JP2013074473A - Panorama imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To take 3D panorama photograph that has a wide field view in horizontal and vertical directions, from a plurality of 3D images photographed with a twin-lens camera.SOLUTION: A plurality of 3D photographs are taken by changing a field view with the 3D camera (twin-lens camera), and a distance information map is calculated from the left and right images of the same field view. Then, a combined image in which the characteristic points corresponding to the left (or right) images of different field views are coupled so as to match is formed. Also, a distance information connection map coupled so as to have the same positional relation as the coupling method is formed. Thereby, 3D panorama photographing is realized.

Description

本発明は、視野の異なる複数の撮影画像を結合することによってパノラマ画像を得るパノラマ撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a panoramic imaging apparatus that obtains a panoramic image by combining a plurality of captured images having different fields of view.

人間の目の間隔程度離れた光軸間隔を持つ2個のカメラ(2眼カメラ)で、左目視線の左画像と右目視線の右画像をそれぞれ撮影することで3D画像の撮影が可能である。   It is possible to shoot a 3D image by shooting a left image of the left line of sight and a right image of the right line of sight with two cameras (two-lens cameras) having optical axis intervals that are approximately the distance between human eyes.

図2(1)に従来の3Dカメラがついた携帯端末の一例を示す。撮像装置の筐体1に第一カメラ2と第二カメラ3が離れて配置されている。筐体1裏面には、3D撮影画像を表示するための表示素子5が配置されている。表示素子は例えば、視差バリア方式の裸眼3D液晶などを用いて3D表示が可能である。   FIG. 2A shows an example of a portable terminal with a conventional 3D camera. A first camera 2 and a second camera 3 are arranged apart from each other in a housing 1 of the imaging apparatus. A display element 5 for displaying a 3D captured image is disposed on the rear surface of the housing 1. For example, the display element can perform 3D display using a parallax barrier type naked-eye 3D liquid crystal or the like.

カメラの画角よりも広い画角の3Dのパノラマ画像を得る方法として、例えば特許文献1に記載されている方法がある。   As a method for obtaining a 3D panoramic image having a wider angle of view than the angle of view of the camera, for example, there is a method described in Patent Document 1.

複数のカメラを円周上に外側に向けて並べて撮影することで、水平方向に広画角の全方位パノラマ画像を得る。さらに距離推定用カメラを上記円の中心上部に配置し、水平方向の画像を撮影する。距離測定用カメラは、円の中心軸に対して回転することで、全方位の撮影が可能である。上記水平方向の円周上に並んだ各カメラ画像と距離測定用カメラ画像の被写体の視差から、円周上カメラに写った各被写体の距離情報を得る。これにより、全方位パノラマ画像とその距離情報を取得できる。   An omnidirectional panoramic image having a wide angle of view in the horizontal direction is obtained by photographing a plurality of cameras arranged side by side on the circumference. Further, a distance estimation camera is arranged at the upper center of the circle to capture a horizontal image. The distance measuring camera can be photographed in all directions by rotating with respect to the central axis of the circle. The distance information of each subject captured by the camera on the circumference is obtained from the parallax of the subject of each camera image arranged on the circumference in the horizontal direction and the camera image for distance measurement. Thereby, an omnidirectional panoramic image and its distance information can be acquired.

一方、2つ(または複数の)異なる方向に向けて撮影した2つの画像の重なり部分に共通する特徴点が一致するように2つの画像を結合することにより、広視野のパノラマ画像合成方法が知られている。(例えば特許文献2)
複数の異なる方向に向けて撮影した第一カメラ画像から上記パノラマ画像合成方法を用いて、第一パノラマ画像を生成することができる。また、複数の第二カメラ画像からも同様に上記パノラマ画像合成方法を用いて、第二パノラマ画像を生成することができる。これにより、第一パノラマ画像と第二パノラマ画像からなる3Dパノラマ画像を得ることができる。
On the other hand, a panoramic image synthesis method with a wide field of view is known by combining two images so that the common feature points coincide with each other in an overlapping portion of two images taken in two (or a plurality of) different directions. It has been. (For example, Patent Document 2)
The first panorama image can be generated from the first camera image photographed in a plurality of different directions using the panorama image synthesis method. Similarly, a second panorama image can be generated from a plurality of second camera images using the panorama image synthesis method. Thereby, a 3D panoramic image composed of the first panoramic image and the second panoramic image can be obtained.

しかし、この方法で3Dパノラマ画像を得るには、3Dカメラの光軸中心を結ぶ基準線16が傾かないように動かして撮影することが必要である。   However, in order to obtain a 3D panoramic image by this method, it is necessary to shoot by moving the reference line 16 connecting the optical axis centers of the 3D camera so as not to tilt.

