Computer Vision System Toolbox

レジストレーションとステレオ ビジョン

イメージ レジストレーションとステレオ ビジョンは、多くの場合、複数のカメラの情報を組み合わせて、複数の 2 次元ビューから 3 次元情報を得るために使用されます。

特徴に基づくレジストレーション

イメージ レジストレーションとは、さまざまなカメラ ビューの画像を変換して、統合された座標系を使用することです。Computer Vision System Toolbox は、特徴を使用した、自動画像 レジストレーションをサポートしています。一般的な使用方法として、映像のモザイク化や安定化、イメージ フュージョンなどがあります。

特徴の検出、抽出、マッチングは、特徴に基づくイメージ レジストレーションのワークフローにおける最初の作業です。1 組の画像に対し、まずシステム ツールボックスで提供されている特徴の種類の 1 つを使用して、各画像から特徴を検出および抽出します。次に、特徴の2 つのセット間で推定によってマッチングを決定し、これらの一致を可視化します。一般的にこのワークフローでは、外れ値を含む多くの特徴点が生成されます。RANSAC や最小二乗メディアンなどの統計的に堅牢な手法を使用して、これらの外れ値を除去し、相似変換、アフィン変換、または射影変換を計算できます。その後、幾何学的変換を適用して 2 つの画像の位置を合わせます。

Feature-based registration, as used for video stabilization.
特徴に基づくレジストレーションを使用した映像の安定化。コーナー特徴を使用して 2 つの連続する映像フレームで特徴点を検出 (上)。多数の外れ値とともに、検出されたマッチング (左下)。RANSAC 手法を使用して外れ値を除去 (右下)。

ステレオ ビジョン

ステレオ ビジョンとは、シーンの複数のビューから立体的なシーンを再構築するプロセスです。このシステム ツールボックスでは、1 組のステレオ画像にキャリブレーションなしのステレオ画像平行化を実行し、個々のピクセルをエピポーラ ラインに沿って一致させ、視差マップを計算できます。これは、特徴に基づくレジストレーションのワークフローを基に構築します。

Reconstructing a scene using a pair of stereo images.
一組のステレオ画像を使用したシーンの再構築。視差を可視化するため、右チャンネルを左チャンネルと結合 (左上)。シーンの視差マップ (右上) とシーンの 3 次元レンダリング (下)。

ステレオ画像の平行化

ステレオ画像の平行化は、1 組のステレオ画像において、片方の画像にある対応する点が、もう一方の画像の対応する行にあるように変換します。Computer Vision System Toolbox を使用して 1 組のステレオ画像の平行化を行うには、一致する特徴点を決定し、基底行列を推定してから、2 つの射影変換を導きます。このプロセスによって、2 次元のステレオ対応の問題を 1 次元の問題に縮小でき、シーンにおける各点のカメラからの深度を判定するプロセスを簡略化できます。

Results from stereo image rectification. Non overlapping areas are shown in red and cyan.
ステレオ画像平行化の結果。オーバーラップしない領域は赤とシアンで表示。
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