JP4949134B2 - カメラ位置認識システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のカメラを備えてなるカメラシステムに関し、特にカメラの位置を認識するカメラ位置認識システムに関するものである。

近年、複数のカメラを備えた様々なカメラシステムが提案されている。このようなカメラシステムには、３Ｄ（三次元）撮影等を行うためのものがあり、例えば立体形状を有する被写体の周囲に複数のカメラを配設し、各カメラにより撮影された複数の画像データを１枚のレンチキュラープリントとすることにより立体視が可能な３Ｄ画像を生成している。

一方、遠隔地に設置されたカメラの映像を、ネットワークを介して鑑賞する遠隔カメラシステムも提案されており、この遠隔カメラシステムには、複数のカメラを接続し、全てのカメラの画像データを１つのモニタに表示して、所望とするカメラの画像のみを他の画像とは異なるサイズで表示することにより、所望とするカメラの画像を容易に認識可能にしたものがある（特許文献１）。
特開２００４−１１２７７１号公報

しかしながら、上記のように複数のカメラを使用するカメラシステムでは、カメラと、カメラから画像データが伝送されるホスト装置とを接続する伝送インターフェースがＵＳＢケーブル等のシリアルバス形式である場合には、通常、ホスト装置内部の通信ソフトとＵＳＢケーブルとが接続した順にカメラが認識され、該認識された順にカメラの初期ＩＤが付与されるため、カメラの設置された位置とカメラＩＤとの相関がない。

また特許文献１に記載の遠隔カメラシステムにおいても、所望とするカメラの画像を認識することはできても、各カメラの設置位置を認識することは困難である。

一方、３Ｄ画像を生成する際には、ホスト装置は複数のカメラから取得した複数の画像を順序よく並べる必要があり、撮影位置が不明だと画像を合成する順序が混乱してしまい、高精度な３Ｄ画像を得られない虞がある。このため従来のカメラシステムでは、ホスト装置上でカメラの位置を特定するために、一台ずつカメラのレンズを遮光する等の必要があり、著しく不便であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各カメラの設置位置を簡易に、かつ確実に識別することができるカメラ位置認識システムを提供することを目的とするものである。

本発明のカメラ位置認識システムは、被写体を水平方向に異なる視点から撮影可能な複数の位置に着脱可能に設置された複数のカメラと、
各カメラの相対位置を表すカメラ識別情報をカメラ毎に付与するホスト装置と、
被写体の位置に置かれて各カメラに撮影される指標部材とからなるカメラ位置認識システムであって、
指標部材は複数のカメラの位置によって該各カメラにより撮影される形状が異なる形態をしており、
ホスト装置は、各カメラにより撮影された指標部材の画像を取得し、該画像における指標部材の形状の相違に基づいてカメラ識別情報を決定するものであることを特徴とするものである。

ここで「被写体の位置に置かれて」は、被写体が置かれる位置と厳密に同じ位置でなくても、各カメラの撮影方向の先であれば、例えば被写体の前等であってもよい。

また「指標部材」は、立体であってもよいし、壁や板、紙等の平面に描かれた図形であってもよい。なおこれらの立体や図形は、印刷されたものであっても、例えばＬＥＤによる表示等のように電子的に表示されたものであってもよい。

なお本発明のカメラ位置認識システムにおいては、指標部材が、前記水平方向に垂直な左右端を有する形状を有し、ホスト装置が、複数のカメラにより撮影された指標部材の左右端の垂直方向の長さの比の値の大きさに基づいてカメラ識別情報を決定するものであるとしてもよい。

この場合、ホスト装置が、複数のカメラにより撮影された指標部材の複数の画像における複数の前記長さの比の値の平均値に最も近い長さの比を示す画像を撮像したカメラをメインカメラとする識別情報を決定するものであることが好ましい。

また本発明のカメラ位置認識システムにおいては、指標部材が、前記水平方向の左右端以外に垂直方向の長さが最も大きいかまたは小さい部分を有する形状を有し、ホスト装置が、複数のカメラにより撮影された指標部材の該垂直方向の長さが最も大きいかまたは小さい部分の、左右端からの距離の比の値の大きさに基づいてカメラ識別情報を決定するものであるとしてもよい。

この場合、ホスト装置が、複数のカメラにより撮影された指標部材の複数の画像における複数の前記距離の比の値の平均値に最も近い距離の比を示す画像を撮像したカメラをメインカメラとする識別情報を決定するものであることが好ましい。

本発明のカメラ位置認識システムによれば、水平方向に異なる視点から複数のカメラにより撮影される指標部材が、複数のカメラの位置によって各カメラにより撮影される形状が異なる形態をしているので、この形状の相違によりカメラの相対位置を識別することができる。従ってホスト装置は、各カメラにより撮影された指標部材の画像を取得し、該画像における指標部材の形状の相違に基づいてカメラの相対位置を表わすカメラ識別情報を決定してカメラ毎に付与することができる。

