特許
J-GLOBAL ID：200903097108454112
カメラ視点運動並びに3次元情報の復元及びレンズ歪パラメータの推定方法、装置、カメラ視点運動並びに3次元情報の復元及びレンズ歪パラメータの推定プログラム
発明者：
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出願人/特許権者：
代理人 (2件)：
橋本 剛
, 鵜澤 英久
公報種別：公開公報
出願番号（国際出願番号）：特願2005-221262
公開番号（公開出願番号）：特開2007-034964
出願日： 2005年07月29日
公開日（公表日）： 2007年02月08日
要約：
【課題】 カメラキャリブレーションのための特殊な装置や撮影ターゲットに関する既知な情報を不要とし、カメラ運動、3次元形状、並びにレンズ歪パラメータを容易に復元することができるようにする。【解決手段】 時系列画像中の特徴点を追跡して観測した画像座標値に対して、暫定的なレンズ歪係数を用いて座標値(uij,vij)を要素とする漸近行列[B]を生成し、該[B]から、運動情報、3次元情報の各行列データ[U’]、[V’]と、カメラ運動を規定する設定条件を満たす変換行列[Q]を求め、これらに基づいて各情報を復元し、それに基づいて、レンズ歪係数を推定し、それに基づく平面運動投影値の再投影誤差を許容値以下とするレンズ歪パラメータの安定化処理と、カメラ運動に基づく平面運動投影値の再投影誤差を許容値以下とするカメラ運動の安定化処理とを交互に切り替えて繰り返し実行する。【選択図】 図5
請求項（抜粋）：
画像入力手段で取得した時系列画像中において、時系列に関するカメラ視点の運動と外界の3次元空間または物体形状を構成する3次元情報を復元し、同時に、カメラのレンズ歪パラメータを推定する方法であって、
前記取得した時系列画像上に設定した画像座標系において、各時系列画像中の特徴点を追跡して画像座標値を観測する画像座標値観測ステップと、
前記画像座標値観測ステップで観測された特徴点の画像座標値を、暫定的なレンズ歪係数とカメラ視点の運動に関するパラメータと前記特徴点の3次元座標値を使って平面運動投影へ座標変換し、得られた座標値を要素とする行列(漸近行列)を生成する漸近行列生成ステップと、
前記漸近行列生成ステップで生成された漸近行列を特異値分解し、雑音除去を行って運動情報を表す行列データと3次元情報を表す行列データを得て、その運動情報を表す行列データの行列要素において、カメラ運動を規定するために設定した条件を満足する変換行列を求め、前記運動情報を表す行列データに前記変換行列を作用させてカメラ視点に関する光軸周りの回転運動と光軸と垂直な平面上の並進運動を復元し、並びに、前記3次元情報を表す行列データに前記変換行列の逆行列を作用させて物体形状を構成する3次元情報を復元する平面運動・3次元情報復元ステップと、
平面運動投影への変換係数(安定化係数)と、前記平面運動・3次元情報復元ステップで復元された平面上の並進運動と3次元情報から算出される平面運動投影座標値を与えて、該座標値を関係付ける未校正投影モデルにおいてレンズ歪係数を未知数とした評価関数を設定し、その評価関数を最適にするレンズ歪係数を求めるレンズ歪パラメータ推定ステップと、
前記画像座標値観測ステップで観測された画像座標値を、前記レンズ歪パラメータ推定ステップで得られたレンズ歪係数によって変換した座標値と、前記平面運動・3次元情報復元ステップで復元された平面上の並進運動および3次元情報から算出される平面運動投影座標値の間の座標誤差からカメラ運動を求めるカメラ運動復元ステップとを備え、
前記レンズ歪パラメータ推定ステップを実行して得られたレンズ歪係数に基づく平面運動投影値と、該ステップ実行直前のレンズ歪係数に基づく平面運動投影値との誤差が設定評価値以下に収束しないときに、現時点でのレンズ歪の安定化係数およびカメラ運動の安定化係数によって前記漸近行列生成ステップの漸近行列を更新し、前記平面運動・3次元情報復元ステップおよびレンズ歪パラメータ推定ステップを実行してレンズ歪を補正する第1の安定化処理と、
前記カメラ運動復元ステップを実行して得られたカメラ運動に基づく平面運動投影値と、該ステップ実行直前のカメラ運動に基づく平面運動投影値との誤差が設定評価値以下に収束しないときに、現時点でのレンズ歪の安定化係数およびカメラ運動の安定化係数によって前記漸近行列生成ステップの漸近行列を更新し、前記平面運動・3次元情報復元ステップおよびカメラ運動復元ステップを実行してカメラ運動を補正する第2の安定化処理とを、交互に切り替えて繰り返し実行することを特徴とするカメラ視点運動並びに3次元情報の復元及びレンズ歪パラメータの推定方法。
IPC (2件)：
FI (2件)：
G06T1/00 315
, G01B11/24 K
2F065AA53
, 2F065BB05
, 2F065EE08
, 2F065FF04
, 2F065JJ03
, 2F065JJ26
, 2F065QQ18
, 2F065QQ31
, 2F065UU05
, 5B057CD02
, 5B057CD03
, 5B057CD05
, 5B057CD12
, 5B057CD20
, 5B057DA16
, 5B057DB03
, 5B057DB09
, 5B057DC32
