CN102547104B - 能生成广角图像的图像处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能生成广角图像的图像处理装置。数码相机(1)具备图像合成部(52)和合成位置判定部(53)。图像合成部(52)取得连续拍摄到的多个图像。合成位置判定部(53)根据由所述图像合成部(52)取得的多个图像，在相邻的图像彼此中设定用于判定合成位置的候补区域。另外，合成位置判定部(53)基于所述被设定的候补区域彼此之间的相似度来判定相邻的各个图像的合成位置。此外，图像合成部(52)在被判定的合成位置处合成相邻的所述各个图像。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理装置及图像处理方法，特别涉及能生成广角图像的图像处理装置及图像处理方法。
背景技术
在数码相机或具有摄像功能的便携电话等中，摄像视场角依赖于透镜的焦距、摄像元件的尺寸等装置本体所具备的硬件规格。
在JP特开平11-282100号公报中公开了如下技术，在全景摄像等取得超过硬件规格的广角图像的情况下，通过一边使摄像装置沿着一定方向移动一边进行连拍并合成所得到的多个图像，来生成广角图像。
在JP特开平11-282100号公报中公开了如下方法，按照多次摄像处理的每一次处理来检测摄像图像中的特征点，以相邻的2枚摄像图像的特征点彼此之间相互一致的方式在横方向上将多个摄像图像的图像数据进行合成，由此生成全景图像的图像数据。
发明内容
本发明的目的在于生成自然的广角图像。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方式提供一种图像处理装置，其特征在于，具备：取得单元，取得多个连续拍摄的图像；设定单元，根据由所述取得单元取得的多个图像，在各个相邻的图像中设定用于判定合成位置的候补区域；合成位置判定单元，基于由所述设定单元设定的候补区域彼此之间的相似度，来判定所述相邻的多个图像的合成位置；和合成图像生成单元，在由所述合成位置判定单元判定的合成位置处合成所述各个相邻的图像。
另外，为了达成上述目的，根据本发明的第二方式提供一种图像处理方法，是具备取得多个连续拍摄的图像的取得单元的图像处理装置的图像处理方法，其特征在于，该图像处理方法包括：设定步骤，根据由所述取得单元取得的多个图像，在各个相邻的图像中设定用于判定合成位置的候补区域；合成位置判定步骤，基于由所述设定步骤设定的候补区域彼此之间对应的相似度，来判定所述相邻的多个图像的合成位置；和合成图像生成步骤，在由所述合成位置判定步骤判定的合成位置处合成所述各个相邻的图像。
附图说明
图1是表示作为本发明涉及的图像处理装置的一实施方式的数码相机的硬件结构的框图。
图2是表示图1的数码相机用于执行摄像处理的功能性结构的功能框图。
图3是用于说明作为图2的数码相机的动作模式分别选择了普通摄像模式和全景摄像模式的情况下的摄像操作的图。
图4是表示由图3所示的全景摄像模式生成的全景图像的一例的图。
图5是用于说明每次生成全景图像的图像数据时合成各图像的情况下的合成位置的判定方法的图。
图6是表示图2的数码相机所执行的摄像处理流程的一例的流程图。
图7是表示图6的摄像处理中的全景摄像处理的详细流程的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图对本实施方式涉及的实施方式进行说明。
图1是表示作为本发明涉及的图像处理装置的一实施方式的数码相机1的硬件结构的框图。
数码相机1具备：CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)11、ROM(Read Only Memory：只读存储器)12、RAM(Random AccessMemory：随机存储器)13、总线14、光学系统15、摄像部16、图像处理部17、存储部18、显示部19、操作部20、通信部21、角速度传感器22、驱动器23。
CPU11按照ROM12中存储的程序、或从存储部18加载到RAM13中的程序来执行各种处理。
ROM12还适当地存储CPU11执行各种处理所需的数据等。
例如，在本实施方式中，用于实现后述的图2的摄像控制部51至合成位置判定部53的各功能的程序被存储到ROM12或存储部18中。因此，CPU11按照这些程序执行处理，能够实现后述的图2的摄像控制部51至合成位置判定部53的各功能。
另外，也可将后述的图2的摄像控制部51至合成位置判定部53的各功能中的至少一部分功能转移给图像处理部17。
