JP2002152719A - 曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置 - Google Patents
曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置Info
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Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Generation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ない構成要素で安価に構成できるにもかか
わらず、広範囲に亙るモニタを可能にする。 【解決手段】 モニタ装置は、曲面像を映し出す魚眼レ
ンズ１と、この魚眼レンズ１に映し出された曲面像を取
り込むＣＣＤ装置４と、を備える。また、このモニタ装
置は、上記ＣＣＤ装置４に取り込んだ曲面像を平面像に
変換する変換処理プログラムを組み込んだコンピュータ
装置と、このコンピュータ装置に接続され、上記変換処
理プログラムによって得られた平面像を映し出すディス
プレイ装置と、を備える。上記変換処理プログラムは、
平面像の全体若しくは任意の部分を任意の倍率で拡大若
しくは縮小自在である。
わらず、広範囲に亙るモニタを可能にする。 【解決手段】 モニタ装置は、曲面像を映し出す魚眼レ
ンズ１と、この魚眼レンズ１に映し出された曲面像を取
り込むＣＣＤ装置４と、を備える。また、このモニタ装
置は、上記ＣＣＤ装置４に取り込んだ曲面像を平面像に
変換する変換処理プログラムを組み込んだコンピュータ
装置と、このコンピュータ装置に接続され、上記変換処
理プログラムによって得られた平面像を映し出すディス
プレイ装置と、を備える。上記変換処理プログラムは、
平面像の全体若しくは任意の部分を任意の倍率で拡大若
しくは縮小自在である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば監視装置
等に利用されるもので、広範囲の映像をモニタ可能とし
た曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置に関す
る。
等に利用されるもので、広範囲の映像をモニタ可能とし
た曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置に関す
る。
【０００２】
【従来技術とその課題】大型書店等の大規模小売店にお
いては、店内に監視カメラを設置し、商品の盗難を防止
することが広く行われている。従来から知られている監
視装置は、監視カメラによって店内を映し出し、ディス
プレイ装置に表示させるようにしたものが一般的であ
る。尚、大規模小売店においては、従業員等の死角にな
る場所が多いため、多数の監視カメラを設置し、店内全
域を監視するようにしている。
いては、店内に監視カメラを設置し、商品の盗難を防止
することが広く行われている。従来から知られている監
視装置は、監視カメラによって店内を映し出し、ディス
プレイ装置に表示させるようにしたものが一般的であ
る。尚、大規模小売店においては、従業員等の死角にな
る場所が多いため、多数の監視カメラを設置し、店内全
域を監視するようにしている。
【０００３】しかしながら、上述したように店内全域を
監視すべく多数の監視カメラを設置するのは、設置コス
トが嵩むため好ましくない。
監視すべく多数の監視カメラを設置するのは、設置コス
トが嵩むため好ましくない。
【０００４】しかも、上述したような従来の監視装置に
おいては、監視カメラが取り込んだ映像を、ケーブル若
しくは無線等の通信手段を介して監視カメラ設置位置か
ら離れた場所に設置したディスプレイ装置に送信し、こ
のディスプレイ装置により監視することが広く行われて
いる。このように多数の監視カメラとともにこれら監視
カメラとほぼ同数のケーブルや通信手段を設置すること
は、やはりコストが嵩んでしまい、好ましくない。
おいては、監視カメラが取り込んだ映像を、ケーブル若
しくは無線等の通信手段を介して監視カメラ設置位置か
ら離れた場所に設置したディスプレイ装置に送信し、こ
のディスプレイ装置により監視することが広く行われて
いる。このように多数の監視カメラとともにこれら監視
カメラとほぼ同数のケーブルや通信手段を設置すること
は、やはりコストが嵩んでしまい、好ましくない。
【０００５】この発明に係る曲面像を利用したモニタ方
法及びモニタ装置は、上述のような事情に鑑みて創案さ
れたもので、広範囲の映像を安価に且つ迅速にモニタ可
能としたものである。
法及びモニタ装置は、上述のような事情に鑑みて創案さ
れたもので、広範囲の映像を安価に且つ迅速にモニタ可
能としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る曲面像を
利用したモニタ方法およびモニタ装置のうち、方法に係
る発明は、請求項１に記載したように、曲面像を映し出
す映出体と、この映出体に映し出された曲面像を取り込
むＣＣＤ装置と、を備え、上記ＣＣＤ装置に取り込んだ
曲面像を平面像に変換し、ディスプレイ装置によって当
該平面像を映し出すことを特徴とするものである。
利用したモニタ方法およびモニタ装置のうち、方法に係
る発明は、請求項１に記載したように、曲面像を映し出
す映出体と、この映出体に映し出された曲面像を取り込
むＣＣＤ装置と、を備え、上記ＣＣＤ装置に取り込んだ
曲面像を平面像に変換し、ディスプレイ装置によって当
該平面像を映し出すことを特徴とするものである。
【０００７】尚、上記ＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像の
平面像への変換は、請求項２に記載したように、変換処
理プログラムにより行うことができる。この変換処理プ
ログラムとしては、請求項３に記載したように、上記映
出体に映し出された曲面像のサンプリング点の平面上へ
の射影点をジオメトリ演算により算出し、直交系変換ア
ルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変換
するものを採用できる。
平面像への変換は、請求項２に記載したように、変換処
理プログラムにより行うことができる。この変換処理プ
ログラムとしては、請求項３に記載したように、上記映
出体に映し出された曲面像のサンプリング点の平面上へ
の射影点をジオメトリ演算により算出し、直交系変換ア
ルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変換
するものを採用できる。
【０００８】また、上記変換プログラムとしては、請求
項４に記載したように、上記映出体の射影特性に基づい
て上記曲面像上のサンプリング点を算出し、直交系変換
アルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変
換するものを採用できる。
項４に記載したように、上記映出体の射影特性に基づい
て上記曲面像上のサンプリング点を算出し、直交系変換
アルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変
換するものを採用できる。
【０００９】具体的には、請求項５に記載したように、
上記映出体の射影特性に基づいて球面状若しくは平面状
のポリゴンモデルを構築し、このポリゴンモデルに対し
て上記曲面像上の各サンプリング点を、複数の多角形
（例えば三角形）に分割した上記ポリゴンモデルの各頂
点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系
に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして
上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換するも
のを採用できる。
上記映出体の射影特性に基づいて球面状若しくは平面状
のポリゴンモデルを構築し、このポリゴンモデルに対し
て上記曲面像上の各サンプリング点を、複数の多角形
（例えば三角形）に分割した上記ポリゴンモデルの各頂
点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系
に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして
上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換するも
のを採用できる。
【００１０】尚、上記映出体の射影特性としては、請求
項６に記載したように、該映出体の曲率半径に係るパラ
メータを含むものとすることができる。
項６に記載したように、該映出体の曲率半径に係るパラ
メータを含むものとすることができる。
【００１１】また、上記変換プログラムとしては、請求
項７に記載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲
を平面像に変換するものとしたり、請求項８に記載した
ように、上記曲面像のうちの任意の複数の範囲を同時に