これにより、指標部材をカメラの視野内に配設することでカメラの設置位置を簡易に、かつ確実に識別することができるので、ホスト装置は取得した画像の順序を確認する必要がなくなり、３Ｄ画像を容易に作成することが可能となる。

以下、本発明にかかる一実施形態のカメラ位置認識システム１について図面を参照して詳細に説明する。図１はカメラ位置認識システム１の概略構成を示す図、図２は図１の指標部材４ａの拡大図、図３はホスト装置のカメラＩＤの並べ替え前後の画面の表示例である。

本実施形態のカメラ位置認識システム１は、図１に示す如く、固定台６に着脱可能に設置された４台のカメラ２Ａ〜２Ｄと、ホスト装置３と、指標部材４ａが表示された表示部材４とを備え、カメラ２Ａ〜２Ｄとホスト装置は伝送インターフェースとしてのＵＳＢケーブル５Ａ〜５Ｄにより図示しないハブを介してそれぞれ接続されている。なお伝送インターフェースとしては、ＵＳＢケーブル等のシリアルバス形式のものの他、例えばＬＡＮケーブルや無線ＬＡＮ等であってもよい。

４台のカメラ２Ａ〜２Ｄは、図１に示すように、それぞれ水平方向（横方向）に任意の間隔を有して固定台６に設置され、立体視したい被写体（図示せず）を異なる視点から撮影可能にされている。このときカメラ２のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄは各カメラが製造時に付与されているハードウエア番号とする。

ホスト装置３は、例えばモニタやキーボード、マウス等を有するＰＣ（パーソナルコンピュータ）で構成され、４台のカメラ２Ａ〜２Ｄのそれぞれの相対位置を表わすカメラＩＤ（カメラ識別情報）をカメラ２毎に付与する機能を備えている。なお各カメラ２Ａ〜２Ｄの相対位置の検出方法については後で詳細に説明する。

表示部材４は直方体であり、図１に示す如く、所定の広さを有する面が前記水平方向に対して垂直で、かつ４台のカメラ２Ａ〜２Ｄに臨むようにして配設され、本実施形態ではカメラ２Ａ〜２Ｄの光軸方向に対して前記面が斜めに位置するように配置されている。

また表示部材４のカメラ２Ａ〜２Ｄ側の面には、図２に示す如く、垂直方向に延びる複数の直線で形成された長方形で構成された指標部材４ａが印刷されており、この指標部材４ａは、視点によって異なる形状を有する。指標部材４ａの形状の相違については後で詳細に説明する。

なお指標部材４ａは、表示部材４の外表面に表示できるものであれば、印刷に限られるものではなく、例えば指標部材４ａが印字された紙を前記外表面に貼着してもよいし、光等の照射により指標部材４ａを前記外表面に表示してもよい。また、発光素子により指標部材４ａを表示しても良い。

そして上記のように構成されるカメラ認識システム１では、各カメラ２Ａ〜２Ｄの電源が起動されると、ホスト装置３が該装置３内の通信ソフトとＵＳＢケーブル５Ａ〜５Ｄとが接続された順にカメラ２Ａ〜２Ｄのハードウエア番号を認識して、該認識した順番にカメラの初期ＩＤ＃１〜＃４（図３中、左図参照）を付与する。

そしてホスト装置３は、上記カメラの初期ＩＤを、各カメラ２Ａ〜２Ｄの相対位置を表わす、すなわちカメラ視点の順序に並べ替えた新規カメラＩＤをカメラ毎に付与する。この新規カメラＩＤの付与は、ホスト装置３においてカメラ視点順序検出モードが選択されたときに行われ、カメラ視点順序の検出処理を行うためには先ず図１に示す如く、表示部材４すなわち指標部材４ａを被写体の位置に配置する。

なお指標部材４ａを配置する位置は、被写体が置かれる位置と厳密に同じ位置でなくても、カメラ２Ａ〜２Ｄの視野に指標部材４ａの左右端を含むことができれば、例えば既に配置されている被写体の前等であってもよい。

次にカメラ視点順序の検出処理について詳細に説明する。図４はカメラ視点の順序の検出処理のフローチャートである。図４に示す如く、先ず４台のカメラ２Ａ〜２Ｄがホスト装置３からの撮影指示によりそれぞれ指標部材４ａを撮影し、ホスト装置３が各カメラ２Ａ〜２Ｄにより撮影された指標部材４ａの画像をＵＳＢケーブル５Ａ〜５Ｄを介して取得して、取得した画像を、図３の左図に示す如く、カメラの初期ＩＤ＃１〜＃４の順に並べて画面に表示する。このとき初期ＩＤ＃1〜＃４のカメラにより撮影された画像をそれぞれ画像Ｐ１〜Ｐ４とする。

