JP4860431B2 - 画像生成装置 - Google Patents
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Description
したがって、画像生成装置が多視点画像を生成するには、事前に、各カメラのカメラパラメータを得るために、各カメラに対して高精度のカメラキャリブレーションを実施する必要がある。
図1はこの発明の実施の形態1による画像生成装置を示す構成図である。
図1の画像生成装置の場合、N台のカメラを使用して、ある3次元領域をそれぞれ異なる方向から撮影した複数の画像に対して、上記領域内に存在するある物体が、全ての画像で同じ大きさになるように各画像を拡大または縮小し、かつ、画像内の同じ座標に位置するよう移動し、さらに、水平方向や垂直方向の歪を補正するようにしている。
なお、上記のような画像を、N台のカメラにより撮影されたN枚の画像を用いて生成した後、それらの画像をカメラの並びの順番に表示すると、ある物体を中心に等距離の視点をカメラの並びに沿って順番に移動させたような画像効果を得ることができる。以後、上記のような効果をマルチビュー効果または単にマルチビューと称する。
これ以降の説明では、N台のカメラで、水平な平面である床面にいくつかの物体が置かれている領域を撮影し、その領域に対してマルチビュー効果を有する画像を生成するものとする。
画像データ一時保存部2はカメラ1−n(1≦n≦N)から出力されたオリジナル画像n(1≦n≦N)を一時的に保存するメモリである。なお、画像データ一時保存部2は画像格納手段を構成している。
ただし、この実施の形態1では、以降、説明の簡単化のために、N=8であるものとして説明する。
マルチビュー位置指定部3における画像座標の読み取りは、ユーザがオリジナル画像n1を見ながら、例えば、マウスを操作して画像内の位置を指定することにより、その位置の画像座標を読み取るようにしてもよいし、何らかの方法で自動的に指定可能としてもよい。
基準位置指定部4における画像座標の読み取りは、ユーザがオリジナル画像n2を見ながら、例えば、マウスを操作して画像内の位置を指定することにより、その位置の画像座標を読み取るようにしてもよいし、何らかの方法で自動的に指定可能としてもよい。
なお、マルチビュー位置指定部3及び基準位置指定部4から位置指定手段が構成されている。
水平消失点算出部6は画像データ一時保存部2に保存されているオリジナル画像n(1≦n≦8)毎に、オリジナル画像nの水平消失点(カメラ1−nの光軸を床面に垂直な方向に投影した床面上の直線の無限遠点を撮影画像に投影した消失点)の画像座標を算出する処理を実施する。
垂直消失点算出部7は画像データ一時保存部2に保存されているオリジナル画像n(1≦n≦8)毎に、オリジナル画像nの垂直消失点(床面に垂直な直線の無限遠点を画像に投影した消失点)の画像座標を算出する処理を実施する。
なお、水平消失点算出部6及び垂直消失点算出部7から消失点算出手段が構成されている。
また、平面射影変換行列算出部8はオリジナル画像n2と他のオリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)におけるマーキングの頂点(1)、頂点(2)、頂点(3)、頂点(4)の画像座標を使用して、オリジナル画像n2と他のオリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)間で、床面を構成する平面の平面射影変換行列Hn2-1〜Hn2-8(1≦n2≦8の7個)を算出する処理を実施する。
平面射影変換行列の算出方法は、例えば、非特許文献「出口光一郎 “ロボットビジョンの基礎”p47(本文献ではホモグラフィー行列と記載されている)」に記載されている。
なお、平面射影変換行列算出部8は平面射影変換行列算出手段を構成している。
なお、マルチビュー位置算出部9及び基準位置算出部10から位置算出手段が構成されている。