なぜなら、図2(2)に示すように、3Dカメラの光軸中心を結ぶ基準線16が傾くと、第一カメラ画像(B)と第二カメラ画像(B)の被写体の上下ずれ15が発生するからである。   This is because, as shown in FIG. 2B, when the reference line 16 connecting the optical axis centers of the 3D camera is tilted, the vertical displacement 15 of the subject of the first camera image (B) and the second camera image (B) occurs. Because it does.

特開2010−239416号公報JP 2010-239416 A 特開2006−20111号公報JP 2006-20111 A

従来の2眼カメラを複数の異なる方向に向けて3D撮影し、パノラマ画像合成方法により3D画像を合成する方法では、2眼カメラの光軸中心を結ぶ基準線が傾かないように調整しながら、複数の3D画像を撮影する必要があるため、操作性が悪いという課題があった。   In the method of 3D shooting with a conventional twin-lens camera facing a plurality of different directions and synthesizing a 3D image using the panoramic image synthesis method, the reference line connecting the optical axis centers of the twin-lens camera is adjusted so that it does not tilt, Since it is necessary to shoot a plurality of 3D images, there is a problem that operability is poor.

また、左右カメラのパノラマ合成をそれぞれ独立に実施し、2つ以上の画像を用いてこの結合を繰り返していくと、左右の合成精度の差が積算されることにより、左右カメラの被写体の上下方向のずれが積算され、3D画像として立体視できない部分が発生するため、広画角のパノラマ3D画像が生成できないという課題も有していた。   In addition, when panorama synthesis of the left and right cameras is performed independently and this combination is repeated using two or more images, the difference in the left and right synthesis accuracy is accumulated, so that the subject of the left and right cameras As the 3D image is accumulated and a part that cannot be stereoscopically viewed is generated, a panoramic 3D image having a wide angle of view cannot be generated.

また、特許文献1の複数の円筒上に並んだカメラを用いて3Dパノラマ撮影する方法は、複数のカメラを必要とすることから、大型で高価なものとなっていた。   Further, the method of performing 3D panoramic photographing using cameras arranged on a plurality of cylinders in Patent Document 1 requires a plurality of cameras, and thus is large and expensive.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、複数のカメラを用いることなく2眼カメラで3Dパノラマ画像が撮影でき、2眼カメラの傾きが水平からずれたとして上下ずれのない広画角な3Dパノラマ画像の撮影が可能なパノラマ撮像装置を実現することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. A 3D panoramic image can be taken with a twin-lens camera without using a plurality of cameras. An object of the present invention is to realize a panoramic imaging apparatus capable of capturing a 3D panoramic image having a wide field angle.

次に、上記の課題を解決するための手段について述べる。   Next, means for solving the above problems will be described.

本発明のパノラマ撮像装置は、第一カメラと第二カメラと、前記第一カメラと前記第二カメラの視差から距離情報マップを生成する距離情報検出手段と、複数画像を各画像の対応する特徴点が一致するように位置合せを行ったのち画像結合する画像結合手段を有し、視野の異なる複数の第一カメラ画像と複数の第二カメラ画像からなる複数の3D画像を撮影し、前記距離情報検出手段により、複数の前記第一カメラ画像の複数の前記距離情報マップを生成し、複数の前記第一カメラ画像を前記画像結合手段により結合した第一カメラ結合画像を生成し、複数の前記距離情報マップを前記第一カメラ結合画像の結合方法と同じ位置関係で結合した距離情報結合マップを生成する。   The panorama imaging apparatus of the present invention includes a first camera, a second camera, distance information detection means for generating a distance information map from the parallax of the first camera and the second camera, and a plurality of images corresponding to each image. Image combining means for combining images after performing alignment so that the points coincide with each other, taking a plurality of 3D images composed of a plurality of first camera images and a plurality of second camera images having different fields of view, and said distance Generating a plurality of the distance information maps of the plurality of first camera images, generating a first camera combined image obtained by combining the plurality of first camera images by the image combining unit; A distance information combined map is generated by combining the distance information map with the same positional relationship as the first camera combined image combining method.

この構成により、2眼カメラの複数3D画像から、距離情報を含むパノラマ画像を得ることができる。   With this configuration, a panoramic image including distance information can be obtained from a plurality of 3D images of a twin-lens camera.

