明 細 書 Specification
パノラマ画像生成方法及びその装置並びにこれらの方法 ·装置を用いた監視シ ステム Panoramic image generation method and device, and monitoring system using these methods and devices
技術分野 Technical field
この発明は、 例えば、 全周 3 6 0度の監視範囲を単一カメラ等で撮像して、 こ れをパノラマ画像として繋ぎ合せて表示することができるパノラマ画像生成方法 及ぴその装置に関する。 . The present invention relates to, for example, a panoramic image generating method and a panoramic image generating method capable of capturing a monitoring range of 360 degrees around the entire circumference with a single camera or the like and connecting and displaying the panoramic images. .
技術背景 Technology background
従来の監視装置の多くは、 ビデオカメラで監視対象周辺部を撮影し、 監視し或 は画像を録画保存しているのが現状である。 At present, most conventional monitoring devices use a video camera to photograph the periphery of a monitoring target and monitor or record images.
このような従来の監視装置では、 広い範囲を監視する場合、 ビデオカメラをゆ つく り とチルト方向 (上下方向) 及びパーン方向 (水平方向) に回動して監視し なければならないため、 ビデオカメラの回転駆動装置が大型化し、 また、 電源コ 一ドゃ画像送信ケーブル等を配線しなければならないため、 該コ一ドゃケーブル が磨耗したり断線する場合が多く、 耐久性がなく、 さらには、 ビデオカメラはゆ つく り と回動するため、 死角が発生し易い、 という問題を有していた。 In such a conventional monitoring device, when monitoring a wide area, the video camera must be slowly rotated in the tilt direction (up and down direction) and the pan direction (horizontal direction) for monitoring. Since the rotary drive device becomes large and the power supply cable and the image transmission cable must be wired, the cable is often worn or disconnected, and is not durable. However, since the video camera rotates slowly, there is a problem that blind spots are easily generated.
このため、 例えば、 原子発電施設や軍事施設等の周辺を監視する場合には、 死 角を排除するため、 広視野角レンズを搭載したカメラを施設周りに所要間隔毎に 複数基配置し、 これを監視室内に配置した複数台の画像表示装置に映し出して監 視しているのが現状である。 For this reason, for example, when monitoring the surroundings of nuclear power facilities or military facilities, to eliminate blind spots, multiple cameras equipped with wide viewing angle lenses are arranged around the facility at required intervals, and At present, the images are projected on multiple image display devices placed in the monitoring room and monitored.
しかしながら、 複数台の画像表示装置を長時間、 緊張を持続させて監視するの は、 肉体的にも精神的にも不可能であり、 重大な事故を看過する虞があるので問 題である。 However, it is not possible to monitor a plurality of image display devices while maintaining tension for a long time, physically or mentally, and there is a risk that a serious accident may be overlooked.
このような従来の問題を解決する手段としては、 例えば、 特開平 1 1一 4 3 7 3号に示すような全周パノラマ画像構成方法及ぴ装置がある。 As means for solving such a conventional problem, there is, for example, an all-around panoramic image forming method and apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-43373.
この従来の方法及び装置は、 撮像装置の撮像面に対向する位置にミラーを傾斜 して設置し、 該ミラ一を撮像装置の光軸を回転軸として 3 6 0度回転させ、 当該 ミラーの初期状態と初期状態から 3 6 0度回転した終状態の間をミラーの回転角 に応じて適宜分割し、 分割された各状態において撮像装置が撮像したミラーに映
る各が座右の画像情報を蓄積し、 蓄積された各画像情報に対して各回転角分だけ の画像の中心を軸として回転変換を行い、 回転変換された各画像情報を鏡像反転 し、鏡像反転された各画像情報に対して平行移動及びパターンマッチングを行い、 各画像情報を繋ぎ合せて全周パノラマ画像を得るように構成したものである。 しかしながら、 このような従来の全周パノラマ画像を得る技術にあっては、 蓄 積されるべき各画像が、 各回転角毎に一定のパターンで歪むため、 パターンマツ チング処理を施したとしても、 実際には歪みが是正されない状態でパノラマ表示 されるため、 高精度のワイ ドカメラで一画面撮影したものと比較した場合、 実際 の景色とは異なる画像が表示されることとなり、 実用性に乏しい、 という問題を 有していた。 In this conventional method and apparatus, a mirror is inclined and installed at a position facing an imaging surface of an imaging device, and the mirror is rotated 360 degrees around the optical axis of the imaging device as a rotation axis. The state and the final state rotated 360 degrees from the initial state are appropriately divided according to the rotation angle of the mirror. Each of the image information stores the image information on the right side, performs a rotation conversion on the stored image information about the center of the image corresponding to each rotation angle, and inverts the image information after the rotation conversion to a mirror image. This configuration is such that parallel movement and pattern matching are performed on the inverted image information, and the image information is connected to obtain a panoramic image all around. However, in such a conventional technique for obtaining an entire panoramic image, since each image to be stored is distorted in a fixed pattern at each rotation angle, even if a pattern matching process is performed, In actuality, the panorama is displayed without correcting the distortion, so when compared to a single screen shot with a high-precision wide camera, an image that is different from the actual scene is displayed, making it impractical. Had the problem that
加えて、 上記従来の全周パノラマ画像を得る技術にあっては、 表示されている 各回転角度に対応する画像と同じ回転角度で撮影された更新画像とのマツチング 処理を伴わない構造であるため、 前の画像と更新される画像との間に異なる場面 があっても、 監視者は、 これを確認する手段がないため、 上記変化を看過してし まい易く、 事故を未然に防止することができない、 という問題も有していた。 この発明は、 かかる現状に鑑み創案されたものであって、 その目的とするとこ ろは、 一台のカメラで広範囲の監視をすることができ、 しかも、 得られる画像も 高精度ワイ ドカメラで撮影した画像と遜色がない鮮明な画像を得ることができる と共に、 景色に変化が生じた場合には、 その変化を監視者に自動的に教示するこ とができる安価で小型化が可能なパノラマ画像生成方法及ぴその装置並びにこの 方法 ·装置を用いた監視システムを提供しよ うとするものである。 In addition, the above-described conventional technique for obtaining an all-around panoramic image has a structure that does not involve matching processing between the displayed image corresponding to each rotation angle and the updated image captured at the same rotation angle. Even if there is a different scene between the previous image and the image to be updated, the observer has no means to confirm this, so it is easy for the observer to overlook the above change, and to prevent an accident from occurring. There was also a problem that it was not possible. The present invention was conceived in view of such circumstances, and its purpose is to enable a single camera to monitor a wide range, and to capture the obtained image with a high-precision wide camera. It is possible to obtain a clear image that is comparable to the original image, and if the scenery changes, it is possible to automatically inform the observer of the change. An object of the present invention is to provide a generation method, a device therefor, and a monitoring system using the method and device.