CPU11、ROM12及RAM13经由总线14相互连接。该总线14还连接着光学系统15、摄像部16、图像处理部17、存储部18、显示部19、操作部20、通信部21、角速度传感器22及驱动器23。
光学系统15为了拍摄被摄体，由聚焦光线的透镜例如聚焦透镜或变焦透镜等构成。聚焦透镜是使被摄体像成像于摄像部16的摄像元件的受光面的透镜。变焦透镜是使焦距在一定范围内自由变化的透镜。光学系统15还根据需要设置用于调整焦点或曝光等的外围装置。
摄像部16由光电转换元件或AFE(Analog Front End)等构成。光电转换元件例如由CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)型的光电转换元件构成。光电转换元件每隔一定时间对在该期间入射并蓄积的被摄体像的光信号进行光电转换(摄像)，将所得到的模拟电信号依次提供给AFE。
AFE对该模拟电信号实施A/D(Analog/Digital)变换处理等的各种信号处理，并将所得到的数字信号作为摄像部16的输出信号进行输出。
此外，除非另有声明，否则将每隔一定时间由摄像部16输入的摄像图像的图像数据、或者将该图像数据加工等后得到的数据称为“帧的图像数据”，将帧的图像数据所表示的图像称为“帧”。下面将摄像部16的输出信号称为“摄像图像的图像数据”。因此，从摄像部16输出摄像图像的图像数据，适当地提供给图像处理部17。
图像处理部17由DSP(Digital Signal Processor)和VRAM(VideoRandom Access Memory)等构成。
图像处理部17与CPU11协调工作，对从摄像部16输入的摄像图像的图像数据实施降低噪声、白平衡、手抖动校正等的图像处理。
这里，下面除非另有声明，否则“图像数据”是指每隔一定时间由摄像部16输入的摄像图像的图像数据、或将该图像数据加工等后得到的数据。也就是说，在本实施方式中，该图像数据作为处理单位被采用。
存储部18由DRAM(Dynamic Random Access Memory)等构成，暂时存储从图像处理部17输出的图像数据或后述的全景摄像过程中图像的图像数据等。此外，存储部18也存储各种图像处理所需的各种数据等。
显示部19例如构成为由LCD(Liquid Crystal Device：液晶显示装置)、LCD驱动部构成的平面显示面板。显示部19以帧为单位显示由存储部18等提供的图像数据所表现的图像例如后述的实时取景图像。
操作部20除了具有快门开关41之外，虽然未图示，但是还具有电源开关、摄像模式开关、再现开关等的多个开关。操作部20在这些多个开关中的规定开关被按压操作时，将分配给该规定开关的指令提供给CPU11。
通信部21对经由包括因特网的网络与未图示的其他装置之间的通信进行控制。
角速度传感器22由陀螺仪等构成，用于检测数码相机1的角度位移量，并将表示检测结果的数字信号(下面，简称为“角度位移量”)提供给CPU11。另外，角速度传感器22根据需要也能发挥方位传感器的功能。
在驱动器23适当地装载由磁盘、光盘、光磁盘或半导体存储器等构成的可移动媒体31。并且，从可移动媒体31读出的程序，根据需要安装到存储部18中。另外，可移动媒体31也能与存储部18同样地存储在存储部18中存储的图像数据等各种数据。
图2是表示用于执行直至图1的数码相机1所执行的处理中的、将拍摄被摄体所得到的摄像图像的图像数据记录到可移动媒体31为止的一系列处理(下面，称为“摄像处理”)的功能性结构的功能框图。
如图2所示，CPU11设有摄像控制部51、图像合成部52、合成位置判定部53。
另外，如上述，摄像控制部51至合成位置判定部53的各功能并不是特别需要如本实施方式那样搭载于CPU11上，可将这些功能中的至少一部分转移给图像处理部17。
摄像控制部51控制摄像处理的整个执行。例如，摄像控制部51作为数码相机1的动作模式能够选择性地切换普通摄像模式和全景摄像模式，并执行与切换后动作模式相应的处理。
当处于全景摄像模式时，图像合成部52及合成位置判定部53在摄像控制部51的控制下进行动作。
这里，为了便于理解摄像控制部51至合成位置判定部53，在说明这些功能性结构之前，适当参照图3及图4对全景摄像模式进行详细说明。
图3是用于说明作为图1的数码相机1的动作模式分别选择了普通摄像模式和全景摄像模式的情况下的摄像操作的图。
详细而言，图3A是用于说明在普通摄像模式下的摄像操作的图。图3B是用于说明在全景摄像模式下的摄像操作的图。
在图3A及图3B的各个图中，处于数码相机1内部的图画表示包括数码相机1的被摄体的实际世界的情况。另外，图3B所示的纵向虚线表示数码相机1的移动方向的各位置a、b、c。数码相机1的移动方向是指用户以自己的身体为轴来改变数码相机1的摄像方向(角度)情况下的数码相机1的光轴移动的方向。
