JP2003271926A - 画像の周回視認方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高等な技術を要することなく画像の貼り合わせ
を行い、合成された画像を、機材などに制限されること
無く視点を移動させながら連続的に周方向で閲覧できる
画像の周回視認方法を提供する。 【解決手段】室内を魚眼レンズで対面した２方向から撮
影する。平面図に投影して円形とする。円形に投影され
た画像を上下端を水平方向で引き伸ばして四角形となる
ように変形させる。四角形に変形させた投影図の一方を
その中心から縦に二分割する。二分割した画像を分割し
ていない画像の両側面に合成接合し、横長の長方形の画
像を得る。合成図の部分部分を視認するための覗き窓を
設け、合成画像に沿って動くことができるように設定す
る。覗き窓から見える画像について、実際に視認してい
るかのような歪みの少ない画像に矯正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、電子的に得られた画像
情報を切断および接合し、この画像に対面した状態で視
線を周回方向に移動することができる画像の周回視認方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】写真によって周回方向の風景などを撮影
するためには、複数の写真を撮影して連続的につなぎ合
わせたり、広角と魚眼を組み合わせて撮影し、これを重
ね合わせるように処理する方法などがある。これらはい
ずれもつなぎ目のゆがみや露光の違いが生じ、一枚の写
真とは言いがたい。近年、使い捨てカメラでのパノラマ
が普及したが、これは１枚の写真からの処理であるため
歪みや露光の異なる部分は生じないものの、実際には広
角撮影した画像の上下部分を削除しているだけであるた
め、本来の周回方向を撮影した訳ではない。

【０００３】デジタル画像の技術が向上するにしたがっ
て、画像の補正や修正が容易になるにしたがって理想的
な周回方向の画像技術が生み出されてきた。その代表的
技術が特表平１１−５０８３８４号の公表公報によって
示されたものである。これは視野が１８０度以上である
レンズにより得られた半球状の画像を二つ合成させ、こ
れによって球状の画像を得、球状画像の中心に視点を置
くようにして、全周囲が視認可能なようにしたものであ
る。

【０００４】基本的には、この技術により球状の画像を
得るためには、視野が１８０度以上なくてはならない。
この１８０度を超えた部分は互いに重複するため、その
部分を削除する形でエッジが形成され、このエッジ同士
を結合する。しかしながら、反対方向の半球画像を得た
場合、全く同一な視点からの撮影は困難であることか
ら、この技術に示されたものではエッジ部分を完全一致
させることが非常に難しい。特に、得られた画像は半球
状であって、それを視覚的に貼り合わせる作業は、高度
な技術と豊富な経験を要する。

【０００５】また、高度な技術で接合された球状の画像
をその中心部分に視点を置いて、周方向で移動させなが
ら閲覧するためには、視点を中心に置き、さらにその視
点を動かすための専用のプログラムが必要となり、画像
の合成を含めて閲覧に至るまで、画一化されたプロトコ
ールを使用することが余儀なくされ、例えばインターネ
ット上での不特定な機材、ソフトウェアでの閲覧に制限
が生じる結果となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記問題
点を鑑み鋭意研究した結果、本発明に至った。すなわ
ち、本発明は、室内や風景の全周方向の画像を取り込
み、これらの画像を合成して貼り合わせ、視点を移動さ
せながらこの合成画像を閲覧するにあたって、全周方向
で連続に視点を移動できるようにしたものであるが、従
来技術に比し、高等な技術を要することなく画像の貼り
合わせを行い、合成された画像を、機材などに制限され
ること無く視点を移動させながら連続的に周方向で閲覧
できる画像の周回視認方法を提供することを目的とする
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像の周回視
認方法であって、複数の画像を得る段階と、該画像を同
一方向で直線となるように変形する段階と、変形された
前記画像を合成して合成図を得る段階と、該合成図上を
移動可能に設けられた覗き窓を設定する段階と、該覗き
窓が前記同一方向に移動する場合は前記合成図が収束す
るように前記合成図を制御する収束段階と、前記同一方
向に直角方向に移動する場合は前記合成図の端部同士が
仮想に結合するように制御する段階とからなるようにし
たものである。

