JP2005250741A - 画像生成装置および画像生成方法、ステレオ視用画像生成装置およびステレオ視用画像生成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 この発明は、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応した画像を生成することができるようになる画像生成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成装置であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3手段を備えている。
【選択図】 図6
【解決手段】 カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成装置であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3手段を備えている。
【選択図】 図6
Description
この発明は、カメラを回転させて撮影した画像から指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成するための画像生成装置、画像生成方法および記録媒体ならびにカメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するためのステレオ視用画像生成装置、ステレオ視用画像生成方法および記録媒体に関する。
従来から、1台のカメラを回転して撮像した各画像から、垂直スリット状の部分画像を切り出し、それらの部分画像を利用して、ステレオ視用の画像(左目用画像と右目用画像)を生成する技術が開発されている。
例えば、特開平11−164326号公報に記載されている発明では、回転軸に半径方向に距離Lだけ離れた位置にカメラの焦点が位置するようにカメラを設置し、回転軸を中心としてカメラを回転させて画像を撮像する。そして、各撮像画像から左目用のスリット画像と右目用のスリット画像とを切り出す。ある撮像画像から切り出されるスリット画像の幅は、その撮像画像とその次に連続する撮像画像との間のオプティカルフローの大きさに基づいて算出される。次に、各撮像画像から切り出された左目用のスリット画像を結合して左目用の全方位画像を生成するとともに、各撮像画像から切り出された右目用のスリット画像を結合して右目用の全方位画像を生成する。
上記従来方法では、カメラの回転は水平回転(もしくは1自由度の回転)しか考慮されておらず、天井や床などの鉛直方向の立体画像を生成することができない。また、光軸回りの回転も考慮されてない。
また、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応した画像を生成する方法は未だ開発されていない。
特開平11−164326号公報
この発明は、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応した画像を生成することができるようになる画像生成装置、画像生成方法および記録媒体方法を提供することを目的とする。
また、この発明は、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応したステレオ視用画像を生成することができるようになるステレオ視用画像生成装置、ステレオ視用画像生成方法およびステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体方法を提供することを目的とする。
この発明は、水平方向だけでなく垂直方向やカメラの光軸まわりの回転を含む全方位のステレオ視用画像を生成することが可能となるステレオ視用画像生成装置、ステレオ視用画像生成方法およびステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体方法を提供することを目的とする。
この発明による画像生成装置は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成装置であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3手段を備えていることを特徴とする。
第1手段としては、例えば、水平回転の中心と垂直回転の中心を一致させ、この回転中心とカメラの投影中心との距離を一定に保持したまま、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるものが用いられる。
上記第3手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられる。
上記第3手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられる。
第3手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向を、上記視点位置からの上記視線方向に平行な光線であってかつ選択された画像データが撮影されたときのカメラの投影中心を通る光線の方向に補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられる。
この発明による画像生成方法は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成方法であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3ステップを備えていることを特徴とする。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えていることを特徴とする。
この発明による画像生成プログラムを記録した記録媒体は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成するための画像生成プログラムを記録した記録媒体であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3ステップを実行するための画像生成プログラムが記録されていることを特徴とする。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