また、本発明のパノラマ撮像装置は、前記第一カメラ画像の第一距離情報マップと隣接して撮影した第二距離情報マップの共通領域の各画素における前記距離情報結合マップの距離情報の値が、前記第一距離情報マップと前記第二距離情報マップの前記距離情報の2つの値の中間値とする。   In the panoramic imaging device of the present invention, the distance information value of the distance information combination map in each pixel of the common area of the second distance information map photographed adjacent to the first distance information map of the first camera image is The intermediate value of the two values of the distance information of the first distance information map and the second distance information map.

この構成により、共通領域の画素の距離情報マップの値の精度を上げることが可能となる。   With this configuration, it is possible to increase the accuracy of the value of the distance information map of the pixels in the common area.

また、本発明のパノラマ撮像装置は、前記距離情報結合マップと前記第一カメラ結合画像から、左用結合画像と右用結合画像からなる、3Dパノラマ画像を生成する。   The panorama imaging apparatus of the present invention generates a 3D panoramic image composed of a left combined image and a right combined image from the distance information combined map and the first camera combined image.

この構成により、3Dパノラマ画像を得ることができる。   With this configuration, a 3D panoramic image can be obtained.

また、本発明のパノラマ撮像装置は、前記距離情報結合マップと前記第一カメラ結合画像の一部を切り出した切り出しマップ及び切り出し画像から、左用切り出し画像と右用切り出し画像からなる、切り出し3D画像を生成する。   In addition, the panoramic imaging apparatus of the present invention can extract a cut-out 3D image including a cut-out image for left and a cut-out image for right from the cut-out map and cut-out image obtained by cutting out a part of the distance information combination map and the first camera combined image. Generate.

この構成により、任意の画角で任意の傾きから見たときの3D画像を生成することができる。   With this configuration, it is possible to generate a 3D image when viewed from an arbitrary inclination at an arbitrary angle of view.

また、本発明のパノラマ撮像装置は、3D表示手段と姿勢センサを有し、前記3D表示手段の法線方向の変化を前記姿勢センサで検出し、前記法線方向の変化に応じて、前記切り出し画像の切り出し位置をずらすことによって生成した前記切り出し3D画像を前記3D表示手段に表示する。   In addition, the panorama imaging apparatus of the present invention includes a 3D display unit and a posture sensor, detects a change in the normal direction of the 3D display unit by the posture sensor, and cuts out according to the change in the normal direction. The cut-out 3D image generated by shifting the cut-out position of the image is displayed on the 3D display means.

この構成により、画角の狭い3D表示ディスプレイを用いて、広画角のパノラマ3D画像の表示が可能となる。   With this configuration, it is possible to display a panoramic 3D image with a wide angle of view using a 3D display with a narrow angle of view.

本発明によれば、撮影時に2眼カメラの水平方向の傾きがあったとしても、立体視可能な広画角のパノラマ3D画像の生成が可能となる。   According to the present invention, it is possible to generate a panoramic 3D image with a wide angle of view that can be stereoscopically viewed even if the horizontal direction of the binocular camera is tilted during shooting.

本発明の実施の形態1の3D撮像装置の概略構造図とブロック構成図1 is a schematic structural diagram and a block configuration diagram of a 3D imaging device according to a first embodiment of the present invention. 従来のパノラマ3D撮像方法の課題の説明図Explanatory drawing of the subject of the conventional panorama 3D imaging method 本発明の実施の形態1のパノラマ3D画像生成方法を示す図The figure which shows the panorama 3D image generation method of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のパノラマ3D画像生成方法の続きを示す図The figure which shows the continuation of the panorama 3D image generation method of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の切り出し3D画像の生成方法を示す図The figure which shows the production | generation method of the cut-out 3D image of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の切り出し位置の決定方法を示す図The figure which shows the determination method of the cutout position of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の切り出し3D画像の視差方向を示す図The figure which shows the parallax direction of the cut-out 3D image of Embodiment 1 of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態の3D撮像装置の概略構造図とブロック構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic structural diagram and a block configuration diagram of a 3D imaging apparatus according to the present embodiment.

以下、本実施の形態1では、1個の筐体からなる携帯端末装置を想定して説明するが、その他、折畳み型の携帯端末やデジタルスチルカメラなど、小型カメラを有する電子機器に装着した場合も同様である。   Hereinafter, the first embodiment will be described assuming a portable terminal device including a single case. However, in the case where the portable terminal device is mounted on an electronic apparatus having a small camera such as a folding portable terminal or a digital still camera. Is the same.

