータを探索する。キャリブレーション実行部160bは、カメラ110a、カメラ110bについて、外部パラメータを探索する。キャリブレーション実行部160bは、各外部パラメータの相対値を、相対的な外部パラメータとして算出し、カメラパラメータ情報150bに設定する。 The calibration execution unit 160b searches for an external parameter from the correspondence between the two-dimensional coordinates of each grid point on the image information and the three-dimensional coordinates of each known grid point. The calibration execution unit 160b searches for external parameters for the camera 110a and the camera 110b. The calibration execution unit 160b calculates the relative value of each external parameter as a relative external parameter and sets it in the camera parameter information 150b.

推定部160cは、カメラ110で用いられる円周魚眼レンズについて、光学系の入射角と像高との関係を推定する処理部である。推定部160cは、推定結果を生成部160dに出力する。 The estimation unit 160c is a processing unit that estimates the relationship between the incident angle of the optical system and the image height of the circumferential fisheye lens used in the camera 110. The estimation unit 160c outputs the estimation result to the generation unit 160d.

たとえば、推定部160cは、既知となる格子パターン10の各格子の交点と、画像情報から検出される各格子の交点との対応に基づき、像高ρと焦点距離fとの多項式により、入射角と像高との関係を推定する。像高ρと焦点距離fとの多項式は、式(1)、(2)に示す多項式である。ここでは、推定部160cが、自動で光学系の入射角と像高との関係を推定する場合について説明したが、利用者が手動で、光学系の入射角と像高との関係を推定し、推定結果を補償装置100に入力してもよい。推定部160cは、カメラ110aにおける、光学系の入射角と像高との関係、および、カメラ110bにおける、光学系の入射角と像高との関係を、それぞれ推定するものとする。 For example, the estimation unit 160c uses a polynomial of the image height ρ and the focal length f to determine the incident angle based on the correspondence between the intersection of each grid of the known grid pattern 10 and the intersection of each grid detected from the image information. And the image height are estimated. The polynomial of the image height ρ and the focal length f is the polynomial shown in the equations (1) and (2). Here, the case where the estimation unit 160c automatically estimates the relationship between the incident angle of the optical system and the image height has been described, but the user manually estimates the relationship between the incident angle of the optical system and the image height. , The estimation result may be input to the compensation device 100. The estimation unit 160c estimates the relationship between the incident angle of the optical system and the image height in the camera 110a and the relationship between the incident angle and the image height of the optical system in the camera 110b, respectively.

生成部160dは、光学系の入射角と像高との関係を用いて、ルックアップテーブル150cを生成する処理部である。図3は、本実施例1に係る生成部の処理を説明するための図である。図3のグラフの横軸は像高に対応するものであり、縦軸は入射角に対応するものである。線分25aは、推定部160cから取得する、光学系の入射角と像高との関係を示す線分である。 The generation unit 160d is a processing unit that generates a look-up table 150c by using the relationship between the incident angle of the optical system and the image height. FIG. 3 is a diagram for explaining the processing of the generation unit according to the first embodiment. The horizontal axis of the graph of FIG. 3 corresponds to the image height, and the vertical axis corresponds to the incident angle. The line segment 25a is a line segment acquired from the estimation unit 160c and showing the relationship between the incident angle of the optical system and the image height.

生成部160dは、式(3)に示す焦点距離の誤差dfを変更することで、焦点距離fを変更する。生成部160dは、誤差dfを変更し、入射角と像高との関係を変更し、変更結果から得られる像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換する処理を繰り返し実行することで、焦点距離の誤差と画素ずれの関係を得、ルックアップテーブル150cを生成する。 The generation unit 160d changes the focal length f by changing the focal length error df shown in the equation (3). The generation unit 160d changes the error df, changes the relationship between the incident angle and the image height, and repeatedly executes the process of converting the image height deviation and the incident angle deviation obtained from the change result into the pixel deviation, thereby focusing. The relationship between the distance error and the pixel shift is obtained, and the look-up table 150c is generated.

f=f(1+df)・・・(3) f = f (1 + df) ... (3)

図3に示す線分25aは、「df=0」の場合の入射角と像高との関係を示す図である。たとえば、生成部160dは、「df=0.015」に設定することで焦点距離fを変更し、この変更した焦点距離fと、式(1)とを基にして、入射角と像高との関係を示す線分25bを得る。生成部160dは、入射角0を通る線分30と、線分26bとの交点26bを通る線分27bを設定する。生成部160dは、交点26aと交点26bとの距離を、「像高ずれ(像高半径ずれ)」として算出する。交点26aは、線分30と線分25aとの交点である。生成部160dは、交点28aと交点26bとの入射角(rad)を、「入射角ずれ」として算出する。交点28aは、線分25aと線分27bとの交点である。 The line segment 25a shown in FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the incident angle and the image height when “df = 0”. For example, the generation unit 160d changes the focal length f by setting “df = 0.015”, and the incident angle and the image height are determined based on the changed focal length f and the equation (1). A line segment 25b showing the relationship between the above is obtained. The generation unit 160d sets a line segment 30 passing through the incident angle 0 and a line segment 27b passing through the intersection 26b with the line segment 26b. The generation unit 160d calculates the distance between the intersection 26a and the intersection 26b as "image height deviation (image height radius deviation)". The intersection 26a is the intersection of the line segment 30 and the line segment 25a. The generation unit 160d calculates the incident angle (rad) between the intersection 28a and the intersection 26b as the “incident angle deviation”. The intersection 28a is the intersection of the line segment 25a and the line segment 27b.

生成部160dは、入射角ずれと、画素ずれとの関係を定義した画素ずれ変換テーブル(図示略)を保持している。生成部160dは、交点28aと交点26bとの入射角ずれと、画素ずれ変換テーブルとを比較して、画素ずれを得る。これにより、生成部160dは、焦点距離の誤差df=0.015と、画素ずれとの関係を特定することができる。 The generation unit 160d holds a pixel shift conversion table (not shown) that defines the relationship between the incident angle shift and the pixel shift. The generation unit 160d compares the incident angle deviation between the intersection 28a and the intersection 26b with the pixel deviation conversion table to obtain the pixel deviation. Thereby, the generation unit 160d can specify the relationship between the focal length error df = 0.015 and the pixel shift.

また、生成部160dは、「df=-0.015」に設定することで焦点距離fを変更し、この変更した焦点距離fと、式(1)とを基にして、入射角と像高との関係を示す線分25cを得る。生成部160dは、入射角0を通る線分30と、線分26cとの交点26cを通る線分27cを設定する。生成部160dは、交点26aと交点26cとの距離を、「像高ずれ(像高半径ずれ)」として算出する。生成部160dは、交点28bと交点26cとの入射角(rad)を、「入射角ずれ」として算出する。交点28bは、線分25aと線分27cとの交点である。 Further, the generation unit 160d changes the focal length f by setting “df = −0.015”, and the incident angle and the image height are based on the changed focal length f and the equation (1). A line segment 25c showing the relationship with is obtained. The generation unit 160d sets a line segment 30 passing through the incident angle 0 and a line segment 27c passing through the intersection 26c with the line segment 26c. The generation unit 160d calculates the distance between the intersection 26a and the intersection 26c as "image height deviation (image height radius deviation)". The generation unit 160d calculates the incident angle (rad) between the intersection 28b and the intersection 26c as the “incident angle deviation”. The intersection 28b is the intersection of the line segment 25a and the line segment 27c.