普通摄像模式是指拍摄与数码相机1的视场角相对应的尺寸(分辨率)的图像情况下的动作模式。
在普通摄像模式下，如图3A所示，用户在使数码相机1固定的情况下按压操作部20的快门开关41直至下限。此外，下面将这样按压快门开关41直至下限的操作称为“全按压操作”或者简称为“全按压”。
摄像控制部51控制直至在将进行全按压操作之后从图像处理部17输出的图像数据作为记录对象记录到可移动媒体31为止的一系列处理的执行。
下面，将这样在普通摄像模式下通过摄像控制部51的控制所执行的一系列处理称为“普通摄像处理”。
另一方面，全景摄像模式是指拍摄全景图像情况下的动作模式。
在全景摄像模式下，如图3B所示，用户在维持着快门开关41全按压操作的状态下使数码相机1沿着该图中的黑色箭头方向移动。
摄像控制部51在维持全按压操作的期间控制图像合成部52等反复进行如下动作：每当从角度传感器22累积提供的角度位移量达到一定值时，将之后从图像处理部17输出的帧的图像数据暂时存储到存储部18中。
然后，用户通过执行解除全按压操作的操作、即手指等离开快门开关41的操作(下面，将该操作称为“解除操作”)，来指示全景摄像的结束。
摄像控制部51控制图像合成部52等，当指示全景摄像结束时，通过将至此在存储部18中存储的多个帧的图像数据按照被存储的顺序依次在水平方向合成，来生成全景图像的图像数据。
之后，摄像控制部51控制图像合成部52等，将全景图像的图像数据作为记录对象记录到可移动媒体31中。
这样，摄像控制部51在全景摄像模式下控制图像合成部52等，以控制直至生成全景图像的图像数据、并将其作为记录对象记录到可移动媒体31为止的一系列处理。
下面，将这样在全景摄像模式下通过摄像控制部51的控制所执行的一系列处理称为“全景摄像处理”。
换言之，图像合成部52在摄像控制部51的控制下执行如下处理。
也就是说，图像合成部52每当数码相机1移动一定量时(每当角度位移量的累积量达到一定值时)，就接受从摄像控制部51发出的取得指令，而从图像处理部17取得1帧的图像数据。然后，图像合成部52通过将至此取得的多个帧的图像数据按照取得的顺序在水平方向上合成，来生成全景图像的图像数据。
图4表示在图3B所示的全景摄像模式下由该图像合成部52生成的全景图像的图像数据的一例。
也就是说，在全景摄像模式下进行图3B所示的摄像操作时，在摄像控制部51的控制下，由图像合成部52生成图4所示的全景图像P3的图像数据，并记录到可移动媒体31中。
合成位置判定部53针对由图像合成部52合成的对象的多个图像数据的各个图像数据，以候补区域为单位来判定其合成位置。
这里，候补区域是指构成帧的图像数据的各像素中的、构成线或者长方形的像素的集合体。这里，将线的方向或长方形的长边方向称为“长度方向”，将其长度方向的长度称为“线长”，将与长度方向垂直的方向称为“宽度方向”，将其宽度方向的长度称为“线宽”。
这种情况下，线是指宽度方向的像素数为“1”、长度方向的像素数为“L(L为2以上的整数值)”的像素的集合体。这里，若将线长及线宽的单位用像素数进行表现，则线是指线长为“L”、线宽为“1”的像素的集合体。另一方面，长方形是指线长为“L”、线宽为“W(W为2以上的整数值，且比L小的整数值)”的像素的集合体。总之，若作为表示线宽的W也包括“1”，则线长为“L”、线宽为“W”的像素的集合体是这里所说的线。
候补区域的长度方向并未特别限定可以为任意方向，但优选相对于多个帧的图像数据被合成的方向垂直的垂直方向。这是因为候补区域的长度方向与相邻的帧被合成时的边界线的方向相一致的缘故。在本实施方式中，因为多个帧图像数据在水平方向(横方向)上被合成，因此候补区域的长度方向为垂直方向。由此，在说明本实施方式的范围内，下面除非另有说明，否则候补区域就意味着垂直方向的候补区域。
图5是表示用于说明合成位置判定部53的合成位置的判定方法的图。
在图5中，帧Fa表示在全景摄像中由第K次(K为2以上的整数值)摄像所得到的摄像图像的帧。帧Fb表示在该全景摄像中由第K+1次摄像所得到的帧。也就是说，在得到了帧Fa的下一次摄像中，得到了帧Fb。
如图5A所示，合成位置判定部53检测帧Fa和帧Fb的重叠部分(包含同一被摄体的部分)，并将该重叠部分确定为检索范围。
这里，帧Fa和帧Fb的重叠部分(包含同一被摄体的部分)的检测方法并不特别限定，能够采用通过图像处理来比较帧Fa和帧Fb的方法等任意方法。
