JP6223226B2 - カメラパラメータ算出装置及びそのプログラム - Google Patents

Description

本願発明は、仮想的な撮像カメラのカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラのカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出装置及びそのプログラムに関する。

従来のインテグラルフォトグラフィ（ＩＰ）方式では、１台のカメラで複数の微小レンズが配列されたレンズアレイを通して被写体を撮像する。この時、カメラがレンズアレイの焦平面を撮像するため、レンズアレイを構成する各微小レンズは、微小なカメラと同じ働きをする。その結果、レンズアレイ越しに被写体を撮像した画像は、微小レンズの位置に応じた微小画像（要素画像）が並んだ要素画像群となる。この要素画像群は、被写体からの光線情報を記録した画像であり、記録できる光線数がカメラの解像度に依存する。このため、ＩＰ方式での撮像には、高解像度のカメラが必要である。

ここで、ＩＰ方式では、撮像用レンズアレイの代わりに、カメラを密に並べたカメラアレイに置き換えた撮像装置を用いることで、撮像部の多画素化を実現することができる。この手法によれば、複数台のカメラの位置を高精度に制御する必要がある。

また、従来から、コンピュータグラフィックス（ＣＧ）を用いて、ＩＰ方式の要素画像群を生成する技術が研究されている。この従来技術では、計算機内で仮想３次元空間を生成し、３次元の被写体及び背景（セット）を実世界と同様に再現し、その仮想３次元空間において被写体からの光線を追跡することで、要素画像群を生成する。要素画像群生成手法として、表示装置の表示面よりも手前に飛び出す映像を生成するために、下記の手法が提案されている。

非特許文献１には、被写体からの光線を制御する奥行き制御レンズを通して、被写体からの光線を追跡する手法が記載されている。また、特許文献１，２及び非特許文献２には、要素画像群を生成するための画素と各画素に対応するレンズの中心点を結び、観察者側から見たときに最初にＣＧオブジェクトに対応する点の情報を取得し、その情報を画素値として計算する手法が記載されている。これらの手法によれば、仮想的なカメラでの撮像回数が、要素画像群の画素数だけ観察者側から見たＣＧオブジェクトに対応する点を求める回数で済む。

ここで、特許文献１，２及び非特許文献２に記載の手法では、要素画像群の画素数の回数だけ観察者側からカメラ等で画素値を取得する必要がある。さらなる高速化のために、特許文献３及び非特許文献３には、ＣＧオブジェクトを正射影によるカメラで撮像し、この画像を要素画像群に変換する手法が記載されている。これらの手法によれば、仮想的なカメラでの撮像回数が要素画像の画素数と同じ回数で済む。

特許第４５６７４２２号公報 再表００／０５９２３５号公報 特開２０１１−２３４１４２号公報

Spyros S. Athineos et al.,"Physical modeling of a microlens array setup for use in computer generated ＩＰ,"Proc.of SPIE-IS&T Electronic Imaging,Vol.5664 pp.472-479,2005 中島勧 et al.,"Integral Photographyの原理を用いた３Ｄディスプレイの画像高速作成法",映像情報メディア学会 Vol. 54, No. 3, pp.420-425 (2000) M.Katayama et al.,"A method for converting three-dimensional models into auto-stereoscopic images based on integral photography" ,Proc of SPIE-IS&T Vol.6805 68050Z-1 68050Z-8

ＩＰ方式では、解像度が、要素画像群を表示した表示画面から離れる程、低下する。従って、ＩＰ方式では、表示画面の手前又は奥に位置する立体像がぼけることになる。このとき、立体像のぼけ具合（解像度特性）は、実際に撮像を行わないとわからない。しかし、ＩＰ方式では、レンズアレイや奥行制御レンズを適切な位置に配置しなければ、撮像を行うことができない。その結果、ＩＰ方式では、立体像で所望の解像度特性を得るため、撮像を繰り返し行うことになり、非常に時間がかかってしまう。

また、非特許文献１に記載の手法では、被写体からの光線情報を計算機で光線追跡して求めるため、高速に計算することが困難である。
さらに、特許文献３及び非特許文献３に記載の手法では、要素画像の各画素を近似的に求めているため再生像の画質が劣化する。これに加え、特許文献３及び非特許文献３に記載の手法では、被写体から反射する光線の向きを正確に記録できないため、再生光線の精度も低下してしまう。

以上のように、従来のＩＰ方式は、実写又はＣＧを問わず、ＩＰ立体映像の制作に時間がかってしまう。一方、像再生型であるＩＰ方式は、撮像素子、撮像用レンズアレイ等のカメラパラメータを計算できれば、立体像の解像度特性が決まり、ＩＰ立体映像をＣＧ制作できる。これにより、ＩＰ方式での制作作業を少なくし、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮することが可能となる。

そこで、本願発明は、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮できるカメラパラメータ算出装置及びそのプログラムを提供することを課題とする。

前記した課題に鑑みて、本願発明に係るカメラパラメータ算出装置は、仮想３次元空間内に配置された仮想的な撮像カメラのカメラパラメータから、レンズアレイと拡散板と立体撮像装置とを備えるＩＰ立体カメラのカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出装置であって、入力手段と、位置算出手段と、方向算出手段と、画角算出手段と、レンズ間隔算出手段と、レンズアレイ焦点距離算出手段と、出力手段と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、カメラパラメータ算出装置は、入力手段に、撮像カメラのカメラパラメータとして、撮像カメラにおけるゼロ視差面の位置及びサイズと、撮像カメラの撮像方向と、撮像カメラの焦点距離と、撮像カメラが備える撮像素子のサイズと、撮像カメラの光軸に対する撮像素子のずれ量とが入力される。
なお、撮像カメラとは、ＩＰ立体カメラ以外の仮想的なカメラであり、例えば、仮想的な２眼立体カメラ又は単眼カメラである。