【０００８】また、連続した全周囲方向の視界の画像を
周回視認するにあたり、対面する略半球状の２つの画像
データを得、それぞれの該画像データーを平面に投影し
て投影図を得、それぞれの該投影図を一定方向が直線と
なるように変換して変換図を得、一方の該変換図を前記
一定方向に沿って分割し、分割した前記一方の変換図を
もう一方の前記変換図の両側面に合成接続して合成図を
得、該合成図上を視線が移動可能に設けられた覗き窓を
設定し、該覗き窓の視線が前記一定方向に移動する際
は、前記合成図が前記一定方向に対して直角方向で収束
するように変換されると共に、前記覗き窓の視線が前記
一定方向に対して直角方向に移動する際は、前記合成図
の端部同士が仮想に接続するように前記合成図を変形す
るようにしたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】従来技術が、半球体状の画像を球
体状の画像へ処理することを前提としているのに対し、
本案は得られた半球体状または複数の画像を一旦一枚の
平面画像に貼り合わせ、これを閲覧する際は、視線を移
動させるに従って、移動した位置に対応して平面画像を
変化させ、画像の見え方が実際の見え方に近くなるよう
にしたものである。

【００１０】たとえば、従来技術と同様に魚眼レンズで
得られた半球状の画像２枚を使用して、全周囲方向の画
像を合成する。魚眼レンズで得られた画像をそのまま平
面に投影すると、中心部分から外側へ行くに従って歪み
が大きくなり、湾曲して見える。すなわち、中心を同心
とする波紋状の円に沿った曲線に近い状態で見える。こ
の円形の画像を四角形な平面画像に変換する。変換する
に当たっては、上部と下部とを左右に引き伸ばすように
して変換される。これにより、垂直方向の歪みは少なく
なるものの、水平方向の歪みはかえって大きくなり、し
かも上方及び下方の縮尺が極端に大きくなる。

【００１１】次に、一方の画像を中心付近で左右に分割
する。分割した画像をもう一方の画像の両側部に接合す
る。これによって１枚の長方形の画像が得られる。 こ
れを閲覧するに当たって視線を動かすと、この長方形の
画像が変化して実際に視認しているのに近い状態で見て
いるかのような変化をするものである。例えば、視線を
上方または下方に移していくと、徐々に横方向で収縮す
るように設けられている。 視線が画像の端部に近づく
と、反対側の端部と接合し、連続した画像であるかのよ
うに見える。

【００１２】画像としては、電子データとして使用する
ことからインターネット上でも汎用されている形式のも
のが望ましく、例えばＪＰＥＧ（Joint Photogrａphic
Experts Group）ファイルやＧＩＦ（Grａphics Interch
ａnge Formａt）ファイルなどを使用することができ
る。また、閲覧を制御するプログラムとしてはインター
ネットブラウザと連動して使用されるプラグインであっ
ても良いが、javaアプレットの方が望ましい。これによ
ると画像ファイルの実行プログラムとしてjavaアプレッ
トを指定すると受信側でプラグインファイル無しに自動
的に動作するようになるので使いやすくなる。また、こ
のような形式とすることにより、コンピュータのハード
ウェアやＯＳに左右されることなく、不特定の端末での
閲覧を可能にする。

【００１３】尚、本案の方法は、必ずしも上記したよう
な球体の内側から見た画像の処理に用いられるものでは
ない。例えば、球体の外側からの画像やイラストなどを
連続的に見ることにも使用できる。例えば、地球や月な
どの天体模型を同様の処理で平面化して、これを同様の
制御によって閲先することにより、球体の外側を縦覧し
ているかのように見ることができる。

【００１４】さらに、球体に限られるものでもない。例
えば、初めから平面である画像をしよして同様の制御を
して閲覧することにより、画像全体を連続的に視認する
ことが可能になる。例えば、正距円筒図法で書かれた地
図は本来の形状の地形に近い形で見ることができる。

【００１５】さらに、二円の異なる画像を使用すると、
この異なる画像が表裏面であるかのように連続的に入れ
替わって見えることになる。

【００１６】また、制御プログラムでは拡大機能や縮小
機能を付加することにより、より詳細な画像を局部的に
見たり、大局的にとらえたりすることが可能になる。

【００１７】

【実施例】図１は原画として取り込まれた半球状の画像
の投影図、図２は図１の投影図を四角形に引き伸ばして
変換した状態を示す変換図、図３は図２の投影図を合成
した合成図、図４は合成図に格子状の参照線を表示した
参照図、図５は覗き窓から参照図を視認して上方に視線
を移動させたときの図、図６は覗き窓から参照図を視認
して下方に視線を移動させたときの図、図７は覗き窓か
ら参照図を視認して水平方向に視線を移動させた時の図
である。