生成部160dは、交点28bと交点26cとの入射角ずれと、画素ずれ変換テーブルとを比較して、画素ずれを得る。これにより、生成部160dは、焦点距離の誤差df=-0.015と、画素ずれとの関係を特定することができる。 The generation unit 160d compares the incident angle deviation between the intersection 28b and the intersection 26c with the pixel deviation conversion table to obtain the pixel deviation. As a result, the generation unit 160d can specify the relationship between the focal length error df = −0.015 and the pixel shift.

生成部160dは、焦点距離の誤差dfを変えながら、誤差dfと画素ずれとの関係を算出する処理を繰り返し実行することで、カメラ110aに対応するルックアップテーブル150cの情報を生成する。同様に、生成部160dは、式(2)を基にして、焦点距離の誤差dfを変えながら、誤差dfと画素ずれとの関係を算出する処理を繰り返し実行することで、カメラ110bに対応するルックアップテーブル150cの情報を生成する。 The generation unit 160d repeatedly executes a process of calculating the relationship between the error df and the pixel shift while changing the focal length error df, thereby generating information on the look-up table 150c corresponding to the camera 110a. Similarly, the generation unit 160d corresponds to the camera 110b by repeatedly executing a process of calculating the relationship between the error df and the pixel shift while changing the focal length error df based on the equation (2). Generates information for the lookup table 150c.

図1の説明に戻る。後述する展開部160e、合成部160f、算出部160gは、上述したキャリブレーション実行後に処理を行う。また、展開部160e、合成部160f、算出部160gが処理を行う場合には、格子パターン10は配置されていなくてもよい。 Returning to the description of FIG. The expansion unit 160e, the synthesis unit 160f, and the calculation unit 160g, which will be described later, perform processing after the above-mentioned calibration execution. Further, when the developing unit 160e, the synthesizing unit 160f, and the calculating unit 160g perform processing, the grid pattern 10 may not be arranged.

展開部160eは、カメラパラメータ情報150bと、バッファ150aに格納された画像情報とを基にして、展開図情報150dを生成する処理部である。たとえば、展開部160eは、カメラ110aに撮影された画像情報、カメラ110aの内部パラメータ、相対的な外部パラメータを基にして、第1正距円筒図の情報を生成する。展開部160eは、カメラ110bに撮影された画像情報と、カメラ110bの内部パラメータ、相対的な外部パラメータを基にして、第2正距円筒図の情報を生成する。 The expansion unit 160e is a processing unit that generates expansion diagram information 150d based on the camera parameter information 150b and the image information stored in the buffer 150a. For example, the expansion unit 160e generates information of the first equirectangular projection based on the image information taken by the camera 110a, the internal parameters of the camera 110a, and the relative external parameters. The expansion unit 160e generates information of the second equirectangular projection based on the image information captured by the camera 110b, the internal parameters of the camera 110b, and the relative external parameters.

展開部160eは、第1正距円筒図の情報を生成する場合に、内部パラメータ、相対的な外部パラメータを基にして、第1正距円筒図上の赤道中心位置を特定し、特定した赤道中心位置の情報を、第1正距円筒図の情報に付与する。展開部160eは、第2正距円筒図の情報を生成する場合に、内部パラメータ、相対的な外部パラメータを基にして、第2正距円筒図上の赤道中心位置を特定し、特定した赤道中心位置の情報を、第2正距円筒図の情報に付与する。 When generating the information of the first equirectangular projection, the expansion unit 160e identifies the equator center position on the first equirectangular projection based on the internal parameters and the relative external parameters, and the specified equator. Information on the center position is added to the information on the first equirectangular projection. When generating the information of the second equirectangular projection, the expansion unit 160e identifies the equator center position on the second equirectangular projection based on the internal parameters and the relative external parameters, and the specified equator. Information on the center position is added to the information on the second equirectangular projection.

合成部160fは、展開図情報150dに含まれる第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成(ブレンド処理)し、合成画像情報150eを生成する処理部である。たとえば、合成部160fは、第1正距円筒図の赤道中心位置と、第2正距円筒図の赤道中心位置とを重複させて、合成画像情報150eを生成する。 The compositing unit 160f is a processing unit that synthesizes (blends) the first equirectangular projection and the second equirectangular projection included in the development map information 150d to generate the composite image information 150e. For example, the compositing unit 160f overlaps the equatorial center position of the first equirectangular projection with the equatorial center position of the second equirectangular projection to generate the composite image information 150e.

算出部160gは、合成画像情報150eを基にして、画素ずれを算出する処理部である。たとえば、算出部160gは、合成画像情報150eに含まれる第1正距円筒図と第2正距円筒図とのつなぎ目付近の領域を走査して、画素ずれを算出する。 The calculation unit 160g is a processing unit that calculates pixel deviation based on the composite image information 150e. For example, the calculation unit 160g scans a region near the joint between the first equirectangular projection and the second equirectangular projection included in the composite image information 150e to calculate the pixel deviation.

図4は、本実施例1に係る算出部の処理を説明するための図である。図4に示す合成画像情報150eは、第1正距円筒図151aと、第2正距円筒図151bとが、赤道152a(つなぎ目)により合成されているものとする。算出部160gは、赤道152aを基準とする所定の範囲152bについて、形状検出(エッジ検出等)を行い、画素ずれを推定する。 FIG. 4 is a diagram for explaining the processing of the calculation unit according to the first embodiment. In the composite image information 150e shown in FIG. 4, it is assumed that the first equirectangular projection 151a and the second equirectangular projection 151b are synthesized by the equator 152a (joint). The calculation unit 160g performs shape detection (edge detection, etc.) on a predetermined range 152b with reference to the equator 152a, and estimates pixel deviation.

図4に示す例では、所定の範囲152bから、形状40a,40bと、形状41a,41bとが検出されている。算出部160gは、画素値の一致率などを基にして、類似度を算出し、類似度を基にして、類似する形状の組を特定する。たとえば、形状40aは、形状40bに対応し、形状41aは、形状41bに対応するものとする。 In the example shown in FIG. 4, the shapes 40a and 40b and the shapes 41a and 41b are detected from the predetermined range 152b. The calculation unit 160g calculates the degree of similarity based on the matching rate of pixel values and the like, and identifies a set of similar shapes based on the degree of similarity. For example, the shape 40a corresponds to the shape 40b, and the shape 41a corresponds to the shape 41b.

算出部160gは、形状40aと形状40bとの画素ずれ40cを算出する。算出部160gは、形状41aと形状41bとの画素ずれ41cを算出する。算出部160gは、類似する形状の組が複数存在する場合には、各画素ずれの平均値、最大値、または、最小値を、最終的な画素ずれとして算出する。以下の説明では、最終的な画素ずれを、単に「画素ずれ」と表記する。 The calculation unit 160g calculates the pixel deviation 40c between the shape 40a and the shape 40b. The calculation unit 160g calculates the pixel deviation 41c between the shape 41a and the shape 41b. When a plurality of sets having similar shapes exist, the calculation unit 160g calculates the average value, the maximum value, or the minimum value of each pixel deviation as the final pixel deviation. In the following description, the final pixel shift is simply referred to as "pixel shift".

続いて、算出部160gは、画素ずれを算出すると、画素ずれとルックアップテーブル150cとを比較して、ずれ補償パラメータを特定し、ずれ補償パラメータにより、カメラパラメータ情報150bを修正する処理を実行する。 Subsequently, the calculation unit 160g calculates the pixel shift, compares the pixel shift with the look-up table 150c, specifies the shift compensation parameter, and executes a process of correcting the camera parameter information 150b by the shift compensation parameter. ..

算出部160gは、画素ずれと、カメラ110aに対応するルックアップテーブル150cの情報とを比較して、焦点距離の誤差dfを特定する。算出部160gは、特定した誤差dfを、カメラ110aに対応する、ずれ補償パラメータdfとする。算出部160gは、ずれ補償パラメータdfにより、カメラパラメータ情報150bを修正する。具体的には、算出部160gは、カメラ110aに対応する内部パラメータの焦点距離を焦点距離fから焦点距離f(1+df)に修正する。 The calculation unit 160g compares the pixel shift with the information in the look-up table 150c corresponding to the camera 110a to specify the focal length error df. The calculation unit 160g sets the specified error df as the deviation compensation parameter df 1 corresponding to the camera 110a. The calculation unit 160g corrects the camera parameter information 150b by the deviation compensation parameter df 1 . Specifically, the calculation unit 160g corrects the focal length of the internal parameter corresponding to the camera 110a from the focal length f 1 to the focal length f 1 (1 + df 1 ).

算出部160gが、上記の修正を行うことで、入射角と像高との関係は、式(4)に示すものとなる。 By making the above corrections by the calculation unit 160g, the relationship between the incident angle and the image height is shown in the equation (4).

Figure 0007031489000003
Figure 0007031489000003

算出部160gは、画素ずれと、カメラ110bに対応するルックアップテーブル150cの情報とを比較して、焦点距離の誤差dfを特定する。算出部160gは、特定した誤差dfを、カメラ110bに対応する、ずれ補償パラメータdfとする。算出部160gは、ずれ補償パラメータdfにより、カメラ110bに対応する内部パラメータの焦点距離を焦点距離fから焦点距離f(1+df)に修正する。 The calculation unit 160g compares the pixel shift with the information in the look-up table 150c corresponding to the camera 110b to specify the focal length error df. The calculation unit 160g sets the specified error df as the deviation compensation parameter df 2 corresponding to the camera 110b. The calculation unit 160g corrects the focal length of the internal parameter corresponding to the camera 110b from the focal length f 2 to the focal length f 2 (1 + df 2 ) by the deviation compensation parameter df 2 .

算出部160gが、上記の修正を行うことで、入射角と像高との関係は、式(5)に示すものとなる。 By making the above corrections by the calculation unit 160g, the relationship between the incident angle and the image height is shown in the equation (5).

Figure 0007031489000004
Figure 0007031489000004

図5は、修正前後の入射角および像高の関係を示す図である。ここでは一例として、カメラ110aの円周魚眼レンズの入射角および像高の関係について説明する。図5の縦軸は入射角に対応し、横軸は像高に対応する。線分25dは、焦点距離を修正する前の入射角と像高との関係を示すものである。線分25eは、焦点距離を修正した後に入射角と像高との関係を示すものである。線分25eは、光学系の入射角と像高との関係に合わせたものであるため、線分25dの関係で合成画像情報150eを作成した場合に発生する画素ずれを補償することが可能となる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the incident angle and the image height before and after the correction. Here, as an example, the relationship between the incident angle and the image height of the circumferential fisheye lens of the camera 110a will be described. The vertical axis of FIG. 5 corresponds to the incident angle, and the horizontal axis corresponds to the image height. The line segment 25d shows the relationship between the incident angle and the image height before the focal length is corrected. The line segment 25e shows the relationship between the incident angle and the image height after the focal length is corrected. Since the line segment 25e is matched to the relationship between the incident angle of the optical system and the image height, it is possible to compensate for the pixel shift that occurs when the composite image information 150e is created in relation to the line segment 25d. Become.

図15および図17で説明したように、実際の光学系と仮想球面のモデルとでは、入射角が異なっており、入射角が異なるということは、焦点距離fが異なっていることに相当するといえる。このため、焦点距離fの誤差を、ずれ補償パラメータで修正することで、像高のずれを補償し、画素ずれを補償する。 As described with reference to FIGS. 15 and 17, the incident angle is different between the actual optical system and the virtual spherical model, and it can be said that the difference in the incident angle corresponds to the difference in the focal length f. .. Therefore, by correcting the error of the focal length f with the deviation compensation parameter, the deviation of the image height is compensated and the pixel deviation is compensated.

図6は、焦点距離と像高との関係を示す図である。たとえば、ある入射角で入射した点に対応する像高は、実際にはρ(1+df)となるが、仮想球面のモデルを用いると、像高はρとなる。この像高ρと像高ρ(1+df)との相違により、画素ずれが発生する。このため、補償装置100は、ずれ補償パラメータにより、焦点距離を焦点距離fから焦点距離f(1+df)に修正することで、像高ρを像高ρ(1+df)に修正し、画素ずれを補償する。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the focal length and the image height. For example, the image height corresponding to the point incident at a certain angle of incidence is actually ρ (1 + df), but using the virtual spherical model, the image height is ρ. Pixel shift occurs due to the difference between the image height ρ and the image height ρ (1 + df). Therefore, the compensation device 100 corrects the image height ρ to the image height ρ (1 + df) by correcting the focal length from the focal length f to the focal length f (1 + df) according to the shift compensation parameter, and compensates for the pixel shift. do.

カメラパラメータ情報150bが修正されると、上述した展開部160eは、カメラパラメータ情報150bを基にして、第1正距円筒図および第2正距円筒図を再度生成し、合成部160fに出力する。 When the camera parameter information 150b is modified, the above-mentioned expansion unit 160e regenerates the first equirectangular projection and the second equirectangular projection based on the camera parameter information 150b, and outputs them to the synthesis unit 160f. ..

合成部160fは、再度生成された第1正距円筒図および第2正距円筒図を合成することで、合成画像情報150eを再度生成する。再度生成された合成画像情報150eは、画像ずれの影響を補償した画像情報となる。合成部160fは、合成画像情報150eを、表示部140に出力して表示させてもよいし、ネットワーク上の外部装置に送信して表示させてもよい。 The compositing unit 160f regenerates the composite image information 150e by synthesizing the regenerated first equirectangular projection and the second equirectangular projection. The regenerated composite image information 150e is image information compensated for the influence of image misalignment. The compositing unit 160f may output the composite image information 150e to the display unit 140 for display, or may transmit the composite image information 150e to an external device on the network for display.

図7は、修正前後の合成画像情報の一例を示す図である。図7において、合成画像情報150eは、修正前の合成画像情報を示す。合成画像情報150eは、修正後の合成画像情報を示す。合成画像情報150eでは、領域7aに画素ずれが発生している。これに対して、合成画像情報150eでは、領域7bに画素ずれが発生していない。すなわち、ずれ補償パラメータにより、カメラパラメータ情報150bを修正することで、画素ずれを補償することができる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of composite image information before and after correction. In FIG. 7, the composite image information 150ea indicates the composite image information before modification. The composite image information 150eb indicates the corrected composite image information. In the composite image information 150e a , pixel shift occurs in the region 7a. On the other hand, in the composite image information 150eb , no pixel shift occurs in the region 7b. That is, the pixel deviation can be compensated by correcting the camera parameter information 150b with the deviation compensation parameter.

次に、本実施例1に係る補償装置100の処理手順の一例について説明する。図8は、本実施例1に係る補償装置の処理手順を示すフローチャートである。図8に示すように、補償装置100のキャリブレーション実行部160bは、各カメラ110のキャリブレーションを実行することで、内部パラメータと相対的な外部パラメータとを特定し、カメラパラメータ情報150bを生成する(ステップS101)。 Next, an example of the processing procedure of the compensation device 100 according to the first embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the compensation device according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, the calibration execution unit 160b of the compensation device 100 identifies the internal parameters and the relative external parameters by executing the calibration of each camera 110, and generates the camera parameter information 150b. (Step S101).

補償装置100の推定部160cおよび生成部160dは、ルックアップテーブル生成処理を実行する(ステップS102)。補償装置100の展開部160eは、各カメラの画像情報を正距円筒図に展開する(ステップS103)。 The estimation unit 160c and the generation unit 160d of the compensation device 100 execute the look-up table generation process (step S102). The expansion unit 160e of the compensation device 100 expands the image information of each camera into an equirectangular projection (step S103).

補償装置100の合成部160fは、各正距円筒図を合成することで、合成画像情報150eを生成する(ステップS104)。補償装置100の算出部160gは、合成画像情報150eを基にして、画素ずれを算出する(ステップS105)。算出部160gは、ルックアップテーブル150cと画素ずれとを基にして、ずれ補償パラメータを算出する(ステップS106)。 The compositing unit 160f of the compensator 100 generates composite image information 150e by compositing each equirectangular projection (step S104). The calculation unit 160g of the compensation device 100 calculates the pixel deviation based on the composite image information 150e (step S105). The calculation unit 160g calculates the deviation compensation parameter based on the look-up table 150c and the pixel deviation (step S106).

算出部160gは、ずれ補償パラメータを基にして、カメラパラメータ情報150bの内部パラメータを修正する(ステップS107)。展開部160eは、修正された内部パラメータを基にして各カメラの画像情報を円距円筒図に展開する(ステップS108)。 The calculation unit 160g corrects the internal parameters of the camera parameter information 150b based on the deviation compensation parameters (step S107). The expansion unit 160e expands the image information of each camera into a circular cylinder diagram based on the modified internal parameters (step S108).

合成部160fは、各円距円筒図を合成することで、合成画像情報150eを生成する(ステップS109)。合成部160fは、合成画像情報150eを表示部140に出力し、表示させる(ステップS110)。 The synthesizing unit 160f generates composite image information 150e by synthesizing each circular cylinder diagram (step S109). The compositing unit 160f outputs the composite image information 150e to the display unit 140 and displays it (step S110).

次に、図8のステップS201に示したルックアップテーブル生成処理の処理手順の一例について説明する。図9は、ルックアップテーブル生成処理の処理手順を示すフローチャートである。図9に示すように、補償装置100の推定部160cは、光学系の像高と入射角との関係を推定する(ステップS201)。 Next, an example of the processing procedure of the lookup table generation processing shown in step S201 of FIG. 8 will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a processing procedure of the lookup table generation processing. As shown in FIG. 9, the estimation unit 160c of the compensation device 100 estimates the relationship between the image height of the optical system and the incident angle (step S201).

補償装置100の生成部160dは、焦点距離dfを変更する(ステップS202)。生成部160dは、変更した焦点距離dfにより、像高と入射角との関係を変更する(ステップS203)。生成部160dは、入射角0における像高ずれを算出する(ステップS204)。 The generation unit 160d of the compensation device 100 changes the focal length df (step S202). The generation unit 160d changes the relationship between the image height and the incident angle according to the changed focal length df (step S203). The generation unit 160d calculates the image height deviation at the incident angle 0 (step S204).

生成部160dは、像高ずれに対応する入射角ずれを算出する(ステップS205)。生成部160dは、入射角ずれを画素ずれに換算する(ステップS206)。生成部160dは、ルックアップテーブル150cに、焦点距離dfと画素ずれとの関係を登録する(ステップS207)。 The generation unit 160d calculates the incident angle deviation corresponding to the image height deviation (step S205). The generation unit 160d converts the incident angle deviation into a pixel deviation (step S206). The generation unit 160d registers the relationship between the focal length df and the pixel shift in the look-up table 150c (step S207).

生成部160dは、ルックアップテーブル150cを生成する処理を終了する場合には(ステップS208,Yes)、処理を終了する。一方、生成部160dは、ルックアップテーブル150cを生成する処理を終了しない場合には(ステップS208,No)、ステップS202に移行する。 When the process of generating the look-up table 150c is terminated (step S208, Yes), the generation unit 160d terminates the process. On the other hand, if the generation unit 160d does not end the process of generating the look-up table 150c (steps S208, No), the generation unit 160d proceeds to step S202.

次に、本実施例1に係る補償装置100の効果について説明する。補償装置100は、円周魚眼レンズの光学系の入射角と像高との関係を推定し、焦点距離dfを変更しつつ、入射角と像高との関係を変更することで、焦点距離dfに対応する画素ずれを特定して、ルックアップテーブル150cを生成する。補償装置100は、修正前のカメラパラメータ情報150bを基にして生成される合成画像情報の画素ずれと、ルックアップテーブル150cとを基にして、ずれ補償パラメータを特定し、ずれ補償パラメータにより、カメラパラメータ情報150bの内部パラメータを修正する。これにより、ずれ補償パラメータにより、入射角による像高ずれを補償でき、画素ずれの発生を抑止することができる。 Next, the effect of the compensation device 100 according to the first embodiment will be described. The compensator 100 estimates the relationship between the incident angle and the image height of the optical system of the circumferential fisheye lens, changes the focal length df, and changes the relationship between the incident angle and the image height to obtain the focal length df. The corresponding pixel shift is specified and the lookup table 150c is generated. The compensation device 100 specifies the deviation compensation parameter based on the pixel deviation of the composite image information generated based on the camera parameter information 150b before correction and the look-up table 150c, and the camera is based on the deviation compensation parameter. Correct the internal parameters of the parameter information 150b. As a result, the image height deviation due to the incident angle can be compensated by the deviation compensation parameter, and the occurrence of pixel deviation can be suppressed.

たとえば、図5、図6で説明したように、ずれ補償パラメータにより、仮想球面のモデルによる入射角および像高の関係を、光学系の入射角および像高の関係に合わせることができ、画素ずれを補償することができる。 For example, as described with reference to FIGS. 5 and 6, the deviation compensation parameter allows the relationship between the incident angle and the image height of the virtual spherical model to be matched with the relationship between the incident angle and the image height of the optical system, and the pixel shift can be adjusted. Can be compensated.

次に、本実施例2に係る補償装置について説明する。本実施例2に係る補償装置は、実施例1の補償装置100と同様にして、ルックアップテーブルを生成し、合成画像情報の画素ずれと、ルックアップテーブル150cとを基にして、ずれ補償パラメータを特定する。本実施例2に係る補償装置は、ずれ補償パラメータにより、像高を修正し、画素ずれを補償する。 Next, the compensating device according to the second embodiment will be described. The compensation device according to the second embodiment generates a look-up table in the same manner as the compensation device 100 of the first embodiment, and based on the pixel shift of the composite image information and the lookup table 150c, the shift compensation parameter. To identify. The compensation device according to the second embodiment corrects the image height by the deviation compensation parameter and compensates for the pixel deviation.

たとえば、実施例1の補償装置100では、図6で説明したように、内部パラメータの焦点距離を焦点距離fから焦点距離f(1+df)に修正することで、実際の像高ρ(1+df)に合わせていた。これに対して、実施例2の補償装置は、焦点距離を修正しないで、直接、像高を像高ρから像高ρ(1+df)に修正する。 For example, in the compensation device 100 of the first embodiment, as described with reference to FIG. 6, the focal length of the internal parameter is corrected from the focal length f to the focal length f (1 + df) to obtain the actual image height ρ (1 + df). It was matched. On the other hand, the compensator of the second embodiment directly corrects the image height from the image height ρ to the image height ρ (1 + df) without modifying the focal length.

図10は、本実施例2に係る補償装置の構成を示す機能ブロック図である。図10に示すように、この補償装置200は、カメラ210,210bと、通信部220と、入力部230と、表示部240と、記憶部250と、制御部260とを有する。 FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of the compensation device according to the second embodiment. As shown in FIG. 10, the compensating device 200 includes cameras 210 and 210b, a communication unit 220, an input unit 230, a display unit 240, a storage unit 250, and a control unit 260.

カメラ210a,210bは、円周魚眼レンズによって画像を撮影するカメラである。カメラ210a,210bは、撮影した画像の情報(画像情報)を、制御部260に出力する。なお、カメラ210a,210bは、ネットワーク上に接続されていてもよい。以下の説明では、特に区別する場合を除いて、カメラ210a,210bをまとめて、「カメラ210」と表記する。 The cameras 210a and 210b are cameras that capture images with a circumferential fisheye lens. The cameras 210a and 210b output the captured image information (image information) to the control unit 260. The cameras 210a and 210b may be connected to the network. In the following description, the cameras 210a and 210b are collectively referred to as "camera 210" unless otherwise specified.

通信部220は、ネットワークを介して、他の装置とデータ通信を実行する処理部である。たとえば、ネットワーク上にカメラ210が接続されている場合には、通信部220は、ネットワークを介して、カメラ210から画像情報を受信し、受信した画像情報を制御部260に出力する。 The communication unit 220 is a processing unit that executes data communication with other devices via a network. For example, when the camera 210 is connected to the network, the communication unit 220 receives the image information from the camera 210 via the network and outputs the received image information to the control unit 260.

入力部230は、利用者が各種の情報を入力するための入力装置である。入力部230は、キーボードやマウス、タッチパネル等に対応する。利用者は、実施例1と同様にして、予め定められた位置に、格子パターン10を配置し、入力部230を操作して、キャリブレーションの実行要求を、補償装置200に入力する。 The input unit 230 is an input device for the user to input various information. The input unit 230 corresponds to a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like. The user arranges the grid pattern 10 at a predetermined position in the same manner as in the first embodiment, operates the input unit 230, and inputs the calibration execution request to the compensation device 200.

表示部240は、制御部260から出力される情報を表示する表示装置である。表示部240は、液晶ディスプレイやタッチパネル等に対応する。たとえば、表示部240は、制御部260により生成される合成画像情報250eを表示する。合成画像情報250eは、カメラ210a,210bにより撮影された各画像情報を合成した情報である。 The display unit 240 is a display device that displays information output from the control unit 260. The display unit 240 corresponds to a liquid crystal display, a touch panel, or the like. For example, the display unit 240 displays the composite image information 250e generated by the control unit 260. The composite image information 250e is information obtained by synthesizing the image information captured by the cameras 210a and 210b.

記憶部250は、バッファ250a、カメラパラメータ情報250b、ルックアップテーブル250c、展開図情報250d、合成画像情報250eを有する。記憶部250は、RAM、ROM、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子や、HDDなどの記憶装置に対応する。 The storage unit 250 has a buffer 250a, a camera parameter information 250b, a look-up table 250c, a development drawing information 250d, and a composite image information 250e. The storage unit 250 corresponds to a semiconductor memory element such as a RAM, ROM, or a flash memory, or a storage device such as an HDD.

バッファ250aは、カメラ210により撮影された各画像情報を格納するバッファである。たとえば、バッファ250aは、カメラ210aにより撮影された画像情報と、カメラ210bにより撮影された画像情報とを区別して格納する。 The buffer 250a is a buffer for storing each image information taken by the camera 210. For example, the buffer 250a separately stores the image information captured by the camera 210a and the image information captured by the camera 210b.

カメラパラメータ情報250bは、カメラ110の各カメラパラメータを保持する情報である。たとえば、カメラパラメータ情報250bは、カメラ210aの内部パラメータ、カメラ210bの内部パラメータ、カメラ210aとカメラ210bとの相対的な外部パラメータを含む。 The camera parameter information 250b is information for holding each camera parameter of the camera 110. For example, the camera parameter information 250b includes an internal parameter of the camera 210a, an internal parameter of the camera 210b, and an external parameter relative to the camera 210a and the camera 210b.

内部パラメータは、焦点距離、光軸点の座標、歪み係数、後述する係数等を含む。相対的な外部パラメータは、カメラ210aとカメラ210bとの相対的な向き(回転ベクトル)、相対的なカメラの位置(並進ベクトル)とを含む。3次元上の座標は、内部パラメータおよび外部パラメータに基づいて、2次元上の座標と対応付けられる。 The internal parameters include the focal length, the coordinates of the optical axis point, the distortion coefficient, the coefficient described later, and the like. Relative external parameters include the relative orientation of the camera 210a and the camera 210b (rotation vector) and the relative camera position (translation vector). The coordinates in three dimensions are associated with the coordinates in two dimensions based on the internal and external parameters.

ルックアップテーブル250cは、画素ずれと、焦点距離の誤差との関係を示すテーブルである。ルックアップテーブル250cのデータ構造は、図2で説明したルックアップテーブル150cのデータ構造と同様である。 The look-up table 250c is a table showing the relationship between the pixel shift and the focal length error. The data structure of the look-up table 250c is the same as the data structure of the look-up table 150c described with reference to FIG.

展開図情報250dは、第1正距円筒図と第2正距円筒図とを含む。第1正距円筒図は、カメラ210aにより撮影された画像情報に基づいて生成される正距円筒図である。第2正距円筒図は、カメラ210bにより撮影された画像情報に基づいて生成される正距円筒図である。 The development view information 250d includes a first equirectangular projection and a second equirectangular projection. The first equirectangular projection is an equirectangular projection generated based on the image information taken by the camera 210a. The second equirectangular projection is an equirectangular projection generated based on the image information taken by the camera 210b.

合成画像情報250eは、第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成(ブレンド処理)することで得られる画像情報である。 The composite image information 250e is image information obtained by synthesizing (blending) the first equirectangular projection and the second equirectangular projection.

制御部260は、取得部260a、キャリブレーション実行部260b、推定部260c、生成部260d、展開部260e、合成部260f、算出部260gを有する。制御部260は、CPUやMPUなどによって実現できる。また、制御部260は、ASICやFPGAなどのハードワイヤードロジックによっても実現できる。 The control unit 260 includes an acquisition unit 260a, a calibration execution unit 260b, an estimation unit 260c, a generation unit 260d, a development unit 260e, a synthesis unit 260f, and a calculation unit 260g. The control unit 260 can be realized by a CPU, an MPU, or the like. Further, the control unit 260 can also be realized by hard-wired logic such as ASIC or FPGA.

取得部260aは、カメラ210から画像情報を取得し、取得した画像情報をバッファ250aに格納する処理部である。 The acquisition unit 260a is a processing unit that acquires image information from the camera 210 and stores the acquired image information in the buffer 250a.

キャリブレーション実行部260bは、バッファ250aに格納された画像情報を基にして、キャリブレーションを実行し、カメラパラメータ情報250bを生成する処理部である。キャリブレーション実行部260bの処理は、実施例1で説明したキャリブレーション実行部160bの処理と同様である。 The calibration execution unit 260b is a processing unit that executes calibration based on the image information stored in the buffer 250a and generates camera parameter information 250b. The processing of the calibration execution unit 260b is the same as the processing of the calibration execution unit 160b described in the first embodiment.

推定部260cは、カメラ210で用いられる円周魚眼レンズについて、光学系の入射角と像高との関係を推定する処理部である。推定部260cは、推定結果を生成部260dに出力する。推定部260cの処理は、実施例1で説明した推定部160cの処理と同様である。 The estimation unit 260c is a processing unit that estimates the relationship between the incident angle of the optical system and the image height of the circumferential fisheye lens used in the camera 210. The estimation unit 260c outputs the estimation result to the generation unit 260d. The processing of the estimation unit 260c is the same as the processing of the estimation unit 160c described in the first embodiment.

生成部260dは、光学系の入射角と像高との関係を用いて、ルックアップテーブル150cを生成する処理部である。生成部260dの処理は、実施例1で説明した生成部160dの処理と同様である。 The generation unit 260d is a processing unit that generates a look-up table 150c by using the relationship between the incident angle of the optical system and the image height. The processing of the generation unit 260d is the same as the processing of the generation unit 160d described in the first embodiment.

後述する展開部260e、合成部260f、算出部260gは、上述したキャリブレーション実行後に処理を行う。また、展開部260e、合成部260f、算出部260gが処理を行う場合には、格子パターン10は配置されていなくてもよい。 The expansion unit 260e, the synthesis unit 260f, and the calculation unit 260g, which will be described later, perform processing after the above-mentioned calibration execution. Further, when the developing unit 260e, the synthesizing unit 260f, and the calculating unit 260g perform processing, the grid pattern 10 may not be arranged.

展開部260eは、カメラパラメータ情報250bと、バッファ250aに格納された画像情報とを基にして、展開図情報250dを生成する処理部である。展開部260eの処理は、実施例1で説明した展開部160eの処理と同様である。 The expansion unit 260e is a processing unit that generates expansion diagram information 250d based on the camera parameter information 250b and the image information stored in the buffer 250a. The processing of the expanding unit 260e is the same as the processing of the expanding unit 160e described in the first embodiment.

合成部260fは、展開図情報250dに含まれる第1正距円筒図と、第2正距円筒図とを合成(ブレンド処理)し、合成画像情報250eを生成する処理部である。たとえば、合成部260fは、第1正距円筒図の赤道中心位置と、第2正距円筒図の赤道中心位置とを重複させて、合成画像情報250eを生成する。 The compositing unit 260f is a processing unit that synthesizes (blends) the first equirectangular projection and the second equirectangular projection included in the development map information 250d to generate the composite image information 250e. For example, the compositing unit 260f overlaps the equatorial center position of the first equirectangular projection with the equatorial center position of the second equirectangular projection to generate the composite image information 250e.

算出部260gは、合成画像情報250eを基にして、画素ずれを算出する処理部である。また、算出部260gは、画素ずれと、ルックアップテーブル250cとを基にして、ずれ補償パラメータを特定する。算出部260gが、画素ずれを算出する処理、ずれ補償パラメータを特定する処理は、実施例1で説明した算出部160gの処理と同様である。 The calculation unit 260g is a processing unit that calculates pixel deviation based on the composite image information 250e. Further, the calculation unit 260g specifies the deviation compensation parameter based on the pixel deviation and the look-up table 250c. The process of calculating the pixel shift by the calculation unit 260 g and the process of specifying the shift compensation parameter are the same as the process of the calculation unit 160 g described in the first embodiment.

算出部260gは、ずれ補償パラメータの情報を、展開部260eに出力する。ここで、カメラ210aに対応するずれ補償パラメータを、ずれ補償パラメータdfとする。カメラ210bに対応するずれ補償パラメータを、ずれ補償パラメータdfとする。 The calculation unit 260g outputs the information of the deviation compensation parameter to the expansion unit 260e. Here, the deviation compensation parameter corresponding to the camera 210a is defined as the deviation compensation parameter df 1 . The deviation compensation parameter corresponding to the camera 210b is defined as the deviation compensation parameter df 2 .

ここで、展開部260eは、算出部260gは、ずれ補償パラメータの情報を取得すると、カメラパラメータ情報150bと、バッファ150aに格納された画像情報とを基にして、展開図情報150dを生成する際に、像高を修正する。たとえば、展開部260eは、第1正距円筒図を生成する場合の像高を、式(6)に示すように修正する。展開部260eは、第2正距円筒図を生成する場合の像高を、式(7)に示すように修正する。これによって、カメラパラメータ情報250bに基づいて写像される画像情報の各点の位置(像高)を修正することができ、画素ずれを補償することができる。 Here, when the expansion unit 260e acquires the deviation compensation parameter information, the expansion unit 260e generates the development diagram information 150d based on the camera parameter information 150b and the image information stored in the buffer 150a. In addition, the image height is corrected. For example, the development unit 260e modifies the image height when generating the first equirectangular projection as shown in the equation (6). The unfolding section 260e modifies the image height when generating the second equirectangular projection as shown in the equation (7). Thereby, the position (image height) of each point of the image information mapped based on the camera parameter information 250b can be corrected, and the pixel shift can be compensated.

ρ=ρ×(1+df)・・・(6)
ρ=ρ×(1+df)・・・(7)
ρ 1 = ρ 1 × (1 + df) ・ ・ ・ (6)
ρ 2 = ρ 2 × (1 + df) ・ ・ ・ (7)

次に、本実施例2に係る補償装置200の処理手順の一例について説明する。図11は、本実施例2に係る補償装置の処理手順を示すフローチャートである。図11に示すように、補償装置200のキャリブレーション実行部260bは、各カメラ210のキャリブレーションを実行することで、内部パラメータと相対的な外部パラメータとを特定し、カメラパラメータ情報250bを生成する(ステップS301)。 Next, an example of the processing procedure of the compensation device 200 according to the second embodiment will be described. FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of the compensation device according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the calibration execution unit 260b of the compensation device 200 identifies the internal parameters and the relative external parameters by executing the calibration of each camera 210, and generates the camera parameter information 250b. (Step S301).

補償装置200の推定部260cおよび生成部260dは、ルックアップテーブル生成処理を実行する(ステップS302)。補償装置200の展開部260eは、各カメラの画像情報を正距円筒図に展開する(ステップS303)。 The estimation unit 260c and the generation unit 260d of the compensation device 200 execute the look-up table generation process (step S302). The expansion unit 260e of the compensation device 200 expands the image information of each camera into an equirectangular projection (step S303).

補償装置100の合成部260fは、各正距円筒図を合成することで、合成画像情報250eを生成する(ステップS304)。補償装置200の算出部260gは、合成画像情報250eを基にして、画素ずれを算出する(ステップS305)。算出部260gは、ルックアップテーブル150cと画素ずれとを基にして、ずれ補償パラメータを算出する(ステップS306)。 The synthesis unit 260f of the compensator 100 generates composite image information 250e by synthesizing each equirectangular projection (step S304). The calculation unit 260g of the compensation device 200 calculates the pixel deviation based on the composite image information 250e (step S305). The calculation unit 260g calculates the deviation compensation parameter based on the look-up table 150c and the pixel deviation (step S306).

展開部260eは、ずれ補償パラメータにより像高を修正しつつ、カメラパラメータ情報250bを基にして、各カメラ210の画オズ情報を正距円筒図に展開する(ステップS307)。合成部260fは、各円距円筒図を合成することで、合成画像情報250eを生成する(ステップS308)。合成部260fは、合成画像情報250eを表示部240に出力し、表示させる(ステップS309)。 The expansion unit 260e expands the image oz information of each camera 210 into an equirectangular projection based on the camera parameter information 250b while correcting the image height by the deviation compensation parameter (step S307). The synthesizing unit 260f generates composite image information 250e by synthesizing each circular cylinder diagram (step S308). The compositing unit 260f outputs the composite image information 250e to the display unit 240 and displays it (step S309).

次に、本実施例2に係る補償装置200の効果について説明する。補償装置200は、カメラパラメータ情報250bと、バッファ250aに格納された画像情報とを基にして、展開図情報250dを生成する際に、ずれ補償パラメータを用いて、像高を修正する。これによって、カメラパラメータ情報250bにより特定される像高が異なっていても、ずれ補償パラメータにより像高の位置が修正されるため、合成画像情報250eの画素ずれを補償することができる。 Next, the effect of the compensation device 200 according to the second embodiment will be described. The compensation device 200 corrects the image height by using the deviation compensation parameter when generating the development view information 250d based on the camera parameter information 250b and the image information stored in the buffer 250a. As a result, even if the image height specified by the camera parameter information 250b is different, the position of the image height is corrected by the shift compensation parameter, so that the pixel shift of the composite image information 250e can be compensated.

次に、上記実施例1、2に示した補償装置100,200と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例について説明する。図12は、補償装置と同様の機能を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。 Next, an example of the hardware configuration of the computer that realizes the same functions as the compensation devices 100 and 200 shown in the first and second embodiments will be described. FIG. 12 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a computer that realizes a function similar to that of a compensator.

図12に示すように、コンピュータ300は、各種演算処理を実行するCPU301と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置302と、ディスプレイ303とを有する。また、コンピュータ300は、記憶媒体からプログラム等を読み取る読み取り装置304と、有線または無線ネットワークを介して他の装置との間でデータの授受を行うインタフェース装置305とを有する。また、コンピュータ300は、各種情報を一時記憶するRAM306と、ハードディスク装置307とを有する。そして、各装置301~307は、バス308に接続される。 As shown in FIG. 12, the computer 300 includes a CPU 301 that executes various arithmetic processes, an input device 302 that receives data input from a user, and a display 303. Further, the computer 300 has a reading device 304 that reads a program or the like from a storage medium, and an interface device 305 that exchanges data with another device via a wired or wireless network. Further, the computer 300 has a RAM 306 for temporarily storing various information and a hard disk device 307. Then, each of the devices 301 to 307 is connected to the bus 308.

ハードディスク装置307は、取得プログラム307a、キャリブレーション実行プログラム307b、推定プログラム307c、生成プログラム307d、展開プログラム307e、合成プログラム307f、算出プログラム307gを有する。また、ハードディスク装置307は、各プログラム307a~307gを読み出してRAM306に展開する。 The hard disk apparatus 307 includes an acquisition program 307a, a calibration execution program 307b, an estimation program 307c, a generation program 307d, a development program 307e, a synthesis program 307f, and a calculation program 307g. Further, the hard disk device 307 reads out each program 307a to 307g and develops it in the RAM 306.

取得プログラム307aは、取得プロセス306aとして機能する。キャリブレーション実行プログラム307bは、キャリブレーション実行プロセス306bとして機能する。推定プログラム307cは、推定プロセス306cとして機能する。生成プログラム307dは、生成プロセス306dとして機能する。展開プログラム307eは、展開プロセス306eとして機能する。合成プログラム307fは、合成プロセス306fとして機能する。算出プログラム307gは、算出プロセス306gとして機能する。 The acquisition program 307a functions as the acquisition process 306a. The calibration execution program 307b functions as the calibration execution process 306b. The estimation program 307c functions as an estimation process 306c. The generation program 307d functions as the generation process 306d. The deployment program 307e functions as the deployment process 306e. The synthesis program 307f functions as a synthesis process 306f. The calculation program 307g functions as a calculation process 306g.

取得プロセス306aの処理は、取得部160a,260aの処理に対応する。キャリブレーション実行プロセス306の処理は、キャリブレーション実行部160b,260bの処理に対応する。推定プロセス306cの処理は、推定部160c,260cの処理に対応する。生成プロセス306dの処理は、生成部160d,260dの処理に対応する。展開プロセス306eの処理は、展開部360eの処理に対応する。合成プロセス306fの処理は、合成部160f,260fの処理に対応する。算出プロセス306gの処理は、算出部160g,260gの処理に対応する。 The processing of the acquisition process 306a corresponds to the processing of the acquisition units 160a and 260a. The processing of the calibration execution process 306 corresponds to the processing of the calibration execution units 160b and 260b. The processing of the estimation process 306c corresponds to the processing of the estimation units 160c and 260c. The processing of the generation process 306d corresponds to the processing of the generation units 160d and 260d. The processing of the unfolding process 306e corresponds to the processing of the unfolding unit 360e. The processing of the synthesis process 306f corresponds to the processing of the synthesis units 160f and 260f. The processing of the calculation process 306g corresponds to the processing of the calculation units 160g and 260g.

なお、各プログラム307a~307eについては、必ずしも最初からハードディスク装置307に記憶させておかなくても良い。例えば、コンピュータ300に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、DVD、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300が各プログラム307a~307eを読み出して実行するようにしても良い。 The programs 307a to 307e do not necessarily have to be stored in the hard disk device 307 from the beginning. For example, each program is stored in a "portable physical medium" such as a flexible disk (FD), a CD-ROM, a DVD, a magneto-optical disk, or an IC card inserted in the computer 300. Then, the computer 300 may read and execute each program 307a to 307e.

以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。 The following additional notes will be further disclosed with respect to the embodiments including each of the above embodiments.

(付記1)カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定し、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、
前記第1線分と前記第2線分と基準入射角の線分とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成し、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、
特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする補償プログラム。
(Appendix 1) Estimate the first line segment showing the relationship between the incident angle defined by the parameters including the image height and focal length of the camera and the image height.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated.
By converting the image height deviation and the incident angle deviation specified based on the first line segment, the second line segment, and the line segment of the reference incident angle into pixel deviation, the amount of change in the focal length and the amount of change in the focal length can be obtained. A table associated with the pixel shift is generated, and the table is generated.
Pixel deviation is specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by developing the image taken by the second camera with the above parameters.
A compensation program characterized by having a computer execute a process of calculating the amount of focal length deviation based on the specified pixel deviation and the table.

(付記2)前記焦点距離のずれ量を基にして、前記パラメータに含まれる焦点距離を修正する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記1に記載の補償プログラム。 (Appendix 2) The compensation program according to Appendix 1, wherein a computer is further executed to correct the focal length included in the parameter based on the amount of deviation of the focal length.

(付記3)前記焦点距離のずれ量を基にして、前記第1展開画像を展開する際の像高および前記第2展開画像を展開する際の像高を修正する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記1に記載の補償プログラム。 (Appendix 3) A computer is further executed to correct the image height when the first developed image is developed and the image height when the second developed image is developed based on the amount of deviation of the focal length. The compensation program according to Appendix 1, characterized in that.

(付記4)前記第1展開画像と前記第2展開画像とを合成する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記2または3に記載の補償プログラム。 (Supplementary Note 4) The compensation program according to Supplementary note 2 or 3, wherein a computer is further executed to perform a process of synthesizing the first developed image and the second developed image.

(付記5)コンピュータが実行する補償方法であって、
カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定し、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、前記第1線分と前記第2線分と基準入射角とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成し、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、
特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する
処理を実行することを特徴とする補償方法。
(Appendix 5) This is a compensation method executed by a computer.
The first line segment showing the relationship between the incident angle defined by the parameters including the image height and focal length of the camera and the image height is estimated.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated, and specified based on the first line segment, the second line segment, and the reference incident angle. By converting the image height shift and the incident angle shift to be pixel shifts, a table associated with the change amount of the focal length and the pixel shifts is generated.
Pixel deviation is specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by developing the image taken by the second camera with the above parameters.
A compensation method characterized by executing a process of calculating the amount of focal length deviation based on the specified pixel deviation and the table.

(付記6)前記焦点距離のずれ量を基にして、前記パラメータに含まれる焦点距離を修正する処理を更に実行することを特徴とする付記5に記載の補償方法。 (Supplementary Note 6) The compensation method according to Supplementary note 5, wherein the process of correcting the focal length included in the parameter is further executed based on the amount of deviation of the focal length.

(付記7)前記焦点距離のずれ量を基にして、前記第1展開画像を展開する際の像高および前記第2展開画像を展開する際の像高を修正する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記5に記載の補償方法。 (Appendix 7) A computer is further executed to correct the image height when the first developed image is developed and the image height when the second developed image is developed based on the amount of deviation of the focal length. The compensation method according to Appendix 5, characterized in that.

(付記8)前記第1展開画像と前記第2展開画像とを合成する処理を更に実行することを特徴とする付記6または7に記載の補償方法。 (Supplementary Note 8) The compensation method according to Supplementary note 6 or 7, wherein the process of synthesizing the first developed image and the second developed image is further executed.

(付記9)カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定する推定部と、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、前記第1線分と前記第2線分と基準入射角とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成する生成部と、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する算出部と
を有することを特徴とする補償装置。
(Appendix 9) An estimation unit that estimates a first line segment that indicates the relationship between the incident angle defined by parameters including the image height and focal length of the camera and the image height.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated, and specified based on the first line segment, the second line segment, and the reference incident angle. By converting the image height shift and the incident angle shift to be pixel shifts, a generation unit that generates a table associated with the change amount of the focal length and the pixel shifts.
Pixel shift is specified and specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by developing the image taken by the second camera with the above parameters. A compensator having a calculation unit for calculating the amount of focal length deviation based on the pixel deviation and the table.

(付記10)前記算出部は、前記焦点距離のずれ量を基にして、前記パラメータに含まれる焦点距離を修正することを特徴とする付記9に記載の補償装置。 (Appendix 10) The compensator according to Appendix 9, wherein the calculation unit corrects the focal length included in the parameter based on the amount of deviation of the focal length.

(付記11)前記算出部は、前記焦点距離のずれ量を基にして、前記第1展開画像を展開する際の像高および前記第2展開画像を展開する際の像高を修正することを特徴とする付記9に記載の補償装置。 (Appendix 11) The calculation unit corrects the image height when the first developed image is developed and the image height when the second developed image is developed based on the amount of deviation of the focal length. The compensation device according to Appendix 9, which is a feature.

(付記12)前記第1展開画像と前記第2展開画像とを合成する合成部を更に有することを特徴とする付記10または11に記載の補償装置。 (Supplementary Note 12) The compensator according to Supplementary Note 10 or 11, further comprising a compositing unit for synthesizing the first developed image and the second developed image.

110a,110b,210a,210b カメラ
120,220 通信部
130,230 入力部
140,240 表示部
150,250 記憶部
150a,250a バッファ
150b,250b カメラパラメータ情報
150c,250c ルックアップテーブル
150d,250d 展開図情報
150e,250e 合成画像情報
160,260 制御部
160a,260a 取得部
160b,260b キャリブレーション実行部
160c,260c 推定部
160d,260d 生成部
160e,260e 展開部
160f,260f 合成部
160g,260g 算出部
110a, 110b, 210a, 210b Camera 120, 220 Communication unit 130, 230 Input unit 140, 240 Display unit 150, 250 Storage unit 150a, 250a Buffer 150b, 250b Camera parameter information 150c, 250c Look-up table 150d, 250d Expansion drawing information 150e, 250e Composite image information 160, 260 Control unit 160a, 260a Acquisition unit 160b, 260b Calibration execution unit 160c, 260c Estimate unit 160d, 260d Generation unit 160e, 260e Deployment unit 160f, 260f Synthesis unit 160g, 260g Calculation unit

Claims (6)

カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定し、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、
前記第1線分と前記第2線分と基準入射角の線分とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成し、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、
特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする補償プログラム。
The first line segment showing the relationship between the incident angle defined by the parameters including the image height and focal length of the camera and the image height is estimated.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated.
By converting the image height deviation and the incident angle deviation specified based on the first line segment, the second line segment, and the line segment of the reference incident angle into pixel deviation, the amount of change in the focal length and the amount of change in the focal length can be obtained. A table associated with the pixel shift is generated, and the table is generated.
Pixel deviation is specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by developing the image taken by the second camera with the above parameters.
A compensation program characterized by having a computer execute a process of calculating the amount of focal length deviation based on the specified pixel deviation and the table.
前記焦点距離のずれ量を基にして、前記パラメータに含まれる焦点距離を修正する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項1に記載の補償プログラム。 The compensation program according to claim 1, further comprising causing a computer to perform a process of correcting the focal length included in the parameter based on the amount of deviation of the focal length. 前記焦点距離のずれ量を基にして、前記第1展開画像を展開する際の像高および前記第2展開画像を展開する際の像高を修正する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項1に記載の補償プログラム。 Based on the amount of deviation of the focal length, the computer is further subjected to a process of correcting the image height when the first developed image is developed and the image height when the second developed image is developed. The compensation program according to claim 1. 前記第1展開画像と前記第2展開画像とを合成する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項2または3に記載の補償プログラム。 The compensation program according to claim 2 or 3, wherein a computer is further executed to perform a process of synthesizing the first developed image and the second developed image. コンピュータが実行する補償方法であって、
カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定し、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、前記第1線分と前記第2線分と基準入射角とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成し、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、
特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する
処理を実行することを特徴とする補償方法。
It ’s a computer-executed compensation method.
The first line segment showing the relationship between the incident angle defined by the parameters including the image height and focal length of the camera and the image height is estimated.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated, and specified based on the first line segment, the second line segment, and the reference incident angle. By converting the image height shift and the incident angle shift to be pixel shifts, a table associated with the change amount of the focal length and the pixel shifts is generated.
Pixel deviation is specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by developing the image taken by the second camera with the above parameters.
A compensation method characterized by executing a process of calculating the amount of focal length deviation based on the specified pixel deviation and the table.
カメラの像高および焦点距離を含むパラメータで定義される入射角と、前記像高との関係を示す第1線分を推定する推定部と、
前記焦点距離を変化させた場合の前記像高と前記入射角との関係を示す第2線分を算出し、前記第1線分と前記第2線分と基準入射角とを基にして特定される像高ずれおよび入射角ずれを画素ずれに変換することで、前記焦点距離の変化量と、前記画素ずれと対応付けたテーブルを生成する生成部と、
第1カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第1展開画像と、第2カメラに撮影された画像を前記パラメータで展開した第2展開画像とを基にして画素ずれを特定し、特定した画素ずれと前記テーブルとを基にして、焦点距離のずれ量を算出する算出部と
を有することを特徴とする補償装置。
An estimation unit that estimates a first line segment that indicates the relationship between the incident angle defined by parameters including the image height and focal length of the camera and the image height.
A second line segment showing the relationship between the image height and the incident angle when the focal length is changed is calculated, and specified based on the first line segment, the second line segment, and the reference incident angle. By converting the image height shift and the incident angle shift to be pixel shifts, a generation unit that generates a table associated with the change amount of the focal length and the pixel shifts.
Pixel shift is specified and specified based on the first developed image obtained by expanding the image taken by the first camera with the above parameters and the second developed image obtained by expanding the image taken by the second camera with the above parameters. A compensator having a calculation unit for calculating the amount of focal length deviation based on the pixel deviation and the table.
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