JP2021048459A - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本実施形態における画像処理システム100の構成について説明するための図を示す。図1(a)は、画像処理システム100の構成例を示すブロック図である。画像処理システム100は、センサシステム101a、からセンサシステム101nのn台のセンサシステムを有し、各センサシステムは少なくとも1台の撮影装置であるカメラを有する。以降では特に説明がない限り、n台のセンサシステムを区別せずに、センサシステム101と表記する。
図2を用いて、画像処理装置104の構成を説明する。図2(a)は、画像処理装置104の機能構成例を示す図である。画像処理装置104は、図2(a)に示す機能を組み合わせて、立体表示装置106のための表示用の画像データを生成する。
図3を参照し、立体表示装置106の構成及び設置情報について説明する。図3(a)は立体表示装置106の一例である表示装置301が、テーブル300に設置された様子を示したものである。表示装置301は、投影面302と、ガラスやアクリル等の高屈折率材料からなる透明部材303、及び表示装置301の姿勢を支える支持部304を有する。
図4を用いて、仮想視点(基準視点及び従属視点)の位置と向きについて説明する。仮想視点は、1つの座標系を用いて位置と向きが表現される。座標系としては、図4(a)に示すように、X軸・Y軸・Z軸により規定される一般的な3次元空間の直交座標系が用いられる。なお、図4(a)に示す仮想視点を表現するための座標系と、図3(c)に示す設置情報を表現するための座標系は別のものである。
図5(a)及び図5(c)を参照し、基準視点について説明する。基準視点は、操作部105から入力された操作情報に応じて、領域120に関連付けられた三次元空間内で移動及び回転する仮想視点である。画像処理装置104により生成される仮想視点画像は、領域120を囲むように設置された複数カメラで撮影した複数視点画像に基づいて生成される。そのため、撮影対象の領域120がサッカーやラグビー等のフィールドの様な大規模なものであっても、仮想視点画像に対応する仮想視点である基準視点は、領域120内の任意の位置で移動及び回転できる。
図6と図7を参照し、立体表示装置106へ出力するための表示用の画像データの生成処理について説明する。図6は、画像処理装置の動作について説明するためのフローチャートである。
図7(a)及び図7(b)は、図6に示す処理により出された画像データを用いて立体表示装置106により表示される立体画像の例を示す。図7(a)は、図3(a)に示した表示装置301に立体画像が表示されている様子を示す。図7(b)は、図7(a)をY軸(横)から見たものである。図3を用いて説明した様に、表示装置301において、実際の画像は液晶パネル308に表示されるが、その上に配置されたマイクロレンズアレイ309を介すことによって、視聴者310には透明部材303の空間内に立体が存在しているような立体画像が見える。図7では視聴者310により知覚される立体画像を模式的に表している。
以下では、立体表示装置106の設置情報に基づき、ユーザ操作による基準視点の変更を制限して、基準視点及び従属視点に応じた画像データを出力する場合の例について説明する。
以下では、画像処理システム100が複数の立体表示装置106を有し、各立体表示装置106にそれぞれ異なる立体画像が表示される場合の例について説明する。画像処理装置104には複数の立体表示装置106が接続され、画像処理装置104はそれぞれの立体表示装置106に表示用の画像データを出力する。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、特定用途向け集積回路)によっても実現可能である。また、そのプログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。
101 センサシステム
104 画像処理装置
105 操作部
106 立体表示装置
Claims (21)
- 配列された複数のレンズ素子を有するレンズアレイに画像表示面から入射する光を前記複数のレンズ素子により屈折させることで、前記画像表示面に対するユーザの目の位置に応じて異なる立体画像を当該ユーザに対して表示する立体表示装置のための、表示用の画像データを生成する画像処理装置であって、
対象領域をそれぞれ異なる方向から撮影する複数の撮影装置による撮影に基づく複数の画像を取得する画像取得手段と、
前記対象領域に関連付けられた空間における仮想視点の位置及び向きを設定する第1設定手段と、
前記第1設定手段により設定された仮想視点の位置及び向きを基準として、前記立体表示装置の構成に応じた数の仮想視点の位置及び向きを設定する第2設定手段と、
前記画像取得手段により取得された前記複数の画像と、前記第1設定手段及び前記第2設定手段により設定された複数の仮想視点の位置及び向きとに基づいて、前記表示用の画像データを生成する生成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記複数の仮想視点の位置及び向きにそれぞれ対応する複数の仮想視点画像を、前記画像取得手段により取得された前記複数の画像に基づいて生成し、前記複数の仮想視点画像を合成して前記表示用の画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記生成手段は、前記画像取得手段により取得された画像に基づいて前記対象領域に位置するオブジェクトの3次元形状を表す形状データを生成し、前記形状データと前記複数の仮想視点の位置及び向きとに基づいて前記複数の仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 仮想視点の位置及び向きの少なくとも何れかを指定するためのユーザ操作に応じた入力を受け付ける受付手段を有し、
前記第1設定手段は、前記受付手段により受け付けられた入力に基づいて仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1設定手段により設定される仮想視点の向きの前記ユーザ操作に応じた変化を所定の方向の変化に制限するか否かを決定する決定手段を有し、
前記第1設定手段は、前記受付手段により受け付けられた入力と前記決定手段による決定とに基づいて仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記対象領域に位置する所定のオブジェクトの位置及び向きの少なくとも何れかを示すオブジェクト情報を取得する情報取得手段を有し、
前記第1設定手段は、前記情報取得手段により取得された前記オブジェクト情報に基づいて仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記立体表示装置の姿勢を特定する特定手段を有し、
前記第1設定手段は、前記特定手段により特定された前記立体表示装置の姿勢に応じた仮想視点の向きを設定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1設定手段により設定される仮想視点の向きに平行な直線と前記空間における基準平面とがなす角の大きさは、前記立体表示装置の前記画像表示面の法線と水平面とがなす角の大きさに対応することを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 他の立体表示装置により表示される画像に対応する仮想視点の位置及び向きを特定する特定手段を有し、
前記第1設定手段は、前記立体表示装置の姿勢と前記他の立体表示装置の姿勢の関係と、前記特定手段により特定された仮想視点の位置及び向きと、に基づいて仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1設定手段は、前記空間における第1の仮想視点の位置及び向きと第2の仮想視点の位置及び向きとを設定し、
前記第2設定手段は、前記第1の仮想視点の位置及び向きを基準として、第1の立体表示装置の構成に応じた数の仮想視点を含む第1仮想視点群の位置及び向きを設定し、且つ、前記第2の仮想視点の位置及び向きを基準として、第2の立体表示装置の構成に応じた数の仮想視点を含む第2仮想視点群の位置及び向きを設定し、
前記生成手段は、前記複数の画像と前記第1仮想視点群の位置及び向きとに基づいて前記第1の立体表示装置のための表示用の画像データを生成し、且つ、前記複数の画像と前記第2仮想視点群の位置及び向きとに基づいて前記第2の立体表示装置のための表示用の画像データを生成することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の仮想視点の向きと前記第2の仮想視点の向きとの差は、前記第1の立体表示装置の画像表示面の法線方向と前記第2の立体表示装置の画像表示面の法線方向との差に対応することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。
- 仮想視点の位置及び向きの少なくとも何れかを変更するためのユーザ操作に応じた入力を受け付ける受付手段を有し、
前記第1仮想視点群の位置及び向きと前記第2仮想視点群の位置及び向きは、前記受付手段により受け付けられた入力に応じて連動して変化することを特徴とする請求項10又は11に記載の画像処理装置。 - 前記第1仮想視点群に含まれる仮想視点に応じた視野と、前記第2仮想視点群に含まれる仮想視点に応じた視野との両方に、前記対象領域に位置する所定のオブジェクトが含まれることを特徴とする請求項10乃至12の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第2設定手段は、前記第1設定手段により設定された仮想視点の位置及び向きと、前記立体表示装置の構成に応じた数の複数の仮想視点それぞれについて予め定められた調整量とに基づいて、前記複数の仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 前記第2設定手段は、前記立体表示装置が有する前記レンズ素子の数に応じた数の仮想視点の位置及び向きを設定し、
前記第1設定手段及び前記第2設定手段により設定される前記複数の仮想視点は、少なくとも位置及び向きの何れかが異なることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載の画像処理装置。 - 請求項1乃至15の何れか1項に記載の画像処理装置と前記立体表示装置とを有することを特徴とする画像処理システム。
- 配列された複数のレンズ素子を有するレンズアレイに画像表示面から入射する光を前記複数のレンズ素子により屈折させることで、前記画像表示面に対するユーザの目の位置に応じて異なる立体画像を当該ユーザに対して表示する立体表示装置のための、表示用の画像データを生成する画像処理方法であって、
対象領域をそれぞれ異なる方向から撮影する複数の撮影装置による撮影に基づく複数の画像を取得する画像取得工程と、
前記対象領域に関連付けられた空間における仮想視点の位置及び向きを設定する第1設定工程と、
前記第1設定工程において設定された仮想視点の位置及び向きを基準として、前記立体表示装置の構成に応じた数の仮想視点の位置及び向きを設定する第2設定工程と、
前記画像取得工程において取得された前記複数の画像と、前記1設定工程及び前記第2設定工程において設定された複数の仮想視点の位置及び向きとに基づいて、前記表示用の画像データを生成する生成工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。 - 前記生成工程は、前記複数の仮想視点の位置及び向きにそれぞれ対応する複数の仮想視点画像を、前記画像取得工程において取得された前記複数の画像に基づいて生成し、前記複数の仮想視点画像を合成して前記表示用の画像データを生成することを特徴とする請求項17に記載の画像処理方法。
- 仮想視点の位置及び向きの少なくとも何れかを指定するためのユーザ操作に応じた入力を受け付ける受付工程を有し、
前記第1設定工程は、前記受付工程において受け付けられた入力に基づいて仮想視点の位置及び向きを設定することを特徴とする請求項17又は18に記載の画像処理方法。 - 前記立体表示装置の姿勢を特定する特定工程を有し、
前記第1設定工程は、前記特定工程において特定された前記立体表示装置の姿勢に応じた仮想視点の向きを設定することを特徴とする請求項17乃至19の何れか1項に記載の画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至15の何れか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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