JP2009290664A - カメラシステム、そのための画像情報再生手段、画像情報再生手段 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】デジタル写真の被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示すpix/mの値をデータとしてデジタル写真に持たせ、比べるべき複数のデジタル写真のpix/mの値を表示部が読み取り、それぞれのデジタル写真を拡大・縮小して同じpix/mの画像に変換してから1枚の画像上に表示するカメラシステム。
【選択図】図6
Description
このように直接、画像として大きさが比較できない事は、ネットショッピングなどにおいて、商品を選ぶ場合に問題になる。現在のネットショッピングでは、たとえば、「花瓶の高さ17cmだから、我が家のテーブルに置くと、このくらいの大きさになる」というように、商品の大きさに関する情報から、実際の大きさを想像し、既存の家具などと比較することを経て、購入するか否か判断することになる。実際の大きさのイメージがわかない場合、小売店に出向いて現物を見て購入し、ネットショップでの購入をあきらめるというケースも多くある。
このように、撮影条件やプリント条件の異なる複数の写真において、被写体の大きさの比較が困難になる問題の根本的な解決手段が無かった。
(1)本発明のカメラシステムは、撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムであって、
前記画像情報記録手段は、カメラの撮像系と、pix/m演算手段と、記録手段と、記憶手段からなり、撮像画像情報に少なくともその撮像画像に係るpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を作成し記憶し、
前記画像情報再生手段は、記憶手段と、画像情報修正手段と、画像合成手段と、表示手段からなり、前記組み合わせ画像情報を読み出し、この組み合わせ画像情報に適宜修正処理を施し、前記修正処理を施した画像を任意数合成処理し表示するようにする。
(2)カメラシステムの、前記記録手段は、前記カメラのレンズ系及びピント調節系のセンサを介して取得した撮像画像を構成するデジタル画像情報と、前記カメラから被写体までの距離の関数を表すセンサの測定情報と、デジタル画像情報に基づきpix/m演算手段において求めたpix/mの値に関する情報を組み合わせて1枚の画像毎の組み合わせ画像情報を構成する。
(3)カメラシステムの、前記画像情報修正手段は、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正手段、倍率変更手段、pix/m値変更手段からなり、前記記憶手段から入力手段により選択した選択画像の画像情報を読み出し、倍率変更処理、pix/m値変更処理、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正処理を行い修正画像情報を出力する。
(4)カメラシステムの、前記画像合成手段は、入力手段により選択した複数の修正画像を合成して合成画像信号を作成し出力する。
(5)画像情報記録手段は、撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムに用いるための、撮像からpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段であって、
カメラシステムの撮像系と、pix/m演算手段と、記録手段からなり、撮像画像情報にはその撮像画像に係るpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を作成し記憶する。
(6)画像情報再生手段は、撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムに用いるための、記録されているpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を読み出す画像情報再生手段を有する画像情報再生手段であって、
記憶手段と、画像情報修正手段と、画像合成手段と、表示手段からなり、前記組み合わせ画像情報を読み出し、この組み合わせ画像情報に適宜修正処理を施し、前記修正処理を施した画像を任意数合成処理し表示する。
本発明は、デジタル写真の被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示す単位pix/mの値をデータとしてデジタル写真に持たせ、比べるべきデジタル写真のpix/mの値を表示装置が読み取り、それぞれのデジタル写真を拡大・縮小して同じpix/mの画像に変換してから表示することにより、比べるべきデジタル写真の中の被写体を同じ縮尺で表示する。
デジタル写真の被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示す単位pix/mの値の情報を書き込めるカメラシステムは、例えば以下の手法で実現可能である。
