JP2000341568A - Device, system and method for image pickup - Google Patents

Device, system and method for image pickup

Info

Publication number
JP2000341568A
JP2000341568A JP11150609A JP15060999A JP2000341568A JP 2000341568 A JP2000341568 A JP 2000341568A JP 11150609 A JP11150609 A JP 11150609A JP 15060999 A JP15060999 A JP 15060999A JP 2000341568 A JP2000341568 A JP 2000341568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
moving image
convex mirror
mirror
axis
central axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11150609A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4227249B2 (en
Inventor
Mamoru Sato
衛 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP15060999A priority Critical patent/JP4227249B2/en
Priority to US09/346,256 priority patent/US6977676B1/en
Publication of JP2000341568A publication Critical patent/JP2000341568A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4227249B2 publication Critical patent/JP4227249B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide moving image of super wide angle to be at high resolution at the central part of an image by forming the surface of a convex mirror into center concavity shape, forming the central part into a low curvature surface and forming the peripheral part into a high curvature surface. SOLUTION: A block (center concavity mirror block) 1 is composed of a glass or transparent resin, a central concavity mirror 2 is provided, and the optical system of a center concavity visual image pickup device is constituted while at least providing the center concavity mirror 2, the center concavity mirror block 1, an optical member 4 and a sensor part 5. The surface of this center concavity mirror 2 is formed into a center concavity, the central part is formed into low curvature surface and the peripheral part is formed into high curvature surface. As a specific example, it is preferable that the surface of the center concavity mirror 2 be made into a curved surface constituted by rotating a curved line, which is expressed by Y=aX4 (a is a constant) with the central axis as Y axis, around the Y axis. The central concavity mirror 2 is installed at a position, where the central axis deviates from the central axis of light specified by the install position of the sensor part 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パノラマ動画像を
得る撮像装置及び撮像方法に関し、特にデジタル処理さ
れた動画像信号を遠隔で利用する通信処理システムに適
用して好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus and an image pickup method for obtaining a panoramic moving image, and is particularly suitable for application to a communication processing system for remotely using a digitally processed moving image signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時では、複雑且つダイナミックに変動
する外界の動画像を得る好適な自動制御装置として、い
わゆるマシンビジョンが期待されている。そして、この
マシンビジョンの応用の一環として、広角の映像を得る
ための中心窩視覚システムが研究されてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, so-called machine vision has been expected as a suitable automatic control device for obtaining a moving image of a complex and dynamically changing external world. As part of this application of machine vision, a foveated vision system for obtaining wide-angle images has been studied.

【0003】このような中心窩視覚システムの具体例と
しては、電子技術総合研究所の国吉らによる「Active S
tereo Vision System with Foveated Wide Lenses 」が
あり、ここで中心窩広角レンズが開示されている。しか
しながら、このレンズは視野が120°と比較的狭く、
10群11枚構成の比較的複雑なものであって高価であ
るという欠点がある。
As a specific example of such a foveated vision system, “Active S” by Kuniyoshi et al.
"tereo Vision System with Foveated Wide Lenses", wherein a foveated wide-angle lens is disclosed. However, this lens has a relatively narrow field of view of 120 °,
There is a disadvantage that it is relatively complicated and expensive because of the structure of 11 elements in 10 groups.

【0004】また、他の具体例としては、Spiegel らに
よる「A foveated retina-like sensor using CCD tech
nology」があり、ここで、同心円状となるように中心部
位では高密度に、周辺部位では低密度になるように受光
体を配した網膜様センサ( retina-like sensor )が開
示されている。しかしながら、このセンサは上記のよう
に多数の受光体を特殊な配列に設けてなるために高価と
なって大量生産に不適であり、最新の種々のセンサ製造
技術を使用できないという欠点がある。
As another specific example, “A foveated retina-like sensor using CCD tech” by Spiegel et al.
Here, there is disclosed a retina-like sensor in which a photoreceptor is arranged so as to have a high density at a central portion so as to be concentric and to have a low density at a peripheral portion. However, this sensor is expensive and unsuitable for mass production because a large number of photoreceptors are provided in a special arrangement as described above, and has the disadvantage that the latest various sensor manufacturing techniques cannot be used.

