JP2004056359A - 画像合成装置及び画像合成プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】連続撮影されたn枚の画像からそれぞれ主要被写体を抽出し(ステップS15)、これらの主要被写体のみ画素値をもつ画像を、時系列順に順次メモリ上に上乗せマッピングし、上乗せ画像(合成画像)を作成する(ステップS16)。主要被写体のみ画素値をもつn枚の画像の上乗せ合成が終了すると(ステップS17)、その上乗せ画像を背景画に上乗せ合成する(ステップS19)。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】本発明は画像合成装置及び画像合成プログラムに係り、特に連続撮影された複数枚の画像を合成して合成画像を作成する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、撮影した撮影画像とメモリに記録した記録画像とを合成したり、メモリに記録した2枚の記録画像を合成して多重露光合成やクロマキー合成する電子カメラが提案されている(特開平6−189255号公報)。
【0003】
また、連続撮影された複数枚の画像からそれぞれ主要被写体を抽出し、これらの抽出した各フレーム間の主要被写体の画像の変化部分(差分画像)を求めてメモリに記録し、これらの差分画像を合成することで、少ないメモリ容量で多重露光画像(合成画像)を得る電子カメラが提案されている(特開2001−28726号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平6−189255号公報に記載の電子カメラは、2枚の画像を合成(加算による合成又はクロマキー合成)するものであり、動画のような連続撮影された複数枚の画像を合成するものではない。また、加算による画像合成の場合、加算枚数が多くなると、主要被写体などの動きによって画像がぼけ、良質な画像が得られないという問題がある。
【0005】
また、特開2001−28726号公報に記載の電子カメラは、主要被写体の差分画像をとるため、動き部分が薄まり、それを加算して電子的に多重露光画像合成するため、更にぼけた画像となり、良質な画像が得られないという問題がある。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、連続撮影された複数枚の画像から良質な多重露光画像を得ることができる画像合成装置及び画像合成プログラムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項1に係る画像合成装置は、連続撮影された複数枚の画像から主要被写体を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出した主要被写体のみの複数の画像を時系列順に順次上乗せ合成してなる上乗せ画像を作成する画像合成手段と、を備えたことを特徴としている。
【0008】
即ち、複数の画像を加算した通常の多重露光画像を得るのではなく、連続撮影された複数枚の画像からそれぞれ抽出した主要被写体のみの複数の画像を、時系列順に順次上乗せ合成することで、上乗せ画像(合成画像)を作成するようにしている。これにより主要被写体の動きが明瞭に分かる合成画像を作成することができる。
【0009】
請求項2に示すように前記画像合成手段は、前記主要被写体のみの複数の画像の同一座標位置の画素を相対的にずらして、又はずらさずにメモリ上に上乗せマッピングすることにより前記上乗せ画像を作成することを特徴としている。即ち、主要被写体の画像を同位置で上乗せ合成するだけでなく、主要被写体の画像を適宜ずらしながら上乗せ合成するようにしてもよい。後者の場合は、主要被写体の画像の重なる部分を少なくすることができ、連続する個々の主要被写体の画像がより明瞭になる。
【0010】
請求項3に示すように前記画像合成手段は、前記上乗せ画像を所定の背景画に上乗せ合成してなる合成画像を作成することを特徴としている。
【0011】
請求項4に係る発明は、連続撮影された複数枚の画像を合成してなる合成画像を作成するための画像合成プログラムであって、コンピュータに、前記連続撮影された複数枚の画像から主要被写体を抽出する機能と、前記抽出した主要被写体のみの複数の画像を時系列順に順次上乗せ合成してなる上乗せ画像を作成する画像合成機能と、を実現させることを特徴としている。
【0012】
前記画像合成プログラムは、連続撮影が可能な電子カメラ内のアプリケーションソフトとして使用され、又は連続撮影された画像の保存や表示等が可能なパソコン等のアプリケーションソフトとして使用される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る画像合成装置及び画像合成プログラムの好ましい実施の形態について詳説する。
【0014】
図1は本発明に係る画像合成プログラムを有するパーソナル・コンピュータ(以下、「パソコン」という)のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【0015】
図1に示すようにパソコン1は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置(CPU)10と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となる主メモリ12と、パソコン1のオペレーティングシステム(OS)、パソコン1に接続された周辺機器のデバイスドライバ、本発明に係る画像合成プルグラムを含む各種のアプリケーションソフト、ユーザの画像等が格納されるハードディスク装置14と、CD−ROMドライブ16と、表示用データを一時記憶する表示メモリ18と、この表示メモリ18からの画像データ、文字データ等により画像や文字等を表示するCRTモニタや液晶モニタ等のモニタ装置20と、キーボード22と、位置入力装置としてのマウス24と、マウス24の状態を検出してモニタ装置20上のマウスポインタの位置やマウス24の状態等の信号をCPU10に出力するマウスコントローラ26と、デジタルカメラ2と接続して画像データ等の入力が可能なUSB(Universal Serial Bus)などのインターフェース27と、上記各構成要素を接続するバス28とから構成されている。
【0016】
尚、上記構成のパソコン1は、ハードディスク装置14に格納されている、本発明に係る画像合成処理を行うための画像合成プログラムを除いて周知のものであるため、各構成要素の詳細な説明については省略する。この画像合成プログラムは、例えば、デジタルカメラ2の購入時に同梱されているCD−ROMなどに記録されており、このCD−ROMをパソコン1のCD−ROMドライブ16にセットすることにより、パソコン1にインストールすることができる。また、図示しない通信手段を介して画像合成プログラムを提供するサーバからダウンロードすることもできる。
【0017】
次に、上記パソコン1に接続されるデジタルカメラ2による撮影からパソコン1へのデータ転送について説明する。
(ステップS1)
デジタルカメラ2を三脚等に固定し、被写体の入っていない静止画を撮影する。この撮影した静止画を、背景画としてカメラ内のメモリカードにJPEG形式などの静止画ファイル形式で保存する。
(ステップS2)
ステップS1での静止画の撮影に引き続き、デジタルカメラ2を固定した状態で被写体をフレーム撮像にて動画撮影を行う。撮影した動画を、カメラ内のメモリカードにMotion JPEG 形式などの動画ファイル形式、もしくは連続する静止画ファイル形式で保存する。
(ステップS3)
撮影終了後のデジタルカメラ2を図1に示すようにパソコン1に接続し、デジタルカメラ2内のメモリカードに保存した静止画ファイル、動画ファイルをパソコン1に転送してハードディスク装置14に保存する。
【0018】
次に、パソコン1での画像合成処理について、図2に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【0019】
まず、本発明に係る画像合成処理プログラムを起動すると、パソコン1のモニタ装置20には、背景画となる静止画ファイルや、画像合成する動画ファイルを選択するための画面が表示され(図示せず)、この画面上で所望の静止画ファイルと動画ファイルとを選択する(ステップS10、S11)。
【0020】
続いて、ステップS11で選択した動画ファイルから処理対象となるn枚の静止画を選択し、この選択したn枚の静止画を、動画ファイルから切り出して連続する静止画として再保存する(ステップS12、S13)。尚、n枚の静止画は、任意の数値nを入力し、動画ファイルからn枚の静止画を等間隔で自動的に選択するようにしてもよいし、動画の各コマ画像を見ながら手動で1枚ずつ選択するようにしてもよい。あるいは、動画中のある期間を指定し、その期間内のすべてのコマ画像を選択するようにしてもよい。
【0021】
次に、n枚の静止画のうちの処理する静止画の番号iを1(i=1)にする(ステップS14)。尚、n枚の静止画は、時系列順に1〜nの番号が付されているものとする。
【0022】
処理対象のi番目の静止画から主要被写体を抽出する(ステップS15)。主要被写体の抽出は、ステップS10で選択した背景画に基づいて行う。即ち、i番目の静止画と背景画の同位置の画素間の色空間距離(それぞれの画素のR、G、Bデータの差分値の合計)を算出し、算出結果が規定値以上の画素を主要被写体候補画素として抽出する。