図1(1)に示すように、携帯端末装置の長方形の筐体1の表示素子5の裏面に第一カメラ2と第二カメラ3からなる2眼の3Dカメラ4が配置されている。ここでは、左カメラを第一カメラ、右カメラを第二カメラと仮定するが、逆であっても構わない。   As shown in FIG. 1A, a two-lens 3D camera 4 including a first camera 2 and a second camera 3 is disposed on the back surface of the display element 5 of the rectangular housing 1 of the mobile terminal device. Here, the left camera is assumed to be the first camera, and the right camera is assumed to be the second camera.

図1(3)は携帯端末装置のブロック構成図を示す。第一カメラ2と第二カメラ3はカメラ制御手段6で制御され、撮影画像を記憶手段7に保存し、表示素子5を用いて撮像画像を表示する。   FIG. 1 (3) is a block diagram of the mobile terminal device. The first camera 2 and the second camera 3 are controlled by the camera control unit 6, store the captured image in the storage unit 7, and display the captured image using the display element 5.

表示素子5は、例えばバリア液晶を有する裸眼3D液晶であるが、電子シャッタ眼鏡などを用いたフレームシーケンシャル方式の3D表示素子でも構わない。   The display element 5 is, for example, a naked eye 3D liquid crystal having a barrier liquid crystal, but may be a frame sequential 3D display element using electronic shutter glasses or the like.

距離情報検出手段8は、第一カメラ2と第二カメラ3の画像から被写体の距離情報を検出して距離情報マップを生成する機能を有する。ここで、距離情報マップとは、撮影画像の各画素に対して、カメラと被写体間距離または、被写体間距離情報を含む一次元量が定義されたマップを指す。   The distance information detection means 8 has a function of detecting distance information of the subject from the images of the first camera 2 and the second camera 3 and generating a distance information map. Here, the distance information map refers to a map in which a one-dimensional amount including the distance between the camera and the subject or the distance information between the subjects is defined for each pixel of the captured image.

画像結合手段9は、複数の画像に対応する特徴点を検出し、その特徴点が一致するように複数の画像を繋ぎ合わせて合成画像を生成する、いわゆるパノラマ合成機能を有する。   The image combining means 9 has a so-called panoramic synthesis function for detecting feature points corresponding to a plurality of images and connecting the plurality of images so that the feature points match to generate a composite image.

さらに、この携帯端末は、加速度センサや方位センサなどからなる姿勢センサ10を内蔵し、端末の姿勢を検出することができる。   Furthermore, this portable terminal has a built-in posture sensor 10 including an acceleration sensor, a direction sensor, and the like, and can detect the posture of the terminal.

図2は、従来の3Dカメラ4の光軸中心間を結ぶ基準線16が傾いたときに、撮影される画像例を示す。   FIG. 2 shows an example of an image taken when the reference line 16 connecting the optical axis centers of the conventional 3D camera 4 is tilted.

図2(2)に示すように、従来は、3Dカメラの光軸中心を結ぶ基準線16が傾くと、第一カメラ画像(B)と第二カメラ画像(B)の被写体の上下ずれ15が発生する。   As shown in FIG. 2 (2), when the reference line 16 connecting the optical axis center of the 3D camera is inclined, the vertical displacement 15 of the subject in the first camera image (B) and the second camera image (B) is conventionally generated. Occur.

図3は本実施の形態1のパノラマ3D画像生成方法を示す。   FIG. 3 shows a panorama 3D image generation method according to the first embodiment.

図3(1)は第一のシーンの3D画像(A)17の第一カメラ画像(A)11と第二カメラ画像(A)12から距離情報マップ(A)19を生成したときの画像の一例を示す。   FIG. 3 (1) shows the image when the distance information map (A) 19 is generated from the first camera image (A) 11 and the second camera image (A) 12 of the 3D image (A) 17 of the first scene. An example is shown.

また、図3(2)は第二のシーンの3D画像(B)18の第一カメラ画像(B)13と第二カメラ画像(B)14から距離情報マップ(B)20を生成したときの画像の一例を示す。   FIG. 3 (2) shows the distance information map (B) 20 generated from the first camera image (B) 13 and the second camera image (B) 14 of the 3D image (B) 18 of the second scene. An example of an image is shown.

距離情報マップは、被写体距離を画像の輝度値に置き換えて、白黒画像で表現したものであり、近くにある画素ほど白く、遠くにある画素ほど黒い。   The distance information map is a monochrome image that is obtained by replacing the subject distance with the luminance value of the image, and the closer to the pixel, the more white the pixel, and the farther the pixel, the black.