【0005】また、更に他の具体例としては、Greguss
による米国特許4566763号があり、ここで視野の
広い映像を得ることができる画像形成体(image formin
g block )が開示されている。しかしながら、この画像
形成体は解像度に関する考慮がなされておらず、画像の
中心部位を高精細に撮影することはできない。このこと
は、反射動画像を得るためのミラーとして、その表面形
状が円錐状のものや、球面状、双曲面状、放物面状のも
のを用いても同様であり、高精細な中心画像を得ること
は困難である。
As another specific example, Greguss
U.S. Pat. No. 4,566,763, which discloses an image forming device capable of obtaining an image with a wide field of view.
g block) is disclosed. However, the resolution of this image forming body is not taken into consideration, and it is not possible to photograph the central part of the image with high definition. This is true even if a mirror having a conical surface, a spherical surface, a hyperbolic surface, or a parabolic surface is used as a mirror for obtaining a reflected moving image. It is difficult to get.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、これら
従来の技術では、 (1)光学系の視野が狭い。 (2)中央部位が高密度な動画像を撮影することができ
ない。 (3)光学系の形状・構造が複雑となって高価である。 という深刻な欠点があった。
As described above, in these conventional techniques, (1) the field of view of the optical system is narrow. (2) A high-density moving image cannot be captured at the central portion. (3) The shape and structure of the optical system are complicated and expensive. There was a serious drawback.

【0007】そこで本発明は、画像の中央部位で高解像
度となる超広角の動画像を得ることを可能とする廉価な
撮像装置、撮像システム及び撮像方法を提供することを
目的とし、更には従来行われてこなかった、かかる動画
像の周辺部位の歪み除去と動画像のパノラマ化を行なう
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inexpensive imaging apparatus, an imaging system, and an imaging method capable of obtaining an ultra-wide-angle moving image having a high resolution at a central portion of the image. An object of the present invention is to remove a distortion of a peripheral portion of the moving image and perform panorama of the moving image, which has not been performed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、凸
面鏡と、前記凸面鏡からの反射動画像を撮像するセンサ
部とを備えた撮像装置であって、前記凸面鏡は、その表
面が中心窩様形状とされており、中央部位が低曲率面で
周辺部位が高曲率面である。
According to the present invention, there is provided an imaging apparatus comprising: a convex mirror; and a sensor section for capturing a moving image reflected from the convex mirror, wherein the surface of the convex mirror has a central fovea. The central portion has a low curvature surface and the peripheral portion has a high curvature surface.

【0009】本発明の撮像装置の一態様において、前記
凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
る。
In one aspect of the imaging apparatus of the present invention, the surface of the convex mirror is obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. It is a curved surface.

【0010】本発明の撮像装置の一態様において、前記
凸面鏡は、その中心軸が前記センサ部の設置位置で規定
される光の中心軸からずれる位置に設置される。
In one aspect of the imaging apparatus of the present invention, the convex mirror is installed at a position where a central axis thereof is shifted from a central axis of light defined by an installation position of the sensor unit.

【0011】本発明の撮像装置の一態様は、前記センサ
部により処理された前記凸面鏡からの反射動画像の動画
像信号を修正し、動画像の周辺部位の歪みを除去してパ
ノラマ動画像を形成する画像処理手段を備える。
According to one aspect of the image pickup apparatus of the present invention, a panoramic moving image is corrected by correcting a moving image signal of a moving image reflected from the convex mirror processed by the sensor unit and removing distortion at a peripheral portion of the moving image. An image processing unit is provided.

【0012】本発明の撮像方法は、凸面鏡からの反射動
画像をセンサ部により撮像する手法であって、表面が中
心窩様形状とされており、中央部位が低曲率面で周辺部
位が高曲率面でとされた前記凸面鏡により、中央部位が
高解像度で周辺部位が低解像度となる反射画像を得た
後、前記センサ部で前記反射動画像を信号処理して動画
像信号を生成し、前記凸面鏡と前記センサ部との相対的
位置関係から予め決定されたパラメータに従って前記動
画像信号を修正し、動画像の周辺部位の歪みを除去して
パノラマ動画像を形成する。
An imaging method according to the present invention is a method of imaging a moving image reflected from a convex mirror by a sensor unit, wherein the surface has a fovea-like shape, a central portion has a low curvature surface, and a peripheral portion has a high curvature. After obtaining a reflection image in which the central part has a high resolution and the peripheral part has a low resolution by the convex mirror taken in a plane, the sensor unit performs signal processing on the reflection moving image to generate a moving image signal, The moving image signal is corrected in accordance with a parameter determined in advance from a relative positional relationship between the convex mirror and the sensor unit, and a distortion of a peripheral portion of the moving image is removed to form a panoramic moving image.

【0013】本発明の撮像方法の一態様において、前記
凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
る。
In one embodiment of the imaging method of the present invention, the surface of the convex mirror is obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. It is a curved surface.

【0014】本発明の撮像方法の一態様において、前記
凸面鏡は、その中心軸が前記センサ部の設置位置で規定
される光の中心軸からずれる位置に設置される。
In one embodiment of the imaging method according to the present invention, the convex mirror is installed at a position where a central axis thereof deviates from a central axis of light defined by an installation position of the sensor unit.