発明の開示 Disclosure of the invention
上記目的を達成するため、 請求の範囲 1に記載された発明は、 単一カメラの撮 像面に対向する位置に、 チルト回動及び/又はパーン回動可能に構成されてなる ミラーを傾斜させて配置し、 該ミラーの回転角に応じて得られた分割画像を蓄積 して、 各分割画像を画像表示装置の一画面上に繋ぎ合わせてパノラマ画像を生成 する方法であって、 上記各分割画像は、 ミラ一の回転角に応じた撮像位置に対す る捕正係数により歪が捕正されて表示されることを特徴とするものである。
これにより、 この発明にあっては、 高精度のワイ ドカメラで撮像した画像と遜 色がない鮮明で死角がないパノラマ画像を得ることができる。 また、 ミラーをチ ルト方向とパーン方向に回動させて画像を得る場合、 両方向に対する歪捕正が必 要となり、 歪修正回路が複雑化するため、 いずれか一方方向、 望ましくは、 ミラ 一のパーン方向の回動と同期させてカメラもパーン方向へと回動させた場合には、 チルト方向の歪を補正するだけでよいため、歪捕正回路を簡略化することができ、 処理を高速化することができる。 この場合、 ミラーとカメラのパ一ン方向への同 期回動に伴う静止状態から次の静止状態までの間に撮像される画像は、 移動に伴 うプレゃ歪が多いため、 この間の画像は消去処理することで、 記憶容量を小さく 抑えることができ、 また、 画像処理も簡略化されるため望ましい。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 tilts a mirror configured to be tiltable and / or pannable at a position facing an imaging surface of a single camera. The divided images obtained according to the rotation angle of the mirror are accumulated, and the divided images are joined on one screen of an image display device to generate a panoramic image. The image is characterized in that the distortion is corrected by the correction coefficient for the imaging position corresponding to the rotation angle of the mirror and displayed. As a result, according to the present invention, it is possible to obtain a clear panoramic image having no blind spots, which is comparable to an image captured by a high-precision wide camera. In addition, when an image is obtained by rotating the mirror in the tilt direction and the pan direction, it is necessary to correct distortion in both directions and the distortion correction circuit becomes complicated. When the camera is also rotated in the pan direction in synchronization with the rotation in the pan direction, it is only necessary to correct the distortion in the tilt direction, so that the distortion correction circuit can be simplified and the processing can be performed at high speed. Can be In this case, the image captured during the period from the stationary state due to the synchronous rotation of the mirror and the camera in the pan direction to the next stationary state has a large play distortion due to the movement. It is desirable to perform the erasing process because the storage capacity can be reduced and the image processing can be simplified.
また、 請求の範囲 2に記載の発明は、 前記分割画像を一画面上に繋ぎ合わせて 表示した後、 前記ミラーを同じ手順でチルト回動及ぴノ又はパーン回動させて同 一位置の分割画像を順次更新するように構成したことを特徴とするものである。 このように構成することで、 ほぼリアルタイムのパノラマ画像を得ることがで きる。 In the invention according to claim 2, after the divided images are connected and displayed on one screen, the mirror is rotated in the same procedure by tilting rotation and panning or panning to divide the same position. It is characterized in that the image is configured to be sequentially updated. With such a configuration, a nearly real-time panoramic image can be obtained.
さらに、 請求の範囲 3に記載された発明は、 請求の範囲 2に記載のパノラマ画 像生成方法を前提とし、 表示されている分割画像と更新される分割画像とを比較 し、 異なる部分がある場合には、 この異なる部分を異なる色彩で表示し、 或は、 警告音を自動的に発するように構成したことを特徵とするものである。 Furthermore, the invention described in claim 3 is based on the panoramic image generation method described in claim 2, compares the displayed divided image with the updated divided image, and finds different parts. In some cases, the different portions are displayed in different colors, or a warning sound is automatically generated.
このように構成することで、 監視者が長時間にわたって画像表示画面を見続け ることなく、 景色の変化を自動的に知ることができるので、 事故に繋がる変化を 看過する心配がなく、 事故を確実に防止することができる。 With this configuration, the observer can automatically know the change in the landscape without having to look at the image display screen for a long time, so there is no need to worry about overlooking the change leading to the accident. It can be reliably prevented.
そして、 この発明にあっては、 上記更新画像に変化があった場合には、 請求の 範囲 4に記載したように、 当該更新分割画像のみを一画面上に拡大し鮮明画像処 理表示して、 変化原因を迅速に分析することができるように構成することもでき る。 According to the present invention, when there is a change in the updated image, as described in Claim 4, only the updated divided image is enlarged on one screen, and a clear image is processed and displayed. It can also be configured so that the cause of change can be analyzed quickly.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 5に記載したように、 前記異なる部分 がある更新分割画像が表示された場合には、 当該更新分割画像中の変化部分及び
又は当該更新分割画像に隣接する画像を自動追尾して表示することを特徴とす るものである。 Further, according to the present invention, as described in claim 5, when an updated divided image having the different portion is displayed, a changed portion in the updated divided image and Alternatively, an image adjacent to the updated divided image is automatically tracked and displayed.
これにより、 変化の原因を見失うことなく、 より迅速に分析することが可能と なる。 This allows for faster analysis without losing the cause of the change.
さらに、 この発明にあっては、 請求の範囲 6に記載したように、 前記異なる部 分がある更新分割画像のみ、 或は当該更新分割画像を含むパノラマ画像のみを記 録保存することを特徴とするものである。 Further, according to the present invention, as described in claim 6, only the updated divided image having the different portion or only the panoramic image including the updated divided image is recorded and stored. Is what you do.
これにより、 画像のメモリー容量を少なくすることができ、 長時間の記録保存 が可能となる。 この場合、 後で変化が発生した時間を特定できるように、 この発 明にあっては、 請求の範囲 7に記載したように、 画像の記録保存に加え、 時間を 同時に当該画面上に記録保存するのが望ましい。 As a result, the memory capacity of the image can be reduced, and long-term recording and storage can be performed. In this case, in order to identify the time at which the change occurred later, the invention records and saves the time simultaneously on the screen in addition to the image and save as described in Claim 7. It is desirable to do.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 8に記載したように、 前記各分割面像 と隣接する分割画像の縁部をオーバーラップさせて画像のマツチング処理を施す ことを特徴とするものである。 Further, according to the present invention, as described in claim 8, the image matching processing is performed by overlapping edges of the divided images adjacent to the respective divided plane images. is there.
このように構成することで、 あたかも高精度のワイ ドカメラで撮像したパノラ マ画像のように繋ぎ目が見えないパノラマ画像を容易に得ることができる。 With this configuration, it is possible to easily obtain a panoramic image in which the seams are not visible, such as a panorama image captured by a high-precision wide camera.
さらに、 この発明にあっては、 請求の範囲 9に記載したように、 前記ミラー の回転角を G P Sとリンクさせ、 得られた分割画像又は/及びパノラマ画像上に 地図情報をオーバーラップさせて表示することを特徴とするものである。 Furthermore, in the present invention, as described in claim 9, the rotation angle of the mirror is linked to GPS, and map information is displayed on the obtained divided image or / and panoramic image so as to overlap. It is characterized by doing.
これにより、 画像の所在をより正確に特定することができる。 Thereby, the location of the image can be specified more accurately.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 1 0に記載したように、 前記各分割画 像と隣接する分割画像のオーバ一ラップ部分を拡大表示可能としたことを特徴と するものである。 Further, according to the present invention, as described in Claim 10, the overlapped portion of each of the divided images and the adjacent divided image can be enlarged and displayed.
これにより、 この機能がなければ、 一般的に、 繋ぎ目部分の一方が欠けた状態 で表示される分割画面の繋ぎ目部分であっても、 各分割画面の中心部を見るよう に両方の分割画像のオーバーラップを拡大して見ることができる。 With this function, without this function, in general, even if the joint part of the split screen is displayed with one of the joint parts missing, both split parts will look at the center of each split screen. The overlap of the images can be seen enlarged.
そして、 この発明にあっては、 請求の範囲 1 1に記載したように、 前記カメラ で撮像された画像を、 手振れ防止手段によりブレを捕正するように構成したこと を特徴とするものである。
これにより、 気象や周囲の振動に影響を受けることなく、 より鮮明な画像を得 ることができる。 And, according to the present invention, as described in claim 11, the image picked up by the camera is configured to be shake-reduced by a camera shake preventing means. . As a result, a clearer image can be obtained without being affected by weather or surrounding vibration.
このように構成されてなるパノラマ画像生成方法では、 請求の範囲 1 2に記載 したように、 前記分割画像或はパノラマ画像の連続する 2つの画面の視差を利用 して、 奥行があって距離感がある立体画像を得ることもできる。 In the panoramic image generating method configured as described above, as described in claim 12, the parallax between two continuous screens of the divided image or the panoramic image is used to provide a depth and a sense of distance. It is also possible to obtain a certain stereoscopic image.