また、カメラパラメータ算出装置は、位置算出手段によって、レンズアレイの位置を、ゼロ視差面の位置と同位置で算出する。そして、カメラパラメータ算出装置は、方向算出手段によって、レンズアレイの方向を、撮像方向と同方向で算出する。さらに、カメラパラメータ算出装置は、画角算出手段によって、撮像素子のサイズと、ずれ量と、撮像カメラの焦点距離とが含まれる画角算出式により、レンズアレイの画角を算出する。

また、カメラパラメータ算出装置は、レンズ間隔算出手段によって、ゼロ視差面のサイズと、予め設定されたレンズアレイのレンズ個数とに基づいて、レンズアレイのレンズ間隔を算出する。そして、カメラパラメータ算出装置は、レンズアレイ焦点距離算出手段によって、レンズ間隔と、レンズアレイの画角とに基づいて、レンズアレイの焦点距離を算出する。
このように、カメラパラメータ算出装置は、撮像カメラのカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラのカメラパラメータを算出することができる。

その後、カメラパラメータ算出装置は、出力手段によって、ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、レンズアレイの位置と、レンズアレイの方向と、レンズアレイの画角と、レンズアレイのレンズ間隔と、レンズアレイの焦点距離とを出力する。

本願発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願発明に係るカメラパラメータ算出装置は、撮像カメラのカメラパラメータからＩＰ立体カメラのカメラパラメータを算出できるので、最初からＩＰ立体カメラのカメラパラメータを決定する必要がない。これによって、カメラパラメータ算出装置は、ＩＰ方式での制作作業を少なくし、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮することができる。

従来の２眼立体映像制作システムの概略構成図である。 第１実施形態に係るＩＰ立体映像制作システムの概略構成図である。 第１実施形態において、ゼロ視差面を説明する説明図である。 図３の撮像素子の拡大図である。 図２のＩＰ立体カメラの概略図である。 図２のＩＰ立体カメラ制御装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態において、最大解像度を説明する説明図である。 第１実施形態において、観視解像度を説明する説明図である。 第１実施形態において、解像度特性を説明する説明図である。 第１実施形態において、拡散板位置の算出を説明する説明図である。 図２のＩＰ立体映像制作システムの全体動作を示すフローチャートである。 図６のＩＰ立体カメラ制御装置の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るＩＰ立体映像制作システムの概略構成図である。

以下、本願発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。

［２眼立体映像制作システムの概略］
本願発明の第１実施形態に係るＩＰ立体映像制作システム１（図２）は、従来の２眼立体映像制作システム２を拡張したものである。このため、２眼立体映像制作システム２の概略を説明した後、ＩＰ立体映像制作システム１を説明する。

図１のように、２眼立体映像制作システム２は、仮想３次元空間内に配置された被写体１０を２眼立体カメラ（撮像カメラ）２０で撮像したような２眼立体映像を生成するものであり、２眼立体カメラ２０と、収録再生装置３０と、２眼立体テレビ４０とを備える。

被写体１０は、仮想３次元空間内に配置された被写体である。つまり、被写体１０は、ＣＧで表現された３次元モデル（例えば、花）の３次元モデルである。

２眼立体カメラ２０は、被写体１０を２眼立体方式で撮像する仮想的なステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒである。そして、２眼立体カメラ２０は、撮像したステレオ画像を収録再生装置３０に出力する。

言い換えるなら、２眼立体カメラ２０は、ＣＧで２眼立体映像を制作する際に用いられる２眼立体映像制作ソフトウェアの仮想カメラのことである。例えば、２眼立体映像制作ソフトウェアは、２眼立体映像の制作データとして、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータが設定される。そして、２眼立体映像制作ソフトウェアは、このカメラパラメータが設定された２眼立体カメラ２０を用いて、仮想３次元空間内の被写体１０を撮像したようなステレオ画像を生成する。

収録再生装置３０は、２眼立体カメラ２０で撮像されたステレオ画像を収録すると共に、収録したステレオ画像を２眼立体テレビ４０に出力するものである。例えば、収録再生装置３０としては、一般的な録画装置があげられる。

２眼立体テレビ４０は、収録再生装置３０から入力されたステレオ画像を表示する２眼立体表示装置である。例えば、２眼立体テレビ４０としては、レンチキュラ方式の立体テレビがあげられる。また、２眼立体テレビ４０は、ステレオ画像に含まれる２枚の画像を時分割で交互に表示する立体テレビでもよい。
このようにして、２眼立体映像制作システム２は、２眼立体映像を表示することができる。

（第１実施形態）
［ＩＰ立体映像制作システムの概略］
図２を参照し、本願発明の第１実施形態に係るＩＰ立体映像制作システム１の概略について、説明する（適宜図１参照）。

図２のように、ＩＰ立体映像制作システム１は、ＩＰ立体映像を生成するものであり、２眼立体カメラ２０と、収録再生装置３０と、２眼立体テレビ４０と、カメラパラメータ取得装置１００と、ＩＰ立体カメラ１１０と、ＩＰ立体カメラ制御装置（カメラパラメータ算出装置）１２０と、収録再生装置１３０と、ＩＰ立体テレビ１４０とを備える。

カメラパラメータ取得装置１００は、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータを取得するものである。例えば、カメラパラメータ取得装置１００は、ＡＰＩ（Application Programming Interface）を介して、２眼立体映像制作ソフトウェアに設定された２眼立体カメラ２０のカメラパラメータを取得する。そして、カメラパラメータ取得装置１００は、取得した２眼立体カメラ２０のカメラパラメータを、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０に出力する。

この２眼立体カメラ２０のカメラパラメータには、２眼立体カメラ２０におけるゼロ視差面の位置と、このゼロ視差面のサイズとが含まれる。また、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータには、２眼立体カメラ２０の撮像方向と、２眼立体カメラ２０の焦点距離と、２眼立体カメラ２０が備える撮像素子のサイズと、２眼立体カメラ２０の光軸に対する撮像素子のずれ量とが含まれる。