なお画像Ｐ１〜Ｐ４は、表示部材４に表示された指標部材４ａを、４台のカメラ２Ａ〜２Ｄによってそれぞれ異なる視点から撮影したものであるため、図３の左図に示す如く、各カメラ２Ａ〜２Ｄの位置（視点）によって各カメラ２Ａ〜２Ｄにより指標部材４ａの形状が、具体的には垂直方向に延びる複数の直線の長さ、上下端の水平方向の長さや水平方向に対する角度等が異なる形態となる。

そしてホスト装置３は取得した画像Ｐ１〜Ｐ４の各々において、図３の左図に示す如く、指標部材４ａの左端の垂直方向の長さＬ１及び右端の垂直方向の長さＬ２を検出する（ステップＳ１）。ここで図５に長さＬ１、Ｌ２の検出処理のフローチャート、図６にカメラにより撮影された指標部材４ａの画像の一例を示す。なお図６において、画像Ｐの左上を原点として、横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸として、画像ＰはＸ軸が１２８０画素、Ｙ軸が１０２４画素の画素数を有するものとする。

ホスト装置３による左右端の長さＬ１、Ｌ２の検出は、図５に示す如く、先ず、例えばローパスフィルタや孤立点除去処理等により画像Ｐにおけるノイズを除去し（ステップＳ１０）、図６に示す画像全体の画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ）の平均値を閾値として、この閾値以上の画素を“２５５”、閾値以下の画素を“０”とすることにより画像Ｐの二値化を行い、画像Ｐを白黒画像に変換する（ステップＳ１１）。なおＸ、Ｙは画像Ｐにおける座標を示す。

次に、Ｘ及び左端の長さＬ１に０を代入し（ステップＳ１２）、さらにＹ及びカウンタであるＢＬに０を代入して初期化を行う（ステップＳ１３）。

そして次に、黒から白へかわるエッジ（下端）を検出することにより垂直方向の長さＬを検出するために、図６の画像において原点からＸ軸のプラス方向（右方向）に１画素分ずつずらしながら、Ｙ軸のプラス方向（下方向）に走査すべく、以下の処理を行う。このとき図６の画像は、向かって右側が左側よりもカメラ２から離れるように設置された指標部材４ａを撮影した画像であるため、垂直方向の長さＬが最も長い箇所が左端となり、最も短い箇所が右端となる。

先ずホスト装置３は、画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ）が０であるか否か、つまり黒であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。そして画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ）が０つまり黒である場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）には、黒の画素数を長さとしてカウントするために、ＢＬをカウントアップし（ステップＳ１５）、Ｙをカウントアップして（ステップＳ１６）、Ｙが１０２４画素以上であるか否かを判別する（ステップＳ１７）。

そしてＹが１０２４画素以上でない場合（ステップＳ１７；ＮＯ）には、ステップＳ１４へ処理を移行して、さらにＹ方向の走査を行い、Ｙが１０２４画素以上である場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）には、座標値ＸでＹ方向において黒から白にかわるエッジが検出されない、つまり下端が検出されずに画像ＰのＹ方向の走査が終了したとして、ステップＳ２３へ処理を移行する。

そしてＸをカウントアップつまりＸ方向に１画素分ずらして（ステップＳ２３）、Ｘが１２８０画素以上であるか否かを判別し（ステップＳ２４）、Ｘが１２８０画素以上でない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）には、Ｘが１２８０画素以上になるまで、つまり画像ＰのＸ方向の走査が終了するまでステップＳ１３以降の処理を繰り返して行う。

このときＸが１２８０画素以上である場合には（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、画像ＰのＸ方向の走査が終了し、すなわち画像Ｐ全ての走査が終了したとして、上下端のエッジは検出されずに処理が終了する。

一方、ステップＳ１４にて画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ）が０でない、つまり白である場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、Ｙ方向において一つ前の画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ−１）が０であるか否か、つまり黒であるか否かを判別し（ステップＳ１８）、０でない、つまり白である場合（ステップＳ１８；ＮＯ）には、黒から白にかわるエッジつまり下端が検出されていないので、ステップＳ１６へ処理を移行してさらにＹ方向を走査する。なおＹが初期値つまり０である場合は（Ｙ−１）をＹとする。

またステップＳ１８にて画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ−１）が０つまり黒である場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、黒から白にかわるエッジつまり下端が検出されたとして、Ｌ（Ｘ）にＢＬを代入し（ステップＳ１９）、ＢＬに０を代入する（ステップＳ２０）。

そして次にＬ（Ｘ）がＬ１よりも小さいか否かを判別する（ステップＳ２１）。このとき図３及び図６に示す如く、長さＬ１がもっとも長い端部となるように指標部材４ａが配設されているので、Ｌ（Ｘ）がＬ１よりも大きいとき（ステップＳ２１；ＮＯ）には、Ｌ１にＬ（Ｘ）を代入して（ステップＳ２２）、Ｌ１が最も大きい値となるようにする。