図4は本実施の形態1のパノラマ3D画像生成方法の続きを示す。図4(2)は第一カメラ画像(A)と異なる方向を撮影した第二カメラ画像(B)から、距離情報検出手段を用いて、パノラマ合成を行いて作成した、第一カメラ結合画像21とする。   FIG. 4 shows the continuation of the panorama 3D image generation method of the first embodiment. FIG. 4 (2) shows a first camera combined image 21 created by performing panoramic synthesis using a distance information detection means from a second camera image (B) taken in a different direction from the first camera image (A). And

例えば、第一カメラ画像(A)11の左上の点をO1、第一カメラ画像(B)13の左上の点をO2とすると、点O1と点O2の相対位置が水平方向にx、垂直方向にyだけずらし、第一カメラ画像(A)に対する第一カメラ画像(B)の水平ラインの角度をθとする。   For example, when the upper left point of the first camera image (A) 11 is O1, and the upper left point of the first camera image (B) 13 is O2, the relative position of the point O1 and the point O2 is x in the horizontal direction and the vertical direction. And the angle of the horizontal line of the first camera image (B) with respect to the first camera image (A) is θ.

次に、第一カメラ画像(A)11の距離情報マップ(A)19と第一カメラ画像(B)13の距離情報マップ(B)20のパノラマ合成を以下の方法で実施する。   Next, panorama synthesis of the distance information map (A) 19 of the first camera image (A) 11 and the distance information map (B) 20 of the first camera image (B) 13 is performed by the following method.

例えば、上記の第一カメラ結合画像21の場合には、図4(4)に示すように、距離情報マップ(A)の左上の点をO3、距離情報マップ(B)の左上の点をO4とすると、点O3と点O4の相対位置が水平方向にx、垂直方向にyだけずらし、距離情報マップ(A)に対する距離情報マップ(B)の水平ラインの角度をθ傾けて画像を結合し、第一カメラ距離情報結合マップ22を得る。   For example, in the case of the first camera combined image 21, the upper left point of the distance information map (A) is O3, and the upper left point of the distance information map (B) is O4, as shown in FIG. Then, the relative positions of the points O3 and O4 are shifted by x in the horizontal direction and y in the vertical direction, and the angle of the horizontal line of the distance information map (B) with respect to the distance information map (A) is tilted by θ to combine the images. The first camera distance information combination map 22 is obtained.

すなわち、距離情報マップ(A)19と距離情報マップ(B)20の位置関係が第一カメラ画像(A)と第一カメラ画像(B)の位置関係と同じ位置関係になるように結合する。   That is, the distance information map (A) 19 and the distance information map (B) 20 are combined so that the positional relationship is the same as the positional relationship between the first camera image (A) and the first camera image (B).

距離情報マップ(A)と距離情報マップ(B)の重なり領域の画素、例えば図4(3)の点A1と点A2に相当する、第一カメラ距離情報結合マップ22の画素点A3の距離情報は以下のように計算する。   Distance information of the pixel point A3 of the first camera distance information combination map 22 corresponding to the pixels in the overlapping region of the distance information map (A) and the distance information map (B), for example, the points A1 and A2 in FIG. Is calculated as follows.

点A1の距離情報をL1、点A2の距離情報をL2、点A3の距離情報をL3とすると、例えば、L3はL1とL2の平均値L3=(L1+L2)/2 とする。これにより、正確な距離情報L3を得ることができる。   When the distance information of the point A1 is L1, the distance information of the point A2 is L2, and the distance information of the point A3 is L3, for example, L3 is an average value of L1 and L2 L3 = (L1 + L2) / 2. Thereby, accurate distance information L3 can be obtained.

なお、L3がL1とL2の中間の値であれば、平均値でなくても構わない。   If L3 is an intermediate value between L1 and L2, it may not be an average value.

さらに、左画像である第一カメラ結合画像21と第一カメラ距離情報結合マップ22から、右画像及び左画像のパノラマ画像を得ることで、パノラマ3D画像23を得ることができる。   Furthermore, a panoramic 3D image 23 can be obtained by obtaining a panoramic image of the right image and the left image from the first camera combined image 21 and the first camera distance information combined map 22 that are left images.

第一カメラ距離情報結合マップ22の視差情報として右画像を生成しているので、上下ずれのない3D画像が得られる。すなわち、図2(2)の従来の課題が解決できる。   Since the right image is generated as the parallax information of the first camera distance information combination map 22, a 3D image with no vertical shift is obtained. That is, the conventional problem of FIG.