この発明によるステレオ視用画像生成装置は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するステレオ視用画像生成装置であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3手段、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4手段を備えていることを特徴とする。
上記第3手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられ、上記第4手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられる。
上記第3手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられ、第4手段としては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えているものが用いられる。
この発明によるステレオ視用画像生成方法は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するステレオ視用画像生成方法であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3ステップ、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4ステップを備えていることを特徴とする。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられ、第4ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられ、上記第4ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
この発明によるステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体は、カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するためのステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体であって、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3ステップ、ならびに記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4ステップを実行するためのステレオ視用画像生成プログラムが記録されていることを特徴とする。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられ、第4ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
上記第3ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられ、上記第4ステップとしては、例えば、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えているものが用いられる。
課題を解決するための手段の欄で使用されている「視線方向」は、後述する実施例の欄でいう「狭義の視線方向」を表している。
この発明によれば、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応した画像を生成することができるようになる。
また、この発明によれば、カメラを回転させて撮影した画像から、任意の視点位置および視線方向(実施例でいう狭義の視線方向)に対応したステレオ視用画像を生成することができるようになる。
また、この発明によれば、水平方向だけでなく垂直方向やカメラの光軸まわりの回転を含む全方位のステレオ視用画像を生成することが可能となる。
以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明する。
〔1〕全方位ステレオ画像生成装置の構成を示している。
図1は、全方位ステレオ画像生成装置の構成を示している。
図1は、全方位ステレオ画像生成装置の構成を示している。
図1において、200はカメラ、201は三脚、202は垂直回転部、203は水平回転部、204はコンピュータ(PC)、205はステレオ表示装置である。
カメラ200は、その投影中心が水平回転と垂直回転の両方の中心から距離Lだけ離れた位置に位置するように、設置されている。カメラ200は、コンピュータ204に接続されている。垂直回転部202および水平回転部203は、コンピュータ制御可能な雲台であり、コンピュータ204によって制御される。
ここで、カメラ200は、水平回転と垂直回転の両方の中心から距離が一定に保たれるように設置されている。したがって、カメラ200を水平回転および垂直回転させることにより、仮想的に球面上に多数のカメラを配置した撮像システムと同等の撮像システムを実現できる。
ステレオ表示装置205としては、立体的なステレオ表示が可能なヘッドマウントディスプレイまたは眼鏡なし立体表示ディスプレイが用いられる。
〔2〕全方位ステレオ画像生成装置による処理手順の説明
図2は、全方位ステレオ画像生成装置による処理手順を示している。
図2は、全方位ステレオ画像生成装置による処理手順を示している。
まず、カメラ200によって撮像された画像を記録する(ステップS101)。次に、ステップS101で画像が記録されたときのカメラ200の回転角度(基準位置からの水平回転角度および垂直回転角度)を記録する(ステップS102)。
次に、撮影すべき次の画像があるか否かを判別する(ステップS103)。撮像すべき次の画像がある場合には、次の画像を撮像するために、カメラ200を回転させた後(ステップS104)、ステップS101に戻る。
ステップS103において、撮像すべき次の画像がないと判別した場合には、記録された撮像画像とカメラ200の回転角度とに基づいて、ステレオ視用画像を生成するためのステレオ視用画像の生成処理を行う(ステップS105)。この後において、表示指令があった場合には、生成されたステレオ視用画像を表示するためのステレオ視用画像の表示処理を行う(ステップS106)。
〔3〕カメラ200による撮影方法の説明
