JP2954319B2 - Image bonding method and apparatus - Google Patents

Image bonding method and apparatus

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JP2954319B2
JP2954319B2 JP2291821A JP29182190A JP2954319B2 JP 2954319 B2 JP2954319 B2 JP 2954319B2 JP 2291821 A JP2291821 A JP 2291821A JP 29182190 A JP29182190 A JP 29182190A JP 2954319 B2 JP2954319 B2 JP 2954319B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、例えば眼底写真や衛生写真等のように、球
面をいろいろな角度から平面に投影した複数枚の画像を
球面内或いは球面上に投影して球面内(上)で貼り合せ
る画像貼り合わせ方法及び装置に関するものである。
The present invention relates to image bonding in which a plurality of images obtained by projecting a spherical surface on a plane from various angles, such as a fundus photograph or a sanitary photograph, are projected onto the spherical surface or onto the spherical surface and bonded in (on) the spherical surface. The present invention relates to a method and an apparatus.

【従来の技術】[Prior art]

従来、球面を様々な角度から撮影し、それら写真を平
面上で貼り合わせて1枚の写真にすることが行われてい
る。この代表的なものに、眼底を種々の角度から撮影し
た写真、或は衛星や飛行機等から撮影した地上の写真
を、それぞれの角度に対応した各1枚からなる画面の画
像として作成することが行われている。この場合、各写
真の対応する点が一致するように、アフイン変換等の簡
単な幾何変換を施して、平面上で貼い合せている。 また、衛星写真の貼り合せの場合には、球面内(上)
への座標変換も行なわれているが、この場合も、注目す
る領域を最良に反映する図法を用いて、もう一度平面に
投影して平面上で貼り合せている。このようにして平面
の画像を作成し、その画像上で各点の距離や面積及び角
度等の計測を行つているが、この平面画像は幾何学的歪
を含んでいるため、その測定された値は不正確なものと
なる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a spherical surface is photographed from various angles, and the photographs are laminated on a plane to form one photograph. A typical example of this is to create a photograph of the fundus from various angles or a photograph of the ground taken from a satellite, an airplane, or the like as a screen image composed of one image corresponding to each angle. Is being done. In this case, a simple geometric transformation such as an affine transformation is performed so that the corresponding points of the photographs coincide, and the photographs are pasted on a plane. In addition, in the case of pasting satellite photos, the inside of the sphere (top)
Is also performed, but also in this case, the projection is again projected onto the plane and bonded on the plane using a projection method that best reflects the region of interest. In this way, an image of a plane is created, and the distance, area, angle, and the like of each point are measured on the image. However, since the plane image includes geometric distortion, the measurement is performed. The value will be incorrect.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

一般に、球面を平面に展開することは不可能であり、
また球面画像を平面画像に投影すると、その投影された
画像には幾何学的歪が生じる。 従つて、球面画像を異なる角度より投影した平面画像
を平面画像のまま貼り合せる場合、この幾何学的歪のた
め精度よく位置合せするのが難しい。このため、このよ
うな位置合せのためにアフイン変換等による幾何補正が
なされているがそれでも不十分である。 球面全体、或いは球面の広い範囲を平面に投影して大
画面を作成すると、投影の中心を離れれば離れる程、幾
何学的歪は大きくなり、その平面画像上における距離,
面積,角度等の計測誤差が大きくなつてしまう。 球面全体或いは球面の広い範囲を、1枚の平面の大画
面で見るような見方は、不自然な見方である。 本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、平面に
投影された画像を再び球面状に投影して、貼り合せるこ
とにより、幾何学的歪が生じることなく、しかも精度良
く平面画像を貼り合せることができる画像貼り合わせ方
法及び装置を提供することを目的とする。
In general, it is impossible to expand a spherical surface into a plane,
In addition, when a spherical image is projected onto a planar image, geometrical distortion occurs in the projected image. Therefore, when two-dimensional images obtained by projecting spherical images from different angles are pasted together as they are, it is difficult to perform accurate alignment due to the geometric distortion. For this reason, geometric correction by affine transformation or the like is performed for such alignment, but it is still insufficient. When a large screen is created by projecting the entire sphere or a wide range of the sphere onto a plane, the further away from the center of the projection, the greater the geometric distortion, and the distance on the plane image,
Measurement errors such as the area and the angle increase. Viewing the entire sphere or a wide range of the sphere on a single large screen is unnatural. The present invention has been made in view of the above-described conventional example. By projecting an image projected on a plane into a spherical shape again and pasting it together, geometrical distortion does not occur and pastes a plane image with high accuracy. It is an object of the present invention to provide an image bonding method and apparatus that can be combined.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために本発明の画像貼合せ装置は
