Camera parameter estimation from a long image sequence by tracking markers and natural features

あらまし 動画像からのカメラパラメータの復元は,三次元モデル復元,物体認識,ロボットナビゲーション, 複合現実感など,様々な分野への応用が可能である.しかし,屋外環境のように複雑で広域な環境では,動画像 上の特徴点が頻繁に出現・消失するために,安定した特徴点の追跡が困難となりカメラパラメータ推定の誤差が 累積する.この問題を回避するため,本研究では三次元位置関係が既知の複数個の基準マーカを利用する.提案 手法では,まず基準マーカを動画像の初期フレームの画像上で指定し,第 2フレーム目以後で自然特徴点を画像 上で自動追跡することによって,撮影時のカメラの外部パラメータと自然特徴点の三次元位置を逐次推定する. 次に,最終フレームを含む少数の画像上で基準マーカを指定して動画像全体での最適化を行うことにより,累積 的な外部パラメータの推定誤差を最小化する.また,自然特徴点の追跡と三次元復元の処理を統合的に扱うこと で,安定した自然特徴点の追跡を行う.実験では,屋外環境を撮影した動画像を入力とした復元結果を示し,評 価を行うことで本手法の有効性を示す. キーワード 三次元復元,単眼動画像,カメラパラメータ,自然特徴点,マーカ

[1]  Harpreet Sawhney,et al.  Multi-view 3D estimation and applications to match move , 1999, Proceedings IEEE Workshop on Multi-View Modeling and Analysis of Visual Scenes (MVIEW'99).

[2]  David W. Jacobs,et al.  Linear fitting with missing data: applications to structure-from-motion and to characterizing intensity images , 1997, Proceedings of IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition.

[3]  Takeo Kanade,et al.  Shape and motion from image streams under orthography: a factorization method , 1992, International Journal of Computer Vision.

[4]  Gerald Roth,et al.  Using projective vision to find camera positions in an image sequence , 2000 .

[5]  Christopher G. Harris,et al.  A Combined Corner and Edge Detector , 1988, Alvey Vision Conference.

[6]  Richard Szeliski,et al.  Recovering 3D Shape and Motion from Image Streams Using Nonlinear Least Squares , 1994, J. Vis. Commun. Image Represent..

[7]  Paul A. Beardsley,et al.  Sequential Updating of Projective and Affine Structure from Motion , 1997, International Journal of Computer Vision.

[8]  Takeo Kanade,et al.  A Paraperspective Factorization Method for Shape and Motion Recovery , 1994, ECCV.

[9]  Reinhard Koch,et al.  Three-dimensional scene reconstruction from images , 2000, Electronic Imaging.

[10]  Cordelia Schmid,et al.  Comparing and evaluating interest points , 1998, Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271).

[11]  R. Y. Tsai,et al.  An Efficient and Accurate Camera Calibration Technique for 3D Machine Vision , 1986, CVPR 1986.