図3は、画像データを取得する際(図2のステップS101〜S104)に、カメラを回転させる様子を平面から見た図を示している。以下においては、説明を簡単にするために、カメラ200を水平方向にのみ回転させる場合について説明する。
図3は、画像データを取得する際(図2のステップS101〜S104)に、カメラを回転させる様子を平面から見た図を示している。以下においては、説明を簡単にするために、カメラ200を水平方向にのみ回転させる場合について説明する。
カメラ200は、その投影中心Ocが回転中心Oから一定の距離Lを保持した状態で、回転中心Oを中心として回転する。このとき、カメラ200の撮像中心(撮像面Icの中心)、投影中心Ocおよび回転中心Oが一直線上に並ぶようにカメラ200が設置されている。このような関係は、カメラ200を水平方向に回転させるときのみならず、カメラ200を垂直方向に回転させるときにも維持されるので、撮像面Icは距離Lと焦点距離fcとの和を半径とする球面に接することになる。
〔4〕ステレオ視用画像の生成処理についての説明
図2のステップS105のステレオ視用画像の生成処理について詳しく説明する。ステレオ視用画像の生成処理では、設定された視点位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度毎に、ステレオ視用画像(左目用画像と右目用画像)とが生成される。
図2のステップS105のステレオ視用画像の生成処理について詳しく説明する。ステレオ視用画像の生成処理では、設定された視点位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度毎に、ステレオ視用画像(左目用画像と右目用画像)とが生成される。
図4は、取得された画像データからステレオ視用の画像のうち、左目用画像を生成する方法を説明するための説明図である。
まず、図4に示すように、左目用の仮想カメラと右目用の仮想カメラとからなる両眼用の仮想カメラを配置する。この例では、左目用の仮想カメラと右目用の仮想カメラとは、それらの投影中心OL ,OR が回転中心Oから距離bだけ離れた位置に位置するようにして配置されている。bは、左右の目の間隔の1/2に設定されている。また、この例では、左目用の仮想カメラと右目用の仮想カメラは、前向き(正面向き)に配置されている。左目用の仮想カメラの撮像面をIL ,右目用の仮想カメラの撮像面をIR とする。
この場合の左目の視点位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度について説明する。左目の視点位置は左目用の仮想カメラの投影中心OL となる。また、左目の視線方向(広義の視線方向)は、投影中心OL から撮像面IL の中心に向かう方向となる。左目の視線姿勢は、視線方向(広義の視線方向)を軸とした撮像面IL の軸回りの回転角度位置を表している。左目の視野角度は、左目用の仮想カメラの撮像面IL の解像度がカメラ200の撮像面Icの解像度と同じであるとすると、左目用の仮想カメラの焦点距離(投影中心OL と撮像面IL との間の距離に相当する)によって定まる。
図5は、図4に示されている左目用の仮想カメラの位置、姿勢および視野角度、つまり、左目の視線位置V(x,y,z)、視線方向D(θ,ρ)および視野角度ηに対応して生成される視野範囲Sを示している。θは水平方向の角度、ρは垂直方向の角度である。
図4の左目用の仮想カメラの撮像面IL によって撮像される画像が、当該仮想カメラの位置、姿勢および視野角度によって規定される左目の視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応する左目用画像となる。撮像面IL 上の画素PL の画素値を生成する方法について説明する。
撮像面IL 上の画素PL には、左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線上の物体Aが写っているはずである。そこで、既に撮影されたカメラ200の画像データから、左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線上の画素値を、選択して、画素PL の値とする。
左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線の方向(狭義の視線方向)に基づいて、当該光線と回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QL の位置を算出する。なお、特許請求の範囲の欄の各請求項でいう視線方向とは、狭義の視線方向を意味している。カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データのうち、カメラ200の投影中心Ocが算出した交点QL に最も近い位置に配置されたときに、カメラ200によって撮像された画像データを選択する。
つまり、図4において、回転中心Oと交点QL とを結ぶ直線の角度と、カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データに対応するカメラ200の回転角度との差が最小となるような画像データを選択する。例えば、回転中心Oを原点とする世界座標系での球面上の交点QL の座標から得られる回転中心Oから交点QL へ向かう直線の正規化ベクトルと、当該世界座標系での撮像済の1画面単位の各画像データに対応する撮像面Icの法線方向(すなわち、カメラ200の回転角度)の正規化ベクトルとの内積が1に近い画像データを選択する。
そして、左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線が、選択された画像データに対応する撮像面Icに交わる点P1 の画素値を取得する。取得した画素値を、図4の左目用の仮想カメラの位置、姿勢および視野角度によって規定される左目の視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度において、撮像面IL 上の画素PL の画素値(着目している光線方向(狭義の視線方向)に対応する画像の画素値)として描画する。このような処理を、撮像面IL 上のすべての画素、すなわち、すべての光線方向について繰り返す。
図6は、設定された視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応する左目用画像を生成するための処理手順を示している。
