專利名稱：用于實現(xiàn)立體對應(yīng)的投光圖案的生成裝置和生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生成對計測對象進行投光的圖案的圖像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，公知有使用通過從互不相同的2個位置拍攝計測對象而得到的2個攝影圖像來獲得計測對象的三維形狀信息和到計測對象的距離信息的“立體法”。在該立體法中，利用在2個攝影圖像之間產(chǎn)生的計測對象的成像位置偏差(視差)，基于三角測量的原理計算深度距離。
在立體法中，為求出視差，需要搜索在各攝影圖像中相互對應(yīng)的點(對應(yīng)點)。將該搜索稱為“立體對應(yīng)(Stereo Correspondence Problem)”。作為立體對應(yīng)的方法，公知有窗口匹配(Window-Based Matching)。
根據(jù)圖12，如下說明窗口匹配的處理內(nèi)容。
首先，將一方的攝影圖像設(shè)為第一圖像G1，在該第一圖像G1中設(shè)定基準像素P1，識別與該基準像素P1對應(yīng)的窗口W1。窗口W1是由基準像素P1和相對于基準像素P1處于預定位置關(guān)系的像素的集合構(gòu)成的像素區(qū)域，在圖12的例子中是由以基準像素P1為中心的3×3像素構(gòu)成的像素區(qū)域。
然后，將另一方的攝影圖像設(shè)為第二圖像G2，將該第二圖像G2中的某個像素設(shè)為對象像素P2，識別與該對象像素P2對應(yīng)的窗口W2。窗口W2是由基準像素P2和相對于基準像素P2處于與上述窗口W1同樣地確定的位置關(guān)系的像素的集合構(gòu)成的像素區(qū)域。
而且，使用構(gòu)成上述窗口W1的各像素的亮度值I1(i)和構(gòu)成上述窗口W2的各像素的亮度值I2(i)，計算出用下述式(式1)表示的歸一化相關(guān)函數(shù)C。
式1C=(Σi=0W-1I1(i)I2(i)-1WΣi=0W-1I1(i)Σi=0W-1I2(i))(Σi=0WI1(i)I1(i)-1WΣi=0W-1I1(i)Σi=0W-1I1(i))12(Σi=0W-1I2(i)I2(i)-1WΣi=0W-1I2(i)Σi=0W-1I2(i))12]]>I1(i)，I2(i)照相機1，2的像素位置i處的亮度值W窗口大小式(1)中“i”是用于根據(jù)像素位置來識別構(gòu)成窗口W1和窗口W2的各像素的識別編號，該識別編號在窗口W1和窗口W2之間，根據(jù)相同規(guī)則來設(shè)定。即，在窗口W1和窗口W2之間，相同識別編號的2個像素在窗口W1中的位置和在窗口W2中的位置一致。
并且，式(1)中“W”是構(gòu)成各窗口W1/W2的像素數(shù)(窗口大小)，圖12的例子中為3×3＝9。
由式(1)計算出的歸一化相關(guān)函數(shù)C是表示上述對象像素P2相對于上述基準像素P1的類似度的值(取-1到1的值)，該值越大(越接近1)這些像素具有對應(yīng)關(guān)系的可能性越高。
因此，將第二圖像G2的各像素依次設(shè)定為對象像素P2，通過與上述相同的處理，計算與該像素相關(guān)的歸一化相關(guān)函數(shù)C，將歸一化相關(guān)函數(shù)C最大的像素當作與上述基準像素P1對應(yīng)的像素，將其設(shè)定為對應(yīng)點。
使用式(1)的方法被稱為歸一化相關(guān)法，是用于立體對應(yīng)的代表性方法之一。
在該方法中，亮度值I1(i)(i＝1～W)以I1’(i)＝αI1(i)+β(α、β是實數(shù))變化的情況下，也能夠得到相同的結(jié)果。即，根據(jù)亮度值I1(i)，I2(i)(i＝1～W)計算出的歸一化相關(guān)函數(shù)C和根據(jù)亮度值I1’(i)，I2(i)計算出的歸一化相關(guān)函數(shù)C’的值相同。
由此，即使因拍攝第一圖像G1的照相機1和拍攝第二圖像G2的照相機2之間的輸出特性的差異等，導致在各圖像的亮度值之間產(chǎn)生線性偏差，也能夠?qū)⒃撈钗眨M行適當?shù)膶?yīng)。
上述窗口匹配是根據(jù)像素的亮度值的分布特性判斷對應(yīng)關(guān)系的方法，因此，例如計測對象是具有單一顏色表面的物體的情況，計測對象表面的亮度分布相同，在攝影圖像上亮度值難以產(chǎn)生變化的情況下，很難進行立體對應(yīng)。
相對于此，在專利文獻1、2以及非專利文獻1中公開了如下技術(shù)將預定的投光圖案投射到計測對象的表面，對計測對象的表面賦予圖形，從而解決上述問題。
更具體講，在專利文獻1中公開了使用隨機圖案的情況，該隨機圖案是將具有預定亮度等級的亮度塊隨機(即，使亮度變化無規(guī)則)配置而得。
并且，在專利文獻2中公開了使用非周期性投光圖案的情況，該非周期性投光圖案基于均勻隨機數(shù)和正態(tài)隨機數(shù)，在點大小、線長度、粗細、位置、濃度等方面均不具有周期性。而且，在專利文獻2中公開了如下技術(shù)根據(jù)圖案變化率、特征量、離散值、圖案匹配等對所生成的投光圖案進行評價，從而判斷該投光圖案的合適性。
并且，在非專利文獻1中公開了基于M系列偽隨機數(shù)列的投光圖案、由白色和黑色構(gòu)成的二進制編碼圖案、由灰度(gray scale)或色彩表示的投光圖案等各種投光圖案。
另外，在圖12中，由測定點MP、照相機1的成像點IP1以及照相機2的成像點IP2形成的平面被稱為核面(epipolar plane)，分別連接測定點MP和成像點IP1/IP2的直線被稱為核線(epipolar line)。若已知照相機1和照相機2之間的位置關(guān)系，則在對象圖像G2上，可知連接測定點MP和成像點IP1的核線的方向，因此，眾所周知，僅在核線上進行對應(yīng)即可。
專利文獻1日本特開2001-91247號公報(
公開日2001年4月6日)專利文獻2日本特開2001-147110號公報(
