JP2006094314A - Method and apparatus for reproducing forest space to obtain presence - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、森林空間の映像・音響を移動しつつ記録し、この記録を臨場感溢れる態様で再現する森林空間再現システムとその装置に関し、詳しくは森林空間を逍遥しているかのような臨場感覚が得られ、画面上に描画される移動経路上の指定により所望地点の映像・音響を再生できる森林空間再現システムとその装置に関するものである。 The present invention relates to a forest space reproduction system and apparatus for recording a moving image and sound of a forest space and reproducing the recorded image in a realistic manner. The present invention relates to a forest space reproduction system and apparatus for reproducing a video / sound of a desired point by designation on a moving route drawn on a screen.
調査研究やハイキングなどの山行きで森林に入ると、森林の中で鬱蒼とした木々に囲まれて、時には風が木々を渡る音、鳥のさえずり、小川の調べ等種々のものが耳に入ってくる。 ところが、この森林中でヒトが感じるそのままの状況や風景を通常のスチールカメラあるいはビデオカメラによる記録から再現することは非常に困難である。 例えば、これらのカメラで森林空間中の木々の葉や枝の様子を記録することはできるが、森林内で360度の範囲と頭上を木々に覆われているような場合に、ヒトが実際に見たり感じたりする状況や風景は、広角過ぎて通常の機器では記録できない。 When you enter the forest for research or hiking, you will be surrounded by dense trees in the forest. Come. However, it is very difficult to reproduce the actual situation and scenery that humans feel in this forest from recordings with ordinary still cameras or video cameras. For example, these cameras can record the leaves and branches of trees in the forest space, but when people are actually covered with 360 ° range and overhead trees in the forest, The situation and scenery that you see and feel are too wide-angle to be recorded with normal equipment.
このために、従来は森林を撮影する場合には、対岸から撮影したり、道路そばの森林を撮影するなど記録対象から少し離れて撮影しているが、このような好条件で撮影できる森林は限られている。 森林内での研究調査時における樹木直径、樹高などの数値資料や、限られた場面での写真等による説明を為す際にも、残念ながら調査時の森林空間における周囲の雰囲気は十分に伝えることは極めて難しい。
このような見地から、本願発明者らは、森林内でのより直感的な調査記録方法の開発を検討し種々試行しつつ本願発明を完成するに至った。
なお、本願発明に関連して次のような技術が以下の文献において開示されている。
For this reason, in the past, when shooting a forest, it was shot a little away from the recording target, such as shooting from the opposite shore or shooting a forest near the road, but forests that can be shot under such favorable conditions limited. Unfortunately, even when explaining numerical data such as tree diameter and height at the time of research investigation in the forest, and photographs etc. in limited scenes, the surrounding atmosphere in the forest space at the time of the investigation should be sufficiently communicated Is extremely difficult.
From this point of view, the inventors of the present application have studied the development of a more intuitive survey recording method in the forest and have completed the present invention while making various trials.
The following techniques are disclosed in the following documents in relation to the present invention.
なお、本願発明に関連する技術が以下のような文献において開示されている。
(1) ビデオカメラによる映像を中心に、サラウンド録音による森林空間周囲の音響空間を記録することにより、森林内の映像音響空間をヒトの感じるそのままに記録し、さらに位置情報やビデオカメラのレンズ方向、角度情報等を付加して客観的な情報として森林空間を記録するシステムを実現し、森林経営や生態学研究に寄与する。
(2) いったん破壊されたら容易に蘇生できない貴重な森林を対象に、鬱蒼とした森林内を歩く時に感じる主観的風景を客観的に記録再生することを可能にする一方、これらの記録をデータベース化して種々の用途で幅広く利用する。
本願発明に関連する先行例として、米国イリノイ大学が1992年に公開したCAVE(Cave Automatic Virtual Environment)が挙げられる。これは、3m×3m×2.2mの立方体の中にCG(Computer
Graphic)などを用いて、3次元映像音響空間を臨場感をもたせて構築・再生するシステムである。しかしながら、これら映像等は現実のものではなく創作によるものである。本願発明は、現実に存在する貴重な森林の空間環境記録を臨場感をもって再現し体験を可能にしようとするものである。
(1) By recording the acoustic space around the forest space by surround recording, centering on the video from the video camera, the video acoustic space in the forest is recorded as it is felt by the human, and the position information and the lens direction of the video camera are also recorded. Realize a system to record forest space as objective information by adding angle information, etc., and contribute to forest management and ecological research.
(2) Targeting precious forests that cannot be easily revived once destroyed, it is possible to objectively record and replay the subjective landscapes felt when walking in dense forests, while creating a database of these records. Widely used in various applications.