以下のような構成を備える。即ち、 球面上の画像を複数の異なる平面上に投影した複数の
平面画像を獲得する獲得手段と、 前記球面上の画像を前記複数の異なる平面上に投影し
た際の投影角を導出する投影角導出手段と、 前記投影角導出手段により導出された投影角に基づい
て、前記獲得手段により獲得された複数の平面画像の座
標を、前記球面上の座標に変換する座標変換手段と、 前記座標変換手段による変換後の座標に基づいて、前
記複数の平面画像を前記球面上に投影した画像を互いに
貼合せる貼合せ手段と、 前記貼合せ手段により貼合せられた前記球面上の画像
を任意の平面上に投影した平面画像を表示する表示手段
とを有することを特徴とする。 また上記目的を達成するために本発明の画像貼合せ方
法は以下のような工程を備える。即ち、 球面画像を平面画像に展開して貼り合せる画像貼合せ
装置における画像貼合せ方法であって、 球面上の画像を複数の異なる平面上に投影した複数の
平面画像を獲得する獲得手段と、 前記球面上の画像を前記複数の異なる平面上に投影し
た際の投影角を導出する投影角導出手段と、 前記投影角導出工程で導出された投影角に基づいて、
前記獲得工程で獲得された複数の平面画像の座標を、前
記球面上の座標に変換する座標変換工程と、 前記座標変換工程で変換された座標に基づいて、前記
複数の平面画像を前記球面上に投影した画像を互いに貼
合せる貼合せ工程と、 前記貼合せ工程により貼合せられた前記球面上の画像
を任意の平面上に投影した平面画像を表示する表示工程
とを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the image laminating apparatus of the present invention has the following configuration. Acquisition means for acquiring a plurality of plane images obtained by projecting an image on a spherical surface onto a plurality of different planes; and a projection angle for deriving a projection angle when projecting the image on the spherical surface onto the plurality of different planes. Deriving means; coordinate converting means for converting the coordinates of the plurality of planar images acquired by the acquiring means into coordinates on the spherical surface based on the projection angle derived by the projection angle deriving means; A laminating unit for laminating images obtained by projecting the plurality of planar images on the spherical surface based on the coordinates converted by the unit, and an image on the spherical surface laminated by the laminating unit in an arbitrary plane. Display means for displaying the planar image projected above. In order to achieve the above object, the image laminating method of the present invention includes the following steps. That is, an image bonding method in an image bonding apparatus for developing and bonding a spherical image to a planar image, and acquiring means for acquiring a plurality of planar images obtained by projecting an image on a spherical surface onto a plurality of different planes, Projection angle deriving means for deriving a projection angle when projecting the image on the spherical surface onto the plurality of different planes, based on the projection angle derived in the projection angle deriving step,
A coordinate transformation step of transforming the coordinates of the plurality of plane images acquired in the acquisition step into coordinates on the spherical surface, and transforming the plurality of plane images on the spherical surface based on the coordinates transformed in the coordinate transformation step. Laminating step of laminating the images projected on each other, and a display step of displaying a planar image obtained by projecting the image on the spherical surface laminated by the laminating step on an arbitrary plane. I do.

【作用】[Action]

以上の構成において、球面上の画像を複数の異なる平
面上に投影した複数の平面画像を獲得し、その球面上の
画像を複数の異なる平面上に投影した際の投影角を導出
し、その導出した投影角に基づいて、複数の平面画像の
座標を、その球面上の座標に変換し、その変換された座
標に基づいて、複数の平面画像をその球面上に投影した
画像を互いに貼合せ、それら貼合わせた球面上の画像を
任意の平面上に投影した平面画像を表示する。
In the above configuration, a plurality of planar images obtained by projecting an image on a spherical surface on a plurality of different planes are obtained, and a projection angle when the image on the spherical surface is projected on a plurality of different planes is derived. Based on the projection angle, the coordinates of the plurality of planar images are converted into coordinates on the spherical surface, and based on the converted coordinates, the images obtained by projecting the plurality of planar images on the spherical surface are pasted together. A planar image is displayed by projecting the image on the spherical surface thus bonded onto an arbitrary plane.