其中，在本实施方式中，如上述，每当数码相机1移动一定量时(每当角度位移量的累积值达到一定值时)，就进行一次帧的摄像。因此，基于该一定量(角度位移量的一定量)能够估计某种程度的重叠部分。因而，在本实施方式中，采用了将基于该一定量(角度位移量的一定值)所估计的部分设为重叠部分的方法。
其次，合成位置判定部53例如以处于帧Fa和帧Fb各个检索范围内的区域的左端为基准，计算距离基准在右方处于相同距离位置的帧Fa和帧Fb各自的候补区域彼此之间的相似度。
计算相似度的候补区域的位置及个数并不特别限定，这里为了便于说明，以预先规定的等间隔具有4个候补区域。也就是说，如图5A所示，从帧Fa中选择了4个候补区域a1至a4，从帧Fb中选择了4个候补区域b1至b4。并且，分别计算候补区域a1与候补区域b1之间的相似度、候补区域a2与候补区域b2之间的相似度、候补区域a3与候补区域b3之间的相似度、以及候补区域a4与候补区域b4之间的相似度。
另外，相似度的计算方法并不特别限定，在本实施方式中采用了利用比较对象的2个候补区域的像素单位的亮度值的差值的平方和、即SSD(Sum of Squared Differences)来计算相似度的方法。
这里，例如图5B所示，候补区域a2与候补区域b2之间的相似度最高(SSD最小)。
这种情况下，如图5C所示，按照帧Fa的候补区域a2和帧Fb的候补区域b2作为各个端粘合在一起的方式，合成帧Fa的一部分Fap的图像数据和帧Fb的一部分Fbp的图像数据。
也就是说，对于帧Fa而言，候补区域a2为最适合成区域，对于帧Fb而言，候补区域b2为最适合成区域。
以上，参照图2至图5对应用本发明的数码相机1的功能性结构进行了说明。
下面，参照图6对具有该功能性结构的数码相机1所执行的摄像处理进行说明。
图6是表示摄像处理流程的一例的流程图。
在本实施方式中，摄像处理在数码相机1的未图示的电源处于接通状态时开始。
在步骤S1中，图2的摄像控制部51执行操作检测处理及初始设定处理。
操作检测处理是指检测操作部20各个开关状态的处理。摄像控制部51通过执行操作检测处理，能够检测作为动作模式是设定了普通摄像模式还是设定了全景摄像模式。
此外，作为本实施方式的初始设定处理之一，采用了设定角度位移量的一定值和角度位移量的最大限度即阈值(例如，360度)的处理。具体而言，角度位移量的一定值和角度位移量的限度即阈值(例如，360度)被预先存储到图1的ROM12中，且通过从ROM12中读出并写入到RAM13中进行设定。另外，角度位移量的一定值被用于后述的图7的步骤S35的判定处理。另一方面，角度位移量的限度即阈值(例如，360度)被用于该图的步骤S44的判定处理。
另外，在本实施方式中，如后述的图7的步骤S34、S39等所示，由角速度传感器22检测出的角度位移量被累积相加，作为该累积相加值的累积角度位移量或综合角度位移量(两者不同之处见后述)被保存到RAM13中。因此，将这些的累积角度位移量或综合角度位移量复位为0的处理，作为本实施方式的初始设定处理之一被采用。此外，累积角度位移量在后述的图7的步骤S35的判定处理中与上述的一定值进行比较。另一方面，综合角度位移量在后述的图7的步骤S44的判定处理中与上述的阈值进行比较。
另外，作为本实施方式的初始设定处理之一，采用了将错误标记复位为0的处理。所谓错误标记是指在全景摄像处理中发生了错误时被置为1的标记(参照后述的图7的步骤S43)。
在步骤S2中，摄像控制部51开始实时取景摄像处理及实时取景显示处理。
也就是说，摄像控制部51控制摄像部16和图像处理部17，持续进行摄像部16的摄像动作。之后，摄像控制部51使存储器(在本实施方式中为存储部18)暂时存储在持续进行摄像部16的摄像动作的期间内经由该摄像部16从图像处理部17依次输出的帧的图像数据。这种由摄像控制部51进行的一系列控制处理在这里指的是“实时取景处理”。
此外，摄像控制部51控制显示控制部(未图示)，依次读出在实时取景摄像时在存储器(在本实施方式中为存储部18)中暂时记录的各帧的图像数据，并使显示部19依次显示与其分别对应的图像数据的图像。这种摄像控制部51进行的一系列控制处理在这里是指“实时取景显示处理”。另外，下面将通过实时取景显示处理显示于显示部19的图像数据的图像称为“实时取景图像”。
在步骤S3中，摄像控制部51判定是否半按压快门开关41。
这里，半按压是指将操作部20的快门开关41按压到中途(未到下限的规定位置)的操作，下面适当地称为“半按压操作”。
在未半按压快门开关41的情况下，在步骤S3中判定为“否”，处理进入到步骤S12中。
在步骤S12中，摄像控制部51判定是否有处理的结束指示。
处理的结束指示并不特别限定，在本实施方式中采用了通知数码相机1的未图示的电源处于断开状态的方式。