【0015】本発明の撮像システムは、表面が中心窩様
形状とされており、中央部位が低曲率面で周辺部位が高
曲率面である凸面鏡と、前記凸面鏡からの反射動画像を
撮像するセンサ部とを有する第1の装置と、前記第1の
装置とネットワーク接続され、前記第1のカメラ部の撮
影状態を遠隔制御可能な第2の装置とを備え、前記第1
の装置により撮影された動画像を前記第2の装置に伝送
し、前記第2の装置に前記動画像を表示するように構成
される。
An imaging system according to the present invention has a convex mirror whose surface has a fovea-like shape, a central portion having a low curvature surface and a peripheral portion having a high curvature surface, and a sensor for capturing a moving image reflected from the convex mirror. A first device having a first unit and a second device connected to the first device via a network and capable of remotely controlling a shooting state of the first camera unit;
The moving image captured by the device is transmitted to the second device, and the moving image is displayed on the second device.

【0016】本発明の撮像システムの一態様において、
前記凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
る。
In one embodiment of the imaging system of the present invention,
The surface of the convex mirror is a curved surface obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis.

【0017】本発明の撮像システムの一態様において、
前記凸面鏡は、その中心軸が前記センサ部の設置位置で
規定される光の中心軸からずれる位置に設置される。
In one embodiment of the imaging system of the present invention,
The convex mirror is installed at a position where its central axis deviates from the central axis of light defined by the installation position of the sensor unit.

【0018】本発明の撮像システムの一態様は、前記セ
ンサ部により処理された前記凸面鏡からの反射動画像の
動画像信号を修正し、動画像の周辺部位の歪みを除去し
てパノラマ動画像を形成する画像処理手段を備える。
In one aspect of the imaging system of the present invention, a panoramic moving image is corrected by correcting a moving image signal of a moving image reflected from the convex mirror processed by the sensor unit and removing distortion at a peripheral portion of the moving image. An image processing unit is provided.

【0019】[0019]

【作用】本発明においては、凸面鏡の表面が中心窩様形
状とされており、中央部位が低曲率面で周辺部位が高曲
率面とされているため、この凸面鏡の形状に対応して、
中央部位が解像度が高く、周辺部位が解像度が低い動画
像が得られることになる。そして、この動画像の周辺部
位を修正することで、人間の視覚にとって違和感のない
超広角のパノラマ映像を得ることが可能となる。
According to the present invention, the surface of the convex mirror has a fovea-like shape, the central portion has a low curvature surface, and the peripheral portion has a high curvature surface.
A moving image having a high resolution in the central region and a low resolution in the peripheral region is obtained. Then, by correcting the peripheral part of the moving image, it becomes possible to obtain an ultra-wide-angle panoramic video that does not cause a sense of incongruity to human vision.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、本実施形態による中心窩視覚撮像
装置を含む撮像システムを示す模式図である。本図にお
いて、2は金属蒸着されてなる中心窩曲面を有する凸面
鏡(以下、中心窩ミラーと称する。)であり、1はガラ
スまたは透明な樹脂からなり中心窩ミラー2が設けられ
たブロック(以下、中心窩ミラーブロックと称す
る。)、3は光の透過面、4は結像のための凸レンズ等
の光学部材、5は光学部材4を介した中心窩ミラー2か
らの反射動画像を撮像するセンサ部である。これら中心
窩ミラー2、中心窩ミラーブロック1、光学部材4及び
センサ部5を少なくとも備えて中心窩視覚撮像装置の光
学系が構成される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an imaging system including a foveated visual imaging device according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 2 denotes a convex mirror having a foveated curved surface formed of metal (hereinafter referred to as a foveated mirror), and 1 is a block made of glass or transparent resin and provided with a foveated mirror 2 (hereinafter, referred to as a block). , 3) a light transmitting surface, 4 an optical member such as a convex lens for imaging, and 5 a reflection moving image from the fovea mirror 2 via the optical member 4. It is a sensor unit. The optical system of the foveated visual imaging device is provided with at least the foveated mirror 2, the foveated mirror block 1, the optical member 4, and the sensor unit 5.