そしてＸをカウントアップつまりＸ方向に１画素分ずらして（ステップＳ２３）、Ｘが１２８０画素以上であるか否かを判別し（ステップＳ２４）、Ｘが１２８０画素以上でない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）には、Ｘが１２８０画素以上になるまで、つまり画像ＰのＸ方向の走査が終了するまでステップＳ１３以降の処理を繰り返して行う。

一方ステップＳ２１にて、Ｌ（Ｘ）がＬ１よりも小さいとき（ステップＳ２１；ＹＥＳ）には、図３及び図６に示す如く、長さＬ２がもっとも短い端部となるように指標部材４ａが配置されているので、先ず指標部材４ａの左右端がＹ方向に対して斜めであった場合等に、長さＬ２が誤って小さい値とならないように、Ｌ（Ｘ）とＸ方向において１つ前の画素値のＬ（Ｘ−１）との差分を識別して（ステップＳ２５）、例えば５画素以内である場合には（ステップＳ２５；ＹＥＳ）、指標部材４ａの左右端がＹ方向に対して斜め等ではなく信頼できる値であるとしてＬ２にＬ（Ｘ）を代入し（ステップＳ２６）、ステップＳ２３へ処理を移行する。

一方ステップＳ２５にて、５画素以内ではない場合には（ステップＳ２５；ＮＯ）、指標部材４ａの左右端がＹ方向に対して斜めの可能性があるとして、Ｌ２にＬ（Ｘ）を代入せずにそのままステップＳ２３へ処理を移行する。

そしてＸをカウントアップつまりＸ方向に１画素分ずらし（ステップＳ２３）、Ｘが１２８０画素以上であるか否かを判別して（ステップＳ２４）、Ｘが１２８０画素以上でない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）には、Ｘが１２８０画素以上になるまで、つまり画像ＰのＸ方向の走査が終了するまでステップＳ１３以降の処理を繰り返して行う。

そしてＸが１２８０画素以上である場合には（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、画像ＰのＸ方向の走査が終了、すなわち画像Ｐ全ての走査が終了したとして、長さＬ１、Ｌ２の検出処理は終了する。このようにして、画像Ｐ１〜Ｐ４の各々について指標部材４ａの左右端の長さＬ１、Ｌ２を検出する。

そして図４に示す如く、ホスト装置３が画像Ｐ１〜Ｐ４の各々において指標部材４ａの左右端の長さＬ１、Ｌ２をそれぞれ検出すると（ステップＳ１）、次に検出した左右端の長さＬ１、Ｌ２の長さ比Ｌ２／Ｌ１をそれぞれ算出し、画像Ｐ１〜Ｐ４においてそれぞれ算出した長さ比が小さい値から大きい値になるように、画像Ｐ１〜Ｐ４を並べ替える（ステップＳ２）。

具体的には、図３の左図に示す如く、例えば画像Ｐ１において、左端の長さＬ１が「６７０」、右端の長さＬ２が「４７３」が検出されたときには、ホスト装置３は「０．７０６」を長さ比Ｌ２／Ｌ１として算出する。同様にしてホスト装置３が、画像Ｐ２は「０．６８４」、画像Ｐ３は「０．７２３」、画像Ｐ４は「０．７１４」を長さ比Ｌ２／Ｌ１として検出する。

従って、長さ比Ｌ２／Ｌ１は「０．６８４」、「０．７０６」、「０．７１４」、「０．７２３」の順に並べ替えられ、図３の右図に示す如く、各画像Ｐ１〜Ｐ４は画像Ｐ２、画像Ｐ１、画像Ｐ４、画像Ｐ３の順に並べ替えられる。

つまり４台のカメラ２Ａ〜２Ｄは、画像Ｐ２、画像Ｐ１、画像Ｐ４、画像Ｐ３をそれぞれ撮影したカメラ２Ｂ、カメラ２Ａ、カメラ２Ｄ、カメラ２Ｃの順に配置されていることとなるので、この順序でカメラ毎にカメラの新規ＩＤ＃１〜＃４を付与する（ステップＳ３）。

このときホスト装置３は、各カメラ２Ａ〜２Ｄのハードウエア番号（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）と上記カメラの新規ＩＤ＃１〜＃４とを関連つけて記憶しておく。こうすることにより、各カメラ２Ａ〜２Ｄの設置位置を変更することなくホスト装置３を再起動したときに上記ハードウエア番号と前記新規ＩＤとを再度読み出すことで、上述のカメラ視点順序の検出処理にかかる時間を省くことができる。

またユーザにより、新規ＩＤを例えば図１の左端のカメラから＃１〜＃４のように付与したい場合、右端のカメラから＃１〜＃４のように付与したい場合、又は文字や記号によって視点順序としたい場合等、様々な場合があるため、新規ＩＤの付与にバリエーションをもたせ、これらをユーザ毎にホスト装置３が記憶しておくことで、ユーザが代わった際に各ユーザが自分のＩＤをダウンロードして、各カメラの画像とともにホスト装置３の表示画面上に表示することも可能である。