(2)次に、例えば非特許文献1の「実時間距離検出3次元テレビカメラ(Axi−Visionカメラ)」や特許文献3の「距離画像センサ」を用いることにより、被写体との距離が一定の領域を検出する。
(3)さらに距離の勾配から地面や床の領域を検出し、それらの交わり部分の中の任意の1点を接地点とする。カメラに水準器を持たせ、左右の傾きと、撮影軸と水平線との角度θを計測することで、撮影時の上下方向の画角φから、画面上での水平線を求める。水平線の任意の1点、例えば画角の中央を選んで無限遠点とし、その位置情報を記録する。
本発明では、デジタル写真1枚1枚に、被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示すpix/mの値を画像データに付加して持たせることにより、表示・印刷するときに同じ大きさの被写体が同じ大きさに表示・印刷するように調整することで、画像として被写体の大きさを比較できるようになる。
たとえば、親子の同年齢の時の身長の差や、遠く離れた建築物同士の大きさの比較のように、時間的・空間的に直接並べて比較できない被写体どうしであっても、それぞれを写真に写して並べて表示することで画像として大きさを比較できるようになる。比較対象の一方を利用者の身近な画像にすることで、他方の対象写真の被写体の大きさが直感的に理解できる。
以下、本発明の処理手順はマイクロコンピュータのプログラムに従って処理される。プログラムの手順によっては入力操作が必要になる場合もある。
図1は、本発明の被写体のpix/mの値の検出原理を説明する図である。
カメラから被写体までの距離L(m)を、カメラが被写体にピントが合った状態におけるカメラのレンズ系の状態から求める。距離Lにおける上下の撮影範囲H(m)を、例えば、ズームレンズの状態から求める。被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示すpix/mの値を、カメラ設計時に求めたカメラの上下方向の画素数h(ピクセル)を撮影範囲Hで割り算することで求める。
スタート
(1)ピント調整(ステップS1:以下、ステップをSと略記する)
カメラのピントを被写体に合わせる。
(2)レンズ位置情報を検出(S2)
基準位置からのピントが合ったレンズの位置情報をカメラ内蔵のセンサにより検出する。
(3)距離Lを算出(S3)
検出したレンズの位置情報に基づき、カメラ又はカメラシステムに内蔵するマイクロコンピュータによりカメラから被写体までの距離Lを演算する。
(4)ズームレンズの有無のチェック(S4)
ズームレンズがない場合にはS7に進む。
(5)ズームレンズ位置(S5)
ズームレンズの位置情報をカメラ内蔵のセンサにより検出する。
(6)撮影画角の算出(S6)
検出したズームレンズの位置情報に基づき、カメラ又はカメラシステムに内蔵するマイクロコンピュータにより撮影画角を演算する。S8に進む。
(7)ズームレンズがない場合には、カメラ設計時の撮影画角の値を読み出す(S7)。
(8)被写体の面における上下の撮影範囲Hの算出(S8)
距離Lと撮影画角からカメラ又はカメラシステムに内蔵するマイクロコンピュータにより撮影範囲Hを演算する。
(9)カメラによって撮影された画像の上下方向の画素数の読み出し(S9)
カメラ設計時に求めた、カメラの撮像範囲における上下方向の画素数を予めメモリに記憶しておき、このステップで読み出す。
(10)pix/mの値の算出(S10)
カメラ又はカメラシステムに内蔵するマイクロコンピュータにより、カメラの上下方向の画素数hを撮影範囲Hで割り算することで、被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示すpix/mの値を求め、メモリに記憶すると共に、撮像画像の画像データに追記する。
ストップ
図3は、デジタル写真の被写体の1mの長さがデジタル写真の何ピクセルとして記録されているのかを示すpix/mの値、地面や床との接地点の画像位置、無限遠点の画像位置の情報を書き込めるカメラシステムが、被写体の地面や床との接地点の画像位置、無限遠点の画像位置を検出する方法の一例を示している。以下の説明はカメラ又はカメラシステム内のマイクロコンピュータによる処理となる。処理に用いる各種パラメータはカメラに付属する各種センサからの情報として取り込む。
さらに距離の勾配から地面や床の領域を検出し、それらの交わり部分の中の任意の1点を接地点Pとする。カメラに水準器を持たせ、左右の傾きと、撮影軸と水平線との角度θを計測することで、撮影時の上下方向の画角φから、画面上での水平線を求める。水平線の任意の1点、例えば画角の中点を選んで無限遠点Rとし、その位置情報を記録する。
例えば、デジタル写真A(1a)は、400pix/mのデータが記録された画像データを有し、デジタル写真B(1b)は、250pix/mのデータが記録された画像データを有するとする。
図5に示すように、利用者が、カメラシステムの表示部を見ながら入力手段を操作してカメラシステムのメモリに記録されているデジタル写真A(1a)を選び、カメラシステムの表示部3に表示する。
図6はデジタル写真Aを任意の位置に任意の大きさに表示している様子を示す図である。
利用者が、カメラシステムの表示部を操作してカメラシステムのメモリに記録されているデジタル写真A(1a)の画像データを任意の位置に任意の大きさに表示するように処理し、カメラシステムの表示部3に表示する。
図7に示すように、カメラシステムの表示部の処理部を構成するマイクロコンピュータによる、pix/mの値を同じにして表示する一般的な処理手順は以下のようになる。
利用者が、カメラシステムの表示部を見ながら入力手段を操作してデジタル写真A(1a)を拡大・縮小して表示部の任意の位置に表示する。
カメラシステムの表示部の画像信号処理部を構成するマイクロコンピュータの処理は、画像を合成する観点で表した処理と、後記する合成するための細部の処理、即ち、イメージの追加処理および画像の大きさを変更する処理からなり、以下に説明するようになる。
画像を合成する観点で表した処理は以下の(1)(2)の手順からなる。
(1)利用者の入力操作に応じて指定された例えば400pix/mのデジタル写真Aの画像データをメモリから読み出し、利用者の入力操作に応じて指定された例えば50%の値に縮尺処理して表示する。デジタル写真Aは表示画面上で400pix/mの50%である200pix/mで表示される。
(2)利用者の入力操作に応じて指定された例えば250pix/mのデジタル写真Bの画像データをメモリから読み出し、デジタル写真Bのpix/mの値、即ち、250pix/mを、デジタル写真Aの画面上でのpix/mの値、即ち、200pix/mと比較し、縮尺率(80%)を求め、求めた縮尺率(80%)でデジタル写真Bの画像データを縮尺処理し、画面上でのpix/mの値と同じ200pix/mの画像として画面に表示する。
この結果、利用者は、表示画面上で画像としてデジタル写真AとBに写る2つの被写体の大きさを直接比較することができるようになる。
図8は表示部の表示画面上に表示された選択可能に配列された各種画像データを有するデジタル写真の画像と、選択画像を表示するための表示枠を示す図である。
図8のデジタル写真は、pix/mの値、地面や床との接地点の画像位置、無限遠点の位置の情報を持った背景となるデジタル写真あるいは、pix/mの値、地面や床との接地点の画像位置、カメラからの撮影距離、無限遠点の位置の情報を持った背景となるデジタル写真1cと、pix/mのデータが記録されているデジタル写真1cで構成する。
このとき、マイクロコンピュータは、利用者の入力操作に応じて指定された画像枠3aを表示した入力画面の画像データをメモリから読み出し、表示部に表示する処理を行う。
図9に示すように、利用者は、背景となるデジタル写真を一つ選び(1d)、表示部3aの表示画面の任意の位置に任意の大きさに表示させる。
このとき、マイクロコンピュータは、利用者の入力操作に応じて指定された例えば400pix/mのデジタル写真Aの画像データをメモリから読み出し、利用者の入力操作に応じて指定された例えば50%の値に縮尺処理して表示する。
図10に示すように、利用者は任意のデジタル写真1eを選び、背景となるデジタル写真1dの上に重ねる。
マイクロコンピュータは、重ねた位置にふさわしい縮尺率、すなわち、背景となるデジタル写真の重ねた位置におけるpix/mを後述する方法により求め、求めたpix/mと等しくなるように利用者が指定したデジタル写真1eを拡大・縮小して、利用者が指定した位置に表示する。
この結果、表示部には、背景となるデジタル写真1dの中に、選択したデジタル写真1eの被写体が在る画像が表示される。利用者はあたかも1枚の写真を見るように、合成した2枚のデジタル写真の被写体の大きさを比較することができる。
利用者は、さらに別の任意のデジタル写真1fを選び、背景となるデジタル写真1dの上に重ねることができる。
表示部は、別の任意のデジタル写真1fを重ねた位置にふさわしい縮尺率になるように拡大・縮小して、利用者が指定した位置に表示する。
この結果、表示部には、背景となるデジタル写真1dの中に、選択した2枚のデジタル写真1eと1fの被写体が在る画像が表示される。利用者はあたかも1枚の写真を見るように、合成した3枚のデジタル写真の被写体の大きさを比較することができる。
図12では、利用者は、表示されているデジタル写真の任意の1枚(1e)の表示位置を変更する。
表示部は、変更後の位置にふさわしい縮尺率になるように選択されたデジタル写真を拡大・縮小して表示する。
図13は図12の合成画像中の他の画像の表示位置を変更した合成画像を示す図である。
表示部は、変更後の位置にふさわしい縮尺率になるように、選択されたデジタル写真1fを拡大・縮小して表示する。
このとき、マイクロコンピュータは、利用者の入力操作に応じて指定された他のデジタル写真1fの画像データをメモリから読み出し、このデジタル写真1fの画像データを利用者の入力操作に応じて指定された背景画像上の重ねた位置に合致した縮尺率、すなわち、背景となるデジタル写真の重ねた位置におけるpix/mを後述する方法により求め、求めたpix/mと等しくなるようにデジタル写真1fの画像データを拡大・縮小処理して、利用者が入力した背景画像上の指定した位置に表示する。
この結果、表示部には、背景となるデジタル写真の中に、選択した2枚のデジタル写真の被写体が自由に移動できた画像が表示される。利用者はあたかも1枚の写真を見るように、合成した3枚のデジタル写真の被写体の大きさを比較することができる。
4枚以上の複数のデジタル写真を選択した場合も同様な操作および処理が可能であり、利用者は1枚の写真を見るように複数の被写体の大きさを比較することができる。
図15は画像の追加処理のフローチャートを示し、図16は画像の大きさを変更する処理のフローチャートを示す。
(画像の追加処理)
スタート
(11)画像を読み込む(S11)
(12)画像は一枚目か?(S12)
読み込んだ画像が1枚目か否かを判断する。1枚目の場合(Yes)、S13へ進み、1枚目でない場合(No)、S15へ進む。
(13)デフォルトの拡大率(K0)を読み出す(S13)
(14)読み込んだ画像データをK0倍に拡大して画面に表示する(S14)
ストップ
(15)他の任意の画像を選択(S15)
他の任意の画像を選択する。
(16)選択画像の拡大率(K1)を読み出す(S16)
(17)選択画像のオリジナルのpix/mの値Nを読み出す(S17)
(18)N*K1=N1を演算する(S18)
N*K1=N1を演算し、N1を求める。
(19)N1/N=K2を演算する(S19)
N1/N=K2を演算し、K2を求める。
(20)読み込んだ画像をK2倍に拡大して画面に表示する(S20)
ストップ
スタート
(21)修正された画像以外に画像があるか?(S21)
修正された画像以外に画像があるか否か判断し、無い場合(No)には終了(ストップ)し、ある場合(Yes)にはS22へ進む。
(22)画像の大きさを拡大率K3に修正する(S22)
(23)大きさの修正された画像のオリジナルpix/mの値N2を読み出す(S23)
(24)N2*K3=N3を演算する(S24)
N2*K3=N3を演算し、N3を求める。
(25)大きさを修正していない画像があるか?(S25)
大きさを修正していない画像があるか否か判断し、無い場合(No)には終了(ストップ)し、ある場合(Yes)にはS26へ進む。
(26)未修整の画像の任意の1つを選ぶ(S26)
(27)選んだ画像のオリジナルpix/mの値N4を読み出す(S27)
(28)N3/N4=K4を演算する(S28)
N3/N4=K4を演算し、K4を求める。
(29)選んだ画像をK4倍に拡大して画面に表示する(S29)
S25ヘ進む
図14は画像上の表示位置におけるpix/mの値を計算するための説明図である。
図14により、pix/mの値、地面や床との接地点の画像位置、無限遠点の位置の情報を持った背景となるデジタル写真の表示位置から、その表示位置におけるpix/mの値を計算する計算方法を説明する。
図2、図3で示したとおりの手段により、地面や床との接地点P、接地点Pにおけるpix/mの値、無限遠点Rを求め、点Pから垂直に被写体に単位長(1m)に相当する線分、すなわち200pix/mであれば、200ピクセルの線分を引く。図14では、矢印でこれをあらわしている。
被写体の表示される大きさはカメラからの距離(撮影距離)に反比例する性質を利用し、撮影距離が点Qと等しい点Sを直線PR上に求める。すなわち、点Sに対応する被写体の撮影距離は、点Qに対応する被写体の撮影距離と等しく、かつ点Sは画面上の直線PR上の点であるような点Sを求める。曲線SQは、カメラを中心とした球面と地面との交わりによってできる円弧を撮影した曲線になる。撮影距離が十分に大きいとして、この円弧を直線で近似すると、曲線SQは、点Qを通る水平線で近似でき、点Sは、点Qを通る水平線と直線PRとの交点として求められる。点Sにおけるpix/mの値はデジタル写真の上での三角形の相似の原理により、点Pにおけるpix/mの値のSR/PR倍であることがわかる。また点Sと点Qはカメラから等距離であることから、等縮尺である。従って、点Qにおけるpix/mの値は点Sのpix/mの値と同じく、点Pにおけるpix/mの値のSR/PR倍の値となる。
点Qに対応する被写体の対応点Qrは以下の手法で求められる。
一般に透視中心を(0,0,−z0)、投影面がx−y平面(z=0)のとき、点(x,y,z)が点(xt,yt,0)に投影されるとすると下記の式
本発明のカメラシステム10は、マイクロコンピュータ11に撮像部15および表示部16と入力手段17を接続して構成され、マイクロコンピュータ11のメモリ12に読み込まれたプログラムにより、上記の処理手順を実行する。マイクロコンピュータ11は、一般的なCPU(中央演算装置)13とメモリ12とI/O(入出力)インターフェース14から構成される。入力手段17は、USB端子等の外部端子、キーボード等から構成される。上で述べた処理手順は記録媒体又はメモリにプログラムとして記録する。
本発明のカメラシステムは上で説明したすべての機能を実行することが出来るようにプログラムおよび部品が構成されている。
カメラシステムは、撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段33と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段34を有する。
画像情報記録手段33は、カメラシステムの撮像系と、pix/m演算手段24と、記録手段25と、記憶手段26からなる。
画像情報修正手段30は、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正手段27、倍率変更手段28、pix/m値変更手段29からなり、記憶手段26から入力手段により選択した選択画像の画像情報eを読み出し、適宜、倍率変更処理、pix/m値変更処理、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正処理を行い修正画像情報fを出力する。画像合成手段31は、入力手段により選択した複数の修正画像を合成して合成画像信号gを作成し出力する。表示手段32は合成画像信号gにより画像表示する。
画像情報記録手段33と、画像情報再生手段34を別体に構成するときには、画像情報記録手段33で作成したpix/m値を含む画像情報はメモリ、好ましくはフラッシュメモリ、USBメモリ等の携帯型のメモリに記憶させて、必要に応じて保管・管理する。必要に応じてメモリから読み出して画像情報再生手段34により再生し、表示し、編集し、記憶する。また、メモリ内のpix/m値を含む画像情報は、インターネット等の伝送媒体を介して送受信することもできる。
3、3a 表示枠
10 カメラシステム
11 マイクロコンピュータ
12 メモリ
13 CPU
14 I/Oインターフェース
15 撮像部
16 表示部
17 入力手段
21 レンズ系
22 センサ
23 撮像画像
24 pix/m演算手段
25 記録手段
26 記憶手段
27 背景画像内の位置に応じた画像情報の修正手段
28 倍率変更手段
29 pix/m値変更手段
30 画像情報修正手段
31 画像合成手段
32 表示手段
33 画像情報記録手段
34 画像情報再生手段
Claims (6)
- 撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムであって、
前記画像情報記録手段は、カメラの撮像系と、pix/m演算手段と、記録手段と、記憶手段からなり、撮像画像情報に少なくともその撮像画像に係るpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を作成し記憶し、前記画像情報再生手段は、記憶手段と、画像情報修正手段と、画像合成手段と、表示手段からなり、前記組み合わせ画像情報を読み出し、この組み合わせ画像情報に適宜修正処理を施し、前記修正処理を施した画像を任意数合成処理し表示するようにしたことを特徴とするカメラシステム。 - 前記記録手段は、前記カメラのレンズ系及びピント調節系のセンサを介して取得した撮像画像を構成するデジタル画像情報と、前記カメラから被写体までの距離の関数を表すセンサの測定情報と、デジタル画像情報に基づきpix/m演算手段において求めたpix/mの値に関する情報を組み合わせて1枚の画像毎の組み合わせ画像情報を構成することを特徴とする請求項1記載のカメラシステム。
- 前記画像情報修正手段は、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正手段、倍率変更手段、pix/m値変更手段からなり、前記記憶手段から入力手段により選択した選択画像の画像情報を読み出し、倍率変更処理、pix/m値変更処理、背景画像内の位置に応じた画像情報の修正処理を行い修正画像情報を出力することを特徴とする請求項1又は2記載のカメラシステム。
- 前記画像合成手段は、入力手段により選択した複数の修正画像を合成して合成画像信号を作成し出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のカメラシステム。
- 撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムに用いるための、
撮像からpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段であって、
カメラシステムの撮像系と、pix/m演算手段と、記録手段からなり、撮像画像情報にはその撮像画像に係るpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を作成し記憶することを特徴とする画像情報記録手段。 - 撮像から画像情報の記録までの処理を行う画像情報記録手段と、記録されている画像情報を読み出す画像情報再生手段を有するカメラシステムに用いるための、
記録されているpix/mの値の情報を組み合わせた組み合わせ画像情報を読み出す画像情報再生手段を有する画像情報再生手段であって、
記憶手段と、画像情報修正手段と、画像合成手段と、表示手段からなり、前記組み合わせ画像情報を読み出し、この組み合わせ画像情報に適宜修正処理を施し、前記修正処理を施した画像を任意数合成処理し表示することを特徴とする画像情報再生手段。
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