因此，在本实施方式中，当电源处于断开状态且将该情况通知给摄像控制部51时，在步骤S12中判定为“是”，从而摄像处理整体结束。
与之相对，在电源处于接通状态的情况下，因为没有通知电源处于断开状态，因此在步骤S12中判定为“否”。然后，处理返回到步骤S2中，反复进行以后的处理。也就是说，在本实施方式中，只要电源维持接通状态，就在直到半按压开门开关41的期间内反复执行步骤S3“否”以及步骤S12“否”的循环操作，摄像处理处于待机状态。
在该实时取景图像显示处理中，当半按压快门开关41时，在步骤S3中判定为“是”，从而处理进入到步骤S4中。
在步骤S4中，摄像控制部51控制摄像部16，执行所谓的AF(AutoFocus)处理。
在步骤S5中，摄像控制部51判定是否全按压快门开关41。
在快门开关41没有被全按压的情况下，在步骤S5中判定为“否”。这种情况下，处理返回到步骤S4，反复进行以后的处理。也就是说，在本实施方式中，在直到全按压快门开关41的期间，反复执行步骤S4及步骤S5“否”的循环处理，且每次都执行AF处理。
然后，当全按压了快门开关41时，在步骤S5中判定为“是”，处理进入到步骤S6中。
在步骤S6中，摄像控制部51判定当前设定的摄像模式是否为全景摄像模式。
在不是全景摄像模式的情况下、即在当前设定了普通摄像模式的情况下，在步骤S6中判定为“否”，处理进入到步骤S7中。
在步骤S7中，摄像控制部51执行上述的普通摄像处理。
也就是说，在进行了全按压操作之后从图像处理部17输出的1帧的图像数据作为记录对象被记录到可移动媒体31中。由此，步骤S7的普通摄像处理结束，处理进入到步骤S12中。另外，因为步骤S12以后的处理上面已经叙述了，因此在此省略其说明。
与之相对，在当前设定了全景摄像模式的情况下，在步骤S6中判定为“是”，处理进入到步骤S8中。
在步骤S8中，摄像控制部51执行上述的全景摄像处理。
关于全景摄像处理的详细参照图7在后面叙述，原则上生成全景图像的图像数据并作为记录对象记录到可移动媒体31中。由此，步骤S8的全景摄像处理结束，处理进入步骤S9中。
在步骤S9中，摄像控制部51判定错误标记是否为1。
详细而言，尽管参照图7在后面叙述，但是全景图像的图像数据作为记录对象被记录到可移动媒体31中，并在步骤S8的全景摄像处理恰当地结束时错误标记为0。这种情况下，在步骤S9中判定为“否”，处理进入到步骤S12中。另外，因为步骤S12以后的处理在上面已经叙述了，因此这里省略其说明。
与之相对，在步骤S8的全景摄像处理中一旦发生何种错误，该全景摄像处理就结束。这种情况下，因为错误标记变为1，因此在步骤S9中判定为“是”，处理进入到步骤S10中。
在步骤S10中，摄像控制部51将错误内容显示于显示部19。被显示的错误内容的具体例在后面叙述。
在步骤S11中，摄像控制部51解除全景摄像模式，将错误标记复位为0。
然后，处理返回到步骤S1，反复进行以后的处理。即、摄像控制部51准备用户进行下一次新的摄像操作。
以上，参照图6对摄像处理流程进行了说明。
其次，参照图7，对图6的摄像处理中的步骤S8的全景摄像处理的详细流程进行说明。
图7是用于说明全景摄像处理的详细流程的流程图。
如上述，在全景摄像模式的状态下全按压快门开关41时，在图6的步骤S5及步骤S6中判定为“是”，处理进入到步骤S8中，作为全景摄像处理而执行如下处理。
也就是说，在图7的步骤S31中，摄像控制部51从角速度传感器22中取得角度位移量。
在步骤S32中，摄像控制部51判定由步骤S31的处理所取得的角度位移量是否大于0。
在用户不移动数码相机1的状态下，由于角度位移量为0，因此在步骤S32中判定为“否”。然后，处理进入到步骤S33中。
在步骤S33中，摄像控制部51判定角度位移量为0的状态是否持续经过了规定时间。作为规定时间，例如能够采用比用户全按压快门开关41之后到数码相机1开始移动为止所需的时间长的恰当时间。
在尚未经过规定时间的情况下，在步骤S33中判定为“否”。然后，处理返回到步骤S31中，反复进行以后的处理。即、在用户未移动数码相机1的状态的持续时间比规定时间短的情况下，摄像控制部51反复执行步骤S31至步骤S33“否”的循环处理，从而使全景摄像处理处于待机状态。
在该待机状态中，当用户移动数码相机1时，从角速度传感器22取得的角度位移量变为比0大的值。这种情况下，在步骤S32中判定为“是”，处理进入到步骤S34中。
在步骤S34中，摄像控制部51通过在至此的累积角度位移量上相加由步骤S31的处理所取得的角度位移量，来更新至此的累积角度位移量(累积角度位移量＝至此的累积角度位移量+角度位移量)。即、在RAM13中作为累积角度位移量保存的值被更新了。