また、さらにホスト装置３は、ステップＳ２にて検出した各画像Ｐ１〜Ｐ４の長さ比Ｌ２／Ｌ１「０．６８４」、「０．７０６」、「０．７１４」、「０．７２３」の平均値「０．７０７」を算出し、この「０．７０７」に最も近い「０．７０６」すなわち画像Ｐ１を撮影したカメラ２Ａをメインカメラに指定する（ステップＳ４）。

このとき例えば平均値が「０．７１」であり、上記長さ比Ｌ２／Ｌ１「０．７０６」及び「０．７１４」の中間値である場合には、「０．７０６」すなわち画像Ｐ１を撮影したカメラ２Ａ、及び、「０．７１４」すなわち画像Ｐ４を撮影したカメラ２Ｄのどちらをメインカメラに指定してもよいが、例えばホスト装置３にユーザの効き目を記憶しておき、ユーザの効き目が右目である場合には図１中紙面右側に位置するカメラをメインカメラに指定してもよい。

そしてホスト装置３は、上述により付与されたカメラの新規ＩＤとメインカメラ指定コードとを記憶する（ステップＳ５）。このようにしてカメラ視点順序の検出処理を行う。

以上により、本実施形態のカメラ位置認識システム１によれば、各カメラ２Ａ〜２Ｄの位置によって各カメラ２Ａ〜２Ｄにより撮影される指標部材４ａが、各カメラ２Ａ〜２Ｄの位置によって撮影される形状が異なる形態をしているので、この形状の相違によりカメラ２Ａ〜２Ｄの相対位置を識別することができる。従ってホスト装置３は、各カメラ２Ａ〜２Ｄにより撮影された指標部材４ａの画像Ｐ１〜Ｐ４を取得し、画像Ｐ１〜Ｐ４における指標部材４ａの形状の相違に基づいてカメラ２Ａ〜２Ｄの相対位置を表わすカメラ新規ＩＤを決定してカメラ毎に付与することができる。

これにより、指標部材４ａをカメラ２Ａ〜２Ｄの視野内に配設することでカメラ２Ａ〜２Ｄの設置位置を簡易に、かつ確実に識別することができるので、ホスト装置３は取得した画像Ｐ１〜Ｐ４の順序を確認する必要がなくなり、３Ｄ画像を容易に作成することが可能となる。

なお本実施形態では上述したように、指標部材４ａの形状を、垂直方向に延びる複数の直線で形成された長方形としたが、本発明はこれに限られるものではない。ここで図７に第二の実施形態の指標部材４ａ−２の拡大図、図８に図７の長さＬ１、Ｌ２の検出処理のフローチャート、図９にカメラにより撮影された指標部材４ａ−２の画像の一例を示す。

本実施形態の指標部材４ａ−２は、図７に示す如く、垂直方向に延びる２本の直線で構成されている。次にこのように構成された指標部材４ａ−２の左右端の垂直方向の長さ、すなわち左の直線の長さＬ１及び右の直線の長さＬ２を検出処理について説明する。

なお図９において、画像Ｐの左上を原点とし、横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸として、画像ＰはＸ軸が１２８０画素、Ｙ軸が１０２４画素の画素数を有するものとする。ここでＸ、Ｙは画像Ｐにおける座標を示す。またホスト装置３が、１つの画素（ピクセル）について8ビットの色情報を持たせる方式を採用している場合には、図９に示す画像の画素値Ｐ（Ｘ，Ｙ）の信号レベルが、５０未満であるときに「黒」とし、２００以上であるときに「白」とする。なおカメラ視点順序の検出処理は、上記実施形態の図４と同様であるため、説明は省略する。

ホスト装置３は、図９の画像Ｐにおいて、Ｘ軸をプラス方向に走査することにより白から黒へかわるエッジつまり直線の左端を検出して直線を検出し、直線が検出されたときにＹ軸をプラス方向に走査することにより黒から白へかわるエッジつまり下端を検出して垂直方向の長さＬを検出すべく、以下の処理を行う。

ホスト装置３による左右の直線の長さＬ１、Ｌ２の検出は、図８に示す如く、先ずＹに０、ＦＬＧに１をそれぞれ代入する（ステップＳ３０）。そして次にＸに（Ｘ＋１００）＊（ＦＬＧ−１）、カウンタであるＥＬに０をそれぞれ代入し、１回目はＸに０、ＦＬＧに１がそれぞれ代入されて初期化され、２回目以降は、最終Ｘ値からＸ軸のプラス方向へ１００画素分シフトし、ここが初期値となるように設定する（ステップＳ３１）。

