JP2005252803A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 撮像された複数の動画像からユーザーが所望する被写体を撮像した動画像を抽出する。
【解決手段】 時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し(S10)、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を記憶する(S30)。次に、記憶した対象静止画像を表示部に表示し(S50)、ユーザーは表示された対象静止画像を見て所望する画像位置を指定する。そして指定された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する(S60)。従って、撮像した複数の動画像を、1つの表示された静止画像の画像位置を指定することによって抽出できるため、ユーザーは撮像した複数の動画像から所望する被写体が撮像された動画像を容易に選択できる。
【選択図】 図2
【解決手段】 時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し(S10)、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を記憶する(S30)。次に、記憶した対象静止画像を表示部に表示し(S50)、ユーザーは表示された対象静止画像を見て所望する画像位置を指定する。そして指定された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する(S60)。従って、撮像した複数の動画像を、1つの表示された静止画像の画像位置を指定することによって抽出できるため、ユーザーは撮像した複数の動画像から所望する被写体が撮像された動画像を容易に選択できる。
【選択図】 図2
Description
この発明は、撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生する画像処理技術に関する。
従来、複数の撮像装置により撮像された画像から生成された複数のパノラマ画像を表示し、その中の1つを選択することで1つの撮像装置が選択され、そのパノラマ画像が表示されるという画像処理方法が開示されている(例えば、特許文献1)。またコンピュータのアプリケーションプログラムの1つとして、格納された複数の動画像の最初のフレーム画像を縮小してサムネイル表示する画像処理方法も周知な技術として知られている。これらの技術を使用すれば、ユーザーは、撮影した複数の動画像を1つの画面内に表示させ、所望する動画像を指定することによって容易に選択することができる。
近年運動会や旅行などで、スチル写真に換わって動画像による撮影が行われることが多い。この場合、撮影した動画像には、パンやチルトなどいろいろな撮影シーンが多く存在している。それぞれの撮影シーンを撮った動画像は、通常撮影時間が不連続であったり、撮影される被写体の場所が異なっていたりしている。このように撮像した動画像を、上述した従来の画像処理技術によって1つの画面内に表示しても、撮影した被写体の位置関係を表示するものでは無いため、それぞれの動画像が撮影した被写体の場所について、その位置関係を把握するのが難しかった。特に、各撮影シーンを写した動画像について、最初のフレーム画像をサムネイル表示した場合は、撮影された被写体の一部のみを表示するため、どこで撮った撮影シーンか分かりづらく、ユーザーは各々の動画像間における被写体の位置関係を判断するのは困難であった。このため、ユーザーが所望する被写体が撮影されている動画像を、表示された画像から選択することは簡単ではなかった。
本発明は、このような課題の少なくとも一部を解決するためになされたもので、撮像された複数の動画像について、各動画像に撮像された被写体の位置関係が分かるように画像表示し、表示された画像からユーザーが所望する被写体を撮像した動画像を容易に抽出することができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の画像処理装置は、撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生する画像処理装置であって、時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し記憶する動画像記憶部と、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し記憶する静止画像生成部と、前記静止画像生成部が生成した対象静止画像を表示部に表示する画像表示部と、外部から指定された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する動画像抽出部と、を備えたことを要旨とする。
かかる画像処理装置によれば、撮像した複数の動画像に撮像されている被写体を、所定のフレーム画像を用いて1つの対象静止画像として表示する。そして、表示された対象静止画像のうちユーザーが指定した画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を抽出し、抽出されたフレーム画像が属する動画像を抽出する。従って、ユーザーは撮像した複数の動画像から所望する被写体が撮像された動画像を容易に選択することができる。
ここで、前記静止画像生成部は、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち所定の1つを基準フレーム画像として設定し、該設定された基準フレーム画像と互いに画像が重なるフレーム画像を抽出したのち、該抽出したフレーム画像のうち前記基準フレーム画像との重なり部分が最も少ないフレーム画像を選択する画像選択部と、前記画像選択部がフレーム画像を抽出するとき、前記画像選択部によって既に基準フレーム画像として設定されたフレーム画像と既に抽出されたフレーム画像とを、フレーム画像の抽出対象から除外する画像排除部とを備え、前記画像選択部が選択したフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成するものとしてもよい。