【0022】更に、6はCPUやRAM等のメモリ、プ
ログラムを保持しておくためのROM等からなる歪み除
去画像処理部、7は画像処理部6とネットワークを介し
て接続され、遠隔に置かれた第2の装置(に表示された
画像)である。この第2の装置7に対して、前記1〜6
を有して構成されるのが中心窩視覚撮像装置(第1の装
置)である。そして、8は第2の装置7の画像内で中央
部位に相当する高解像度部分を示している。第1の装置
及び第2の装置を備えて、本システムが構成される。
Further, reference numeral 6 denotes a distortion-removed image processing unit comprising a memory such as a CPU and a RAM, and a ROM for holding programs, and 7 is connected to the image processing unit 6 via a network and is located remotely. (The image displayed on the second device). With respect to the second device 7, the above 1 to 6
Is a foveated visual imaging device (first device). Reference numeral 8 denotes a high-resolution portion corresponding to the central portion in the image of the second device 7. The system includes the first device and the second device.

【0023】第2の装置7については詳述しないが、ネ
ットワークに接続し、ハイパーテキストデータを表示す
るなどの機能を持つ既存のパーソナルコンピュータ(P
C)やネットワークPC、ワークステーションなどで構
成されている。
Although the second device 7 is not described in detail, an existing personal computer (P) having a function of connecting to a network and displaying hypertext data, etc.
C), a network PC, a workstation, and the like.

【0024】中心窩ミラー2は、その表面が中心窩様形
状とされており、中央部位が低曲率面で周辺部位が高曲
率面に形成されている。具体例としては、中心窩ミラー
2の表面は、その中心軸をY軸として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面とす
ることが好ましい。
The surface of the foveal mirror 2 has a fovea-like shape, with a central portion having a low curvature surface and a peripheral portion having a high curvature surface. As a specific example, the surface of the foveated mirror 2 may be a curved surface obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. preferable.

【0025】中心窩ミラー2は、その中心軸がセンサ部
5の設置位置で規定される光の中心軸からずれる位置に
設置される。
The foveal mirror 2 is installed at a position where its central axis deviates from the central axis of light defined by the installation position of the sensor unit 5.

【0026】以下、中心窩視覚撮像装置の動作について
説明する。先ず、図2にしたがって中心窩ミラー2に入
射し反射する光路について説明する。本図は中心窩視覚
撮像装置の光学系の水平方向に沿った断面図であり、便
宜上、中心窩ミラー2の中心軸とセンサ部5の設置位置
で規定される光の中心軸とが一致するように描かれてい
る。
The operation of the foveated visual imaging device will be described below. First, an optical path that enters and reflects on the fovea mirror 2 will be described with reference to FIG. This figure is a cross-sectional view along the horizontal direction of the optical system of the foveated visual imaging device. For convenience, the central axis of the foveated mirror 2 and the central axis of light defined by the installation position of the sensor unit 5 coincide with each other. It is drawn as follows.

【0027】図2において、11は中心軸Lから120
°離れた周辺部位からの入射光を示しており、12は中
心軸Lから20°離れた中央部位からの入射光、13は
入射光11が中心窩ミラー2で反射された反射光、14
は入射光12が中心窩ミラー2で反射された反射光をそ
れぞれ示している。
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a point 120 from the central axis L.
12 shows incident light from a central part 20 ° apart from the central axis L, 13 shows incident light from a central part which is 20 ° away from the central axis L, 13 shows reflected light of the incident light 11 reflected by the fovea mirror 2,
Represents reflected light of the incident light 12 reflected by the fovea mirror 2.

【0028】入射光11は中心窩ミラー2で反射されて
反射光13となる。反射光13は光学部材4を通り、セ
ンサ部5に入射する。また、入射光12は中心窩ミラー
2で反射されて反射光14となる。反射光14は光学部
材4を通り、センサ部5に入射する。
The incident light 11 is reflected by the fovea mirror 2 and becomes reflected light 13. The reflected light 13 passes through the optical member 4 and enters the sensor unit 5. Further, the incident light 12 is reflected by the fovea mirror 2 and becomes a reflected light 14. The reflected light 14 passes through the optical member 4 and enters the sensor unit 5.

【0029】図3は、中心窩視覚撮像装置の光学系の構
成要素である中心窩ミラー2と光学部材4の特性を示し
た図である。図3において、41はセンサ部5の有効な
領域を、42は画像中央部位の解像度の高い部分を示し
ており、例えばH0,H10,H−10は中心軸からの
水平方向の角度が各々0°,10°,−10°の方向の
入射光について、センサ部5上の軌跡を、例えばV0,
V10,V−10は中心軸からの垂直方向の角度が各々
0°,10°,−10°の方向の入射光について、セン
サ部5上の軌跡をそれぞれ示している。従って、光学部
材4を通過した反射光13は、図3の軌跡H120上に
入射し、反射光14は軌跡H20上に入射することにな
る。
FIG. 3 is a diagram showing characteristics of the foveal mirror 2 and the optical member 4 which are components of the optical system of the foveated visual imaging device. In FIG. 3, reference numeral 41 denotes an effective area of the sensor unit 5, and reference numeral 42 denotes a high-resolution portion of the central portion of the image. For the incident light in the directions of °, 10 °, and -10 °, the trajectory on the sensor unit 5 is defined as V0,
V10 and V-10 indicate the trajectories on the sensor unit 5 for the incident light in the directions of 0 °, 10 °, and −10 ° from the central axis in the vertical direction, respectively. Therefore, the reflected light 13 that has passed through the optical member 4 is incident on the locus H120 in FIG. 3, and the reflected light 14 is incident on the locus H20.