公開日2001年5月29日)非專利文獻1Jordi Pages，另外3人，“Overview of coded lightprojection techniques for automatic 3D profiling”IEEE InternationalConference on Robotics and Automation，ICRA 2003，pp.133-138，Taipei，Taiwan，14-19thSeptember 200非專利文獻2金子俊一、另外3人、「增分符號相関による孔壁3次元形狀のステレオ畫像計測」精密工學會誌、vol.67，no.1，pp.81-85，200l但是，即使在使用了上述專利文獻l、2以及非專利文獻1中公開的任意的投光圖案的情況下，例如假設(shè)1×3像素的像素區(qū)域構(gòu)成的窗口，在攝影圖像中出現(xiàn)如下情況與某個窗口對應(yīng)的向量為(50，43，23)，與另一窗口對應(yīng)的向量為(100，86，46)。
如上所述，通過使用歸一化相關(guān)函數(shù)(式(1))，即使在各攝影圖像上的亮度值之間產(chǎn)生線性偏差，也能夠?qū)⒃撈钗?。另一方面，在歸一化相關(guān)函數(shù)C中，由于使用現(xiàn)有的投光圖案而產(chǎn)生上述的相互標量倍的關(guān)系的情況下，有可能在它們之間進行錯誤的對應(yīng)。
該情況不限于使用了歸一化相關(guān)函數(shù)(式(1))的情況，例如在非專利文獻2中公開的進行增量符號相關(guān)(Increment Sign Correlation)的情況下也適用。
因此，在現(xiàn)有的投光圖案中，存在不能夠唯一地確定對應(yīng)點，有可能進行錯誤的對應(yīng)的問題。
另外，在上述專利文獻2中，希望通過判斷投光圖案的合適性來減少進行錯誤的對應(yīng)的危險性，但在該技術(shù)中，投射圖案而對其進行拍攝之后，評價所拍攝的圖像，在與基準不一致的情況下，制作其他的圖案，再次進行投射、拍攝、評價，所以不能夠從最初就生成不會引起錯誤對應(yīng)的圖案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，作為用于實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)而對計測對象進行投光的圖案，實現(xiàn)更合適的圖案生成。
本發(fā)明的圖案生成裝置，生成對計測對象進行投光的圖案的圖像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其生成以M值(M是大于等于2的整數(shù))的數(shù)值作為項的數(shù)列；以及圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)列生成單元以如下方式生成所述數(shù)列關(guān)于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量。
在上述結(jié)構(gòu)中，由數(shù)列生成單元生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列。此處，M值的數(shù)值是例如M＝2的情況下為“0”和“1”(二進制表示)的二值數(shù)值，M＝4的情況下為“00”、“01”、“10”以及“11”(二進制表示)的四值數(shù)值。
并且，在上述結(jié)構(gòu)中，由數(shù)列生成單元生成的數(shù)列是如下數(shù)列對于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列，由該各部分數(shù)列表示的向量是方向互不相同的向量(將這樣的在向量集合中某向量與其他的向量方向不同的情況稱為向量方向的“唯一性”)。此處，“預定長度的部分數(shù)列”是指構(gòu)成數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的一部分、連續(xù)的預定長度的數(shù)列。
而且，在上述結(jié)構(gòu)中，由圖像數(shù)據(jù)生成單元將上述數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換成與該各數(shù)據(jù)對應(yīng)的灰度值，生成圖像數(shù)據(jù)。
在這樣得到的圖像數(shù)據(jù)中，由與上述預定長度對應(yīng)的像素列的灰度值表示的向量的方向具有唯一性，相互不成立標量倍的關(guān)系。
本發(fā)明的圖案生成裝置，在上述圖案生成裝置中，所述圖像數(shù)據(jù)生成單元以所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列作為行、在列方向上排列多個該行，由此生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)。
在立體法中，觀測點和立體照相機的各成像點形成三角形(核面)，因此對應(yīng)也可以在三角形的1邊(核線)上進行。因此，通過預先確定立體照相機中的各照相機之間的位置關(guān)系，能夠知道核線的方向，所以可以在該方向上進行立體對應(yīng)。
在上述結(jié)構(gòu)中，在圖像數(shù)據(jù)的行方向上確保了向量方向的唯一性。
本發(fā)明的圖案生成裝置，在上述圖案生成裝置中，所述圖像數(shù)據(jù)生成單元以所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列作為行、在行方向上錯開所述預定長度的同時在列方向上排列多個該行，由此生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)。
在上述結(jié)構(gòu)中，考慮由與上述預定長度對應(yīng)的行數(shù)和列數(shù)構(gòu)成的正方矩陣時，得到的圖像數(shù)據(jù)中的任意正方矩陣相互不成立標量倍的關(guān)系。
本發(fā)明的圖案生成裝置，在上述圖案生成裝置中，為了求出上述數(shù)列，例如可采用如下方式。即，所述M值的數(shù)值是N位的數(shù)值，將由該數(shù)值排列所述預定長度而成的值當作二進制數(shù)的候選值，所述數(shù)列生成單元重復進行通過將所述候選值設(shè)定為2N倍、同時在不超過2N-1次的范圍內(nèi)加1而得到新的候選值的運算。并且，在得到了新的候選值時，確認該候選值所表示的向量是否是方向與以前得到的候選值所表示的向量不同的向量，在是方向不同的向量的情況下，采用該候選值。然后，依次排列所采用的候選值的低N位，由此，生成所述數(shù)列。
