JPH0642941A - エピポーラ線の決定方法 - Google Patents
エピポーラ線の決定方法Info
- Publication number
- JPH0642941A JPH0642941A JP4195414A JP19541492A JPH0642941A JP H0642941 A JPH0642941 A JP H0642941A JP 4195414 A JP4195414 A JP 4195414A JP 19541492 A JP19541492 A JP 19541492A JP H0642941 A JPH0642941 A JP H0642941A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camera
- coordinate system
- epipolar line
- image
- coordinates
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 対応点探索に必要とされるエピポーラ線を全
画像を変換すること無く決定する方法を提供することに
より、対応点を精度良く、短時間で得られるようにす
る。 【構成】 第１のカメラで撮像され第１のカメラ座標系
を規定する第１の画像と第２のカメラで撮像され第２の
カメラ座標系を規定する第２の画像とをマッチングさせ
るために、前記第１の画像上の任意の点に対応するエピ
ポーラ線を前記第２の画像上で決定するエピポーラ線の
決定方法であって、前記第１のカメラのカメラパラメー
タと、前記第２のカメラのカメラパラメータと、前記第
１のカメラ座標系における前記任意の点の座標とから、
前記第２のカメラ座標系におけるエピポーラ線の方程式
を得ることを特徴とするエピポーラ線の決定方法。
画像を変換すること無く決定する方法を提供することに
より、対応点を精度良く、短時間で得られるようにす
る。 【構成】 第１のカメラで撮像され第１のカメラ座標系
を規定する第１の画像と第２のカメラで撮像され第２の
カメラ座標系を規定する第２の画像とをマッチングさせ
るために、前記第１の画像上の任意の点に対応するエピ
ポーラ線を前記第２の画像上で決定するエピポーラ線の
決定方法であって、前記第１のカメラのカメラパラメー
タと、前記第２のカメラのカメラパラメータと、前記第
１のカメラ座標系における前記任意の点の座標とから、
前記第２のカメラ座標系におけるエピポーラ線の方程式
を得ることを特徴とするエピポーラ線の決定方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数台のカメラを使用
してシーン中の座標を決定するステレオ法に関し、特に
複数台のカメラで得られた画像のマッチングを行う際の
対応点の探索に必要とされるエピポーラ線の決定方法に
関する。
してシーン中の座標を決定するステレオ法に関し、特に
複数台のカメラで得られた画像のマッチングを行う際の
対応点の探索に必要とされるエピポーラ線の決定方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、複数台のカメラで得られた画像の
マッチングを行う際、対応点探索を行うために、エピポ
ーラ線を利用することが知られている。その方法を図２
を参照して説明する。
マッチングを行う際、対応点探索を行うために、エピポ
ーラ線を利用することが知られている。その方法を図２
を参照して説明する。
【０００３】２台のカメラで得た像をそれぞれ画像Ｌ、
画像Ｒとする。また、画像Ｌの投影中心をＯL 、画像Ｒ
の投影中心をＯR とする。ここで、画像Ｌの投影中心Ｏ
L を原点とし、ｘ′軸及びｙ′軸がそれぞれｕL 軸及び
ｖL に平行となる座標系（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を考え
る。以下、この座標系（ｘ′，ｙ′，ｚ′）をモデル座
標系と呼ぶことにする。
画像Ｒとする。また、画像Ｌの投影中心をＯL 、画像Ｒ
の投影中心をＯR とする。ここで、画像Ｌの投影中心Ｏ
L を原点とし、ｘ′軸及びｙ′軸がそれぞれｕL 軸及び
ｖL に平行となる座標系（ｘ′，ｙ′，ｚ′）を考え
る。以下、この座標系（ｘ′，ｙ′，ｚ′）をモデル座
標系と呼ぶことにする。
【０００４】モデル座標系では、画像Ｌの投影中心ＯL
は、位置（０，０，０）、姿勢（０，０，０）で表さ
れ、画像Ｒの投影中心ＯR は、位置（Ｂx ，Ｂy ，
Ｂz ）、姿勢（ω′，φ′，κ′）で表される。
は、位置（０，０，０）、姿勢（０，０，０）で表さ
れ、画像Ｒの投影中心ＯR は、位置（Ｂx ，Ｂy ，
Ｂz ）、姿勢（ω′，φ′，κ′）で表される。
【０００５】モデル座標系と画像Ｌ座標系及び画像Ｒ座
標系の各々との座標変換式は、Ｂxを単位長さとして、
ｂy ＝Ｂy ／Ｂx ，ｂz ＝Ｂz ／Ｂx とすると、それぞ
れ数式５及び数式６で表わされる。
標系の各々との座標変換式は、Ｂxを単位長さとして、
ｂy ＝Ｂy ／Ｂx ，ｂz ＝Ｂz ／Ｂx とすると、それぞ