【００１８】図１（ａ）（ｂ）に示すように、室内を魚
眼レンズで対面した２方向から撮影し、これを平面図に
投影すると円形となり、画像そのものは円の中心付近か
ら外側方向に向かって徐々に歪が大きくなる。この状態
では、水平・垂直にかかわらず歪み方は同じで、円の外
周付近が最も歪んだ状態である。

【００１９】次に、図２（ａ）（ｂ）に示すように、円
形に投影された画像を四角形となるように変形させる。
この際の変形の指数としては、円形の上下端を水平方向
で引き伸ばすように設定されており、波紋状態だった円
は、外側に行くに従って正方形に近い形となり、垂直方
向の歪みが減少する。これに対して、水平方向の歪みは
大きくなる。

【００２０】四角形に変形させた投影図の一方を、その
中心から縦に二分割する。この二分割された分割面は、
その後の処理で再接合する際、互いの接合点を確実に掌
握できるため、接合でのズレが生じることがない。図３
に示すように、二分割した画像を分割していない画像の
両側面に合成接合する。これにより横長の長方形の画像
が出来上がる。したがって、この合成図では、歪んだ状
態で全周囲方向の画像が入っていることになる。

【００２１】更なる画像の変形がわかりやすいように、
便宜上、円状の投影図の時に入れた参照線は取り除き、
図４に示すように長方形の合成図に格子状の参照線を新
たに入れる。

【００２２】この合成図の部分部分を視認するための覗
き窓を設定する。覗き窓の視界は任意の設定によるが、
これを合成画像に沿って動くことができるように設け
る。歪みの最も少ない合成図中心から閲覧をはじめて、
上下左右自在にその視線を動かすことができるように設
ける。また、合成図のそれぞれの端部に覗き窓の境目が
近づくと、自動的に端部は他の端部と仮想的に接合する
ように設けられている。このため、視線を動かすと覗き
窓からは連続した画像であるように見える訳である。

【００２３】次に、覗き窓からの見える画像について
は、合成図を作成するまでに至る歪みを矯正する操作を
することにより、実際に視認しているかのような歪みの
少ない画像に変形させる。

【００２４】図３の合成図では上下方が左右に引き伸ば
されているため、例えば、視線を上方に移動させた場
合、図５（ａ）から（ｂ）へと視線が移るに従って収束
するように変形され、天井を見上げた際には参照線が放
射状となり、天井全体が収束して結合し、一つの覗き窓
から視認できることがわかる。視線を下方に移動させた
場合、図６（ａ）から（ｂ）へと視線が移るに従って収
束するように変形され、足元を見下ろした際には参照線
が放射状となり、床全体が収束して結合し、一つの覗き
窓から視認できることがわかる。

【００２５】次に、視線を水平方向に移動させると、水
平の参照線に沿って移動し、覗き窓の側部が合成図の側
端部に近づくと、他の側端部と仮想的に接続して、水平
方向で連続した画像であるかのように表示される。図７
（ａ）から視線を左に動かすと、図７（ｂ）から図７
（c）に移る際、合成図では切れていたはずの左端部が
右端部と接合して、覗き窓からは連続した画像であるか
の如く見えるのがわかる。

【００２６】これにより、図３の合成図では認識しにく
かった画像は、覗き窓から実際に室内を見渡しているか
のように見えることになる。また、画像処理にはズーム
機能を付加することも可能である。すなわち、覗き窓に
表示される画像を拡大縮小することにより、視点が近づ
いたり離れたりするかのように見せることも可能であ
る。

【００２７】上記で説明したように、本発明の画像の周
回視認方法を、室内や風景といったある点を中心とした
全周囲方向の画像を連続的に視認する手段として用いる
場合においての基本構成は、全周囲方向を撮影した画像
を集積する段階と、この集積した画像を垂直方向が直線
となるように変形する段階と、変形した各画像を合成し
て一つの画像に合成接合する段階と、合成接合した画像
を視認できると共に、その視点がこの合成画像上を移動
する覗き窓を設定する段階とからなり、覗き窓の移動方
向によって設定された指数により合成画像が変形し、覗
き窓から見える合成画像が収束または結合することによ
り、連続的画像であるように視認できるように設けたも
のである。