也可以通過具備上述任意一種圖案生成裝置和對計測對象投射所述圖案生成裝置所生成的圖案的投光裝置，來構(gòu)成本發(fā)明的圖案投光裝置。
并且，也可以通過具備所述圖案投光裝置和對由所述圖案投光裝置進行了圖案投光的計測對象進行拍攝的立體攝影裝置來構(gòu)成距離計測裝置。
或者，也可以通過具備所述圖案投光裝置和對由所述圖案投光裝置進行了圖案投光的計測對象進行拍攝的攝影裝置來構(gòu)成三維形狀計測裝置。
而且，也可以通過具備上述任意一種圖案生成裝置和進行與所述圖案生成裝置所生成的圖案對應(yīng)的曝光的曝光裝置來構(gòu)成本發(fā)明的圖案形成裝置。
本發(fā)明的圖案生成方法，生成對計測對象進行投光的圖案的圖像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)，其特征在于，包括數(shù)列生成處理，生成以M值(M是大于等于2的整數(shù))的數(shù)值作為項的數(shù)列；以及圖像數(shù)據(jù)生成處理，將通過所述數(shù)列生成處理生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，由此生成所述圖像數(shù)據(jù)，在所述數(shù)列生成處理中以如下方式生成所述數(shù)列關(guān)于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量。
在根據(jù)上述方法得到的圖像數(shù)據(jù)中，如對于上述圖案生成裝置所說明的那樣，由與上述預定長度對應(yīng)的像素列的灰度值表示的向量的方向具有唯一性。
可以通過具備基于上述圖案生成方法的圖案生成步驟和把通過所述圖案生成步驟所生成的圖案形成于光學濾波器上的圖案形成步驟來構(gòu)成本發(fā)明的光學濾波器制造方法。
并且，本發(fā)明的光學濾波器可以是具有由上述圖案生成方法所生成的圖案的光學濾波器。
在根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和方法得到的圖像數(shù)據(jù)中，由與上述預定長度對應(yīng)的像素列的灰度值表示的向量的方向具有唯一性，且相互不成立標量倍的關(guān)系，因此，能夠降低在使用歸一化相關(guān)函數(shù)等情況下進行錯誤的對應(yīng)的危險性，能夠進行準確的對應(yīng)。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的三維形狀計測裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示圖1的三維形狀計測裝置中的圖案生成裝置的數(shù)列生成部以及圖像數(shù)據(jù)生成部所執(zhí)行的處理流程的流程圖。
圖3是用于說明圖2的流程圖中所示的處理內(nèi)容的具體例的圖。
圖4是表示由圖2的流程圖中所示的處理所生成的圖像數(shù)據(jù)的一例的圖。
圖5是表示由圖2的流程圖中所示的處理所生成的圖像數(shù)據(jù)的另一例的圖。
圖6是表示圖1的三維形狀計測裝置的計測結(jié)果的圖。
圖7是用于說明對圖6的計測結(jié)果進行的考察的圖。
圖8是表示本發(fā)明的第一實施方式的距離計測裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式的圖案形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖10是表示本發(fā)明的第二實施方式的三維形狀計測裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖11是表示本發(fā)明的第二實施方式的另一圖案形成裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖12是用于說明立體對應(yīng)的概念的圖。
具體實施例方式根據(jù)圖1～圖8，如下說明本發(fā)明的第一實施方式。
根據(jù)圖1的方框圖說明本實施方式的三維形狀計測裝置1的結(jié)構(gòu)。三維形狀計測裝置1是使用立體法來對計測對象MO的三維形狀進行計測的裝置。
三維形狀計測裝置1具有立體照相機11、立體圖像處理裝置12、投影儀21以及圖案生成裝置22。
立體照相機11是具有第一照相機11a和第二照相機11b的立體照相機，通過從互不相同的位置拍攝計測對象MO，分別生成攝影圖像數(shù)據(jù)。
立體圖像處理裝置12通過使用了由第一和第二照相機11a/11b所生成的各攝影圖像數(shù)據(jù)的立體法，來計算計測對象MO的三維形狀。更具體講，立體圖像處理裝置12利用通過使用上述各攝影圖像數(shù)據(jù)而在2個攝影圖像之間生成的計測對象的成像位置偏差(視差)，基于三角測量的原理來計算深度距離，根據(jù)該深度距離計算計測對象MO的三維形狀。并且，立體圖像處理裝置12為求出上述視差，進行在背景技術(shù)中所說明的基于窗口匹配的立體對應(yīng)。
另外，立體照相機11和立體圖像處理裝置12是以往已知的，所以省略對其詳細結(jié)構(gòu)和處理內(nèi)容的說明。
投影儀21例如由液晶投影儀等構(gòu)成，作為如下的投光裝置發(fā)揮作用將圖案生成裝置22所生成的圖案的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與該圖案對應(yīng)的亮度的光，對計測對象MO進行投光。
上述圖案是為了使計測對象MO的表面具有預定的亮度分布(對計測對象MO的表面進行編碼)、使得能夠在上述立體圖像處理裝置12上更準確地進行基于窗口匹配的立體對應(yīng)而投射的圖案。
即，窗口匹配是根據(jù)像素的亮度值的分布特性來判斷2個攝影圖像之間的對應(yīng)關(guān)系的方法，如計測對象MO具有單一色的表面的情況那樣，在計測對象MO的表面的亮度分布相同，且在攝影圖像上亮度值難以產(chǎn)生變化的情況下，很難進行窗口匹配。為了使計測對象MO的表面具有預定的亮度分布，而將上述圖案投射到計測對象MO的表面，從而在這種情況下也能夠準確地進行窗口匹配。