累积角度位移量是指这样对角度位移量累积相加而得到的值，表示数码相机1的移动量。
这里，在本实施方式中，每当用户使数码相机1移动一定量的时候，全景摄像过程中图像的图像数据生成用的1个图像数据(合成对象)就从图像处理部17提供给图像合成部52。
为了实现该动作，通过图6的步骤S1的初始设定处理，与作为数码相机1的移动量的“一定量”相对应的累积角度位移量被作为“一定值”预先提供。
也就是说，在本实施方式中，每当累积角度位移量达到一定值时，1个图像数据(合成对象)就从图像处理部17提供给图像合成部52中，并且累积角度位移量被复位为0。
这样的一系列处理作为接下来的步骤S35以后的处理执行。
也就是说，在步骤S35中，摄像控制部51判定累积角度位移量是否达到了一定值。
在累积角度位移量未达到一定值的情况下，在步骤S35中判定为“否”。然后，处理返回到步骤S31中，反复进行以后的处理。即、用户通过使数码相机1移动一定量，从而只要累积角度位移量未达到一定值，摄像控制部51就反复执行步骤S31至步骤S35的循环处理。
然后，用户通过使数码相机1移动一定量，从而在累积角度位移量达到了一定值时，在步骤S35中判定为“是”，处理进入到步骤S36中。
在步骤S36中，图像合成部52在摄像控制部51的控制下从图像处理部17中取得1个图像数据。
也就是说，如果累积角度位移量达到了一定值而使处理进入到步骤S36中，则摄像控制部51向图像合成部52发出取得指令。
接受到该取得指令的图像合成部52，作为步骤S36的处理而从图像处理部17中取得1个图像数据。
在步骤S37中，合成位置判定部53以候补区域为单位，计算由步骤S36的处理所取得的帧的图像数据和前一帧的图像数据之间的相似度。
例如，以上述的图5的例子进行说明，由步骤S36的处理所取得的帧的图像数据相当于帧Fb，之前的帧的图像数据相当于帧Fa。然后，计算帧Fb的候补区域b1至b4的各个区域与帧Fa的候补区域a1至a4的各个区域之间的相似度。
在步骤S38中，图像合成部52将由步骤S37的处理计算出相似度的候补区域之中的相似度最高的候补区域作为合成区域，生成全景摄像过程中图像的图像数据。
所谓全景摄像过程中图像，是指在选择了全景摄像模式的状态下进行全按压操作时，预定生成全景图像中的表示直至当前拍摄到的区域的图像。
也就是说，在第K次(K为2以上的整数值)的步骤S38的处理的情况下，在之前的第K次的步骤S36的处理中，得到了第K次的帧的图像数据。由此，第一次至第K-1次的帧的图像数据的各个图像数据的一部分被合成后的图像(第K-1次生成的全景摄像过程中图像)的右方的合成区域的部分(相当于图5的例子的线a2的部分)和第K次的图像数据的左方的合成区域的部分(相当于图5的例子的线b2的部分)粘合在一起而得到的图像，成为第K次(本次)的全景摄像过程中图像。
在步骤S39中，摄像控制部51通过在至此的综合角度位移量上相加当前的累积角度位移量(大致等于一定值)，来更新综合角度位移量(综合角度位移量＝至此的综合角度位移量+累积角度位移量)。也就是说，在RAM13中作为综合角度位移量保存的值被更新。
在步骤S40中，摄像控制部51将累积角度位移量复位为0。也就是说，在RAM13中作为累积角度位移量保存的值被更新为0。
这样，累积角度位移量用于控制1帧的图像数据(合成对象)从图像处理部17提供给图像合成部52的定时、即取得指令的发出定时。由此，每当累积角度位移量达到一定值并发出取得指令的时候就被复位为0。
因此，摄像控制部51使用累积角度位移量也能确认从全景摄像处理开始之后到目前为止数码相机1移动到什么位置。
因此，为使摄像控制部51能够确认数码相机1移动到什么位置，在本实施方式中，与累积角度位移量不同地采用了综合角度位移量。
也就是说，综合角度位移量虽然是累积相加角度位移量而得到的值，但却是达到一定量也不复位为0而在直到全景摄像处理结束的期间(详细而言，为直到后述步骤S46的处理被执行的期间)内持续累积相加的值。
这样一来，在步骤S39的处理中综合角度位移量被更新，并且在步骤S40的处理中累积角度位移量被复位为0时，处理进入到步骤S41中。
在步骤S41中，摄像控制部51判定是否进行了解除操作。
在未进行解除操作的情况下、即在用户持续全按压快门开关41的情况下，在步骤S41中判定为“否”，处理进入到步骤S42中。
在步骤S42中，摄像控制部51判定是否发生了图像取得的错误。
关于图像取得的错误并不特别限定，例如在本实施方式中将数码相机沿着倾斜方向、上下方向或相反方向移动一定量以上的情况作为错误进行采用。
