リフレクションステレオのキャリブレーション

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  • リフレクションステレオ ノ キャリブレーション
  • Calibration for Reflection Stereo

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抄録

本論文では，透明板や両面ハーフミラー板の反射像や透過像を使った距離計測手法（リフレクションステレオ）に対するキャリブレーション手法を提案する．透明板に入射する光線は，透明板表面で反射光と透過光とに分かれ，さらにこの透過光は透明板裏面で一部が反射して再び表面を透過する．このため，透明板に映る像は，対象までの距離に応じた位置ずれのある2重像となる．同様に，透明板の両面にハーフミラーコーティングを施した両面ハーフミラー板を透過する光線は，2面のハーフミラーをどちらも透過する光線と内部で反射する光線とに分かれる．このため，両面ハーフミラー板の透過像も，対象までの距離に応じた位置ずれのある2重像となる．このような1枚の2重像から対象までの距離を求めるためには，リフレクションステレオの外部パラメータに相当する，透明板や両面ハーフミラー板の形状や表面位置，屈折率が必要である．提案するキャリブレーション手法では，透明板や両面ハーフミラー板を，その両表面を局所的に平面と見なした非平行平面板で近似する．距離が既知の複数の平面を撮影して，画像上の注目位置に対して2重像間変位を複数計測することで，リフレクションステレオの外部パラメータを推定する．実画像実験を行い，より正確な拘束が利用できることと，正確な距離計測ができることを確認した．

This paper proposes a practical calibration method for a single-camera range estimation using a single complex image with a planar transparent plate or a double-sided half-mirror plate, which are called reflection stereo. A range to an object is obtainable by finding the correspondence on a constraint line in the complex image, which consists of surface and rear-surface reflected image in the planar transparent plate, and also consists of transmitted and internal reflected image through the double-sided half-mirror plate. The range estimation needs the extrinsic parameters of the reflection stereo that include the shape and position of the plate and its refraction index. The proposed method assumes that the plate is non-parallel but planar for a local region around interest point in the complex image. The method estimates the extrinsic parameters from a set of displacements in the complex images. Experiments using real images demonstrate the effectiveness of the proposed calibration method with fine range estimation results.

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