圖案生成裝置22是生成上述圖案的圖像數(shù)據(jù)，提供給投影儀21的裝置。圖案生成裝置22具有數(shù)列生成部22a，其生成以M值(M是大于等于2的整數(shù))的數(shù)值作為項的數(shù)列{an}；圖像數(shù)據(jù)生成部22b，其通過把數(shù)列生成部22a所生成的數(shù)列{an}的各數(shù)值(各項，又稱為“編碼”)an轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成上述圖案的圖像數(shù)據(jù)；存儲部22c，其存儲圖像數(shù)據(jù)生成部22b所生成的圖像數(shù)據(jù)；以及輸出部22d，其向投影儀21輸出存儲部22c中存儲的圖像數(shù)據(jù)。
另外，在下面的說明中，各數(shù)值an是二進制的數(shù)值。上述M值的數(shù)值是例如M＝2的情況下為“0”和“1”的二值數(shù)值，M＝4的情況下為“00”、“01”、“10”以及“11”的四值數(shù)值。
根據(jù)圖2的流程圖，說明在上述數(shù)列生成部22a和圖像數(shù)據(jù)生成部22b中進行的處理內(nèi)容。
首先，數(shù)列生成部22a進行參數(shù)的初始設(shè)定(步驟S1)，將運算中使用的計數(shù)i，j，n設(shè)定為初始值1(步驟S2)。
在上述步驟S1的初始設(shè)定中，進行為生成數(shù)列{an}而使用的參數(shù)的初始設(shè)定。進行初始設(shè)定的參數(shù)是灰度位N、窗口寬度W、候選值的初始值C1以及希望編碼長度L。
灰度位N是與構(gòu)成圖案的灰度數(shù)對應(yīng)的位數(shù)，例如N＝1位的情況下，21＝2級灰度，N＝2位的情況下，22＝4級灰度。窗口寬度W是在進行窗口匹配時假想的窗口寬度(行方向的像素數(shù))。希望編碼長度L是所生成的數(shù)例{an}的必要項數(shù)，與圖案的寬度(行方向的像素數(shù))對應(yīng)。
在數(shù)列生成部22a中，設(shè)定它們時，設(shè)定成L＜＜2W×N。例如，結(jié)合實際進行立體對應(yīng)時的狀況(計測對象的大小、計測對象與照相機之間的距離等)來設(shè)定窗口寬度W和希望編碼長度L，輸入到數(shù)列生成部22a。使用這些值，將位數(shù)N設(shè)定成L＜＜2W×N即可。此時，根據(jù)經(jīng)驗來設(shè)定2W×N要比L大多少，通過對L＜＜2W×N設(shè)定一個大致的目標，能夠避免因采用過多的灰度位N的位數(shù)而引起運算量增大。
候選值Ci是在生成{an}的過程中使用的數(shù)值，將N位的數(shù)值排列W個并將其當作二進制數(shù)值的、(N×W)位的二進制數(shù)值。例如，在N＝1、W＝3的情況下為“xxx”(x是0或1)，在N＝2、W＝3的情況下為“xxxxxx”。該候選值Ci可以當作是以N位的數(shù)值作為要素的W維的向量。例如，在N＝1、W＝3的情況下可當作為向量“x，x，x”，在N＝2、W＝3的情況下可當作為向量“xx，xx，xx”。
而且，候選值的初始值C1是在運算開始時設(shè)定的任意的候選值Ci。并且，采用值En是滿足預定條件而采用的候選值Ci。
并且，在數(shù)列生成部22a中預先準備有標志Fk的數(shù)列{Fk}(k是0～2NW-1)。該標志Fk與候選值Ci對應(yīng)(k＝Ci時的Fk與Ci對應(yīng))，其表示“是”(Fk＝1)或“否”(Fk＝0)對所對應(yīng)的候選值Ci進行了后述的步驟S5的處理。
執(zhí)行上述參數(shù)的初始設(shè)定(步驟S1)以及計數(shù)的初始化(步驟S2)之后，首先，判斷標志Fci是否為0(步驟S3)，在為0的情況下(步驟S3為“是”)，將標志Fci設(shè)定為1(步驟S4)之后，轉(zhuǎn)移到后述的步驟S5，在不是0的情況下(步驟S3為“否”)，省略步驟S4、S5，轉(zhuǎn)移到后述的步驟S6。
在步驟S5中，將候選值Ci當作向量時，判斷該向量的方向相對于已得到的采用值En是否具有唯一性。向量的方向具有唯一性是指該向量與預定向量集合中的其他向量的方向不同。因此，在上述步驟S5中，判斷候選值Ci的向量是否與分別對應(yīng)于已得到的采用值En的向量的方向不同。
在候選值Ci的向量方向不具有唯一性的情況下(步驟S5為“否”)，轉(zhuǎn)移到步驟S6，判斷是否還存在設(shè)定為0的標志Fk(步驟S6)。
在還存在設(shè)定為0的標志Fk的情況下(步驟S6為“是”)，對候選值Ci加1，由此更新候選值Ci(步驟S8、S9)，重復從上述步驟S3起的處理，使得該重復不超過(2N-1)次(步驟S7、S10)。
另外，上述候選值Ci的位數(shù)被設(shè)定為(N×W)位，所以在上述更新中有時會產(chǎn)生位溢出的情況。該情況下，將更新后的低(N×W)位作為新的候選值Ci即可。換言之，將對候選值Ci加1的結(jié)果除以2WN，將其余數(shù)作為新的候選值Ci即可。
在上述步驟S3～S10的處理中，得到了向量方向具有唯一性的候選值Ci的情況下(步驟S5為“是”)，將該候選值Ci采用為采用值En(步驟S11)。然后，判斷采用值En的數(shù)n是否達到了L個(步驟S12)，在未達到的情況下(步驟S12為“否”)，判斷是否還存在設(shè)定為0的標志Fk(步驟S13)，在還存在設(shè)定為0的標志Fk的情況下(步驟S13為“是”)，遞增計數(shù)n(步驟S14)，并且對候選值Ci乘以2N，從而更新候選值Ci(步驟S15、S16)，將計數(shù)j初始化為1(步驟S17)，再次重復從上述步驟S3起的處理。
另外，對于上述候選值Ci的更新，與上述步驟S9的情況相同，在發(fā)生了位溢出的情況下，只要將更新后的低(N×W)位作為新的候選值Ci即可。換言之，將對候選值Ci乘2N的結(jié)果除以2WN，將其余數(shù)作為新的候選值Ci即可。
另一方面，即使重復(2N-1)次上述步驟S9的更新，候選值Ci也不具有唯一性的情況下(步驟S7為“否”)，轉(zhuǎn)移到上述步驟S15，進行其后的處理。
通過這樣更新候選值Ci并將具有唯一性的候選值Ci采用為采用值En，采用值En的數(shù)n達到L個時，將各采用值En的低N位分別設(shè)定為數(shù)列{an}的各項an，由此生成數(shù)列{an}(步驟S18)。