れ数式５及び数式６で表わされる。
【０００６】
【数５】
【０００７】
【数６】
【０００８】数式５及び数式６で求めたｘL ′、
ｙL ′、ｘR ′、ｙR ′、及びｚR ′を用いて、下記の
数式７及び８で表される座標変換を考える。
ｙL ′、ｘR ′、ｙR ′、及びｚR ′を用いて、下記の
数式７及び８で表される座標変換を考える。
【０００９】
【数７】
【００１０】
【数８】
【００１１】これが求める座標変換の式であり、この変
換によって、２つの画像をエピポーラ線に沿って再配列
された画像とすることができる。即ち、この変換によっ
て得られる画像Ｌ′（ｕ′L ，ｖ′L ）と画像Ｒ′
（ｕ′R ，ｖ′R ）との画像上では対応点は等しいｖ′
座標を持つ。即ち、対応点は、ｖ′L ＝ｖ′R のライン
上に位置するため、一次探索を行えば求めることができ
る。
換によって、２つの画像をエピポーラ線に沿って再配列
された画像とすることができる。即ち、この変換によっ
て得られる画像Ｌ′（ｕ′L ，ｖ′L ）と画像Ｒ′
（ｕ′R ，ｖ′R ）との画像上では対応点は等しいｖ′
座標を持つ。即ち、対応点は、ｖ′L ＝ｖ′R のライン
上に位置するため、一次探索を行えば求めることができ
る。
【００１２】なお、このことは、「画像解析ハンドブッ
ク」東京大学出版会（１９９１年）に詳しい。
ク」東京大学出版会（１９９１年）に詳しい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では、変換式の中に三角関数を含むため、得られる
結果の精度に問題がある。また、画像の一部をマッチン
グさせるために、全画像の変換を行わなければならず、
多大な演算時間を要するという問題点もある。
方法では、変換式の中に三角関数を含むため、得られる
結果の精度に問題がある。また、画像の一部をマッチン
グさせるために、全画像の変換を行わなければならず、
多大な演算時間を要するという問題点もある。
【００１４】本願発明は、対応点探索に必要とされるエ
ピポーラ線を全画像を変換すること無く決定する方法を
提供することにより、対応点を精度良く、短時間で得ら
れるようにすることを目的とする。
ピポーラ線を全画像を変換すること無く決定する方法を
提供することにより、対応点を精度良く、短時間で得ら
れるようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
カメラで撮像され第１のカメラ座標系を規定する第１の
画像と第２のカメラで撮像され第２のカメラ座標系を規
定する第２の画像とをマッチングさせるために、前記第
１の画像上の任意の点に対応するエピポーラ線を前記第
２の画像上で決定するエピポーラ線の決定方法であっ
て、前記第１のカメラのカメラパラメータと、前記第２
のカメラのカメラパラメータと、前記第１のカメラ座標
系における前記任意の点の座標とから、前記第２のカメ
ラ座標系におけるエピポーラ線の方程式を得ることを特
徴とするエピポーラ線の決定方法が得られる。
カメラで撮像され第１のカメラ座標系を規定する第１の
画像と第２のカメラで撮像され第２のカメラ座標系を規
定する第２の画像とをマッチングさせるために、前記第
１の画像上の任意の点に対応するエピポーラ線を前記第
２の画像上で決定するエピポーラ線の決定方法であっ
て、前記第１のカメラのカメラパラメータと、前記第２
のカメラのカメラパラメータと、前記第１のカメラ座標
系における前記任意の点の座標とから、前記第２のカメ
ラ座標系におけるエピポーラ線の方程式を得ることを特
徴とするエピポーラ線の決定方法が得られる。
【００１６】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１に本発明に使用されるエピポーラ線決定装置
のブロック図を示す。ここでは２台のＣＣＤカメラ１１
Ａ及び１１Ｂを有する装置について説明する。
する。図１に本発明に使用されるエピポーラ線決定装置
のブロック図を示す。ここでは２台のＣＣＤカメラ１１
Ａ及び１１Ｂを有する装置について説明する。
【００１７】ＣＣＤカメラ１１Ａ及び１１Ｂには、それ
ぞれ、アナログ・デジタル変換器１２Ａ及び１２Ｂが接
続されている。また、アナログ・デジタル変換器（ＡＤ
コンバータ）１２Ａ及び１２Ｂは、それぞれフレームメ
モリ１３Ａ及び１３Ｂを介して特徴抽出回路１４Ａ及び
１４Ｂに接続されている。そして、特徴抽出回路１４Ａ
及び１４Ｂはマイクロプロセッサ１５に接続され、マイ
クロプロセッサ１５は、メモリ１６に接続されている。
ぞれ、アナログ・デジタル変換器１２Ａ及び１２Ｂが接
続されている。また、アナログ・デジタル変換器（ＡＤ
コンバータ）１２Ａ及び１２Ｂは、それぞれフレームメ
モリ１３Ａ及び１３Ｂを介して特徴抽出回路１４Ａ及び
１４Ｂに接続されている。そして、特徴抽出回路１４Ａ
及び１４Ｂはマイクロプロセッサ１５に接続され、マイ
クロプロセッサ１５は、メモリ１６に接続されている。
【００１８】次にこの装置の動作を説明する。ＣＣＤカ
メラ１１Ａ及び１１Ｂは、それぞれ対象物を画像として