本発明を利用して立体画像を得る方法と しては、 請求の範囲 1 3に記載のパノ ラマ画像生成方法のほかに、 請求の範囲 1 2に記載したように、 前記ミラーと力 メラとを一定距離離間させて一対づっ配置し、 これら各ミラーとカメラとを同期 作動させて得られた画像の視差を利用して立体画像を得ることもできる。 As a method for obtaining a stereoscopic image using the present invention, in addition to the panorama image generation method according to claim 13, as described in claim 12, May be arranged at a fixed distance from each other, and a stereoscopic image can be obtained by using the parallax of an image obtained by synchronously operating each of the mirrors and the camera.
また、 上記目的を達成するためのパノラマ画像生成装置を、 この発明にあって は、 請求の範囲 1 4に記載したように、 一のカメラと、 このカメラの撮像面に対 向する位置に傾斜して配設されたミラーと、 該ミラーをチルト方向及び Z又はパ —ン方向に回動制御する駆動手段と、 この駆動手段により設定された傾斜角度に 対応する分割画像を保存する手段と、 この分割画像を画像表示装置の一画面上の 所定位置に順次表示する手段と、 上記各分割画像の歪をミラーの回転各に応じた 撮像位置に対する補正係数により補正する制御手段と、 を備えて構成したことを 特徴とするものである。 According to another aspect of the present invention, there is provided a panoramic image generation apparatus for achieving the above object, wherein one camera and one panoramic image generation apparatus are tilted to a position facing an imaging surface of the camera. A mirror arranged in a tilted manner, a driving unit for controlling the rotation of the mirror in the tilt direction and the Z or pan direction, and a unit for storing a divided image corresponding to the tilt angle set by the driving unit; Means for sequentially displaying the divided images at predetermined positions on one screen of the image display device; and control means for correcting distortion of each of the divided images with a correction coefficient for an imaging position corresponding to each rotation of a mirror. It is characterized by having been configured.
このようにパノラマ画像生成装置を構成することで、 安価な単一のカメラで、 高精度のワイ ドカメラの画像と匹敵する高精度のパノラマ画像を得ることができ る。 また、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 ミラーをチルト方 向とパーン方向に回動させて画像を得る場合、 両方向に対する歪補正が必要とな り、 歪修正回路が複雑化するため、 いずれか一方方向、 望ましくは、 ミラーのパ ーン方向の回動と同期させてカメラもパーン方向へと回動させた場合には、 チル ト方向の歪を捕正するだけでよいため、 歪補正回路を簡略化することができ、 処 理を高速化することができる。 この場合、 ミラーとカメラのパーン方向への同期 回動に伴う静止状態から次の静止状態までの間に撮像される画像は、 移動に伴う プレゃ歪が多いため、 この間の画像は消去処理することで、 記憶容量を小さく抑 えることができ、 また、 画像処理も簡略化されるため、 装置を小型化しより安価 に提供することができる。
尚、 前記一のカメラは、 請求の範囲 1 5に記載したように、 安価なデジタル力 メラで構成することで、 容易に、 かつ迅速に画像をデジタル処理することができ る。 By configuring the panorama image generating apparatus in this way, a single inexpensive camera can obtain a high-precision panoramic image comparable to a high-precision wide-camera image. In the panoramic image generation device according to the present invention, when the mirror is rotated in the tilt direction and the pan direction to obtain an image, distortion correction in both directions is required, and the distortion correction circuit is complicated. Therefore, if the camera is also rotated in the pan direction in synchronization with the rotation of the mirror in one direction, preferably in the pan direction, only distortion in the tilt direction need be corrected. Therefore, the distortion correction circuit can be simplified, and the processing can be speeded up. In this case, the mirror and camera are synchronized in the pan direction. The images captured during the period from the stationary state due to the rotation to the next stationary state have a large amount of distortion due to the movement. As a result, the storage capacity can be reduced, and the image processing is simplified, so that the device can be downsized and provided at a lower cost. In addition, as described in claim 15, the one camera can easily and quickly digitally process an image by being configured with an inexpensive digital camera.
また、 上記デジタルカメラで撮像される画像は、 請求の範囲 1 6に記載したよ うに、 手振れ防止手段によって画像の乱れを捕正することで、 より鮮明な画像を 得ることができる。 Further, as described in claim 16, a clearer image can be obtained from the image captured by the digital camera by correcting the image disturbance by the camera shake preventing means.
また、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 1 7に記 載したように、 前記ミラーをチルト方向及ぴ Z又はバーン方向に駆動するモータ として、 超音波モータを用いたことを特徴とするものである。 Further, in the panoramic image generation device according to the present invention, as described in claim 17, an ultrasonic motor is used as a motor for driving the mirror in the tilt direction and the Z direction or the burn direction. It is characterized by the following.
ステツピングモ一タゃパルスモータを用いた場合、 ミラーを所定の位置で性格 に停止させることが難しいのに対して、 超音波モータは、 高精度な位置決め制御 が可能なため、 プレがない鮮明画像を容易に得ることができる。 When a stepping motor pulse motor is used, it is difficult to stop the mirror precisely at a predetermined position.On the other hand, an ultrasonic motor can perform high-precision positioning control, so that clear images without press Can be easily obtained.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 1 8に記載したように、 前記制御手段 に、 ミラーの回転角度情報に基づいて、 傾倒した撮像画像の画像データを正立画 像の画像データに修正処理する画像処理部を装備したので、 安価なカメラで撮像 した画像であっても、 歪なく正確な画像として表示することができる。 Further, in the present invention, as described in claim 18, the control means converts the image data of the tilted captured image into image data of an erect image based on the rotation angle information of the mirror. Since an image processing unit for correction processing is provided, even an image captured by an inexpensive camera can be displayed as an accurate image without distortion.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 1 9に記載したように、 前記制御手段 に、 前記ミラーの回転角情報と G P Sから得られる情報とをリンクさせる機能を 付加し、 得られた分割画像又は/及ぴパノラマ画像上に G P S情報に基づく地図 情報をオーバーラップさせて表示することを特徴とするものである。 Further, according to the present invention, as described in claim 19, a function of linking the rotation angle information of the mirror and the information obtained from GPS is added to the control means, and the obtained division is provided. It is characterized in that map information based on GPS information is overlapped and displayed on an image or / and a panoramic image.
これにより、 実写画像と地図とを正確にォーパーラップさせることができるの で、 実写画像の位置特定を正確に行うことができる。 As a result, since the real image and the map can be accurately overlapped, the position of the real image can be accurately specified.
さらに、 この発明にあっては、 請求の範囲 2 0に記載したように、 前記制御手 段は、 各分割画像と隣接する分割画像のオーバーラップ部分を拡大表示すること ができるように構成としたことを特徴とするものである。 Further, in the present invention, as described in claim 20, the control means is configured to be able to enlarge and display an overlap portion of each divided image and an adjacent divided image. It is characterized by the following.
これにより、 この機能がなければ、 一般的に、 繋ぎ目部分の一方が欠けた状態 で表示される分割面面の繋ぎ目部分であっても、 各分割画面の中心部を見るよう に両方の分割画像のォ一バーラップを拡大して見ることができ、 高精度パノラマ
カメラで撮像した 1枚のパノラマ画像と同様に、 必要な部分を繋ぎ目を気にする ことなく拡大表示することができる。 Therefore, if this function is not provided, generally, even if one of the joint portions is a joint portion of the split surface displayed with a chipped portion, both the joint portions are displayed as if looking at the center of each split screen. High-precision panorama that allows you to see the enlarged wrap of the divided image Similar to a single panoramic image captured by a camera, necessary parts can be enlarged and displayed without worrying about joints.
