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キャリブレーション -PIX4Dmatic

データセットの処理において、キャリブレーションは最初のステップであり、その後の処理の基礎となります。デフォルト設定が用意されており、通常はそこから始めるのが最適です。

 

Pix4Dmatic raycloud icon

校正

Pix4Dmatic point cloud icon

点群

PIX4Dmatic_mesh_icon.png

メッシュ

Pix4Dmatic dsm icon

DSM

Pix4Dmatic orthomosaic icon

さらに、特定の変数セットや要件を持つデータセットに合わせてカスタマイズできるよう、いくつかのオプションが用意されています。この重要なステップでは、テンプレートパイプライン画像スケールキーポイント内部信頼度、および 自動交点タイポイントの調整が可能であり、必要に応じてこれらを活用してキャリブレーションを改善することができます。本記事では、それぞれの機能を解説し、必要に応じて適切な選択ができるよう支援します。

アクセス:
  • をクリックしてください プロセス Processing_button.png アイコン。
  • メニューバーから、「プロセス」>「キャリブレーション...」をクリックします。

テンプレートの処理

  • ナディール - ナディール視点(ナディールから最大10度ずれた範囲)で撮影された航空写真用のテンプレート
  • 斜め - 真下から20度以上ずれた角度で撮影された画像用のテンプレート
  • PIX4Dcatch PIX4Dcatchで撮影されたプロジェクト用テンプレート

注:プロジェクトが斜め撮影データセット(つまり、画像の半数以上で天底角が20度を超えているもの)として検出された場合、斜め補正テンプレートが自動的に選択されるようになりました。

校正

キャリブレーションの段階では、画像やGCPなどの追加データを用いて、以下の作業が行われます:

  • 特徴点の抽出:画像内の特定の特徴を特徴点として特定する。
  • キーポイントの照合:同じキーポイントを持つ画像を特定し、それらを照合する。
  • カメラモデルの最適化:カメラの内部パラメータ(焦点距離)および外部パラメータ(向き)をキャリブレーションします。
  • 位置情報(GPS/GCP):位置情報が提供されている場合、モデルの位置を特定します。

このステップで自動タイポイントが作成され、これらがその後の処理の基礎となります。

calibration_2.0

Reoptimization

アクセス:
  • メニューバーで、「プロセス」>「キャリブレーション...」>「再最適化」をクリックします
  • または、 Reoptimization ボタン 更新 after enabling the 校正 ステップしてクリック 開始。
    reoptimization_2.0

このプロセスは、すでに計算済みのカメラの内部パラメータおよび外部パラメータを再最適化するために使用されます。キャリブレーション手順が完了した後にGCPの変更が適用された場合に利用できます。

  • 「再マッチング」をオンにすると、画像間のマッチングがさらに計算され、内部および外部のカメラパラメータが最適化されます。
  • 再戦テンプレート。 
  • 内なる自信:
    • 低。カメラの内部動作を最適化します 
    • 高。カメラの内部設定を最適化しつつ、初期値に近い状態を維持します。
    • 絶対的です。カメラの内部処理を最適化することはできません。 
  • 対外的な信頼
    • デフォルト。カメラテーブル内の精度値に基づいて、カメラの位置と向きを最適化します。
    • その通りです。カメラの位置と向きは初期値のまま固定されます。
  • 「相対信頼度を計算」をオンにすると、生成されたATPの相対信頼度が計算され、信頼度に応じた色分けが有効になります。デフォルトではオフになっています。この設定は処理時間に影響を与えます。
  • 頂点変換」をオンにすると、マークされたジオメトリの頂点を使用してキャリブレーションの精度が向上します。
ヒント:[再最適化] オプションを使用すると、GCPへの変更適用後の処理時間を短縮できます。

そのような変更には、次のようなものがあります:

  • GCPマーカーを追加します。
  • 既存のGCPマーカーの位置を変更する。
  • マークが付いたGCPを削除する。
重要:その他のすべてのキャリブレーション設定を変更しない場合にのみ、再最適化を行うことを推奨します。たとえば、画像スケールや キーポイントを変更した場合は、「再最適化」ではなく、キャリブレーション手順を最初から実行し直す必要があります。

Template

テンプレートとは、特定の種類のデータセットを処理するための、あらかじめ定義された設定のセットです。データセットに最も適合するテンプレートを選択すると、選択したテンプレートに対応するパイプラインが適切なフィールドに自動的に入力されます。

以下のテンプレートから選択できます:

      Template Name 概要
      大規模および回廊 真上からの視点とやや斜めからの視点の両方の航空写真を組み合わせて、広範囲なプロジェクトエリアの2Dおよび3D再構築を生成します。これはデフォルトのテンプレートであり、ほとんどのデータセットを効率的かつ迅速に処理できるよう設計されています。 デフォルトのパイプライン:Scalable Standard。
      代表的な入力データ:天底画像。
      処理速度:高速。

      平坦な風景と粗い質感

      比較的均一な質感を持ち、平坦な地形を含む被写体の2Dおよび3D再構成を生成します。画像は対象領域の上空から撮影する必要があり、真上からの視点が最適です。このテンプレートは農業用途向けに設計されています。 デフォルトのパイプライン:低解像度テクスチャ平面。
      推奨入力:天底画像。
      処理速度:低速。
      注:フラットシーンおよび低解像度テクスチャテンプレート、斜めからの画像には使用しないでください。

      Map

      航空写真を用いて、プロジェクトの2Dおよび3D再構築を作成します。このテンプレートは「大規模」および「回廊」テンプレートと似ていますが、中規模および小規模の対象エリア向けに最適化されています。 デフォルトのパイプライン:Standard。
      代表的な入力データ:天底画像。
      処理速度:遅い。
      ヒント:画像数が1000枚以下のプロジェクトでは、「大規模・回廊」ではなく「マップ」テンプレートを使用して処理することをお勧めします。
      モデル 斜めからの画像を用いて、物体の3D再構築を行います。このテンプレートは、物体の再構築という特定のニーズに対応するために設計されました。 デフォルトのパイプライン:標準。
      代表的な入力:斜め画像。
      処理速度:遅い。
      PIX4Dcatch 対象エリアや物体の2Dおよび3D再構築を生成します。このテンプレートは、PIX4Dcatch 処理を最適化するために設計されており、PIX4Dcatch 専用に作成された特定のオプションが含まれています。

      詳細については: PIX4DmaticでのPIX4Dcatch 処理方法

      デフォルトのパイプライン:信頼できる位置と方位。
      代表的な入力:地上画像。
      処理速度:高速。
      室内シーン PIX4Dcatch アプリで撮影し、ITPを用いてキャリブレーションを行ったインテリアプロジェクト向け。 デフォルトのパイプライン:信頼できる位置と向き。
      代表的な入力:屋内画像。
      処理速度:高速。

      Pipeline

      パイプラインは、カメラの内部および外部パラメータがどのように最適化されるかを定義します。

      • スケーラブルな標準(デフォルト):このキャリブレーション・パイプラインは、大規模なデータセットでの画像キャリブレーションを強化し、高速な処理を実現する逐次処理型のパイプラインです。
      • 標準:このキャリブレーション・パイプラインは「スケーラブル標準」と似ていますが、より堅牢である反面、処理時間が長くかかり、PCのリソースをより多く消費します。
      • 低テクスチャ平面:このキャリブレーション・パイプラインは、正確な地理位置情報が記録されており、比較的平坦な地形で構成され、均一または反復的な内容を持つ航空直下画像を対象としています。
      • 信頼性の高い位置情報と姿勢情報:このキャリブレーション・パイプラインは、正確な相対位置情報とIMUデータを保有するプロジェクトを対象としています。例えば、屋内またはPIX4Dcatch 撮影された画像、あるいはRTKやPPK対応のドローンやデバイスから取得された画像などが該当します。すべての画像には、カメラの初期位置および姿勢に関する情報が含まれている必要があります。

      画像スケール

      キーポイントが抽出される画像サイズを指定します。以下のいずれかを選択できます:

      • 2(画像サイズ2倍):室内シーンのキャリブレーション用テンプレートの画像倍率。
      • 1(元の画像サイズ):これが推奨される画像サイズです。
      • 1/2(画像スケール1/2):処理速度を向上させるため、または非常に高解像度のカメラに使用できます。
      • 1/4(画像スケール1/4):これにより処理を高速化し、プロジェクトの概要を素早く把握し、完成度を評価することができます。
      • 1/8(1/8スケール):これにより処理を高速化し、プロジェクトの概要を素早く把握し、その完成度を評価することができます。
      ヒント: 画像スケールを縮小すると、抽出されるキーポイントの数が減るため、通常は精度がわずかに低下します。一方で、ぼやけた画像や均一な領域を含むデータセットのキャリブレーションには有効です。画像スケールの縮小をお勧めします:
      • 処理を高速化するため。
      • プロジェクトの概要を素早く把握し、その完成度を評価するため。
      • ぼやけた画像を含むデータセットの場合。
      • 平坦で均一な地域や、木々、森林、畑など反復的で複雑な地域に関するデータセットを処理する場合、較正済み画像の数が増える可能性があるため。
      情報:キーポイントは、選択された画像スケールと1/8の画像スケールの間のすべてのスケールを含む、複数の画像スケールで計算されます。たとえば、1/2が選択された場合、キーポイントは1/2、1/4、および1/8の画像スケールで計算されます。