＜２眼立体カメラのカメラパラメータ＞
図３，図４を参照し、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータについて、説明する。
なお、図３には、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒの撮像素子２２Ｌ，２２Ｒを図示した。
また、図３では、ゼロ視差面ＺＤＰより被写体１０の側で、かつ、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒの撮像領域を合わせた領域をハッチングで図示した。
また、図４には、図３の撮像素子２２Ｒの拡大図を図示した。

ゼロ視差面ＺＤＰとは、両眼視差がゼロになる面のことである。つまり、ゼロ視差面ＺＤＰは、図３のように、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒで撮像したステレオ画像が重なり合う面である。
ゼロ視差面ＺＤＰの上端位置ＰＵは、ステレオカメラ２０Ｒにおける撮像領域の上側限界線ＵＲと、ステレオカメラ２０Ｌにおける撮像領域の上側限界線ＵＬとの交点で表される。また、ゼロ視差面ＺＤＰの下端位置ＰＤは、ステレオカメラ２０Ｒにおける撮像領域の下側限界線ＤＲと、ステレオカメラ２０Ｌにおける撮像領域の下側限界線ＤＬとの交点で表される。この場合、ゼロ視差面ＺＤＰは、その位置が上端位置ＰＵ及び下端位置ＰＤで特定され、そのサイズが上端位置ＰＵから下端位置ＰＤまでの距離で表される。

２眼立体カメラ２０の撮像方向は、２眼立体カメラ２０が被写体１０を撮像した方向であり、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒの光軸方向を表す。平行法の場合、図３のように、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒの光軸ＡＬ，ＡＲは、平行になる。

なお、交差法の場合、２眼立体カメラ２０の撮像方向は、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒを結ぶ線に対して垂直な方向となる（図３不図示）。このため、交差法は、立体像の奥行き方向に歪が生じるため、仮想的な２眼立体カメラ２０での撮像に適用しないことが好ましい。

２眼立体カメラ２０の焦点距離は、２眼立体カメラ２０が被写体１０を撮像したときの焦点距離であり、ステレオカメラ２０Ｌ，２０Ｒのカメラレンズ（不図示）の焦点距離である。
撮像素子２２Ｒのサイズｗは、図４のように、撮像素子２２の大きさを表す。
撮像素子２２Ｒのずれ量Δｄは、ステレオカメラ２０Ｒの光軸ＡＲと、撮像素子２２Ｒの中心位置ＣＲとのずれ量を表す。
なお、撮像素子２２Ｌ，２２Ｒのサイズ及びずれ量は同一である。

図２に戻り、ＩＰ立体映像制作システム１の概略について、説明を続ける。
ＩＰ立体カメラ１１０は、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０からの指令に従って、被写体１０をＩＰ立体方式で撮像する仮想カメラである。そして、ＩＰ立体カメラ１１０は、撮像したＩＰ立体映像を収録再生装置１３０に出力する。

言い換えるなら、ＩＰ立体カメラ１１０は、ＣＧでＩＰ立体映像を生成する際に用いられるＩＰ立体映像制作ソフトウェアの仮想カメラのことである。図５のように、ＩＰ立体カメラ１１０は、撮像用レンズアレイ（レンズアレイ）１１２と、拡散板（集光部材）１１４と、高精細カメラ（立体撮像装置）１１６とを備える。

撮像用レンズアレイ１１２は、微小レンズ（要素レンズ）１１２ａが２次元状に配列されたものである。
拡散板１１４は、撮像用レンズアレイ１１２の出射光を拡散して、高精細カメラ１１６に集光するものである。
高精細カメラ１１６は、撮像用レンズアレイ１１２及び拡散板１１４を介して、被写体１０を撮像して、要素画像群（ＩＰ立体映像）を生成するものである。

なお、ＩＰ立体カメラ１１０は、仮想カメラのため、撮像用レンズアレイ１１２の被写体側（拡散板１１４の反対側）に絞り（不図示）を備えることができる。この絞りは、撮像用レンズアレイ１１２の各要素レンズ１１２ａを通過する光量を調整するものである。

ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、カメラパラメータ取得装置１００が取得した２眼立体カメラ２０のカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出するものである。そして、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、算出したＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータに基づいて、ＩＰ立体カメラ１１０を制御する。具体的には、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、算出したカメラパラメータに従って被写体１０の撮像をＩＰ立体カメラ１１０に指令すると共に、ＩＰ立体カメラ１１０での撮像に同期してＩＰ立体映像の収録を収録再生装置１３０に指令する（同期信号）。

ここで、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータには、撮像用レンズアレイ１１２の位置と、撮像用レンズアレイ１１２の方向と、撮像用レンズアレイ１１２の画角と、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔と、撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離と、拡散板１１４の位置と、高精細カメラ１１６の焦点距離とが含まれる。
なお、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０の詳細は、後記する。

収録再生装置１３０は、ＩＰ立体カメラ１１０から入力されたＩＰ立体映像を、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０からの指令に従って収録するものである。そして、収録再生装置１３０は、収録したＩＰ立体映像をＩＰ立体テレビ１４０に出力する。例えば、収録再生装置１３０としては、一般的な録画装置があげられる。

ＩＰ立体テレビ１４０は、収録再生装置１３０から入力されたＩＰ立体映像を表示するものである。例えば、ＩＰ立体テレビ１４０は、表示用レンズアレイ１４２と、表示素子１４４とを備える一般的なＩＰ立体表示装置である（図８参照）。

［ＩＰ立体カメラ制御装置の構成］
図６を参照し、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０の構成について、説明する（適宜図２参照）。
図６のように、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、入力手段２１０と、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０と、出力手段２３０と、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０とを備える。
なお、ＩＰ立体テレビ制御手段２５０は、後記する変形例１で説明する。

入力手段２１０は、カメラパラメータ取得装置１００から、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータが入力されるものである。そして、入力手段２１０は、入力された２眼立体カメラ２０のカメラパラメータを、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０に出力する。

ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０は、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出するものである。そして、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０は、算出したＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを、出力手段２３０に出力する。