さらに、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 2 1に 記載したように、 前記制御手段に、 撮像した分割画像数と同数の画像データを記 憶すると共に、 ミラーの 1順回転毎に画像データを更新記憶する記憶部を備えて 構成したので、画像を記録保存することができる。この記憶保存の方法としては、 撮像された分割画像或はパノラマ画像の全てを記憶保存してもよいが、 請求の範 囲 2 2に記載したように、 前記異なる部分の分割画像のみを、 或は、 異なる部分 の分割画像を含むパノラマ画像のみを記憶保存することで、 メモリ一容量を小さ く抑え、 長時間の記憶保存ができるように構成するのが望ましい。 この場合、 請 求の範囲 2 3に記載したように、 画像とともに更新日時を記録することで、 後の チェックが容易となるように構成するのが望ましい。 Further, in the panoramic image generation device according to the present invention, as described in claim 21, the control unit stores the same number of image data as the number of captured divided images, Since the apparatus is provided with the storage unit for updating and storing the image data every time the image is rotated forward, the image can be recorded and stored. As a method of storing and storing, all of the captured divided image or panoramic image may be stored and stored. However, as described in claim 22, only the divided image of the different part is It is desirable to configure so that only a panoramic image including a divided image of a different part is stored and stored, so that one memory can be kept small and long-term storage can be performed. In this case, it is desirable to record the update date and time together with the image, as described in the range of the request 23, so that it is easy to check later.
またさらに、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 2 4に記載したように、 前記制御手段に、 保存されている分割画像と更新される分 割画像とを比較し、 異なる部分がある場合には、 この異なる部分を異なる色彩で 表示し、 或は、 警告音で注意力を喚起させる手段を配設して構成したので、 長時 間、 同じ画像を見て監視する必要がなく、 容易に景色の変化を知得することがで きる。 Still further, in the panoramic image generation device according to the present invention, as described in Claim 24, the control unit compares the stored divided image with the updated divided image, If there are different parts, these different parts are displayed in different colors, or a means is provided to alert the user with a warning sound, so that the same image is monitored for a long time. There is no need to change the scenery easily.
この場合、 前記制御手段は、 更新される分割画像が保存されている同一撮影位 置における分割画像と異なる場合に、 請求の範囲 2 5に記載したように、 該更新 分割画像を拡大表示させることで、 変化の原因を容易に分析することができるの で、 事故を未然に防止する手段として有用である。 In this case, when the divided image to be updated is different from the divided image at the same shooting position where the updated divided image is stored, the control unit enlarges and displays the updated divided image as described in claim 25. This makes it easy to analyze the cause of the change, which is useful as a means to prevent accidents.
また、 この発明にあっては、 請求の範囲 2 6に記載したように、 前記制御手段 は、 異なる部分がある更新分割画像が表示された場合には、 当該更新分割画像中 の変化部分及び 又は当該更新分割画像に隣接する画像を自動追尾して表示する 手段を有して構成したことを特徴とするものである。 Further, in the present invention, as described in claim 26, when an updated divided image having a different portion is displayed, the control means may change the updated divided image and / or Means for automatically tracking and displaying an image adjacent to the updated divided image.
これにより、 監視員が経験と感により追尾するのと異なり、 変化の原因を見失 うことなく、 自動的に追尾が可能となり、 より迅速な分析をすることができる。
さらに、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 2 7に 記載したように、 前記制御手段に、 各分割画像と隣接する分割画像の縁部をォー バーラップさせて画像のマッチング処理を施す手段を配設して構成したので、 高 精度ワイ ドカメラで撮像したパノラマ画像と同様の繋ぎ目のない高精度のパノラ マ画像を容易に得ることができる。 This makes it possible to track automatically without losing the cause of the change, unlike a watchman who tracks with experience and feeling. Further, in the panoramic image generation device according to the present invention, as described in claim 27, the control means causes the edge of each divided image to overlap with each divided image and overlaps each other. Since the means for performing the matching processing is provided and configured, a seamless high-precision panorama image similar to a panorama image captured by a high-precision wide camera can be easily obtained.
尚、 この発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 2 8に記載 したように、 前記制御手段に、 前記分割画像或はパノラマ画像の連続する 2つの 画面の視差を利用して立体画像を生成する機能を付加することができ、 この場合 には、 奥行があって距離感がある立体画像を得ることができ、 実際の風景を見る のと大差がなくなるので疲れにく く、 より監視を容易となすことができる。 また、 本発明に係るパノラマ画像生成装置にあっては、 請求の範囲 2 9に記載 したように、 前記ミラーとカメラとを一定距離離間させて一対づっ配置し、 これ ら各ミラーとカメラとを同期作動させて得られた画像の視差を利用して立体画像 を得ることもできる。 In the panoramic image generation device according to the present invention, as described in claim 28, the control unit uses the parallax of two continuous screens of the divided image or the panoramic image. A function of generating a stereoscopic image can be added. In this case, a stereoscopic image having a depth and a sense of distance can be obtained, and there is no much difference from seeing an actual scenery, so that it is hard to be tired. Monitoring can be made easier. Further, in the panoramic image generation device according to the present invention, as described in claim 29, the mirror and the camera are arranged in a pair at a predetermined distance from each other, and these mirrors and the camera are arranged in pairs. A stereoscopic image can also be obtained using the parallax of the image obtained by performing the synchronous operation.
このように構成されたパノラマ画像生成方法及ぴその装置は、 請求の範囲 3 0 に記載したように、 監視対象場所の周辺部を監視するシステムに用いることで、 複数台のカメラとモニターとを多くの配線で接続して配置しなければならない従 来の監視システムと比較して、 非常に簡略で安価なシステムと して提供すること ができ、 しかも、 その精度は、 上記従来の監視システムと比較して、 より高精度 のセキュリティ性を得ることができる。 The panoramic image generation method and the apparatus configured as described above are used in a system for monitoring a peripheral portion of a monitoring target location as described in claim 30, so that a plurality of cameras and monitors can be connected. Compared to a conventional monitoring system that must be connected and arranged with many wires, it can be provided as a very simple and inexpensive system, and its accuracy is the same as that of the conventional monitoring system described above. In comparison, higher-precision security can be obtained.
図面の簡単な説明 BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 この発明の実施の一形態例に係るパノラマ画像生成装置の概略的な構 成を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a panoramic image generation device according to an embodiment of the present invention.
図 2は、 同パノラマ画像生成装置で撮像された分割画像を歪がない正立画像に 変換する状態の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram of a state in which a divided image captured by the panoramic image generation device is converted into an erect image without distortion.
図 3は、 同パノラマ画像生成装置の構成を示すプロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the panoramic image generation device.
図 4 ( A ) 及ぴ (B ) は、 パノラマ画像の他の表示態様例を示す説明図である。 FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams showing other display modes of the panoramic image.
発明の実施の最良な形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下、 添付図面に示す本発明による監視装置の一実施例に基づいてこの発明の
詳細を説明する。 Hereinafter, based on one embodiment of the monitoring device according to the present invention shown in the accompanying drawings, Details will be described.
対象となる原子力施設や軍事施設等の周囲の景色を撮像するため、 図示しない 監視装置本体にデジタルカメラ (C C Dカメラ) 1が設けられ、 これに付設して 以下の装置が図 iに示すように設けられている。 A digital camera (CCD camera) 1 is installed in the monitoring equipment (not shown) to capture the surrounding scenery of the target nuclear facilities and military facilities, etc., and the following equipment is attached as shown in Fig. I. Is provided.
即ち、デジタルカメラ 1に隣接してミラー 2が傾斜した状態で設けられている。 このミラー 2は、ミラー仰角可動用モータ 3のモータ軸 3 ' に固定されており、 モータ 3の作動により ミラー 2の仰角 (チルト方向の角度) が調整される。 That is, the mirror 2 is provided adjacent to the digital camera 1 in an inclined state. The mirror 2 is fixed to a motor shaft 3 ′ of a mirror elevation motor 3, and the elevation angle (tilt angle) of the mirror 2 is adjusted by the operation of the motor 3.