そしてＰ（Ｘ，Ｙ）が５０未満であるか否か、つまり黒であるか否かを判別し（ステップＳ３２）、黒でない場合（ステップＳ３２；ＮＯ）には、Ｘをカウントアップし（ステップＳ３３）、Ｘが１２８０画素以上であるか否かを判別して（ステップＳ３４）、Ｘが１２８０画素以上でない場合（ステップＳ３４；ＮＯ）には、Ｘが１２８０画素以上になるまで、つまり画像ＰのＸ方向の走査が終了するまでステップＳ３２以降の処理を繰り返して行う。

一方、ステップＳ３４にてＸが１２８０画素以上である場合には（ステップＳ３４；ＹＥＳ）、画像ＰのＸ方向の走査が終了したとして、ＹをカウントアップつまりＹ軸プラス方向に１画素分ずらして（ステップＳ３５）、Ｙが１０２４画素以上であるか否かを判別し（ステップＳ３６）、Ｙが１０２４画素以上でない場合（ステップＳ３６；ＮＯ）には、Ｙが１０２４画素以上になるまで、つまり画像ＰのＹ方向の走査が終了するまでステップＳ３２以降の処理を繰り返して行う。

またステップＳ３６にて、Ｙが１０２４画素以上である場合（ステップＳ３６；ＹＥＳ）には、ステップＳ３２からステップＳ３６の処理において黒が検出されない、つまり直線が検出されずに画像ＰのＹ軸方向の走査が終了したとして処理を終了する。

一方、ステップＳ３２にて、Ｐ（Ｘ，Ｙ）が黒である場合（ステップＳ３２；ＹＥＳ）には、Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が２００以上であるか否か、つまりＸ方向において一つ前の画素値Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が白であるか否かを判別する（ステップＳ３７）。

そしてＰ（Ｘ−１，Ｙ）が白でない場合（ステップＳ３７；ＮＯ）には、白から黒にかわるエッジつまり直線の左端が検出されていないと判断し、Ｘ方向の走査を継続するようにステップＳ３３へ処理を移行する。またＰ（Ｘ−１，Ｙ）が白である場合（ステップＳ３７；ＹＥＳ）には、白から黒にかわるエッジつまり直線の左端が検出されたと判断し、エッジが検出された座標値Ｘにおいて１画素下のエッジを検出すべく、Ｙをカウントアップし（ステップＳ３８）、Ｐ（Ｘ，Ｙ）が５０未満であるか否か、つまり黒であるか否かを判別する（ステップＳ３９）。

そして黒である場合（ステップＳ３９；ＹＥＳ）には、Ｘ方向において一つ前の画素値Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が２００以上であるか否か、つまり白であるか否かを判別し（ステップＳ４０）、Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が白である場合（ステップＳ４０；ＹＥＳ）には、１画素分下で白から黒にかわるエッジが検出された、つまり指標部材４ａとしての直線が斜めではないと判断し、ＥＬをカウントアップし（ステップＳ４１）、Ｙが１０２４画素以上であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。

またＹが１０２４画素以上でない場合（ステップＳ５２；ＮＯ）には、Ｙが１０２４画素以上になるまで、つまり画像ＰのＹ方向の走査が終了するまでステップＳ３８以降の処理を繰り返して行い、Ｙが１０２４画素以上である場合（ステップＳ５２；ＹＥＳ）には、画像ＰのＹ軸方向の走査が終了したとして処理を終了する。

そしてステップＳ４０にて、Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が白でない場合（ステップＳ４０；ＮＯ）には、Ｙ方向において１画素分下で白から黒にかわるエッジが検出されていない、つまり指標部材４ａとしての直線が斜めの可能性があると判断し、さらに１画素分下のエッジを検出するためにステップＳ３８へ処理を移行する。

一方、ステップＳ３９にて黒でない場合（ステップＳ３９；ＮＯ）には、指標部材４ａとしての直線が斜めであると判断し、Ｘ方向に±１画素ずらした位置でさらにエッジの検出を行うために、先ずＸをカウントアップし（ステップＳ４３）、Ｘ軸をプラス方向に１画素分ずらした位置でＰ（Ｘ，Ｙ）が５０未満であるか否か、つまり黒であるか否かを判別する（ステップＳ４４）。

そして黒である場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）には、処理をステップＳ４０へ移行し、Ｘ方向において一つ前の画素値Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が白であるか否かを判別して（ステップＳ４０）白から黒へかわるエッジを検出する。

また黒でない場合（ステップＳ４４；ＮＯ）には、ステップＳ３９での座標値ＸからＸ軸のマイナス方向に１画素分ずらすために、ＸにＸ−２を代入し（ステップＳ４５）、１画素分ずらした位置でＰ（Ｘ，Ｙ）が５０未満であるか否か、つまり黒であるか否かを判別し（ステップＳ４６）、黒である場合（ステップＳ４６；ＹＥＳ）には、ステップＳ４０へ処理を移行し、Ｘ方向において一つ前の画素値Ｐ（Ｘ−１，Ｙ）が白であるか否かを判別して（ステップＳ４０）、白から黒へかわるエッジを検出する。

またステップＳ４６にて黒でない場合（ステップＳ４６；ＮＯ）には、Ｘ方向に±１画素ずらした位置で黒が検出されなかった、つまり直線の下端が検出されたとしてＬ（ＦＬＧ）にＥＬを代入して（ステップＳ４７）、直線の長さＬ１を検出し、さらに右の直線の長さＬ２を検出するために、ＦＬＧをカウントアップして（ステップＳ４８）、ステップＳ３１へ処理を移行し、現在のＸ位置からＸ軸のプラス方向へ１００画素分シフトしたＸ位置を初期値に再設定し、ステップＳ３１以降の処理を上記と同様にして繰り返し行う。このようにして左右の直線の長さＬ１、Ｌ２をそれぞれ検出する。

なお上記実施形態において図８のフローチャートでは、Ｐ（Ｘ，Ｙ）の信号レベルが、５０未満であるときに「黒」とし、２００以上であるときに「白」としたが、これらの閾値は誤検出を防ぐために、例えば画像全体のヒストクラムから算出することで精度を向上させることができる。

また上記実施形態では、「黒」が検出された画素のＸ方向に隣の画素で「白」が検出されたときに、この「白」と「黒」との境をエッジと判断しているが、画像処理によりエッジがボケてしまい、隣の画素の信号レベルが５００以上２００未満の中間値となる場合があるので、この場合は「黒」が検出された画素のＸ方向に２つ隣の画素が「白」であるか否かを検出することにより、検出精度を向上させることができる。

なお図８のフローチャートは、長さＬを配列データとして定義し、
Ｌ（１），Ｌ（２）・・・Ｌ（Ｎ）（Ｎは直線の総数）としているので、図１０に示すような複数の直線からなる指標部材４ａ−２’にも適用することができる。このとき例えば水平方向の間隔が狭い直線で構成された指標部材４ａのときには、ステップＳ３１にてＸ軸プラス方向へシフトする画素数を少なくして調整することにより、様々な形態の指標部材４ａに対応することができる。

次に第三の実施形態の指標部材４ａ−３、第四の実施形態の指標部材４ａ−４について説明する。図１１の（ａ）は指標部材４ａ−３の拡大図、（ｂ）は指標部材４ａ−４の拡大図である。

第三の実施形態の指標部材４ａ−３は、図１１（ａ）に示す如く、垂直方向に延びる複数の直線で構成され、左右端を有するとともに左右端の間に垂直方向の長さが最も小さい部分４ａ’−３を有する形状となっている。このような形状の指標部材４ａ−３では、上記実施形態と同様に、左右端の垂直方向の長さの比の値の大きさに基づいてカメラ新規ＩＤを決定することも可能であるが、図１１（ａ）に示す如く、左端から最も小さい部分４ａ’−３までの距離Ｒ１と、右端から最も小さい部分４ａ’−３までの距離Ｒ２との距離比Ｒ２／Ｒ１の値の大きさに基づいてカメラ新規ＩＤを決定することができる。

この場合小さい部分４ａ’−３の垂直方向の長さの検出は、図８のフローチャートの処理により、垂直方向に延びる全ての直線の長さＬ（Ｎ）を検出し、検出された長さＬ（Ｎ）のうち最も小さい長さの直線を最も小さい部分４ａ’−３として、最も小さい部分４ａ’−３の直線が検出されたときのＸ座標値と、左右端の直線がそれぞれ検出されたときのＸ座標値とから距離Ｒ１、Ｒ２を算出し、距離比Ｒ２／Ｒ１を求める。

なおこの場合ホスト装置３は、指標部材４ａ−３が撮影された画像Ｐ１〜Ｐ４においてそれぞれ求められた距離比Ｒ２／Ｒ１の平均値を算出し、この平均値に最も近い距離比Ｒ２／Ｒ１の画像Ｐを撮影したカメラ２をメインカメラに指定する。

第四の実施形態の指標部材４ａ−４は、図１１（ｂ）に示す如く、垂直方向に延びる複数の直線で構成され、左右端を有するとともに左右端の間に垂直方向の長さが最も大きい部分４ａ’−４を有する形状となっている。このような形状の指標部材４ａ−４では、上記実施形態の指標部材４ａ−３と同様に、図８のフローチャートの処理により、垂直方向に延びる全ての直線の長さＬ（Ｎ）を検出し、検出された長さＬ（Ｎ）のうち最も大きい長さの直線を最も大きい部分４ａ’−４として、最も大きい部分４ａ’−４の直線が検出されたときのＸ座標値と、左右端の直線がそれぞれ検出されたときのＸ座標値とから距離Ｒ１、Ｒ２を算出し、距離比Ｒ２／Ｒ１を求める。

なおこの場合ホスト装置３は上記と同様に、指標部材４ａ−４が撮影された画像Ｐ１〜Ｐ４においてそれぞれ求められた距離比Ｒ２／Ｒ１の平均値を算出し、この平均値に最も近い距離比Ｒ２／Ｒ１の画像Ｐを撮影したカメラ２をメインカメラに指定する。