【0023】
このようにして抽出した主要被写体候補画素群に対し、連結化等の画像処理を施し、ノイズ画素除去を行って主要被写体のみの画像を得る。この主要被写体のみの画像を、元の静止画と同じ画素サイズにして主メモリ12に保存する。即ち、元の静止画の主要被写体以外の領域は、画素値をもたない画素(例えば、R、G、B=(−1,−1,−1)) で埋めて元の静止画と同じ画素サイズにする。
【0024】
次に、ステップS15で抽出した主要被写体のみ画素値をもつ画像を、主メモリ12の1フレーム分の合成画像用のメモリ領域に上乗せマッピングして主要被写体の上乗せ合成を行う(ステップS16)。即ち、連続するi番目の画像iとi+1番目の画像(i+1)のそれぞれ同じ座標 (x,y) の画素が重なるようにマッピングした後、両画像の画素の画素値が重なる部分に関しては、画像(i+1)の画素値が採用されるように上乗せ後の画素値を決める。尚、1番目の静止画から抽出した主要被写体のみの画像の場合には、そのままメモリ上にマッピングする。
【0025】
上記上乗せ合成のアルゴリズムを以下に示す。
【0026】
画像iと画像(i+1)の各画素をスキャンし、上乗せ後の合成画像compの各画素値(Rcomp,Gcomp,Bcomp) を決める。便宜上、ここでは主要被写体の画素以外の画素値を(R,G,B) =(−1 、−1、−1) と定義する。
【0027】
画像iの画素と画像(i+1)の同位置の画素がともに主要被写体の画素値を持つ場合には、画像(i+1)の画素値を採用する。即ち、
(Ri,Gi,Bi)≠(−1 、−1、−1) かつ(Ri+1,Gi+1,Bi+1)≠(−1 、−1、−1) の画素
→(Rcomp,Gcomp,Bcomp) =(Ri+1,Gi+1,Bi+1)
画像iの画素が主要被写体の画素値を持たず、画像(i+1)の同位置の画素が主要被写体の画素値を持つ場合には、画像(i+1)の画素値を採用する。即ち、
(Ri,Gi,Bi)=(−1 、−1、−1) かつ(Ri+1,Gi+1,Bi+1)≠(−1 、−1、−1) の画素
→(Rcomp,Gcomp,Bcomp) =(Ri+1,Gi+1,Bi+1)
画像iの画素が主要被写体の画素値を持ち、画像(i+1)の同位置の画素が主要被写体の画素値を持たない場合には、画像iの画素値を採用する。即ち、
(Ri,Gi,Bi)≠(−1 、−1、−1) かつ(Ri+1,Gi+1,Bi+1)=(−1 、−1、−1) の画素
→(Rcomp,Gcomp,Bcomp) =(Ri,Gi,Bi)
画像iの画素と画像(i+1)の同位置の画素がともに主要被写体の画素値を持たない場合には、上乗せ後も画素値を持たない値(−1 、−1、−1) にする。即ち、
(Ri,Gi,Bi)=(−1 、−1、−1) かつ(Ri+1,Gi+1,Bi+1)=(−1 、−1、−1) の画素
→(Rcomp,Gcomp,Bcomp) =(−1 、−1、−1)
上記のようにしてi番目の画像の主要被写体の上乗せ合成が終了すると、n枚分の上乗せ合成が終了したか否かを判別し(ステップS17)、終了していない場合(i<n)には、iを1だけインクリメントし(ステップS18)、ステップS15に戻る。これにより、時系列順の次の静止画に対して上記と同様な主要被写体の抽出処理、及び主要被写体の上乗せ合成が行われる。
【0028】
n枚分の上乗せ合成が終了した場合(i=n)には、上乗せ画像を背景画に上乗せ合成する(ステップS19)。即ち、上乗せ画像中の画素値がない部分を、すべて背景画の画素で埋める。
【0029】
このようにして作成された合成画像は、ハードディスク装置14に保存され、又はモニタ装置20に表示され、あるいは図示しないプリンタによってプリント出力される。
【0030】
図3は上記のようにして作成された合成画像の作成イメージ図である。
【0031】
次に、主要被写体の画像の上乗せ合成の他の実施の形態について説明する。
【0032】
まず、n枚の静止画からそれぞれ主要被写体を抽出するまで処理は、上記と同様にして行う。このようにして抽出した主要被写体の画像を内側に含む最小矩形を算出し、この最小矩形内の画像(矩形画像)をメモリ上に保存する。
【0033】
図4(A)及び(B)に示す画像は、それぞれi番目の矩形画像iとi+1番目の矩形画像(i+1)である。
【0034】
次に、矩形画像iの座標(xi,yi )と、矩形画像(i+1)の座標(xi+1,yi+1)が重なるように画素をマッピングする。
【0035】
例えば、各矩形画像の下側で揃え、矩形画像iの右側半分に矩形画像(i+1)が重なるように上乗せ合成する際には、矩形画像iの横幅をMax−xiとすると、矩形画像(i+1)の各画素の座標(xi+1,yi+1)のx座標にMax−xi/2を加算して、右側にずれた座標(xi+1 +Max−xi/2, yi+1)に変換する。その後、同じ座標の画素が重なるようにマッピングした後、両画像の画素の画素値が重なる部分に関しては、画像(i+1)の画素値が採用されるように上乗せ後の画素値を決める。
【0036】
このようにして図4(A)に示す矩形画像iに対して同図(B)に示す矩形画像(i+1)を右側にずらして上乗せ合成することにより、同図(C)に示す合成画像が得られる。
【0037】
このような上乗せ合成をn枚の矩形画像(1〜n)に対して順次行うことにより、図5に示すような合成画像を作成することができる。
【0038】
尚、この実施の形態では、動画とは別に、主要被写体の入っていない静止画(背景画)を撮影するようにしたが、これに限らず、主要被写体の入っていない動画を撮影し、その動画の1コマを背景画として採用してもよい。また、動画から複数枚の静止画を取得するようにしたが、これに限らず、連続する複数枚の画像は、所定のインターバルで連続的に撮影する連写モードで撮影された複数枚の静止画でもよい。
【0039】
また、画像から主要被写体を抽出する方法としては、例えば、ブルーバックなどの特定色のスクリーンを背景にして主要被写体を撮影し、この撮影した画像から特定色に基づいて主要被写体を抽出するクロマキー処理によって抽出する方法を採用してもよいし、画像中の主要被写体の画素の1つをポイントし、そのポイントされた画素の連続性等から主要被写体の輪郭を求め、その輪郭に基づいて主要被写体を抽出する方法を採用してもよい。これらの主要被写体の抽出方法の場合には、主要被写体を抽出するために主要被写体が入っていない背景画を別途撮影する必要がない。
【0040】
更に、本発明に係る画像合成処理装置は、上記画像合成処理プログラムを有するパソコンに限らず、デジタルカメラ内の画像合成処理機能として追加されたものでもよい。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の画像を加算した通常の多重露光画像を得るのではなく、連続撮影された複数枚の画像からそれぞれ抽出した主要被写体のみの複数の画像を、時系列順に順次上乗せ合成して上乗せ画像(合成画像)を作成するようにしたため、主要被写体の動きが明瞭に分かる良質な合成画像を作成することができる。
【0042】
また、主要被写体の画像をずらさずに上乗せ合成する場合の他に、適宜ずらしながら上乗せ合成してもよく、この場合には、主要被写体の画像の重なる部分を少なくすることができ、連続する個々の主要被写体の画像がより明瞭になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像合成プログラムを有するパソコンのハードウェア構成例を示すブロック図
【図2】本発明に係る画像合成処理手順の一例を示すフローチャート
【図3】複数の主要被写体の画像をそれぞれ同位置で上乗せ合成した合成画像の作成イメージ図
【図4】主要被写体の画像をずらして上乗せ合成する方法を説明するために用いた図
【図5】複数の主要被写体の画像をそれぞれずらして上乗せ合成した合成画像の作成イメージ図
【符号の説明】
1…パソコン、2…デジタルカメラ、10…中央処理装置、12…主メモリ、14…ハードディスク装置、20…モニタ装置、22…キーボード、24…マウス、27…インターフェース
Claims (4)
- 連続撮影された複数枚の画像から主要被写体を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出した主要被写体のみの複数の画像を時系列順に順次上乗せ合成してなる上乗せ画像を作成する画像合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像合成装置。 - 前記画像合成手段は、前記主要被写体のみの複数の画像の同一座標位置の画素を相対的にずらして、又はずらさずにメモリ上に上乗せマッピングすることにより前記上乗せ画像を作成することを特徴とする請求項1の画像合成装置。
- 前記画像合成手段は、前記上乗せ画像を所定の背景画に上乗せ合成してなる合成画像を作成することを特徴とする請求項1又は2の画像合成装置。
- 連続撮影された複数枚の画像を合成してなる合成画像を作成するための画像合成プログラムであって、コンピュータに、
前記連続撮影された複数枚の画像から主要被写体を抽出する機能と、
前記抽出した主要被写体のみの複数の画像を時系列順に順次上乗せ合成してなる上乗せ画像を作成する画像合成機能と、
を実現させることを特徴とする画像合成プログラム。
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