【0030】このようにして、センサ部5で撮像された
動画像(原画像)の例を図4(a)に示す。中心窩ミラ
ー2の表面形状に対応して、センサ部5の中央部位には
歪みの少ない画像が結像し、周辺部位には歪みの多い画
像が結像する。図示の如く、4人の人物がテーブルに着
いている画像であり、中央部位に位置する人物は高解像
度で歪まずに撮影されている一方、他の3人は歪んで撮
影されており、歪みは周辺に行くほど大きい。
FIG. 4A shows an example of a moving image (original image) captured by the sensor unit 5 in this manner. Corresponding to the surface shape of the fovea mirror 2, an image with less distortion is formed at the central portion of the sensor section 5, and an image with more distortion is formed at the peripheral portion. As shown in the figure, an image in which four persons are at the table, the person located at the central part is photographed without distortion at high resolution, while the other three persons are photographed with distortion. Is bigger as you go around.

【0031】そして、画像処理部6により図4(a)の
ような動画像の画像信号に以下に示すパノラマ画像化処
理により修正が加えられ、図4(b)の如く全体的に歪
みのない動画像が得られる。
Then, the image signal of the moving image as shown in FIG. 4A is corrected by the image processing section 6 by the following panorama image forming process, and as shown in FIG. A moving image is obtained.

【0032】以下、パノラマ画像化処理について詳細に
説明する。パノラマ化された復元画像(図4(b))を
得るには、パノラマ画像上の画素が原画像(図4
(a))ではどの画素に相当するのかを計算し、2画像
の対応画素位置変換処理をする。具体的には、図3に示
すように、変換テーブルが10°毎に規定されている場
合、10°毎にメッシュが描かれた球面の中心に当該光
学系を設置して球面を撮像することによって測定する。
Hereinafter, the panoramic imaging process will be described in detail. To obtain a restored panoramic image (FIG. 4B), the pixels on the panoramic image are converted to the original image (FIG. 4B).
In (a)), which pixel corresponds to is calculated, and corresponding pixel position conversion processing of two images is performed. Specifically, as shown in FIG. 3, when the conversion table is defined every 10 °, the optical system is installed at the center of the spherical surface on which the mesh is drawn every 10 °, and the spherical surface is imaged. Measured by

【0033】例えば、V20とH−30の交点がセンサ
部5の中心から上に119画素、左に165画素の点で
あるとすると、その画素アドレス値を変換テーブルに保
存する。10°毎の場合には、26×13=325個の
画素アドレス・ペアを当該変換テーブルに保存すること
になる。
For example, assuming that the intersection of V20 and H-30 is a point of 119 pixels upward from the center of the sensor unit 5 and 165 pixels to the left, the pixel address value is stored in the conversion table. In the case of every 10 °, 26 × 13 = 325 pixel address pairs are stored in the conversion table.

【0034】ここで、前記2画像の位置を(w,v)と
すると、 (w,v)=T(x/10,y/10) x:水平方向の角度;−120≦x≦120 y:垂直方向の角度;−60≦y≦60 で規定される。本実施形態では、パノラマ化された復元
画像(図4(b))の全画素について、原画像(図4
(a))で対応する画素を計算し、復元画像の画素値を
以下のように計算する。
Here, assuming that the positions of the two images are (w, v), (w, v) = T (x / 10, y / 10) x: horizontal angle; -120 ≦ x ≦ 120 y : Vertical angle; −60 ≦ y ≦ 60. In the present embodiment, all pixels of the panoramic restored image (FIG. 4B) are used for the original image (FIG. 4B).
In (a)), the corresponding pixel is calculated, and the pixel value of the restored image is calculated as follows.