図６のように、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０は、レンズアレイパラメータ算出手段２２１と、絞り量算出手段２２７と、拡散板位置算出手段（集光部材位置算出手段）２２８と、高精細カメラ焦点距離算出手段（立体撮像装置焦点距離算出手段）２２９とを備える。

また、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０は、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出するための初期設定値が入力される。この初期設定値には、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ個数と、撮像用レンズアレイ１１２の被写界深度と、撮像距離と、高精細カメラ１１６の画素間隔とが含まれる。

撮像用レンズアレイ１１２のレンズ個数は、撮像用レンズアレイ１１２が備える要素レンズ１１２ａの個数を表す。通常、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ個数は、ＩＰ立体テレビ１４０が備える表示用レンズアレイ１４２の要素レンズ１４２ａと同一個数に設定される（図８参照）。
撮像用レンズアレイ１１２の被写界深度は、撮像用レンズアレイ１１２が備える要素レンズ１１２ａの被写界深度を表す。

高精細カメラ１１６の画素間隔は、高精細カメラ１１６が備える撮像素子（不図示）の画素間隔を表す。通常、高精細カメラ１１６の画素間隔は、ＩＰ立体テレビ１４０が備える表示素子１４４の画素間隔以下に設定される（図８参照）。
撮像距離は、撮像用レンズアレイ１１２から被写体１０までの距離を表す。

レンズアレイパラメータ算出手段２２１は、撮像用レンズアレイ１１２に関するカメラパラメータを算出するものであり、位置算出手段２２２と、方向算出手段２２３と、画角算出手段２２４と、レンズ間隔算出手段２２５と、レンズアレイ焦点距離算出手段２２６とを備える。

位置算出手段２２２は、撮像用レンズアレイ１１２の位置を、入力手段２１０から入力されたゼロ視差面ＺＤＰの位置と同位置で算出するものである。
方向算出手段２２３は、撮像用レンズアレイ１１２の方向を、入力手段２１０から入力された撮像方向と同方向で算出するものである。つまり、方向算出手段２２３は、撮像用レンズアレイ１１２が備える要素レンズ１１２ａの光軸を、２眼立体カメラ２０の光軸と同方向で算出する。

このように、撮像用レンズアレイ１１２の位置及び方向を、２眼立体カメラ２０のゼロ視差面の位置及び撮像方向と同一に配置することで、ＩＰ立体カメラ１１０で撮像するＩＰ立体映像を、２眼立体カメラ２０で撮像した２眼立体映像に近似させることができる。

画角算出手段２２４は、予め設定された下記式（１）の画角算出式を用いて、撮像用レンズアレイ１１２の画角を算出するものである。式（１）には、撮像用レンズアレイ１１２の画角αと、ずれ量Δｄと、撮像素子のサイズｗと、２眼立体カメラ２０の焦点距離ｆとが含まれる。この撮像用レンズアレイ１１２の画角αは、図３のハッチング領域の全体が撮影できる画角を表している。

レンズ間隔算出手段２２５は、入力手段２１０から入力されたゼロ視差面ＺＤＰのサイズと、初期設定値のレンズ個数とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔を算出するものである。
ここで、撮像用レンズアレイ１１２は、要素レンズ１１２ａを隙間なく配列したものである。このため、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔は、撮像用レンズアレイ１１２が備える要素レンズ１１２ａの直径を表すことになる。さらに、撮像用レンズアレイ１１２は、ゼロ視差面ＺＤＰと同一サイズとなる。
従って、レンズ間隔算出手段２２５は、ゼロ視差面ＺＤＰのサイズを撮像用レンズアレイ１１２のレンズ個数で除算すれば、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔を算出できる。

レンズアレイ焦点距離算出手段２２６は、レンズ間隔算出手段２２５が算出したレンズ間隔と、画角算出手段２２４が算出した画角とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離を算出するものである。例えば、レンズアレイ焦点距離算出手段２２６は、一般的なレンズの公式を用いて、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔及び画角から焦点距離を求めることができる。
この撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離は、撮像用レンズアレイ１１２が備える要素レンズ１１２ａの焦点距離を表す。

絞り量算出手段２２７は、初期設定値の被写界深度及び撮像距離と、レンズアレイ焦点距離算出手段２２６が算出した焦点距離と、レンズ間隔算出手段２２５が算出したレンズ間隔とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２の絞り量を算出するものである。

例えば、絞り量算出手段２２７は、下記の参考文献１に記載の被写界深度算出式を用いて、撮像用レンズアレイ１１２の絞り量を算出できる。
参考文献１：［online］、被写界深度に関する計算式、［平成２６年２月１１日検索］、インターネット＜http://www.asahi-net.or.jp/~kv5y-aon/DOF/dof.html＞

＜ＩＰ立体方式での解像度特性＞
図７〜図９を参照し、カメラパラメータの算出に関連するので、ＩＰ立体方式での解像度特性を説明する。
図７では、横軸Ｚが表示用レンズアレイ１４２を基準とした奥行値を表し、‘０’が表示用レンズアレイ１４２の位置となる。

図７のように、最大解像度（最大空間周波数）は、表示用レンズアレイ１４２のレンズ間隔Ｐ、及び、表示用レンズアレイ１４２と視点３００との視距離Ｌに基づいて算出される。
最大解像度とは、表示用レンズアレイ１４２の間隔Ｐに依存して決まる解像度であり、表示用レンズアレイ１４２の位置（図８の奥行値ｚ）における解像度である。

図７のように、角度φは、下記の式（２）のように、表示用レンズアレイ１４２の間隔Ｐに対する角度を表す。言い換えるなら、角度φは、表示用レンズアレイ１４２の上端及び視点３００を結んだ線と、表示用レンズアレイ１４２の下端及び視点３００を結んだ線とのなす角である。従って、最大解像度β_ｎは、下記の式（３）で近似することができる。

図８のように、観視解像度（観視空間周波数）は、表示用レンズアレイ１４２と表示素子１４４との距離ｇ、及び、要素画像群４１０を構成する要素画像４２０の画素間隔ｐに基づいて、算出できる。
観視解像度とは、立体像４００を視点３００から観視したときの解像度のことである。

なお、図８では、表示用レンズアレイ１４２の奥側にあるため、距離ｇがマイナスになっている。
また、図８では、図面を見易くするため、立体像４００における画素、及び、要素画像４２０の画素を交互に白黒で図示した。

画素間隔ｔは、下記の式（４）のように、立体像４００における画素の間隔を表す。ここで、立体像４００は、奥行値ｚが示す位置に形成されることとする。

角度θは、下記の式（５）のように画素間隔ｔに対する角度を表す。言い換えるなら、角度θは、画素間隔ｔを、視距離Ｌから奥行値ｚを引いた値で除算した近似値である。従って、観視解像度βは、下記の式（６）で示すことができる。

図９のように、解像度特性γは、下記の式（７）のように、最大解像度β_ｎ又は観視解像度βの小さな方となる。式（７）において、‘ｍｉｎ’は、複数の引数のうち、最小の引数を選択する関数である。

図９の例では、解像度特性γは、表示用レンズアレイ１４２の付近で最大解像度β_ｎを表し、表示用レンズアレイ１４２からある程度離れると観視解像度βを表す。そして、解像度特性γは、表示用レンズアレイ１４２から離れる程、解像度が低下することを表す。
以上より、ＩＰ立体方式での解像度特性及び視域は、表示用レンズアレイ１４２のレンズ間隔及び焦点距離と、表示素子１４４の画素間隔とによって決まる。すなわち、解像度特性と視域との間には、トレードオフの関係がある。この視域とは、ＩＰ立体映像を正しく表示できる領域のことである。

ここで、ＩＰ立体方式での解像度特性は、表示側（ＩＰ立体テレビ１４０側）で説明したが、撮像側（ＩＰ立体カメラ制御装置１２０）も同様である。従って、ＩＰ立体方式での解像度特性は、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔で制限を受けてしまう。以上より、ＩＰ立体方式での視域が２眼立体カメラ２０の画角以上になれば、２眼立体カメラ２０の撮像領域又はこれ以上の領域で被写体１０を撮像できる。

なお、解像度特性は、下記の参考文献２に記載されているため、これ以上の説明を省略する。
参考文献２：H.Hoshino et al.,“Analysis of Resolution Limitation of Integral Photography”,J.Opt.Soc.Am.A,Vol.15,No.8,pp.2059-2065, 1998

図６に戻り、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０の構成について、説明を続ける。
拡散板位置算出手段２２８は、レンズアレイ焦点距離算出手段２２６が算出した焦点距離を基準として、撮像用レンズアレイ１１２に対する拡散板１１４の位置を算出するものである（図５参照）。
高精細カメラ焦点距離算出手段２２９は、高精細カメラ１１６の焦点距離を、拡散板位置算出手段２２８が求めた拡散板１１４の位置に合焦するように算出するものである。

＜拡散板の位置及び高精細カメラの焦点距離＞
図１０を参照し、拡散板１１４の位置及び高精細カメラ１１６の焦点距離の算出について、説明する（適宜図６参照）。
図１０では、撮像用レンズアレイ１１２と拡散板１１４とが距離Ｌ１だけ離れており、拡散板１１４と高精細カメラ１１６とが距離Ｌ２だけ離れている。また、図１０では、撮像用レンズアレイ１１２がゼロ視差面ＺＤＰに位置し、撮像用レンズアレイ１１２及び拡散板１１４の端面が平行になっている。

ここで、撮像用レンズアレイ１１２が無限遠にフォーカスする場合、撮像用レンズアレイ１１２と拡散板１１４との端面が平行になり、かつ、距離Ｌ１と撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離とが等しくなる。

従って、距離Ｌ１を撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離以外にすることで、撮像用レンズアレイ１１２が任意の位置に合焦する。ここで、距離Ｌ１が撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離よりも短い場合、拡散板１１４よりも高精細カメラ１１６の側（奥側）に合焦する。また、距離Ｌ１が撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離よりも長い場合、拡散板１１４よりも被写体１０の側（手前側）に合焦する。

そこで、拡散板位置算出手段２２８は、撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離を基準に距離Ｌ１を長短させて、所望の位置に合焦するように拡散板１１４の位置を算出する。さらに、高精細カメラ焦点距離算出手段２２９は、高精細カメラ１１６が拡散板１１４に合焦するように、高精細カメラ１１６の焦点距離を算出する。

これにより、撮像用レンズアレイ１１２の要素レンズ１１２ａは、無限遠ではなく有限の位置に焦点を合わせて、拡散板１２２に要素画像群を表示させる。すなわち、ＩＰ立体カメラ１１０は、２眼立体カメラ２０の合焦位置で最大解像度となるように撮像できる。例えば、２次元映像の制作では、被写体１０にフォーカスを合わせ、背景をわざとぼかすことで、被写体１０を強調することが行われている。これと同様、拡散板位置算出手段２２８は、被写体１０にフォーカスを合わせることで、無限遠にフォーカスしているときに比べて、立体映像の解像度を向上させることができる。
なお、距離Ｌ１が撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離以外の場合、無限遠にフォーカスしたときに比べ、解像度が急激に低下する。

図６に戻り、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０の構成について、説明を続ける。
出力手段２３０は、ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段２２０から入力されたＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０に出力するものである。

ＩＰ立体カメラ制御手段２４０は、出力手段２３０から入力されたＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータに基づいて、ＩＰ立体カメラ１１０を制御するものである。
前記したように、ＩＰ立体カメラ１１０は、ＩＰ立体映像制作ソフトウェアの仮想カメラである。従って、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０は、ＡＰＩを介して、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータをＩＰ立体映像制作ソフトウェアに設定し、このＩＰ立体カメラ１１０で撮像されたＩＰ立体映像をＩＰ立体映像制作ソフトウェアに生成させる制御を行う。
その後、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０は、撮像したＩＰ立体映像の収録を収録再生装置１３０に指令する。