      要点

      抽出されるキーポイントの数を調整できます。

      • 自動(デフォルト): PIX4Dmatic 、抽出するキーポイントの最適な数をPIX4Dmatic 決定します。
      • カスタム:画像の内容が許す限り、PIX4Dmatic 特定の数のキーポイントをPIX4Dmatic 。
        • キーポイントの数:画像ごとに抽出するキーポイントの目標数。
      情報: キーポイントを抽出する際 、各キーポイントにスコアが割り当てられます。このスコアに基づいて、最適なキーポイントが選択されます。

      Internals confidence

      プロジェクトのキャリブレーション中に、カメラの内部パラメータをどの程度再計算および調整できるかを定義します:

      • 低(デフォルト):カメラのすべての内部パラメータを最適化します。
      • 高: 内部パラメータを初期値に近い値に強制します。次のような場合に推奨されます:
        • 初期のカメラパラメータと最適化されたカメラパラメータとの差は5%を超えています。
        • 調整済みのプロジェクトが歪んだり、曲がったりしています。
      • 絶対値:初期パラメータは固定され、最適化プロセスから除外されます。

      toggle_switch_offカメラ内部処理とMTP/GCPの最適化を同時に実行できます。 

      有効にすると、手動タイポイント(MTP)および地上基準点(GCP)の最適化と同時に、カメラ内部の処理も最適化されます。無効にすると、MTPおよびGCPの最適化を行う際、カメラ内部の処理は最適化されません。

      ほとんどの場合、この設定は選択した処理テンプレートに応じて自動的に有効または無効になるため、手動で調整する必要はありません。たとえば、PIX4Dcatch を使用する場合、デフォルトでは無効になっています。

      ただし、位置データの矛盾が生じているプロジェクトでは、このオプションを無効にすると役立つ場合があります。このような状況は、外れ値を含む高精度のRTK/PPK画像とGCPを組み合わせる際に発生することがあります。カメラの位置情報とGCPの両方が高精度であると報告されていても、いずれかのデータソースの精度が想定よりも低い場合、矛盾が生じる可能性があります。 このような矛盾があると、最適化プロセスがモデルをGCPに合わせようとして、カメラの内部パラメータを過度に調整してしまう可能性があります。その結果、モデルの品質が著しく低下し、多くのカメラが未校正のまま残ったり、校正プロセスが完全に失敗したりする恐れがあります。

      注:内部信頼度が「絶対」に設定されている場合、このオプションは利用できません。 

      対外的な信頼

      プロジェクトのキャリブレーション中に、カメラの外部パラメータをどの程度再計算および調整できるかを定義します:

      • 既定値:カメラテーブル内の精度値に基づいて、カメラの位置と向きを最適化します。
      • 絶対位置。カメラの位置や向きを最適化することはできません。「信頼できる位置と向き」パイプラインでのみ利用可能です。

      深度マップを使用する(PIX4Dcatch データセット)

      LiDAR深度データでキャプチャされたプロジェクトでは、深度マップがデフォルトで利用可能かつ有効になっていますが、必要に応じて無効にすることもできます。有効にしている場合、PIX4Dcatch で生成された深度マップが、より正確なキャリブレーションのためにPIX4Dcatch 。

      注:補足的なLiDARデータを含むPIX4Dcatch を使用することで、GNSSおよびIMUのドリフトを解消することができます。詳細については、PIX4Dmatic:LiDARと写真測量技術を組み合わせたワークフローをご覧ください。

      詳細については: PIX4DmaticでのPIX4Dcatch 処理方法

      自動ITP(オプション)

      このオプションをオンにすると、画像間の構造線や交点を生成・照合します。デフォルトではオフになっていますが、有効にすると、ITPを使用して人工的な構造要素を含むシーンのキャリブレーションを行うことができます。

      詳細はこちら:交差点の接点 -PIX4Dmatic

      相対信頼度を算出する

      オンにすると、生成されたATPの相対的な信頼度を計算し、信頼度に応じた色分けが有効になります。デフォルトはオフに設定されています。この設定は処理時間に影響を与えます。

      頂点変換

      このオプションをオンにすると、マークされたジオメトリの頂点を使用してキャリブレーションの精度を向上させることができます。デフォルトではオフになっています。この機能は「頂点タイポイント」に関連しています。詳細については、以下をご覧ください:タイポイント(GCP、MTP、およびCP) -PIX4Dmatic