[发明专利]立体匹配处理设备、立体匹配处理方法和记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及立体匹配处理设备、立体匹配处理方法和计算机可读记录介质。更为具体而言，本发明涉及用于根据立体图像自动生成三维数据的方法。

背景技术

对从人造卫星、飞行器等获取的图像进行立体匹配以生成三维地形数据[DSM(数字表面模型)数据]作为一种根据立体图像自动生成三维数据的方法得到了广泛运用。立体匹配处理用于从两幅图像(即，从不同视点获得的所谓立体图像)寻找拾取了相同的位置的匹配点，并且立体匹配处理还用于通过使用匹配点之间的视差根据三角测量原理计算感兴趣的目标的深度或其形状。

已经提出各种立体匹配处理技术。例如，专利文献1公开了一种利用获广泛使用的图像相关技术的技术。这种图像相关技术是通过如下方式来寻找匹配点的方案，即：在左图像中设定相关窗口作为模板，计算模板与右图像中搜索窗口之间的相互相关系数作为其匹配度，同时移动右图像中的搜索窗口并搜索出匹配度高的位置。

这种技术通过限制搜索窗口仅在图像中以核线方向移动来降低处理的量，并因而可以针对左图像中各点获得x方向位移的量，即右图像中与左图像中的点匹配的那点的视差。核线是针对立体图像之中的一幅图像中的给定点可以在立体图像之中的另一图像中被绘制为一个范围的线，在该范围中能够存在匹配该给定点的点。在《Handbook of Image Analysis》(Mikio Takagi和Haruhisa Shimoda编辑监制，东京大学出版社于1991年1月出版，第597页至第599页)中对核线进行了描述。

正常地，核线的方向不同于图像扫描线的方向。然而，坐标变换可以重新定向核线的方向，使其与图像扫描线的方向一致。这种坐标变换技术在上面指出的《Handbook of Image Analysis》中得到了描述。在按以上述方式重新定向的立体图像中，匹配点搜索窗口可以被限制为仅在扫描线上移动。因此，可以获得作为在左图像和右图像中匹配点的x坐标值之间的差异的视差。

立体图像包括目标的遮蔽部分(遮挡区域)。提出了通过不由立体匹配针对该遮挡区域匹配任何区域来确保正确匹配的匹配技术(参见专利文献2)。

专利文献3描述用于立体图像处理设备的技术，该立体图像处理设备能够在不存在操作员的情况下根据卫星立体图像或航空立体图像自动生成复杂目标的三维数据。专利文献3的技术自动纠正在由立体处理装置通过使用从存储在地图数据存储装置中的地图数据检索出的建筑物等的外形信息所获得的三维数据中诸如噪声、遗漏等的缺陷数据部分。地图数据存储装置向DSM数据自动纠正装置提供代表建筑物外形的地图数据。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：未经审查的日本专利申请KOKAI公开No.H03-167678

专利文献2：未经审查的日本专利申请KOKAI公开NO.H04-299474

专利文献3：未经审查的日本专利申请KOKAI公开NO.2002-157576

发明内容

本发明所要解决的问题

当从处于立体匹配处理中的成对图像之一中搜索与另一图像中给定点相匹配的点时，如果搜索图像中的整条扫描线(核线)，则将需要很长时间来完成该处理，这也将增加错配的概率。

鉴于以上情况做出本发明，并且本发明的目的是提高立体匹配处理的速度和精确性。

用于解决问题的装置

依据本发明第一方面的立体匹配处理装置包括：图像数据获取单元，其获取在多个不同位置拾取的预定区域的多幅图像的图像数据；参考视差设定单元，其设定适用于该多幅图像的参考视差；搜索范围设定单元，其通过参考其间提供了由参考视差设定单元设定的参考视差的图像中的点来设定小于图像范围的预定范围作为用于立体匹配的搜索范围；以及搜索单元，其针对该多幅图像之一中的任意点，通过参考提供由参考视差设定单元设定的参考视差的另一图像中的点，从由搜索范围设定单元设定的搜索范围中搜索出另一图像中与该任意点匹配的点。

依据本发明第二方面的立体匹配处理方法包括：图像数据获取步骤，获取从多个不同位置拾取的预定区域的多幅图像的图像数据；参考视差设定步骤，设定适用于该多幅图像的参考视差；搜索范围设定步骤，通过参考在其间提供了在参考视差设定步骤中设定的参考视差的图像中的点，将小于图像数据范围的预定范围设定为用于立体匹配的搜索范围；以及搜索步骤，针对该多幅图像之一中的任意点，通过参考提供在参考视差设定步骤中设定的参考视差的另一幅图像中的点，从在搜索范围设定步骤中设定的搜索范围中搜索出另一幅图像中与该任意点匹配的点。