輝度傾斜パターンを用いた魚眼カメラ内部パラメータの校正

駒形 英樹  石井 郁夫  牧野 秀夫  高橋 章  若月 大輔  

誌名
電子情報通信学会論文誌 D   Vol.J93-D   No.5   pp.621-631
発行日: 2010/05/01
Online ISSN: 1881-0225
DOI: 
Print ISSN: 1880-4535
論文種別: 論文
専門分野: 画像認識,コンピュータビジョン
キーワード: 
魚眼レンズ,  カメラキャリブレーション,  輝度傾斜パターン,  エッジ検出,  収差,  

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あらまし: 
魚眼カメラは広視野角であるだけでなく被写界深度が大きい.このため,固定焦点で撮影距離に依存しない合焦画像を取得でき,腹腔等の閉空間内部の近接撮影や形状計測に有効である.一方で,超広角性による解像度低下を補うため,高精度なカメラ内部パラメータの校正が要求される.従来の校正法の多くは白黒2階調からなる校正パターンを用い,その撮影画像上のパターンのエッジ座標を使用した.しかし,魚眼画像は中心部と周辺部の明るさの不均一性やレンズの収差などによるぼけが大きいためエッジ検出精度が低下し,校正精度に影響する.そこで,本論文では輝度を線形に変化させたパターン(輝度傾斜パターン)とその輝度反転パターンの輝度変化の交差座標が画像の明るさの不均一性やぼけの影響を受けにくいことに着目し,この交差座標を用いた高精度校正法を提案する.また,色収差の影響を回避するため,RGB色成分別に内部パラメータを校正する.提案法では輝度傾斜パターンと輝度反転パターンを高精度で表示するためにLCDを用いるが,その表面パネルは屈折を伴うため,屈折補正法も検討する.最後に,従来法との校正精度比較実験を行った結果を示し,有効性を示す.