［ＩＰ立体映像制作システムの全体動作］
図１１を参照し、図２のＩＰ立体映像制作システム１の全体動作について、説明する（適宜図２参照）。
図１１のように、カメラパラメータ取得装置１００は、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータを取得する（ステップＳ１）。

ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、ステップＳ１で取得した２眼立体カメラ２０のカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出する。そして、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、算出したＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータに基づいて、ＩＰ立体カメラ１１０を制御する（ステップＳ２：ＩＰ立体カメラ制御処理）。
なお、ステップＳ２の詳細は、後記する。

ＩＰ立体カメラ１１０は、被写体１０を撮像する。そして、収録再生装置１３０は、ＩＰ立体カメラ１１０が撮像したＩＰ立体映像を収録する（ステップＳ３）。
ＩＰ立体テレビ１４０は、ステップＳ３で収録されたＩＰ立体映像を表示する（ステップＳ４）。

［ＩＰ立体カメラ制御装置の動作］
図１２を参照し、図１１のＩＰ立体カメラ制御処理について、説明する（適宜図６参照）。
入力手段２１０は、カメラパラメータ取得装置１００から、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータが入力される（ステップＳ２０）。

位置算出手段２２２は、撮像用レンズアレイ１１２の位置をゼロ視差面の位置と同位置で算出する（ステップＳ２１）。
方向算出手段２２３は、撮像用レンズアレイ１１２の方向を撮像方向と同方向で算出する（ステップＳ２２）。

画角算出手段２２４は、前記式（１）の画角算出式を用いて、撮像用レンズアレイ１１２の画角を算出する（ステップＳ２３）。
レンズ間隔算出手段２２５は、ゼロ視差面のサイズと、初期設定値のレンズ個数とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔を算出する（ステップＳ２４）。

レンズアレイ焦点距離算出手段２２６は、ステップＳ２４で算出したレンズ間隔と、ステップＳ２３で算出した画角とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２の焦点距離を算出する（ステップＳ２５）。
絞り量算出手段２２７は、被写界深度及び撮像距離と、ステップＳ２５で算出した焦点距離と、ステップＳ２４で算出したレンズ間隔とに基づいて、撮像用レンズアレイ１１２の絞り量を算出する（ステップＳ２６）。

拡散板位置算出手段２２８は、ステップＳ２５で算出した焦点距離を基準として、拡散板１１４の位置を算出する（ステップＳ２７）。
高精細カメラ焦点距離算出手段２２９は、高精細カメラ１１６の焦点距離を、ステップＳ２７で求めた拡散板１１４の位置に合焦するように算出する（ステップＳ２８）。

ＩＰ立体カメラ制御手段２４０は、ステップＳ２１〜Ｓ２８で求めたＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータに基づいて、ＩＰ立体カメラ１１０を制御する。例えば、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０は、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータをＩＰ立体映像制作ソフトウェアに設定する（ステップＳ２９）。

［作用・効果］
ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータからＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出できるので、最初からＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを決定する必要がない。これによって、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、ＩＰ方式での制作作業を少なくし、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮することができる。

さらに、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、２眼立体映像を制作したときの制作データ（２眼立体カメラ２０のカメラパラメータ）を利用できるので、２眼立体映像の奥行表現をＩＰ立体映像に反映させることができ、制作者が意図した高品質なＩＰ立体映像を制作できる。

（第２実施形態）
［ＩＰ立体映像制作システムの概略］
図１３を参照し、本願発明の第２実施形態に係るＩＰ立体映像制作システム１Ｂについて、第１実施形態と異なる点を説明する。
ＩＰ立体映像制作システム１Ｂは、２眼立体カメラ２０ではなく単眼カメラ（撮像カメラ）１５０のカメラパラメータを用いて、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出する点が、第１実施形態と異なる。

図１３のように、ＩＰ立体映像制作システム１Ｂは、収録再生装置３０と、カメラパラメータ取得装置１００Ｂと、ＩＰ立体カメラ１１０と、ＩＰ立体カメラ制御装置（カメラパラメータ算出装置）１２０Ｂと、収録再生装置１３０と、ＩＰ立体テレビ１４０と、単眼カメラ１５０と、２次元テレビ１６０とを備える。
以下、単眼カメラ１５０及び２次元テレビ１６０を先に説明した後、カメラパラメータ取得装置１００Ｂ及びＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂを説明する。

単眼カメラ１５０は、仮想３次元空間内に配置された被写体１０を撮像する仮想カメラである。そして、単眼カメラ１５０は、撮像したＣＧ画像を収録再生装置３０に出力する。
言い換えるなら、単眼カメラ１５０は、ＣＧ制作の際に用いられるＣＧ画像制作ソフトウェアの仮想カメラのことである。例えば、ＣＧ画像制作ソフトウェアは、ＣＧ画像の制作データとして、単眼カメラ１５０のカメラパラメータを設定する。そして、ＣＧ画像制作ソフトウェアは、前記したカメラパラメータが設定された単眼カメラ１５０を用いて、被写体１０を撮像したようなＣＧ画像を生成する。

２次元テレビ１６０は、収録再生装置３０から入力されたＣＧ画像を２次元表示するものである。例えば、２次元テレビ１６０は、液晶パネルディスプレイ等のフラットパネルディスプレイを用いた一般的なディスプレイ装置である。

カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、単眼カメラ１５０のカメラパラメータを取得するものである。すなわち、カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、ＣＧ画像制作ソフトウェアに設定されたカメラパラメータを取得する。そして、カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、取得した単眼カメラ１５０のカメラパラメータを、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂに出力する。

この単眼カメラ１５０のカメラパラメータには、単眼カメラ１５０の撮像位置と、単眼カメラ１５０の撮像方向と、単眼カメラ１５０の焦点距離と、単眼カメラ１５０が備える撮像素子のサイズと、単眼カメラ１５０の光軸に対する撮像素子のずれ量とが含まれる。