并且，采用值En的數(shù)n未達到L個，就已不存在設(shè)定為0的標志Fk的情況下(步驟S6/S13為“否”)，即使再繼續(xù)上述處理，也沒有能夠得到新的采用值的希望，因此為了避免陷入無限的循環(huán)，轉(zhuǎn)移到上述步驟S18。此時，所生成的數(shù)列{an}未達到所需要的項數(shù)。這是因為在上述的L＜＜2W×N的關(guān)系中，未設(shè)定相對于L充分大的2W×N，只要將灰度位N和/或窗口寬度W重新設(shè)定成較大的值，再次從最初進行處理即可。
以上的步驟S1～S18的處理通過數(shù)列生成部22a來執(zhí)行。
接著，利用圖像數(shù)據(jù)生成部22b將上述數(shù)列{an}的各項an的值轉(zhuǎn)換成與各個值對應(yīng)的灰度值(步驟S19)。該轉(zhuǎn)換只要能夠避免將不同的值轉(zhuǎn)換為相同的灰度值，什么樣的轉(zhuǎn)換都可。另外，若將2個灰度值設(shè)定成過于接近的值，則在攝影圖像上難以進行區(qū)分它們的處理(閾值處理)，因此優(yōu)選將灰度值設(shè)定成一定程度地分散。
在通過上述那樣得到的數(shù)列{an}中，考慮構(gòu)成該數(shù)列{an}且連續(xù)的W個部分數(shù)列時，已知由任意的部分數(shù)列表示的向量的方向與由其他任意的部分數(shù)列表示的向量的方向不同，即具有唯一性。
因此，將數(shù)列{an}的各項an的值轉(zhuǎn)換成與各個值對應(yīng)的灰度值而得到的圖像數(shù)據(jù)中，由與窗口寬度W對應(yīng)的像素列的灰度值表示的向量的方向具有唯一性，相互不成立標量倍的關(guān)系，因此，在立體圖像處理裝置12中進行使用了歸一化相關(guān)函數(shù)的窗口匹配時，進行錯誤對應(yīng)的危險性減少，能夠?qū)崿F(xiàn)準確的對應(yīng)。
另外，這不限于使用了歸一化相關(guān)函數(shù)的情況，在使用了增量符號相關(guān)函數(shù)等其他的評價函數(shù)(吸收立體圖像之間的亮度的線性偏差的評價函數(shù))的情況也適用。
并且，圖像數(shù)據(jù)生成部22b使用如上得到的1行圖像數(shù)據(jù)，生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)(步驟S20)。
作為用于生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)的一個方法，可以采用將上述1行的圖像數(shù)據(jù)直接在列方向上排列多個的方式。能夠在考慮了核線的對應(yīng)中利用由此得到的圖像數(shù)據(jù)。
即，在立體法中，觀測點與立體照相機11的各成像點形成三角形(核面)，因此對應(yīng)也可以在三角形的1邊(核線)上進行。因此，通過預先確定立體照相機11中的第一和第二照相機11a/11b之間的位置關(guān)系，能夠知道核線的方向，所以可以在該方向上進行立體對應(yīng)。
在上述圖像數(shù)據(jù)的行方向中確保了向量方向的唯一性，因此，能夠準確地在該方向上進行對應(yīng)。因此，通過使該方向與上述核線的方向?qū)R，能夠作為整體進行準確的對應(yīng)。
另外，該情況下，無需在列方向排列多個上述1行的圖像數(shù)據(jù)，可直接使用1行的圖像數(shù)據(jù)。
并且，作為用于生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)的另一方法，可以采用將上述1行的圖像數(shù)據(jù)在行方向上錯開窗口寬度W的同時在列方向上排列多個的方式(另外，因錯開而在一方的端部側(cè)溢出的部分，在另一方的端部側(cè)補足)。關(guān)于由此得到的圖像數(shù)據(jù)，考慮在該圖像數(shù)據(jù)中由與窗口寬度W對應(yīng)的行數(shù)和列數(shù)構(gòu)成的正方矩陣時，任意的正方矩陣相互不成立標量倍的關(guān)系。因此，能夠進行二維對應(yīng)，所以即使不像上述那樣考慮核線，或?qū)司€考慮進一定程度的誤差，也能夠準確地進行對應(yīng)。
另外，本說明書中的“行方向”和“列方向”只不過是指在矩陣狀的排列中相互垂直的方向。即，行方向和列方向可以分別對應(yīng)圖像的橫方向和縱方向，也可以分別對應(yīng)圖像的縱方向和橫方向。
圖3中使用具體數(shù)值來表示上述處理內(nèi)容。在圖3的例子中，分別設(shè)灰度位N＝1、窗口寬度W＝3以及候選值的初始值C1＝000。下面，參照圖2的流程圖，說明圖3的處理內(nèi)容。
在圖3的例子中，將候選值C1＝000當作是向量(0，0，0)，可認為該向量與任意的向量為同一方向，因此，作為不具有唯一性的向量，不用作采用值(步驟S5為“否”)。經(jīng)過步驟S7、S8，在步驟S9中得到的候選值C2＝001被當作是向量(0，0，1)，與該向量方向相同的向量還未被采用為采用值(步驟S5為“是”)，所以將該C2＝001采用為采用值E1(步驟S11)。然后，經(jīng)過步驟S12～S15，在步驟S16中得到的候選值C3＝010被當作是向量(0，1，0)，與該向量方向相同的向量還未被采用為采用值(步驟S5為“是”)，所以將該C3＝010采用為采用值E2(步驟S11)。對于候選值C4＝100，也同樣在步驟S8中采用為采用值E3。然后，經(jīng)過步驟S12～S15，在步驟S16中得到的候選值C6＝001被當作是向量(0，0，1)，是與已采用的采用值E1方向相同的向量，因此作為不具有唯一性的向量，不用作采用值(步驟S5為“否”)。
通過進行以上的判斷，候選值C2/C3/C4/C8/C9/C11/C15分別被采用為采用值E1～E7。
并且，關(guān)于在上述步驟S5中的判斷(向量方向唯一性的判斷)，在N＝1的情況下，也能夠以十進制表示作為采用值En得到的數(shù)值，通過該數(shù)值是否已被表示過來進行判斷。
將這樣采用的采用值E1～E7各自的低N(＝1)位依次設(shè)為數(shù)列{an}的各項an，得到數(shù)列{an}＝{1，0，0，1，0，1，1}。