【0035】 (w1,v1)=T(x/10,y/10) (w2,v2)=T((x/10)+1,y/10) (w3,v3)=T((x/10)+1,(y/10)
+1) (w4,v4)=T(x/10,(y/10)+1) m=modulo(x,10),n=modulo(y,10)とし
て、 w=〔{w1*(10−m)+w2*m}*(10−
n)+{w4*(10−m)+w3*m}*n〕/10
0 v=〔{v1*(10−n)+v4*n}*(10−
m)+{v2*(10−n)+v3*n}*m〕/10
(W1, v1) = T (x / 10, y / 10) (w2, v2) = T ((x / 10) +1, y / 10) (w3, v3) = T ((x / 10 ) +1, (y / 10)
+1) (w4, v4) = T (x / 10, (y / 10) +1) Assuming that m = modulo (x, 10) and n = modulo (y, 10), w = [{w1 * (10−m) ) + W2 * m} * (10−
n) + {w4 * (10-m) + w3 * m} * n] / 10
0 v = [{v1 * (10−n) + v4 * n} * (10−
m) + {v2 * (10−n) + v3 * n} * m] / 10
0

【0036】このように、2画像の対応する画素のアド
レスが求められ、画像全体について歪みのない超広角の
パノラマ動画像が得られる。なお、画素値については補
間をせず最近傍画素値を取れば、画素値をD(x,y)
として、 D(x,y)=D(w,v) として求められる。また、10°毎の変換テーブルを用
いずに更に細かい角度毎に規定した場合には、上記式群
中の10,100を当該角度に応じて変更すれば良い。
As described above, the addresses of the corresponding pixels of the two images are obtained, and an ultra-wide-angle panoramic video without distortion is obtained for the entire image. If the pixel value is taken as the nearest pixel value without performing interpolation, the pixel value becomes D (x, y).
D (x, y) = D (w, v). In the case where a finer angle is specified for each angle without using a conversion table for every 10 °, 10, 100 in the above formula group may be changed according to the angle.

【0037】以上説明したように、本実施形態の中心窩
視覚撮像装置によれば、中心窩ミラー2の表面が、中央
部位が低曲率面で周辺部位が高曲率面とされているた
め、この中心窩ミラー2の形状に対応して、中央部位が
解像度が高く、周辺部位が解像度が低い動画像が得られ
ることになる。そして、この動画像の周辺部位を修正す
ることで、人間の視覚にとって違和感のない超広角のパ
ノラマ映像を得ることが可能となる。
As described above, according to the foveated visual imaging device of the present embodiment, the surface of the foveated mirror 2 has a low curvature surface at the central portion and a high curvature surface at the peripheral portion. According to the shape of the fovea mirror 2, a moving image having a high resolution at the central portion and a low resolution at the peripheral portion can be obtained. Then, by correcting the peripheral part of the moving image, it becomes possible to obtain an ultra-wide-angle panoramic video that does not cause a sense of incongruity to human vision.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、中央部位の曲率が低
く、周辺部位の曲率が高い凸の曲面ミラーに反射させた
映像を撮影するという手法により、従来より広角で且つ
安価な、中央部位の解像度が高く、周辺部位の解像度が
低い中心窩視覚の特性を持つ撮像装置(撮像方法)を構
成することが可能となる。
According to the present invention, the central portion has a low curvature, and the peripheral portion has a high curvature. The method of taking an image reflected on a convex curved mirror has a wider angle and a lower cost than the conventional one. It is possible to configure an imaging apparatus (imaging method) having the characteristics of foveated vision with high resolution and low peripheral area resolution.

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

【図1】本実施形態による中心窩視覚撮像装置を示す模
式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a foveated visual imaging device according to an embodiment.

【図2】中心窩視覚撮像装置の光学系の水平方向に沿っ
た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical system of the foveated visual imaging device taken along a horizontal direction.

【図3】中心窩ミラーと光学部材の特性を示す特性図で
ある。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing characteristics of a foveated mirror and an optical member.

【図4】本発明で得られる原画像(a)と復元画像
(b)を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an original image (a) and a restored image (b) obtained by the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 中心窩ミラーブロック 2 中心窩ミラー 3 透過面 4 光学部材 5 センサ部 6 歪み除去画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Foveated mirror block 2 Foveated mirror 3 Transmissive surface 4 Optical member 5 Sensor part 6 Distortion removal image processing part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 7/18 H04N 7/18 Z Fターム(参考) 2H054 AA00 BB00 2H087 KA01 TA03 TA06 2H101 FF00 5C022 AA00 AB51 AB65 AB68 AC51 AC54 5C054 AA01 CC06 DA06 EA01 ED11 FD02 FD03 HA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 7/18 H04N 7/18 Z F term (Reference) 2H054 AA00 BB00 2H087 KA01 TA03 TA06 2H101 FF00 5C022 AA00 AB51 AB65 AB68 AC51 AC54 5C054 AA01 CC06 DA06 EA01 ED11 FD02 FD03 HA01

