3D復元コンピュータビジョン画像処理

再投影誤差

さいとうえいごさ · reprojection error
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再投影誤差とは、3次元空間上の点を2次元画像上に投影した位置と、実際の画像上の対応点との間の距離のズレのことです。コンピュータビジョンにおいて、カメラの外部パラメータや内部パラメータ、3Dモデルの正確性を評価するための指標として広く利用されています。

再投影誤差とは

再投影誤差とは、3次元の座標を持つ点を2次元の画像平面上に数理的に投影した位置と、実際の画像で観測された対応点とのズレを測定した値のことです。

詳しく解説

コンピュータビジョンやSfM(Structure from Motion)において、カメラの位置や姿勢、被写体の3次元形状を推定する際、計算されたモデルから予測される画像上の点と、実画像のピクセル位置には必ずわずかな差異が生じます。この差の大きさを定量化するのが再投影誤差です。通常はピクセル単位で表され、非線形最適化手法を用いてこの誤差の総和を最小化(バンドルアジャストメント)することで、より高精度な3次元復元やカメラキャリブレーションを実現します。

具体例・使われ方

スマートフォンのAR機能や自動運転におけるLiDARとカメラのセンサーフュージョン、複数台のカメラを用いた3Dモーショキャプチャなどで、空間認識の精度を高めるために再投影誤差の最小化処理が常時行われています。

似た用語との違い

単なる2次元画像上の特徴点マッチング誤差が画像平面上のみのズレを扱うのに対し、再投影誤差は3次元空間の幾何学モデルを一度経由して投影した結果のズレを評価する点が異なります。

注意点

再投影誤差が小さいからといって、必ずしも3次元復元が完全に正しいとは限りません。極端にノイズが多い画像や不適切なカメラキャリブレーションが行われている場合、誤差を過剰に適合(オーバーフィッティング)させてしまい、かえって形状が歪む原因になることがあります。

更新日時: 2026年9月18日 13:00