通過將這樣得到的數(shù)列{an}＝{1，0，0，1，0，1，1}的各項an的值“1”和“0”例如分別轉(zhuǎn)換為灰度值“150”和“50”，能夠得到圖像數(shù)據(jù){150，50，50，150，50，150，150}。在該圖像數(shù)據(jù)中，由與窗口寬度W＝3的部分數(shù)列對應(yīng)的任意像素列的灰度值所表示的向量(150，50，50)、(50，50，150)、(50，150，50)、(150，50，150)、(50，150，150)分別具有方向的唯一性。
另外，通過重復排列數(shù)列{an}＝{1，0，0，1，0，1，1}，能夠得到{1，0，0，1，0，1，1，1，0，0，1，0，1，1}這樣的數(shù)列，若從該數(shù)列刪除后面的5項，使得不重復出現(xiàn)與最初的部分數(shù)列(窗口寬度W＝3的部分數(shù)列)即{1，0，0}相同的部分數(shù)列，則能夠得到{1，0，0，1，0，1，1，1，0}這樣的數(shù)列。通過將該數(shù)列的各項的值“1”和“0”分別轉(zhuǎn)換為灰度值“150”和“50”，能夠得到圖像數(shù)據(jù){150，50，50，150，50，150，150，150，50}，關(guān)于該圖像數(shù)據(jù)，由與窗口寬度W＝3的部分數(shù)列對應(yīng)的任意像素列的灰度值所表示的向量(150，50，50)、(50，50，150)、(50，150，50)、(150，50，150)、(50，150，150)、(150，150，150)、(150，150，50)分別具有方向的唯一性。因此，可以使用這樣得到的圖像數(shù)據(jù)。
通過將這樣得到的1行的圖像數(shù)據(jù)像上述那樣直接在列方向上排列多個，能夠得到圖4所示的圖像數(shù)據(jù)，通過在行方向上錯開窗口寬度W即3像素的同時在列方向排列多個，能夠得到圖5所示的圖像數(shù)據(jù)。在圖5的圖像數(shù)據(jù)中，考慮由與窗口寬度W對應(yīng)的行數(shù)和列數(shù)構(gòu)成的正方矩陣即由3行3列構(gòu)成的正方矩陣(例如圖5中粗線圍起的矩陣)時，任意的正方矩陣相互不成立標量倍的關(guān)系。
以上，為了簡化說明，說明了灰度位N＝1即圖案的灰度為二值(2級灰度)的情況，所以同一方向的向量是長度也相同的向量，但在更多灰度的情況下，也能夠想到例如像向量(50，100，150)、(10，20，30)那樣，長度互不相同，但方向相同的2個向量(這種向量在歸一化相關(guān)法的原則下，被歸一化成平均值為0、方差為1的(-1，0，1)這樣的值，不能區(qū)分)。
在以往的使用均勻隨機數(shù)或正態(tài)隨機數(shù)生成隨機圖案的方法中，不能夠像上述那樣避免產(chǎn)生長度互不相同但方向相同的2個向量，但在進行上述處理的圖案生成裝置22中，能夠排除產(chǎn)生長度互不相同、但方向相同的2個向量。
由上述圖2的處理生成的數(shù)列{an}在上述的向量方向的唯一性的限制下具有最大周期，因此，能夠以更少的信息量生成所需的數(shù)列{an}。
另外，在上述圖2的處理中具有如下特征把通過將候選值的初始值C1設(shè)為000來生成的數(shù)列{an}的、最初的W項當作二進制數(shù)值時，該數(shù)值一定是由2(NW-1)計算的值(二進制值)(例如，在圖3的具體例的情況下，N＝1、W＝3，2(NW-1)＝4，即在二進制表示中為100)。
圖6示出了使用三維形狀計測裝置1進行的計測結(jié)果。圖6中，為了比較，將未進行圖案投光的情況、投光條狀圖案的情況的計測結(jié)果一起示出。作為計測對象使用具有一樣顏色的表面(Non-texture表面)的球體。作為本實施方式的圖案，使用灰度位N＝1、窗口寬度W＝10的圖案。
由圖6的計測結(jié)果可知，在無圖案投光的情況以及使用了條狀圖案的情況下，未能進行準確的對應(yīng)，未能得到結(jié)果正確的計測結(jié)果，相對于此，使用了本實施方式的圖案的情況下，通過準確的對應(yīng)，能夠得到結(jié)果正確的計測結(jié)果。
這是因為，如圖7所示，在無圖案投光的情況下，存在多個虛假的對應(yīng)候選，其結(jié)果，難以得到正確的計測結(jié)果，在使用條狀圖案的情況下，有可能存在虛假的對應(yīng)候選，所以有可能得到錯誤的計測結(jié)果，相對于此，使用了本實施方式的圖案的情況下，能夠?qū)?yīng)候選縮小為一個，所以能夠避免計測錯誤。
另外，在圖案生成裝置22中，生成數(shù)列{an}的處理不限于上述的處理。作為其他的處理，例如，在生成M系列等偽隨機數(shù)列時，將該偽隨機數(shù)列從其開頭一項一項錯開并按窗口寬度W進行劃分，依次確認由所劃分的數(shù)列形成的向量的方向是否具有唯一性，保留具有唯一性的向量，排除不具有唯一性的向量，從而生成數(shù)列{an}。
圖案生成裝置22的上述各模塊可以由硬件構(gòu)成，也可以通過在個人計算機等計算機上執(zhí)行圖案生成程序，以軟件實現(xiàn)。
即，圖案生成裝置22也可以通過具有CPU、ROM、RAM和存儲裝置等的計算機來實現(xiàn)，該CPU(cenrtal processing unit中央處理器)執(zhí)行用于實現(xiàn)該裝置的各功能的圖案生成程序的命令，該ROM(read onlymemory只讀存儲器)存儲有上述程序，該RAM(random access memory隨機訪問存儲器)用于展開上述程序，該存儲裝置是存儲上述程序和各種數(shù)據(jù)的存儲器等。
即，可通過如下方式來達成本發(fā)明的目的將以計算機可讀取的方式記錄有實現(xiàn)上述功能的軟件即圖案生成程序的程序代碼(執(zhí)行形式程序、中間代碼程序、源程序)的記錄介質(zhì)提供給計算機，使該計算機讀出并執(zhí)行記錄介質(zhì)中記錄的程序代碼。
作為上述記錄介質(zhì)能夠使用例如包括磁帶、盒帶等的帶類、包括軟盤(注冊商標)/硬盤等的磁盤以及CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盤的盤類、IC卡(包括存儲卡)/光卡等卡類、或掩模ROM/EPROM/EEPROM/閃存ROM等半導體存儲器類等。