取り込み、画像データを出力する。すなわち、対象物は
ステレオ画像データとしてこの装置に取り込まれる。取
り込まれた画像データはそれぞれアナログ・デジタル変
換器１２Ａ及び１２Ｂにおいてデジタルデータに変換さ
れ、フレームメモリ１３Ａ及び１３Ｂに１画面分づつ記
憶される。特徴抽出回路１４Ａ及び１４Ｂは、フレーム
メモリ１３Ａ及び１３Ｂに記憶されたそれぞれの画面か
ら、例えばエッジ或いは色等の特徴点を抽出し、その座
標を出力する。なお、ここでの座標は、それぞれ第１の
カメラ座標系と第２のカメラ座標系とで表される。
メラ１１Ａ及び１１Ｂは、それぞれ対象物を画像として
取り込み、画像データを出力する。すなわち、対象物は
ステレオ画像データとしてこの装置に取り込まれる。取
り込まれた画像データはそれぞれアナログ・デジタル変
換器１２Ａ及び１２Ｂにおいてデジタルデータに変換さ
れ、フレームメモリ１３Ａ及び１３Ｂに１画面分づつ記
憶される。特徴抽出回路１４Ａ及び１４Ｂは、フレーム
メモリ１３Ａ及び１３Ｂに記憶されたそれぞれの画面か
ら、例えばエッジ或いは色等の特徴点を抽出し、その座
標を出力する。なお、ここでの座標は、それぞれ第１の
カメラ座標系と第２のカメラ座標系とで表される。
【００１９】マイクロプロセッサ１６はメモリ１５に格
納されたプログラムにしたがって、同じくメモリ１５に
予め格納されているＣＣＤカメラ１１Ａ及び１１Ｂに対
応する２つのカメラパラメータと、フレームメモリ１３
Ａから得られた特徴点の座標とから、フレームメモリ１
３Ｂに記憶された画面上のエピポーラ線を決定する。
納されたプログラムにしたがって、同じくメモリ１５に
予め格納されているＣＣＤカメラ１１Ａ及び１１Ｂに対
応する２つのカメラパラメータと、フレームメモリ１３
Ａから得られた特徴点の座標とから、フレームメモリ１
３Ｂに記憶された画面上のエピポーラ線を決定する。
【００２０】次に、図２を参照してマイクロプロセッサ
１６の動作を詳述する。図２において、画面ＬはＣＣＤ
カメラ１１Ａで得た画像、画面ＲはＣＣＤカメラ１１Ｂ
で得た画像とする。また画面ＬはｕL −ｖL 座標を規定
し、画面ＲはｕR −ｖR 座標を規定するものとする。ま
た、対象物である点Ｐは、物体座標系（ｘ−ｙ−ｚ座
標）で表現されているものとする。ここで、３次元同時
座標系を考えると、画面Ｌ上の点Ｐ′L 及び画面Ｒ上の
点Ｐ′R の各々と対象物である点Ｐとの関係は、それぞ
れ数式９及び数式１０で表わされる。
１６の動作を詳述する。図２において、画面ＬはＣＣＤ
カメラ１１Ａで得た画像、画面ＲはＣＣＤカメラ１１Ｂ
で得た画像とする。また画面ＬはｕL −ｖL 座標を規定
し、画面ＲはｕR −ｖR 座標を規定するものとする。ま
た、対象物である点Ｐは、物体座標系（ｘ−ｙ−ｚ座
標）で表現されているものとする。ここで、３次元同時
座標系を考えると、画面Ｌ上の点Ｐ′L 及び画面Ｒ上の
点Ｐ′R の各々と対象物である点Ｐとの関係は、それぞ
れ数式９及び数式１０で表わされる。
【００２１】
【数９】
【００２２】
【数１０】
【００２３】なお、ａL1〜ａL11 及びａR1〜ａR11 は、
カメラパラメータと呼ばれるもので、カメラの種類（画
角等）、カメラの位置、カメラの姿勢によって決まる定
数である。この定数は、座標の分かっている複数の基準
点の物体座標系での座標、及びそれぞれのカメラ座標系
（ｕL −ｖL 座標及びｕR −ｖR 座標）での座標から求
めることができる。なお、詳細は「３次元画像計測」昭
晃堂（１９９０年）に詳しい。
カメラパラメータと呼ばれるもので、カメラの種類（画
角等）、カメラの位置、カメラの姿勢によって決まる定
数である。この定数は、座標の分かっている複数の基準
点の物体座標系での座標、及びそれぞれのカメラ座標系
（ｕL −ｖL 座標及びｕR −ｖR 座標）での座標から求
めることができる。なお、詳細は「３次元画像計測」昭
晃堂（１９９０年）に詳しい。
【００２４】上記、数式９及び１０から得られる６つの
方程式から、ｘ，ｙ，ｚ，ｈL ，及びｈR を消去する
と、次の数式１１が得られる。
方程式から、ｘ，ｙ，ｚ，ｈL ，及びｈR を消去する
と、次の数式１１が得られる。
【００２５】
【数１１】
【００２６】ここでＰ，Ｑ，Ｒ，及びＳは、それぞれ数
式１２、１３、１４、及び１５で与えられる。
式１２、１３、１４、及び１５で与えられる。
【００２７】
【数１２】
【００２８】
【数１３】
【００２９】
【数１４】
【００３０】
【数１５】
【００３１】上記数式１１は、画像Ｌ上の点Ｐ′L （ｕ
L ，ｖL ）が与えられたときの、画面Ｒ上のエピポーラ
線Ｍを表わしている。この様にして、マイクロプロセッ
サ１６は、フレームメモリ１３Ａから得られた特徴点の
座標から、この特徴点に対応するフレームメモリ１３Ｂ
に記憶された画面上のエピポーラ線を決定する事ができ
る。
L ，ｖL ）が与えられたときの、画面Ｒ上のエピポーラ
線Ｍを表わしている。この様にして、マイクロプロセッ
サ１６は、フレームメモリ１３Ａから得られた特徴点の
座標から、この特徴点に対応するフレームメモリ１３Ｂ
に記憶された画面上のエピポーラ線を決定する事ができ
る。
【００３２】なお、上記実施例では２台のＣＣＤカメラ
を有する装置を例に説明したが、更に多くのカメラを有
する装置においても上記方法を同様に適用することがで
きる。
を有する装置を例に説明したが、更に多くのカメラを有
する装置においても上記方法を同様に適用することがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、第１のカメラで得た第
１の画像と、第２のカメラで得た第２の画像とをマッチ
ングさせる際に、第１のカメラのカメラパラメータと、
第２のカメラのカメラパラメータと、第１の画像で規定
される第１のカメラ座標系における任意の点の座標とか
ら、第２の画像で規定される第２のカメラ座標系におけ
るエピポーラ線の方程式を得るようにしたことで、三角
関数を含まない簡単な演算のみでエピポーラ線を決定す
ることができる。これによって、演算時間の短縮と精度
の向上を計ることができる。
１の画像と、第２のカメラで得た第２の画像とをマッチ
ングさせる際に、第１のカメラのカメラパラメータと、
第２のカメラのカメラパラメータと、第１の画像で規定
される第１のカメラ座標系における任意の点の座標とか
ら、第２の画像で規定される第２のカメラ座標系におけ
るエピポーラ線の方程式を得るようにしたことで、三角
関数を含まない簡単な演算のみでエピポーラ線を決定す
ることができる。これによって、演算時間の短縮と精度
の向上を計ることができる。
【００３４】また、ステレオ画像のマッチングにおい
て、マッチング方法（面対応、エッジ対応、領域対応
等）に無関係に利用することができ、マッチングの効率
を上げることができる。
て、マッチング方法（面対応、エッジ対応、領域対応
等）に無関係に利用することができ、マッチングの効率
を上げることができる。
【図１】本発明が適用されるステレオカメラ装置のブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】本発明の一実施例及び従来の方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 第１のカメラで撮像され第１のカメラ座
標系を規定する第１の画像と第２のカメラで撮像され第
２のカメラ座標系を規定する第２の画像とをマッチング
させるために、前記第１の画像上の任意の点に対応する
エピポーラ線を前記第２の画像上で決定するエピポーラ
線の決定方法であって、前記第１のカメラのカメラパラ
メータと、前記第２のカメラのカメラパラメータと、前
記第１のカメラ座標系における前記任意の点の座標とか
ら、前記第２のカメラ座標系におけるエピポーラ線の方
程式を得ることを特徴とするエピポーラ線の決定方法。 - 【請求項２】 前記第１のカメラのカメラパラメータ
が、 【数１】 で与えられ、前記第２のカメラのカメラパラメータが、 【数２】 で与えられたとき、方程式 【数３】 ただし、 【数４】 に、前記任意の点の前記第１のカメラ座標系における座
標（ｕL ，ｖL ）を与えることによって、前記第２のカ
メラ座標系であるｕR −ｖR 座標におけるエピポーラ線
の方程式を得るようにしたことを特徴とする請求項１の
エピポーラ線の決定方法。 - 【請求項３】 前記第１のカメラのカメラパラメータ及
び前記第２のカメラのカメラパラメータが、物体座標系
で表される複数の基準点の座標と、該複数の基準点の前
記第１のカメラ座標系及び前記第２のカメラ座標系にお
ける座標とから求められることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２のエピポーラ線の決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4195414A JPH0642941A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | エピポーラ線の決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4195414A JPH0642941A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | エピポーラ線の決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642941A true JPH0642941A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16340697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4195414A Pending JPH0642941A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | エピポーラ線の決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0642941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156212A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 目盛表示装置及びその方法 |