【実施例】【Example】

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳
細に説明する。なお、本実施例では、眼底を撮影した眼
底画像の場合で説明するが、本発明はこれに限定される
ものでないことはもちろんである。 <原理説明 (第1図)> 第1図は本実施例の特徴を最も良く表わす眼底の投影
を示す図である。 第1図において、101は眼球を示し、102は眼球内(眼
底)を投影する際に、その投影口となる瞳孔である。10
3,104のそれぞれは画像107,108の投影中心であり,撮影
時の焦点を意味している。105,106は眼球面内での画像
を示し、107,108のそれぞれは各画像105,106を平面上に
投影した画像を示している。 <球面画像の貼り合わせ表示装置の説明> 第2図は実施例の球面画像の貼り合わせ表示装置の概
略構成を示すブロツク図、第3図は実施例の球面画像の
貼り合わせ表示装置における実施手順を示すフローチヤ
ートである。 第2図において、201は装置全体を制御する制御部(C
PU)で、第3図のフローチヤートで示されたCPUの制御
プログラムや各種データを記憶するROM201a、CPU201の
ワークエリアとして使用され、各種データを一時保存す
るRAM201b等を備えている。202は3次元入力部で、画像
の視線方向、視野及び投影方法などを指示するパラメー
タを入力する。203は高速演算部で、後述する座標変換
のための計算を高速に行うことができる。 204は画像メモリで、図形入力部208より入力された画
像データを記憶するとともに、3次元入力部202より入
力されたパラメータに従つて変換された画像データを記
憶して、CRTデイスプレイ205に表示する。206は各種コ
マンドや動作命令等を入力するためのキーボードであ
る。208は画像データを入力する図形入力部、209は画像
データ等を記憶する大容量のハードデイスク等の外部記
憶装置、210はプリンタやプロツタ等の印刷装置であ
る。 通常、第1図に示すように、眼底画像は画像105,106
を平面上に投影した画像107,108の形で得られる。この
平面画像107,108のそれぞれは、図形入力部208より入力
される。そして、必要に応じて画像メモリ204に記憶さ
れたり、或いはハードデイスク等の外部記憶装置209に
保存される。 <動作説明 (第3図〜第7図)> 以下、第3図のフローチヤート及び第4図〜第7図を
参照して球面画像の貼り合わせ表示装置による動作を説
明する。 第3図のフローチヤートにおいて、まずステツプS1で
x,y座標平面の平面画像(x,y)を入力し、ステツプS2で
撮影時の角度θ,Ψ(第4図)を求める。以下、この角
度のθ,Ψの求め方を説明する。 第5図は、これら角度θ,Ψの求め方を説明した図
(実際は3次元空間であるが、ここでは簡単のため、2
次元平面で表わす)である。即ち、求める角度506は、
第5図が眼球を水平方向から見た場合はΨで表わされ、
第5図が眼球を真上から見た図の場合は、θで表わされ
る。 第5図において、501は投影された平面画像の基準点
となる基準画像平面、502は基準画像平面上の対応点
で、この対応点502は眼球の円周上の点508が投影された
点である。503は処理対象となる眼球内の画像面を示
し、504は基準画像501の対応点502に対応する画像面503
上の対応点を示している。即ち、眼球101の円周上の点5
08は、処理対象画像503の対応点504が投影された点とな
つている。505は基準となる基準点(θ=Ψ=0)、506
は求めようとしている角度(θ又はΨ)を示し、507は
眼球内の画像の対応点の指定が複数枚に亙る場合の対応
点を示している。 まず、基準となる点505(Ψ=θ=0となる点…眼底
画像では中心窩)の写つた画像(基準画像)501と、処
理対象の画像503とで対応する点504を指定し、この対応
関係から幾何変換して、処理対象画像の角度Ψ,θを求
める。即ち第5図において、角度506は基準画像501と処
理対象画像503とのなす角度γに等しい。 なお、対象画像503に基準画像501と対応する点がない
場合は、対応点を継続して指定して複数枚の画像をつな
ぎ合せて用いることにより、角度Ψ,θを求める。 第6図は第4図の球面401を水平方向から見た図、第
7図は球面401を上から見た図で、これらの図を基に、
後述する座標変換の為の式の求め方を説明する。 第6図において、 P′B=(y′+2R sinΨ′+MtanΨ′)cos Ψ′ PA =Rcosα sinβ+M tanΨ′cosΨ′ EB =McosΨ′+2R−(y′+2RsinΨ′)sin Ψ′ EA =McosΨ′+R+R cosα cosβ ここで、Ψ′=tan-1(sinΨ/cosΨ cosθ) また、(P′B/PA)=(EB/EA)であるから、 y′=R・(2R cosΨ′+M){cosα sinβ cos
Ψ′−sinΨ′(1+cosα cosβ)}/{M+R(cos
Ψ′(1+cosα cosβ)+cosα sinβ sinΨ′)} y=y′cosθ cosΨ また第7図において、 P′B=(x′+2R sinθ+M tanθ)cosθ PA =Rsinα cosβ+M tanθcosθ EB =Mcosθ+2R−(x′+2R sinθ)sinθ EA =Mcosθ+R+R cosα cosβ ここで、前述と同様に、(P′B/PA)=(EB/EA)で
あるから、 x′=R・(2R cosθ+M){sinα cosβ cosθ−s
inθ(1+cosα cosβ)}/{M+R(cosθ(1+co
sα cosβ)+sinα cosβ sinθ)} x=x′cosΨ 次にステツプS3に進み、第4図に示すように平面画像
の全画素P′(x,y)を球面座標系へ幾何変換して、球
面内の画素P(α,β)へ投影する。この関係を示した
のが第4図が、401は球面座標系を示し、402は経度座標
(角度αで示す)、403は緯度座標(角度βで示す)を
示す。404は平面座標系405上の画素408P′(x,y)を球
面座標系401上に投影した画素P′(α,β)を表わ
す。406は平面座標系405上のx座標軸、407は平面405上
のy座標軸を示している。409は焦点位置を示してい
る。 球面401上の座標P(α、β)と、平面画像P′(x,
y)との関係は、前述の第6図と第7図を参照して説明
した数式に基づいている。 次にステツプS4に進み、球面内に於て、位置合せを行