并且，圖案生成裝置22也可以構(gòu)成為可與通信網(wǎng)絡(luò)連接，通過通信網(wǎng)絡(luò)提供上述程序。作為該通信網(wǎng)絡(luò)，無特別限定，可利用例如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、外部網(wǎng)絡(luò)(extra net)、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)(virtual private network)、電話線路網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等。并且，作為構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，無特別限定，可利用例如IEEE1394、USB、電力線傳輸、有線電視線路、電話線、ADSL線路等的有線，也可以利用IrDA或遙控器那樣的紅外線、藍牙(Bluetooth)(注冊商標)、802.11無線、HDR、移動電話網(wǎng)、衛(wèi)星線路、地面波數(shù)字網(wǎng)等的無線。另外，本發(fā)明也能夠以通過電子傳輸使上述程序代碼具體實現(xiàn)而得到的、嵌入在傳輸波中的計算機信號的形式實現(xiàn)。
在本實施方式中，對以分別獨立的裝置來構(gòu)成圖案生成裝置22和立體圖像處理裝置12的情況進行了說明，但也可以使同一裝置具有圖案生成裝置22的功能和立體圖像處理裝置12的功能。例如，可以在1臺計算機上借助軟件來實現(xiàn)圖案生成裝置22的功能和立體圖像處理裝置12的功能。
在三維形狀計測裝置1中，在立體照相機11中的第一和第二照相機11a/11b的位置關(guān)系為已知的情況下，能夠根據(jù)該位置關(guān)系求出核線。另一方面，在第一和第二照相機11a/11b的位置關(guān)系為未知的情況下，如下進行校準即可在執(zhí)行計測之前，預先將三維形狀已知的物體(例如平板)作為計測對象進行計測，根據(jù)該計測結(jié)果推算第一和第二照相機11a/11b的位置關(guān)系。
另外，在通常的校準中，使用描繪有被稱為校準靶的圖案(不一定是已知的圖案)的工具，通過拍攝該校準靶，求出照相機之間的位置關(guān)系。
相對于此，在三維形狀計測裝置1中，在校準時通過第一和第二照相機11a/11b拍攝的物體的表面即使為同樣顏色的表面，若已知該物體的形狀(例如平板)，則能夠通過將圖案生成裝置22所生成的圖案投光到上述物體上，進行立體對應(yīng)，推算第一和第二照相機11a/11b的位置關(guān)系。即，在三維形狀計測裝置1中，能夠?qū)D案生成裝置22所生成的圖案用作校準靶。
并且，如圖8所示，能夠使用構(gòu)成三維形狀計測裝置1的立體照相機11、立體圖像處理裝置12、投影儀21、圖案生成裝置22來實現(xiàn)距離計測裝置2。該距離計測裝置2，通過搭載到自行行走型機器人上，即使在墻壁和地面等具有同樣顏色的表面的情況下，也能夠進行合適的距離判斷，通過對機器人的自行行走提供合適的距離信息，能夠支持自行行走。
根據(jù)圖9至圖11，如下說明本發(fā)明的第二實施方式。
在本實施方式中說明如下結(jié)構(gòu)，在光學濾波器上形成實施方式1的圖案生成裝置22(參照圖1)所生成的圖案，使用該光學濾波器進行圖案投光。
并且，對于與實施方式1中說明的裝置、功能塊、部件具有同等功能的裝置、功能塊、部件，本實施方式中也使用與實施方式1相同的符號，并在本實施方式中省略其說明。
根據(jù)圖9的方框圖，說明本實施方式的圖案形成裝置3的結(jié)構(gòu)。圖案形成裝置3是用于由圖案生成裝置22生成圖案、在光學濾波器上形成所生成的圖案的裝置，包括圖案生成裝置22和曝光裝置31。
曝光裝置31是射出與圖案生成裝置22所生成的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光圖案的裝置，例如由液晶投影儀構(gòu)成。
通過從該曝光裝置31射出的曝光圖案，對在表面涂敷了感光劑的透明基材TP(transparent plate)(薄膜或玻璃基板等)進行曝光，之后，將其顯影，從而能夠制造光學濾波器。
圖10表示使用了上述光學濾波器FT(Filter)的三維形狀計測裝置1’的結(jié)構(gòu)。三維形狀計測裝置1’具有立體照相機11和立體圖像處理裝置12，并且，替代三維形狀計測裝置1(參照圖1)的投影儀21和圖案生成裝置22，而具有光源23和光學濾波器FT。而且，通過形成有上述圖案的光學濾波器FT對從光源23射出的光進行調(diào)光，將與三維形狀計測裝置1同等的圖案投射到計測對象MO上。
另外，作為構(gòu)成圖案形成裝置3的曝光裝置，如圖11所示，可以是掃描型的曝光裝置31’。曝光裝置31’是如下的裝置通過進行激光掃描，對透明基材TP進行掃描曝光，并且，根據(jù)圖案生成裝置22所生成的圖像數(shù)據(jù)，調(diào)制掃描曝光用的激光強度，從而進行與上述圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖案的曝光。
這樣，由圖案生成裝置22生成的圖像數(shù)據(jù)，不限于一定象被提供給投影儀21或曝光裝置31的情況那樣作為圖像輸出的數(shù)據(jù)，也可以是提供給掃描型曝光裝置31’的情況那樣結(jié)果能夠再現(xiàn)出圖像的數(shù)據(jù)。
如本實施方式，在光學濾波器FT上再現(xiàn)圖案生成裝置22所生成的圖案，由此能夠省略圖案生成裝置22本身來構(gòu)成三維形狀計測裝置1’，能夠?qū)崿F(xiàn)三維形狀計測裝置1’的裝置結(jié)構(gòu)的簡化。
本發(fā)明優(yōu)選適用于三維形狀計測裝置和距離計測裝置2。
權(quán)利要求
1.一種圖案生成裝置，生成對計測對象進行投光的圖案的圖像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)；以及圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)列生成單元以如下方式生成所述數(shù)列關(guān)于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成裝置，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)生成單元以所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列作為行、在列方向上排列多個該行，由此生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成裝置，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)生成單元以所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列作為行、在行方向上錯開所述預定長度的同時在列方向上排列多個該行，由此生成矩陣狀的圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案生成裝置，其特征在于，所述M值的數(shù)值是N位的數(shù)值，將由該數(shù)值排列所述預定長度而成的值當作二進制數(shù)的候選值，所述數(shù)列生成單元重復進行通過將所述候選值設(shè)定為2N倍、同時在不超過2N-1次的范圍內(nèi)加1而得到新的候選值的運算，并且，在得到了新的候選值時，確認該候選值所表示的向量是否是方向與以前得到的候選值所表示的向量不同的向量，在是方向不同的向量的情況下，采用該候選值，依次排列所采用的候選值的低N位，由此，生成所述數(shù)列。
5.一種投光裝置，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)；以及投光單元，其把所述圖像數(shù)據(jù)生成單元所生成的圖像數(shù)據(jù)作為圖案、對計測對象進行投光。
6.一種距離計測裝置，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)；投光單元，其把所述圖像數(shù)據(jù)生成單元所生成的圖像數(shù)據(jù)作為圖案、對計測對象進行投光；以及立體攝影單元，其對所述計測對象進行拍攝。
7.一種三維計測裝置，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)；投光單元，其把所述圖像數(shù)據(jù)生成單元所生成的圖像數(shù)據(jù)作為圖案、對計測對象進行投光；以及攝影裝置，其對由所述投光單元進行了投光的計測對象進行拍攝。
8.一種圖案形成裝置，其特征在于，具有數(shù)列生成單元，其以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；圖像數(shù)據(jù)生成單元，其通過把所述數(shù)列生成單元所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)；以及曝光裝置，其進行與所述圖像數(shù)據(jù)生成單元所生成的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光。
9.一種圖案生成方法，生成對計測對象進行投光的圖案的圖像數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)，其特征在于，包括數(shù)列生成處理，生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)；以及圖像數(shù)據(jù)生成處理，將通過所述數(shù)列生成處理生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，由此生成所述圖像數(shù)據(jù)，在所述數(shù)列生成處理中以如下方式生成所述數(shù)列關(guān)于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量。
10.一種光學濾波器制造方法，包括數(shù)列生成處理，以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；圖像數(shù)據(jù)生成處理，把通過所述數(shù)列生成處理生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，由此生成所述圖像數(shù)據(jù)；以及把通過所述圖像數(shù)據(jù)生成處理生成的圖像數(shù)據(jù)作為圖案，形成于光學濾波器上的處理。
11.一種光學濾波器，其特征在于，具有與通過如下處理生成的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖案，該處理包括數(shù)列生成處理，以如下方式生成以M值的數(shù)值作為項的數(shù)列，其中，M是大于等于2的整數(shù)關(guān)于構(gòu)成所述數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量；以及圖像數(shù)據(jù)生成處理，把通過所述數(shù)列生成處理生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，由此生成所述圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于實現(xiàn)立體對應(yīng)的投光圖案的生成裝置和生成方法。本發(fā)明的課題是作為用于實現(xiàn)立體法中的立體對應(yīng)而對計測對象進行投光的圖案，實現(xiàn)更合適的圖案生成。為此，圖案生成裝置具有數(shù)列生成部，其生成以M值(M是大于等于2的整數(shù))的數(shù)值作為項的數(shù)列；以及圖像數(shù)據(jù)生成部，其通過把數(shù)列生成部所生成的數(shù)列的各數(shù)值轉(zhuǎn)換為與該各數(shù)值對應(yīng)的灰度值，生成所述圖像數(shù)據(jù)。數(shù)列生成部以如下方式生成所述數(shù)列關(guān)于構(gòu)成所生成的數(shù)列的預定長度的部分數(shù)列、該各部分數(shù)列所表示的向量為方向互不相同的向量。
文檔編號G01C11/06GK1896680SQ20061010176
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者諏訪正樹, 光本大輔, 麻生川佳誠 申請人:歐姆龍株式會社