ここで、単眼カメラ１５０のカメラパラメータのうち、撮像方向と、焦点距離と、撮像素子のサイズと、ずれ量とは、２眼立体カメラ２０のカメラパラメータと同様に扱うことができる。

また、単眼カメラ１５０でゼロ視差面を扱わないため、単眼カメラ１５０のカメラパラメータには、ゼロ視差面の位置及びサイズが含まれない。そこで、カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、単眼カメラ１５０の撮像位置及び焦点距離を用いて、ゼロ視差面の位置を補う。

単眼カメラ１５０の撮像位置及び焦点距離から、単眼カメラ１５０がフォーカスしている焦点位置ｚ２が分かる（以後、「焦点位置情報」）。一般的な２次元画像では、単眼カメラ１５０の焦点位置が、視聴者に注視して欲しい位置であることが多い。また、前記したように、ＩＰ立体方式では、撮像用レンズアレイ１１２の付近で最大解像度が得られ、撮像用レンズアレイ１１２から離れる程に解像度が低下する。さらに、撮像用レンズアレイ１１２は、ゼロ視差面に配置される。このように、カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、単眼カメラ２１の焦点位置をゼロ視差面の位置として扱う。

また、ゼロ視差面のサイズｗ２は、下記の式（８）のように、撮像素子のサイズｗ、単眼カメラ１５０の光学主点と撮像素子との距離ｆ２、及び、焦点位置ｚ２から求めることができる。そこで、カメラパラメータ取得装置１００Ｂは、式（８）を変形した式（９）を用いて、ゼロ視差面のサイズｗ２を取得できる。
なお、単眼カメラ１５０の光学主点とは、単眼カメラ１５０が備えるレンズの主点位置のことである。

ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂは、カメラパラメータ取得装置１００Ｂが取得した単眼カメラ１５０のカメラパラメータから、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出するものである。
なお、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂは、第１実施形態と同様にＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出できるため、これ以上の説明を省略する。

［作用・効果］
ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂは、単眼カメラ１５０のカメラパラメータからＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出できるので、第１実施形態と同様、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮することができる。

さらに、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｂは、無数に存在するＣＧ画像を制作したときの制作データ（単眼カメラ１５０のカメラパラメータ）を利用して、様々なＩＰ立体映像を制作できるので、汎用性を向上させることができる。

（変形例１）
本願発明に係るＩＰ立体カメラ制御装置は、前記した各実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で変形を加えることができる。

図６に戻り、本願発明の変形例１に係るＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｃについて、説明する（適宜図２，図８参照）。
ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｃは、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０がＩＰ立体テレビ制御手段２５０をさらに備えたものである。

本来、ＩＰ方式での解像度特性は、撮像側の解像度特性と表示側の解像度特性との積によって定まる。しかし、前記した第１実施形態では、表示側の解像度を一定とみなし、撮像側の解像度特性のみを考慮している。そこで、変形例１では、撮像側の解像度特性に加え、表示側の解像度特性も考慮することとした。

具体的には、ＩＰ立体テレビ制御手段２５０は、ＩＰ立体テレビ１４０の表示用レンズアレイ１４２と表示素子１４４との距離を、被写体１０の位置に応じて制御する。ここでは、ＩＰ立体テレビ制御手段２５０は、この距離を拡散板位置算出手段２２８と同様の手法で求めて、その駆動をＩＰ立体テレビ１４０に指令する。

ここで、ＩＰ立体テレビ１４０は、表示用レンズアレイ１４２と表示素子１４４との距離を調整する距離調整機構を備える。つまり、ＩＰ立体テレビ１４０は、図８の距離ｇを調整する距離調整機構を備える。例えば、ＩＰ立体テレビ１４０は、距離調整機構として、表示素子１４４の表示面法線方向に延長したレールと、表示用レンズアレイ１４２を搭載する台座とを備える。この台座は、レール上で駆動するためのモータを備える。そして、ＩＰ立体テレビ１４０は、ＩＰ立体テレビ制御手段２５０からの指令に従って、レールに載せられた台座が駆動する。

これによって、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｃは、表示側の解像度特性も調整できるので、ＩＰ立体映像の解像度をさらに向上させることができる。
なお、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｃは、初期設定値として被写体１０の位置が入力され、入力された被写体１０の位置を記憶する被写体情報記憶部（不図示）を備えてもよい。

（変形例２）
前記した各実施形態では、ＩＰ立体カメラ１１０が仮想カメラであることとしたが、ＩＰ立体カメラ１１０が実写カメラであってもよい。つまり、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０は、算出したＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータに従って、実在するＩＰ立体カメラ１１０を制御してもよい。

例えば、撮像用レンズアレイ１１２及び拡散板１１４の位置は、ＩＰ立体カメラ１１０が変形例１と同様の距離調整機構を備えることで、制御できる。また、撮像用レンズアレイ１１２の方向は、ＩＰ立体カメラ１１０を自律移動型の雲台に搭載することで、制御できる。また、高精細カメラ１１６の焦点距離は、高精細カメラ１１６のフォーカスリングを駆動することで、制御できる。

また、撮像用レンズアレイ１１２の画角及び焦点距離は、撮像用レンズアレイ１１２を微小カメラからなるカメラアレイとすることで、制御できる。このとき、撮像用レンズアレイ１１２のレンズ間隔は、カメラアレイで撮像された要素画像群にレンズ数変換処理を施すことで、制御できる。
以上のように、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０Ｃは、ＩＰ立体カメラ１１０が実写カメラの場合でも制御可能である。

（その他変形例）
ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０ＣがＩＰ立体カメラ１１０を制御することとして説明したが、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータを算出するだけでもよい。つまり、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃは、ＩＰ立体カメラ制御手段２４０を備えなくともよい。
この場合でも、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃが算出したカメラパラメータに従って制作作業を行えば、ＩＰ立体映像の制作時間を短縮できる。

ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃが絞り量算出手段２２７を備えることとして説明したが、絞り量算出手段２２７を備えなくともよい。つまり、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃは、ＩＰ立体カメラ１１０のカメラパラメータとして、絞り量を算出しなくともよい。

ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃを独立したハードウェアとして説明したが、本願発明は、これに限定されない。例えば、ＩＰ立体カメラ制御装置１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃは、コンピュータが備えるＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等のハードウェア資源を、前記した各手段として協調動作させるＩＰ立体カメラ制御プログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布してもよく、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布してもよい。

ＩＰ立体カメラ１１０が拡散板１１４を備えることとしたが、拡散板１１４を備えずともよい。さらに、ＩＰ立体カメラ１１０は、集光部材として、拡散板１１４の代わりに集光レンズ（不図示）を備えてもよい。

１，１Ｂ ＩＰ立体映像制作システム
２ ２眼立体映像制作システム
１０ 被写体
２０ ２眼立体カメラ（撮像カメラ）
２０Ｌ，２０Ｒ ステレオカメラ
２２Ｌ，２２Ｒ 撮像素子
３０ 収録再生装置
４０ ２眼立体テレビ
１００，１００Ｂ カメラパラメータ取得装置
１１０ ＩＰ立体カメラ
１１２ 撮像用レンズアレイ（レンズアレイ）
１１４ 拡散板（集光部材）
１１６ 高精細カメラ（立体撮像装置）
１２０，１２０Ｂ，１２０Ｃ ＩＰ立体カメラ制御装置（カメラパラメータ算出装置）
１３０ 収録再生装置
１４０ ＩＰ立体テレビ
１５０ 単眼カメラ（撮像カメラ）
１６０ ２次元テレビ
２１０ 入力手段
２２０ ＩＰ立体カメラパラメータ算出手段
２２１ レンズアレイパラメータ算出手段
２２２ 位置算出手段
２２３ 方向算出手段
２２４ 画角算出手段
２２５ レンズ間隔算出手段
２２６ レンズアレイ焦点距離算出手段
２２７ 絞り量算出手段
２２８ 拡散板位置算出手段（集光部材位置算出手段）
２２９ 高精細カメラ焦点距離算出手段（立体撮像装置焦点距離算出手段）
２３０ 出力手段
２４０ ＩＰ立体カメラ制御手段
２５０ ＩＰ立体テレビ制御手段

Claims (7)

1. 仮想３次元空間内に配置された仮想的な撮像カメラのカメラパラメータから、レンズアレイと立体撮像装置とを備えるＩＰ立体カメラのカメラパラメータを算出するカメラパラメータ算出装置であって、
   前記撮像カメラのカメラパラメータとして、前記撮像カメラにおけるゼロ視差面の位置及びサイズと、前記撮像カメラの撮像方向と、前記撮像カメラの焦点距離と、前記撮像カメラが備える撮像素子のサイズと、前記撮像カメラの光軸に対する前記撮像素子のずれ量とが入力される入力手段と、
   前記レンズアレイの位置を、前記ゼロ視差面の位置と同位置で算出する位置算出手段と、
   前記レンズアレイの方向を、前記撮像方向と同方向で算出する方向算出手段と、
   前記撮像素子のサイズと、前記ずれ量と、前記撮像カメラの焦点距離とが含まれる画角算出式により、前記レンズアレイの画角を算出する画角算出手段と、
   前記ゼロ視差面のサイズと、予め設定された前記レンズアレイのレンズ個数とに基づいて、前記レンズアレイのレンズ間隔を算出するレンズ間隔算出手段と、
   前記レンズ間隔と、前記レンズアレイの画角とに基づいて、前記レンズアレイの焦点距離を算出するレンズアレイ焦点距離算出手段と、
   前記ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、前記レンズアレイの位置と方向と画角とレンズ間隔と焦点距離とを出力する出力手段と、を備えることを特徴とするカメラパラメータ算出装置。
2. 前記レンズアレイの出射光を前記立体撮像装置に集光する集光部材が備えられたＩＰ立体カメラについて、前記レンズアレイの焦点距離を基準とした前記集光部材の位置を算出する集光部材位置算出手段と、
   前記立体撮像装置が前記集光部材の位置に合焦するように、前記立体撮像装置の焦点距離を算出する立体撮像装置焦点距離算出手段と、
   前記出力手段は、前記ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、前記集光部材の位置及び前記立体撮像装置の焦点距離をさらに出力することを特徴とする請求項１に記載のカメラパラメータ算出装置。
3. 前記出力手段は、前記ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、仮想３次元空間内に配置された仮想ＩＰ立体カメラのカメラパラメータを出力し、
   前記仮想ＩＰ立体カメラのカメラパラメータに基づいて、前記仮想ＩＰ立体カメラを制御するＩＰ立体カメラ制御手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラパラメータ算出装置。
4. 前記入力手段は、前記撮像カメラのカメラパラメータとして、前記撮像カメラの被写界深度がさらに入力され、
   前記被写界深度と、前記レンズアレイの焦点距離と、前記レンズ間隔と、予め設定された前記レンズアレイから被写体までの距離とに基づいて、前記レンズアレイの絞り量を算出する絞り量算出手段、をさらに備え、
   前記出力手段は、前記ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、前記レンズアレイの絞り量をさらに出力することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のカメラパラメータ算出装置。
5. 前記出力手段は、前記ＩＰ立体カメラのカメラパラメータとして、実空間内に配置された実写ＩＰ立体カメラのカメラパラメータを出力し、
   前記実写ＩＰ立体カメラのカメラパラメータに基づいて、前記実写ＩＰ立体カメラを制御するＩＰ立体カメラ制御手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラパラメータ算出装置。
6. 前記入力手段は、２眼立体カメラ又は単眼カメラの何れかである前記撮像カメラのカメラパラメータが入力されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のカメラパラメータ算出装置。
7. コンピュータを、請求項１から請求項６の何れか一項に記載のカメラパラメータ算出装置として機能させるためのカメラパラメータ算出プログラム。

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