なつてθ、Ψを補正する。この位置合せは、球面上で重
なる部分の位置ずれの尺度(例えば、相関係数の関数)
を最小にするよう位置補正するもので、この位置補正に
よりθ,Ψが補正される。 これを第5図を参照して説明する。いま求める角度50
6をαとし、図の如く長さm,nを定めると、 mn=n cos2α(m−2R sinα)+{(2R)2sin2αcosα
−m・2Rsinα cosα) となり、m,nより角度αを求める。この角度αは、第5
図が第4図の上面図の時はθとなり、長さm,nはx座標
で表わされる。一方、第5図が第4図の側面図である場
合は、角度α=Ψとなり、長さm,nはy座標で表わされ
る。 次にステツプS5に進み、ステツプS4で求めた角度Ψ,
θにより、平面画像の画素を球面内(上)へマツピング
する。 次にステツプS6に進み、全画素についてステツプS1〜
S4を繰返すことにより、球面画像が出来上がる。 こうしてステツプS7で球面画像が出来上がると、次に
ステツプS8に進み、視線方向,視野,投影方法等の表示
のためのパラメータを3次元入力部202或はキーボード2
02より入力する。そしてステツプS9で、ステツプS8で入
力されたパラメータを用いて平面上に投影し、平面画像
を作成する。 そしてステツプS10で、この平面画像をビデオデイス
プレイ・モニタ205に表示する。ここで、ステツプS8〜S
10を繰り返し実行することにより、第8図に示すように
実際に眼球を動かして観察しているような表示ができ
る。 第8図(A)では、601は眼球を示し、602はその眼球
601を見る視点を示している。603は眼球の球面に形成さ
れた画像を示し、604で示された矢印は、眼球の回転す
る方向を示している。 第8図(B)において、605は地球を示し、606はこの
地球605を見る視点を表わしている。607は地球605の球
面上の画像を示し、607,608はこの地球面605の回転方向
を示している。 また、表示を見ながら計測する距離,面積,角度の計
測のためのパラメータを指定し、球面画像を用いて計測
の計算を行なうことができる。 <他の実施例> (第9図,第10図) 次に、本実施例を衛星(航空)より撮影した画像に適
用した場合を説明する。 第9図では、701は地球を示し、702は画像704の投影
中心を、703は画像705の投影中心をそれぞれ示してい
る。704は球面上の画像を示し、これを平面上に投影し
た画像が706で示されている。また、705は球面上の画像
を示し、これを平面上に投影した画像が707で示されて
いる。 ここで、前述の眼底画像による実施例との違いは、第
3図のステツプS3、ステツプS4及びステツプS6における
投影の幾何学変換が、第4図に示す変換から第10図に示
す変換に変わる。 第10図では、801は球面座標系を示し、802は球面上に
おける経度座標(α)、803は球面上における緯度座標
(β)を示している。 805は平面座標系を示し、806はそのx座標軸807はそ
のy座標軸である。また、808は平面上に投影された画
像の画素を示し、809はその焦点を示している。 また、前実施例では、第5図で基準画像との対応点に
より、各画像のΨ,θを求めていたが、この場合は投影
時にΨ,θは求まる。(求まらない場合でも、衛星(航
空)画像の場合は基準となる点(Ψ,θのあらかじめわ
かつている点)は数多く画像上に存在する。) 以上の幾何変換、Ψ,θの求め方を変えてやれば、前
実施例と同様の手順で実現することができる。 これにより、前実施例と同様に、第8図(B)のよう
に実際に地球を動かして観察しているような表示ができ
る。 以上説明したように本実施例によれば、 球面の画像を幾何学的歪がなく、精度よく貼り合わせ
ることができる。 球面内(上)で距離,面積等の計測を行なうことによ
り、精度の高い計測が可能となる。 実際に球面を動かしているように自然な形で観察する
ことができる。 図法を選ぶことにより目的にあつた画像が得られる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the case of a fundus image obtained by photographing the fundus will be described. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this. <Explanation of Principle (FIG. 1)> FIG. 1 is a diagram showing projections of the fundus oculi, which best show the features of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an eyeball, and reference numeral 102 denotes a pupil serving as a projection port when the inside of the eyeball (fundus) is projected. Ten
Each of 3,104 is the projection center of the image 107,108, and means the focus at the time of shooting. Numerals 105 and 106 denote images within the spherical surface of the eye, and 107 and 108 denote images obtained by projecting the images 105 and 106 on a plane. <Description of Spherical Image Bonding Display Apparatus> FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the spherical image bonding display apparatus of the embodiment, and FIG. 3 is an implementation procedure in the spherical image bonding display apparatus of the embodiment. FIG. In FIG. 2, reference numeral 201 denotes a control unit (C for controlling the entire apparatus)