まず、視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度を決定する(ステップS201)。図4の両眼用の仮想カメラの位置、姿勢および視野角度を決定することを意味する。次に、左目用の仮想カメラの撮像面IL 上の注目画素(画素値を生成しようとする画素)に対応した、視線位置OL からの光線方向(狭義の視線方向)を決定する(ステップS202)。図4の左目用の仮想カメラの撮像面IL 上の画素PL が注目画素であるとすると、左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ方向が、視線位置OL からの注目画素PL に対応した光線方向となる。
次に、視線位置OL からの注目画素PL に対応した光線と、回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QL の位置を算出する(ステップS203)。カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データのうち、カメラ200の投影中心Ocが算出した交点QL に最も近い位置に配置されたときに、カメラ200によって撮像された画像データを選択する(ステップS204)。
次に、注目画素に対応した視点位置OL からの光線が、選択された画像データに対応する撮像面Icに交わる点を算出する(ステップS205)。そして、算出された撮像面Ic上の交点の画素値を、上記ステップS201で設定された視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度において、上記ステップS202で決定された光線方向(狭義の視線方向)に対応する画像の画素値(仮想撮像面IL 上の注目画素での画素値)として描画する(ステップS206)。
この後、次の光線方向があるか否かを判別する(ステップS207)。つまり、仮想撮像面IL 上の全ての画素のうち、上記ステップS202〜S206の処理(画素値取得処理)が行われてないものがあるか否かを判別する。次の光線方向がある場合には、つまり、撮像面IL 上の全ての画素に対して画素値取得処理が行なわれていない場合には、画素値取得処理が行なわれていない画素のうちの1つの画素を注目画素に設定した後(ステップS208)、ステップS202に戻る。上記ステップS207において、次の光線方向がない場合には、今回の処理を終了する。
設定された視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応する右目用画像も左目用画像と同様な方法で生成される。
図7は、取得された画像データからステレオ視用の画像のうち、右目用画像を生成する方法を説明するための説明図である。
右目用の仮想カメラの投影中心OR と画素PR とを結ぶ光線の方向(狭義の視線方向)に基づいて、当該光線と回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QR の位置を算出する。カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データのうち、カメラ200の投影中心Ocが算出した交点QR に最も近い位置に配置されたときに、カメラ200によって撮像された画像データを選択する。
そして、右目用の仮想カメラの投影中心OR と画素PR とを結ぶ光線が、選択された画像データに対応する撮像面Icに交わる点P2 の画素値を取得する。取得した画素値を、図7の右目用の仮想カメラの位置、姿勢および視野角度によって規定される右目の視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度において、撮像面IR 上の画素PR の画素値(着目している光線方向(狭義の視線方向)に対応する画像の画素値)として描画する。このような処理を、撮像面IR 上のすべての画素、すなわち、すべての光線方向について繰り返す。
図8は、生成された左右のステレオ視用画像において、視差が再現されていることを説明するための説明図である。
物体Aに対する左目用画像は左目用の仮想カメラの撮像面IL 上の画素PL で撮影された画像と等価となり、同じ物体Aに対する右目用画像は右目用の仮想カメラの撮像面IR 上の画素PR で撮像された画像と等価となる。
左目用の仮想カメラの撮像面IL 上の画素PL の撮像面IL 上での水平方向座標をhL とし、右目用の仮想カメラの撮像面IR 上の画素PR の撮像面IR 上での水平方向座標をhR とすると、これらの差分に応じた両眼視差が発生するため、画素PL の画像を左目で見るとともに、画素PR の画像を右目で見ると、物体Aが立体的に見えるようになる。
上記実施例では、両眼用の仮想カメラは、それを構成する左目用の仮想カメラと右目用の仮想カメラの投影中心OL ,OR の中間点が回転中心Oに位置するようにして配置されているとともに、前向き(正面向き)に配置されている。しかしながら、全方位方向に画像を撮影しておけば、任意の位置、姿勢で両眼用の仮想カメラを配置することが可能であるとともに視野角度を任意に設定することが可能である。言い換えれば、任意の視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度でのステレオ視用画像を生成することが可能である。つまり、視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応した視野の範囲(図5参照)を変更することによって、視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応したステレオ視用画像を生成することが可能である。
なお、図2のステップS106のステレオ視用画像の表示処理では、ユーザによって指定された視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応したステレオ視用画像が表示される。より具体的には、図2のステップS105のステレオ視用画像の生成処理において、視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度の組合せが異なる複数のステレオ視用画像を予め生成しておき、図2のステップS106のステレオ視用画像の表示処理においては、それらの画像がユーザの操作に応じて切り換えて表示される。
なお、ユーザによって視線位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度が指定される都度、それに対応したステレオ視用画像を生成して表示するようにしてもよい。
ところで、上記左目用画像(右目用画像も同様)の生成方法では、左目用の仮想カメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線と、回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QL の位置を算出し、カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データのうち、カメラ200の投影中心Ocが算出した交点QL に最も近い位置に配置されたときに、カメラ200によって撮像された画像データを選択している。
しかしながら、取得した画像枚数が少ないために、算出した交点QL に投影中心Ocがほぼ一致するような位置で、カメラ200によって撮像された画像データが存在しない場合がある。このような場合の画素値の生成方法について図9を参照して説明する。
図9において、左目用の仮想カメラの投影中心OL と撮像面IL 上の画素PL とを結ぶ光線と、回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QL に、投影中心Ocがほぼ一致するような位置で、カメラ200によって撮像された画像データが存在しないとする。
このような場合には、投影中心Ocが交点QL に最も近い位置にあるときにカメラ200によって撮像された画像データを利用する。この例では、投影中心Ocが交点QL の近くの位置QL1にある位置で、カメラ200によって撮像された画像データ(撮像面が図9のIcである)を利用する。
このカメラ200の撮像面Icに、左目用の仮想カメラの投影中心OL と撮像面IL 上の画素PL とを結ぶ光線が交わる点P1 の画素値を、画素PL の画素値として用いると、視線方向の誤差が生じる。つまり、本来、対象物Aを向いていた視線(光線)が、対象物Bを向いてしまう。そこで、撮像面Ic上の光線が交わる点P1 の座標を以下の式(1)に基づいて補正する。
h’={fc/(fc+d)}×h …(1)
上記式(1)において、hは撮像面Ic上の座標である。fcは撮像したカメラ200の焦点距離である。dはカメラ200の投影中心Ocと回転中心Oとを結んだ直線と左目用の仮想的なカメラの投影中心OL と画素PL とを結ぶ光線との交点Xと、投影中心Ocとの間の距離である。h’は補正後の座標である。これにより、撮像面Ic上の点P1 の座標が図9の点P2 の座標に補正される。
すなわち、左目用の仮想カメラの投影中心OL と撮像面IL 上の画素PL とを結ぶ光線を、カメラ200の投影中心Ocが通るように平行移動させ、平行移動させた光線とカメラ200の撮像面Icとの交点P2 の画素値を、画素PL の画素値とする。図9に示すように、このような補正を行っても、本来の対象物Aを向く視線(光線)ではなく、対象物Cを向く視線(光線)となるが、回転半径Lに対して対象物が十分離れていれば、視覚上、問題とならない。
上記は、2次元空間における視線の補正方法であるが、三次元空間における視線の補正方法を図10(a)および図10(b)を用いて説明する。
図10(a)において、左目用の仮想カメラの投影中心OL と撮像面IL 上の画素PL とを結ぶ光線OL Aと、回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QL に、投影中心Ocがほぼ一致するような位置で、カメラ200によって撮像された画像データが存在しないとする。
このような場合には、投影中心Ocが交点QL に最も近い位置にあるときにカメラ200によって撮像された画像データを利用する。この例では、投影中心Ocが交点QL の近くの位置QL1にある位置で、カメラ200によって撮像された画像データ(撮像面が図10(a)のIcである)を利用する。
カメラ200の撮像面Icに、左目用の仮想カメラの投影中心OL と撮像面IL 上の画素PL とを結ぶ光線OL Aが交わる点P1 の画素値を、画素PL の画素値として用いると、視線方向の誤差が生じる。そこで、この光線OL Aと平行で、かつ撮像面Icの投影中心Ocを通る光線OcCを用いて補正する。これは、光線OcCと撮像面Icとの交点を計算することで、補正後の座標P2 を計算することができる。あるいは、2次元に簡略化した方法を用いて、光線OL Aが撮像面Icと交わる点P1 の座標から、上記式(1)にもとづいて補正することもできる。
ただし、上記式(1)において、hは撮像面Ic上の座標である。fcは撮像したカメラ200の焦点距離である。dは、3次元空間では上記式(1)で説明したdとは異なる。図10(b)は、図10(a)を、カメラの回転中心Oと撮像面Icの座標軸Pc・vとを含む平面で切った図である。dは、この平面と光線OL Aとの交点Xと、撮像面Icの投影中心Ocとの距離であるが、撮像面Icの法線に照射した距離である。h’は補正後の座標である。これにより、撮像面Ic上の点P1 の座標が図10(a)の点P2 の座標に補正される。
上記実施例1では、カメラ200で撮影された画像に基づいて、ステレオ視用画像を生成する場合について説明したが、カメラ200で撮影された画像に基づいて、単眼カメラの任意の位置、姿勢および視野角度での画像、つまり任意の視点位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度に対応する画像を生成することができる。
図11は、カメラ200で撮影された画像に基づいて、単眼カメラの任意の位置、姿勢および視野角度での画像を生成する方法を説明するための説明図である。
図11に示すように、回転中心Oを中心とした半径Lの球面内に、単眼の仮想カメラを任意の位置および任意の姿勢で配置する。仮想的な単眼カメラのと投影中心(視点位置)をOT 、その画像面をIT とする。
単眼の仮想カメラの投影中心OT と画像面IT 上の画素PT とを結ぶ光線の方向(狭義の視線方向)に基づいて、当該光線と回転中心Oを中心としかつ半径Lの球面との交点QT の位置を算出する。カメラ200によって撮像された1画面単位の各画像データのうち、カメラ200の投影中心Ocが算出した交点QT に最も近い位置に配置されたときに、カメラ200によって撮像された画像データを選択する。
そして、仮想的な単眼カメラの投影中心OT と画素PT とを結ぶ光線が、選択された画像データに対応する撮像面Icに交わる点P1 の画素値を取得する。そして、取得した画素値を、設定された視点位置、視線方向(広義の視線方向)、視線姿勢および視野角度において、着目している光線(狭義の視線方向)に対応する撮像面IT 上の画素PT の画素値として描画する。このような処理を、撮像面IT 上のすべての画素PT 、すなわち、すべての光線方向について繰り返す。
なお、取得した画像枚数が少ないために、算出した交点QT に投影中心Ocがほぼ一致するような位置で、カメラ200によって撮像された画像データが存在しない場合には、第1実施例(ステレオ視用画像の生成)において、図9または図10を用いて説明したような補正を行うことが好ましい。
200 カメラ
201 三脚
202 垂直回転部
203 水平回転部
204 コンピュータ(PC)
205 ステレオ表示装置
201 三脚
202 垂直回転部
203 水平回転部
204 コンピュータ(PC)
205 ステレオ表示装置
Claims (20)
- カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成装置であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3手段、
を備えていることを特徴とする画像生成装置。 - 第1手段は、水平回転の中心と垂直回転の中心を一致させ、この回転中心とカメラの投影中心との距離を一定に保持したまま、カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるものであることを特徴とする請求項1に記載の画像生成装置。
- 第3手段は、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに
選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、
を備えていることを特徴とする請求項1および2のいずれかに記載の画像生成装置。 - 第3手段は、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、
を備えていることを特徴とする請求項1および2のいずれかに記載の画像生成装置。 - 第3手段は、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向を、上記視点位置からの上記視線方向に平行な光線であってかつ選択された画像データが撮影されたときのカメラの投影中心を通る光線の方向に補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、
を備えていることを特徴とする請求項1および2のいずれかに記載の画像生成装置。 - カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成する画像生成方法であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3ステップ、
を備えていることを特徴とする画像生成方法。 - 第3ステップは、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに
選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、
を備えていることを特徴とする請求項6に記載の画像生成方法。 - 第3ステップは、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、
を備えていることを特徴とする請求項6に記載の画像生成方法。 - カメラを回転させて撮影した画像から、指定された視点位置および視線方向に対応した画像を生成するための画像生成プログラムを記録した記録媒体であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された視点位置および視線方向に対応する画像を生成する第3ステップ、
を実行するための画像生成プログラムを記録した記録媒体。 - 第3ステップは、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに
選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、
を備えていることを特徴とする請求項9に記載の画像生成プログラムを記録した記録媒体。 - 第3ステップは、
各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに
選択した画像データの撮像位置が、上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、
を備えていることを特徴とする請求項9に記載の画像生成プログラムを記録した記録媒体。 - カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するステレオ視用画像生成装置であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1手段、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2手段、
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3手段、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4手段、
を備えていることを特徴とするステレオ視用画像生成装置。 - 第3手段は、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えており、
第4手段は、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えていることを特徴とする請求項12に記載のステレオ視用画像生成装置。 - 第3手段は、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面1の幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えており、