As a prior example related to the present invention, CAVE (Cave Automatic Virtual Environment) published in 1992 by the University of Illinois, USA can be cited. This is a CG (Computer) in a 3m x 3m x 2.2m cube.
This is a system that builds and reproduces a three-dimensional audio-visual space with a sense of reality using Graphic). However, these images and the like are not actual but created. The present invention is intended to enable realistic experiences by reproducing realistic space environment records of forests that exist in reality.
本願発明は、森林空間の映像を再生時にヒトの広視野機能が動作するように森林空間内の音声とともに記録して、これら映像ならびに音声の再生によりヒトに森林空間における臨場感を覚知させるようにした森林空間再現システムであって、魚眼レンズを具えたビデオカメラにより所定速度で移動しつつ所定方向の森林空間を撮影し映像記録の再生時にヒトの広視野機能を介して森林空間の臨場感が形成されるようにした臨場感を得られる森林空間再現方法を提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。 The present invention records a forest space image together with sound in the forest space so that a human wide-field function operates during reproduction, and reproduces these images and sound so that humans can sense the presence in the forest space. A forest space reproduction system that uses a video camera equipped with a fisheye lens to capture a forest space in a predetermined direction while moving at a predetermined speed. The present invention intends to solve the above-described conventional problems by providing a forest space reproduction method that can provide a sense of realism.
また、上記の森林空間再現方法において、前記所定速度はヒトの歩行速度に概ね対応する速度、前記所定方向は移動方向前方、移動方向後方および撮影者の上方となすことがある。また、映像記録の再生速度の制御により種々の森林空間における歩行、走行その他種々の態様に係る臨場感を得られるように構成することもある。 In the forest space reproduction method, the predetermined speed may be a speed that roughly corresponds to a human walking speed, and the predetermined direction may be forward in the moving direction, backward in the moving direction, and above the photographer. In addition, there may be a configuration in which a sense of reality according to various modes such as walking, running, and the like in various forest spaces may be obtained by controlling the reproduction speed of video recording.
さらに、上記いずれか記載の森林空間再現方法において、ビデオカメラの映像・音声情報にその記録場所の位置情報、ビデオカメラの方角・アングル情報を時系列的に同調させて音声記録地点の位置、カメラ方向、カメラアングル、地図情報等の情報が重畳された第2の映像情報を生成するとともに、この第2の映像上に表示された地図上におけるビデオカメラの移動経路の所望地点を指示することにより該地点の画像・音声を再生するとともに、カメラの位置、カメラ方向、カメラアングル等の撮影基本情報をも得られるように構成することがある。 Furthermore, in any of the above forest space reproduction methods, the position of the audio recording point is obtained by synchronizing the video camera video / audio information with the position information of the recording location and the direction / angle information of the video camera in time series. By generating second video information on which information such as direction, camera angle, and map information is superimposed, and by indicating a desired point on the moving path of the video camera on the map displayed on the second video In some cases, the image / sound of the point is reproduced, and basic photographing information such as a camera position, a camera direction, and a camera angle can be obtained.
本願発明はまた、魚眼レンズを具えたビデオカメラにより森林内を歩行しつつ作動させて得た第1の映像・音声情報に、位置検出手段による位置情報と前記ビデオカメラの方角・アングル検出手段によるビデオカメラの方角・アングル情報を時系列的に同調させて画像・音声記録地点の位置、カメラ方向、カメラアングル、地図情報処理手段による地図情報等の情報が重畳された第2の映像情報を生成するとともに、第2の映像上に表示された地図上におけるビデオカメラの移動経路の所望地点を指示することにより該地点の映像・音声を再生するとともに、カメラの位置、カメラ方向、カメラアングル等の撮影基本情報をも得られるように構成した森林空間再現方法を実現して上記従来の課題を解決する。 In the present invention, the first video / audio information obtained by walking in the forest with a video camera equipped with a fisheye lens includes position information by the position detection means and video by the direction / angle detection means of the video camera. The camera direction / angle information is synchronized in time series to generate second video information on which information such as the position of the image / sound recording point, the camera direction, the camera angle, and the map information by the map information processing unit is superimposed. At the same time, by instructing a desired point on the moving path of the video camera on the map displayed on the second video, the video / audio of the point is reproduced, and the camera position, camera direction, camera angle, etc. are captured. A forest space reproduction method configured to obtain basic information is realized to solve the above-described conventional problems.
