機械の目が見たセカイ　-コンピュータビジョンがつくるミライ (9) カメラを用いた3次元計測(3) - サブピクセル推定

○等角直線フィッティングとパラボラフィッティング

テンプレートと小領域間の一致度合を表す評価関数(SADとSSDの場合は誤差、NCCの場合は相関値)をF(d)とし、誤差が最小となった小領域の座標をdmin、その1画素前をdmin -1、1画素後をdmin +1とすると、図2に示すように等角直線フィッティングとパラボラフィッティングによりサブピクセル値(dsub)を求めることができます。

○ピクセルロッキング現象のその対策

実際にサブピクセルを推定した結果が、図3(左)です。図4の画像を0.1画素刻みでバイリニア法によりシフトした画像と、シフト前の画像の変位を、SSDとパラボラフィッティングを用いて求めた結果です(図4の画像は、ステレオマッチングの評価用データセットの画像です)。

図3(左)を良く見ると、サブピクセルが0.5未満のときはマイナスの誤差が、0.5以上のときはプラスの誤差が発生していることが分かるかと思います。これがピクセルロッキング現象です。画像をバイリニア法によりシフトした画像の変位を求める、という理想的な条件下でも0.08pixel前後の誤差が発生してしまうわけです。