平面像に変換するものとしたり、更には、請求項９に記
載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲を任意の
倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するものとす
ることができる。
項７に記載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲
を平面像に変換するものとしたり、請求項８に記載した
ように、上記曲面像のうちの任意の複数の範囲を同時に
平面像に変換するものとしたり、更には、請求項９に記
載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲を任意の
倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するものとす
ることができる。
【００１２】更に、上記映出体としては、請求項１０に
記載したように、射影系レンズ若しくは反射鏡を採用す
ることができる。上記反射鏡としては、請求項１１に記
載したように、凸面鏡若しくは凹面鏡を、上記射影系レ
ンズとしては、請求項１２に記載したように、魚眼レン
ズ若しくは広角レンズを、それぞれ採用できる。
記載したように、射影系レンズ若しくは反射鏡を採用す
ることができる。上記反射鏡としては、請求項１１に記
載したように、凸面鏡若しくは凹面鏡を、上記射影系レ
ンズとしては、請求項１２に記載したように、魚眼レン
ズ若しくは広角レンズを、それぞれ採用できる。
【００１３】次に、この発明に係る曲面像を利用したモ
ニタ方法およびモニタ装置のうち、装置の発明は、請求
項１３に記載したように、曲面像を映し出す映出体と、
この映出体に映し出された曲面像を取り込むＣＣＤ装置
と、このＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像を平面像に変換
する変換処理プログラムを組み込んだコンピュータ装置
と、このコンピュータ装置に接続され、上記変換処理プ
ログラムによって得られた平面像を映し出すディスプレ
イ装置と、を備えたものである。
ニタ方法およびモニタ装置のうち、装置の発明は、請求
項１３に記載したように、曲面像を映し出す映出体と、
この映出体に映し出された曲面像を取り込むＣＣＤ装置
と、このＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像を平面像に変換
する変換処理プログラムを組み込んだコンピュータ装置
と、このコンピュータ装置に接続され、上記変換処理プ
ログラムによって得られた平面像を映し出すディスプレ
イ装置と、を備えたものである。
【００１４】尚、上記変換処理プログラムとしては、請
求項１４に記載したように、上記映出体に映し出された
曲面像のサンプリング点の平面上への射影点をジオメト
リ演算により算出し、直交系変換アルゴリズムを用いる
ことなく上記曲面像を平面像に変換するものを採用でき
る。
求項１４に記載したように、上記映出体に映し出された
曲面像のサンプリング点の平面上への射影点をジオメト
リ演算により算出し、直交系変換アルゴリズムを用いる
ことなく上記曲面像を平面像に変換するものを採用でき
る。
【００１５】また、上記変換プログラムとしては、請求
項１５に記載したように、上記映出体の射影特性に基づ
いて上記曲面像上のサンプリング点を算出し、直交系変
換アルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に
変換するものを採用できる。
項１５に記載したように、上記映出体の射影特性に基づ
いて上記曲面像上のサンプリング点を算出し、直交系変
換アルゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に
変換するものを採用できる。
【００１６】具体的には、請求項１６に記載したよう
に、上記映出体の射影特性に基づいて球面状若しくは平
面状のポリゴンモデルを構築し、このポリゴンモデルに
対して上記曲面像上の各サンプリング点を、複数の多角
形（例えば三角形）に分割した上記ポリゴンモデルの各
頂点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野
系に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズし
て上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換する
ものを採用できる。
に、上記映出体の射影特性に基づいて球面状若しくは平
面状のポリゴンモデルを構築し、このポリゴンモデルに
対して上記曲面像上の各サンプリング点を、複数の多角
形（例えば三角形）に分割した上記ポリゴンモデルの各
頂点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野
系に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズし
て上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換する
ものを採用できる。
【００１７】尚、上記映出体の射影特性としては、請求
項１７に記載したように、該映出体の曲率半径に係るパ
ラメータを含むものとすることができる。
項１７に記載したように、該映出体の曲率半径に係るパ
ラメータを含むものとすることができる。
【００１８】更に、上記変換プログラムとしては、請求
項１８に記載したように、記曲面像のうちの任意の範囲
を平面像に変換するものとしたり、請求項１９に記載し
たように、上記曲面像のうちの任意の複数の範囲を同時
に平面像に変換するものとしたり、更には、請求項２０
に記載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲を任
意の倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するもの
とすることができる。
項１８に記載したように、記曲面像のうちの任意の範囲
を平面像に変換するものとしたり、請求項１９に記載し
たように、上記曲面像のうちの任意の複数の範囲を同時
に平面像に変換するものとしたり、更には、請求項２０
に記載したように、上記曲面像のうちの任意の範囲を任
意の倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するもの
とすることができる。
【００１９】また、上記映出体としては、請求項２１に
記載したように、射影系レンズ若しくは反射鏡を採用す
ることができる。上記反射鏡としては、請求項２２に記
載したように、凸面鏡若しくは凹面鏡を、上記射影系レ
ンズとしては、請求項２３に記載したように、魚眼レン
ズ若しくは広角レンズを、それぞれ採用できる。
記載したように、射影系レンズ若しくは反射鏡を採用す
ることができる。上記反射鏡としては、請求項２２に記
載したように、凸面鏡若しくは凹面鏡を、上記射影系レ
ンズとしては、請求項２３に記載したように、魚眼レン
ズ若しくは広角レンズを、それぞれ採用できる。
【００２０】また、請求項２４に記載したように、上記
ＣＣＤ装置で取り込んだ曲面像を上記コンピュータ装置
に配信する通信手段を設け、上記ＣＣＤ装置から遠隔の
地でモニタするように構成することもできる。
ＣＣＤ装置で取り込んだ曲面像を上記コンピュータ装置
に配信する通信手段を設け、上記ＣＣＤ装置から遠隔の
地でモニタするように構成することもできる。
【００２１】そして、この発明に係るモニタ装置は、請
求項２５乃至請求項３３に記載したように、例えば、イ
ンターネットを利用したテレビ会議システムや警備監視
システム、観光案内システム、不動産案内システム、チ
ャットシステム、交通監視システム、ライブ放送システ
ム、スポーツ放送システム及び通信カラオケシステム等
に適用することができる。
求項２５乃至請求項３３に記載したように、例えば、イ
ンターネットを利用したテレビ会議システムや警備監視
システム、観光案内システム、不動産案内システム、チ
ャットシステム、交通監視システム、ライブ放送システ
ム、スポーツ放送システム及び通信カラオケシステム等
に適用することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の各形
態例に基づきこの発明を詳細に説明する。
態例に基づきこの発明を詳細に説明する。
【００２３】図１は、この発明に係る曲面像を利用した
モニタ装置の構成を略示するブロック図である。このモ
ニタ装置においては、魚眼レンズ１と、光学フィルタ２
と、光学レンズ３と、ＣＣＤカメラからなるＣＣＤ装置
４と、を備えている。上記魚眼レンズ１に映し出された
像（曲面像）は、上記光学フィルタ２及び光学レンズ３
を介してＣＣＤ装置４に取り込まれる。上記ＣＣＤ装置
４は、図示しないコンピュータ装置に接続されており、
ＣＣＤ装置４が取り込んだ曲面像（図８（Ａ）参照）
は、このコンピュータ装置に送られる。尚、上記曲面像
とは、魚眼レンズ１に映し出された像を指す。但し、後
述するように、魚眼レンズ１に代えて凸面鏡や凹面鏡、
広角レンズを採用した場合には、これら凸面鏡や凹面
