JP2019032600A - Three-dimensional image generation device, three-dimensional image generation method, and three-dimensional image generation program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三次元画像生成装置、三次元画像生成方法、および三次元画像生成プログラムに関する。 The present invention relates to a three-dimensional image generation apparatus, a three-dimensional image generation method, and a three-dimensional image generation program.
可視カメラでは捉える事が出来ない温度情報を示す温度画像を、温度カメラでは捉える事が可能である。本明細書において、「温度カメラ」とは、波長が8μm〜1000μmの範囲の赤外線の画像(遠赤外画像)を撮像できる不可視カメラ(遠赤外カメラ)をいう。この波長範囲の赤外線は、熱赤外線と遠赤外線とを含む。そのため、温度カメラ(不可視カメラ;遠赤外カメラ)を用いることにより、プラントや設備などの異常を、温度画像(遠赤外画像)から得ることが可能となる。 A temperature image showing temperature information that cannot be captured by a visible camera can be captured by a temperature camera. In this specification, the “temperature camera” refers to an invisible camera (far infrared camera) capable of capturing an infrared image (far infrared image) having a wavelength in the range of 8 μm to 1000 μm. Infrared rays in this wavelength range include thermal infrared rays and far infrared rays. Therefore, by using a temperature camera (invisible camera; far-infrared camera), it is possible to obtain an abnormality such as a plant or facility from a temperature image (far-infrared image).
しかしながら、温度画像(遠赤外画像)だけでは幾何学的形状が分かりにくいといった問題がある。そこで、可視カメラと温度カメラ(遠赤外カメラ)とを併用することにより、この欠点を補う研究がなされている。 However, there is a problem in that it is difficult to understand the geometric shape only by the temperature image (far infrared image). Therefore, studies have been made to compensate for this drawback by using a visible camera and a temperature camera (far infrared camera) in combination.
例えば、特許文献1は、物体の二次元温度画像を立体的な三次元画像に変換する、温度画像の三次元化装置を開示している。この特許文献1に開示された、温度画像の三次元化装置は、対象物の三次元情報及び温度画像情報に基づいて、対象物の温度画像を三次元化する装置である。三次元化装置は、サーモグラフィ(温度画像取得手段)と、三次元情報取得手段と、座標対応付手段とを備えている。サーモグラフィ(温度画像取得手段)は、対象物及び基準物からの発熱に基づいて温度画像情報を取得する。三次元情報取得手段は、対象物の三次元情報を取得する。座標対応付手段は、サーモグラフィにより得られた温度画像情報中の特定の温度画像座標と三次元情報取得手段により得られた三次元情報中の特定の実画像とを対応付ける。モニタには、対象物の温度画像や三次元画像が個別に、或いは同一画面に同時に表示することができる。三次元化装置は、対象物の基準点を定めるために、既知の座標を有する発熱源(例えば複数個の豆電球等)を基準点として生成する基準物を備える。 For example, Patent Document 1 discloses a three-dimensional temperature image conversion device that converts a two-dimensional temperature image of an object into a three-dimensional three-dimensional image. The temperature image three-dimensional device disclosed in Patent Document 1 is a device that three-dimensionalizes a temperature image of an object based on the three-dimensional information and temperature image information of the object. The three-dimensional apparatus includes thermography (temperature image acquisition means), three-dimensional information acquisition means, and coordinate correspondence means. The thermography (temperature image acquisition means) acquires temperature image information based on heat generated from the object and the reference object. The three-dimensional information acquisition unit acquires three-dimensional information of the target object. The coordinate association means associates specific temperature image coordinates in the temperature image information obtained by thermography with a specific actual image in the three-dimensional information obtained by the three-dimensional information acquisition means. On the monitor, the temperature image and three-dimensional image of the object can be displayed individually or simultaneously on the same screen. The three-dimensional device includes a reference object that generates a heat source (eg, a plurality of miniature bulbs) having known coordinates as a reference point in order to determine a reference point of the object.
特許文献1において、三次元化装置は、対象物と豆電球の温度画像情報(温度情報と座標を有する情報)を同時に取得して、対象物の三次元情報を取得する。三次元化装置は、豆電球の実座標と温度画像座標とのキャリブレーションを行なうことにより、実座標から温度画像座標への変換式を決定している。そして、三次元化装置は、決定された変換式に基づいて三次元情報の全ての実画像を温度画像座標に変換し、変換された温度画像情報に基づいて温度情報を抽出して温度画像を三次元化している。特許文献1において、三次元情報取得手段は、所定のエリアに磁気ベクトルを形成するトランスミッタと、対象物に光を照射する投光手段と、この投光手段により物体表面に照射された光を撮像する撮像手段と、三次元化装置の三次元位置と姿勢を検出する三次元磁気センサとを備える。 In Patent Document 1, the three-dimensional device acquires temperature image information (information having temperature information and coordinates) of an object and a miniature light bulb at the same time, and acquires three-dimensional information of the object. The three-dimensional apparatus determines the conversion formula from the actual coordinates to the temperature image coordinates by calibrating the actual coordinates of the miniature light bulb and the temperature image coordinates. Then, the three-dimensional device converts all the real images of the three-dimensional information into temperature image coordinates based on the determined conversion formula, extracts the temperature information based on the converted temperature image information, and converts the temperature image into 3D. In Patent Document 1, the three-dimensional information acquisition unit images a transmitter that forms a magnetic vector in a predetermined area, a light projecting unit that irradiates light on an object, and light irradiated on the object surface by the light projecting unit. And a three-dimensional magnetic sensor for detecting the three-dimensional position and orientation of the three-dimensional device.