PU), a ROM 201a for storing a control program and various data of the CPU shown in the flowchart of FIG. 3, a RAM 201b used as a work area of the CPU 201 and temporarily storing various data, and the like. Reference numeral 202 denotes a three-dimensional input unit for inputting parameters for instructing a visual line direction, a visual field, and a projection method of an image. Reference numeral 203 denotes a high-speed operation unit, which can perform calculations for coordinate conversion described later at high speed. Reference numeral 204 denotes an image memory which stores image data input from the graphic input unit 208, and stores image data converted according to the parameters input from the three-dimensional input unit 202, and displays the image data on the CRT display 205. . 206 is a keyboard for inputting various commands and operation commands. Reference numeral 208 denotes a graphic input unit for inputting image data, 209 denotes an external storage device such as a large-capacity hard disk for storing image data and the like, and 210 denotes a printing device such as a printer or a plotter. Normally, as shown in FIG.
Are projected in the form of images 107 and 108 projected on a plane. Each of the planar images 107 and 108 is input from the graphic input unit 208. Then, the image data is stored in the image memory 204 as necessary or in an external storage device 209 such as a hard disk. <Description of Operation (FIGS. 3 to 7)> Hereinafter, the operation of the spherical image stitching display device will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIGS. 4 to 7. In the flowchart of FIG. 3, first, in step S1
The plane image (x, y) on the x, y coordinate plane is input, and the angles θ, の (FIG. 4) at the time of photographing are obtained in step S2. Hereinafter, how to determine the angles θ and Ψ will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining how to obtain these angles θ and Ψ (actually, it is a three-dimensional space.
(Represented by a dimensional plane). That is, the angle 506 to be obtained is
When FIG. 5 shows the eyeball viewed from the horizontal direction, it is represented by Ψ,
When FIG. 5 is a view of the eyeball viewed from directly above, it is represented by θ. In FIG. 5, reference numeral 501 denotes a reference image plane serving as a reference point of the projected plane image, reference numeral 502 denotes a corresponding point on the reference image plane, and the corresponding point 502 is a point at which a point 508 on the circumference of the eyeball is projected. It is. Reference numeral 503 denotes an image plane in the eyeball to be processed, and 504 denotes an image plane 503 corresponding to the corresponding point 502 of the reference image 501.