在图像取得未发生错误的情况下，在步骤S42中判定为“否”，处理进入到步骤S44中。
在步骤S44中，摄像控制部51判定综合角度位移量是否超过了阈值。
如上述，综合角度位移量是指自全景摄像处理开始之后(自全按压操作之后)到步骤S44的处理被执行的时刻为止的角度位移量的累积相加值。
这里，在本实施方式中，在全景摄像中预先决定用户可移动数码相机1的最大移动量。通过图6的步骤S1的初始设定处理，与作为该数码相机1的移动量的“最大移动量”相对应的综合角度位移量被作为“阈值”预先提供。
这样，在本实施方式中，综合角度位移量达到阈值意味着数码相机1移动了最大移动量。
因此，由于在综合角度位移量未达到阈值的情况下、即在数码相机1的移动量未达到最大移动量的情况下，用户仍能够继续移动数码相机1，所以在步骤S44中判定为“否”。然后，处理返回到步骤S31中，反复进行以后的处理。
也就是说，如果角度位移量为0的状态持续经过规定时间(数码相机1在规定时间内不移动)也作为错误的一种而被包含，则在未发生错误的状态下，只要持续全按压操作，就反复执行步骤S31至步骤S44“否”的循环处理。
然后，在未发生错误的状态下，进行了解除操作(在步骤S41的处理中判定为“是”)或者数码相机1移动超过最大移动量(在步骤S44的处理中判定为“是”)的情况下，处理进入到步骤S45中。
在步骤S45中，摄像控制部51经由图像合成部52生成全景图像的图像数据，并作为记录对象的图像数据记录到可移动媒体31中。
另外，在本实施方式中，因为每当取得图像数据时就生成全景摄像过程中图像的图像数据，因此在步骤S45的处理时刻生成的全景摄像过程中图像的图像数据作为最终的全景图像的图像数据被采用。
之后，在步骤S46中，摄像控制部51将综合角度位移量复位为0。
由此，全景摄像处理结束。也就是说，图6的步骤S8的处理结束，在接下来的步骤S9的处理中判定为“否”。另外，关于在步骤S9的处理中判定为“否”之后的处理在上面已经叙述了，因此这里省略其说明。
另外，在上述一系列的处理中发生了某种错误的情况下、即在步骤S33的处理中判定为“是”或者在步骤S42的处理中判定为“是”的情况下，处理进入到步骤S43中。
在步骤S43中，摄像控制部51将错误标记置为1。
这种情况下，不执行步骤S45的处理、即不记录全景图像的图像数据，全景摄像处理结束。
也就是说，图6的步骤S8的处理不恰当地结束，在接下来的步骤S9的处理中判定为“是”，从而在步骤S10的处理中显示错误内容。
这种情况下的错误内容的显示如上述那样没有特别限定，例如能够采用“图像取得失败”或“超时”等的消息显示。
如以上说明，本实施方式的数码相机1具备摄像部16，该摄像部16将通过每隔规定时间拍摄而依次得到的图像数据的各个图像数据作为帧的图像数据依次输出。
本实施方式的数码相机1还具备图像合成部52和合成位置判定部53。
图像合成部52每当数码相机1移动一定量时(每当上述的累积角度位移量达到一定值时)，就经由图像处理部17取得从摄像部16输出的帧的图像数据并保持在存储部18中。之后，图像合成部52通过合成至此在存储部18中累积保持的多个帧的图像数据的至少一部分，依次生成全景摄像过程中图像(合成图像)的图像数据。
合成位置判定部53在图像合成部52的合成对象中的、相邻的2个帧的图像数据彼此之间相对应的区域内，针对多个候补区域计算所对应的候补区域彼此之间的相似度，并基于相似度最高的候补区域来判定相邻的2个帧的图像数据的合成位置。
由此，如参照图5进行的上述说明那样，在恰当位置处合成多个帧的一部分。这样，能够防止帧的图像数据在2个帧的图像数据的合成位置处附近会重叠包含同一被摄体的情况、或者所合成出的合成图像的图像数据没有包含本来应该存在的被摄体的情况。其结果，得到了整体上协调的全景图像的图像数据。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，本发明包括在能达成本发明
目的的范围内的变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，在由合成位置判定部53判定合成位置的情况下，采用了具有与帧的图像数据的垂直方向的像素数相同长度的线长的候补区域，来判定候补区域整体彼此之间的相似度。
可是，并不特别需要是候补区域整体，也可以判定候补区域一部分彼此之间的相似度。
例如，在上述的实施方式中，关于在由合成位置判定部53判定合成位置的情况下用到的候补区域，长度、宽度、位置及个数是固定的。
可是，对于长度、宽度、位置及个数中的至少一部分也可以是能够可变地设定。也就是说，合成位置判定部53具有对于求出相似度的候补区域能可变地设定长度、宽度、位置及个数中的至少一部分的功能。