| JP2007187524A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Shimadzu Corp | 磁気マッピング装置 |
| CN109102524A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-28 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 图像特征点的跟踪方法和跟踪装置 |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP4195414A patent/JPH0642941A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002156212A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 目盛表示装置及びその方法 |
| JP2007187524A (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Shimadzu Corp | 磁気マッピング装置 |
| CN109102524A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-12-28 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 图像特征点的跟踪方法和跟踪装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6733267B2 (ja) | 情報処理プログラム、情報処理方法および情報処理装置 | |
| JP4010754B2 (ja) | 画像処理装置と画像処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
| CN100364319C (zh) | 图像处理方法和图像处理装置 | |
| CN110517209B (zh) | 数据处理方法、装置、系统以及计算机可读存储介质 | |
| JP2000102040A (ja) | 電子ステレオカメラ | |
| JP2010165248A (ja) | 画像処理装置、画像照合方法、および、プログラム | |
| CN110361005A (zh) | 定位方法、定位装置、可读存储介质及电子设备 | |
| JPH05303629A (ja) | 形状合成方法 | |
| EP2800055A1 (en) | Method and system for generating a 3D model | |
| JP2001167276A (ja) | 撮影装置 | |
| JP3614709B2 (ja) | 景観画像インデクス方法、装置および景観画像インデクスプログラムを記録した記録媒体 | |
| JPH0642941A (ja) | エピポーラ線の決定方法 | |
| JP2006226965A (ja) | 画像処理装置、コンピュータプログラム、及び画像処理方法 | |
| JPH1091790A (ja) | 三次元形状抽出方法及び装置並びに記憶媒体 | |
| JP2001119625A (ja) | 画像処理方法及びその装置 | |
| US10580208B2 (en) | Ceiling map building method, ceiling map building device, and ceiling map building program | |
| JPH10255071A (ja) | 画像処理システム | |
| JPH11213141A5 (ja) | ||
| JPH05101221A (ja) | 画像歪補正装置 | |
| JP7707700B2 (ja) | 分析装置、データ生成方法、及びプログラム | |
| JPH11150741A (ja) | ステレオ写真撮影による３次元画像表示方法および装置 | |
| JP2003346144A (ja) | 建物外形抽出方法およびシステム | |
| JP2963419B2 (ja) | 航空機搭載用撮影機器の姿勢変化測定装置 | |
| CN111738906A (zh) | 室内路网生成方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| JPH0949714A (ja) | ３次元形状抽出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961126 |