The corresponding points above are shown. That is, the point 5 on the circumference of the eyeball 101
08 is a point where the corresponding point 504 of the processing target image 503 is projected. 505 is a reference point serving as a reference (θ = Ψ = 0), 506
Indicates an angle (θ or Ψ) to be obtained, and 507 indicates a corresponding point when the number of corresponding points of the image in the eyeball is plural. First, a corresponding point 504 is designated between an image (reference image) 501 in which a reference point 505 (a point where Ψ = θ = 0 ... the fovea in the fundus image) is captured and an image 503 to be processed. The angles Ψ and θ of the processing target image are obtained by performing geometric transformation from the correspondence. That is, in FIG. 5, the angle 506 is equal to the angle γ between the reference image 501 and the processing target image 503. When there is no point corresponding to the reference image 501 in the target image 503, the angles Ψ and θ are obtained by continuously designating the corresponding points and connecting a plurality of images. FIG. 6 is a view of the spherical surface 401 of FIG. 4 viewed from the horizontal direction, and FIG. 7 is a view of the spherical surface 401 viewed from above.
A method of obtaining an expression for coordinate conversion described later will be described. In FIG. 6, P'B = (y '+ 2R sinΨ' + MtanΨ ') cosΨ'PA = Rcosα sinβ + MtanΨ'cosΨ'EB = McosΨ' + 2R- (y '+ 2RsinΨ') sinΨ'EA = McosΨ '+ R + R cosα cosβ Here, Ψ ′ = tan −1 (sinΨ / cosΨcosθ) Also, since (P′B / PA) = (EB / EA), y ′ = R · (2R cosΨ ′ + M) {cosα sinβ cos
{'-Sin {' (1 + cosα cosβ)} / {M + R (cos
{'(1 + cosα cosβ) + cosα sinβ sinΨ ′)} y = y′cosθ cosΨ In FIG. 7, P′B = (x ′ + 2R sinθ + Mtanθ) cosθ PA = Rsinα cosβ + M tanθcosθ EB = Mcosθ + 2R− (x ′ + sin ) Sin θ EA = M cos θ + R + R cos α cos β Here, similarly to the above, since (P′B / PA) = (EB / EA), x ′ = R · (2R cos θ + M) {sin α cos β cos θ−s
inθ (1 + cosα cosβ)} / {M + R (cosθ (1 + cos
sα cos β) + sin α cos β sin θ)} x = x'cosΨ Next, the process proceeds to step S3, where all the pixels P '(x, y) of the plane image are geometrically transformed into a spherical coordinate system as shown in FIG. To the pixel P (α, β) within FIG. 4 shows this relationship, wherein 401 indicates a spherical coordinate system, 402 indicates longitude coordinates (indicated by an angle α), and 403 indicates latitude coordinates (indicated by an angle β). Reference numeral 404 denotes a pixel P ′ (α, β) obtained by projecting the pixel 408P ′ (x, y) on the plane coordinate system 405 onto the spherical coordinate system 401. Reference numeral 406 denotes an x coordinate axis on the plane coordinate system 405, and 407 denotes a y coordinate axis on the plane 405. Reference numeral 409 denotes a focus position. The coordinates P (α, β) on the spherical surface 401 and the plane image P ′ (x,
The relationship with y) is based on the mathematical formula described with reference to FIGS. 6 and 7 described above. Next, the process proceeds to step S4, where θ and Ψ are corrected by performing positioning within the spherical surface. This alignment is a measure of the misalignment of the overlapping portion on the sphere (eg, a function of the correlation coefficient).
Is minimized, and θ and Ψ are corrected by this position correction. This will be described with reference to FIG. The angle you want now 50
If 6 is α and the lengths m and n are determined as shown in the figure, mn = n cos 2 α (m−2R sin α) + {(2R) 2 sin 2 α cos α
−m · 2Rsinα cosα), and obtain the angle α from m and n. This angle α is the fifth
When the figure is the top view of FIG. 4, it is θ, and the lengths m and n are represented by x coordinates. On the other hand, when FIG. 5 is a side view of FIG. 4, the angle α = Ψ, and the lengths m and n are represented by y coordinates. Next, proceeding to step S5, the angles Ψ and 求 め obtained in step S4 are obtained.
With θ, the pixels of the plane image are mapped into the spherical surface (up). Next, the process proceeds to step S6, and steps S1 to S1 are performed for all the pixels.
By repeating S4, a spherical image is completed. When a spherical image is completed in step S7, the process proceeds to step S8, where parameters for display such as a line-of-sight direction, a visual field, and a projection method are input to the three-dimensional input unit 202 or keyboard 2
Enter from 02. Then, in step S9, the image is projected on a plane using the parameters input in step S8, and a plane image is created. Then, in step S10, the plane image is displayed on the video display monitor 205. Here, steps S8 to S
By repeating step 10, a display can be made as if the eyeball was actually moved and observed as shown in FIG. In FIG. 8A, reference numeral 601 denotes an eyeball, and 602 denotes the eyeball.
This shows the viewpoint for viewing 601. Reference numeral 603 indicates an image formed on the spherical surface of the eyeball, and the arrow indicated by 604 indicates the direction in which the eyeball rotates. In FIG. 8 (B), 605 indicates the earth, and 606 indicates the viewpoint from which the earth 605 is viewed. 607 indicates an image on the spherical surface of the earth 605, and 607 and 608 indicate the rotation direction of the earth surface 605. In addition, parameters for measuring the distance, area, and angle to be measured can be specified while looking at the display, and the measurement can be calculated using the spherical image. <Other Embodiments> (FIGS. 9 and 10) Next, a case where the present embodiment is applied to an image photographed by a satellite (aviation) will be described. In FIG. 9, 701 indicates the earth, 702 indicates the projection center of the image 704, and 703 indicates the projection center of the image 705. Reference numeral 704 denotes an image on a spherical surface, and an image obtained by projecting the image on a plane is indicated by reference numeral 706. Reference numeral 705 denotes an image on a spherical surface, and an image obtained by projecting the image on a plane is indicated by 707. Here, the difference from the above-described embodiment using the fundus image is that the geometric transformation of the projection in steps S3, S4 and S6 in FIG. 3 is changed from the transformation shown in FIG. 4 to the transformation shown in FIG. . In FIG. 10, reference numeral 801 denotes a spherical coordinate system, 802 denotes longitude coordinates (α) on a spherical surface, and 803 denotes latitude coordinates (β) on a spherical surface. 805 indicates a plane coordinate system, 806 indicates its x-coordinate axis 807, and its y-coordinate axis. Reference numeral 808 denotes a pixel of the image projected on the plane, and reference numeral 809 denotes its focus. Further, in the previous embodiment, Ψ and θ of each image were obtained from the corresponding points with the reference image in FIG. 5, but in this case, 投影 and θ are obtained at the time of projection. (Even if it cannot be obtained, in the case of a satellite (aviation) image, there are many reference points (points in advance of Ψ and θ) existing in the image.) The above geometric transformation and the calculation of 求 め and θ If the method is changed, it can be realized by the same procedure as in the previous embodiment. Thus, as in the previous embodiment, a display can be provided as if the earth was actually moved and observed as shown in FIG. 8 (B). As described above, according to the present embodiment, it is possible to accurately bond spherical images without geometric distortion. By measuring the distance, the area, and the like within the spherical surface (upper), highly accurate measurement is possible. It can be observed in a natural form as if actually moving a spherical surface. By selecting a projection, an image suitable for the purpose can be obtained.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明したように本発明によれば、平面に投影され
た画像を再び球面上に投影して、球面状に貼り合せるこ
とにより、幾何学的歪が生じることなく、しかも精度良
く平面画像を貼り合せることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, an image projected on a plane is projected onto a spherical surface again and bonded to a spherical shape, so that a planar image can be accurately pasted without generating geometric distortion. There is an effect that can be combined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は眼底画像の貼り合せの概念を説明するための
図、 第2図は実施例の画像貼り合せ装置の概略を示すブロツ
ク図、 第3図は実施例の画像貼り合せ装置における処理手順を
示すフローチヤート、 第4図は球面内の画素座標を平面上の座標に変換するた
めのモデルを説明した図、 第5図〜第7図は角度Ψ,θを求め方を説明した図、 第8図(A)(B)は観察位置を変更したときの概念を
説明するための図、 第9図は衛星(航空)画像の貼り合せの概念を示した
図、そして 第10図は球面座標系より平面座標系への変換の幾何モデ
ルを示した図である。 図中、201……CPU、201a……ROM、201b……RAM、202…
…3次元入力部、203……高速演算部、204……画像メモ
リ、205……ビデオデイスプレイモニタ、206……キーボ
ードである。
FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of combining fundus images, FIG. 2 is a block diagram schematically showing an image combining device according to the embodiment, and FIG. 3 is a processing procedure in the image combining device according to the embodiment. FIG. 4 is a diagram illustrating a model for converting pixel coordinates in a spherical surface into coordinates on a plane, FIGS. 5 to 7 are diagrams illustrating a method of obtaining angles Ψ and θ, 8 (A) and 8 (B) are diagrams for explaining the concept when the observation position is changed, FIG. 9 is a diagram showing the concept of bonding satellite (aviation) images, and FIG. 10 is a spherical surface. FIG. 3 is a diagram illustrating a geometric model of conversion from a coordinate system to a plane coordinate system. In the figure, 201 ... CPU, 201a ... ROM, 201b ... RAM, 202 ...