此外，在上述实施方式中，采用了由角速度传感器22检测数码相机1的角度位移量的构成，但对角度位移量进行检测的方法并不特别限定于此。
例如，也可采用通过解析实时取景图像的图像处理来检测数码相机1的角度位移量的方法。
另外，在上述实施方式中，全景摄像过程中图像及全景图像采用横长结构，但是并不特别限定于此，也可采用沿着符合数码相机1的移动方向的方向变长的结构，例如纵长结构；由图像合成部52生成的图像并不限于全景图像，通过合成多个图像可生成较之一个图像的视场角而言视场角更宽的广角图像。
另外，例如在上述实施方式中，本发明应用的图像处理装置作为构成为数码相机1的例子进行了说明。
可是，本发明并不特别限定于此，能够广泛适用于具有可生成全景图像的摄像功能的电子设备，例如本发明也可广泛适用于便携式个人计算机、便携式导航装置、便携式游戏机等。
上述的一系列处理既能由硬件执行，也能由软件执行。
在由软件执行一系列处理的情况下，构成该软件的程序从因特网或记录介质安装到图像处理装置或控制该图像处理装置的计算机等中。这里，计算机可以是安装于专用硬件的计算机。或者，计算机也可以是通过安装各种程序来执行各种功能的计算机，例如通用型个人计算机。
包括这种程序的记录介质不仅由用于向用户提供程序而与装置本体分离配置的可移动式媒体31构成，还可由在预先安装于装置本体的状态下向用户提供的记录介质等构成。可移动媒体31例如由磁盘(包括软盘)、光盘、光磁盘等构成。另外在预先安装于装置本体的状态下向用户提供的记录介质，例如由记录有程序的ROM12或存储部18中包含的硬盘等构成。
另外，在本实施方式中，对记录介质所记录的程序进行记述的步骤包括沿着该顺序在时间序列上进行的处理，还包括不在时间序列上进行处理而是并行或个别地执行的处理。
Claims (6)
1.一种图像处理装置，其特征在于，具备：
取得单元，取得多个在一个方向上连续拍摄的图像；
设定单元，针对由所述取得单元取得的多个图像中的相邻的图像间共同的各区域，按照在要进行合成的多个图像彼此中的重叠的区域内在所述一个方向上且相互分离的方式，来设定用于判定合成位置的多个候补区域的各个候补区域；
合成位置判定单元，计算由所述设定单元所设定的所述相邻的图像间多个候补区域和与其相对应的候补区域彼此之间的相似度，基于计算出的多个候补区域和与其相对应的候补区域彼此之间的相似度，从由所述设定单元所设定的多个候补区域和与其相对应的候补区域各自当中选择特定的候补区域彼此；和
合成图像生成单元，将由所述合成位置判定单元选择出的特定的候补区域彼此所对应的合成位置作为所述相邻的图像间的合成时的边界，来合成所述彼此相邻的图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述合成位置判定单元将由所述设定单元所设定的多个候补区域彼此当中相似度最高的候补区域彼此选择为所述特定的候补区域彼此。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述设定单元还包括针对求出相似度的所述候补区域可变地设定长度、宽度、位置及个数中的至少一部分的设定单元。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理装置具备摄像单元，
所述取得单元取得多个由所述摄像单元每规定时间进行拍摄而依次得到的第一视场角的图像。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述候补区域是构成线或长方形的像素的集合体。
6.一种图像处理方法，是具备取得多个在一个方向上连续拍摄的图像的取得单元的图像处理装置的图像处理方法，其特征在于，该图像处理方法包括：
设定步骤，针对由所述取得单元取得的多个图像中的相邻的图像间共同的各区域，按照在要进行合成的多个图像彼此中的重叠的区域内在所述一个方向上且相互分离的方式，来设定用于判定合成位置的多个候补区域的各个候补区域；
合成位置判定步骤，计算由所述设定步骤所设定的所述相邻的图像间多个候补区域和与其相对应的候补区域彼此之间的相似度，基于计算出的多个候补区域和与其相对应的候补区域彼此之间的相似度，从由所述设定步骤所设定的多个候补区域和与其相对应的候补区域各自当中选择特定的候补区域彼此；和
合成图像生成步骤，将由所述合成位置判定步骤选择出的特定的候补区域彼此所对应的合成位置作为所述相邻的图像间的合成时的边界，来合成所述彼此相邻的图像。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |