JP4164703B2 - 広視野画像入力方法及び装置 - Google Patents
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Description
2 カメラ位置姿勢推定部
3 変形パラメータ推定部
4 広視野画像記憶部
5 画像接合部
6 カメラ走査異常検出部
7 カメラ位置姿勢提示部
8 絶対距離取得部
9 ぼけ補正部
図3は、本発明の第1の実施形態の広視野画像入力装置を示している。広視野画像入力装置は、撮像装置1が取得した複数の部分画像から、これら部分画像を接合することによって広視野画像を生成するものである。本実施形態では、ユーザは、撮像装置1を用い、手動走査によって対象となる情景を撮影するものとする。撮像装置1は、所望の画角、位置、姿勢で対象を連続撮影し、一連のデジタル化された部分画像からなる部分画像系列を取得する。撮像装置1は、例えばカメラによって、より具体的にはカメラの撮像部によって実現される。
H=[[h11 h12 h13] [h21 h22 h23] [h31 h32 h33]]
であらわされる。h33=1となるように射影変換行列Hの各要素を正規化し1次元に並べてベクトル表現すると、その行列は、
H=[h11 h12 h13 h21 h22 h23 h31 h32 1]T=G−1・U
で求められる。ここで、
M1=M0・H01
で求められる。ここで、M0は最初のフレームのカメラ位置姿勢情報に対応し、計測が困難である場合には、M0の代わりにP0=[0,0,1,0,0,0]などを用いてもよい。H01は最初のフレームと次のフレームの画像間の射影変換行列Hである。また、任意のフレームの外部パラメータ行列Mは、
M=M0・H
で求められる。ここでの行列Hは、最初のフレームと当該フレームの画像間の射影変換行列であるとする。このとき、Mはカメラ位置姿勢情報Pの要素を用いて、
図4は、本発明の第2の実施形態の広視野画像入力装置を示している。図4に示す広視野画像入力装置は、第1の実施形態の広視野画像入力装置に対してカメラ位置姿勢提示部7を付加した構成のものである。カメラ位置姿勢提示部7は、カメラ走査異常検知部6からカメラ走査異常検知信号を受け取るとともに、カメラ位置姿勢推定部2からのカメラ位置姿勢情報を受け取る。ここでは、カメラ走査異常検知信号は、どのような走査異常が起きているかについての情報を含むカメラ走査異常情報であることが好ましい。
(a)カメラと撮影対象間の相対位置の変化もしくはカメラの姿勢の変化、または相対位置の変化および姿勢変化を視覚的に提示する;
(b)画像の劣化に影響を与える程度の相対位置および/または姿勢になったときに警告を表示する;
(c)カメラをどちらの方向および角度にどれだけの修正を行なえば適切な撮影ができるかを指示する修正量をゲージや矢印などで表示する;
(d)相対位置の変化量および/または姿勢の変化量を、あらかじめ決められている特定の音程の発信音により提示する。
図10は、本発明の第3の実施形態の広視野画像入力装置を示している。この広視野画像入力装置は、上述した第1の実施形態または第2の実施形態の広視野画像入力装置において、絶対距離取得部8が付加された構成のものである。絶対距離取得部8は、カメラと対象物との距離を計測して、計測した距離を示す距離情報をカメラ走査異常検知部6に出力する。このような絶対距離取得部8は、例えばカメラと対象間の距離を計測できる距離センサで実現される。なお、図10に示した構成は、第2の実施形態の広視野画像入力装置に対して絶対距離取得部8を付加したものであるが、図3に示した第1の実施形態の広視野画像入力装置に対して絶対距離取得部8を付加してもよい。
d=‖M−1A2−M−1A1‖
で得られる。ここで‖・‖は、ノルムを表わしている。また、3次元ベクトルM−1A2およびM−1A1は、第3要素によって第1要素及び第2要素が正規化されているものとする。また、距離dやx1,x2,y1,y2の座標値はmmを単位として記述されているものとする。
すると、部分画像上でA1およびA2を結ぶ線上にある1インチあたりの画素数は、
図11は、本発明の第4の実施形態の広視野画像入力装置を示している。この広視野画像入力装置は、第1の実施形態の広視野画像入力装置に対して、ぼけ推定部9を付加した構成のものである。ぼけ推定部9は、カメラ位置姿勢推定部2が出力するカメラ位置姿勢情報を入力として、撮像装置1で撮影される部分画像に含まれるぼけ関数を推定し、推定されたぼけ関数に応じて撮像装置1からの入力される部分画像に対してぼけ補正を行い、画像接合部5に出力する。
K=N/(|N|2+Γ)
を用いる。Γは既定の定数である。撮像装置1から入力される部分画像系列は、全てこの復元フィルタを通過した後に画像接合部5に出力される。その他の処理部での処理については、他の実施の形態と同様である。
Claims (13)
- ユーザが撮像装置を手動走査して前記撮像装置が撮影対象を連続撮影したことによって得られた一連の部分画像を接合して広視野画像を生成する広視野画像入力装置であって、
前記一連の部分画像からなる部分画像系列を受け取り、前記撮像装置の3次元位置と姿勢の変化の様子を時系列のカメラ位置姿勢情報として算出するカメラ位置姿勢推定手段と、
前記カメラ位置姿勢情報から、前記部分画像系列における隣り合う部分画像間の幾何変形パラメータを算出する変形パラメータ推定手段と、
前記部分画像間の変形を前記幾何変形パラメータによって補正しながら、前記部分画像の接合を行なって広視野画像を生成する画像接合手段と、
前記カメラ位置姿勢情報に基づいて前記撮像装置の動きを検知し、前記撮像装置の動きの異常を検知した場合にカメラ走査異常検知信号を出力するカメラ走査異常検知手段と、
を有する広視野画像入力装置。 - 前記カメラ位置姿勢推定手段からの前記カメラ位置姿勢情報に基づいて、
(a)前記撮像装置と撮影対象間の相対位置の変化もしくは前記撮像装置の姿勢の変化、または相対位置の変化および姿勢変化を視覚的に提示する
(b)画像の劣化に影響を与える程度の前記相対位置または前記姿勢になったときに警告を表示する
(c)前記撮像装置をどちらの方向および角度にどれだけの修正を行なえば所望の撮影ができるかを指示する修正量を可視表示する
(d)前記相対位置の変化量もしくは前記姿勢の変化量、または双方を発信音の音程により提示する
のうちの1つ以上の処理を行うカメラ位置姿勢提示手段を備える、請求項1に記載の装置。 - 前記撮影対象との間の距離を計測し、距離情報を前記カメラ走査異常検知手段に出力する絶対距離取得手段を備え、
前記カメラ走査異常検知手段は、前記距離情報に基づいて前記部分画像の解像度を判定し、前記解像度が既定値に達しない場合に、前記カメラ走査異常信号をカメラ位置姿勢提示手段に出力するように構成されている
請求項1または2に記載の装置。 - 前記撮像装置で撮影される部分画像に含まれるぼけ関数を前記カメラ位置姿勢情報に基づいて推定し、推定された前記ぼけ関数に応じて、前記撮像装置から入力される前記部分画像を補正して画像接合手段に出力するぼけ補正手段を備える、請求項1に記載の装置。
- ユーザの手動走査により撮影対象を連続撮影し、一連の部分画像からなる部分画像系列を取得する撮像装置と、
前記部分画像系列に基づき、前記撮像装置の3次元位置と姿勢の変化の様子を時系列のカメラ位置姿勢情報として算出するカメラ位置姿勢推定手段と、
前記カメラ位置姿勢情報から、前記部分画像系列における隣り合う部分画像間の幾何変形パラメータを算出する変形パラメータ推定手段と、
前記部分画像間の変形を前記幾何変形パラメータによって補正しながら、前記部分画像の接合を行なって広視野画像を生成する画像接合手段と、
前記カメラ位置姿勢情報に基づいて前記撮像装置の動きを検知し、前記撮像装置の動きの異常を検知した場合にカメラ走査異常検知信号を出力するカメラ走査異常検知手段と、
を有する広視野画像入力装置。 - 前記カメラ位置姿勢推定手段からの前記カメラ位置姿勢情報に基づいて、
(a)前記撮像装置と撮影対象間の相対位置の変化もしくは前記撮像装置の姿勢の変化、または相対位置の変化および姿勢変化を視覚的に提示する
(b)画像の劣化に影響を与える程度の前記相対位置または前記姿勢になったときに警告を表示する
(c)前記撮像装置をどちらの方向および角度にどれだけの修正を行なえば所望の撮影ができるかを指示する修正量を可視表示する
(d)前記相対位置の変化量もしくは前記姿勢の変化量、または双方を発信音の音程により提示する
のうちの1つ以上の処理を行うカメラ位置姿勢提示手段を備える、請求項5に記載の装置。 - 変形パラメータ推定手段が、部分画像の間の変形量が既定値の範囲内であるとき前記撮像装置に撮像可能信号を出力し、
前記カメラ走査異常検知手段が、前記カメラ走査異常検知信号を前記撮像装置に出力し、
前記撮像装置が、前記撮像可能信号を受信し、かつ、前記カメラ走査異常信号を入力していないときに自動的に撮像を行なうように構成された、
請求項5または6に記載の装置。 - 前記撮影対象との間の距離を計測し、距離情報を前記カメラ走査異常検知手段に出力する絶対距離取得手段を備え、
前記カメラ走査異常検知手段は、前記距離情報に基づいて前記部分画像の解像度を判定し、前記解像度が既定値に達しない場合に、前記カメラ走査異常信号をカメラ位置姿勢提示手段に出力するように構成されている
請求項5または6に記載の装置。 - 前記撮像装置で撮影される部分画像に含まれるぼけ関数を前記カメラ位置姿勢情報に基づいて推定し、推定された前記ぼけ関数に応じて、前記撮像装置から入力される前記部分画像を補正して画像接合手段に出力するぼけ補正手段を備える、請求項5に記載の装置。
- 前記画像接合手段は、初期のカメラ姿勢が未知である場合に、前記部分画像系列から姿勢情報を求め、事後に対象物を閲覧するのに適した対象物の向きを求め、求めた対象物の向きに合わせて接合画像の向きを調整するように構成されている、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の装置。
- ユーザが撮像装置を手動走査して前記撮像装置が撮影対象を連続撮影したことによって得られた一連の部分画像を接合して広視野画像を生成する広視野画像入力方法であって、
前記一連の部分画像からなる部分画像系列を受け取り、前記部分画像系列から前記撮像装置の3次元位置と姿勢の変化の様子を時系列のカメラ位置姿勢情報として算出する段階と、
前記カメラ位置姿勢情報から、前記部分画像系列における隣り合う部分画像間の幾何変形パラメータを算出する段階と、
前記部分画像間の変形を前記幾何変形パラメータによって補正しながら、前記部分画像の接合を行なって広視野画像を生成する段階と、
前記カメラ位置姿勢情報に基づいて前記撮像装置の動きを検知し、前記撮像装置の動きの異常を検知した場合にカメラ走査異常検知信号を出力する段階と、
を有する広視野画像入力方法。 - ユーザが撮像装置を手動走査して前記撮像装置が撮影対象を連続撮影したことによって得られた一連の部分画像を入力とするコンピュータに、
前記一連の部分画像からなる部分画像系列を受け取り、前記部分画像系列から前記撮像装置の3次元位置と姿勢の変化の様子を時系列のカメラ位置姿勢情報として算出する処理と、
前記カメラ位置姿勢情報から、前記部分画像系列における隣り合う部分画像間の幾何変形パラメータを算出する処理と、
前記部分画像間の変形を前記幾何変形パラメータによって補正しながら、前記部分画像の接合を行なって広視野画像を生成する処理と、
前記カメラ位置姿勢情報に基づいて前記撮像装置の動きを検知し、前記撮像装置の動きの異常を検知した場合にカメラ走査異常検知信号を出力する処理と、
を実行させるプログラム。 - ユーザが撮像装置を手動走査して前記撮像装置が撮影対象を連続撮影したことによって得られた一連の部分画像を入力とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
前記一連の部分画像からなる部分画像系列を受け取り、前記部分画像系列から前記撮像装置の3次元位置と姿勢の変化の様子を時系列のカメラ位置姿勢情報として算出する処理と、
前記カメラ位置姿勢情報から、前記部分画像系列における隣り合う部分画像間の幾何変形パラメータを算出する処理と、
前記部分画像間の変形を前記幾何変形パラメータによって補正しながら、前記部分画像の接合を行なって広視野画像を生成する処理と、
前記カメラ位置姿勢情報に基づいて前記撮像装置の動きを検知し、前記撮像装置の動きの異常を検知した場合にカメラ走査異常検知信号を出力する処理と、
を実行させるプログラムを格納した記録媒体。
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