また、特許文献2は、赤外画像と可視画像との融合により車両の周辺を可視化するための方法および装置を開示している。特許文献2に開示された、暗闇の中で車両の周辺を可視化するための装置は、周辺のデジタルデータが含まれた可視画像を提供する一つの可視カメラと、周辺のデジタルデータが含まれた赤外画像を提供する一つの赤外カメラとを有するカメラ装置を有する。可視画像には視覚的可視物体が表示され、赤外画像には視覚的可視物体および/またはそれ以外の物体が発する赤外線が表示される。画像処理ユニットは、可視画像と赤外画像との画像融合を実行する。画像表示ユニットは、画像処理ユニットにより生成された周辺画像を表示する。 Patent Document 2 discloses a method and apparatus for visualizing the periphery of a vehicle by fusing an infrared image and a visible image. The device disclosed in Patent Document 2 for visualizing the periphery of a vehicle in the dark includes one visible camera that provides a visible image including the surrounding digital data and the surrounding digital data. And a camera device having one infrared camera for providing an infrared image. A visible visible object is displayed on the visible image, and an infrared image generated by the visually visible object and / or other object is displayed on the infrared image. The image processing unit performs image fusion between the visible image and the infrared image. The image display unit displays the peripheral image generated by the image processing unit.
特許文献2において、画像処理ユニットは、第1の正規化装置、第2の正規化装置、アライメント装置、および重ね合わせ・融合装置を有している。可視画像の歪みないしは光学収差は、第1の正規化装置により除去される。赤外画像の歪みないしは光学収差は、第2の正規化装置により除去される。正規化後の画像は、レジストレーション工程によって、アライメント装置によりレジストレーションパラメータを使用しながら互いにアライメント処理される。すなわち、正規化後の両画像は、同一の物体が、実質的に同一地点、実質的に同一のサイズで、融合後の画像に出現するように、互いに対してアライメント処理される。互いに対してアライメント処理された画像は、重ね合わせ・融合装置において、デジタルデータ処理により重ね合わせ、ないしは融合される。 In Patent Document 2, the image processing unit includes a first normalization device, a second normalization device, an alignment device, and an overlay / fusion device. The distortion or optical aberration of the visible image is removed by the first normalization device. The distortion or optical aberration of the infrared image is removed by the second normalization device. The normalized images are aligned with each other in the registration process using the registration parameters by the alignment apparatus. That is, both images after normalization are aligned with each other so that the same object appears in the fused image at substantially the same point and substantially the same size. The images aligned with each other are superimposed or fused by digital data processing in a superposition / fusion apparatus.
特許文献3は、可搬性に優れた上で、構造物のひび割れや空洞等の欠陥部の有無を容易に検出することができる携帯型の撮像装置を開示している。特許文献3に開示された撮像装置は、撮像対象である構造物の可視画像データを撮像するディジタルカメラと、構造物の熱画像データを撮像する赤外線カメラとを、筐体の内部に備える。ディジタルカメラおよび赤外線カメラは、それぞれの光軸が互いに平行となるように調整されている。これにより、ディジタルカメラおよび赤外線カメラのそれぞれによって撮像される画像データの中心が、被写体上においてディジタルカメラと赤外線カメラとの間隔と同距離だけ離隔した点を示すように調整することが可能となる。ディジタルカメラ及び赤外線カメラについてのそれぞれの光学系の画角に基づいて算出される視野サイズの比を考慮して、画角の大きい画像の中心付近から、画角の小さい方の画像の画角分を切り取り、これをディジタルカメラと赤外線カメラとの間隔と同距離だけ移動して重ね合わせる。このことにより、被写体までの距離にかかわらず、可視画像データと熱画像データとを重ね合わせることができ、熱画像データと可視画像データとを重畳して融合させた熱可視融合画像データを高精度に生成することが可能となる。 Patent Document 3 discloses a portable imaging device that is excellent in portability and can easily detect the presence or absence of a defect such as a crack in a structure or a cavity. The imaging device disclosed in Patent Literature 3 includes a digital camera that captures visible image data of a structure that is an imaging target and an infrared camera that captures thermal image data of the structure inside the casing. The digital camera and the infrared camera are adjusted so that their optical axes are parallel to each other. This makes it possible to adjust the center of the image data captured by each of the digital camera and the infrared camera to indicate a point on the subject that is separated by the same distance as the distance between the digital camera and the infrared camera. Taking into account the ratio of field size calculated based on the angle of view of each optical system for digital cameras and infrared cameras, the angle of view of the image with the smaller angle of view from the vicinity of the center of the image with the larger angle of view. Are moved and overlapped by the same distance as the distance between the digital camera and the infrared camera. This makes it possible to superimpose visible image data and thermal image data regardless of the distance to the subject, and highly accurate thermal-visible fusion image data obtained by superimposing and fusing thermal image data and visible image data. Can be generated.
特許文献3において、可視画像データ及び熱画像データが供給されると、画像処理部は、これら可視画像データ及び熱画像データを等縮尺に補正し、補正後の等縮尺画像データをSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)に格納する。撮像装置においては、画像処理部により、レンズ収差補正処理及びパララックス補正処理が実行される。ディジタルカメラ及び赤外線カメラのカメラレンズ画角が異なる場合、これらディジタルカメラと赤外線カメラとのそれぞれのカメラ光学系中心間距離と、ディジタルカメラによるオートフォーカス機能を用いて取得された構造物までの距離とを用いて、可視画像データと熱画像データとの視点の違いによる視差(パララックス)を補正することができる。このようなパララックス補正処理を行うと、視野及び画角が一致した可視画像データと熱画像データとを重畳して融合させた熱可視融合画像データが生成される。 In Patent Document 3, when visible image data and thermal image data are supplied, the image processing unit corrects the visible image data and the thermal image data to an equal scale, and the corrected isometric image data is converted to SDRAM (Synchronous Dynamic Data). Random Access Memory). In the imaging apparatus, lens aberration correction processing and parallax correction processing are executed by the image processing unit. When the camera lens angle of view of the digital camera and infrared camera is different, the distance between the center of the optical system of each of the digital camera and the infrared camera, and the distance to the structure acquired using the autofocus function by the digital camera Can be used to correct parallax due to a difference in viewpoint between visible image data and thermal image data. When such a parallax correction process is performed, thermo-visible fusion image data is generated by superimposing and fusing the visible image data and the thermal image data having the same field of view and angle of view.
特許文献4は、ステレオマッチング法等を用いて距離画像を生成する距離画像生成方法及びその装置を開示している。「距離画像」とは、被写体の各物点までの距離を各画素の画素値とした画像である。特許文献4において、カメラの本体には撮像部(主撮像部)PAと撮像部(副撮像部)PBの2つが設けられている。撮像部PAは、可視光の画像を撮像する。一方、撮像部PBは、距離画像を生成するために用いられ、撮像部PAと異なる視線方向からの可視光の画像を取り込む。これによって、撮像部PAと撮像部PBによって取り込まれた2つの画像がステレオ画像としてステレオマッチング法による距離画像の生成に使用される。 Patent Document 4 discloses a distance image generation method and apparatus for generating a distance image using a stereo matching method or the like. The “distance image” is an image in which the distance to each object point of the subject is the pixel value of each pixel. In Patent Document 4, the camera body is provided with an imaging unit (main imaging unit) PA and an imaging unit (sub-imaging unit) PB. The imaging unit PA captures an image of visible light. On the other hand, the imaging unit PB is used to generate a distance image, and captures an image of visible light from a different viewing direction than the imaging unit PA. Accordingly, the two images captured by the imaging unit PA and the imaging unit PB are used as a stereo image for generating a distance image by the stereo matching method.
特許文献4において、撮像部PBの撮影レンズLBの上下には、赤外光を出射する赤外光照射部が設けられている。これらの赤外光照射部から被写体に照射されて反射した赤外光(赤外光を含む光)によって結像された画像が撮像部PBにより取り込まれる。その赤外光により結像された画像(赤外画像)は、赤外光を使用したTOF(Time of Flight)法による距離画像の生成に使用される。その赤外画像を示す画像信号は、イメージセンサから出力されてA/D変換器によりデジタル信号に変換された後、TOF距離画像生成部に取り込まれる。そのTOF距離画像生成部において、TOF法により被写体の各物点までの距離を各画素の画素値とした距離画像が生成される。 In Patent Document 4, an infrared light irradiation unit that emits infrared light is provided above and below the photographing lens LB of the imaging unit PB. An image formed by infrared light (light including infrared light) irradiated and reflected by the subject from these infrared light irradiation units is captured by the imaging unit PB. The image (infrared image) imaged by the infrared light is used to generate a distance image by the TOF (Time of Flight) method using the infrared light. The image signal indicating the infrared image is output from the image sensor, converted into a digital signal by the A / D converter, and then taken into the TOF distance image generation unit. In the TOF distance image generation unit, a distance image with the distance to each object point of the subject as the pixel value of each pixel is generated by the TOF method.
尚、特許文献5は、種類の異なる複数のカメラ同士をキャリブレートするキャリブレーションボードを開示している。 Patent Document 5 discloses a calibration board for calibrating a plurality of different types of cameras.
しかしながら、上述した先行技術文献には、次に述べるような問題がある。 However, the above-described prior art documents have the following problems.
特許文献1では、三次元情報取得手段が、トランスミッタ、投光手段、撮像手段、および三次元磁気センサなどを含む、物理的な多数のハードウェアとして実現されている。そのため、装置が大型になってしまい、小型化が困難になるという問題がある。 In Patent Document 1, the three-dimensional information acquisition unit is realized as a large number of physical hardware including a transmitter, a light projecting unit, an imaging unit, a three-dimensional magnetic sensor, and the like. Therefore, there is a problem that the apparatus becomes large and it is difficult to reduce the size.
特許文献2は、単に、可視画像と赤外画像とを融合して、二次元の融合画像を生成する技術を開示しているに過ぎない。すなわち、特許文献2では、三次元の融合画像を得ることができない。 Patent Document 2 merely discloses a technique for fusing a visible image and an infrared image to generate a two-dimensional fused image. That is, in Patent Document 2, a three-dimensional fusion image cannot be obtained.
特許文献3も、単に、可視画像データと熱画像データとを重畳して融合させて、二次元の熱可視融合画像データを生成する技術を開示しているに過ぎない。したがって、特許文献3でも、三次元の熱可視融合画像データを得ることができない。 Patent Document 3 simply discloses a technique for generating two-dimensional thermo-visible fusion image data by superimposing and fusing visible image data and thermal image data. Therefore, even in Patent Document 3, three-dimensional thermo-visible fusion image data cannot be obtained.
特許文献4は、単に、ステレオマッチング法やTOF法を用いて距離画像を生成する方法を開示しているに過ぎない。 Patent Document 4 merely discloses a method for generating a distance image using a stereo matching method or a TOF method.
特許文献5は、単に、種類の異なる複数のカメラ同士をキャリブレートするキャリブレーションボードを開示しているに過ぎない。 Patent Document 5 merely discloses a calibration board that calibrates a plurality of different types of cameras.
本発明の目的は、上述した課題を解決できる三次元画像生成装置、三次元画像生成方法、および三次元画像生成プログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a 3D image generation apparatus, a 3D image generation method, and a 3D image generation program that can solve the above-described problems.
本発明の一形態に係る三次元画像生成装置は、可視画像を撮像できる可視カメラと、8μm〜1000μmの波長範囲の遠赤外画像を撮像できる遠赤外カメラとを含み、前記可視カメラと前記遠赤外カメラとの間の相対位置が固定されている撮像装置を、被写体に対して移動させて、前記被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成装置であって、前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得手段と;前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得手段と;前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成手段と;前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成手段と;前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を予め記憶する記憶手段と;前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索手段と;前記決定されたスケール情報に基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳手段と;を備える。 A three-dimensional image generation apparatus according to an aspect of the present invention includes a visible camera that can capture a visible image, and a far-infrared camera that can capture a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm. A three-dimensional image generation device for generating a three-dimensional image of the subject by moving an imaging device having a fixed relative position with respect to the far-infrared camera relative to the subject, and imaging with the visible camera A first image acquisition unit configured to acquire a visible image group including a plurality of visible images of the subject; and far infrared including a plurality of far infrared images of the subject captured by the far infrared camera. Second image acquisition means for acquiring an image group; first reconstruction means for reconstructing a three-dimensional model from the visible image group to obtain a visible distance image; and a three-dimensional model from the far-infrared image group Reconstruct the far-infrared distance image Second reconstructing means for obtaining an image; storage means for preliminarily storing a position and orientation relationship between the visible camera and the far-infrared camera; and primary processing of the visible distance image and the far-infrared distance image One-dimensional search means for determining scale information representing a correspondence relationship between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure in comparison with the original search; based on the determined scale information, Superimposing means for superimposing corresponding far-infrared images on each visible image using a position and orientation relationship between cameras to obtain a three-dimensional image of the subject.
本発明の他の形態に係る三次元画像生成方法は、可視画像を撮像できる可視カメラと、8μm〜1000μmの波長範囲の遠赤外画像を撮像できる遠赤外カメラとを含み、前記可視カメラと前記遠赤外カメラとの間の相対位置が固定されている撮像装置を、被写体に対して連続的に移動させて、前記被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成装置における三次元画像生成方法であって、第1の画像取得部が、前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得工程と;第2の画像取得部が、前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得工程と;第1の再構成部が、前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成工程と; 第2の再構成部が、前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成工程と;前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を予め、記憶装置に記憶する工程と;一次元探索部が、前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索工程と;重畳部が、前記決定されたスケール情報に基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳工程と;を含む。 A three-dimensional image generation method according to another aspect of the present invention includes a visible camera that can capture a visible image, and a far-infrared camera that can capture a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm. Three-dimensional image generation in a three-dimensional image generation device that generates a three-dimensional image of the subject by continuously moving an imaging device having a fixed relative position to the far-infrared camera with respect to the subject A first image acquisition step in which a first image acquisition unit acquires a visible image group made up of a plurality of visible images of the subject imaged by the visible camera; and a second image acquisition unit A second image acquisition step of acquiring a far-infrared image group composed of a plurality of far-infrared images of the subject imaged by the far-infrared camera; and a first reconstruction unit includes the visible image Reconstruct 3D model from group A first reconstruction step for obtaining a viewing distance image; a second reconstruction step for obtaining a far-infrared distance image by a second reconstruction unit reconstructing a three-dimensional model from the far-infrared image group; Storing a positional orientation relationship between the visible camera and the far-infrared camera in a storage device in advance; and a one-dimensional search unit firstly processing the visible distance image and the far-infrared distance image. A one-dimensional search step for determining scale information representing a correspondence relationship between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure in comparison with an original search; And a superimposing step of superimposing corresponding far-infrared images on each visible image using a position and orientation relationship between the cameras to obtain a three-dimensional image of the subject.
本発明の他の形態に係る三次元画像生成プログラムは、可視画像を撮像できる可視カメラと、8μm〜1000μmの波長範囲の遠赤外画像を撮像できる遠赤外カメラとを含み、前記可視カメラと前記遠赤外カメラとの間の相対位置が固定されている撮像装置を、被写体に対して連続的に移動させて、三次元画像生成装置のコンピュータに、前記被写体の三次元画像を生成させる三次元画像生成プログラムであって、前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得手順と;前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得手順と;前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成手順と;前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成手順と;前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を、予め記憶装置に記憶する手順と; 前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索手順と;前記決定されたスケール情報に基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳手順と:を前記コンピュータに実行させる。 A three-dimensional image generation program according to another aspect of the present invention includes a visible camera that can capture a visible image, and a far-infrared camera that can capture a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm. A tertiary that causes the computer of the three-dimensional image generation device to generate a three-dimensional image of the subject by continuously moving an imaging device having a fixed relative position with the far-infrared camera relative to the subject. A first image acquisition procedure, which is an original image generation program, for acquiring a visible image group made up of a plurality of visible images of the subject captured by the visible camera; A second image acquisition procedure for acquiring a far-infrared image group composed of a plurality of far-infrared images of a subject; and a first reconstruction for reconstructing a three-dimensional model from the visible image group to obtain a visible distance image Procedure and A second reconstruction procedure for reconstructing a three-dimensional model from the far-infrared image group to obtain a far-infrared distance image; and a positional posture relationship between the visible camera and the far-infrared camera. A procedure for storing in advance in a storage device; the visible distance image and the far-infrared distance image are compared by a one-dimensional search, and the correspondence relationship between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure A one-dimensional search procedure for determining scale information representing the image; superimposing each corresponding far-infrared image on each visible image using a position and orientation relationship between the cameras based on the determined scale information And a superimposing procedure for obtaining a three-dimensional image of the subject.
本発明によれば、各遠赤外画像を、正しい位置で、対応する各可視画像上に重畳することが可能となる。 According to the present invention, each far-infrared image can be superimposed on each corresponding visible image at a correct position.
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
[構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置100を含む三次元画像生成システム10の概略構成を示すブロック図である。
[Description of configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a 3D
図1を参照すると、三次元画像生成システム10は、可視カメラ12および遠赤外カメラ14を含む撮像装置と、本発明の実施の形態に係る三次元画像生成装置100と、モニタ16とから成る。
Referring to FIG. 1, a 3D
可視カメラ12は可視画像を撮像できるカメラである。遠赤外カメラ14は、8μm〜1000μmの波長範囲の遠赤外画像(温度画像)を撮像できるカメラである。撮像装置は、可視カメラ12と遠赤外カメラ14との間の相対位置が固定されている装置である。すなわち、撮像装置は、可視カメラ12と遠赤外カメラ14とが、同一の軸(図示せず)に並列に固定された、ハンドヘルドデバイスである。撮像装置は、それ自体を動かしていくことによって、被写体(環境)15を撮影することができる。
The
なお、可視カメラ12はRGB(red, green, blue)カメラとも呼ばれ、遠赤外カメラ14は温度カメラとも呼ばれる。
The
三次元画像生成装置100は、このような撮像装置を用いて、後述するように、被写体15の三次元画像を生成する。生成される被写体15の三次元画像は、RGB−T(temperature)三次元画像とも呼ばれる。
The three-dimensional
モニタ16は、RGB−T三次元画像を表示する装置である。モニタ16は、LCD(Liquid Crystal Display)やPDP(Plasma Display Panel)などの表示装置からなる。
The
三次元画像生成装置100は、プログラム制御により動作するパーソナルコンピュータ(PC)で実現可能である。
The three-dimensional
図2は、三次元画像生成装置100の内部構成を示すブロック図である。三次元画像生成装置100は、後述するプログラムやデータを記憶する記憶装置102と、データを処理するデータ処理装置104とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal configuration of the 3D
記憶装置102は、ハードディスクやリードオンリメモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)などのメモリからなる。記憶装置102は、データ処理装置104における各種処理に必要な処理情報(後述する)やプログラム201を記憶する機能を有する。
The
データ処理装置104は、MPU(micro processing unit)などのマイクロプロセッサや中央処理装置(CPU)からなる。データ処理装置104は、記憶装置102からプログラム201を読み込んで、プログラム201に従ってデータを処理する各種処理部を実現する機能を有する。
The
データ処理装置104で実現される主な処理部は、第1の画像取得部301、第2の画像取得部302、第1の再構成部303、第2の再構成部304、一次元探索部305、および重畳部306からなる。
The main processing units realized by the
第1の画像取得部301は、可視カメラ12で撮像された、被写体15の複数の可視画像から成る可視画像群202を取得する。取得された可視画像群202は、記憶装置102に保存される。
The first
同様に、第2の画像取得部302は、遠赤外カメラ14で撮像された、被写体15の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群203を取得する。取得された遠赤外画像群203は、記憶装置102に保存される。
Similarly, the second
第1の再構成部303は、可視画像群202からDSO(Direct Sparse Odometry)により三次元モデルを再構成して、可視距離画像204を得る。得られた可視距離画像204は、記憶装置102に保存される。ここで、DSOとは、新規な高精度スパース直接構成運動式に基づく、視覚走行距離測定法であって、この技術分野において周知の技術である。
The
同様に、第2の再構成部304は、遠赤外画像群203からDSOにより三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像205を得る。得られた遠赤外距離画像205は、記憶装置102に保存される。
Similarly, the
記憶装置102は、可視カメラ12と遠赤外カメラ14とのカメラ間の位置姿勢関係206を予め記憶している。カメラ間の位置姿勢関係206の生成方法については、後で説明する。
The
一次元探索部305は、可視距離画像204と遠赤外距離画像205とを一次元探索により比較して、後述のように、カメラ間の位置姿勢関係206の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報207を決定する。決定されたスケール情報207は、記憶装置102に保存される。
The one-
重畳部306は、決定されたスケール情報207に基づいて、カメラ間の位置姿勢関係206を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、被写体15の三次元画像208を得る。得られた三次元画像208は、記憶装置102に保存される。
Based on the
本実施の形態の特徴は、スケール情報207を決定したことにある。詳述すると、特許文献1に開示されているようなハードウェアを使用しないで、三次元画像を生成しようとしたとする。その場合、撮像装置の移動量を考慮しないで(換言すれば、三次元情報を取得しないで)、三次元画像を生成することになる。その結果、得られた三次元画像では、そのスケール情報が不定になり、遠赤外カメラ14で撮像された遠赤外画像(温度画像)を位置合わせして、可視カメラ12で撮像された可視画像に重畳することが出来ない。
The feature of this embodiment is that the
そこで、本実施の形態では、一次元探索部305が、可視距離画像204と遠赤外距離画像205とを一次元探索により比較して、スケール情報207を決定している。これにより、重畳部306は、決定されたスケール情報207に基づいて、カメラ間の位置姿勢関係206を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、被写体15の三次元画像208を得ることが可能となる。
Therefore, in the present embodiment, the one-
図3を参照して、カメラ間の位置姿勢関係206を算出する方法について説明する。この方法では、キャリブレーションボード17を使用する。このキャリブレーションボード17としては、例えば、上述した特許文献5に開示されているキャリブレーションボードを使用することができる。具体的には、キャリブレーションボード17は、例えば、ホットカーペットの上に断熱材をのせていくことによって、温度が上昇しやすい部分としにくい部分とを作ることによって温度差を設けて、遠赤外カメラ14からでもキャリブレーションをすることができるボードである。
With reference to FIG. 3, a method of calculating the position /
先ず、第1の画像取得部301は、キャリブレーションボード17を可視カメラ12で撮像した可視画像202−1を取得し、記憶装置102に保存する。同様に、第2の画像取得部302は、キャリブレーションボード17を遠赤外カメラ14で撮像した遠赤外画像203−1を取得し、記憶装置102に保存する。
First, the first
データ処理装置104は、パラメータ算出部307と姿勢関係算出部308とを含む。
The
パラメータ算出部307は、可視画像202−1と遠赤外画像203−1と用いて、可視カメラ12および遠赤外カメラ14の内部パラメータとカメラ間の外部パラメータとを算出する。姿勢関係算出部308は、算出した内部パラメータと算出した外部パラメータとを用いて、カメラ間の位置姿勢関係206を算出する。算出された、カメラ間の位置姿勢関係206は、記憶装置102に保存される。
The
次に、図2に加えて図4をも参照して、スケール情報207を算出する方法について説明する。図4は、一次元探索部305の動作を説明するためのフロー図である。
Next, a method for calculating the
先ず、図2を参照すると、第1の再構成部303は、可視カメラ12の位置姿勢と可視画像群202とから、マルチベースラインステレオ法を用いて可視距離画像204を生成する。生成された可視距離画像204は、記憶装置102に保存される。
First, referring to FIG. 2, the
同様に、第2の再構成部304は、遠赤外カメラ14の位置姿勢と遠赤外画像群203とから、マルチベースラインステレオ法を用いて遠赤外距離画像205を生成する。生成された遠赤外距離画像205は、記憶装置102に保存される。
Similarly, the
なお、「マルチベースラインステレオ法」は、この技術分野において周知の方法であるので、説明を省略する。 The “multi-baseline stereo method” is a well-known method in this technical field, and thus the description thereof is omitted.
図4に移って、先ず、一次元探索部305は、可視距離画像204を遠赤外カメラ14の画像座標上の距離画像に変換する(ステップS101)。
4, first, the one-
次に、一次元探索部305は、この変換した距離画像と遠赤外距離画像205とを相互情報量を用いて比較することによってスコアを求める(ステップS102)。
Next, the one-
最後に、一次元探索部305は、このスコアが最も高くなる、スケール情報207を決定する(ステップS103)。決定したスケール情報207は、記憶装置102に保存される。
Finally, the one-
[動作の説明]
次に、図5および図6を参照して、本実施の形態に係る三次元画像生成システム10の全体の動作について詳細に説明する。
[Description of operation]
Next, the overall operation of the 3D
まず、撮像装置を移動させながら、可視カメラ12および遠赤外カメラ14にて、それぞれ、被写体15を撮像する(ステップS201AおよびS201B)。
First, the subject 15 is imaged by the
これにより、第1の画像取得部301は、可視カメラ12で撮像された、被写体15の複数の可視画像から成る可視画像群202を取得し(ステップS202A)、第2の画像取得部302は、遠赤外カメラ14で撮像された、被写体の15の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群203を取得する(ステップS202B)。取得した可視画像群202および遠赤外画像群203は、記憶装置102に保存される。
Thereby, the first
引き続いて、第1の再構成部303は、可視画像群202からDSOにより三次元モデルを再構成して、可視距離画像204を得る(ステップS203A)。同様に、第2の再構成部304は、遠赤外画像群203からDSOにより三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像205を得る(ステップS203B)。得られた可視距離画像204および遠赤外距離画像205は、記憶装置102に保存される。
Subsequently, the
次に、一次元探索部305は、可視距離画像204と遠赤外画像205とを一次元探索により比較して、スケール情報207を決定する(ステップS204)。決定されたスケール情報207は、記憶装置102に保存される。
Next, the one-
重畳部306は、決定されたスケール情報207に基づいて、カメラ間の位置姿勢関係206を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、被写体15のRGB−T三次元画像208を得る(ステップS205)。
Based on the
このようにして得られたRGB−T三次元画像208は、モニタ16に出力され、モニタ16の画面上に表示される(ステップS206)。
The RGB-T three-
[効果の説明]
次に、本実施の形態の効果について説明する。
[Description of effects]
Next, the effect of this embodiment will be described.
本発明の実施の形態を用いることで、各遠赤外画像を、正しい位置で、対応する各可視画像上に重畳することが可能となる。その理由は、距離画像を一次元探索により比較することにより、三次元構造のスケール情報を決定しているからである。 By using the embodiment of the present invention, each far-infrared image can be superimposed on each corresponding visible image at a correct position. This is because the scale information of the three-dimensional structure is determined by comparing the distance images by a one-dimensional search.
尚、三次元画像生成装置の各部は、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを用いて実現すればよい。ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態では、RAM(random access memory)に三次元画像生成プログラムが展開され、該三次元画像生成プログラムに基づいて制御部(CPU(central processing unit))等のハードウェアを動作させることによって、各部を各種手段として実現する。また、該三次元画像生成プログラムは、記録媒体に記録されて頒布されても良い。当該記録媒体に記録された画像合成プログラムは、有線、無線、又は記録媒体そのものを介して、メモリに読込まれ、制御部等を動作させる。尚、記録媒体を例示すれば、オプティカルディスクや磁気ディスク、半導体メモリ装置、ハードディスクなどが挙げられる。 In addition, what is necessary is just to implement | achieve each part of a three-dimensional image generation apparatus using the combination of hardware and software. In a form in which hardware and software are combined, a three-dimensional image generation program is expanded in a random access memory (RAM), and hardware such as a control unit (CPU (central processing unit)) is based on the three-dimensional image generation program. Each part is realized as various means. Further, the three-dimensional image generation program may be recorded and distributed on a recording medium. The image composition program recorded on the recording medium is read into the memory via the wired, wireless, or recording medium itself, and operates the control unit and the like. Examples of the recording medium include an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory device, and a hard disk.
上記実施の形態を別の表現で説明すれば、三次元画像生成装置として動作させるコンピュータを、RAMに展開された三次元画像生成プログラムに基づき、第1の画像取得部301、第2の画像取得部302、第1の再構成部303、第2の再構成部304、一次元探索部305、および重畳部306として動作させることで実現することが可能である。
To describe the above-described embodiment in another expression, a computer that operates as a three-dimensional image generation apparatus is based on a three-dimensional image generation program developed in a RAM. The first
また、可視カメラ12および遠赤外カメラ14を含む撮像装置と三次元画像生成装置100とは、一体で構成されてもよく、別体で構成されてもよい。別体で構成する場合、撮像装置は、可視カメラ12および遠赤外カメラ14で撮像した可視画像群および遠赤外画像群を、メモリスティックのような小型メモリカードに一時的に記録したり、可視画像群および遠赤外画像群を示す信号を送信部から外部へ無線で送信するようすればよい。この場合、三次元画像生成装置100は、小型メモリカードに記録された情報を読み取る読取部や、送信部から送信された情報を受信する受信部を備える。
Moreover, the imaging device including the
なお、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。 It should be noted that the specific configuration of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and changes within a range not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
本発明は、配水管の水漏れの検知や、火災現場での二次災害の予防、さらに大規模プラントの損傷の検知等に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for detection of water leaks in distribution pipes, prevention of secondary disasters at fire sites, and detection of damage to large-scale plants.
具体的には、配水管の水漏れの検知において、古い家屋の壁内の配水管に裂け目があり水漏れが発生していたとする。この場合、壁に含まれる水分量の違いから温まる速度が異なる。この為、外壁の表面まで水がしみていない場合においても、本発明に係る三次元画像生成システムを用いることで、水漏れの可能性を可視化することが可能となる。その結果、外壁を壊すことなく、内部の配水管の異常を検知することが可能となる。 Specifically, in the detection of water leaks in the water distribution pipes, it is assumed that there are tears in the water pipes in the walls of the old house and water leaks have occurred. In this case, the heating speed varies depending on the amount of moisture contained in the wall. For this reason, even when water does not soak to the surface of the outer wall, the possibility of water leakage can be visualized by using the three-dimensional image generation system according to the present invention. As a result, it is possible to detect an abnormality in the internal water distribution pipe without breaking the outer wall.
また、火災現場においては、本発明に係る三次元画像生成システムを用いることで、金属でできたドアノブがどれくらい高温になっているかを可視化することが可能となる。そのため、消防士が実際にドアを開けなくとも、内部がどのような状況になっているかを予測することができる。その結果、消防士がドアを開けたときに起こるかもしれない、バックファイア等の二次災害を未然に防止することができる。 Further, in a fire scene, it is possible to visualize how hot a door knob made of metal is by using the three-dimensional image generation system according to the present invention. Therefore, even if the firefighter does not actually open the door, the situation inside can be predicted. As a result, secondary disasters such as backfire that may occur when the firefighter opens the door can be prevented.
さらに、大規模プラントにおいて、本発明に係る三次元画像生成システムを用いることで、設備外壁のわずかな損傷の影響で、通常時の温度状態より明らかに異なる温度分布を可視化することができる。その結果、異常による事故が発生する前に、改修計画を立てることが可能となる。 Furthermore, in the large-scale plant, by using the three-dimensional image generation system according to the present invention, it is possible to visualize a temperature distribution that is clearly different from the normal temperature state due to the slight damage of the facility outer wall. As a result, it is possible to make a repair plan before an accident due to an abnormality occurs.
10 三次元画像生成システム
12 可視カメラ(RGBカメラ)
14 遠赤外カメラ(温度カメラ)
15 被写体
16 モニタ
17 キャリブレーションボード
100 三次元画像生成装置
102 記憶装置
104 データ処理装置
201 プログラム
202 可視画像群
202−1 可視画像
203 遠赤外画像群
203−1 遠赤外画像
204 可視距離画像
205 遠赤外距離画像
206 カメラ間の位置姿勢関係
207 スケール情報
208 三次元画像(RGB−T三次元画像)
301 第1の画像取得部
302 第2の画像取得部
303 第1の再構成部
304 第2の再構成部
305 一次元探索部
306 重畳部
307 パラメータ算出部
308 姿勢関係算出部
10 3D
14 Far-infrared camera (temperature camera)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Subject 16
301 first
Claims (12)
前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得部と、
前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得部と、
前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成部と、
前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成部と、
前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を予め記憶する記憶装置と、
前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索部と、
前記決定されたスケール情報に基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳部と、
を備える三次元画像生成装置。 A visible camera capable of capturing a visible image and a far infrared camera capable of capturing a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm, and a relative position between the visible camera and the far-infrared camera is fixed A three-dimensional image generation device that continuously moves an imaging device with respect to a subject to generate a three-dimensional image of the subject,
A first image acquisition unit that acquires a visible image group composed of a plurality of visible images of the subject imaged by the visible camera;
A second image acquisition unit that acquires a far-infrared image group composed of a plurality of far-infrared images of the subject imaged by the far-infrared camera;
A first reconstruction unit that reconstructs a three-dimensional model from the visible image group to obtain a visible distance image;
A second reconstruction unit for reconstructing a three-dimensional model from the far-infrared image group to obtain a far-infrared distance image;
A storage device that stores in advance a positional orientation relationship between the visible camera and the far-infrared camera;
A one-dimensional search that compares the visible distance image and the far-infrared distance image by a one-dimensional search, and determines scale information representing a correspondence relationship between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure. And
Based on the determined scale information, using the position and orientation relationship between the cameras, superimposing each corresponding far infrared image on each visible image, to obtain a three-dimensional image of the subject;
A three-dimensional image generation apparatus comprising:
前記第2の再構成部は、前記遠赤外カメラの位置姿勢と前記遠赤外画像群とから、前記マルチベースラインステレオ法を用いて前記遠赤外距離画像を生成する、
請求項1又は2に記載の三次元画像生成装置。 The first reconstruction unit generates the visible distance image from a position and orientation of the visible camera and the visible image group using a multi-baseline stereo method,
The second reconstruction unit generates the far-infrared distance image from the position and orientation of the far-infrared camera and the far-infrared image group using the multi-baseline stereo method.
The three-dimensional image generation apparatus according to claim 1 or 2.
第1の画像取得部が、前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得工程と、
第2の画像取得部が、前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得工程と、
第1の再構成部が、前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成工程と、
第2の再構成部が、前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成工程と、
前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を予め、記憶装置に記憶する工程と、
一次元探索部が、前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索工程と、
重畳部が、前記決定されたスケールに基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳工程と、
を含む三次元画像生成方法。 A visible camera capable of capturing a visible image and a far infrared camera capable of capturing a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm, and a relative position between the visible camera and the far-infrared camera is fixed A three-dimensional image generation method in a three-dimensional image generation apparatus for continuously moving an imaging device with respect to a subject to generate a three-dimensional image of the subject,
A first image acquisition step in which a first image acquisition unit acquires a visible image group composed of a plurality of visible images of the subject imaged by the visible camera;
A second image acquisition step of acquiring a far-infrared image group composed of a plurality of far-infrared images of the subject imaged by the far-infrared camera;
A first reconstruction unit that reconstructs a three-dimensional model from the visible image group to obtain a visible distance image; and
A second reconstruction step of reconstructing a three-dimensional model from the far-infrared image group to obtain a far-infrared distance image;
Storing in advance a positional orientation relationship between the visible camera and the far-infrared camera in a storage device;
A one-dimensional search unit compares the visible distance image and the far-infrared distance image by a one-dimensional search, and represents scale information representing the correspondence between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure A one-dimensional search process for determining
A superimposing unit superimposes each corresponding far-infrared image on each visible image using the position and orientation relationship between the cameras based on the determined scale to obtain a three-dimensional image of the subject. Process,
A three-dimensional image generation method including:
前記第2の再構成工程では、前記第2の再構成部が、前記遠赤外カメラの位置姿勢と前記遠赤外画像群とから、前記マルチベースラインステレオ法を用いて前記遠赤外距離画像を生成する、
請求項5又は6に記載の三次元画像生成方法。 In the first reconstruction step, the first reconstruction unit generates the visible distance image from the position and orientation of the visible camera and the visible image group using a multi-baseline stereo method,
In the second reconstruction step, the second reconstruction unit uses the multi-baseline stereo method to calculate the far-infrared distance from the position and orientation of the far-infrared camera and the far-infrared image group. Generate images,
The three-dimensional image generation method according to claim 5 or 6.
前記可視カメラで撮像された、前記被写体の複数の可視画像から成る可視画像群を取得する第1の画像取得手順と、
前記遠赤外カメラで撮像された、前記被写体の複数の遠赤外画像から成る遠赤外画像群を取得する第2の画像取得手順と、
前記可視画像群から三次元モデルを再構成して、可視距離画像を得る第1の再構成手順と、
前記遠赤外画像群から三次元モデルを再構成して、遠赤外距離画像を得る第2の再構成手順と、
前記可視カメラと前記遠赤外カメラとのカメラ間の位置姿勢関係を、予め記憶装置に記憶する手順と、
前記可視距離画像と前記遠赤外距離画像とを一次元探索により比較して、前記カメラ間の位置姿勢関係の大きさと三次元構造の大きさとの対応関係を表すスケール情報を決定する一次元探索手順と、
前記決定されたスケール情報に基づいて、前記カメラ間の位置姿勢関係を用いて、各可視画像上に対応する各遠赤外画像を重畳して、前記被写体の三次元画像を得る重畳手順と、
を前記コンピュータに実行させる三次元画像生成プログラム。 A visible camera capable of capturing a visible image and a far infrared camera capable of capturing a far-infrared image in a wavelength range of 8 μm to 1000 μm, and a relative position between the visible camera and the far-infrared camera is fixed A three-dimensional image generation program for causing a computer of a three-dimensional image generation device to generate a three-dimensional image of the subject by continuously moving the imaging device being moved with respect to the subject,
A first image acquisition procedure for acquiring a visible image group composed of a plurality of visible images of the subject imaged by the visible camera;
A second image acquisition procedure for acquiring a far-infrared image group composed of a plurality of far-infrared images of the subject imaged by the far-infrared camera;
A first reconstruction procedure for reconstructing a three-dimensional model from the visible image group to obtain a visible distance image;
A second reconstruction procedure for reconstructing a three-dimensional model from the far-infrared image group to obtain a far-infrared distance image;
A procedure for storing a positional orientation relationship between the visible camera and the far-infrared camera in a storage device in advance,
A one-dimensional search that compares the visible distance image and the far-infrared distance image by a one-dimensional search, and determines scale information representing a correspondence relationship between the size of the position and orientation relationship between the cameras and the size of the three-dimensional structure. Procedure and
Based on the determined scale information, the position and orientation relationship between the cameras is used to superimpose each corresponding far-infrared image on each visible image to obtain a three-dimensional image of the subject;
A three-dimensional image generation program for causing the computer to execute.
前記第2の再構成手順は、前記コンピュータに、前記遠赤外カメラの位置姿勢と前記遠赤外画像群とから、前記マルチベースラインステレオ法を用いて前記遠赤外距離画像を生成させる、
請求項9又は10に記載の三次元画像生成プログラム。 The first reconstruction procedure causes the computer to generate the visible distance image from the position and orientation of the visible camera and the visible image group using a multi-baseline stereo method,
The second reconstruction procedure causes the computer to generate the far-infrared distance image from the position and orientation of the far-infrared camera and the far-infrared image group using the multi-baseline stereo method.
The three-dimensional image generation program according to claim 9 or 10.
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