さらに、 上記ミラー 2には、 ミラー回転用モータ 4のモータ軸 4 ' が固定され ており、 モータ 4の作動により ミラー 2がパーン方向 (水平方向) に回転するよ うに構成されている。 Further, a motor shaft 4 ′ of a mirror rotation motor 4 is fixed to the mirror 2, and the mirror 2 is configured to rotate in the pan direction (horizontal direction) by the operation of the motor 4.
図示の形態例では、 デジタル力メラ 1の光軸とミラー 2の回転軸であるミラー 回転用モータ 4のモータ軸 4 ' とは同一軸線上に位置する。 ミラー仰角調整用モ —タ 3もミラー囪転用モータ 4もモータ制御回路 5 と導線により接続されている。 尚、 この形態例で用いられるミラー仰角調整用モータ 3及びミラー回転用モータ 4は、 超音波モータが用いられる。 この超音波モータの構成は公知であるので、 その詳細な説明をここでは省略するが、 この超音波モータは公知のステツビング モータやパルスモータと比較して、 ミラー 2を所定の角度に正確に静止させる機 能に優れているため、 本発明では超音波モータを使用するのが望ましい。 In the illustrated embodiment, the optical axis of the digital force camera 1 and the motor axis 4 ′ of the mirror rotation motor 4, which is the rotation axis of the mirror 2, are located on the same axis. Both the mirror elevation angle adjustment motor 3 and the mirror rotation motor 4 are connected to the motor control circuit 5 by conducting wires. Note that an ultrasonic motor is used for the mirror elevation angle adjustment motor 3 and the mirror rotation motor 4 used in this embodiment. Since the configuration of this ultrasonic motor is publicly known, a detailed description thereof will be omitted here. However, this ultrasonic motor is capable of accurately stopping the mirror 2 at a predetermined angle as compared with a publicly known stepping motor or pulse motor. It is desirable to use an ultrasonic motor in the present invention because of its excellent function of causing the vibration.
また、 上記モータ制御回路 5からミラー回転角度信号 6を信号処理及び制御回 路 7に入力させるために導線が接続されている。 Further, a conducting wire is connected to input the mirror rotation angle signal 6 from the motor control circuit 5 to the signal processing and control circuit 7.
信号処理及び制御回路 7からデジタルカメラ制御信号 8を入力させるようにデ ジタルカメラ 1に導線が接続しており、 デジタルカメラ制御信号 8によりデジタ ルカメラ 1の焦点調整、 絞り及びシャツタ速度調整、 ズーミング調整及び手振れ 防止回路による画像の乱れ補正調整等が行われる。 A lead wire is connected to the digital camera 1 so that the digital camera control signal 8 is input from the signal processing and control circuit 7, and the digital camera control signal 8 adjusts the focus, aperture, and shutter speed of the digital camera 1, and adjusts the zooming. In addition, image distortion correction adjustment and the like by a camera shake prevention circuit are performed.
—方、 デジタルカメラ 1からの画像信号 9 (本形態例では、 1 6の分割画像信 号) が導線を介してこの信号処理及び制御回路 7に入力される。 これに基づいて 信号処理及ぴ制御回路 7で 1 6の分割画像の各信号処理が行われる。 On the other hand, an image signal 9 (in this embodiment, 16 divided image signals) from the digital camera 1 is input to the signal processing and control circuit 7 via a conductor. Based on this, the signal processing and control circuit 7 performs each signal processing of the 16 divided images.
画像信号処理及ぴ制御回路 7からの処理された 1 6個の画像信号 1 0が順次画 像表示装置 2 7の各対応場所に順次表示される。
図 2には、 信号処理及び制御回路 7における画像信号処理が示されている。 図 2の上部分に、 ミラ一 2の回転角度 2 2 . 5度毎のデジタルカメラ 1からの画像 信号 9が示されている。 尚、 この形態例では、 分割画像を 1 6個に設定したが、 この発明にあってはこれに限定されるものではなく、 分割数は任意であり、 従つ て、 ミラー 2の回転角度も、 分割数に対応して設定される。 The processed 16 image signals 10 from the image signal processing and control circuit 7 are sequentially displayed at respective corresponding locations of the image display device 27. FIG. 2 shows the image signal processing in the signal processing and control circuit 7. The upper part of FIG. 2 shows an image signal 9 from the digital camera 1 at every rotation angle 22.5 degrees of the mirror 1. In this embodiment, the number of divided images is set to 16. However, the present invention is not limited to this, and the number of divisions is arbitrary. Set according to the number of divisions.
ところで、 ミラー 2の回転角度 2 2 . 5度毎のデジタルカメラ 1からの画像信 号 9は、 デジタルカメラ 1が連続回転していて高速シャッタの作動の下に撮像す ることにより、 或は、 ミラー回転角度 2 2 . 5度毎にデジタルカメラの回転を一 瞬停止して撮像することにより送ることもできる。 By the way, the image signal 9 from the digital camera 1 at every rotation angle 22.5 degrees of the mirror 2 can be obtained by the digital camera 1 rotating continuously and taking an image under the operation of the high-speed shutter, or It can also be sent by stopping the digital camera rotation momentarily every 22.5 degrees of mirror rotation angle and capturing an image.
ミラー 2の回転角度に従ってデジタル力メラ画像は正立画像に対してそれぞれ 傾倒したり歪んだり している。 従って、 これでは画像表示装置 2 7の画面上に映 し出される分割画像は、 ばらばらの角度で表示され、 かつ、 実際に撮像された各 分割画像は、 ミラー 2の回転角度によって歪んだ状態で撮像されているため、 こ れをそのまま画面 2 7に表示したのでは、 統一されたパノラマ画像を生成するこ とができず、 視覚監視に不都合である。 このため、 信号処理及ぴ制御回路 7にお ける画像処理部のローテーション回路 1 2により、 歪みや角度等が、 ミラーの回 転角度に対応して予め演算し記憶されてなる補正係数に基づき修正され、 図 2の 下部分に示されるような正立画像に修正されて、 常に後続の V T R並びに画像表 示装置 2 7の画面で正立画像が観察されることができるように構成されている。 また、 上記口一テーシヨン回路 1 2は、 各分割画像と隣接する分割画像の縁部 をオーバーラップさせて画像のマツチング処理を行い、 高精度ワイ ドカメラで撮 像したパノラマ画像と同様の繋ぎ目のない高精度のパノラマ画像を画面 2 7に表 示するように構成されている。 The digital force image is tilted or distorted with respect to the erect image according to the rotation angle of the mirror 2. Accordingly, in this case, the divided images projected on the screen of the image display device 27 are displayed at different angles, and each of the actually captured divided images is distorted by the rotation angle of the mirror 2. Displaying the image as it is on the screen 27 as it was captured would not be able to generate a uniform panoramic image, which would be inconvenient for visual monitoring. For this reason, the rotation circuit 12 of the image processing unit in the signal processing and control circuit 7 corrects distortion, angle, and the like based on a correction coefficient that is calculated and stored in advance in accordance with the rotation angle of the mirror. It is configured so that the erect image is corrected as shown in the lower part of FIG. 2 so that the erect image can always be observed on the subsequent VTR and the screen of the image display device 27. . In addition, the mouth-station circuit 12 performs matching processing of the image by overlapping the edge of each divided image with the edge of the adjacent divided image, and forms a joint similar to a panoramic image captured by a high-precision wide camera. It is configured to display no high-precision panoramic image on screen 27.
このようにして撮像した分割画像数と同数の画像データは、 信号処理及び制御 回路 7で全て記憶保存されると共に、 該信号処理及び制御回路 7には、 ミラーの 1順回転毎、 即ち、 1 6の分割画像を撮像した後、 再ぴ分割画像 1 と同じ部分の 景色を撮像し、 以後、 再び分割画像 2〜 1 6を順に撮像し、 各分割画像データを 更新記憶する記憶部が備えられている。 このとき、 各分割画像とともに更新日時 が記録される。
さらに、 上記信号処理及び制御回路 7は、 保存されている分割画像と更新され る分割画像とを比較し、 異なる部分がある場合には、 この異なる部分を異なる色 彩、 例えば、 赤色で表示したり、 異なる旨を文字で知らしめ、 或は、 ブザーなど の警告音を発することで、 監視者の注意力を喚起させるように構成されている。 これにより、 長時間、 同じ画像を見て監視する必要がなく、 容易に景色の変化を 知得することができる。 The same number of image data as the number of divided images captured in this way are all stored and stored in the signal processing and control circuit 7, and the signal processing and control circuit 7 stores the image data at every forward rotation of the mirror, that is, 1 After capturing the six divided images, a storage unit that captures the scene of the same part as the re-divided image 1 and thereafter sequentially captures the divided images 2 to 16 again, and updates and stores each divided image data is provided. ing. At this time, the update date and time are recorded together with each divided image. Further, the signal processing and control circuit 7 compares the stored divided image with the updated divided image, and if there is a different portion, displays the different portion in a different color, for example, red. It is designed to alert the observer by alerting them to the fact that they are different, or by giving a buzzer or other warning sound. This eliminates the need to monitor the same image for a long time, making it easy to recognize changes in the scenery.
また、 上記信号処理及ぴ制御回路 7は、 更新される分割画像が保存されている 同一撮影位置における分割画像と異なる場合に、 該更新分割画像を画面 2 7に任 意の倍率で拡大表示させることができるように制御可能である。 これにより、 変 化の原因を容易に分析することができるので、 事故を未然に防止することが可能 となる。 Further, when the divided image to be updated is different from the divided image at the same shooting position where the updated divided image is stored, the signal processing and control circuit 7 enlarges and displays the updated divided image on the screen 27 at an arbitrary magnification. It is controllable to be able to. As a result, the cause of the change can be easily analyzed, so that an accident can be prevented before it occurs.
上記記憶保存回路で保存される画像は、 上記したように、 全ての分割画像及び パノラマ画像を記憶保存してもよいが、 望ましくは、 変化が生じた分割画像或は この変化が生じた分割画像を含むパノラマ画像だけを記憶保存することで、 メモ リー容量を少なくでき、 その結果、 長時間録画が可能となるので好ましい。 As described above, the image stored in the storage and storage circuit may store and store all the divided images and panoramic images. However, it is preferable that the divided image in which the change occurs or the divided image in which the change occurs It is preferable to store only panoramic images that contain a character string, so that the memory capacity can be reduced and, as a result, recording can be performed for a long time.
また、 変化が画面上に現れた場合には、 この変化が生じた画面の目標物を自動 的に追尾するよう、 上記制御回路 7は、 上記ミラ一 2とカメラ 1の作動を制御す る。 これにより、経験則や感に賴ることなく、 目標物を自動的に追尾できるため、 分析を容易に行うことができる。 この自動追尾の場合の画面表示態様としては、 図 4 ( B ) に示す表示態様が好適である。 尚、 この自動追尾手段は、 例えば、 特 開 2 0 0 2— 2 4 7 4 4 0号ゃ特開 2 0 0 2— 2 9 0 9 6 2号等で公知であるの で、 その詳細な説明をここでは省略する。 When a change appears on the screen, the control circuit 7 controls the operation of the mirror 1 and the camera 1 so as to automatically track the target on the screen where the change has occurred. Thus, the target can be automatically tracked without having to follow the rules of thumb or feelings, so that the analysis can be easily performed. As a screen display mode in the case of the automatic tracking, a display mode shown in FIG. 4B is preferable. Since this automatic tracking means is known in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-224744, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-290962, the detailed description thereof will be omitted. The description is omitted here.
また、 この形態例では、 特に図示はしないが、 上記のようにして得られた画像 の位置を、 ミラー 2の回転角度情報と G P S情報とをリ ンクさせることで、 当該 画面上に地図情報をオーバーラップさせて表示させることができ、 目標物の経緯 度の特定を容易に行うことができる。 勿論、 この地図とのオーバ一ラップ画像を 記憶し保存させてもよい。 In this embodiment, although not shown, the position of the image obtained as described above is linked to the rotation angle information of the mirror 2 and the GPS information, so that the map information is displayed on the screen. Overlapping display can be performed, and the degree of latitude of the target object can be easily specified. Of course, an overlap image with this map may be stored and stored.
尚、 本形態例では、 前記信号処理及び制御回路 7は、 各分割画像と隣接する分 割画像のオーバーラップ部分を拡大表示することができるように構成されている c
これにより、 この機能がなければ、 一般的に、 繫ぎ目部分の一方が欠けた状態 で表示される分割画面の繋ぎ目部分であっても、 各分割画面の中心部を見るよう に両方の分割画像のオーバーラップを拡大して見ることができ、 高精度パノラマ カメラで撮像した 1枚のパノラマ画像と同様に、 必要な部分を繋ぎ目を気にする ことなく拡大表示することができる。 In the present embodiment, the signal processing and control circuit 7 is configured to be able to enlarge the overlapping portions of the split image adjacent to each divided image c Therefore, if this function is not provided, in general, even if the joint part of the split screen is displayed with one of the gaps missing, both parts will be seen as if they were at the center of each split screen. The overlap of the divided images can be magnified and viewed. Just like a single panorama image captured by a high-precision panorama camera, the necessary parts can be magnified and displayed without worrying about joints.
次に、 以上のように構成されてなる信号処理及ぴ制御回路 7の作用について説 明する。 Next, the operation of the signal processing and control circuit 7 configured as described above will be described.
連続的に回転するミラー 2により反射された景色のデジタル画像をローテーシ ヨン回路 1 2に導き、 ミラーの各所定回転毎のデジタルカメラ画像を信号処理及 び制御回路 7の画像処理部において、 回転及び反転させ、 かつ、 手振れによる画 像の乱れや歪を修正して、 正立画像を得る (図 2 )。 The digital image of the scene reflected by the continuously rotating mirror 2 is guided to the rotation circuit 12, and the digital camera image at each predetermined rotation of the mirror is rotated and processed by the image processing unit of the signal processing and control circuit 7. The erect image is obtained by inverting the image and correcting the image distortion and distortion due to camera shake (Fig. 2).
デジタルカメラ 1の回転角度 0 ° の位相では、 対象景色のデジタルカメラ画像 が反転して撮像された画像が示されており、 画像を画像処理部において反転処理 し、 歪を補正して正立した画像 「 1」 が得られる。 ミラー 2の回転角度 2 2 . 5 ° の位相では画像が反転しかつ右に 2 2 . 5度傾いており、 これを画像処理部が反 転処理し、 かつ、 歪を補正して正立画像 「2」 が得られる。 At a rotation angle of 0 ° of the digital camera 1, an image obtained by inverting the digital camera image of the target scene is shown, and the image is inverted in the image processing unit to correct distortion and erect. The image "1" is obtained. When the rotation angle of the mirror 2 is 22.5 °, the image is inverted and tilted to the right by 22.5 degrees. The image processing unit performs the inversion processing and corrects the distortion to correct the erect image. "2" is obtained.
ミラ一 2の回転角度 4 5 ° の位相では画像が反転しかつ更に右に 4 5度傾いて おり、 これが画像処理部の上記手順で正立画像 「 3」 が得られる。 At a rotation angle of 45 ° of the mirror 2, the image is inverted and further tilted to the right by 45 degrees, and the upright image “3” is obtained by the above procedure of the image processing unit.
この後、 順次、 ミラー 2の各回転角度の位相で得られた画像 4〜 1 6力 S、 画像 処理部で上記手順に従って処理されることで、 順次正立画像 「4」 〜 Γ ΐ 6」 が 得られる。 Thereafter, the images 4 to 16 obtained at the phases of the respective rotation angles of the mirror 2 are sequentially processed by the image processing unit in accordance with the above procedure, thereby sequentially erecting the images “4” to Γ ΐ 6 ” Is obtained.
即ち、 上記ミラー 2の連続回転中又は間欠回転中、 回転角度 2 2 . 5度毎の撮 像視野が画面 2 7でリアルタイムに監視し、 又は一定期間経過後、 V T Rで再生 していつでも監視されることができる。 That is, during the continuous rotation or intermittent rotation of the mirror 2, the image field of view at every rotation angle of 22.5 degrees is monitored in real time on the screen 27, or after a certain period of time, reproduced by the VTR and monitored at any time. Can be
図 3は、 本形態例に係る監視装置の構成を示しており、 本監視装置は、 デジタ ルカメラュニッ ト Αと V T Rプロセスュニッ ト Bとから構成されている。 FIG. 3 shows a configuration of a monitoring device according to the present embodiment. The monitoring device is configured by a digital camera unit Α and a VTR process unit B.
デジタルカメラユニッ ト Aは、 デジタルカメラ 1 と、 ミラー 2と、 ミラー俯仰 角調整用モータ 3 と、 ミラ一回転用モータ 4と、 モータ制御回路 5 と、 から構成 されている。
一方、 V T Rプロセスユニッ ト Bは、 デジタルカメラ画像信号 9が口一テーシ ョン回路 1 2で画像姿勢修正され、 続いてディジタル · アナログ変換器 2 5でァ ナログ変換されて V T R 2 6に送られ、 並びにデジタルカメラ画像信号がローテ —ション回路 1 2で画像姿勢を修正され、 フレームメモリ 1 3 A〜 1 3 Pで記憶 され、 その後、 ディジタル ' アナログ変換器 1 4 A〜 1 4 Pでアナ口グ変換され て画面 2 6の指定された各ポジシヨンに送られるように構成されている。 The digital camera unit A includes a digital camera 1, a mirror 2, a mirror elevation angle adjustment motor 3, a mirror rotation motor 4, and a motor control circuit 5. On the other hand, in the VTR process unit B, the digital camera image signal 9 is corrected in image orientation by the mouthpiece circuit 12, and then analog-converted by the digital / analog converter 25 and sent to the VTR 26. , And the digital camera image signal, the image attitude is corrected by the rotation circuit 12, stored in the frame memory 13 A to 13 P, and then the digital to analog converter 14 A to 14 P It is configured to be sent to each of the designated positions on screen 26 after being converted.
即ち、 デジタルカメラユニッ ト Aから出るデジタルカメラ画像信号 9は、 V T Rプロセスュ-ッ ト Bにおいて画像信号処理及び制御回路 7における画像信号処 理部のローテ一シヨン回路 (手振れ防止回路を含む) 1 2により順次面像の姿勢 やカメラゃミラーの振動による画像の乱れが修正されてミラー 2の一回転毎にそ れぞれ符合 1 3 A〜 1 3 Pで示されるフレームメモリに更新記憶される。 That is, the digital camera image signal 9 output from the digital camera unit A is converted into a rotation circuit (including a camera shake prevention circuit) of the image signal processing unit in the image signal processing and control circuit 7 in the VTR process unit B 12. Thus, the image disturbance due to the posture of the plane image and the vibration of the camera-mirror is corrected, and is updated and stored in the frame memory indicated by the reference numerals 13 A to 13 P for each rotation of the mirror 2.
その後、 ディジタル ' アナログ変換器 1 4 A〜 l 4 Pでアナログ変換されて出 力 1〜出力 1 6として V T Rプロセスュニッ ト Bを出て、 画面 2 7のミラーの回 転角度に相応するポジション(符号 1〜 1 6で表されている)に順次入力される。 また、 V T R出力はデジタルカメラの画像信号 9が信号処理及ぴ制御回路 7に おいて姿勢修正された後、 ディジタル · アナログ変換器 2 5を経て直接 V T R 2 6に入力される。 After that, the digital-to-analog converters 14-A to 14-P convert them into analog signals, output the VTR process unit B as outputs 1 to 16 and output the positions (signs) corresponding to the mirror rotation angles on screen 27. 1 to 16). The VTR output is input directly to the VTR 26 via the digital-analog converter 25 after the attitude of the image signal 9 of the digital camera is corrected in the signal processing and control circuit 7.
尚、 上記図示例では、 本パノラマ画像生成装置を図 3に示す監視装置に適用し た場合を示したが、 この発明にあってはこれに限定されるものではなく、 A T M の監視装置や人が多く出入りする場所の監視装置としても威力を発揮する。 例え ば、 人が多く出入りする場所では、 本パノラマ画像生成装置で撮像された各画像 データをその場で記録保存し、 この記録保存された各分割画像データを通信回線 を通じて管理センタ一へと伝送し、 管理センタ一では、 この送信された分割画像 データを、 例えば、 犯罪者の顔データと比較することで、 当該人が多く出入りす る場所の安全性を迅速に判別するように用いることも可能である。 In the illustrated example, the case where the present panoramic image generation apparatus is applied to the monitoring apparatus shown in FIG. 3 is shown. However, the present invention is not limited to this, and it is not limited to this. It is also effective as a monitoring device for places where many people enter and leave. For example, in places where many people come and go, each image data captured by this panoramic image generation device is recorded and saved on the spot, and each of the recorded and saved divided image data is transmitted to a management center via a communication line. However, the management center may compare the transmitted divided image data with, for example, the face data of a criminal to use it so as to quickly determine the safety of places where many persons enter and leave. It is possible.
また、 上記形態例では、 ミラーをチルト方向とパーン方向に回動させて画像を 得る場合を例にとり説明したが、 この発明にあってはこれに限定されるものでは なく、 ミラーをいずれか一方方向、 望ましくは、 ミラーのパーン方向の回動と同 期させてカメラもパーン方向へと回動させるように構成することで、 チルト方向
の歪補正だけで画像修正処理を行うようにし、 歪補正回路を簡略化して、 処理を 高速化するように構成するのが望ましい。 この場合、 ミラ一とカメラのパーン方 向への同期回動に伴う静止状態から次の静止状態までの間に撮像される画像は、 移動に伴うブレゃ歪が多いため、 この間の画像は消去処理することで、 記憶容量 を小さく抑えることができ、 また、 画像処理も簡略化されるため、 装置を小型化 し、 より安価に提供することができる。 Further, in the above embodiment, the case where the mirror is rotated in the tilt direction and the pan direction to obtain an image has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and one of the mirrors may be used. Direction, desirably, the camera is also rotated in the pan direction in synchronization with the rotation of the mirror in the pan direction. It is desirable that the image correction processing is performed only by the distortion correction of the above, the distortion correction circuit is simplified, and the processing is speeded up. In this case, the images captured during the period from the stationary state due to the synchronous rotation of the mirror and the camera in the pan direction to the next stationary state have much blur distortion due to movement, so the images during this period are deleted. By performing the processing, the storage capacity can be reduced, and the image processing can be simplified, so that the device can be reduced in size and provided at a lower cost.
さらに、 この発明にあっては、 連続する分割画像或はパノラマ画像の視差量を 利用して立体画像を得ることもできる。 また、 一対のミラ一と一対のカメラを離 れた場所に夫々設置し、 これらのミラーとカメラを同期作動させて得られる画像 の視差量に基づいても立体画像を得ることができる。 この視差量を利用した立体 画像の生成方法は、 例えば、 本出願人及び発明者が先に提案した P C T / J P 0 2 / 1 2 4 4 3と同様であるので、 その詳細な説明をここでは省略する。 Further, according to the present invention, a stereoscopic image can be obtained by using a parallax amount of a continuous divided image or a panoramic image. Further, it is possible to obtain a stereoscopic image based on the parallax amount of an image obtained by installing a pair of mirrors and a pair of cameras at separate places and operating these mirrors and the camera in synchronization. The method of generating a stereoscopic image using the amount of parallax is the same as, for example, PCT / JP02 / 124244 proposed by the present applicant and the inventor. Omitted.
産業上の利用可能性 Industrial applicability
以上説明したように、 この発明に係るパノラマ画像生成方法及びその装置によ れば、 単一のデジタルカメラで全周 3 6 0度の視野を高速で監視、 撮像すること ができ、 これを略リアルタイムで画像上で観察し、 或は、 V T Rで記録保存する ことができる。 この場合、 デジタルカメラは回転せずに、 ミラ一が回転する構成 であるため、 デジタルカメラに接続されたケーブルゃコード類は移動等しないの で、 ケーブル等が断線等の故障が生じない。 As described above, according to the panorama image generation method and the apparatus thereof according to the present invention, a single digital camera can monitor and image a field of view of 360 degrees around the entire circumference at a high speed. It can be observed on an image in real time, or recorded and stored on a VTR. In this case, since the digital camera does not rotate but the mirror rotates, the cables and cords connected to the digital camera do not move, so that there is no trouble such as disconnection of the cables.
また、 上記ミラーをチルト方向とパーン方向に回動させて画像を得る場合、 両 方向に対する歪補正が必要となり、 歪修正回路が複雑化するため、 いずれか一方 方向、 望ましくは、 ミラーのパーン方向の回動と同期させてカメラもパーン方向 へと回動させた場合には、 チルト方向の歪を捕正するだけでよいため、 歪捕正回 路を簡略化することができ、 処理を高速化することができる。 この場合、 ミラー とカメラのパーン方向への同期回動に伴う静止状態から次の静止状態までの間に 撮像される画像は、 移動に伴うプレゃ歪が多いため、 この間の画像は消去処理す ることで、 記憶容量を小さく抑えることができ、 また、 画像処理も簡略化される ため、 装置を小型化しより安価に提供することができる。
また、 ミラーの回転角度情報に基づいて、 傾倒した撮像画像の画像データを正 立画像の画像データに修正処理する画像処理部を装備し、 かつ、 デジタルカメラ で撮像した画像の場合、 これを手振れ防止手段で画像のブレをなくするように構 成したので、 安価なデジタルカメラで撮像した画像であっても、 歪なく正確で鮮 明な画像を容易に得ることができる。 In addition, when an image is obtained by rotating the mirror in the tilt direction and the pan direction, distortion correction in both directions is necessary, and the distortion correction circuit becomes complicated. Therefore, either one direction, preferably, the mirror pan direction is used. When the camera is also rotated in the pan direction in synchronization with the rotation of the camera, it is only necessary to correct the tilt direction distortion, so the distortion correction circuit can be simplified and the processing can be performed at high speed. Can be In this case, since the image captured during the period from the stationary state due to the synchronous rotation of the mirror and the camera in the pan direction to the next stationary state has a large play distortion due to the movement, the image during this period is deleted. As a result, the storage capacity can be reduced, and the image processing can be simplified, so that the device can be reduced in size and provided at a lower cost. In addition, an image processing unit is provided that corrects the image data of the tilted captured image into image data of an erect image based on the rotation angle information of the mirror. Since the image blur is eliminated by the prevention means, an accurate and clear image can be easily obtained without distortion even if the image is taken by an inexpensive digital camera.
さらに、 ミラーの回転角度を G P Sとリンクさせることで、 実写画像に地図情 報をォ一バーラップさせることができ、 例えば、 変化が生じた部分の緯度を正確 に把握することが可能となる。 Furthermore, by linking the mirror rotation angle with the GPS, the map information can be overlapped with the actual image, and, for example, the latitude of the portion where the change has occurred can be accurately grasped.
加えて、 この発明にあっては、 制御手段に、 撮像した分割画像数と同数の画像 データを記憶すると共に、 ミラーの 1順回転毎に画像データを更新記憶する記憶 部を備えて構成したので、 画像を更新日時とともに記録保存することができ、 保 存されている分割画像と更新される分割画像とを比較し、 異なる部分がある場合 には、 この異なる部分を異なる色彩で表示し、 或は、 警告音で注意力を喚起させ ることができるので、 長時間、 同じ画像を見て監視する必要がなく、 容易に景色 の変化を知得することができると共に、 このような変化が生じた場合には、 該更 新分割画像を拡大表示させることで、変化の原因を容易に分析することができる。 また、 画像の保存も、 変化がある分割画像或は変化があった分割画像を含むパ ノラマ画像だけを保存することで、 メモリー容量を少なくすることができ、 長時 間の記憶保存が可能となる。 In addition, according to the present invention, the control means includes a storage unit that stores the same number of image data as the number of captured divided images and that updates and stores the image data each time the mirror is rotated forward. The image can be recorded and saved together with the update date and time, and the stored divided image is compared with the updated divided image. If there is a different portion, the different portion is displayed in a different color. Can alert you with alert sounds, so there is no need to monitor the same image for a long time, and you can easily recognize changes in the scenery, and such changes have occurred In this case, the cause of the change can be easily analyzed by enlarging and displaying the updated divided image. In addition, when saving images, saving only the changed divided images or panorama images containing the changed divided images can reduce the memory capacity and enable long-term storage and storage. Become.
さらに、 変化があった部分を自動的に追尾することで、 経験ゃ感に頼ることな く、 目標物を見失わずに追尾できるので、 分析が容易となる。 Furthermore, by automatically tracking the part that has changed, tracking can be performed without losing sight of the target object, without relying on experience, so analysis becomes easier.
また、 この発明にあっては、 各分割画像と隣接する分割画像の縁部をオーバー ラップさせて画像のマッチング処理を施すため、 高精度ワイ ドカメラで撮像した パノラマ画像と同様の繋ぎ目のない高精度のパノラマ画像を容易に得ることがで きる。 Further, in the present invention, since the image matching process is performed by overlapping the edges of each divided image and the adjacent divided image, the same seamless height as a panoramic image captured by a high-precision wide camera is used. Accurate panoramic images can be easily obtained.
さらに、 この発明にあっては、 連続する分割画像或はパノラマ画像の視差を利 用して立体画像を生成することができるので、 距離感を容易に把握でき、 実際の 風景を見るような感覚で監視などを行うことができるので、 疲れにく く、 監視作 業が容易となる。
このように構成されたパノラマ画像生成方法及びその装置は、 監視対象場所の 周辺部を監視するシステムに用いることで、 複数台のカメラとモニターとを多く の配線で接続して配置しなければならない従来の監視システムと比較して、 非常 に簡略で安価なシステムとすることができ、 しかも、 その精度は、 上記従来の監 視システムと比較して、より高精度のセキュリティ性を得ることができる。勿論、 この発明の監視装置は防犯用のみならず、 動物等をあらゆる動体の監視用として も好適である。
Further, according to the present invention, since a stereoscopic image can be generated by using the parallax of a continuous divided image or a panoramic image, a sense of distance can be easily grasped, and a sense of seeing an actual scenery can be obtained. Since monitoring can be performed on a computer, it is easy to perform monitoring work without fatigue. The panoramic image generation method and the apparatus configured as described above are used in a system for monitoring the periphery of a monitoring target location, so that a plurality of cameras and monitors must be connected and arranged with many wires. Compared with the conventional monitoring system, the system can be made very simple and inexpensive, and the accuracy can be higher than that of the conventional monitoring system. . Of course, the monitoring device of the present invention is suitable not only for crime prevention but also for monitoring any moving object such as an animal.