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 凸面鏡と、 前記凸面鏡からの反射動画像を撮像するセンサ部とを備
えた撮像装置であって、 前記凸面鏡は、その表面が中心窩様形状とされており、
中央部位が低曲率面で周辺部位が高曲率面であることを
特徴とする撮像装置。
1. An imaging apparatus comprising: a convex mirror; and a sensor unit for capturing a moving image reflected from the convex mirror, wherein the convex mirror has a fovea-like surface.
An imaging apparatus wherein a central portion has a low curvature surface and a peripheral portion has a high curvature surface.
【請求項2】 前記凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸
として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
ることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
2. The surface of the convex mirror is a curved surface obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. The imaging device according to claim 1.
【請求項3】 前記凸面鏡は、その中心軸が前記センサ
部の設置位置で規定される光の中心軸からずれる位置に
設置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮
像装置。
3. The imaging device according to claim 1, wherein the convex mirror is installed at a position where a central axis thereof is deviated from a central axis of light defined by an installation position of the sensor unit.
【請求項4】 前記センサ部により処理された前記凸面
鏡からの反射動画像の動画像信号を修正し、動画像の周
辺部位の歪みを除去して超広角のパノラマ動画像を形成
する画像処理手段を備えることを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載の撮像装置。
4. An image processing means for correcting a moving image signal of a reflected moving image from the convex mirror processed by the sensor unit and removing a distortion of a peripheral portion of the moving image to form a super wide-angle panoramic moving image. Claim 1 characterized by comprising:
4. The imaging device according to any one of 3.
【請求項5】 凸面鏡からの反射動画像をセンサ部によ
り撮像する撮像方法であって、 表面が中心窩様形状とされており、中央部位が低曲率面
で周辺部位が高曲率面でとされた前記凸面鏡により、中
央部位が高解像度で周辺部位が低解像度となる反射画像
を得た後、 前記センサ部で前記反射動画像を信号処理して動画像信
号を生成し、 前記凸面鏡と前記センサ部との相対的位置関係から予め
決定されたパラメータに従って前記動画像信号を修正
し、動画像の周辺部位の歪みを除去して超広角のパノラ
マ動画像を形成することを特徴とする撮像方法。
5. An imaging method for imaging a moving image reflected from a convex mirror by a sensor unit, wherein the surface has a fovea-like shape, a central portion has a low curvature surface, and a peripheral portion has a high curvature surface. After obtaining a reflection image in which the central part has high resolution and the peripheral part has low resolution by the convex mirror, the sensor unit performs signal processing on the reflection moving image to generate a moving image signal, and the convex mirror and the sensor An imaging method comprising: correcting a moving image signal in accordance with a parameter determined in advance from a relative positional relationship with a unit, removing distortion in a peripheral portion of the moving image, and forming a super wide-angle panoramic moving image.
【請求項6】 前記凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸
として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
ることを特徴とする請求項5に記載の撮像方法。
6. The surface of the convex mirror is a curved surface obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. The imaging method according to claim 5, wherein:
【請求項7】 前記凸面鏡は、その中心軸が前記センサ
部の設置位置で規定される光の中心軸からずれる位置に
設置されることを特徴とする請求項5又は6に記載の撮
像方法。
7. The imaging method according to claim 5, wherein the convex mirror is installed at a position where a central axis thereof is shifted from a central axis of light defined by an installation position of the sensor unit.
【請求項8】 表面が中心窩様形状とされており、中央
部位が低曲率面で周辺部位が高曲率面である凸面鏡と、
前記凸面鏡からの反射動画像を撮像するセンサ部とを有
する第1の装置と、前記第1の装置とネットワーク接続
され、前記第1のカメラ部の撮影状態を遠隔制御可能な
第2の装置とを備え、前記第1の装置により撮影された
動画像を前記第2の装置に伝送し、前記第2の装置に前
記動画像を表示するようにしたことを特徴とする撮像シ
ステム。
8. A convex mirror whose surface has a fovea-like shape, a central portion having a low curvature surface and a peripheral portion having a high curvature surface,
A first device having a sensor unit that captures a moving image reflected from the convex mirror, and a second device that is network-connected to the first device and that can remotely control a shooting state of the first camera unit. Wherein the moving image captured by the first device is transmitted to the second device, and the moving image is displayed on the second device.
【請求項9】 前記凸面鏡の表面は、その中心軸をY軸
として、 Y=aX4 (a:定数) で表される曲線をY軸の廻りに回転させてなる曲面であ
ることを特徴とする請求項8に記載の撮像システム。
9. The surface of the convex mirror is a curved surface obtained by rotating a curve represented by Y = aX 4 (a: constant) around the Y axis with its central axis as the Y axis. The imaging system according to claim 8, wherein:
【請求項10】 前記凸面鏡は、その中心軸が前記セン
サ部の設置位置で規定される光の中心軸からずれる位置
に設置されることを特徴とする請求項8又は9に記載の
撮像システム。
10. The imaging system according to claim 8, wherein the convex mirror is installed at a position where a central axis thereof is deviated from a central axis of light defined by an installation position of the sensor unit.
【請求項11】 前記センサ部により処理された前記凸
面鏡からの反射動画像の動画像信号を修正し、動画像の
周辺部位の歪みを除去してパノラマ動画像を形成する画
像処理手段を備えることを特徴とする請求項8〜10の
いずれか1項に記載の撮像システム。
11. An image processing means for correcting a moving image signal of a moving image reflected from the convex mirror processed by the sensor unit and removing a distortion of a peripheral portion of the moving image to form a panoramic moving image. The imaging system according to claim 8, wherein:
JP15060999A 1998-07-08 1999-05-28 Imaging apparatus, imaging system, and imaging method Expired - Fee Related JP4227249B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15060999A JP4227249B2 (en) 1999-05-28 1999-05-28 Imaging apparatus, imaging system, and imaging method
US09/346,256 US6977676B1 (en) 1998-07-08 1999-07-01 Camera control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15060999A JP4227249B2 (en) 1999-05-28 1999-05-28 Imaging apparatus, imaging system, and imaging method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000341568A true JP2000341568A (en) 2000-12-08
JP4227249B2 JP4227249B2 (en) 2009-02-18