第4手段は、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択する手段、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得する手段を備えていることを特徴とする請求項12に記載のステレオ視用画像生成装置。 - カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するステレオ視用画像生成方法であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3ステップ、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4ステップ、
を備えていることを特徴とするステレオ視用画像生成方法。 - 第3ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えており、
第4ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えていることを特徴とする請求項15に記載のステレオ視用画像生成方法。 - 第3ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えており、
第4ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えていることを特徴とする請求項15に記載のステレオ視用画像生成方法。 - カメラを回転させて撮影した画像から、指定された左目用および右目用の視点位置および視線方向に対応したステレオ視用画像を生成するためのステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体であって、
カメラを水平回転および/または垂直回転させて、カメラの回転角度位置が異なる複数の撮像位置において、カメラによって画像を撮影させるための第1ステップ、
各撮像位置でカメラによって撮影された画像データを、その撮像位置でのカメラの回転角度位置情報とともに記憶手段に記憶させる第2ステップ、
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された左目用の視点位置および視線方向に対応する左目用画像を生成する第3ステップ、ならびに
記憶手段に記憶された画像データおよび回転角度情報に基づいて、指定された右目用の視点位置および視線方向に対応する右目用画像を生成する第4ステップ、
を実行するためのステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体。 - 第3ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えており、
第4ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、ならびに選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えていることを特徴とする請求項18に記載のステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体。 - 第3ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された左目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから左目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、左目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から左目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えており、
第4ステップは、各撮像位置で撮影された画像データに対応する回転角度情報と、指定された右目用の視点位置および視線方向とに基づいて、各撮像位置で撮影された画像データのうち、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置に、撮像位置が最も近い画像データを選択するステップ、選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致している場合には、選択した画像データから右目用の上記視点位置からの上記視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップ、ならびに選択した画像データの撮像位置が、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と合致する光線が撮影されるべきカメラ回転角度位置と一致していない場合には、右目用の上記視点位置からの上記視線方向と選択された画像データが撮影されたときのカメラの撮像面との幾何学的関係から右目用の上記視点位置からの上記視線方向を補正し、選択した画像データから補正後の視線方向に対応する画素の画素値を取得するステップを備えていることを特徴とする請求項18に記載のステレオ視用画像生成プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2004058757A JP2005250741A (ja) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | 画像生成装置および画像生成方法、ステレオ視用画像生成装置およびステレオ視用画像生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009044279A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | キャリブレーション方法およびキャリブレーション装置 |
US11216974B2 (en) * | 2017-12-14 | 2022-01-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Staring distance determination method and device |
-
2004
- 2004-03-03 JP JP2004058757A patent/JP2005250741A/ja active Pending
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