こうすれば、1つの動画像から、少ない枚数のフレーム画像を繋ぎ合わせた1つの対象静止画像を生成することができる。この結果、動画像が撮像した被写体について、ほぼ全体の画像を少ない枚数のフレーム画像を繋ぎ合わせた画像で表示することができ、対象静止画像の生成処理負荷を軽減することができる。
また、前記静止画像生成部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像について、前記対象静止画像に対する相対的な位置関係を算出し、該算出された相対位置データを付随して前記フレーム画像を記憶することとしてもよい。こうすれば、対象静止画像においてユーザーが指定した画像位置を画像領域内に含むフレーム画像の抽出に際し、フレーム画像の相対位置データを参照することによって、該当するフレーム画像を容易に抽出することができる。
さらに、前記静止画像生成部は、前記フレーム画像の記憶に際して、該フレーム画像が属する前記単位動画像と関係付けて前記フレーム画像を記憶するものとしてもよい。こうすれば、抽出されたフレーム画像から、このフレーム画像が属する動画像を直ちに抽出することができる。
また、前記静止画像生成部は、生成された対象静止画像が複数存在する場合、該複数の対象静止画像を繋ぎ合わせた画像を、新たに対象静止画像として生成するものとしてもよい。こうすれば、撮像された複数の動画像における各被写体を同一画面に含む1つの静止画像として表示することができる。
また、前記静止画像生成部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像間での相対的な位置関係データを算出し、該算出された相対位置データに基づいて前記複数の対象静止画像を繋ぎ合わせるものとしてもよい。こうすれば、対象静止画像の重なりを、各々の対象静止画像の生成に用いられたフレーム画像について、それぞれ1つずつフレーム画像間の重なりを調べるため、対象静止画像間での相対的な位置関係データ算出処理の負荷を軽減できる。
ここで、本発明の前記画像表示部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像について、前記単位動画像毎に少なくとも1つのフレーム画像の画像領域を、前記対象静止画像の画像領域内に所定の方法で識別表示するものとしてもよい。こうすれば、ユーザーは、所望する被写体が撮像された動画像を、表示された対象静止画像内の画像領域から容易に探すことができる。
さらに、前記画像表示部は、前記動画像抽出部により抽出された単位動画像を所定の表示方法を用いて表示部に再生表示するものとしてもよい。こうすれば、表示される動画像を見て、ユーザーは所望した被写体を撮像した動画像か否かを容易に確認することができる。
本発明の画像処理方法は、撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生する画像処理方法であって、時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し記憶する工程と、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し記憶する工程と、前記静止画像生成部が生成した対象静止画像を表示する工程と、入力装置から入力された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する工程と、を備えることを要旨とする。
また、本発明はコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体としてもよい。すなわち、撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生するコンピュータプログラムであって、時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として、記憶部に該単位動画像の画像データを記憶する機能と、前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し、該生成した対象静止画像を記憶部に画像データとして記憶する機能と、前記生成された対象静止画像を表示部に表示する機能と、入力装置から入力された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像の画像データを読み出すことによって抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を、前記記憶部に記憶された単位動画像データから読み出すことによって抽出する機能と、をコンピュータに実現させることを要旨とする。プログラムの記録媒体としては、フレキシブルディスクやCD−ROM、ICカード、パンチカードなど、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用することができる。
次に、本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態としての画像処理装置の概略構成を示す説明図である。この画像処理装置は、汎用のコンピュータを用いて構成され、コンピュータ100に情報を入力する装置としてのキーボード110およびマウス120と、情報を出力する装置としてのディスプレイ130およびビデオプロジェクタ180とを備えている。またコンピュータ100に動画像を入力する装置としてのデジタルビデオカメラ160、またコンピュータに動画像やアプリケーションプログラムを入力する装置としてのCD−R/RWドライブ140、DVD−R/RWドライブ150を備えている。またコンピュータ100にその他、必要に応じて、動画像やアプリケーションプログラムを記憶した記憶媒体からデータを読み出すことが可能な駆動装置を備えることもできる。
コンピュータ100は、所定のオペレーティングシステムの下で、記憶した動画像から取得したフレーム画像の画像データを用いて静止画像を生成したり表示したりするためのアプリケーションプログラムを実行することにより、後述のフローチャート(図2、図3、図7、図11)で示した処理を行う画像処理装置として機能する。アプリケーションプログラムは、例えばCD−ROMなどのコンピュータが読み取り可能な記録媒体によって外部から供給され、CD−R/RWドライブ140を介してコンピュータ100に備えられたハードディスクやRAMなどの半導体メモリ(いずれも図示せず)に記憶される。もとより、インターネットなどのネットワーク手段を介して、アプリケーションプログラムを供給するサーバー等にアクセスし、データをダウンロードすることによって記憶するものとしてもよい。
このアプリケーションプログラムが実行されることにより、コンピュータ100は、特に図1に示したように、動画像記憶部102、静止画像生成部103、画像表示部104、動画像抽出部105として機能する。
各部はそれぞれ主として以下の処理を司る。動画像記憶部102は、コンピュータ100に入力した動画像について、時系列で連続する一連の動画像を単位動画像として、ハードディスクなどの記憶手段に記憶することによって取得する。静止画像生成部103は、取得された動画像を構成するフレーム画像から1つの対象静止画像を生成する。画像表示部104は、生成された対象静止画像を表示部となるディスプレイ130やビデオプロジェクタ180に表示する。動画像抽出部105は、表示された対象静止画像のうちでユーザーが指定した画像位置で特定される動画像を抽出する。
次に、本実施形態の画像処理装置が行う処理を、図2のフローチャートを用いて説明する。図2のフローチャートで示した各処理ステップにおいて、画像記憶部102がステップS10を、静止画像生成部103がステップS20からS40を、画像表示部104がステップS50を、動画像抽出部105がステップS60とS70を、それぞれ実行する。
図2に示した処理が開始されると、まずステップS10にて、入力される動画像から単位動画像の取得処理を行う。ここで、本実施形態では、時系列で連続する一連の動画像を単位動画像として取得する。例えば、撮像された動画像に撮像時の時間データが付随して記録されている場合は、時間データが不連続となる動画像の画像位置を分割点とし、1つの分割点から次の分割点までの動画像を単位動画像として記憶手段に記憶する。あるいは、時間データが付随して記録されていない場合は、撮影シーンの切り替り位置を検出して、検出された1つの切り替り位置から次の切り替り位置までの撮影シーンを、単位動画像として記憶するものとしてもよい。撮影シーンの切り替り位置は、画面全体の平均輝度データが急に変化する位置を、動画像の画像データから検出する方法など、画像処理技術に関して周知の撮影シーン検出方法を用いればよい。
記憶方法は、本実施形態では、コンピュータ100のオペレーティングシステムのもとで動作するAVI(Audio Video Interleaved)など周知の動画像ファイルフォーマットを用いて記憶する。これによって、記憶された単位動画像を、ファイル名を指定することで抽出することができる。記憶方法は特にこれに限らず、後述する動画像の抽出処理に際して、特定された動画像を抽出できる記憶方法であれば何でもよい。
次にステップS20にて、取得した単位動画像から、対象静止画像を生成するためのフレーム画像の選択処理を行う。ここでの処理を図3のフローチャート及び図4、図5の模式図を用いて以下詳しく説明する。ステップS20が行う処理の目的は、単位動画像が撮像した被写体の全体画像領域に対して、表示する画像領域の範囲がおおよそ等しい対象静止画像を、少ない数のフレーム画像にて生成するため、取得したフレーム画像から所定のフレーム画像を抽出するために行う。こうすることで、対象静止画像の生成処理に関する負荷を軽減できる。
図3の処理が開始されると、まずステップS201にて単位動画像を構成しているフレーム画像を取得する。取得方法は、単位動画像からキャプチャし、識別番号を付随してコンピュータ100に備えられたハードディスクなどの記憶部に記憶することで行う。もとより、ステップS10(図2)にて単位動画像をファイルする際、フレーム画像を同時に記憶することとしてもよい。
次に、ステップS202で、コンピュータ100に記憶することによって取得した複数のフレーム画像について、全てのフレーム画像間の相対的な位置関係データの算出処理を行う。この処理は、後述のステップS204にて行うフレーム画像の抽出に際して実施する基準フレーム画像との画像領域の重なりを調べるために、前もって行う処理である。着目したフレーム画像間での位置関係がわかれば、重なり量は容易に算出することができるからである。
全てのフレーム画像の相対位置は、次に説明する2つのフレーム画像間での位置関係の算出処理を、記憶した複数のフレーム画像について実施して求める。本実施形態では、時系列で連続する2つのフレーム画像を1つずつずらしながら順次選択して相対位置を算出し、各フレーム画像の相対位置の算出を行う。
2つのフレーム画像間における相対位置の算出処理について図4の説明図を用いて説明する。図4(a)と図4(b)は、フレーム画像間の相対位置を算出するためのフレーム画像G1とフレーム画像G2をそれぞれ示している。この例は、夕日を背景とする山の風景を左上から右下方向にパンをして撮像した動画像から取得したフレーム画像を想定したものである。撮像される画像間には、通常上下左右方向への並進ズレ、画面が傾く回転ズレ、ズームミングによる画像倍率違いが通常存在するが、このようなパンによって得られた2つのフレーム画像を想定した場合、両者の間では画面の傾きは極めて小さく、従って回転ズレはないものと仮定できる。また両者の間には画像倍率違いもないため並進ズレのみ存在する。この並進ズレは並進ベクトルとして求めることができる。
並進ベクトルは、横方向と縦方向の画素数で表現することができ、画像のパターンマッチングや特徴点追跡といった周知の処理技術によって生成することが可能である。こうして生成された並進ベクトルから算出した相対位置データが、画面横(X)方向の画素数X2、画面縦(Y)方向の画素数Y2であれば、フレーム画像G1の画面左上隅C1を基準点(0,0)とした時、フレーム画像G2の画面左上隅C2は座標(X2,Y2)となる。この状態を図4(c)に示す。こうして、フレーム画像G1に対するフレーム画像G2の相対位置を算出する。
また、フレーム画像G1とフレーム画像G2との間で、回転ズレがあったり画像倍率が異なっていたりする場合は、例えばオプティカルフロー推定とパターンマッチングの組み合わせによって相対位置を算出することができる。オプティカルフロー推定には、種々の手法があり、たとえばグラディエント(gradient−based)法は、観測するフレーム画像間において対象の輝度が不変であるという仮定の下に、画像中における対象の濃度分布の空間勾配と時間勾配の関係を利用して撮影装置を基準とした被写体の移動を推定する。このオプティカルフロー推定の結果に基づいて、大まかに画像の並進移動や回転、ズーム倍率の変化を推定するとともに、この推定結果に基づいてフレーム画像G1とフレーム画像G2とを、回転ズレを補正した同じ倍率のフレーム画像になるように画像処理を行う。そして画像処理後のフレーム画像を新たにフレーム画像G1とフレーム画像G2として、この画像間でパターンマッチングを行うことによって相対位置を算出する。
上述した2つのフレーム画像間における相対位置の算出処理を、ステップS201にて取得した全てのフレーム画像について実施することによって、全てのフレーム画像の相対的な位置関係を座標データとして算出し、処理ステップS202を終了して次の処理ステップS203へ進む。なお、本実施形態では、上述したように2つのフレーム画像間の相対的な位置関係データを、画像の重なり具合から算出するため、時系列で連続する2つのフレーム画像を順次選択することとした。これは、時系列で連続するフレーム画像間には通常大きい重なりが存在すると想定されるからである。もとより、少なくとも互いに画像の重なりが存在すると想定される2つのフレーム画像を順次選択して全てのフレーム画像の相対位置を算出してもよい。
ステップS203では、取得したフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を、基準フレーム画像として設定する処理を行う。設定する基準フレーム画像は、後述する対象静止画像を生成するためのフレーム画像(以降、これを「選択フレーム画像」と呼ぶ)を選択する基準となる。また同時に、基準フレーム画像は、一つ目の選択フレーム画像でもある。
本実施形態では、選択処理を速めるため、取得した時系列順で最初のフレーム画像をデフォルトで自動的に基準フレーム画像として設定する。もとより、ユーザーがキーボード110などから、付随して記憶された識別番号を指定することによって基準フレーム画像を設定することとしても差し支えない。
次に、ステップS204にて、設定された基準フレーム画像と重なるフレーム画像の抽出処理を行う。ステップS204から以降の処理について、図5を参照して説明する。
図5(a)は、ステップS201で取得したフレーム画像を例示したもので、画面左から右方向にパンして山の風景を撮像した動画像から、時系列で取得した連続する4つのフレーム画像P1〜P4(P1〜P4はフレーム画像の識別番号)を、模式的に示した模式図である。ここでは説明を簡便にするため、等しい倍率で画面の傾きの無い4つのフレーム画像P1〜P4が取得されたものとする。また、図5(a)の例では、ステップS202にて算出した位置関係データから、フレーム画像P1の画面左上隅を原点(0,0)としたX,Y座標にて算出した各フレーム画像P2、P3、P4の相対位置が、それぞれ座標(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)である状態を示した。なお、本実施形態については、基本的に図5(a)の模式図で示したフレーム画像が取得されたものとして、ステップS204とそれ以降の処理について説明を行う。
次にステップS205で、ステップS203の処理によって設定された基準フレーム画像と重なるフレーム画像が存在するか否かを判定する。通常、時系列で連続する一連のフレーム画像間には重なりが存在するため、判定の結果、少なくとも1つ重なるフレーム画像が存在する(ステップS205:YES)。図5(a)に示した例では、基準フレーム画像であるフレーム画像P1と重なるフレーム画像として、フレーム画像P2とフレーム画像P3を抽出する。
そして、ステップS206にて、抽出したフレーム画像が複数か否かを判定し、判定の結果、1つの場合は(ステップS206:NO)、抽出したフレーム画像を、選択フレーム画像として選択する。一方、判定の結果、抽出されたフレーム画像が複数の場合は(ステップS206:YES)、ステップS208に進み、基準フレーム画像との重なり領域が最も少ないフレーム画像を、選択フレーム画像として選択する。上述したステップS203〜S208までの処理が、請求項に記載の画像選択部に相当する。図5(b)は、基準フレーム画像P1と重なる2つのフレーム画像P2とP3のうち、重なり領域のより少ないフレーム画像P3を選択フレーム画像として選択した様子を示している。
重なり領域は、図5にて説明したように、各フレーム画像の画面左上隅座標位置と各フレーム画像の画面の大きさとを表す数値から、それらの数値の加減算によって容易に算出することができる。従って、本実施形態では、重なり領域の算出方法についての説明は省略する。
次のステップS209では、基準フレーム画像と、基準フレーム画像と重なりが存在する抽出されたフレーム画像を、新たに設定される基準フレーム画像と重なるフレーム画像の抽出処理に際して、フレーム画像の抽出対象から除外する処理を行う。こうすることで、同じフレーム画像が何度も抽出対象になることを回避し、選択フレーム画像の抽出処理を速めることができる。この処理が、請求項に記載の画像排除部に相当する。
そして、次のステップS210にて、選択されたフレーム画像すなわち選択フレーム画像を新たに基準フレーム画像としてステップS204に戻り、再び、新たな基準フレーム画像と重なるフレーム画像を抽出する。
図5(c)に、新たな基準フレーム画像であるフレーム画像P3に対して、重なるフレーム画像P4が抽出された様子を示した。図中破線で示したフレーム画像P1とP2はフレーム画像P3と重なるフレーム画像であるが、フレーム画像P1は前の基準フレーム画像であり、フレーム画像P2は基準フレーム画像がフレーム画像P1のときに抽出されたフレーム画像であるため、上述したように抽出対象フレーム画像から除外されている。従って、重なるフレーム画像として抽出されない。
次にステップS205にて、新たに設定された基準フレーム画像と重なるフレーム画像が存在するか否かを判定する。そして、判定の結果、フレーム画像が存在しない場合は(NO)ここでの処理ルーチンを終了してステップS30(図2)へ戻る。新たに設定された基準フレーム画像と重なるフレーム画像が、前回の処理までに既に抽出されたフレーム画像のみであれば、ここでの処理ルーチンは終了することになる。
一方、判定の結果、フレーム画像が存在する場合は、ステップS206以降の処理を再び実施し、選択されたフレーム画像を新たな基準フレーム画像として設定し直してステップS205までの処理を、ステップS205で重なるフレーム画像が存在しなくなるまで繰り返し行う。このステップS206からステップS205までの処理は、上記にて説明した処理と基本的に同じであるため説明を省略する。
こうして、ステップS205までの処理を繰り返し行った後、ステップS205による判定の結果、抽出されたフレーム画像が存在しなくなったとき(ステップS205:NO)、図3の処理を終了し、ステップS30(図2)へ戻る。図5の例では、選択フレーム画像として、最終的にフレーム画像P1、P3、P4が選択される。
次に、ステップS30にて、対象静止画像の記憶処理を行う。記憶方法は、コンピュータ100に備えられたハードディスクやRAMなどの半導体メモリ(図示せず)に、管理データとして記憶することで行う。管理データは、少なくとも選択フレーム画像の識別番号及び相対位置データと、選択フレーム画像が取得された単位動画像ファイルデータとから構成され、対象静止画像と関係付けて記憶する。
図6は、本実施形態における記憶された対象静止画像の管理データを例示したもので、図5に示した単位動画像について、生成される対象静止画像の管理データを表している。管理データには、対象静止画像の名称「対象静止画像A」、対象静止画像に含まれる単位動画像の数「1」と、構成データとして単位動画像のファイル名「FILE1.AVI」、選択フレーム画像の数「3」、選択フレーム画像番号「選択フレーム画像P1、選択フレーム画像P3、選択フレーム画像P4」とそれぞれの選択フレーム画像間の相対位置座標「(0,0)、(X3、Y3)、(X4、Y4)」とが記憶されている。対象静止画像を、このような管理データとして記憶することで、後述するステップS60での処理(外部から指定された画像位置に対応した単位動画像の抽出処理)を容易にすることができる。
次に、ステップS40(図2)にて、複数の対象静止画像を繋ぎ合わせる処理を行う。通常ユーザーが撮影した画像には、時系列で連続する一連の画像、つまり単位動画像が複数存在する。これらの単位動画像を繋ぎ合わせて、1つの対象静止画像として生成することによって、それぞれの単位動画像が撮像した被写体の画像を、1つの対象静止画像として表示させることができる。
また、同時に、単位動画像から選択した選択フレーム画像の位置関係を、生成された対象静止画像に対する相対的な位置関係データとして算出し直すことによって、それぞれの選択フレーム画像の位置は、1つの対象静止画像について共通した座標データを有することになる。
対象静止画像の繋ぎ合わせ処理について、図7のフローチャート及び図8、図9を用いて詳しく説明する。
この処理が開始されると、まずステップS401にて繋ぎ合わせる2つの対象静止画像A、Bを選択する。本実施形態では、一方の選択された対象静止画像Aを図5(c)に例示した画像とし、他方の選択された対象静止画像Bを図8の模式図で示した画像として、以下対象静止画像の繋ぎ合わせ処理を説明する。
繋ぎ合わせ処理の説明の前に、図8に示した対象静止画像Bについて説明する。図8は、図5に示したフレーム画像P4の画像に写っている被写体の近傍から開始し、下方向へチルトによって風景を撮像した単位動画像を示している。図8(a)は、前述したステップS201(図3)と同様な処理によって、この単位動画像から時系列で取得した連続する4つのフレーム画像T1〜T4(T1〜T4はフレーム画像の識別番号)を模式的に示した模式図である。
ここでは説明を簡便にするため、等しい倍率で画面の傾きの無い4つのフレーム画像T1〜T4が取得されたものとする。また、図8(a)の例では、前述のステップS202(図3)にて説明した処理と同様な処理によって算出した位置関係データから、フレーム画像T1の画面左上隅を原点(0,0)としたX,Y座標にて算出した各フレーム画像T2、T3、T4の相対位置が、それぞれ座標(X2b,Y2b)、(X3b,Y3b)、(X4b,Y4b)である状態を示した。
次に、図8(b)に、図2のステップS20と同様な処理によって、選択フレーム画像T1、T3、T4が選択された状態を示した。選択処理については前述した処理と基本的に同じであるため説明は省略する。この結果、対象静止画像Bは図6と同様な管理データによってコンピュータ100の記憶装置に、対象静止画像の名称「対象静止画像B」、対象静止画像に含まれる単位動画像の数「1」と、構成データとして単位動画像のファイル名「FILE2.AVI」、選択フレーム画像の数「3」、選択フレーム画像番号「選択フレーム画像T1、選択フレーム画像T3、選択フレーム画像T4」とそれぞれの選択フレーム画像間の相対位置座標「(X1B,Y1B)、(X3B、Y3B)、(X4B、Y4B)」とが記憶される(図示せず)。
それでは、以上説明した対象静止画像AとBを繋ぎ合わせる処理を説明する。次のステップS402で、対象静止画像Aを構成する選択フレーム画像を1つずつ順次選択する。ここでは時系列順にまず選択フレーム画像P1が選択され、順次選択フレーム画像P4まで選択するものとする。
次に、ステップS403で、対象静止画像Bを構成する選択フレーム画像を1つずつ順次選択する。ここでも時系列順にまず選択フレーム画像T1が選択され、順次選択フレーム画像T4まで選択するものとする。
次に、ステップS404にて、対象静止画像AとBからそれぞれ1つ選択された選択フレーム画像間での相対位置を算出する。本実施形態では、相対位置の算出方法は、図4を用いて説明した2つのフレーム画像間の相対位置算出処理によって行う。選択した2つの選択フレーム画像間に重なり部分が存在すると、上述したように画像のパターンマッチングや特徴点追跡といった周知の処理技術によって2つの画像間の位置関係は並進ベクトル、すなわち横方向(X)と縦方向(Y)の画素数の差分値として算出することができる。
なお、画像のパターンマッチング処理に際して、通常、閾値を用いてマッチングしたか否かを判定する。従って、選択した2つの選択フレーム画像に、重なりが存在するか否かを判定するための基準となる閾値を適切な値に設定しておくことが好ましい。例えば、選択フレーム画像T1とT2のように、重なりの存在が既知である2つのフレーム画像間において設定したマッチング処理の閾値を、ステップS404において実施するマッチング処理の閾値として設定することとしてもよい。こうすれば、2つの選択フレーム画像間における画像の重なりを精度よく判定することができる。
次にステップS405にて、互いに重なる選択フレーム画像、つまり選択フレーム画像間の相対位置が算出された選択フレーム画像が存在するか否かを判定する。判定の結果、選択フレーム画像が存在しない場合は(NO)、対象静止画像Aと対象静止画像Bは重なりがないため繋ぎ合わせが不可であることをディスプレイ130に表示し(図示せず)、ここでの処理を終了する。
一方、判定の結果、画像が重なる選択フレーム画像が存在する場合は(ステップS405:YES)、算出された選択フレーム画像間の相対位置に基づいて、対象静止画像A、B間の相対位置を算出する(ステップS406)。そして、相対位置の算出結果に従って、対象静止画像AとBとを繋ぎ合わせる処理を行い(ステップS407)、繋ぎ合わせた対象静止画像を新たに対象静止画像Aとする(ステップS408)。
次にステップS409にて、新たな対象静止画像Aを構成する選択フレーム画像の相対位置を修正し管理データとして記憶する処理を行う。つまり、選択フレーム画像の相対位置を1つのフレーム画像を基準としたX、Y座標値に修正する処理を行うのである。こうすることで、構成する選択フレーム画像の相対位置を共通したX,Y座標系によって表示することになり、新たな対象静止画像Aに対して、各選択フレーム画像の位置を定めることができる。本実施形態では、選択フレーム画像P1を基準として各選択フレーム画像のX,Y座標値を修正することとする。もとより、任意の1つの選択フレーム画像を基準としても差し支えない。
図9(a)に、対象静止画像AとBとを繋ぎ合わせる処理を行った後の新たな対象静止画像Aを例示する。新たな対象静止画像Aは、2つの単位動画像から選択された選択フレーム画像P1、P3、P4、T1、T3、T4によって構成される。また、図9(b)に、図9(a)に示した新たな対象静止画像Aの管理データを例示する。管理データには、対象静止画像の名称「対象静止画像A」、対象静止画像に含まれる単位動画像の数「2」と、構成データ1として単位動画像のファイル名「FILE1.AVI」、選択フレーム画像の数「3」、選択フレーム画像番号「選択フレーム画像P1、選択フレーム画像P3、選択フレーム画像P4」とそれぞれの相対位置座標「(0,0)、(X3、Y3)、(X4、Y4)」と、構成データ2として単位動画像のファイル名「FILE2.AVI」、選択フレーム画像の数「3」、選択フレーム画像番号「選択フレーム画像T1、選択フレーム画像T3、選択フレーム画像T4」とそれぞれの修正された相対位置座標「(X1B,Y1B)、(X3B、Y3B)、(X4B、Y4B)」とが記憶されている。
以上で図7の対象静止画像の繋ぎ合わせ処理を終了し、ステップS50へ戻る。なお、繋ぎ合わせる対象静止画像が更に存在する場合は、存在する対象静止画像から順次1つの対象静止画像を選択して、上述した2つの対象静止画像の繋ぎ合わせ処理を繰り返し実施することによって、存在する全ての対象静止画像の繋ぎ合わせ処理を行う。
次のステップS50にて、繋ぎ合わせた対象静止画像Aを表示部に表示する処理を行う。本実施形態では、ディスプレイ130に表示するものとする。もとよりビデオプロジェクタ180やコンピュータ100の外部に備えられた表示部に表示するものとしてもよい。対象静止画像Aを表示することによって、撮影した被写体のおおよそ全体の画像を、1つの画面にて表示することになり、ユーザーは、全体の画像を見て、所望する被写体が写った画像を指定することができる。
図10は、ディスプレイ130に表示した対象静止画像Aを例示した模式図である。本実施形態では、対象静止画像Aを全て含む最も小さい矩形の静止画像をディスプレイ130に表示することとした。従って、図中網掛け部で示した画像領域Nは、対象静止画像が存在しない画像領域である。本実施形態では、この画像領域Nについては黒色を表示することとし、選択フレーム画像の画像データと相対位置座標、及び黒色の画像データを用いて矩形の静止画像の画像データを生成する。もとより、画像領域Nの表示色は、対象静止画像の表示画像領域と区別できる色であれば何でも良い。
次に判定ステップS60で、外部から画像位置が指定されたか否かを判定する。判定の結果、外部から指定された画像位置が無い場合は(NO)全ての処理を終了する。判定の結果、外部から指定された画像位置がある場合は(YES)、次のステップS70に進む。
本実施形態では、外部からの指定をユーザーが行うものとした。ユーザーはディスプレイ130に表示された対象静止画像Aを見て、所望する被写体が写った単位動画像を観賞したい場合、マウス120を用いてポインタ(図示せず)を該当する被写体が写った画像位置に合わせ、マウスをクリックして画像位置を指定する。一方、観賞しないときなど画像位置を指定しない場合、ユーザーはディスプレイ130に設けられたアイコンをクリックして、指定する画像位置がないことを入力するものとする。
次に、ステップS60にて、外部から指定された画像位置に対応した単位動画像の抽出処理を行う。ここでの処理について、図11のフローチャートおよび図12の模式図を用いて説明する。
ここでの処理が開始されると、まずステップS701にて、外部から指定された画像位置の取得処理を行う。本実施形態では、表示した矩形の静止画像の画像データと、クリック時のポインタの画像位置に対応した画像データとから、クリック位置を対象静止画像Aの管理データ上でのX,Y座標値に置き換えることによって取得する。図12(a)は、対象静止画像Aの画像領域においてユーザーが指定した画像位置Sの座標が対象静止画像において(Xs、Ys)である状態を例示したものである。
次に、ステップS702にて、指定された画像位置S(Xs,Ys)を画像領域に含む選択フレーム画像を抽出する処理を行う。ステップS409(図7)にて記憶された対象静止画像Aの管理データ(図9(b))を参照し、選択フレーム画像のX,Y座標値と指定された画像位置SのX,Y座標値を用いて、該当する選択フレーム画像を抽出する。
具体的には、選択フレーム画像の画面横の長さをW、画面縦の長さをHとしたとき、X座標値、Y座標値が次式(1)、(2)を満たす選択フレーム画像を抽出する。
Xs−W≦X≦Xs…(1)
Ys−H≦Y≦Ys…(2)
図12(b)に、抽出した選択フレーム画像が、選択フレーム画像P4と選択フレーム画像T1の2つである様子を示した。
Xs−W≦X≦Xs…(1)
Ys−H≦Y≦Ys…(2)
図12(b)に、抽出した選択フレーム画像が、選択フレーム画像P4と選択フレーム画像T1の2つである様子を示した。
そして、次のステップS703にて、抽出した選択フレーム画像が属する単位動画像を抽出する処理を行う。前のステップS702と同様に、対象静止画像Aの管理データを参照して、選択フレーム画像を構成データとして有する単位動画像ファイルを特定することによって抽出する。図12(b)の例では、単位動画像ファイルFILE1.AVIとFILE2.AVIが抽出される。
次に、ステップS704にて抽出された単位動画像は存在するか否かを判定する。判定の結果、単位動画像が存在しない場合は(NO)、単位動画像が無いことをディスプレイ130に表示する(ステップS705)。この処理は、ユーザーが、対象静止画像Aの画像領域外(図10における画像領域N)をクリックした場合を想定したものである。
判定の結果、単位動画像が存在する場合は(ステップS704:YES)、次の判定ステップS706にて、存在する単位動画像が複数あるか否かを判定する。判定の結果、単位動画像が複数でなく1つの場合は(NO)、ここでの処理を終了し、ステップS70(図2)へ進む。一方、判定の結果、単位動画像が複数存在する場合は(ステップS706:YES)、次にステップS707に進む。
ステップS707では、単位動画像の選択処理を行う。詳しくは、単位動画像の識別表示とユーザー選択の単位動画像の認識処理を行うのである。
この処理の開始に伴ってディスプレイ130に複数の単位動画像を識別した識別表示を表示し、ユーザーがキーボード110やマウス120を用いて、識別表示に従って所望する単位動画像を指定することによって選択する。識別表示としては、例えば上述の画像位置Sをクリックしたとき、単位動画像ファイル名をポップアップメニュー(図示せず)にて表示することとしてもよい。あるいは、図12(b)に示したように、画像位置Sを画像領域内に含む選択フレーム画像を「枠」によって表示することによって複数の単位動画像の存在を表示し、この「枠」をクリックすることとしてもよい。この場合、それぞれ異なる枠の色を用いると識別が容易となり更によい。以上の処理を行うことによって単位動画像の抽出処理ルーチンを終了し、ステップS80(図2)へ戻る。
次のステップS80では、こうして抽出したユーザーが所望する被写体を撮像した単位動画像を再生する処理を行う。再生は記憶された単位動画像ファイルから画像データを読み出し、単位動画像を表示する表示装置に合わせた画像信号に信号変換し、この画像信号を出力することによって行う。信号変換は、コンピュータ100に内蔵または外部接続された信号変換装置(いずれも図示せず)によって行う。
本実施形態では、単位動画像をディスプレイ130の所定の位置に再生表示するものとした。単位動画像の表示位置は、ステップS702(図11)にて抽出した選択フレーム画像の位置としてもよいし、ディスプレイ130に設けた再生用の表示エリアとしてもよい。もとより、ユーザーがマウス120のドラッグ操作によって作成した表示エリアとしてもよい。
以上の処理を行うことによって、本実施形態での画像処理装置の処理を終了する。
上述したように、本実施形態によれば、撮像した複数の単位動画像を1つの対象静止画像として表示し、表示した対象静止画像のそれぞれの画像位置に関係付けて、対応する単位動画像を画像ファイルとして記憶することができる。従って、ユーザーは、撮像した複数の単位動画像を、1つの画像ファイルとして記憶保存することも可能となる。例えば、会議風景全体と会議参加者の発言シーンを撮像した単位動画像を本実施形態によって1つの画像ファイルとすることによって、会議風景全体の画像から会議参加者の画像位置をクリックすると、その画像位置に発言シーンが動画像として再生表示されるといった使い方が可能となる。
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
第1変形例として、前記実施形態では、対象静止画像を生成するためフレーム画像の選択処理を行ったが(図2、ステップS20)、別の方法としてもよい。例えば、単位動画像を構成する全てのフレーム画像を用いて対象静止画像を生成するものとしてもよい。こうすれば、対象静止画像の生成に伴う画像処理の負荷は増えるものの、撮像した全ての被写体の画像を対象静止画像に表示することができる。あるいは、フレーム画像の選択処理の負荷を軽減するため、時系列順に所定の時間間隔でフレーム画像を選択したり、所定の枚数間隔でフレーム画像を選択したりすることとしてもよい。
また第2変形例として、前記実施形態では、対象静止画像の表示処理(図2、ステップS50)において対象静止画像のみを表示したが、対象静止画像を構成する選択フレーム画像のうち、所定の選択フレーム画像も識別表示することとしてもよい。こうすれば、ユーザーは、対象静止画像のうち識別表示された選択フレーム画像を見て、画像位置Sを指定することができる。この結果、ユーザーが所望する被写体を撮像した単位動画像を適切に抽出することができる。
識別表示する所定の選択フレーム画像は、例えば、図13(a)に例示したように、各単位動画像に属する時系列順で最初の選択フレーム画像、すなわち選択フレーム画像P1と選択フレーム画像T1としてもよい。もとより時系列順で最後の選択フレーム画像でもよいし、時系列順でほぼ中央の選択フレーム画像としてもよい。あるいは、図13(b)に例示したように、各単位動画像に属する全ての選択フレーム画像を識別表示するもこととしてもよい。こうすれば、ユーザーは、表示した対象静止画像のうち、1つの単位動画像が撮像した被写体の画像範囲を容易に確認できる。
さらに、第3変形例として、選択フレーム画像を識別表示する際、選択フレーム画像が属する単位動画像に付随する所定の情報を表示することとしてもよい。所定の情報としては、例えば、図13(c)に例示したように、単位動画像のファイル名としてもよい。あるいは、単位動画像が撮像された時間情報や、パンやチルト、ズーム、固定などの撮像方法についての情報としてもよい。こうすれば、ユーザーは、識別表示した選択フレーム画像から所望する被写体が撮像された単位動画像を適切に選択することができる。
また、第4変形例として、本実施形態における画像処理装置は、汎用のコンピュータで構成するようにしたが、本発明はこれに限定されるものでなく、モバイルコンピュータやワークステーションなどで構成するようにしてもよい。あるいは、コンピュータとしての機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ、DVDプレーヤ、ビデオプロジェクタ、携帯電話など種々の機器において本発明の画像処理装置を構成するようにしてもよい。
100…コンピュータ、102…動画像記憶部、103…静止画像生成部、104…画像表示部、105…動画像抽出部、110…キーボード、120…マウス、130…表示部としてのディスプレイ、140…CD−R/RWドライブ、150…DVD−R/RWドライブ、160…デジタルビデオカメラ、180…表示部としてのビデオプロジェクタ、P1〜P4…単位動画像から取得されたフレーム画像、T1〜T4…他の単位動画像から取得されたフレーム画像、G1…フレーム画像、G2…フレーム画像、A…対象静止画像、N…対象静止画像でフレーム画像以外の画像領域、S…指定された画像位置。
Claims (11)
- 撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生する画像処理装置であって、
時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し記憶する動画像記憶部と、
前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し記憶する静止画像生成部と、
前記静止画像生成部が生成した対象静止画像を表示部に表示する画像表示部と、
入力装置から入力された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する動画像抽出部と、
を備えた画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記静止画像生成部は、
前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち所定の1つを基準フレーム画像として設定し、該設定された基準フレーム画像と互いに画像が重なるフレーム画像を抽出したのち、該抽出したフレーム画像のうち前記基準フレーム画像との重なり部分が最も少ないフレーム画像を選択する画像選択部と、
前記画像選択部がフレーム画像を抽出するとき、前記画像選択部によって既に基準フレーム画像として設定されたフレーム画像と既に抽出されたフレーム画像とを、フレーム画像の抽出対象から除外する画像排除部とを備え、
前記画像選択部が選択したフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し記憶する画像処理装置。 - 請求項1または2に記載の画像処理装置であって、
前記静止画像生成部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像について、前記対象静止画像に対する相対的な位置関係を算出し、該算出された相対位置データを付随して前記フレーム画像を記憶する画像処理装置。 - 請求項3に記載の画像処理装置であって、
前記静止画像生成部は、前記フレーム画像の記憶に際して、該フレーム画像が属する前記単位動画像と関係付けて前記フレーム画像を記憶する画像処理装置。 - 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記静止画像生成部は、生成された対象静止画像が複数存在する場合、該複数の対象静止画像を繋ぎ合わせた画像を、新たに対象静止画像として生成する画像処理装置。 - 請求項5に記載の画像処理装置であって、
前記静止画像生成部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像間での相対的な位置関係データを算出し、該算出された相対位置データに基づいて前記複数の対象静止画像を繋ぎ合わせる画像処理装置。 - 請求項1ないし6のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記画像表示部は、前記対象静止画像の生成に用いられるフレーム画像について、前記単位動画像毎に少なくとも1つのフレーム画像の画像領域を、前記対象静止画像の画像領域内に所定の方法で識別表示する画像処理装置。 - 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記画像表示部は、前記動画像抽出部により抽出された単位動画像を所定の表示方法を用いて表示部に再生表示する画像処理装置。 - 撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生する画像処理方法であって、
時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として取得し記憶する工程と、
前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し記憶する工程と、
前記静止画像生成部が生成した対象静止画像を表示する工程と、
入力装置から入力された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像から抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を前記記憶された単位動画像から抽出する工程と、
を備える画像処理方法。 - 撮像手段によって撮像された動画像を記憶または再生するコンピュータプログラムであって、
時系列に連続して撮像した動画像を1つの単位動画像として、記憶部に該単位動画像の画像データを記憶する機能と、
前記単位動画像を構成するフレーム画像のうち、所定のフレーム画像を繋ぎ合わせた対象静止画像を生成し、該生成した対象静止画像を記憶部に画像データとして記憶する機能と、
前記生成された対象静止画像を表示部に表示する機能と、
入力装置から入力された画像位置を画像領域内に含むフレーム画像を、前記表示された対象静止画像の画像データを読み出すことによって抽出し、該抽出されたフレーム画像が属する単位動画像を、前記記憶部に記憶された単位動画像データから読み出すことによって抽出する機能と、
をコンピュータに実現させるための画像処理プログラム。 - 請求項10に記載の画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2004
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