すなわち、第一カメラと第二カメラの光軸中心間を結ぶ基準線が水平になるように撮影した第一の3D画像(A)17と、基準線が水平から傾いた状態で撮影した第二の3D画像(B)18を結合した、パノラマ3D画像23において、第一の3D画像(A)と第二の3D画像(B)の共通部分を3D画像(B)から除いた非共通部分の3D画像(B)の視差方向が前記第一3D画像の水平方向に完全に等しくなり、上下ずれを無くすことができる。   That is, the first 3D image (A) 17 photographed so that the reference line connecting the optical axis centers of the first camera and the second camera is horizontal, and the second photographed with the reference line tilted from the horizontal. In the panorama 3D image 23 obtained by combining the 3D images (B) 18, the common part of the first 3D image (A) and the second 3D image (B) is removed from the 3D image (B). The parallax direction of the 3D image (B) is completely equal to the horizontal direction of the first 3D image, and vertical displacement can be eliminated.

次に、パノラマ3D画像の3D表示方法について述べる。   Next, a 3D display method for a panoramic 3D image will be described.

上述の方法で得られた第一カメラ結合画像21と第一カメラ距離情報結合マップ22から一部の画像を切り出し、3D画像を生成したのち表示素子に表示することで、パノラマ3D画像の表示を実現する。   A part of the image is extracted from the first camera combined image 21 and the first camera distance information combined map 22 obtained by the above-described method, and a 3D image is generated and then displayed on the display element, thereby displaying a panoramic 3D image. Realize.

図5に示すように、第一カメラ結合画像21から切り出し画像24を切り出し、第一カメラ距離情報結合マップ22から切り出し画像24に相当する画角の切り出しマップ25を切り出す。   As illustrated in FIG. 5, a cutout image 24 is cut out from the first camera combined image 21, and a cutout map 25 having an angle of view corresponding to the cutout image 24 is cut out from the first camera distance information combined map 22.

切り出し画像24とそれに対応する切り出しマップ25から、切り出し3D画像26を得る。   A cut-out 3D image 26 is obtained from the cut-out image 24 and the cut-out map 25 corresponding thereto.

図6には、第一カメラ結合画像21からの切り出し画像24の位置の決定方法を示す。   FIG. 6 shows a method for determining the position of the cutout image 24 from the first camera combined image 21.

図6(1)に示すように、表示素子5のディスプレイの法線方向の法線ベクトルの方向に応じて、切り出し画像の左上の位置を変化させる。なお、法線ベクトルは単位ベクトルとする。   As shown in FIG. 6A, the upper left position of the cut-out image is changed according to the direction of the normal vector in the normal direction of the display of the display element 5. The normal vector is a unit vector.

法線ベクトルの方向は、携帯端末の筐体1に内蔵された姿勢センサ10により測定できる。切り出し画像24を表示しているときの携帯端末の姿勢から算出される法線ベクトルを法線ベクトル29とする。   The direction of the normal vector can be measured by an attitude sensor 10 built in the housing 1 of the mobile terminal. A normal vector calculated from the attitude of the mobile terminal when the cutout image 24 is displayed is a normal vector 29.

携帯端末の向きが変わったときの法線ベクトルを第二法線ベクトル30とし、このときの切り出し画像を第二切り出し画像27とすると、切り出し位置の移動量28は、法線ベクトル29と第二法線ベクトル30の変化量を示す法線ベクトルの変化量31に応じて変化させる。   If the normal vector when the orientation of the mobile terminal is changed is the second normal vector 30, and the cutout image at this time is the second cutout image 27, the movement amount 28 of the cutout position is the normal vector 29 and the second cutout image 27. The amount of change of the normal vector 30 is changed according to the amount of change 31 of the normal vector.

例えば、左上の切り出し位置の移動量28ベクトルをD1は、法線ベクトルの変化量31のベクトルをD2とすると、D1=a・D2(aは定数)とする。   For example, if the movement amount 28 vector at the upper left cutout position is D1 and the normal vector change amount 31 vector is D2, D1 = a · D2 (a is a constant).

次に、図6(2)には、携帯端末のディスプレイの水平ラインが傾いたときの切り出し水平ラインの角度の決定方法を示す。   Next, FIG. 6B shows a method for determining the angle of the cut-out horizontal line when the horizontal line of the display of the portable terminal is tilted.

加速度センサなどの姿勢センサ10から、携帯端末のディスプレイの水平ラインに対する垂直方向がわかる。この垂直方向のベクトルを垂直ベクトル32とする。   From the attitude sensor 10 such as an acceleration sensor, the vertical direction with respect to the horizontal line of the display of the portable terminal can be known. This vertical vector is defined as a vertical vector 32.