鏡、広角レンズに映し出された像を指す。
モニタ装置の構成を略示するブロック図である。このモ
ニタ装置においては、魚眼レンズ１と、光学フィルタ２
と、光学レンズ３と、ＣＣＤカメラからなるＣＣＤ装置
４と、を備えている。上記魚眼レンズ１に映し出された
像（曲面像）は、上記光学フィルタ２及び光学レンズ３
を介してＣＣＤ装置４に取り込まれる。上記ＣＣＤ装置
４は、図示しないコンピュータ装置に接続されており、
ＣＣＤ装置４が取り込んだ曲面像（図８（Ａ）参照）
は、このコンピュータ装置に送られる。尚、上記曲面像
とは、魚眼レンズ１に映し出された像を指す。但し、後
述するように、魚眼レンズ１に代えて凸面鏡や凹面鏡、
広角レンズを採用した場合には、これら凸面鏡や凹面
鏡、広角レンズに映し出された像を指す。
【００２４】上記コンピュータ装置には、上記ＣＣＤ装
置４に取り込んだ曲面像を平面像に変換する変換処理プ
ログラムが組み込まれている。尚、上記平面像とは、我
々の目に映る像を指す。上記コンピュータ装置には図示
しないディスプレイ装置が接続されており、このディス
プレイ装置により、上記変換処理プログラムによって変
換された平面像を表示するようにしている。また、上記
コンピュータ装置は、一般に知られているいわゆるパー
ソナルコンピュータの他、いわゆる各種ノートパソコ
ン、ＰＤＡ、更には他の機器に組み込まれたワンチップ
マイコンを含む。要は、上記変換処理プログラムが組み
込まれ、当該処理を行なうよう設計されたものであれば
よい。上記処理の結果は、これらワンチップマイコンや
ＰＤＡ等に接続されたディスプレイ装置に表示させるよ
うに構成する。
置４に取り込んだ曲面像を平面像に変換する変換処理プ
ログラムが組み込まれている。尚、上記平面像とは、我
々の目に映る像を指す。上記コンピュータ装置には図示
しないディスプレイ装置が接続されており、このディス
プレイ装置により、上記変換処理プログラムによって変
換された平面像を表示するようにしている。また、上記
コンピュータ装置は、一般に知られているいわゆるパー
ソナルコンピュータの他、いわゆる各種ノートパソコ
ン、ＰＤＡ、更には他の機器に組み込まれたワンチップ
マイコンを含む。要は、上記変換処理プログラムが組み
込まれ、当該処理を行なうよう設計されたものであれば
よい。上記処理の結果は、これらワンチップマイコンや
ＰＤＡ等に接続されたディスプレイ装置に表示させるよ
うに構成する。
【００２５】次に、上記変換処理プログラムについて説
明するが、この説明に先立ち、この発明に係る変換処理
のアルゴリズムについて簡単に説明しておく。
明するが、この説明に先立ち、この発明に係る変換処理
のアルゴリズムについて簡単に説明しておく。
【００２６】図２に示すように、魚眼レンズ１で撮影さ
れた曲面像１３は、魚眼レンズ１の周りの三次元空間を
二次元の円形画像上へ射影して記録されたものである。
三次元空間から二次元の円形画像への射影先は、使用す
る魚眼レンズ１の射影特性によって定まる。射影特性に
より円形画像の中心から外周への情報量の分布密度の特
性が変わり、一般には外側が疎になる傾向がある。
れた曲面像１３は、魚眼レンズ１の周りの三次元空間を
二次元の円形画像上へ射影して記録されたものである。
三次元空間から二次元の円形画像への射影先は、使用す
る魚眼レンズ１の射影特性によって定まる。射影特性に
より円形画像の中心から外周への情報量の分布密度の特
性が変わり、一般には外側が疎になる傾向がある。
【００２７】曲面像１３から平面像への展開（変換処
理）は、平面座標から極座標への対応点を求めることに
よって行われる。図３に示すように、曲面像の半径を
Ｒ、任意の点をｐ、原点から点ｐまでの長さをｒ、外部
から与えられるパラメータをθ、φとすると、極座標パ
ラメータは以下のようにまとめることができる。 ｐ：（ｒ・cosφ、ｒ・sinφ） ｒ＝Ｒ・ｆ（θ） ｆ(θ)：｛０≦f(θ) ≦１｝ θ：｛０≦θ≦１｝ φ：｛０≦φ≦２π｝ ここで、f(θ)とは魚眼レンズ１の射影特性をあらわす
関数である。
理）は、平面座標から極座標への対応点を求めることに
よって行われる。図３に示すように、曲面像の半径を
Ｒ、任意の点をｐ、原点から点ｐまでの長さをｒ、外部
から与えられるパラメータをθ、φとすると、極座標パ
ラメータは以下のようにまとめることができる。 ｐ：（ｒ・cosφ、ｒ・sinφ） ｒ＝Ｒ・ｆ（θ） ｆ(θ)：｛０≦f(θ) ≦１｝ θ：｛０≦θ≦１｝ φ：｛０≦φ≦２π｝ ここで、f(θ)とは魚眼レンズ１の射影特性をあらわす
関数である。
【００２８】この発明に係るアルゴリズムにおいては、
図４に示すように、複数の三角形から成る天球状のポリ
ゴンモデルを作成し、このポリゴンモデルの各頂点を曲
面像上の然るべきサンプリングポイントへレンズの射影
特性を考慮しながら正確にマッピングし、仮想的なカメ
ラで天球の中心から天球内を見渡すことにより遠近画像
を得るものである。上記三角形内部のピクセル演算は、
テクスチャマッピング技法を利用した近似計算で求め
る。このため、従来における変換作業は描画ピクセル単
位で行われることに基づき、その演算量は複雑で膨大な
ものであったが、この発明においては、上述した理由に
より全体の演算量が減り、高速化を可能としている。
図４に示すように、複数の三角形から成る天球状のポリ
ゴンモデルを作成し、このポリゴンモデルの各頂点を曲
面像上の然るべきサンプリングポイントへレンズの射影
特性を考慮しながら正確にマッピングし、仮想的なカメ
ラで天球の中心から天球内を見渡すことにより遠近画像
を得るものである。上記三角形内部のピクセル演算は、
テクスチャマッピング技法を利用した近似計算で求め
る。このため、従来における変換作業は描画ピクセル単
位で行われることに基づき、その演算量は複雑で膨大な
ものであったが、この発明においては、上述した理由に
より全体の演算量が減り、高速化を可能としている。
【００２９】また、最近の処理系はテクスチャマッピン
グをハードウェアでサポートしているのが一般的になっ
てきており、この遠近補正出力は非常に高速に処理され
る。従来のような直交系の変換アルゴリズムを必要とせ
ず、事前に元画像を直交座標系へ変換しておく必要がな
い。又、使用するレンズの画角に対応させて天球状のポ
リゴンモデルの開度θを決定することにより、焦点距離
などの情報を必要とせずに、任意の画角のレンズに対応
することが可能である。
グをハードウェアでサポートしているのが一般的になっ
てきており、この遠近補正出力は非常に高速に処理され
る。従来のような直交系の変換アルゴリズムを必要とせ
ず、事前に元画像を直交座標系へ変換しておく必要がな
い。又、使用するレンズの画角に対応させて天球状のポ
リゴンモデルの開度θを決定することにより、焦点距離
などの情報を必要とせずに、任意の画角のレンズに対応
することが可能である。
【００３０】球面展開は三次元空間から曲面像へ射影さ
れてきた光の経路を、今度は逆の経路を辿ることで再び
三次元空間を再現しようと試みる展開である。図５に示
すように、仮想三次元空間へ天球１４を置き、曲面像か
ら空間へ伸びる光との交点を想定し、曲面像を天球１４
の内側へテクスチャマッピングすることを想定する。
れてきた光の経路を、今度は逆の経路を辿ることで再び
三次元空間を再現しようと試みる展開である。図５に示
すように、仮想三次元空間へ天球１４を置き、曲面像か
ら空間へ伸びる光との交点を想定し、曲面像を天球１４
の内側へテクスチャマッピングすることを想定する。
【００３１】この際、天球１４の中心点に仮想的なカメ
ラを置き天球内を見渡すと元の三次元空間が再現されて
見える。球面展開では仮想空間上の天球１４内に三次元
空間が再現されるので、ユーザーは天球１４の中心点に
置かれた仮想的なカメラを操作することで、自由に好き
な方向を見たり映像を拡大或いは縮小したりすることが
可能になる。また、仮想的なカメラは何台でも追加が可
能なので、１つの元画像を同時に様々なアングルの遠近
出力が可能である。これにより複数のユーザーが能動的
に、同時に任意の方向を遠近出力することが可能であ
る。
ラを置き天球内を見渡すと元の三次元空間が再現されて
見える。球面展開では仮想空間上の天球１４内に三次元
空間が再現されるので、ユーザーは天球１４の中心点に
置かれた仮想的なカメラを操作することで、自由に好き
な方向を見たり映像を拡大或いは縮小したりすることが
可能になる。また、仮想的なカメラは何台でも追加が可
能なので、１つの元画像を同時に様々なアングルの遠近
出力が可能である。これにより複数のユーザーが能動的
に、同時に任意の方向を遠近出力することが可能であ
る。
【００３２】実際のマッピングは三次元空間から曲面像
へ向かう光の経路と同じように、天球状のポリゴンモデ
ルを構成する各頂点の、元画像上への射影によって行わ
れる。その際レンズの射影特性を考慮することで様々な
射影特性のレンズへ対応することができる。
へ向かう光の経路と同じように、天球状のポリゴンモデ
ルを構成する各頂点の、元画像上への射影によって行わ
れる。その際レンズの射影特性を考慮することで様々な
射影特性のレンズへ対応することができる。
【００３３】天球１４上のポリゴン頂点から曲面像上の
ピクセルへの射影点pを求める為には、パラメータθ、