.., A three-dimensional input unit, 203, a high-speed operation unit, 204, an image memory, 205, a video display monitor, 206, a keyboard.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−302474(JP,A) 特開 昭62−3663(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-302474 (JP, A) JP-A-62-23663 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G06T 1/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】球面上の画像を複数の異なる平面上に投影
した複数の平面画像を獲得する獲得手段と、 前記球面上の画像を前記複数の異なる平面上に投影した
際の投影角を導出する投影角導出手段と、 前記投影角導出手段により導出された投影角に基づい
て、前記獲得手段により獲得された複数の平面画像の座
標を、前記球面上の座標に変換する座標変換手段と、 前記座標変換手段による変換後の座標に基づいて、前記
複数の平面画像を前記球面上に投影した画像を互いに貼
合せる貼合せ手段と、 前記貼合せ手段により貼合せられた前記球面上の画像を
任意の平面上に投影した平面画像を表示する表示手段
と、 を有することを特徴とする画像貼合せ装置。
1. An acquisition means for acquiring a plurality of planar images obtained by projecting an image on a spherical surface onto a plurality of different planes, and deriving a projection angle when projecting the image on the spherical surface onto the plurality of different planes. Projection angle deriving means, based on the projection angle derived by the projection angle deriving means, coordinate conversion means for converting the coordinates of the plurality of planar images acquired by the acquiring means into coordinates on the spherical surface, Based on the coordinates after the transformation by the coordinate transformation means, a laminating means for laminating images obtained by projecting the plurality of planar images on the sphere, and an image on the sphere laminated by the laminating means. Display means for displaying a planar image projected on an arbitrary plane; and an image pasting device.
【請求項2】前記貼合せ手段は、複数の画像を貼合せる
際に、当該複数の画像の位置合せを行うことを特徴とす
る請求項1に記載の画像貼合せ装置。
2. The image pasting apparatus according to claim 1, wherein the pasting means performs positioning of the plurality of images when pasting the plurality of images.
【請求項3】球面画像を平面画像に展開して貼り合せる
画像貼合せ装置における画像貼合せ方法であって、 球面上の画像を複数の異なる平面上に投影した複数の平
面画像を獲得する獲得手段と、 前記球面上の画像を前記複数の異なる平面上に投影した
際の投影角を導出する投影角導出手段と、 前記投影角導出工程で導出された投影角に基づいて、前
記獲得工程で獲得された複数の平面画像の座標を、前記
球面上の座標に変換する座標変換工程と、 前記座標変換工程で変換された座標に基づいて、前記複
数の平面画像を前記球面上に投影した画像を互いに貼合
せる貼合せ工程と、 前記貼合せ工程により貼合せられた前記球面上の画像を
任意の平面上に投影した平面画像を表示する表示工程
と、 を具備したことを特徴とする画像貼合せ方法。
3. An image stitching method in an image stitching apparatus for developing a spherical image into a two-dimensional image and stitching the two-dimensional image, and acquiring a plurality of two-dimensional images obtained by projecting an image on a spherical surface onto a plurality of different planes. Means, a projection angle deriving means for deriving a projection angle when projecting the image on the spherical surface onto the plurality of different planes, and, in the obtaining step, based on the projection angle derived in the projection angle deriving step. A coordinate conversion step of converting the coordinates of the obtained plurality of planar images into coordinates on the spherical surface, and an image obtained by projecting the plurality of planar images on the spherical surface based on the coordinates converted in the coordinate conversion step. And a display step of displaying a planar image obtained by projecting an image on the spherical surface, which is bonded in the bonding step, onto an arbitrary plane, and an image pasting step. Matching method.
【請求項4】前記貼合せ工程では、複数の画像を貼合せ
る際に、当該複数の画像の位置合せを行うことを特徴と
する請求項3に記載の画像貼合せ方法。
4. The image pasting method according to claim 3, wherein in the pasting step, when pasting a plurality of images, the plurality of images are aligned.
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