透視投影歪補正パラメータ算出部13は垂直消失点算出部7により算出されたオリジナル画像nの垂直消失点から、カメラ1−nの撮影時に3次元空間を2次元平面に透視投影することに起因する画像の透視投影歪の補正パラメータを算出する処理を実施する。
基準長読取部15は1次補正画像生成部14から出力された1次補正画像n内の垂直基準棒の見かけの長さを読み取る処理を実施する。
なお、画像内倍率算出部11及び画像間倍率算出部16から画像倍率算出手段が構成されている。なおこのとき、画像間倍率を用いて、1次補正画像を拡大または縮小して大きさを補正してもよい。
なお、カメラ水平軸歪補正パラメータ算出部12、透視投影歪補正パラメータ算出部13及び2次補正画像生成部17から歪み補正手段が構成されている。
移動パラメータ算出部19は2次透視変換座標算出部18により算出されたマルチビュー対象の物体の移動先の画像座標と、画像中心とのずれを移動パラメータとして算出する処理を実施する。
なお、2次透視変換座標算出部18、移動パラメータ算出部19及びマルチビュー画像生成部20から画像変換手段が構成されている。
マルチビュー画像座標変換部22は移動パラメータ算出部19により算出された移動パラメータの逆移動パラメータと、2次透視変換座標算出部18により算出された2次透視変換の逆変換と、平面射影変換行列算出部8により算出された平面射影変換行列の逆変換行列とを用いて、マルチビュー位置指定部21により指定が受け付けられたマルチビュー画像n(1≦n≦8)上の座標位置を、オリジナル画像n(1≦n≦8)上の座標位置に変換する処理を実施する。
この実施の形態1では、図2に示すように、水平な平面で構成される床面を考え、その床面に「ぬいぐるみ」や「花瓶」を置き、「ぬいぐるみ」や「花瓶」の周囲を囲むように、ほぼ同じ大きさの三脚に固定された8台のカメラ1−n(1≦n≦8)を並べるものとする。
ただし、8台のカメラ1−n(1≦n≦8)の全てが、図2に示している「全カメラの視野に入る床面領域」を撮影できる位置に設置されているものとする。
図2では、8台のカメラ1−nの設置形態や「全カメラの視野に入る床面領域」を、円形又は楕円形の点線で示しているが、実際にはこの点線は存在しなくてよい。
図2の例では、四角形のマーキングを利用するものについて示しているが、4点以上を撮影できるものであれば、四角形のマーキングに限るものではない。
また、8台のカメラ1−nが4点を同時に撮影するものとしているが、少なくとも4つ以上の同じ点が、異なる2つのカメラで同時に撮影できればよく、4角形の4角でなくてよい。
この垂直基準棒の最上位の頂点と、中央のマーキングと、床面と接している接点は、8台のカメラ1−n(1≦n≦8)の全てが「ぬいぐるみ」や「花瓶」に邪魔されずに撮影できる状態にあるものとする。
また、この垂直基準棒は十分細く、カメラ1−n(1≦n≦8)により撮影された場合、直線と見なすことができるものとする。
垂直基準棒は、精度を高めるため、上記のような形態をしているが、垂直基準棒を大きさの読み取りのみに使用し、消失点の算出には、後で述べるような別の方法で算出するようにしてもよい。この場合、垂直基準棒は、上記のような形態でなくてもよく、例えば、実際の人などで代用してもよい。
また、図2の垂直基準棒は、「全カメラの視野に入る床面領域」の中央付近に立てられているが、中央付近でなくてよい。
また、図2の垂直基準棒は、最上位の頂点と、床面と接している接点と、中央のマーキングが、全てのカメラ1−n(1≦n≦8)から撮影可能としているが、必ずしも同じ垂直基準棒が撮影可能でなくてもよい。例えば、カメラ1−1とカメラ1−2で共通に撮影された垂直基準棒Aと、カメラ1−1とカメラ1−3で共通に撮影された垂直基準棒Bとが同じでなくてもよい。この場合は、カメラ1−1において、垂直基準棒Aの大きさと、垂直基準棒Bの大きさが分ればよい。なお、この実施例では、垂直方向や大きさの基準として、棒である垂直基準棒を利用した。この場合、いったん設置してしまえば形が崩れにくく、直線を測定しやすいという利点がある。一方、この用途として、棒ではなく、紐などを利用しても良い。この場合、先端に錘などをつけ、それを垂直に垂らして、先端が床に接するようにすればよい。この場合、垂直方向の制度が高く、また長さを調整しやすいという効果がある。