φを与える必要がある。図６に示すように、天球の頂点
をθの始点とすれば、三次元空間上のポリゴン頂点座標
sは次の通りに定まる。 ｓ：(θ、φ) この頂点パラメータθ、φを、上記図３の極座標へ代入
することで、天球１４上の頂点から極座標上の射影先p
が求まる。天球状のポリゴンモデルにテクスチャマッピ
ングされた曲面像は、仮想的なカメラを通してレンダリ
ングされ二次元の遠近補正画像へと展開される。尚、こ
れらパラメータθ、φを、それぞれ平面状のポリゴンの
横軸、縦軸に取ると、この展開は平面状のポリゴンを利
用したパノラマ展開になるのは勿論である。つまり、こ
の例の構造においては、遠近補正画像を得るのに直交系
変換アルゴリズムを用いないにも拘わらず、遠近補正画
像と同時にパノラマ展開画像をも生成することが可能で
ある。
ピクセルへの射影点pを求める為には、パラメータθ、
φを与える必要がある。図６に示すように、天球の頂点
をθの始点とすれば、三次元空間上のポリゴン頂点座標
sは次の通りに定まる。 ｓ：(θ、φ) この頂点パラメータθ、φを、上記図３の極座標へ代入
することで、天球１４上の頂点から極座標上の射影先p
が求まる。天球状のポリゴンモデルにテクスチャマッピ
ングされた曲面像は、仮想的なカメラを通してレンダリ
ングされ二次元の遠近補正画像へと展開される。尚、こ
れらパラメータθ、φを、それぞれ平面状のポリゴンの
横軸、縦軸に取ると、この展開は平面状のポリゴンを利
用したパノラマ展開になるのは勿論である。つまり、こ
の例の構造においては、遠近補正画像を得るのに直交系
変換アルゴリズムを用いないにも拘わらず、遠近補正画
像と同時にパノラマ展開画像をも生成することが可能で
ある。
【００３４】仮想的なカメラを通してのレンダリングに
は３Ｄジオメトリ演算が用いられる。３Ｄジオメトリ演
算表記は処理系により異なるが、例として左手座標系、
行（横）ベクトル表記を用いて説明する。一般に３Ｄジ
オメトリ演算は同次四次元座標を用いた各種行列演算に
より行われ、ポリゴンモデル上の頂点を[xyz1]、変換後
の頂点を[x'y'z'1]とすると、一般的に次のように示す
ことができる。 [x'y'z'1]＝[xyz1]*[W]*[V]*[P] 尚、上記[W]はワールド変換行列、上記[V]はビュー変換
行列、上記[P]は射影変換行列である。上記ワールド変
換行列とは、オブジェクト座標系からワールド座標系へ
の変換行列であり、上記ビュー変換行列とは、ワールド
座標系からカメラ座標系への変換行列であり、上記射影
変換行列とは、カメラ座標系から射影空間（遠近補正後
同次空間）への変換行列である。
は３Ｄジオメトリ演算が用いられる。３Ｄジオメトリ演
算表記は処理系により異なるが、例として左手座標系、
行（横）ベクトル表記を用いて説明する。一般に３Ｄジ
オメトリ演算は同次四次元座標を用いた各種行列演算に
より行われ、ポリゴンモデル上の頂点を[xyz1]、変換後
の頂点を[x'y'z'1]とすると、一般的に次のように示す
ことができる。 [x'y'z'1]＝[xyz1]*[W]*[V]*[P] 尚、上記[W]はワールド変換行列、上記[V]はビュー変換
行列、上記[P]は射影変換行列である。上記ワールド変
換行列とは、オブジェクト座標系からワールド座標系へ
の変換行列であり、上記ビュー変換行列とは、ワールド
座標系からカメラ座標系への変換行列であり、上記射影
変換行列とは、カメラ座標系から射影空間（遠近補正後
同次空間）への変換行列である。
【００３５】射影空間へ変換されたポリゴン頂点はその
後、一般的に、クリッピング処理、ビューポート変換を
経て二次元平面へ変換され、ポリゴンを形成する頂点間
領域を補完するようにテクスチャマッピング処理により
レンダリングされて画像が生成される。上記の[V]、[P]
の部分が仮想的なカメラの機能を提供する。[V]で任意
の視線方向を設定することでカメラのパン、チルト、回
転が実現される。又、[P]により遠近補正が行われ、カ
メラのズームイン／アウトはここで実現される。これら
座標変換は頂点に対する、平行移動(translating)、回
転(rotation)、拡大縮小(scaling)、せん断(shear)の４
つの操作を組み合わせて実現される。
後、一般的に、クリッピング処理、ビューポート変換を
経て二次元平面へ変換され、ポリゴンを形成する頂点間
領域を補完するようにテクスチャマッピング処理により
レンダリングされて画像が生成される。上記の[V]、[P]
の部分が仮想的なカメラの機能を提供する。[V]で任意
の視線方向を設定することでカメラのパン、チルト、回
転が実現される。又、[P]により遠近補正が行われ、カ
メラのズームイン／アウトはここで実現される。これら
座標変換は頂点に対する、平行移動(translating)、回
転(rotation)、拡大縮小(scaling)、せん断(shear)の４
つの操作を組み合わせて実現される。
【００３６】上述したアルゴリズムに基づく上記変換処
理プログラムは、曲面像を映し出す映出体に映し出され
た上記曲面像を平面像に変換するためのもので、図７及
び図８に示すように、魚眼レンズ１の射影特性に基づい
て上記曲面像の上のサンプリング点を算出して上記曲面
像を平面像に変換するものである。すなわち、上記魚眼
レンズ１の曲率半径に係る特性をはじめとする射影特性
に基づいて上記曲面像上のサンプリング点を求め、更に
上記射影特性に基づいて球面状のポリゴンモデルを構築
し、このポリゴンモデルに対して上記曲面像上の各サン
プリング点を、複数の三角形に分割した上記ポリゴンモ
デルの各頂点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカ
メラ視野系に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタ
ライズして上記映出体に映し出された曲面像を平面像に
変換するものである。尚、上記射影特性は、例えば理工
学・数学の各種手法等を用い、手動により若しくは自動
的に求めるようにする。この射影特性は、一度求めれば
よい。
理プログラムは、曲面像を映し出す映出体に映し出され
た上記曲面像を平面像に変換するためのもので、図７及
び図８に示すように、魚眼レンズ１の射影特性に基づい
て上記曲面像の上のサンプリング点を算出して上記曲面
像を平面像に変換するものである。すなわち、上記魚眼
レンズ１の曲率半径に係る特性をはじめとする射影特性
に基づいて上記曲面像上のサンプリング点を求め、更に
上記射影特性に基づいて球面状のポリゴンモデルを構築
し、このポリゴンモデルに対して上記曲面像上の各サン
プリング点を、複数の三角形に分割した上記ポリゴンモ
デルの各頂点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカ
メラ視野系に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタ
ライズして上記映出体に映し出された曲面像を平面像に
変換するものである。尚、上記射影特性は、例えば理工
学・数学の各種手法等を用い、手動により若しくは自動
的に求めるようにする。この射影特性は、一度求めれば
よい。
【００３７】上記魚眼レンズ１の射影特性を基にして、
上記ポリゴンモデル上の複数の三角形の頂点をジオメト
リ変換することによりカメラ座標系にし、並行投影や透
視投影等の各種投影処理を施す。これにより、上記各頂
点の平面上への投影先ピクセルを求める。次いで、上述
のようにして求められた平面上の三角形領域に対し、対
応する曲面像上の三角形のサンプリング領域を適宜に変
形し、ラスタライズする。すなわち、平面上の三角形領
域の各ピクセルごとに、曲面像上の参照すべき画素を定
める。これらの処理は、厳密な計算ではなく、近似計算
であるため、処理速度を向上させることができる。
上記ポリゴンモデル上の複数の三角形の頂点をジオメト
リ変換することによりカメラ座標系にし、並行投影や透
視投影等の各種投影処理を施す。これにより、上記各頂
点の平面上への投影先ピクセルを求める。次いで、上述
のようにして求められた平面上の三角形領域に対し、対
応する曲面像上の三角形のサンプリング領域を適宜に変
形し、ラスタライズする。すなわち、平面上の三角形領
域の各ピクセルごとに、曲面像上の参照すべき画素を定
める。これらの処理は、厳密な計算ではなく、近似計算
であるため、処理速度を向上させることができる。
【００３８】換言すれば、三次元空間上に、視線方向と
視野角とクリッピング面とバンク角とを考慮した仮想的
なカメラを想定し、ポリゴンモデルの原点に置いた上記
カメラを介して見渡すと、曲面画像から平面画像に変換
された画像を得られる。実際には、上記仮想的なカメラ
を介して各サンプリング点の二次元画像上への変換先を
求め、各サンプリング点の三角形領域をテクスチャマッ
ピングにより隙間なく埋めていく。このため、従来方法
のような多数のピクセルごとに複雑な計算を施す必要が
なく、高速に変換可能になる。
視野角とクリッピング面とバンク角とを考慮した仮想的
なカメラを想定し、ポリゴンモデルの原点に置いた上記
カメラを介して見渡すと、曲面画像から平面画像に変換
された画像を得られる。実際には、上記仮想的なカメラ
を介して各サンプリング点の二次元画像上への変換先を
求め、各サンプリング点の三角形領域をテクスチャマッ
ピングにより隙間なく埋めていく。このため、従来方法
のような多数のピクセルごとに複雑な計算を施す必要が
なく、高速に変換可能になる。
【００３９】ところで、本形態例に係る方法によって得
られる平面画像は、近似された画像であるが、ポリゴン
モデルのポリゴン数を増やしたり、ポリゴンモデルの密
度を工夫したりすることによって実際の画像に近づける
ことができる。
られる平面画像は、近似された画像であるが、ポリゴン
モデルのポリゴン数を増やしたり、ポリゴンモデルの密
度を工夫したりすることによって実際の画像に近づける
ことができる。
【００４０】上述したように構成される本形態例に係る
変換処理プログラムの作用は次のとおりである。すなわ
ち、図９に示すように、先ず曲面像情報（半径、中心座
標）、使用レンズ情報（射影系、画角）を入力する（ス
テップ１）。次いで、ステップ２に進み、天球状のポリ
ゴンを作成する。更に、ステップ３に進み、上記ステッ
プ１で入力した情報を元に、天球状のポリゴンの各頂点
と曲面像の対応ポイントを関連付ける。尚、上記天球状
のポリゴンは、三角形ポリゴンから成るので、当該処理
は結果的に曲面像を三角形領域へ対応付けるのと同じ意
味を持つ。更に、ステップ４に進み、仮想カメラ情報
（視線方向、画角（ズームイン・ズームアウト））を入
力する。次いで、ステップ５に進み、上記ステップ４で
入力した情報を元に、天球状のポリゴンを、各種３Ｄジ
オメトリ演算する。尚、この３Ｄジオメトリ演算は、ワ
ールド変換、ビュー変換、射影変換、クリッピング処
理、ビューポート変換、を含む。更に、ステップ６に進
み、上記ステップ５における結果をテクスチャマッピン
グ処理によりレンダリングする。これにより、遠近補正
画像が生成される。このテクスチャマッピング処理は三
角形単位で行われ、この部分が処理を簡略化し高速化す
る部分である。次いで、ステップ７に進み、遠近補正画
像を表示する。最後に、ステップ８として、曲面像を更
新し、ステップ４に戻る。以下、上記ステップ４からス
テップ８を必要回数繰り返す。
変換処理プログラムの作用は次のとおりである。すなわ
ち、図９に示すように、先ず曲面像情報（半径、中心座
標）、使用レンズ情報（射影系、画角）を入力する（ス
テップ１）。次いで、ステップ２に進み、天球状のポリ
ゴンを作成する。更に、ステップ３に進み、上記ステッ
プ１で入力した情報を元に、天球状のポリゴンの各頂点
と曲面像の対応ポイントを関連付ける。尚、上記天球状
のポリゴンは、三角形ポリゴンから成るので、当該処理
は結果的に曲面像を三角形領域へ対応付けるのと同じ意
味を持つ。更に、ステップ４に進み、仮想カメラ情報
（視線方向、画角（ズームイン・ズームアウト））を入
力する。次いで、ステップ５に進み、上記ステップ４で
入力した情報を元に、天球状のポリゴンを、各種３Ｄジ
オメトリ演算する。尚、この３Ｄジオメトリ演算は、ワ
ールド変換、ビュー変換、射影変換、クリッピング処
理、ビューポート変換、を含む。更に、ステップ６に進
み、上記ステップ５における結果をテクスチャマッピン
グ処理によりレンダリングする。これにより、遠近補正
画像が生成される。このテクスチャマッピング処理は三
角形単位で行われ、この部分が処理を簡略化し高速化す
る部分である。次いで、ステップ７に進み、遠近補正画
像を表示する。最後に、ステップ８として、曲面像を更
新し、ステップ４に戻る。以下、上記ステップ４からス
テップ８を必要回数繰り返す。
【００４１】上述したような処理により、魚眼レンズ１
に映し出されている、図８（Ａ）に示すような映像（曲
面像）を上記ＣＣＤ装置４によって取り込み、この取り
込んだ像を上記変換処理プログラムを介して平面像に変
換する。尚、このような平面像への変換は、所定角度
（例えば９０度）ごとに行なうことで、コンピュータ装
置の負担を軽減させることができる。上述したとおり、
この変換は従来方法に比較して高速に処理される。変換
された平面像は、上記ディスプレイ装置によって表示さ
れる。図８（Ｂ）は、ディスプレイ装置に表示された平
面像を示している。
に映し出されている、図８（Ａ）に示すような映像（曲
面像）を上記ＣＣＤ装置４によって取り込み、この取り
込んだ像を上記変換処理プログラムを介して平面像に変
換する。尚、このような平面像への変換は、所定角度
（例えば９０度）ごとに行なうことで、コンピュータ装
置の負担を軽減させることができる。上述したとおり、
この変換は従来方法に比較して高速に処理される。変換
された平面像は、上記ディスプレイ装置によって表示さ
れる。図８（Ｂ）は、ディスプレイ装置に表示された平
面像を示している。
【００４２】尚、上記各変換処理プログラムは、上記Ｃ
ＣＤ装置４が取り込んだ曲面像を、該曲面像を分割して
なる各領域ごとに所望の回転及び所望の拡大／縮小等の
処理を施して平面像にすることが可能なことは言うまで
もない。すなわち、コンピュータ装置の入力装置（キー
ボード、マウス等）を介して、得られた平面像における
各領域を選択し、当該部分の拡大、縮小倍率の設定を行
うことで、表示されている平面像の任意の個所を任意の
倍率で拡大、縮小できるようにしている。従って、ユー
ザはディスプレイ装置に表示された画像を適宜拡大或い
は縮小表示できるため、精度の高いモニタリングが可能
になる。尚、上述したアルゴリズムに基づいて変換処理
を行なう本形態例の構造の場合、従来から知られてい
る、監視カメラのパン、チルト等を機械式に行なうもの
に比較して、パン、チルト等の動作を高速に行なうこと
ができ、更にメンテナンスの手間も省くことができる。
更には、本形態例の構造の場合、複数のユーザーが同時
に任意の範囲の平面像を見ることができる。しかも、こ
れら平面像は任意の倍率で拡大、縮小して見ることがで
きる。このような効果は、上記機械式のものでは得るこ
とができないか、或いは困難であったが、本形態例の構
造の場合、容易に可能である。
ＣＤ装置４が取り込んだ曲面像を、該曲面像を分割して
なる各領域ごとに所望の回転及び所望の拡大／縮小等の
処理を施して平面像にすることが可能なことは言うまで
もない。すなわち、コンピュータ装置の入力装置（キー
ボード、マウス等）を介して、得られた平面像における
各領域を選択し、当該部分の拡大、縮小倍率の設定を行
うことで、表示されている平面像の任意の個所を任意の
倍率で拡大、縮小できるようにしている。従って、ユー
ザはディスプレイ装置に表示された画像を適宜拡大或い
は縮小表示できるため、精度の高いモニタリングが可能
になる。尚、上述したアルゴリズムに基づいて変換処理
を行なう本形態例の構造の場合、従来から知られてい
る、監視カメラのパン、チルト等を機械式に行なうもの
に比較して、パン、チルト等の動作を高速に行なうこと
ができ、更にメンテナンスの手間も省くことができる。
更には、本形態例の構造の場合、複数のユーザーが同時
に任意の範囲の平面像を見ることができる。しかも、こ
れら平面像は任意の倍率で拡大、縮小して見ることがで
きる。このような効果は、上記機械式のものでは得るこ
とができないか、或いは困難であったが、本形態例の構
造の場合、容易に可能である。
【００４３】上記図８の記載から明らかなように、本形
態例においては単一の魚眼レンズ１及び単一のＣＣＤ装
置４によって室内のほぼ全域をディスプレイ装置に表示
させることが可能になる。従って、従来のモニタ装置の
ように、多数の監視カメラを設置する必要がなくなり、
設置コストの低廉化を図れる。
態例においては単一の魚眼レンズ１及び単一のＣＣＤ装
置４によって室内のほぼ全域をディスプレイ装置に表示
させることが可能になる。従って、従来のモニタ装置の
ように、多数の監視カメラを設置する必要がなくなり、
設置コストの低廉化を図れる。
【００４４】また、上記ＣＣＤ装置４と上記コンピュー
タ装置及びディスプレイ装置とが、それぞれ離れた場所
に設置されている場合で、上記ＣＣＤ装置４で取り込ん
だ映像を、一般公衆回線等の各種回線或いは無線を介し
た通信手段により配信（伝送）するように構成した場
合、従来構造のように多数のカメラ（本例の場合、ＣＣ
Ｄ装置４）を設置する必要がないことから、この配信が
円滑に行われるとともに、配信に要するコスト（回線使
用料等）が嵩むことがなくなる。しかも、上記ＣＣＤ装
置４に取り込んだ像は、狭い面積の中に広い範囲の映像
を含んだものであるため、伝送するデータ量が小さく、
この点からもデータ送信の迅速化と伝送コストの低廉化
とを図れる。
タ装置及びディスプレイ装置とが、それぞれ離れた場所
に設置されている場合で、上記ＣＣＤ装置４で取り込ん
だ映像を、一般公衆回線等の各種回線或いは無線を介し
た通信手段により配信（伝送）するように構成した場
合、従来構造のように多数のカメラ（本例の場合、ＣＣ
Ｄ装置４）を設置する必要がないことから、この配信が
円滑に行われるとともに、配信に要するコスト（回線使
用料等）が嵩むことがなくなる。しかも、上記ＣＣＤ装
置４に取り込んだ像は、狭い面積の中に広い範囲の映像
を含んだものであるため、伝送するデータ量が小さく、
この点からもデータ送信の迅速化と伝送コストの低廉化
とを図れる。
【００４５】上記一般公衆回線等の各種回線或いは無線
から成る通信手段が、特許請求の範囲に記載した通信手
段をなす。また、特許請求の範囲に記載した通信手段に
は、インターネットやＬＡＮ、ＷＡＮといったネットワ
ークシステムも含まれる。
から成る通信手段が、特許請求の範囲に記載した通信手
段をなす。また、特許請求の範囲に記載した通信手段に
は、インターネットやＬＡＮ、ＷＡＮといったネットワ
ークシステムも含まれる。
【００４６】尚、上述した形態例においては、映出体と
して魚眼レンズ１を採用した例について説明したが、上
記映出体としては他にも、反射鏡である凸面鏡や凹面
鏡、射影系レンズである広角レンズを採用することがで
きる。要は、上記映出体として曲面像を映し出すもので
あれば良い。また、上記ＣＣＤ装置４を構成するＣＣＤ
カメラとしては、従来から知られているものを採用でき
る。更に、コンピュータ装置、通信手段に関しても従来
知られた種々のものを採用できる。
して魚眼レンズ１を採用した例について説明したが、上
記映出体としては他にも、反射鏡である凸面鏡や凹面
鏡、射影系レンズである広角レンズを採用することがで
きる。要は、上記映出体として曲面像を映し出すもので
あれば良い。また、上記ＣＣＤ装置４を構成するＣＣＤ
カメラとしては、従来から知られているものを採用でき
る。更に、コンピュータ装置、通信手段に関しても従来
知られた種々のものを採用できる。
【００４７】上述した形態例の構造の場合、曲面像をそ
のまま利用でき、しかも、計算速度を向上させるために
三角形テクスチャポリゴンを変換単位として扱うように
している。この結果、ポリゴンモデルとテクスチャとの
関連付けが必要なのは最初の一回だけとなり、従来技術
では実現困難であったリアルタイム性のあるインタラク
ティブで高画質な動画像を実現している。尚、上記ポリ
ゴンモデルの精度を変更することで、生成画像品質と処
理系への負担とを調整することができる。また、この発
明においては、仮想的な三次元空間において、半球状画
像領域上の各サンプリングポイントを天球状のポリゴン
モデルの各頂点へ直接対応させた後、仮想的なカメラを
通して天球内を見上げることで遠近出力を得ている。こ
のため、従来行なわれていたような事前にパノラマ展開
等の前処理を必要とせず、半球状画像領域を直接利用す
ることが可能である。静止画だけではなく、カメラから
画像をキャプチャーしながらリアルタイムに遠近出力す
る用途にも向いている。更に、種々の射影方式の各種魚
眼レンズにも対応しており、応用範囲が広い。また、使
用するレンズの画角に対応させて天球の開度を決定する
ことにより、焦点距離などの情報を要せず、任意の画角
のレンズに対応することが可能である。
のまま利用でき、しかも、計算速度を向上させるために
三角形テクスチャポリゴンを変換単位として扱うように
している。この結果、ポリゴンモデルとテクスチャとの
関連付けが必要なのは最初の一回だけとなり、従来技術
では実現困難であったリアルタイム性のあるインタラク
ティブで高画質な動画像を実現している。尚、上記ポリ
ゴンモデルの精度を変更することで、生成画像品質と処
理系への負担とを調整することができる。また、この発
明においては、仮想的な三次元空間において、半球状画
像領域上の各サンプリングポイントを天球状のポリゴン
モデルの各頂点へ直接対応させた後、仮想的なカメラを
通して天球内を見上げることで遠近出力を得ている。こ
のため、従来行なわれていたような事前にパノラマ展開
等の前処理を必要とせず、半球状画像領域を直接利用す
ることが可能である。静止画だけではなく、カメラから
画像をキャプチャーしながらリアルタイムに遠近出力す
る用途にも向いている。更に、種々の射影方式の各種魚
眼レンズにも対応しており、応用範囲が広い。また、使
用するレンズの画角に対応させて天球の開度を決定する
ことにより、焦点距離などの情報を要せず、任意の画角
のレンズに対応することが可能である。
【００４８】次に、図１０は、上記形態例を小売店の全
方位監視装置に適用した例を示している。この例の場
合、従来構造に比較して数少ない部品点数（図示の例の
場合、単一の魚眼レンズ１と単一のＣＣＤ装置４）を設
けるのみでよい。そして、ケーブル等の通信手段５を介
して監視ルーム６内に設置したコンピュータ装置７及び
ディスプレイ装置８により、上記ＣＣＤ装置４から伝送
されてくる曲面像を平面像に変換して表示させる。この
ような構成の場合、設置する魚眼レンズ１やＣＣＤ装置
４の個数は、従来の監視装置の監視カメラの個数に比較
して低減できるため、設置コストを低く押さえることが
できるにもかかわらず、店内全域を監視できるようにな
り、実用上の効果が大きい。
方位監視装置に適用した例を示している。この例の場
合、従来構造に比較して数少ない部品点数（図示の例の
場合、単一の魚眼レンズ１と単一のＣＣＤ装置４）を設
けるのみでよい。そして、ケーブル等の通信手段５を介
して監視ルーム６内に設置したコンピュータ装置７及び
ディスプレイ装置８により、上記ＣＣＤ装置４から伝送
されてくる曲面像を平面像に変換して表示させる。この
ような構成の場合、設置する魚眼レンズ１やＣＣＤ装置
４の個数は、従来の監視装置の監視カメラの個数に比較
して低減できるため、設置コストを低く押さえることが
できるにもかかわらず、店内全域を監視できるようにな
り、実用上の効果が大きい。
【００４９】次に、図１１は、上述したような形態例を
ＴＶ会議システムに適用した例を示している。この例の
場合、本社並びに支社の各会議室９、１０、１１に、こ
の発明を適用したＴＶ会議システムを設けている。すな
わち、各会議室９、１０、１１にそれぞれ魚眼レンズ１
とＣＣＤ装置４とを設置する。また、コンピュータ装置
７とディスプレイ装置８とを設置する。そして、図示し
ない無線通信手段（例えば、携帯電話網やインターネッ
ト）を介して、各会議室９、１０、１１にそれぞれ設置
したコンピュータ装置７及びディスプレイ装置８によ
り、各ＣＣＤ装置４から配信（伝送）されてくる曲面像
を平面像に変換して表示させる。これにより、互いに離
れた場所にいても、参加者全員が一堂に会したのと同様
の会議を進めることが可能になる。尚、この例の場合、
音声信号も各コンピュータ装置７に配信し、ディスプレ
イ装置８に表示させた映像と連動してコンピュータ装置
７に付設のスピーカを介して音声を出力するように構成
する。
ＴＶ会議システムに適用した例を示している。この例の
場合、本社並びに支社の各会議室９、１０、１１に、こ
の発明を適用したＴＶ会議システムを設けている。すな
わち、各会議室９、１０、１１にそれぞれ魚眼レンズ１
とＣＣＤ装置４とを設置する。また、コンピュータ装置
７とディスプレイ装置８とを設置する。そして、図示し
ない無線通信手段（例えば、携帯電話網やインターネッ
ト）を介して、各会議室９、１０、１１にそれぞれ設置
したコンピュータ装置７及びディスプレイ装置８によ
り、各ＣＣＤ装置４から配信（伝送）されてくる曲面像
を平面像に変換して表示させる。これにより、互いに離
れた場所にいても、参加者全員が一堂に会したのと同様
の会議を進めることが可能になる。尚、この例の場合、
音声信号も各コンピュータ装置７に配信し、ディスプレ
イ装置８に表示させた映像と連動してコンピュータ装置
７に付設のスピーカを介して音声を出力するように構成
する。
【００５０】この例においても、設置する魚眼レンズ１
やＣＣＤ装置４といった構成要素の個数は、従来構造の
監視システムを利用したものに比較して低減できるた
め、設置コストを低く押さえることができるにもかかわ
らず、会議室９、１０、１１全域を表示できるようにな
り、実用上の効果が大きい。
やＣＣＤ装置４といった構成要素の個数は、従来構造の
監視システムを利用したものに比較して低減できるた
め、設置コストを低く押さえることができるにもかかわ
らず、会議室９、１０、１１全域を表示できるようにな
り、実用上の効果が大きい。
【００５１】更に、図示は省略したが、例えばコンサー
ト会場等に本形態例と同様構成のモニタ装置を設置し、
インターネットを介して各家庭のコンピュータ装置にラ
イブの模様を伝送することも可能になる。上記各家庭の
コンピュータ装置に、上記変換処理プログラムを組み込
んでおくことは勿論である。この場合、伝送する映像デ
ータは、前記図８（Ａ）に示すように狭い面積の中に広
い範囲の映像を含んだものである。すなわち、広範囲の
映像を小さなデータとして伝送できるため、伝送に要す
る価格を低減するとともに伝送速度を向上させることが
でき、利用者にとっての利益が大きい。しかも、利用者
は、好みの映像の一部を拡大して表示させる等、得られ
た映像を加工することも可能となるため、個人での楽し
みが増大する。
ト会場等に本形態例と同様構成のモニタ装置を設置し、
インターネットを介して各家庭のコンピュータ装置にラ
イブの模様を伝送することも可能になる。上記各家庭の
コンピュータ装置に、上記変換処理プログラムを組み込
んでおくことは勿論である。この場合、伝送する映像デ
ータは、前記図８（Ａ）に示すように狭い面積の中に広
い範囲の映像を含んだものである。すなわち、広範囲の
映像を小さなデータとして伝送できるため、伝送に要す
る価格を低減するとともに伝送速度を向上させることが
でき、利用者にとっての利益が大きい。しかも、利用者
は、好みの映像の一部を拡大して表示させる等、得られ
た映像を加工することも可能となるため、個人での楽し
みが増大する。
【００５２】また、上記ライブ中継に適用した例と同様
の構成により、野生動物の行動を追跡する等、生態学の
分野に適用したり、密猟者の監視システムに適用するこ
ともできる。
の構成により、野生動物の行動を追跡する等、生態学の
分野に適用したり、密猟者の監視システムに適用するこ
ともできる。
【００５３】更には、小型コンピュータ装置（いわゆる
モバイルコンピュータ装置であってインターネット接続
端末を含む）と携帯電話（ＰＨＳを含む）とを利用し
て、種種の場所でインターネットに接続し、好みの者と
チャット（電子会話）する際に、本形態例に係るモニタ
装置を用いて映像つきのチャットを行えるようにするこ
とができる。この場合、例えば魚眼レンズを介して自己
の映像をＣＣＤ装置に取り込み、この取り込んだ曲面像
を、インターネットを介して相手方に配信する。相手方
のコンピュータがこの曲面像データを受信すると、自動
的に上記変換処理プログラムを立ち上げ、直ちに平面像
に直してディスプレイ装置に表示させる。このような構
成の場合、チャットの楽しみが従来に比べ大幅に増大す
る。
モバイルコンピュータ装置であってインターネット接続
端末を含む）と携帯電話（ＰＨＳを含む）とを利用し
て、種種の場所でインターネットに接続し、好みの者と
チャット（電子会話）する際に、本形態例に係るモニタ
装置を用いて映像つきのチャットを行えるようにするこ
とができる。この場合、例えば魚眼レンズを介して自己
の映像をＣＣＤ装置に取り込み、この取り込んだ曲面像
を、インターネットを介して相手方に配信する。相手方
のコンピュータがこの曲面像データを受信すると、自動
的に上記変換処理プログラムを立ち上げ、直ちに平面像
に直してディスプレイ装置に表示させる。このような構
成の場合、チャットの楽しみが従来に比べ大幅に増大す
る。
【００５４】
【発明の効果】この発明に係る曲面像を利用したモニタ
方法及びモニタ装置は、上述のように構成され作用する
ため、少ない構成要素で安価に構成できるにもかかわら
ず広範囲に亙るモニタが可能になる。また、各種分野に
適用でき、実用上の効果が大きい。
方法及びモニタ装置は、上述のように構成され作用する
ため、少ない構成要素で安価に構成できるにもかかわら
ず広範囲に亙るモニタが可能になる。また、各種分野に
適用でき、実用上の効果が大きい。
【図１】この発明の実施の一形態例に係る曲面像を利用
したモニタ装置を説明するためのブロック図である。
したモニタ装置を説明するためのブロック図である。
【図２】同じく変換処理のアルゴリズムを説明するため
の模式的な説明図である。
の模式的な説明図である。
【図３】極座標への対応点を求める演算を説明するため
の図である。
の図である。
【図４】射影特性に基づいて構築された球面状のポリゴ
ンモデル例を示す説明図である。
ンモデル例を示す説明図である。
【図５】球面展開を説明するための模式的な説明図であ
る。
る。
【図６】射影点を求めるための演算を説明するための図
である。
である。
【図７】ポリゴンモデル例の曲面画像を平面画像に変換
した画像を示す説明図である。
した画像を示す説明図である。
【図８】（Ａ）は魚眼レンズに映し出された曲面像を、
（Ｂ）は変換処理プログラムにより変換された平面像
を、それぞれ示す図である。
（Ｂ）は変換処理プログラムにより変換された平面像
を、それぞれ示す図である。
【図９】本形態例の作用を説明するためのフローチャー
トである。
トである。
【図１０】この発明を全方位監視装置に適用した例を示
す略図である。
す略図である。
【図１１】この発明をＴＶ会議システムに適用した例を
示す略図である。
示す略図である。
１ 魚眼レンズ ４ ＣＣＤ装置 ５ ケーブル ７ コンピュータ装置 ８ ディスプレイ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ Ｆターム(参考） 5B057 AA19 BA11 CA13 CB12 CD05 CD12 CD14 CD20 CH01 DB03 5B080 AA13 AA14 BA04 BA05 BA08 GA22 5C022 AA01 AB13 AB68 AC42 AC54 AC55 5C054 AA04 CA04 CC03 CE16 EA01 FD03 FE00 HA19 HA25
Claims (33)
- 【請求項１】 曲面像を映し出す映出体と、この映出体
に映し出された曲面像を取り込むＣＣＤ装置と、を備
え、上記ＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像を平面像に変換
し、ディスプレイ装置によって当該平面像を映し出すこ
とを特徴とする曲面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項２】 前記ＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像の平
面像への変換は、変換処理プログラムにより行うことを
特徴とする請求項１に記載の曲面像を利用したモニタ方
法。 - 【請求項３】 前記変換処理プログラムは、前記映出体
に映し出された曲面像のサンプリング点の平面上への射
影点をジオメトリ演算により算出し、直交系変換アルゴ
リズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変換する
ものであることを特徴とする請求項２に記載の曲面像を
利用したモニタ方法。 - 【請求項４】 前記変換処理プログラムは、前記映出体
の射影特性に基づいて上記曲面像上のサンプリング点を
算出し、直交系変換アルゴリズムを用いることなく上記
曲面像を平面像に変換するものであることを特徴とする
請求項２に記載の曲面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項５】 前記映出体の射影特性に基づいて球面状
若しくは平面状のポリゴンモデルを構築し、このポリゴ
ンモデルに対して前記曲面像上の各サンプリング点を、
複数の多角形に分割した上記ポリゴンモデルの各頂点に
対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系に変
換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして上記
映出体に映し出された曲面像を平面像に変換することを
特徴とする請求項４に記載の曲面像を利用したモニタ方
法。 - 【請求項６】 前記映出体の射影特性が、該映出体の曲
率半径に係るパラメータを含むことを特徴とする請求項
４または請求項５に記載の曲面像を利用したモニタ方
法。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の曲面像を利用したモニタ方法において、前記変換処理
プログラムは、前記曲面像のうちの任意の範囲を平面像
に変換するものであることを特徴とする曲面像を利用し
たモニタ方法。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
の曲面像を利用したモニタ方法において、前記変換処理
プログラムは、前記曲面像のうちの任意の複数の範囲を
同時に平面像に変換するものであることを特徴とする曲
面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載
の曲面像を利用したモニタ方法において、前記変換処理
プログラムは、前記曲面像のうちの任意の範囲を任意の
倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するものであ
ることを特徴とする曲面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項１０】 前記映出体が射影系レンズ若しくは反
射鏡であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のい
ずれかに記載の曲面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項１１】 前記反射鏡が、凸面鏡若しくは凹面鏡
であることを特徴とする請求項１０に記載の曲面像を利
用したモニタ方法。 - 【請求項１２】 前記射影系レンズが魚眼レンズ若しく
は広角レンズであることを特徴とする請求項１０に記載
の曲面像を利用したモニタ方法。 - 【請求項１３】 曲面像を映し出す映出体と、この映出
体に映し出された曲面像を取り込むＣＣＤ装置と、この
ＣＣＤ装置に取り込んだ曲面像を平面像に変換する変換
処理プログラムを組み込んだコンピュータ装置と、この
コンピュータ装置に接続され、上記変換処理プログラム
によって得られた平面像を映し出すディスプレイ装置
と、を備えたことを特徴とする曲面像を利用したモニタ
装置。 - 【請求項１４】 前記変換処理プログラムは、前記映出
体に映し出された曲面像のサンプリング点の平面上への
射影点をジオメトリ演算により算出し、直交系変換アル
ゴリズムを用いることなく上記曲面像を平面像に変換す
るものであることを特徴とする請求項１３に記載の曲面
像を利用したモニタ装置。 - 【請求項１５】 前記変換処理プログラムは、前記映出
体の射影特性に基づいて上記曲面像上のサンプリング点
を算出し、直交系変換アルゴリズムを用いることなく上
記曲面像を平面像に変換するものであることを特徴とす
る請求項１３に記載の曲面像を利用したモニタ装置。 - 【請求項１６】 前記映出体の射影特性に基づいて球面
状若しくは平面状のポリゴンモデルを構築し、このポリ
ゴンモデルに対して前記曲面像上の各サンプリング点
を、複数の多角形に分割した上記ポリゴンモデルの各頂
点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系
に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして
上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換するこ
とを特徴とする請求項１５に記載の曲面像を利用したモ
ニタ装置。 - 【請求項１７】 前記映出体の射影特性が、該映出体の
曲率半径に係るパラメータを含むことを特徴とする請求
項１５または請求項１６に記載の曲面像を利用したモニ
タ装置。 - 【請求項１８】 請求項１３乃至請求項１７のいずれか
に記載の曲面像を利用したモニタ装置において、前記変
換処理プログラムは、前記曲面像のうちの任意の範囲を
平面像に変換するものであることを特徴とする曲面像を
利用したモニタ装置。 - 【請求項１９】 請求項１３乃至請求項１７のいずれか
に記載の曲面像を利用したモニタ装置において、前記変
換処理プログラムは、前記曲面像のうちの任意の複数の
範囲を同時に平面像に変換するものであることを特徴と
する曲面像を利用したモニタ装置。 - 【請求項２０】 請求項１３乃至請求項１９のいずれか
に記載の曲面像を利用したモニタ装置において、前記変
換処理プログラムは、前記曲面像のうちの任意の範囲を
任意の倍率で拡大若しくは縮小して平面像に変換するも
のであることを特徴とする曲面像を利用したモニタ装
置。 - 【請求項２１】 前記映出体が射影系レンズ若しくは反
射鏡であることを特徴とする請求項１３乃至請求項２０
のいずれかに記載の曲面像を利用したモニタ装置。 - 【請求項２２】 前記反射鏡が、凸面鏡若しくは凹面鏡
であることを特徴とする請求項２１に記載の曲面像を利
用したモニタ装置。 - 【請求項２３】 前記射影系レンズが魚眼レンズ若しく
は広角レンズであることを特徴とする請求項２１に記載
の曲面像を利用したモニタ装置。 - 【請求項２４】 前記ＣＣＤ装置で取り込んだ曲面像を
前記コンピュータ装置に配信する通信手段を設けたこと
を特徴とする請求項１３乃至請求項２３のいずれかに記
載の曲面像を利用したモニタ装置。 - 【請求項２５】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用したテレ
ビ会議システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項２６】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用した警備
監視システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項２７】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用した観光
案内システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項２８】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用した不動
産案内システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項２９】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用したチャ
ットシステムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項３０】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用した交通
監視システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項３１】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用したライ
ブ放送システムに用いられることを特徴とするモニタ装
置。 - 【請求項３２】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用したスポ
ーツ放送システムに用いられることを特徴とするモニタ
装置。 - 【請求項３３】 請求項１３乃至請求項２４のいずれか
に記載のモニタ装置は、インターネットを利用した通信
カラオケシステムに用いられることを特徴とするモニタ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243018A JP2002152719A (ja) | 2000-08-29 | 2001-08-09 | 曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-259224 | 2000-08-29 | ||
| JP2000259224 | 2000-08-29 | ||
| JP2001243018A JP2002152719A (ja) | 2000-08-29 | 2001-08-09 | 曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002152719A true JP2002152719A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=26598686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243018A Pending JP2002152719A (ja) | 2000-08-29 | 2001-08-09 | 曲面像を利用したモニタ方法及びモニタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002152719A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006506745A (ja) * | 2002-11-15 | 2006-02-23 | ワーナー・ブロス・エンターテイメント・インコーポレーテッド | 映画におけるデジタルイメージング用のリアリティベースのライト環境 |
| JP2007081553A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Hitachi Kokusai Electric Inc | カメラシステムの表示方法及びカメラシステム |
| JP2009232310A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujitsu Ltd | 車両用画像処理装置、車両用画像処理方法、車両用画像処理プログラム |
| JP2010171914A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Fujitsu General Ltd | 画像データ変換装置 |
Citations (5)
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| JPH11261868A (ja) * | 1998-03-13 | 1999-09-24 | Fujitsu Ltd | 魚眼レンズカメラ装置及びその画像歪み補正方法及び画像抽出方法 |
| JP2000083242A (ja) * | 1993-02-08 | 2000-03-21 | Interactive Pictures Corp | 全視野静止カメラとサ―ベイランスシステム |
-
2001
- 2001-08-09 JP JP2001243018A patent/JP2002152719A/ja active Pending
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| JP4685561B2 (ja) * | 2005-09-12 | 2011-05-18 | 株式会社日立国際電気 | カメラシステムの表示方法及びカメラシステム |
| JP2009232310A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujitsu Ltd | 車両用画像処理装置、車両用画像処理方法、車両用画像処理プログラム |
| JP2010171914A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-08-05 | Fujitsu General Ltd | 画像データ変換装置 |
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