Family

ID=15500632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15060999A Expired - Fee Related JP4227249B2 (en) 1998-07-08 1999-05-28 Imaging apparatus, imaging system, and imaging method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4227249B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847497B2 (en) 2000-10-20 2005-01-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Wide-angle imaging device
US6867933B2 (en) * 2003-06-19 2005-03-15 Minolta Co., Ltd. Image-taking apparatus, and camera and camera system incorporating it
EP1564574A1 (en) * 2001-02-09 2005-08-17 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging device and method for producing the same
EP1802102A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-27 DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Optical system and method for image capture with different imaging scale
JP2013055541A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Ricoh Co Ltd Imaging device
JP2019032540A (en) * 2016-08-12 2019-02-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6847497B2 (en) 2000-10-20 2005-01-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Wide-angle imaging device
EP1564574A1 (en) * 2001-02-09 2005-08-17 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging device and method for producing the same
US6867933B2 (en) * 2003-06-19 2005-03-15 Minolta Co., Ltd. Image-taking apparatus, and camera and camera system incorporating it
EP1802102A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-27 DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Optical system and method for image capture with different imaging scale
JP2013055541A (en) * 2011-09-05 2013-03-21 Ricoh Co Ltd Imaging device
JP2019032540A (en) * 2016-08-12 2019-02-28 パナソニックIpマネジメント株式会社 Imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4227249B2 (en) 2009-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7450165B2 (en) Multiple-view processing in wide-angle video camera
KR100599423B1 (en) An omnidirectional imaging apparatus
US5739852A (en) Electronic imaging system and sensor for use therefor with a nonlinear distribution of imaging elements
US6977676B1 (en) Camera control system
US6594448B2 (en) Radially-oriented planar surfaces for flare reduction in panoramic cameras
US7893985B1 (en) Wide angle electronic camera with improved peripheral vision
US7667730B2 (en) Composite surveillance camera system
WO2003027766A3 (en) System and method for panoramic imaging
JP2007531333A (en) Panoramic video system for real-time display of undistorted images
EP1133868A1 (en) Tracking camera
JP2005006341A (en) Panorama picture formation device
JP2002033943A (en) Omnidirectional visual sensor
CN111324001B (en) System for panoramic imaging
JP4227249B2 (en) Imaging apparatus, imaging system, and imaging method
JP3054146B1 (en) Panoramic image device
JP2000322564A (en) Omnidirectional visual sensor
JPH1118007A (en) Omnidirectional image display system
JPH08305841A (en) Distorted image correcting display device
JP2006025340A (en) Wide angle imaging apparatus, imaging system, and control method thereof
JP3888847B2 (en) Wide-field imaging device
KR100343836B1 (en) Panorama video surveillance system and controlling method therefore
JP2003005273A (en) Imaging device
JP3805631B2 (en) Multifocal omnidirectional imaging device
JP2003512783A (en) Camera with peripheral vision
JP2005005816A (en) Wide angle camera and wide angle camera system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050426

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050627

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060404

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060501

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20061208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081016

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081128

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131205

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees