JP6121776B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
前記第1のマージ部は、前記フィルタ処理が行われた一方の視差画像の特定の画素の視差値と、前記フィルタリングが行われていない他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素の視差値とを比較するものであっても良い。
1.第1の実施形態
1.1.画像処理装置の構成例
1.2.マージ部のアルゴリズム
2.第2の実施形態
2.1.物体の距離と解像度の関係
2.2.複数解像度をマージする具体例
2.3.低解像度をベースとした複数解像度のマージの具体例
2.4.注目領域の視差取得性能を向上させる方法
[1.1.画像処理装置の構成例]
まず、図1を参照して、本開示の第1の実施形態に係る視差画像生成フローの全体について説明する。図1は、本実施形態に係る画像処理装置100の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、画像処理装置100は、射影変換部102a,102b、プレフィルタ部104a,104b、ステレオマッチング部106、マージ部108、ポストフィルタ部110、逆射影変換部112を有して構成される。
図5は、マージ部108のアルゴリズムの基本的な概念を説明するための模式図であって、ステレオマッチング部106から出力された左右の視差画像を示している。上述したように、ステレオマッチング部106では、右画像を基準とした視差画像と、左画像を基準とした視差画像をそれぞれ生成する。このため、左右の視差画像の対応する点は、同じような視差値をもつと考えられる。そこで、左右の視差画像のうち一方の視差画像の注目点の視差値から、対応する他方の視差画像の参照点を求め、注目点と参照点の2つの視差を比較することで信頼度を算出する。
merged_disparity=dR;
else
merged_disparity=0;
for(int i=0; i < 9; i++) {
if(abs(dR-dL[i])<threshold_same_disparity)
count++;
}
if (count>=threshold_count)
merged_disparity=dR;
else
merged_disparity=0;
conf(x,y)=conf[0]+conf[1]+…+conf[8]=27
となる。従って、この信頼度conf[i]に基づいて視差の信頼度を判定することができる。
次に、本開示の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、複数解像度の入力を使用して視差画像を生成するものである。
図13は、左右のカメラと被写体である物体の位置を示す模式図である。図13に示すように、カメラから近くの物体の視差は大きく、遠くの物体の視差は小さい。図13に示すように、カメラからの距離が比較的遠い物体は、視差が小さい。このため、ステレオマッチング部106によるマッチングを行って奥行き方向の距離を抽出するためには、ある程度の高解像度が必要となる。
図18は、第2の実施形態において、複数解像度を使用する際の処理を示す模式図である。図18においては、ステレオマッチング部106及びマージ部108を一体のブロックとして示している。また、射影変換部102a,102b、プレフィルタ部104a,104b、ポストフィルタ部110、及び逆射影変換部112については、図示を省略している。ステレオマッチング部106及びマージ部108は、複数解像度のそれぞれについて、ステレオマッチング及びマージを行う。
“1/16”の左右のカメラ画像がそれぞれステレオマッチング部106に入力される。
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(文献4)特開2011-186958号公報
一方、高解像度の視差画像を使用する場合、図13〜図17で説明したように、カメラから近い距離の物体の視差の取得が難しくなる場合があるが、ミスマッチにより視差値が算出されてしまうことがある。例えば、図31に示すように、カメラから比較的近い箇所に繰り返し模様のある家具150などが配置されている場合、家具150の領域A1は右画像には写っていないが、似たような模様が連続しているため、ブロックマッチングで誤ったマッチングをしてしまう可能性がある。
次に、複数解像度の視差画像を用いて注目領域の視差取得性能を向上させる方法について説明する。視差を綺麗に取得したい注目領域(例えば、画像中の手や顔など)における視差算出性能を向上させるために、複数解像度の視差画像を用いることも可能である。図36は、図18と同様の構成に対して、注目領域検出・追跡部112を付加したものである。注目領域検出・追跡部112は、画像中の「手」や「顔」などの注目領域を検出し、その移動を追跡する。ステレオマッチング部106、マージ部108は、注目領域の視差値に応じて、マージする際に元にする視差画像の解像度を選択する。
(1)左右のカメラが撮像した1対の撮像画像に基づいて、ステレオマッチングにより左右の視差画像をそれぞれ取得するステレオマッチング部と、
前記視差画像にフィルタ処理を行うフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理が行われた前記視差画像について、左右の前記視差画像の対応する位置の視差値を比較し、比較の結果に基づいて左右の前記視差画像の視差値をマージする第1のマージ部と、
を備える、画像処理装置。
(2)前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の少なくとも一方に前記フィルタ処理を行う、前記(1)に記載の画像処理装置。
(3)前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の双方に前記フィルタリングを行う、前記(1)に記載の画像処理装置。
(4)前記フィルタ処理部は、メディアンフィルタから構成される、前記(1)に記載の画像処理装置。
(5)前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の一方に前記フィルタ処理を行い、
前記第1のマージ部は、前記フィルタ処理が行われた一方の視差画像の特定の画素の視差値と、前記フィルタリングが行われていない他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素の視差値とを比較する、前記(1)に記載の画像処理装置。
(6)前記第1のマージ部は、前記特定の画素の視差値と前記他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素のそれぞれの視差値との差分と、所定のしきい値との比較の結果に基づいて、前記視差値をマージする、前記(5)に記載の画像処理装置。
(7)前記第1のマージ部は、前記所定のしきい値と前記視差値の信頼度との関係を規定した伝達関数に基づいて、前記視差値をマージする、前記(6)に記載の画像処理装置。
(8)複数の解像度の前記撮像画像を取得し、
前記ステレオマッチング部、前記フィルタ処理部、及び前記第1のマージ部は、前記複数の解像度毎に対応して複数設けられ、
前記第1のマージ部がマージした前記複数の解像度毎の視差値をマージする第2のマージ部を更に備える、前記(1)に記載の画像処理装置。
(9)前記第2のマージ部は、第1の解像度の前記視差画像の特定の画素の視差値が得られていない場合は、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度の前記視差画像の前記特定の画素に対応する画素の視差値に基づいて、前記複数の解像度毎の視差値をマージする、前記(8)に記載の画像処理装置。
(10)前記ステレオマッチング部は、前記左右の視差画像の視差値について信頼度を算出する信頼度算出部を含み、
前記第2のマージ部は、前記信頼度が所定のしきい値よりも高い場合に、前記第1の解像度の前記視差画像の特定の画素の視差値が得られていない場合は、当該視差値を不明値とする、前記(9)に記載の画像処理装置。
(11)前記第2のマージ部は、第1の解像度の視差画像の視差値に基づいて、前記第1の解像度よりも高解像度の第2の解像度の視差画像の視差値を書き換える、前記(8)に記載の画像処理装置。
(12)前記第2のマージ部は、前記第1の解像度の視差画像の特定の画素と隣接する複数の画素の視差値が所定の範囲内である場合は、前記特定の画素の視差値に基づいて前記第2の解像度の視差画像の前記特定の画素に対応する画素の視差値を書き換える、前記(11)に記載の画像処理装置。
(13)前記第2のマージ部は、前記複数の解像度のうち最も低い解像度の視差画像の注目領域における視差値に基づいて、前記複数の解像度の1つを選択し、選択した解像度の視差画像に基づいて前記注目領域の視差値をマージする、前記(8)に記載の画像処理装置。
(14)左右のカメラが撮像した1対の撮像画像に基づいて、ステレオマッチングにより左右の視差画像をそれぞれ取得することと、
前記視差画像にフィルタ処理を行うことと、
前記フィルタ処理が行われた前記視差画像について、左右の前記視差画像の対応する位置の視差値を比較し、比較の結果に基づいて左右の前記視差画像の視差値をマージすることと、
を備える、画像処理方法。
106 ステレオマッチング部
106a 信頼度算出部
107 ポストフィルタ処理部
108,120 マージ部
Claims (13)
- 左右のカメラが撮像した1対の撮像画像に基づいて、ステレオマッチングにより左右の視差画像をそれぞれ取得するステレオマッチング部と、
前記視差画像にフィルタ処理を行うフィルタ処理部と、
前記フィルタ処理が行われた前記視差画像について、左右の前記視差画像の対応する位置の視差値を比較し、比較の結果に基づいて左右の前記視差画像の視差値をマージする第1のマージ部と、
を備え、
前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の一方に前記フィルタ処理を行い、
前記第1のマージ部は、前記フィルタ処理が行われた一方の視差画像の特定の画素の視差値と、前記フィルタ処理が行われていない他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素の視差値とを比較する、画像処理装置。 - 前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の少なくとも一方に前記フィルタ処理を行う、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記フィルタ処理部は、左右の前記視差画像の双方に前記フィルタ処理を行う、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記フィルタ処理部は、メディアンフィルタから構成される、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記第1のマージ部は、前記特定の画素の視差値と前記他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素のそれぞれの視差値との差分と、所定のしきい値との比較の結果に基づいて、前記視差値をマージする、請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記第1のマージ部は、前記所定のしきい値と前記視差値の信頼度との関係を規定した伝達関数に基づいて、前記視差値をマージする、請求項5に記載の画像処理装置。
- 複数の解像度の前記撮像画像を取得し、
前記ステレオマッチング部、前記フィルタ処理部、及び前記第1のマージ部は、前記複数の解像度毎に対応して複数設けられ、
前記第1のマージ部がマージした前記複数の解像度毎の視差値をマージする第2のマージ部を更に備える、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記第2のマージ部は、第1の解像度の前記視差画像の特定の画素の視差値が得られていない場合は、前記第1の解像度よりも低い第2の解像度の前記視差画像の前記特定の画素に対応する画素の視差値に基づいて、前記複数の解像度毎の視差値をマージする、請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記ステレオマッチング部は、前記左右の視差画像の視差値について信頼度を算出する信頼度算出部を含み、
前記第2のマージ部は、前記信頼度が所定のしきい値よりも高い場合に、前記第1の解像度の前記視差画像の特定の画素の視差値が得られていない場合は、当該視差値を不明値とする、請求項8に記載の画像処理装置。 - 前記第2のマージ部は、第1の解像度の視差画像の視差値に基づいて、前記第1の解像度よりも高解像度の第2の解像度の視差画像の視差値を書き換える、請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記第2のマージ部は、前記第1の解像度の視差画像の特定の画素と隣接する複数の画素の視差値が所定の範囲内である場合は、前記特定の画素の視差値に基づいて前記第2の解像度の視差画像の前記特定の画素に対応する画素の視差値を書き換える、請求項10に記載の画像処理装置。
- 前記第2のマージ部は、前記複数の解像度のうち最も低い解像度の視差画像の注目領域における視差値に基づいて、前記複数の解像度の1つを選択し、選択した解像度の視差画像に基づいて前記注目領域の視差値をマージする、請求項7に記載の画像処理装置。
- 左右のカメラが撮像した1対の撮像画像に基づいて、ステレオマッチングにより左右の視差画像をそれぞれ取得することと、
前記視差画像にフィルタ処理を行うことと、
前記フィルタ処理が行われた前記視差画像について、左右の前記視差画像の対応する位置の視差値を比較し、比較の結果に基づいて左右の前記視差画像の視差値をマージすることと、
を備え、
前記フィルタ処理において、左右の前記視差画像の一方に前記フィルタ処理を行い、
前記マージにおいて、前記フィルタ処理が行われた一方の視差画像の特定の画素の視差値と、前記フィルタ処理が行われていない他方の視差画像の前記特定の画素に対応する画素及びその周辺の複数の画素の視差値とを比較する、画像処理方法。
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