水平基準棒は、例えば、対象とするカメラ(図3の例では、カメラ1−7)の光軸が、床面に垂直な方向に沿って平面に投影した直線に平行となるように床面に設置されている。
また、水平基準棒の長さの2分の1の箇所にマーキングが施されている。この水平基準棒の両端と中央のマーキングは、カメラ1−7から「ぬいぐるみ」や「花瓶」に邪魔されず、撮影できる状態にあるものとする。
また、この水平基準棒は十分細く、カメラ1−7により撮影された場合、直線と見なすことができるものとする。
また、この水平基準棒は、全体の長さの2分の1の位置にマーキングが施されているが、2分の1の位置でなくてもよく、その比率が分っていればよい。また、水平基準棒は、例えば「カメラの光軸を床面に垂直な方向に沿って床面に投影した直線に平行になるよう、床面に設置されている」としたが、この場合、精度が向上しやすいという効果がある。このほか、水平基準棒は、どちらの方向でもよく、その水平基準棒を含む床面上の直線の無限遠点を、画像に投影した消失点を利用すればよい。この場合、カメラごとに、水平基準棒を移動させなくて良いという効果がある。さらに図2に示したように、「床面にマーキングされた四角形の辺」を利用しても良い。さらに、この四角形を正方形や長方形、平行四辺形としておき、その向かい合った2つの辺を用いて床面上の直線の無限遠点を求め、それを画像に投影した消失点を利用しても良い。
なお、この実施例では、水平基準棒という棒を水平方向の基準として利用したが、上記で記載した「垂直基準棒の替わりに紐を用いる例」のように、紐などで代替しても良い。その場合、紐が直線状になるよう張力をかけておく必要があるが、一方で垂直基準棒を紐で大体した場合と同じような利点がある。
このような同期したタイミングによる撮影は、被写体が動く場合には必須であるが、例えば、「ぬいぐるみ」や「花瓶」、水平基準棒/垂直基準棒、床面のマーキングなどが動かない場合は、同期していなくてもよい。その場合は、カメラ1−1〜1−8を8台用意しないで、1台のカメラで順次撮影してもよい。
また、この実施の形態1では、「ぬいぐるみ」や「花瓶」などのマルチビューしたい被写体と、マルチビューするために必要なパラメータを得るための水平基準棒/垂直基準棒、床面のマーキングなどを撮影した後、カメラを移動させないままそれらを撤去して「ぬいぐるみ」などのマルチビューしたい被写体を設置して撮影してもよい。この場合、カメラを動かさないよう注意する必要があるが、一方で基準棒や床面のマーキングが、マルチビューしたい被写体に遮られること無く撮影できるという利点がある。
カメラ1−n(1≦n≦8)が相互に異なる方向から同一の3次元領域を撮影すると、画像データ一時保存部2がカメラ1−n(1≦n≦8)により撮影されたオリジナル画像n(1≦n≦8)を一時的に保存する。
マルチビュー位置指定部3における画像座標の読み取りは、ユーザがオリジナル画像n1を見ながら、例えば、マウスを操作して画像内の位置を指定することにより、その位置の画像座標を読み取るようにしてもよいし、何らかの方法で自動的に指定可能としてもよい。
基準位置指定部4における画像座標の読み取りは、ユーザがオリジナル画像n2を見ながら、例えば、マウスを操作して画像内の位置を指定することにより、その位置の画像座標を読み取るようにしてもよいし、何らかの方法で自動的に指定可能としてもよい。
床面座標読取部5は、画像データ一時保存部2がオリジナル画像n(1≦n≦8)を保存すると、そのオリジナル画像n(1≦n≦8)の床面上に共通に存在しているマーキングの頂点(1)、頂点(2)、頂点(3)、頂点(4)の画像座標を読み取る処理を実施する。
床面座標読取部5における画像座標の読み取りは、ユーザがオリジナル画像nを見ながら、例えば、マウスを操作して画像内の位置を指定することにより、その位置の画像座標を読み取るようにしてもよいし、何らかの方法で自動的に指定可能としてもよい。
水平消失点の算出方法としては、例えば、上記床面の上記条件を満たす直線上におかれた水平基準棒を使用して求めることができる。
即ち、水平基準棒には、マーキングが施されており、そのマーキングの実際の位置と、画像上の見かけの位置から水平消失点を求めることができる(水平消失点の詳細な求め方は、垂直消失点の求め方と同様であるため、後述する垂直消失点の求め方を参照)。
この他、上記床面上の直線に平行な直線を2つ以上設定して、それらの直線を画像に投影した場合の交点を消失点として利用することもできる。
以下、垂直消失点の算出方法の一例を説明する。
この実施の形態1では、全てのオリジナル画像n(1≦n≦8)に垂直基準棒が存在しており、垂直基準棒は、図6に示すように、その長さ方向の中央にマーキングが施されている。
垂直基準棒が図6に示すように画像に投影されている場合において、垂直基準棒上の3点X1、X2、X3と、3点X1、X2、X3を通る直線上の無限遠点X∞が、画像において、それぞれx1、x2、x3、x∞に投影されたものとする。
また、|x1−x2|/|x1−x3|は、画像座標から得ることができるので、垂直消失点x∞の座標(xvin,yvin)を算出することができる。
詳細は非特許文献「小島他 “消失点を用いた多視点カメラキャリブレーション”FIT2004」に開示されている。
この他、上記床面に垂直な直線(棒などで代用する)を2つ以上設定して、それらの直線を画像に投影した場合の2つの直線の交点を垂直消失点として利用することもできる。
また、平面射影変換行列算出部8は、オリジナル画像n2と他のオリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)におけるマーキングの頂点(1)、頂点(2)、頂点(3)、頂点(4)の画像座標を使用して、オリジナル画像n2と他のオリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)間で、床面を構成する平面の平面射影変換行列Hn2-1〜Hn2-8(1≦n2≦8の7個)を算出する。
なお、平面射影変換行列の算出方法は、例えば、非特許文献「出口光一郎 “ロボットビジョンの基礎”p47(本文献ではホモグラフィー行列と記載されている)」に記載されている。
即ち、マルチビュー位置算出部9は、平面射影変換行列Hn1-1〜Hn1-8を用いて、マルチビュー位置指定部3により指定が受け付けられたマルチビュー対象の物体の床面上の位置を示す画像座標、または、マルチビュー画像座標変換部22により変換された画像座標を、オリジナル画像n(オリジナル画像n1を除く)の画像座標に変換することにより、オリジナル画像n(オリジナル画像n1を除く)に存在するマルチビュー対象の物体の床面上の位置を示す画像座標を算出する。
なお、マルチビュー位置指定部3により指定が受け付けられたマルチビュー対象の物体の床面上の位置を示す画像座標を変換するか、あるいは、マルチビュー画像座標変換部22により変換された画像座標を変換するかは、例えば、システムの起動時のみ、前者を選択するようにしてもよいし、両者を常に監視しておいて、変化があった方を選択するようにしてもよい。
即ち、基準位置算出部10は、平面射影変換行列Hn2-1〜Hn2-8を用いて、基準位置指定部4により指定が受け付けられたオリジナル画像n2内の垂直基準棒の床面位置を示す画像座標を、オリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)の画像座標に変換することにより、オリジナル画像n(オリジナル画像n2を除く)に存在する垂直基準棒の床面上の位置を示す画像座標を算出する。
オリジナル画像n1とオリジナル画像n2が同一のオリジナル画像であれば(n1=n2)、平面射影行列は、Hn1-1〜Hn1-8(1≦n1≦8)の7個のみでよい。
以後、n1=n2である場合について説明する。
図4は水平消失点が画像中心にある場合で、カメラの光軸が床面に平行になるように、かつ、カメラ画像の横軸がほぼ床面に平行になるように設置されている例を示す説明図である。
また、図5は水平消失点が画像の中心より上方にある場合で、カメラ画像の横軸がほぼ床面に平行であるが、カメラの光軸を水平な床面に対して、やや下向きにして撮影している例を示す説明図である。
また、これらの垂直基準棒の位置や大きさ、および水平消失点の位置を図4や図5に示すように利用することで、被写体である物体の大きさや人物の身長などを精度よく推定することができる。またそれらの物体や人物の大きさがわかっている場合、その物体や人物が存在する床面上の位置を容易に知ることができる。
即ち、カメラ水平軸歪補正パラメータ算出部12は、例えば、図6に示すような画像の垂直軸に対して、画像の中心点B(xsize/2,ysize/2)と垂直消失点x∞とを結ぶ直線の傾き(角度rz)をカメラ水平軸歪と近似できると見なして、その角度rzを算出する。
例えば、オリジナル画像の横サイズがxsize、縦サイズがysizeであり、垂直消失点x∞の座標が(xvin,yvin)であって、yvin≫xsize、yvin≫ysizeであるとすると、以下の式(3)が成立する。
さらに、近似ではなく、正確な角度を算出して利用してもよい。
また、これ以外の画像の上端の中点(xsize/2,0)と、画像の下端の中点(xsize/2,ysize)を結ぶ直線上の点を用いてもよく、これ以外の画像内部の点を用いてもよい。さらには、画像を含む平面上の点を利用してもよい。
透視投影歪は、カメラで撮影することにより生じたと考えられる歪、即ち、3次元空間内の物体を平面に射影変換したことによって発生したと考えられる歪であり、例えば、3次元空間において、水平な床面に対して垂直な直線が複数ある場合、それらの直線を画像に透視投影した場合、画像上では直線が互いに平行でなくなる現象である。
例えば、オリジナル画像の横サイズがxsize、縦サイズがysizeであり、垂直消失点x∞の座標が(xvin,yvin)であって、yvin≫xsize、yvin≫ysizeであるとすると、以下の式(4)が成立する。
また、「画像の中心点B(xsize/2,ysize/2)を含む画像の水平ラインの第xsize画素(xsize,ysize/2)における垂直軸の傾きで透視投影歪が近似できる」としてもよく、その他の画像の左右両端上の点を結ぶ直線を利用してもよく、これ以外の画像内の点を結ぶ直線を利用してもよい。
さらに、近似ではなく、正確な角度を算出して利用してもよい。
即ち、1次補正画像生成部14は、図7に示すように、3次元座標の原点を画像中心とし、かつ、その画像がXY平面に含まれるように3次元座標軸を設定し、透視投影のスクリーンをZ軸に垂直な平面上に設定し、また、視点をZ軸上に設定する場合を考える。
このとき、画像をZ軸の周りにrz回転し、X軸の周りにrx回転した場合のスクリーンへの透視投影像を算出し、これを1次補正画像として出力する。
このとき、rzはカメラ水平歪補正パラメータ算出部12により算出された水平軸歪の補正パラメータであり、rxは透視投影歪補正パラメータ算出部13により算出された透視投影歪の補正パラメータである。
図8の例では、カメラ水平軸歪補正パラメータ算出部12が画像中心における水平軸歪の補正パラメータを算出し、透視投影歪補正パラメータ算出部13が画像中心を含む画像の水平軸上の点における透視変換歪補正パラメータを算出し、1次補正画像生成部14が画像中心を原点とする透視投影変換を実施するが、画像中心でない点の水平軸歪の補正パラメータと透視変換歪の補正パラメータを算出しておき、その画像中心でない点を原点とする透視投影変換を実施してもよい。また、両者を一致させないで、透視変換を行ってもよい。
ここでは、1次補正画像n内の垂直基準棒の見かけの長さLnを読み取るものについて示したが、オリジナル画像n内の垂直基準棒の見かけの長さLnを読み取るようにしてもよい。
この場合、処理が単純になるため、処理速度の向上を図ることができる効果がある。
画像間倍率算出部16は、基準長読取部15が1次補正画像n内の垂直基準棒の見かけの長さLnを読み取ると、1次補正画像n内の垂直基準棒の見かけの長さLnと、画像内倍率算出部11により算出されたマルチビュー対象の物体の画像内倍率mnとを用いて、1次補正画像n(1≦n≦8)におけるマルチビュー対象の物体を同じ大きさで表示する場合の画像間倍率mo1nを1次補正画像n毎に算出する。
式(5)のL1は、倍率molnを適当な範囲に収めるために使用される定数であるため、実際の基準棒の見かけの長さそのものでなくてもよく、全てのオリジナル画像nで同じであればよい。
即ち、2次補正画像生成部17は、1次補正画像生成部14と同様に、3次元座標軸を設定して、スクリーン上に透視変換画像を生成し、2次補正画像として出力する。
このとき、1次補正画像生成部14では、Z軸の回転rzとX軸の回転rx以外のパラメータである画像の倍率(スクリーン上に透視変換された画像の倍率)が1倍であるものを示したが、この2次補正画像生成部17では、上記スクリーン上の倍率をmo1nとしている。
移動パラメータ算出部19は、2次透視変換座標算出部18がマルチビュー対象の物体の移動先の画像座標を算出すると、その移動先の画像座標と、画像中心(例えば、640×480の画像の場合、画像中心は(320,240))とのずれを移動パラメータとして算出する。
ここでは、画像中心にマルチビュー対象の物体が移動するように、画像中心とのずれを算出するものについて示したが、画像内の他の位置にマルチビュー対象の物体が移動するように、他の位置とのずれを算出するようにしてもよい。
即ち、マルチビュー画像生成部20は、2次補正画像生成部17から出力された2次補正画像n(1≦n≦8)を移動パラメータが示す移動量だけ移動することにより、2次補正画像n(1≦n≦8)からマルチビュー画像n(1≦n≦8)を生成する。
ただし、見易くするため、各画像に写っていた水平基準棒と垂直基準棒を省いている。
また、「花瓶に」ついては、図9のカメラ1−1の画像では、変形後でも画像の範囲に残っているが、カメラ1−3の画像、カメラ1−5の画像、カメラ1−7の画像では、画像の範囲外に移動しているため見えていない。「床面にマーキングされた四角形」については、画像の範囲外の部分は点線で示されている。
新たなマルチビューの位置の指定は、ユーザがマルチビュー画像を見ながら指定してもよいし、何らかの方法で自動的に指定してもよい。
ここでは、平面射影変換行列算出部8により算出された平面射影変換行列の逆変換行列を用いて、マルチビュー画像n(1≦n≦8)上の座標位置をオリジナル画像n(1≦n≦8)上の座標位置に変換するものについて示したが、平面射影変換行列の逆変換行列を用いないことでオリジナル画像n(1≦n≦8)上の座標位置に変換された段階の座標位置を、マルチビュー位置算出部9により算出されるオリジナル画像n毎のマルチビュー位置に相当する座標位置の代用としてもよい。
また、マルチビュー画像を見ながら、平面上の異なる位置に置かれている別の物体の位置を指定することにより、その別の物体の位置が同じで、かつ、大きささが等しい新たなマルチビュー画像を、画像Aと画像Bから容易に生成することができる。
画像Aと画像Bのカメラの横方向の傾きに起因する歪と、撮影時の透視投影の原理に起因する歪とを、上記平面に対して垂直な直線の無限遠点を画像に投影した点である消失点(垂直消失点)と画像内部の点を結ぶ直線が画像の垂直軸となす角を、3次元空間に置いた画像の回転角として回転した後の透視投影変換を利用して、画像補正を行っているので、画像補正に伴って生じる物体の歪が少ない画像補正を行うことができる。また、補正に必要なパラメータを容易に決定することができる。
これらの仮定が成立しないときは、上記仮定の誤差を考慮して、上記アルゴリズムを改良する必要がある。ただし、多くの場合、通常のカメラで撮影した画像を用いて、上記実施の形態1の処理内容を実施しても問題が生じることは少ない。