第二切り出し画像27のときの携帯端末の垂直ベクトルを第二垂直ベクトル33とする。垂直ベクトル32と第二垂直ベクトル33の角度をθとすると、第二切り出し画像27の水平ラインが切り出し画像24の水平ラインに対する角度がθとなるように、第二切り出し画像27を切り出す。   The vertical vector of the mobile terminal at the time of the second cutout image 27 is set as a second vertical vector 33. When the angle between the vertical vector 32 and the second vertical vector 33 is θ, the second cutout image 27 is cut out so that the horizontal line of the second cutout image 27 is θ with respect to the horizontal line of the cutout image 24.

上記の切り出し画像と切り出しマップから3D画像を生成し、表示素子に表示する。   A 3D image is generated from the cutout image and the cutout map and displayed on the display element.

以上により、切り出し3D画像を生成し、携帯端末の表示ディスプレイの向きに応じて、表示画像が変化することができ、広画角のパノラマ3D画像の表示が可能となる。   As described above, a cut-out 3D image is generated, the display image can be changed according to the orientation of the display of the mobile terminal, and a panoramic 3D image with a wide angle of view can be displayed.

なお、図7に示すように、切り出し画像24と切り出しマップ25から、3D画像を生成するときの視差の方向は自由に設定可能である。   As shown in FIG. 7, the direction of parallax when generating a 3D image from the cutout image 24 and the cutout map 25 can be freely set.

ユーザの左右の目の水平ライン37が切り出し画像の水平ラインと平行である場合には、図7(1)に示すように、左右画像の視差が切り出し画像の水平ライン方向となる第二切り出し3D画像34とする。   When the horizontal line 37 of the left and right eyes of the user is parallel to the horizontal line of the cutout image, as shown in FIG. 7A, the second cutout 3D in which the parallax of the left and right images is in the horizontal line direction of the cutout image. Let it be an image 34.

また、ユーザの左右の目の水平ライン37が重力方向36に対して垂直である場合には、図7(2)に示すように、重心方向に対して垂直方向に左右画像の視差が付いた第三切り出し3D画像35とする。なお、重力方向は、姿勢センサ10から測定することができる。   In addition, when the horizontal line 37 of the left and right eyes of the user is perpendicular to the gravity direction 36, as shown in FIG. The third cut-out 3D image 35 is used. The gravity direction can be measured from the posture sensor 10.

以上により、2眼カメラの水平方向の傾きがあったとしても、立体視可能な広画角のパノラマ3D画像の生成が可能となるとともに、広画角のパノラマ3D画像の表示も可能となる。   As described above, even if the binocular camera is tilted in the horizontal direction, it is possible to generate a panoramic 3D image with a wide angle of view that can be stereoscopically viewed, and display a panoramic 3D image with a wide angle of view.

本発明は3Dカメラとして有用であり、携帯電話、携帯端末、デジタルスチルカメラ、等々のカメラを有する様々な電子機器に利用可能である。   The present invention is useful as a 3D camera, and can be used for various electronic devices having a camera such as a mobile phone, a mobile terminal, a digital still camera, and the like.

1 筐体
2 第一カメラ
3 第二カメラ
4 3Dカメラ
5 表示素子
6 カメラ制御手段
7 記憶手段
8 距離情報検出手段
9 画像結合手段
10 姿勢センサ
11 第一カメラ画像(A)
12 第二カメラ画像(A)
13 第一カメラ画像(B)
14 第二カメラ画像(B)
15 上下ずれ
16 基準線
17 3D画像(A)
18 3D画像(B)
19 距離情報マップ(A)
20 距離情報マップ(B)
21 第一カメラ結合画像
22 第一カメラ距離情報結合マップ
23 パノラマ3D画像
24 切り出し画像
25 切り出しマップ
26 切り出し3D画像
27 第二切り出し画像
28 切り出し位置の移動量
29 法線ベクトル
30 第二法線ベクトル
31 法線ベクトルの変化量
32 垂直ベクトル
33 第二垂直ベクトル
34 第二切り出し3D画像
35 第三切り出し3D画像
36 重力方向
37 目の水平ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing | casing 2 1st camera 3 2nd camera 4 3D camera 5 Display element 6 Camera control means 7 Memory | storage means 8 Distance information detection means 9 Image coupling | bonding means 10 Posture sensor 11 1st camera image (A)
12 Second camera image (A)
13 First camera image (B)
14 Second camera image (B)
15 Vertical displacement 16 Reference line 17 3D image (A)
18 3D image (B)
19 Distance information map (A)
20 Distance information map (B)
21 first camera combined image 22 first camera distance information combined map 23 panorama 3D image 24 cutout image 25 cutout map 26 cutout 3D image 27 second cutout image 28 moving amount of cutout position 29 normal vector 30 second normal vector 31 Change amount of normal vector 32 Vertical vector 33 Second vertical vector 34 Second cut-out 3D image 35 Third cut-out 3D image 36 Gravitational direction 37 Horizontal line of eye

Claims (6)

第一カメラと第二カメラと、前記第一カメラと前記第二カメラの視差から距離情報マップを生成する距離情報検出手段と、複数画像を各画像の対応する特徴点が一致するように位置合せを行ったのち画像結合する画像結合手段を有し、
視野の異なる複数の第一カメラ画像と複数の第二カメラ画像からなる複数の3D画像を撮影し、前記距離情報検出手段により、複数の前記第一カメラ画像の複数の前記距離情報マップを生成し、複数の前記第一カメラ画像を前記画像結合手段により結合した第一カメラ結合画像を生成し、複数の前記距離情報マップを前記第一カメラ結合画像の結合方法と同じ位置関係で結合した距離情報結合マップを生成するパノラマ撮像装置。
The first camera and the second camera, the distance information detecting means for generating a distance information map from the parallax of the first camera and the second camera, and aligning the plurality of images so that the corresponding feature points of the images match. Image combining means for combining images after performing
A plurality of 3D images composed of a plurality of first camera images and a plurality of second camera images with different fields of view are photographed, and a plurality of the distance information maps of the plurality of first camera images are generated by the distance information detecting means. A first camera combined image obtained by combining the plurality of first camera images by the image combining means, and a plurality of distance information maps combined with the same positional relationship as the first camera combined image combining method. A panoramic imaging device that generates a combined map.
前記第一カメラ画像の第一距離情報マップと隣接して撮影した第二距離情報マップの共通領域の各画素における前記距離情報結合マップの距離情報の値が、前記第一距離情報マップと前記第二距離情報マップの前記距離情報の2つの値の中間値である請求項1記載のパノラマ撮像装置。 The distance information value of the distance information combination map in each pixel of the common area of the second distance information map photographed adjacent to the first distance information map of the first camera image is the first distance information map and the first distance information map. The panorama imaging apparatus according to claim 1, wherein the panorama imaging apparatus is an intermediate value between two values of the distance information in the two-distance information map. 前記距離情報結合マップと前記第一カメラ結合画像から、左用結合画像と右用結合画像からなる、3Dパノラマ画像を生成する請求項1または請求項2に記載のパノラマ撮像装置。 3. The panorama imaging apparatus according to claim 1, wherein a 3D panoramic image including a left combined image and a right combined image is generated from the distance information combined map and the first camera combined image. 前記距離情報結合マップと前記第一カメラ結合画像の一部を切り出した切り出しマップ及び切り出し画像から、左用切り出し画像と右用切り出し画像からなる、切り出し3D画像を生成する請求項1から請求項3のいずれかに記載のパノラマ撮像装置。 The cut-out 3D image including the cut-out image for the left and the cut-out image for the right is generated from the cut-out map and the cut-out image cut out from the distance information combination map and the first camera combined image. The panoramic imaging device according to any one of the above. 3D表示手段と姿勢センサを有し、前記3D表示手段の法線方向の変化を前記姿勢センサで検出し、前記法線方向の変化に応じて、前記切り出し画像の切り出し位置をずらすことによって生成した前記切り出し3D画像を前記3D表示手段に表示する請求項1から請求項4のいずれかに記載のパノラマ撮像装置。 It has 3D display means and a posture sensor, and it is generated by detecting a change in the normal direction of the 3D display means with the posture sensor and shifting the cutout position of the cutout image according to the change in the normal direction. The panoramic imaging apparatus according to claim 1, wherein the cut-out 3D image is displayed on the 3D display unit. 第一カメラと第二カメラと、前記第一カメラと前記第二カメラの視差から距離情報マップを生成する距離情報検出手段を有し、前記第一カメラと前記第二カメラの光軸中心間を結ぶ基準線が水平になるように撮影した第一3D画像と、前記基準線が水平から傾いた状態で撮影した第二3D画像を結合した、第三パノラマ3D画像において、前記第一3D画像と前記第二3D画像の共通部分を前記第二3D画像から除いた非共通部分の3D画像部分の視差方向が前記第一3D画像の水平方向に等しいパノラマ撮像装置。 A distance information detecting means for generating a distance information map from parallax between the first camera and the second camera, and between the optical axis centers of the first camera and the second camera; In the third panorama 3D image obtained by combining the first 3D image photographed so that the reference line to be connected is horizontal and the second 3D image photographed in a state where the reference line is tilted from the horizontal, the first 3D image and A panoramic imaging device in which a parallax direction of a non-common part 3D image part obtained by removing a common part of the second 3D image from the second 3D image is equal to a horizontal direction of the first 3D image.
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