【００２８】この最も望ましい形態としては、魚眼レン
ズなどを備えた撮影機により、対面する半球状の２画像
を得、これらを平面に投影して円形とし、それぞれの円
形の画像の上下端部を水平方向に引き伸ばすことにより
四角形を得、一方の四角形の画像を垂直方向で二分し、
２分した画像をもう一方の四角形の画像の両側部に結合
して横長長方形の一つの合成図とし、任意の覗き窓を設
定し、これの視線を上下方向に移動させることにより、
画像が水平方向で収束するように設定すると共に、視線
を水平方向に移動させる場合は、合成図の両側端部が仮
想的に接合して連続して見えるようにしたものである。

【００２９】これを、例えばインターネット上で公開す
る画像として使用するにあたっては、上記した方法で得
られた合成図と閲覧制御用のプログラムをＷＥＢサイト
上に設置する。このプログラムは合成図に関連付けられ
ており、上記した覗き窓の設定等のコマンドを含むもの
で、閲覧側ブラウザとしての汎用ソフトウェアに対応し
ている。合成図とプログラムとは同時にダウンロードさ
れるように設けられており、ＷＥＢサイトに接続された
端末に自動的に覗き窓が表示され、マウスやキーボード
などの入力機器の操作によって覗き窓内の画像を動かす
ことができるように設けることができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成したので次
のような効果が得られる。 （１）全周方向の画像を合成するにあたり、その処理が
平面を基準としているため、立体的処理の従来技術と比
較すると、高度な技術や熟練した経験を必要としない。 （２）合成するまでに至る過程が複雑でないために、こ
れを周回方向で視認して、あたかも見渡しているかのよ
うに閲覧することが容易にできる。 （３）合成された画像およびこれの閲覧制御のプログラ
ムが複雑でないために、インターネット上で短時間で取
得できるため、さまざまな形態でのサービスに非常に有
用である。 （４）管内検査器具等へ、この技術を利用すれば、人が
立ち入れない環境での周回視認が可能である。また、医
療検査器具としての内視鏡、たとえば胃カメラへの利用
では、胃内部の周回視認が可能となり、検査方法として
非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】原画として取り込まれた半球状の画像の投影図
である。

【図２】図１の投影図を四角形に引き伸ばして変換した
状態を示す変換図である。

【図３】図２の投影図を合成した合成図である。

【図４】合成図に格子状の参照線を表示した参照図であ
る。

【図５】覗き窓から参照図を視認して上方に視線を移動
させた時の図である。

【図６】覗き窓から参照図を視認して下方に視線を移動
させた時の図である。

【図７】覗き窓から参照図を視認して水平方向に視線を
移動させた時の図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/262 Ｈ０４Ｎ 5/262 7/18 7/18 Ｖ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画像を得る段階と、該画像を同一
   方向で直線となるように変形する段階と、変形された前
   記画像を合成して合成図を得る段階と、該合成図上を移
   動可能に設けられた覗き窓を設定する段階と、該覗き窓
   が前記同一方向に移動する場合は前記合成図が収束する
   ように前記合成図を制御する収束段階と、前記同一方向
   に直角方向に移動する場合は前記合成図の端部同士が仮
   想に結合するように制御する段階とからなることを特徴
   とする画像の周回視認方法。
2. 【請求項２】 連続した全周囲方向の視界の画像を周回
   視認するにあたり、対面する略半球状の２つの画像デー
   タを得、それぞれの該画像データーを平面に投影して投
   影図を得、それぞれの該投影図を一定方向が直線となる
   ように変換して変換図を得、一方の該変換図を前記一定
   方向に沿って分割し、分割した前記一方の変換図をもう
   一方の前記変換図の両側面に合成接続して合成図を得、
   該合成図上を視線が移動可能に設けられた覗き窓を設定
   し、該覗き窓の視線が前記一定方向に移動する際は、前
   記合成図が前記一定方向に対して直角方向で収束するよ
   うに変換されると共に、前記覗き窓の視線が前記一定方
   向に対して直角方向に移動する際は、前記合成図の端部
   同士が仮想に接続するように前記合成図を変形すること
   を特徴とする画像の周回視認方法。