“理想的なピンホールカメラモデル”、“カメラの内部パラメータ”については、非特許文献「出口光一郎 ロボットビジョンの基礎 コロナ社」などに開示されている。
この“レンズ歪”には、たる型歪や糸巻き型歪と呼ばれる歪が含まれるが、この“レンズ歪”は良いレンズを良い条件で使用する限り、無視できるものである。ただし、使用レンズの性能やカメラと被写体の距離、撮影後にカメラで行われる画像処理などによっては、必ずしも無視できない場合がある。
この“レンズ歪”が無視できない場合は、撮影画像に対してレンズ歪を補正してから、上記実施の形態1のオリジナル画像として使用すればよく、それ以降のアルゴリズムを改良する必要はない(画像データ一時保存部2以降は変わらない)。
レンズ収差歪の補正に関しては、非特許文献「出口光一郎 ロボットビジョンの基礎 コロナ社」などに開示されている。
Claims (5)
- 相互に異なる方向から同一の3次元領域が撮影された複数の画像を格納する画像格納手段と、上記複数の画像の中の任意の画像に存在するマルチビュー対象の物体の位置を指定するとともに、任意の画像に存在する垂直基準棒が床面に接している床面位置を指定する位置指定手段と、上記複数の画像における床面上のマーキングの位置を取得するマーキング位置取得手段と、上記マーキング位置取得手段により取得されたマーキングの位置から上記複数の画像間の平面射影変換行列を算出する平面射影変換行列算出手段と、上記位置指定手段により指定されたマルチビュー対象の物体の位置と上記平面射影変換行列算出手段により算出された平面射影変換行列から上記複数の画像に存在するマルチビュー対象の物体の位置を算出するとともに、上記位置指定手段により指定された垂直基準棒の床面位置と上記平面射影変換行列から上記複数の画像に存在する垂直基準棒の床面位置を算出する位置算出手段と、上記位置算出手段により算出されたマルチビュー対象の物体の位置及び垂直基準棒の床面位置を用いて、上記複数の画像におけるマルチビュー対象の物体の位置を揃え、かつ、マルチビュー対象の物体の大きさを同じにする画像倍率を上記複数の画像毎に算出する画像倍率算出手段と、上記画像倍率算出手段により算出された画像倍率にしたがって上記複数の画像を変換する画像変換手段とを備えた画像生成装置。
- 画像倍率算出手段は、位置算出手段により算出されたマルチビュー対象の物体の位置と垂直基準棒の床面位置を用いて、マルチビュー対象の物体を上記垂直基準棒の床面位置まで移動させた場合のマルチビュー対象の物体の画像内倍率を複数の画像毎に算出する画像内倍率算出部と、上記画像内倍率算出部により算出された画像内倍率と垂直基準棒の長さを用いて、上記複数の画像におけるマルチビュー対象の物体を同じ大きさで表示する場合の画像間倍率を上記複数の画像毎に算出する画像間倍率算出部とから構成されていることを特徴とする請求項1記載の画像生成装置。
- 複数の画像における消失点を算出する消失点算出手段と、上記消失点算出手段により算出された消失点と上記画像倍率算出手段により算出された画像間倍率にしたがって上記複数の画像の歪みを補正する歪み補正手段とを設けたことを特徴とする請求項2記載の画像生成装置。
- 歪み補正手段は、消失点算出手段により算出された消失点からカメラの傾きに起因する水平軸歪の補正パラメータを算出するカメラ水平軸歪補正パラメータ算出部と、上記消失点算出手段により算出された消失点から透視投影に起因する画像の透視投影歪の補正パラメータを算出する透視投影歪補正パラメータ算出部と、上記カメラ水平軸歪補正パラメータ算出部及び上記透視投影歪補正パラメータ算出部により算出された補正パラメータと画像倍率算出手段により算出された画像間倍率にしたがって複数の画像の歪みを補正する補正画像生成部とから構成されていることを特徴とする請求項3記載の画像生成装置。
- 補正画像生成部は、複数の画像の垂直方向又は水平方向のずれを透視変換を使用して補正することを特徴とする請求項4記載の画像生成装置。
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