JP7684142B2 - Calculation device, monitoring system, and parallax calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、演算装置、監視システム、および視差算出方法に関する。 The present invention relates to a computing device, a monitoring system, and a disparity calculation method.
ステレオカメラを使用してカメラと観測対象物との距離を算出し、観測対象物の認識処理を行う手法が知られている。特許文献1には、同一空間を左右の視点から撮影するステレオカメラで撮影した左右の撮影画像のうち、一方の画像を分割してなる複数の領域のそれぞれを参照ブロックとし、各参照ブロックについて、他方の画像に探索範囲を設定し、当該探索範囲内の位置に対して前記参照ブロックとの画像の類似度を当該探索範囲内の位置に対応づけて算出した類似度データを生成する類似度データ生成部と、前記類似度データを、対応する参照ブロックの周囲の所定数の参照ブロックに対し生成された類似度データに基づき空間方向に平滑化する類似度補正部と、平滑化された各類似度データにおいて類似度が最大値となる位置を検出する結果評価部と、前記結果評価部による検出結果を用いて参照ブロックごとに視差を求め、それに基づき被写体の奥行き方向の位置を算出して画像平面に対応づけることにより奥行き画像を生成する奥行き画像生成部と、前記奥行き画像を用いて、被写体の3次元空間における位置に基づく所定の情報処理を行いその結果を出力する出力情報生成部と、を備えることを特徴とする情報処理装置が開示されている。
A method is known in which a stereo camera is used to calculate the distance between the camera and an observed object, and a recognition process for the observed object is performed.
特許文献1に記載されている発明では、視差の算出に改善の余地がある。
The invention described in
本発明の第1の態様による演算装置は、第1撮像部と第2撮像部とに接続され、前記第1撮像部で撮影された第1画像と前記第2撮像部で撮像された第2画像との視差情報を所定のマッチングブロック単位で探索することで生成する演算装置であって、前記第1画像内のマッチングブロックと、前記第2画像の探索範囲内のマッチングブロックとにおける対応する画素間の輝度値の差に基づき、前記マッチングブロック単位で第1類似度を生成する類似度生成部と、前記第2画像の探索範囲内の任意の隣接するマッチングブロックの前記第1類似度に基づいて生成される第1補正情報、および前記視差情報に基づいて生成される第2補正情報、の少なくとも一方を用いて前記第1類似度を補正して第2類似度を生成する類似度補正部と、前記第2類似度に基づき前記視差情報を生成する類似判定部と、を備える。
本発明の第2の態様による視差算出方法は、第1撮像部と第2撮像部とに接続され、前記第1撮像部で撮影された第1画像と前記第2撮像部で撮像された第2画像との視差情報を所定のマッチングブロック単位で探索することで生成する演算装置が実行する視差算出方法であって、前記第1画像内のマッチングブロックと、前記第2画像の探索範囲内のマッチングブロックとにおける対応する画素間の輝度値の差に基づき、前記マッチングブロック単位で第1類似度を生成することと、前記第2画像の探索範囲内の任意の隣接するマッチングブロックの前記第1類似度に基づいて生成される第1補正情報、および前記視差情報に基づいて生成される第2補正情報、の少なくとも一方を用いて前記第1類似度を補正して第2類似度を生成することと、前記第2類似度に基づき前記視差情報を生成することと、を含む。
A calculation device according to a first aspect of the present invention is a calculation device connected to a first imaging unit and a second imaging unit, and generates disparity information between a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit by searching for disparity information in units of a predetermined matching block, and includes a similarity generation unit that generates a first similarity in units of the matching block based on a difference in luminance values between corresponding pixels in a matching block in the first image and a matching block within a search range of the second image, a similarity correction unit that corrects the first similarity using at least one of first correction information generated based on the first similarity of any adjacent matching block within the search range of the second image and second correction information generated based on the disparity information to generate a second similarity, and a similarity determination unit that generates the disparity information based on the second similarity.
A disparity calculation method according to a second aspect of the present invention is a disparity calculation method executed by a calculation device connected to a first imaging unit and a second imaging unit, and configured to generate disparity information between a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit by searching for a predetermined matching block unit, the method including: generating a first similarity for each matching block based on a difference in luminance values between corresponding pixels in a matching block in the first image and a matching block within a search range of the second image; correcting the first similarity using at least one of first correction information generated based on the first similarity of any adjacent matching block within the search range of the second image and second correction information generated based on the disparity information to generate a second similarity; and generating the disparity information based on the second similarity.
本発明によれば、誤マッチングを低減して視差の算出精度を向上できる。 The present invention can reduce false matching and improve the accuracy of disparity calculation.
―第1の実施の形態―
以下、図1~図7を参照して、監視システムの第1の実施の形態を説明する。
-First embodiment-
A first embodiment of a monitoring system will be described below with reference to FIGS.
図1は、演算装置1を含む監視システムSの構成図である。車両周辺監視システムSは、演算装置1と、第1撮像部2と、第2撮像部3と、認識処理部4と、車両制御部5とを含む。車両周辺監視システムSは、車両Cに搭載される。演算装置1は、第1撮像部2と、第2撮像部3と、認識処理部4とに接続される。認識処理部4は、演算装置1と車両制御部5とに接続される。
Figure 1 is a configuration diagram of a monitoring system S including a
演算装置1、認識処理部4、および車両制御部5のそれぞれは、車両Cに搭載されるECU(Electronic Control Unit、電子制御装置)である。ただし、演算装置1、認識処理部4、および車両制御部5のそれぞれが個別のECUでなくてもよく、2以上が同一のECUにより実現されてもよい。
The
第1撮像部2および第2撮像部3は、いずれもカメラであり、撮影して得られた画像である撮影画像を演算装置1に出力する。第1撮像部2が出力する撮影画像を第1撮影画像100と呼び、第2撮像部3が出力する撮影画像を第2撮影画像101と呼ぶ。第1撮像部2および第2撮像部3は、車両Cに同一方向を向けて、横方向に所定の基線長だけ離して配置される。なお以下では、第1撮像部2および第2撮像部3が並ぶ横方向を「基線方向」とも呼ぶ。演算装置1は、第1撮影画像100および第2撮影画像101に基づき、後述する手法により視差情報106を生成して認識処理部4に出力する。
The first and
演算装置1は、入力部10と、類似度生成部11と、類似度補正部12と、類似度判定部13とを含む。入力部10は、第1撮像部2および第2撮像部3とのハードウエアインタフェース、および演算処理装置により実現される。類似度生成部11、類似度補正部12、および類似度判定部13は、演算処理装置により実現される。ハードウエアインタフェースはたとえば、RJ45やカメラリンクなどである。
The
演算処理装置はたとえば、中央演算装置であるCPU、読み出し専用の記憶装置であるROM、および読み書き可能な記憶装置であるRAMを備え、CPUがROMに格納されるプログラムをRAMに展開して実行することで後述する演算を行う。演算処理装置は、CPU、ROM、およびRAMの組み合わせの代わりに書き換え可能な論理回路であるFPGA(Field Programmable Gate Array)や特定用途向け集積回路であるASIC(Application Specific Integrated Circuit)により実現されてもよい。また演算処理装置は、CPU、ROM、およびRAMの組み合わせの代わりに、異なる構成の組み合わせ、たとえばCPU、ROM、RAMとFPGAの組み合わせにより実現されてもよい。 The arithmetic processing device includes, for example, a CPU, which is a central processing unit, a ROM, which is a read-only memory device, and a RAM, which is a readable and writable memory device, and the CPU expands a program stored in the ROM into the RAM and executes it to perform the calculations described below. Instead of a combination of the CPU, ROM, and RAM, the arithmetic processing device may be realized by a rewritable logic circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an application specific integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Instead of a combination of the CPU, ROM, and RAM, the arithmetic processing device may also be realized by a combination of different configurations, such as a combination of the CPU, ROM, RAM, and FPGA.
入力部10は、第1撮影画像100に対して画像処理を施した第1画像102と、第2撮影画像101に対して画像処理を施した第2画像103を類似度生成部11に供給する。この画像処理はたとえば、カメラの内部パラメータや外部パラメータを利用して実行され、画像処理への悪影響を排除するものである。画像処理の例を挙げると、レンズの歪みの補正、取り付け位置や取り付け姿勢の誤差補正などである。ただし、本実施の形態において入力部10における処理は本質的なものではないため、第1撮影画像100と第1画像102とを同一とみなしてもよいし、第2撮影画像1021と第2画像103とを同一とみなしてもよい。
The
類似度生成部11は、入力部10から供給される第1画像102と第2画像103とを入力とし、第1類似度情報104を生成して類似度補正部12に供給する。類似度補正部12は、第1画像102におけるマッチングブロックと、第2画像103におけるマッチングブロックとの類似度を表す情報である。第1類似度情報104はたとえば、第1画像102のマッチングブロック内の各画素と、対応する第2画像103のマッチングブロック内の画素の輝度変動量である。輝度変動量はたとえば、SAD(Sum of Absolute Difference)、ZSAD(Zero means Sum of Absolute Difference)、SSD(Sum of Squared Difference)、NCC(Normalized Cross Correlation)、ZNCC(Zero means Normalized Cross Correlation)などの算出方法を用いることができる。
The
第1類似度情報104は、第1画像102および第2画像103のマッチングブロック内の各画素およびその周辺画素との輝度変動量、輝度変動方向、または輝度変動パタンでもよい。輝度変動パタンの一例として、対象となる画素の左右隣接画素を含む水平3画素に対する左からの増減パタンがある。たとえば、左隣接画素値が10、対象画素値が25、右隣接画素値が80の場合は、増減パタンは「増加→増加」となる。
The
類似度補正部12は、第1類似度情報104または視差情報106に基づき、第1類似度情報104を補正した第2類似度情報105を生成する。類似度判定部13は、第2類似度情報105に基づき、探索範囲内で最も高い類似度となる位置を検出し、この位置情報に基づき視差情報106を生成する。類似度判定部13は、生成した視差情報106を認識処理部4および類似度補正部12に出力する。
The
認識処理部4は、視差情報106を入力として、様々な認識処理を実施する。認識処理部4における認識処理の一例としては視差情報106を用いた立体物検知がある。また、認識処理部4による認識対象の一例として、被写体の位置情報、種類情報、動作情報、危険情報がある。位置情報の一例として、自車両からの方向と距離がある。種類情報の一例として、歩行者、大人、子供、高齢者、動物、落石、自転車、周辺車両、周辺構造物、縁石がある。動作情報の一例として、歩行者や自転車のふらつき、飛び出し、横切り、移動方向、移動速度、移動軌跡がある。危険情報の一例として、歩行者飛び出し、落石、急停止や急減速や急ハンドルなど周辺車両の異常動作などがある。認識処理部4で生成した認識情報107は車両制御部5に供給される。
The
車両制御部5は、認識情報107に基づく様々な車両Cの車両制御が行われる。車両制御部5で実施される車両制御の一例として、ブレーキ制御、ハンドル制御、アクセル制御、車載ランプ制御、警告音発生、車載カメラ制御、ネットワークを介して接続された周辺車両や遠隔地センタ機器への撮像装置周辺の観測対象物に関する情報出力などがある。具体的な一例としては、車両前方に存在する障害物の視差情報106に応じた速度やブレーキ制御がある。
The
なお、視差情報に基づき距離情報を生成して、視差情報106の代わりに使用してもよい。また、本実施の形態では記載していないが、車両制御部5は、第1画像102や第2画像103を用いた画像処理結果を元に被写体検知処理を行ってもよい。また車両制御部5は、車両制御部5に接続された表示機器に対して、第1撮像部2または第2撮像部3を介して得られた画像や、視聴者に認識させるための表示を行ってもよい。さらに車両制御部5は、地図情報や、渋滞情報などの交通情報を処理する情報機器に対して、画像処理結果に基づき検知した観測対象物の情報を供給してもよい。
Distance information may be generated based on the parallax information and used instead of the
図2は、類似度補正部12の構成図である。類似度補正部12は、第1補正情報生成部20と、第2補正情報生成部21と、補正実行部22を備える。第1補正情報生成部20は、第1類似度情報104に基づき、第1補正情報200を生成する。第2補正情報生成部21は、視差情報106に基づき、第2補正情報201を生成する。補正実行部22は、第1補正情報200および第2補正情報201に基づき第1類似度情報104の補正を行い、第2類似度情報105を生成する。
Figure 2 is a configuration diagram of the
第1補正情報生成部20の構成を説明する。第1補正情報生成部20は、補正判定部40と第1生成部41とを備える。補正判定部40は、第1類似度情報104に基づき、第1補正情報200の生成の要否を示す補正有効情報400を生成する。補正判定部40はたとえば、次に示す第1判定条件を満たす場合に第1補正情報200の生成が必要と判断し、第1判定条件を満たさない場合には第1補正情報200の生成が不要と判断する。
The configuration of the first correction
(類似度S(i-1) - 類似度S(i)) > TH0 かつ
(類似度S(i+1) - 類似度S(i)) > TH1
(Similarity S(i-1) - Similarity S(i)) > TH0 and (Similarity S(i+1) - Similarity S(i)) > TH1
なお、類似度A(i)は探索範囲内で判定対象とする探索位置A(i)における類似度、類似度A(i-1)は探索位置A(i)の左に隣接する探索位置A(i-1)における類似度、類似度A(i+1)は探索位置A(i)の右に隣接する探索位置A(i+1)における類似度である。またTH0およびTH1は、あらかじめ定められた閾値である。さらに、第1判定条件における大小判定は、大きさが等しい場合に条件が成り立つように変更してもよい。 Note that similarity A(i) is the similarity at search position A(i) to be judged within the search range, similarity A(i-1) is the similarity at search position A(i-1) adjacent to the left of search position A(i), and similarity A(i+1) is the similarity at search position A(i+1) adjacent to the right of search position A(i). TH0 and TH1 are predetermined thresholds. Furthermore, the magnitude judgment in the first judgment condition may be changed so that the condition is met when the sizes are equal.
なお第1判定条件において上下ではなく左右を参照する理由、すなわち横方向に走査する理由は、基線方向が横だからである。また第1判定条件は、3点だけでなく次のように5点の類似度を用いて判定してもよい。ただしここでは、あらかじめ定められた閾値であるTH2~TH5を用いている。 The reason why the first judgment condition refers to the left and right instead of the top and bottom, i.e., the reason why it scans horizontally, is because the baseline direction is horizontal. Also, the first judgment condition may be judged using not only three points but also five points of similarity as follows. However, here, predetermined thresholds TH2 to TH5 are used.
(類似度S(i-2) - 類似度S(i-1)) > TH2 かつ
(類似度S(i-1) - 類似度S(i)) > TH3 かつ
(類似度S(i+1) - 類似度S(i)) > TH4 かつ
(類似度S(i+2) - 類似度S(i+1)) > TH5
(Similarity S(i-2) - Similarity S(i-1)) > TH2 and (Similarity S(i-1) - Similarity S(i)) > TH3 and (Similarity S(i+1) - Similarity S(i)) > TH4 and (Similarity S(i+2) - Similarity S(i+1)) > TH5
第1生成部41は、第1類似度情報104と補正有効情報400を入力とし、補正有効情報400に基づき、第1補正情報200を生成する。第1補正情報200はたとえば、補正対象となる探索位置と補正後の類似度情報との組合せや、新たに生成する探索位置と類似度情報の組合せである。補正実行部22は、第1補正情報200を参照して類似度を補正する。第1補正情報生成部20の動作を図3を参照して説明する。
The
図3は、第1類似度情報104および第1補正情報200を説明する図である。図3の上部は類似度曲線1010の全体を示し、図3の下部は類似度曲線1010の位置部分の詳細を示す。具体的には図3の下部に示す類似度曲線1012は、図3の上部における符号1011の範囲を示している。類似度曲線1010および類似度曲線1012において、横軸は探索範囲内の横方向の探索位置、縦軸は類似度を示し、縦軸の下部ほど類似度は高い。
Figure 3 is a diagram illustrating the
図3の下部に示す類似度曲線1012に記載している黒丸は各探索位置における類似度を示している。類似度生成部11は、所定の画素単位で探索を行うので、類似度曲線1012における類似度は、その探索の画素単位の間隔で示されている。探索の画素単位は任意に設定可能であるが、最も細かくても1画素である。図示中央部の探索位置は、左から1003、1001、1000、1002、1004である。
The black circles on the
類似度曲線1012の探索位置1000における類似度S0は、左右の探索位置の類似度よりも類似度が大きい。そのため、探索位置1000は上述した第1判定条件を満たす。類似度曲線1012の補正方法の一例として、探索位置1000における類似度S0を類似度S1に置き換える方法がある。また別の方法の一例として、探索位置1000の周辺の探索位置、たとえば探索位置1003に新たな類似度S1を生成する方法がある。
The similarity S0 at
類似度曲線1012内の類似度S1を有する探索位置1003は、第1補正情報200の一例である。類似度S1を生成する方法の一例として、近傍にある複数の類似度に基づき、線形近似やSSDパラボラフィッティングなどの多項式補間により算出する方法がある。近傍に存在する複数の類似度の一例として、探索位置1000、1001、1002の3つの類似度がある。探索位置1003は、探索位置1000と探索位置1002の間に位置する小数精度の探索位置となる。
このように第1補正情報生成部20は、基線方向に走査して類似度の差分の正負が切り替わる変極点を探索し、変極点の周辺における類似度を用いて新たな類似度を算出し、変極点の位置および新たな類似度の組合せを第1補正情報200として算出する。
In this way, the first correction
第1補正情報200に探索位置1003および類似度S1が含まれる場合に、補正実行部22が第1補正情報200を用いて類似度を補正する方法として少なくとも次の3つがある。第1の方法は、探索位置1000および類似度S0の情報を探索位置1003および類似度S1の情報で書き換える方法である。第2の方法は、探索位置1000および類似度S0の情報はそのままとし、探索位置1003および類似度S1の情報を追加する方法である。第3の方法は、探索位置1000の位置は変更せず、類似度S0の値をS1の値に書き換える方法である。第3の方法を採用する場合には、探索位置1003の情報を3点近似などで算出してもよい。
When the
図2に戻って第2補正情報生成部21の構成を説明する。第2補正情報生成部21は、周辺視差連続度判定部50と第2生成部51とを備え、視差情報106または視差境界情報300に基づき、第2補正情報301を生成する。
Returning to FIG. 2, the configuration of the second correction
図4と図5のそれぞれは、第2補正情報生成部21において第2補正情報201の生成に用いる視差情報106の例を示す図である。以下では、視差情報106は位置、たとえば画素のブロックごとに対応して設定されているので、以下では、第2補正情報生成部21が第2補正情報201の生成に用いる視差情報106に対応する領域を「参照周辺視差領域」と呼ぶ。
Each of FIG. 4 and FIG. 5 is a diagram showing an example of
図4は、第2補正情報201の生成に用いる視差情報106の第1の例を示す図である。換言すると、図4は参照周辺視差領域を決定する第1の例を示す図である。図4は、最新の撮影画像である現行フレーム800において、視差生成対象ブロック801の視差の算出過程を示している。図4における格子は、視差を算出する単位のブロックである。ブロックのサイズは、1画素でもよいし、横2画素で縦2画素の4画素でもよいし、横4画素で縦4画素の16画素でもよいし、1辺が5画素以上の正方形でもよいし、任意の画素数から構成される長方形でもよい。
Figure 4 is a diagram showing a first example of the
図4に示す例では、図示左上のブロックの視差を最初に算出し、矢印で示すように処理対象を右方向に順番に変更して、最上段の視差をすべて算出したら処理対象を2段目に変更し、同様に処理対象を左から右に順番に変更している。そのため、符号801で示すブロックの視差を算出する際には、図示1~3段目の視差は全て算出が完了しており、4段目も視差生成対象ブロック801の左側は視差の算出が完了している。図4に斜線で示す領域は、視差生成対象ブロック801の視差を算出する時点ですでに視差を算出済みである、視差生成対象ブロック801を中心とする一辺5画素の領域である。この領域における視差情報106を「参照周辺視差802」と呼ぶ。図4の例では、この参照周辺視差802を第2補正情報201の生成に用いる。すなわち図4に示す第1の例では、参照周辺視差領域が参照周辺視差802である。
In the example shown in FIG. 4, the parallax of the upper left block is calculated first, and the processing target is changed in order to the right as indicated by the arrow. After all the parallax in the top row is calculated, the processing target is changed to the second row, and similarly, the processing target is changed in order from left to right. Therefore, when calculating the parallax of the block indicated by the
図5は、第2補正情報201の生成に用いる視差情報106の第2の例を示す図である。換言すると、図5は参照周辺視差領域を決定する第2の例を示す図である。図5では撮影時刻が異なる3つの画像を示しており、現行フレーム800が最新のフレーム、第1過去フレーム901は直前の処理周期に取得されたフレーム、第2過去フレーム902は2つ前の処理周期に取得されたフレームである。現行フレーム800のブロック801が視差生成対象ブロックであり、これに対応する過去フレーム内のブロックは、ブロック903およびブロック904である。
Figure 5 is a diagram showing a second example of the
第1過去フレーム901における斜線領域の視差を「第1過去参照周辺視差905」と呼び、第2過去フレーム902における斜線領域の視差を「第2過去参照周辺視差906」と呼ぶ。第1過去参照周辺視差905および第2過去参照周辺視差906は、第2補正情報201の生成に用いる視差情報106の第2の例である。これらの視差情報は過去のフレームに含まれるので、視差生成対象ブロック801の生成時点でいずれも既に算出済であり、視差生成対象ブロック801に対応した過去フレームのブロック903、904の周辺の視差情報である。すなわち図5に示す第2の例では、参照周辺視差領域が第1過去参照周辺視差905のみ、または第1過去参照周辺視差905と第2過去参照周辺視差906の両方である。なお図5の例では2つの過去フレームを参照したが、参照する過去フレームは1つだけでもよいし3つ以上でもよい。
The disparity of the shaded area in the first
周辺視差連続度判定部50は、視差情報106に基づき、第2補正情報301の生成の要否を示す第2補正要否情報500を生成する。第2補正要否情報500の一例として、周辺視差情報と補正要否情報がある。
The peripheral disparity
周辺視差情報の一例として、参照周辺視差領域における視差値の平均値がある。この視差値の算出方法の一例として、図4で示す参照周辺視差802の平均視差値、図5で示す第1過去参照周辺視差905の平均視差値、図5で示す第1過去参照周辺視差905および第2過去参照周辺視差906の平均視差値がある。また、水平方向のみの視差値を参照してもよいし、垂直方向のみの視差値を参照してもよい。また、参照周辺視差領域内で孤立している視差は参照対象視差から除外してもよい。孤立している視差の検出方法の一例として、検出対象視差の値と検出対象視差の周辺の視差の値との差分が所定値よりも大きな場合に、孤立している視差と判定する方法がある。
An example of peripheral disparity information is the average value of disparity values in the reference peripheral disparity region. Examples of methods for calculating this disparity value include the average disparity value of the reference
第2補正要否情報500は、第2生成部51において、第2補正情報301の生成有無を示す情報である。第2補正要否情報500が「生成:必要」の場合は、補正実行部22において、第2補正情報301を用いて類似度の補正を行う。第2補正情報301が「生成:不要」の場合は、補正実行部22において、第2補正情報301を用いた類似度の補正を行わない。
The second
周辺視差連続度判定部50はたとえば、参照周辺視差領域内の視差のばらつき度を算出し、ばらつき度が大きな場合には、第2補正要否情報500を「生成:不要」とする。ばらつき度の一例として、参照周辺視差領域内の視差値の平均と各視差値との差分和や、参照周辺視差領域内の分散値がある。ばらつき度の生成には、水平方向のみの視差値を参照してもよいし、垂直方向のみの視差値を参照してもよい。補正要否情報の生成方法の別の一例として、参照周辺視差領域内の視差の連続度を算出し、連続度が小さな場合には、補正要否情報を補正なしとしてもよい。連続度の一例として、参照周辺視差領域内の各視差間の値の差分値の平均や分散値がある。連続度の生成には、水平方向のみの視差値を参照してもよいし、垂直方向のみの視差値を参照してもよい。
For example, the peripheral parallax
第2生成部51は、第2補正要否情報500に基づき、第2補正情報301を生成する。第2補正情報301の一例として、探索位置に対応する補正係数Kがある。図6を参照して、この補正係数Kの役割を説明する。補正係数Kの算出方法は後述する。
The
図6は、補正係数Kを説明する図である。図6の上部に示すグラフ1110は第2補正情報301の一例であり、探索位置ごとの補正係数Kの集合である。図6の下部に示すグラフ1111は、探索位置ごとの類似度を示しており、図3と同種の情報を示している。ただし図6では補正前の類似度を実線で示し、補正後の補正係数を破線で示している。図6の上部と下部を順番に説明する。
Figure 6 is a diagram explaining the correction
図6の上部において、グラフ1110の横軸は探索範囲内の探索位置、縦軸は第1類似度情報104に対する補正係数Kを示す。補正係数K0は、第1類似度情報104の補正を行わない場合の値である。補正係数が、補正係数K0よりも小さい場合、より類似度が高くなるように第1類似度情報104を補正する。また、補正係数が、補正係数K0よりも大きい場合、より類似度が小さくなるように第1類似度情報104を補正する。
In the upper part of FIG. 6, the horizontal axis of
補正係数Kが補正前の第1類似度情報104と掛け合わされて用いられる場合はたとえば、補正係数K0は「1」であり、補正係数K1は「1」よりも小さく「0」より大きい実数、補正係数K2は「1」よりも大きい実数である。補正係数Kが補正前の第1類似度情報104と掛け合わされて用いられる場合はたとえば、補正係数K0は「1」であり、補正係数K1は「1」よりも小さく「0」より大きい実数、補正係数K2は「1」よりも大きい実数である。補正係数Kが補正前の第1類似度情報104と足し合わせて用いられる場合はたとえば、補正係数K0は「0」であり、補正係数K1は正の実数、補正係数K2は負の実数である。
When the correction coefficient K is used by multiplying it with the
図6の下部において、グラフ1111の横軸は探索範囲内の探索位置、縦軸は類似度を示す。実線で示す第1類似度曲線1104は、第1類似度情報104をそのまま用いて作成された類似度曲線である。破線で示す第2類似度曲線1105は、第2補正情報1100と第1類似度情報104に基づき生成された第2類似度情報105を用いて作成された類似度曲線である。
In the lower part of FIG. 6, the horizontal axis of
グラフ1110に示すように、探索位置A1における補正係数Kは第2補正情報301の要素1101に示すように「K0」である。そのため、第2類似度曲線1105上の要素1106に示すように、探索位置A1において第1類似度曲線1104の値と第2類似度曲線1105の値は同一となる。
As shown in
探索位置A2における補正係数Kは、第2補正情報301の要素1102に示すとおりK0よりも小さな値である「K1」である。そのため、第2類似度曲線1105上の要素1107に示す通り、探索位置A2においては第1類似度よりも第2類似度は高くなる。探索位置A3における補正係数は、第2補正情報301の要素1103に示すとおりK0よりも大きな値である「K2」である。そのため、第2類似度曲線1105上の要素1108に示す通り、探索位置A3においては第1類似度に対して第2類似度は低くなる。
補正係数Kを用いた第1類似度情報104の補正は、たとえば次のとおりである。
The correction coefficient K at search position A2 is "K1", which is a value smaller than K0, as shown in
The
Sa(Ai) = Sb(Ai)×K(i) Sa(Ai) = Sb(Ai)×K(i)
なお、Sb(i)は第1類似度曲線1104上の探索位置(i)における類似度、Sa(i)は第2類似度曲線1105上の探索位置(i)における類似度、K(i)は探索位置(i)における第2補正情報1100上の補正係数Kである。この場合は、図6の探索位置A2における類似度は次の関係を有する。
Note that Sb(i) is the similarity at search position (i) on the
S1 = S0×K1 S1 = S0 x K1
補正実行部22は、第2補正情報301を参照して探索位置ごとの補正係数Kを読み取り、上記の式のように、その位置に対応する類似度と掛け合わせることで第1類似度を補正する。なお補正実行部22では、第1補正情報200を用いた類似度の補正が行われた後に第2補正情報301を用いた類似度の補正が行われる。
The
図7を参照して第2生成部51による第2補正情報301の生成、具体的には探索位置に対応する補正係数Kの生成方法の具体例を説明する。図7(a)は、補正係数Kを算出する第1の例を示す図である。1段目は視差位置、2段目は視差値、3段目は連続度、4段目は機能、5段目は補正係数Kを示す。ここでは、左に隣接する視差値との差分が所定の閾値である「2」以下であれば、連続と判断して連続度を「1」だけ増加させ、差分が閾値以上であれば連続度を「1」だけ減少させ、連続度の上限を「3」としている。
A specific example of the generation of the
また、機能は「0」が補正なし、「1」が弱い補正、「2」が強い補正を意味する。連続度の「0」および「1」の場合に機能は「0」に設定され、連続度の「2」の場合に機能は「1」に設定され、連続度の「3」の場合に機能は「2」に設定される。補正係数Kは、作図の都合により図6とは異なり数値で記載しており、「5」が図6における「K0」に対応し、「3」が図6における「K1」に対応し、「4」が図6における「K1」と「K0」の間に対応する。補正係数は、機能の値に応じて設定され、機能が「0」の場合に補正係数Kは「5」に設定され、機能が「1」の場合に補正係数Kは「4」に設定され、機能が「2」の場合に補正係数Kは「3」に設定される。 Function: "0" means no correction, "1" means weak correction, and "2" means strong correction. When continuity is "0" or "1", the function is set to "0", when continuity is "2", the function is set to "1", and when continuity is "3", the function is set to "2". For convenience of drawing, the correction coefficient K is written as a numerical value different from that in FIG. 6, with "5" corresponding to "K0" in FIG. 6, "3" corresponding to "K1" in FIG. 6, and "4" corresponding to a value between "K1" and "K0" in FIG. 6. The correction coefficient is set according to the value of the function, and when the function is "0", the correction coefficient K is set to "5", when the function is "1", the correction coefficient K is set to "4", and when the function is "2", the correction coefficient K is set to "3".
図7(a)の例では、視差位置A~Gは視差値「8」が連続している。そのため、連続度は初期値の「0」から1ずつ増加して最大値の「3」が続く。視差位置H以降は視差値が「2」に切り替わるので、「8」との差が閾値の「2」よりも大きいことから、視差位置H、I、Jで「1」ずつ減少して位置Jでは連続度が「0」となる。その後も視差値「2」が続くので、連続度は「2」の連続を意味するものとして増加に転じて最大値の「3」が続く。機能は連続度に連動しており、補正係数Kは機能に連動するので、図7(a)でも連続度に応じて機能の値が変動し、その機能の値に応じて補正係数Kの値が変動している。 In the example of FIG. 7(a), the parallax value "8" continues at parallax positions A to G. Therefore, the continuity increases by one from the initial value of "0" to the maximum value of "3". From parallax position H onwards, the parallax value switches to "2", and since the difference from "8" is greater than the threshold value of "2", the continuity decreases by one at parallax positions H, I, and J, and at position J the continuity becomes "0". Since the parallax value "2" continues thereafter, the continuity increases as a continuity of "2" and continues to the maximum value of "3". Since the function is linked to the continuity and the correction coefficient K is linked to the function, the value of the function changes according to the continuity in FIG. 7(a) as well, and the value of the correction coefficient K changes according to the value of the function.
図7(b)は補正係数Kを算出する第2の例を示す図である。1段目は視差位置、2段目は視差値、3段目は連続度A、4段目は連続度B、5段目は最大連続度、6段目は機能、7段目は補正係数Kを示す。連続度Aと連続度Bは、異なる視差値の連続状態をカウントする。最大連続度は、連続度Aと連続度Bのうち大きい値である。機能は、この例では最大連続度に連動して設定される。 Figure 7 (b) is a diagram showing a second example of calculating the correction coefficient K. The first row shows the disparity position, the second row shows the disparity value, the third row shows continuity A, the fourth row shows continuity B, the fifth row shows the maximum continuity, the sixth row shows the function, and the seventh row shows the correction coefficient K. Continuity A and continuity B count the number of consecutive states of different disparity values. The maximum continuity is the larger value of continuity A and continuity B. In this example, the function is set in conjunction with the maximum continuity.
図7(b)の例では、視差位置A~Gは視差値「8」が連続し、視差位置H~Mは視差値「2」が連続し、視差位置N~Qは視差値「5」が連続する。そのため、視差位置A~Gでは連続度Aが図7(a)の連続度と同様に増加して最大値の「3」を維持する。このとき連続度Bは、まだ視差値が1種類しか存在せず利用されないので値なしを示すアスタリスクが記載されている。 In the example of FIG. 7(b), disparity positions A through G have a continuous disparity value of "8", disparity positions H through M have a continuous disparity value of "2", and disparity positions N through Q have a continuous disparity value of "5". Therefore, at disparity positions A through G, continuity A increases in the same way as the continuity in FIG. 7(a) and maintains the maximum value of "3". At this time, continuity B has an asterisk indicating no value because there is still only one type of disparity value and it is not used.
視差位置Hで視差値が「2」に切り替わると、以前の視差値「8」との差が閾値「2」よりも大きいので連続度Aは減少し、本例では下限の「0」になる。連続度Bは、視差位置Hにおいて初期値「0」となり、その後は視差値「2」が連続するので増加して視差位置Kでは最大値「3」となる。その後、視差位置Nで視差値が「5」に変化すると連続度Bは減少し、これと入れ替わるように連続度Aが増加する。最大連続度は前述のように連続度Aと連続度Bの最大値なので、連続度Bの値が存在しない視差位置Gまでは最大連続度は連続度Aと同一であり、視差位置JからNまでは大きい方の連続度Bの値が最大連続度となる。機能の値は最大連続度に応じて決定され、補正係数Kの値は機能の値に応じて決定される。 When the disparity value switches to "2" at disparity position H, the difference from the previous disparity value "8" is greater than the threshold value "2", so continuity A decreases, becoming the lower limit "0" in this example. Continuity B has an initial value of "0" at disparity position H, and then increases as the disparity value "2" continues, reaching a maximum value of "3" at disparity position K. After that, when the disparity value changes to "5" at disparity position N, continuity B decreases, and continuity A increases in its place. Since the maximum continuity is the maximum value of continuity A and continuity B as described above, the maximum continuity is the same as continuity A up to disparity position G where there is no value of continuity B, and the larger value of continuity B becomes the maximum continuity from disparity position J to N. The value of the function is determined according to the maximum continuity, and the value of the correction coefficient K is determined according to the value of the function.
なお図7に示した例では補正係数Kは、K0~K1に相当する値しかとらなかったが、機能と補正係数Kの関係を以下のように変更することで、補正係数KがK0~K2の値をとるように変更してもよい。たとえば、機能が「0」の場合に補正係数Kは「7」、すなわちK2に設定され、機能が「1」の場合に補正係数Kは「5」、すなわちK0に設定され、機能が「2」の場合に補正係数Kは「3」、すなわちK1に設定される。 In the example shown in FIG. 7, the correction coefficient K only takes values corresponding to K0 to K1, but the relationship between the function and the correction coefficient K may be changed as follows so that the correction coefficient K takes values from K0 to K2. For example, when the function is "0", the correction coefficient K is set to "7", i.e., K2; when the function is "1", the correction coefficient K is set to "5", i.e., K0; and when the function is "2", the correction coefficient K is set to "3", i.e., K1.
上述した第1の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)演算装置1は、第1撮像部2と第2撮像部3とに接続され、第1撮像部2で撮影された第1画像100と第2撮像部3で撮像された第2画像101との視差情報を所定のマッチングブロック単位で探索することで生成する。演算装置1は、マッチングブロック単位で、第1画像100内のマッチングブロックに対する第2画像101の探索範囲内のマッチングブロックとの第1類似度を生成する類似度生成部11と、第2画像101の探索範囲内の任意の隣接するマッチングブロックの第1類似度に基づいて生成される第1補正情報200、および視差情報106に基づいて生成される第2補正情報301、の少なくとも一方を用いて第1類似度情報104を補正して第2類似度情報105を生成する類似度補正部12と、第2類似度情報105に基づき視差情報106を生成する類似度判定部13と、を備える。そのため、第1補正情報200や第2補正情報301を用いて類似度を補正することで誤マッチングを防止して視差の算出精度を向上できる。
According to the above-described first embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
(1) The
(2)第1撮像部2および第2撮像部3は、所定の処理周期ごとに第1画像100および第2画像101を生成する。演算装置1は、図4や図5に示したように、最新の第1画像100および最新の第2画像101、または所定周期前の第1画像100および所定周期前の第2画像101における、マッチングブロックの周辺領域内の視差情報106に基づき類似度に掛け合わされる補正係数Kである第2補正情報を生成する第2補正情報生成部21を備える。そのため、最新の撮影画像を用いる場合には位置ずれがない視差情報106に基づく補正係数Kを算出でき、過去の撮影画像を用いる場合にはフレーム全体の視差情報を用いて補正係数を算出できる。
(2) The
(3)第2補正情報301は、図6の探索位置A2のように、周辺領域内の視差情報の連続度が閾値以上である場合に当該周辺領域内の視差情報に対応する第1類似度を大きくするように補正する補正係数を含む。そのため、周囲と視差が似ており類似することが期待されるマッチングブロックの類似度を大きくすることで誤マッチングを防止して視差の算出精度を向上できる。
(3) The
(4)第2補正情報301は、図6の探索位置A3のように、周辺領域内の視差情報の連続度が閾値以下である場合に当該周辺視差内の視差情報に対応する第1類似度を小さくするように補正する補正係数を含む。そのため、周囲と視差が似ていないマッチングブロックの類似度を小さくすることでマッチングしにくくすることで誤マッチングを防止し、視差の算出精度を向上できる。
(4) The
(5)類似度補正部12の補正実行部22は、第1補正情報200に基づいて第1類似度情報104を補正した後に、第2補正情報301に基づいて第1類似度情報104をさらに補正することで第2類似度を生成する。そのため演算装置1は、局所的な類似度の補正を行う第1の補正の結果を、広域な類似度の補正を行う第2の補正に役立てることができる。
(5) The
(6)第1撮像部2および第2撮像部3は基線方向に並ぶ。基線方向に走査して類似度の差分の正負が切り替わる変極点を探索し、変極点の周辺における類似度を用いて新たな類似度を算出し、変極点の位置および新たな類似度の組合せを第1補正情報200として算出する第1補正情報生成部20を備える。そのため、類似度算出の単位よりも細かく、局所的な類似度の補正を行うことができる。たとえば類似度の算出を1ピクセルごとに行っていた場合には、探索位置1003は小数の座標値になるのでサブピクセルの精度で類似度を算出できると言える。
(6) The
(7)監視システムSは、演算装置1と、第1撮像部2と、第2撮像部3と、を備える。そのため、監視システムSは誤マッチングが少なく視差の算出精度がよい。
(7) The surveillance system S includes a
(変形例1)
上述した第1の実施の形態では、演算装置1の類似度補正部12には、第1補正情報生成部20および第2補正情報生成部21が含まれた。しかし類似度補正部12には、第1補正情報生成部20および第2補正情報生成部21の一方のみが含まれてもよい。
(Variation 1)
In the first embodiment described above, the
(変形例2)
上述した第1の実施の形態では、第1撮像部2および第2撮像部3が横に並ぶので基線方向が横であり、第1生成部41は図3に示すように横方向に類似度を走査した。しかし第1撮像部2および第2撮像部3は縦や斜めに並べて設置してもよい。この場合には第1生成部41は、基線方向、すなわちエピポーラ線に沿って類似度を走査すればよい。
(Variation 2)
In the first embodiment described above, the
―第2の実施の形態―
図8を参照して、監視システムの第2の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、補正情報無効化部を備える点で、第1の実施の形態と異なる。
--Second embodiment--
A second embodiment of the monitoring system will be described with reference to Fig. 8. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. This embodiment differs from the first embodiment mainly in that it includes a correction information invalidation unit.
図8は、第2の実施の形態における補正実行部22Aの構成図である。補正実行部22Aは、補正情報無効化部60と補正部61とを備える。補正部61は、第1補正部70および第2補正部71を備える。
Figure 8 is a configuration diagram of the
第1の実施の形態における補正実行部22には、第1類似度情報104と第1補正情報200と、第2補正情報301とが入力されたが、本実施の形態における補正実行部22Aには、前述の3つに加えて無効化指示602がさらに入力される。補正実行部22Aは、無効化指示602、第1補正情報200及び第2補正情報301に基づき、第1類似度情報104の補正処理を行い、第2類似度情報105を生成する。
In the first embodiment, the
補正情報無効化部60では、無効化指示602に基づき、第1補正情報200、および第2補正情報301の少なくとも一方を無効化できる。たとえば補正情報無効化部60は、第1補正情報200および第2補正情報301の両方を無効化する場合もあるし、一方のみを無効化する場合もあるし、いずれも無効化しない場合もある。無効化指示602の一例としては、第1補正情報200の有効または無効を示す情報、第2補正情報301の有効または無効を示す情報がある。すなわち補正情報無効化部60は、第1補正情報生成部20が出力する第1補正情報200や第2補正情報生成部31が出力する第2補正情報301を第2有効補正情報601でもあるとして受け付ける。
The correction
補正情報無効化部60は、第1補正情報200が有効であり第2補正情報301が無効である旨の無効化指示602を受信した場合にはたとえば、次の処理を行う。すなわち補正情報無効化部60は、第1補正情報200を第1有効補正情報600として出力し、第2補正情報301を無効化した情報として第2有効補正情報601を出力する。
When the correction
補正部61は、第1有効補正情報600と第2有効補正情報601に基づき、第1類似度情報104の補正処理を行い、第2類似度情報105を生成する。第1有効補正情報600に対する補正処理の一例として、第1補正情報200を用いて、補正対象となる探索位置における類似度の差し替えまたは、新規探索位置での類似度挿入により、第2類似度情報105を生成する方法がある。第2有効補正情報601に対する補正処理の一例として、先に図6を用いて説明した第2類似度曲線1105の生成方法がある。また、第1有効補正情報600において、第1補正情報200が無効化されている場合は、第1補正情報200を用いた補正処理は行わない。第2有効補正情報601において、第1補正情報200が無効化されている場合は、第1補正情報200を用いた補正処理は行わない。
The
第1補正部70は、第1有効補正情報600に基づき第1類似度情報104の補正処理を行い、中間類似度情報700を生成する。第2補正部71は、第2有効補正情報601に基づき、中間類似度情報700の補正処理を行い、第2類似度情報105を生成する。第1補正部70における補正処理、及び第2補正部71における補正処理については、図3及び図6を用いて説明したとおりであるため、詳細は省略する。
The
上述した第2の実施の形態によれば、適切な補正を使い分けることができる。 According to the second embodiment described above, appropriate corrections can be used.
―第3の実施の形態―
図9を参照して、監視システムの第3の実施の形態を説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、視差の境界を検出して第2補正情報を生成しない点で、第1の実施の形態と異なる。
--Third embodiment--
A third embodiment of the monitoring system will be described with reference to Fig. 9. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and differences will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. This embodiment differs from the first embodiment mainly in that the boundary of the parallax is not detected to generate the second correction information.
図9は、第3の実施の形態における類似度補正部12Bの構成図である。類似度補正部12Bは、第2補正情報生成部21の代わりに第2補正情報生成部21Bを備え、新たに視差境界検出部30を備える。視差境界検出部30は、算出済みの視差情報106を参照し、マッチングブロック内に視差の境界を検出すると視差境界情報300を第2補正情報生成部21Bに出力する。マッチングブロック内における視差の境界の有無は、たとえば次の3つのいずれかの方法を用いることができる。
Figure 9 is a configuration diagram of the similarity correction unit 12B in the third embodiment. The similarity correction unit 12B includes a second correction
第1の方法は、現行フレームにおけるマッチングブロック内の各ブロックの視差を個別に確認する方法である。具体的には、マッチングブロック内の各ブロックの視差を左右および上下の他のブロックの視差と比較し、その差が所定の閾値以上である場合に視差の境界があると判断する。いずれのブロックも、左右および上下の他のブロックの視差との差が所定の閾値未満の場合は視差の境界がないと判断する。この第1の方法では、現行フレームを用いるので最新の情報が使われるが、視差をまだ算出していないブロックとの差は評価できない。 The first method is to check the disparity of each block in the matching block in the current frame individually. Specifically, the disparity of each block in the matching block is compared with the disparity of other blocks to the left, right, and above and below, and if the difference is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that there is a disparity boundary. If the difference between the disparity of any block and the disparity of other blocks to the left, right, and above and below is less than a predetermined threshold, it is determined that there is no disparity boundary. This first method uses the current frame, so the latest information is used, but it cannot evaluate differences with blocks for which disparity has not yet been calculated.
第2の方法は、直前に取得した過去のフレームにおけるマッチングブロック内の各ブロックの視差を個別に確認する方法である。第1の方法との相違点は、対象とするフレームであり、過去のフレームは全てのブロックが視差を算出済みなので、第1の方法では視差の差を算出できないブロックでも第2の方法では視差の差を算出できる。この第2の方法は、1フレームの時間では被写体の位置に大きな変化がないと想定し、被写体の位置変化による損失よりも全ブロックで視差の差を算出できることの利益が上回るという考えを具現化したものである。 The second method is a method of individually checking the disparity of each block in the matching block in the previous frame acquired immediately before. The difference from the first method is the frame that is the target; since the disparity has already been calculated for all blocks in the previous frame, the second method can calculate the disparity difference even for blocks for which the first method cannot calculate the disparity difference. This second method assumes that there is no significant change in the position of the subject over the course of one frame, and embodies the idea that the benefit of being able to calculate the disparity difference for all blocks outweighs the loss due to changes in the subject's position.
第3の方法は、階層探索により視差の境界を検出する方法である。この方法は、第1の方法のように現行フレームに適用してもよいし、第2の方法のように過去のフレームに適用してもよい。階層探索では、まず1階層ではマッチングブロックよりも大きいサイズ、たとえば縦と横がともにマッチングブロックの2倍のサイズのブロックで視差を算出する。以下では、このブロックを大サイズブロックと呼ぶ。 The third method is to detect disparity boundaries using hierarchical search. This method may be applied to the current frame as in the first method, or to past frames as in the second method. In hierarchical search, the disparity is first calculated in the first layer for a block that is larger than the matching block, for example, twice the size of the matching block in both length and width. In what follows, this block is called the large size block.
次に第2階層では、マッチングブロック内の各ブロックの視差を大サイズブロックの視差に基づき算出する。具体的には、視差を算出する対象のブロックを含む大サイズブロックの視差と、その大サイズブロックに隣接する左右の大サイズブロックの視差、の合計3つの視差を視差候補とし、視差候補から所定の範囲内であり最も確からしい視差を算出対象の視差とする。このように階層探索により算出された視差を用いて、左右および上下の他のブロックの視差との差が所定の閾値以上であるかを判断して視差の境界の有無を判断する。 Next, in the second hierarchical layer, the disparity of each block in the matching block is calculated based on the disparity of the large-sized block. Specifically, a total of three disparities are set as disparity candidates: the disparity of the large-sized block that includes the block for which disparity is to be calculated, and the disparity of the large-sized block adjacent to the left and right of that large-sized block, which is within a predetermined range of the disparity candidates, is set as the disparity to be calculated. Using the disparity calculated in this way by hierarchical search, it is determined whether the difference with the disparity of other blocks to the left, right, above and below is equal to or exceeds a predetermined threshold value, and the presence or absence of a disparity boundary is determined.
視差境界検出部30からcを受信した周辺視差連続度判定部50は、マッチングブロック内に視差の境界が存在する場合は、第2補正情報301の生成が不要である旨の第2補正要否情報500を作成して第2生成部51に送信する。この第2補正要否情報500を受信した第2生成部51は第2補正情報301を生成しないので、補正実行部22による第2補正情報301に基づく第1類似度情報104の補正も行われない。
When the peripheral disparity
上述した第3の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(8)演算装置1は、周辺領域内の第1画像100または第2画像101の輝度情報、または視差情報に基づき視差境界情報300を生成する視差境界検出部30を備える。第2補正情報生成部21は、視差境界情報300に基づき第2補正情報201の生成を無効化する。そのため、周囲に視差の境界が存在しておりいる場合には第2補正情報301による類似度の補正を行わず、第2補正情報301による類似度の補正の悪影響を未然に防止できる。
According to the above-described third embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
(8) The
(第3の実施の形態の変形例)
上述した第3の実施の形態では、視差境界検出部30は視差情報106を用いて視差の境界の有無を判断した。しかし視差境界検出部30は、第1画像102または第2画像103を用いて輝度変化の有無を利用して簡易に視差の境界の有無を判断してもよい。視差境界検出部30は、第1画像102または第2画像103を参照してマッチングブロック内の各ブロックの輝度を左右および上下の他のブロックの輝度と比較し、その差が所定の閾値以上である場合に視差の境界があると判断する。いずれのブロックも、左右および上下の他のブロックの輝度との差が所定の閾値未満の場合は輝度の境界がないと判断する。
(Modification of the third embodiment)
In the third embodiment described above, the parallax
上述した各実施の形態および変形例において、機能ブロックの構成は一例に過ぎない。別々の機能ブロックとして示したいくつかの機能構成を一体に構成してもよいし、1つの機能ブロック図で表した構成を2以上の機能に分割してもよい。また各機能ブロックが有する機能の一部を他の機能ブロックが備える構成としてもよい。 In each of the above-described embodiments and variations, the functional block configurations are merely examples. Some functional configurations shown as separate functional blocks may be configured together, or a configuration shown in a single functional block diagram may be divided into two or more functions. In addition, some of the functions of each functional block may be provided by other functional blocks.
上述した各実施の形態および変形例において、プログラムは不図示のROMに格納されるとしたが、プログラムは不図示の不揮発性の記憶装置、たとえばフラッシュメモリに格納されていてもよい。また、演算装置が不図示の入出力インタフェースを備え、必要なときに入出力インタフェースと演算装置が利用可能な媒体を介して、他の装置からプログラムが読み込まれてもよい。ここで媒体とは、例えば入出力インタフェースに着脱可能な記憶媒体、または通信媒体、すなわち有線、無線、光などのネットワーク、または当該ネットワークを伝搬する搬送波やディジタル信号、を指す。また、プログラムにより実現される機能の一部または全部がハードウエア回路やFPGAにより実現されてもよい。 In each of the above-mentioned embodiments and variations, the program is stored in a ROM (not shown), but the program may be stored in a non-volatile storage device (not shown), such as a flash memory. The arithmetic device may also have an input/output interface (not shown), and the program may be read from another device when necessary via the input/output interface and a medium available to the arithmetic device. Here, the medium refers to, for example, a storage medium that is detachable from the input/output interface, or a communication medium, i.e., a network such as a wired, wireless, or optical network, or a carrier wave or digital signal that propagates through the network. Some or all of the functions realized by the program may be realized by a hardware circuit or an FPGA.
上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The above-mentioned embodiments and modifications may be combined with each other. Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these. Other aspects that are conceivable within the scope of the technical concept of the present invention are also included within the scope of the present invention.
S…監視システム
1…演算装置
10…入力部
11…類似度生成部
12、12B…類似度補正部
13…類似度判定部
20…第1補正情報生成部
21、21B…第2補正情報生成部
22、22A…補正実行部
30…視差境界検出部
31…第2補正情報生成部
40…補正判定部
41…第1生成部
50…周辺視差連続度判定部
51…第2生成部
60…補正情報無効化部
61…補正部
70…第1補正部
71…第2補正部
S... monitoring
Claims (9)
前記第1画像内のマッチングブロックと、前記第2画像の探索範囲内のマッチングブロックとにおける対応する画素間の輝度値の差に基づき、前記マッチングブロック単位で第1類似度を生成する類似度生成部と、
前記第2画像の探索範囲内の任意の隣接するマッチングブロックの前記第1類似度に基づいて生成される第1補正情報、および前記視差情報に基づいて生成される第2補正情報、の少なくとも一方を用いて前記第1類似度を補正して第2類似度を生成する類似度補正部と、
前記第2類似度に基づき前記視差情報を生成する類似判定部と、を備える演算装置。 A computing device connected to a first imaging unit and a second imaging unit, the computing device generating disparity information between a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit by searching for a predetermined matching block unit,
a similarity generating unit configured to generate a first similarity on a matching block basis based on a difference in luminance between corresponding pixels in a matching block in the first image and a matching block within a search range of the second image;
a similarity correction unit that corrects the first similarity using at least one of first correction information that is generated based on the first similarity of any adjacent matching blocks within a search range of the second image and second correction information that is generated based on the disparity information to generate a second similarity;
a similarity determination unit that generates the disparity information based on the second similarity.
前記第1撮像部および前記第2撮像部は、所定の処理周期ごとに前記第1画像および前記第2画像を生成し、
最新の前記第1画像および最新の前記第2画像、または所定周期前の前記第1画像および前記所定周期前の前記第2画像における、前記マッチングブロックの周辺領域内の前記視差情報に基づき前記第1類似度に掛け合わされる補正係数である前記第2補正情報を生成する第2補正情報生成部をさらに備える、演算装置。 2. The computing device according to claim 1,
the first imaging section and the second imaging section generate the first image and the second image for each predetermined processing cycle;
a second correction information generation unit that generates the second correction information, which is a correction coefficient to be multiplied by the first similarity, based on the disparity information within a peripheral area of the matching block in a latest first image and a latest second image, or in the first image a predetermined cycle ago and the second image a predetermined cycle ago.
前記第2補正情報は、前記周辺領域内の視差情報の連続度が閾値以上である場合に当該周辺領域内の視差情報に対応する前記第1類似度を大きくするように補正する補正係数を含む、演算装置。 3. The computing device according to claim 2,
The second correction information includes a correction coefficient that corrects the first similarity corresponding to the disparity information in the surrounding area so as to increase the first similarity when the continuity of the disparity information in the surrounding area is equal to or greater than a threshold.
前記第2補正情報は、前記周辺領域内の視差情報の連続度が閾値以下である場合に当該周辺領域内の視差情報に対応する前記第1類似度を小さくするように補正する補正係数を含む、演算装置。 3. The computing device according to claim 2,
The second correction information includes a correction coefficient configured to correct the first similarity corresponding to the disparity information in the surrounding region so as to be smaller when the continuity of the disparity information in the surrounding region is equal to or smaller than a threshold.
前記周辺領域内の前記第1画像の輝度情報または前記視差情報に基づき視差境界情報を生成する視差境界検出部をさらに備え、
前記第2補正情報生成部は、前記視差境界情報に基づき前記第2補正情報の生成を無効化する、演算装置。 3. The computing device according to claim 2,
a parallax boundary detection unit that generates parallax boundary information based on luminance information or the parallax information of the first image in the peripheral region,
The second correction information generation unit disables generation of the second correction information based on the parallax boundary information.
前記類似度補正部は第1補正情報に基づいて前記第1類似度を補正した後に、前記第2補正情報に基づいて前記第1類似度をさらに補正することで前記第2類似度を生成する、演算装置。 2. The computing device according to claim 1,
A computing device, wherein the similarity correction unit corrects the first similarity based on first correction information, and then further corrects the first similarity based on the second correction information to generate the second similarity.
前記第1撮像部および前記第2撮像部は基線方向に並び、
前記基線方向に走査して類似度の差分の正負が切り替わる変極点を探索し、前記変極点の周辺における前記類似度を用いて新たな類似度を算出し、前記変極点の位置および前記新たな類似度の組合せを第1補正情報として算出する第1補正情報生成部をさらに備える、演算装置。 2. The computing device according to claim 1,
the first imaging unit and the second imaging unit are aligned in a baseline direction,
the first correction information generation unit that scans in the baseline direction to search for an inflection point where the difference in similarity switches between positive and negative, calculates a new similarity using the similarity in the vicinity of the inflection point, and calculates a combination of the position of the inflection point and the new similarity as first correction information.
前記第1撮像部と、
前記第2撮像部と、を備える監視システム。 A computing device according to claim 1 ;
The first imaging unit;
The second imaging unit.
前記第1画像内のマッチングブロックと、前記第2画像の探索範囲内のマッチングブロックとにおける対応する画素間の輝度値の差に基づき、前記マッチングブロック単位で第1類似度を生成することと、
前記第2画像の探索範囲内の任意の隣接するマッチングブロックの前記第1類似度に基づいて生成される第1補正情報、および前記視差情報に基づいて生成される第2補正情報、の少なくとも一方を用いて前記第1類似度を補正して第2類似度を生成することと、
前記第2類似度に基づき前記視差情報を生成することと、を含む視差算出方法。 A disparity calculation method executed by a computing device connected to a first imaging unit and a second imaging unit, the computing device generating disparity information between a first image captured by the first imaging unit and a second image captured by the second imaging unit by searching for a predetermined matching block unit, the disparity calculation method comprising:
generating a first similarity for each matching block based on a difference in luminance between corresponding pixels in the matching block in the first image and a matching block within a search range of the second image;
correcting the first similarity using at least one of first correction information generated based on the first similarity of any adjacent matching block within a search range of the second image and second correction information generated based on the disparity information to generate a second similarity;
generating the disparity information based on the second similarity.
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