なお上述した実施形態のカメラ位置認識システムでは、１つの固定台６に複数のカメラ２を設置したが、本発明はこれに限られるものではなく、複数のカメラ２を所定の位置に着脱可能に固定可能であれば、例えば複数の固定台６を使用してもよい。

また上述した実施形態では、使用するカメラを４台としたが、本発明はこれに限られるものではなく、複数のカメラであれば、例えば６台であっても、９台であってもよい。

また複数のカメラは、同一平面に沿って設置され、且つその平面に沿って被写体を撮影可能なものとしてもよい。

また本発明において指標部材４ａは、上記に限られるものではなく、各カメラの位置によって、各カメラにより撮影される形状が異なる形態のものであれば、例えば立体であってもよいし、壁や板、紙等の平面に描かれた図形であってもよい。なおこれらの図形は、印刷されたものであっても、例えば文字や所定のパターンを電子的に表示する、例えばＬＥＤによる表示であっても良い。この場合には、ある表示パターンで検出される情報が類似していることによりホスト装置３によるカメラ視点順序の検出が困難であるときには、ホスト装置３から指標部材４ａにパターン変更を指示することにより、指標部材４ａを変更して前記検出を行うことができる。

本発明は、被写体に向けて同一平面上の複数の位置に設置された複数のカメラを特定するための方法であって、前記各カメラの位置によって見え方が異なる形状をした指標部材の画像を前記各カメラで取得し、前記画像に含まれる前記指標部材の形状の相違に基づいて前記各カメラを特定する方法であってもよい。

なお本発明のカメラ位置認識システムは、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

カメラ位置認識システムの概略構成を示す図 指標部材の拡大図 ホスト装置のカメラＩＤの並べ替え前後の画面の表示例 カメラ視点の順序の検出処理のフローチャート 直線の長さ検出処理のフローチャート カメラにより撮影された指標部材の画像の一例を示す図 第二の実施形態の指標部材の拡大図 図７の直線の長さ検出処理のフローチャート カメラにより撮影された図７の指標部材の画像の一例を示す図 カメラにより撮影された別の指標部材の画像の一例 （ａ）第三の実施形態の指標部材の拡大図、（ｂ）第四の実施形態の指標部材の拡大図

符号の説明

１ カメラ位置認識システム
２ カメラ
３ ホスト装置
４ 表示部材
４ａ 指標部材
４ａ’−３ 最も小さい部分
４ａ’−４ 最も大きい部分
５ ＵＳＢケーブル
６ 固定台
Ｌ１ 左端長さ
Ｌ２ 右端長さ
Ｌ２／Ｌ１ 長さ比
Ｒ１ 左端からの距離
Ｒ２ 右端からの距離
Ｒ２／Ｒ１ 距離比

Claims (5)

1. 被写体を水平方向に異なる視点から撮影可能な複数の位置に着脱可能に設置された複数のカメラと、
   該各カメラの相対位置を表すカメラ識別情報をカメラ毎に付与するホスト装置と、
   前記被写体の位置に置かれて前記各カメラに撮影される指標部材とからなるカメラ位置認識システムであって、
   前記指標部材は前記複数のカメラの位置によって該各カメラにより撮影される形状が異なる形態をしており、
   前記ホスト装置は、前記各カメラにより撮影された前記指標部材の画像を取得し、該画像における前記指標部材の形状の相違に基づいて前記カメラ識別情報を決定するものであることを特徴とするカメラ位置認識システム。
2. 前記指標部材が、前記水平方向に垂直な左右端を有する形状を有し、前記ホスト装置が、前記複数のカメラにより撮影された前記指標部材の左右端の垂直方向の長さの比の値の大きさに基づいて前記カメラ識別情報を決定するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ位置認識システム。
3. 前記ホスト装置が、前記複数のカメラにより撮影された前記指標部材の複数の画像における複数の前記長さの比の値の平均値に最も近い長さの比を示す画像を撮像したカメラをメインカメラとする識別情報を決定するものであることを特徴とする請求項２に記載のカメラ位置認識システム。
4. 前記指標部材が、前記水平方向の左右端以外に垂直方向の長さが最も大きいかまたは小さい部分を有する形状を有し、前記ホスト装置が、前記複数のカメラにより撮影された前記指標部材の該垂直方向の長さが最も大きいかまたは小さい部分の、左右端からの距離の比の値の大きさに基づいて前記カメラ識別情報を決定するものであることを特徴とする請求項１に記載のカメラ位置認識システム。
5. 前記ホスト装置が、前記複数のカメラにより撮影された前記指標部材の複数の画像における複数の前記距離の比の値の平均値に最も近い距離の比を示す画像を撮像したカメラをメインカメラとする識別情報を決定するものであることを特徴とする請求項４に記載のカメラ位置認識システム。

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