本願発明はさらに、魚眼レンズを具えたビデオカメラと、ビデオカメラの位置検出手段と、ビデオカメラの方角・アングル検出手段と、地図情報処理手段と、ビデオカメラによる記録の再生手段と、を具えてなり、ビデオカメラによる第1の映像・音声情報に、前記位置検出手段による位置情報と前記ビデオカメラの方角・アングル検出手段によるビデオカメラの方角・アングル情報を時系列的に同調させて映像・音声記録地点の位置、カメラ方向、カメラアングル、地図情報処理手段による地図情報等の情報が重畳された第2の映像・音声情報を生成するとともに、第2の映像上に表示された地図上におけるビデオカメラの移動経路の所望地点を指示することにより該地点の映像・音声を再生するとともに、カメラの位置、カメラ方向、カメラアングル等の撮影基本情報をも提供できるようにした森林空間再現装置の実現により上記従来の課題を解決しようとするものである。 The present invention further comprises a video camera provided with a fisheye lens, a position detection means for the video camera, a direction / angle detection means for the video camera, a map information processing means, and a playback means for recording by the video camera. The video / audio recording is performed by synchronizing the position information by the position detecting unit and the direction / angle information of the video camera by the direction / angle detecting unit of the video camera in time series with the first video / audio information by the video camera. A video camera on the map displayed on the second image while generating the second video / audio information on which the position information, the camera direction, the camera angle, and the map information by the map information processing means are superimposed. By instructing the desired point on the moving path of the video, the video / audio at that point is played, and the camera position, camera direction, The realization of forest spatial reproduction apparatus which can also provide a shooting basic information such Raanguru is intended to solve the above problems.
本願発明にあっては、次のような効果を奏する。
(1) 森林散策時におけるヒトの視野状態、すなわち視野180度に近い広い範囲の視覚に対応する映像を記録、再生する構成としたので映像再生時にヒトの視覚システムが森林散策時と同様の状態で機能し、再生映像を見る者に現実に森林空間にあるような極めて迫真的な臨場感を感得せしめる。さらに、映像の再生速度を制御することにより森林空間における種々の移動態様に係る臨場感を再現できる。
(2) また、映像等の再生にあたっては、例えばコンピュータディスプレー上にビデオカメラによる撮影移動経路が描画され、この経路上の任意地点を指定することによりその地点における映像を呼び出すことができる上、撮影場所やその際のカメラレンズ方向、角度等の情報も得られるから、森林資料を映像データを中心に詳細にデータベース化して保存することが容易であり森林に関する各種研究・調査に資するところが大きい。
The present invention has the following effects.
(1) The state of the human visual system during walking through the forest, that is, the video recording system that records and plays back images corresponding to a wide range of visual fields close to 180 degrees of view. It makes the viewers feel the remarkably realistic presence that is actually in the forest space. Furthermore, by controlling the video playback speed, it is possible to reproduce the realistic sensations relating to various movement modes in the forest space.
(2) Also, when playing back an image or the like, for example, a shooting movement route by a video camera is drawn on a computer display, and by specifying an arbitrary point on this route, the image at that point can be called and shot. Since information such as location, camera lens direction, and angle can also be obtained, it is easy to store forest data in a detailed database centered on video data, which greatly contributes to various forest research and surveys.
本願発明において、映像および音声はいわゆるデジタルビデオカメラで記録し、魚眼レンズを使用して180度に近い広角撮影をなす。 このような視野角度での撮影は、ヒトが森林を散策する場合の視野角度にほぼ対応したもので、映像記録の再生時にこれを見るヒト視覚システムは再現映像に反応して現実に森林を散策している場合と同様の機能を選択する結果、あたかも森林空間にあるかのような臨場感をもたらすことになる。映像記録の再生画面は大きいほど臨場感はよりいっそう高まる。 さらに、この臨場感をもたらす他の要因の一つとして、森林内の映像が立体的に見えることである。本願発明においてこのような効果は、動画の中で撮影対象が中心から周囲に流れていくことにより生じる運動視差によるものと考えられる。 具体的な撮影手法としては、歩行しながら前方、上方、後方を撮影するようにすると、適切な映像記録が得られる。
また、映像の再生速度の制御により歩行、走行、逍遥といった種々の移動態様に対応した臨場感を再現できる。
In the present invention, video and audio are recorded by a so-called digital video camera, and wide-angle photography close to 180 degrees is performed using a fisheye lens. Shooting at such a viewing angle almost corresponds to the viewing angle when a person walks through the forest, and the human visual system that sees this when reproducing the video record actually walks through the forest in response to the reproduced image As a result of selecting the same function as if you are, you will feel as if you are in the forest space. The larger the playback screen for video recording, the higher the presence. Another factor that brings this presence to life is that the images in the forest look three-dimensional. In the present invention, such an effect is considered to be due to motion parallax caused by the shooting target flowing from the center to the periphery in the moving image. As a specific photographing method, appropriate video recording can be obtained by photographing the front, upper, and rear while walking.
In addition, by controlling the playback speed of the video, it is possible to reproduce the realistic sensation corresponding to various modes of movement such as walking, running, and haruka.
また、映像の撮影時に、周囲の状況を解説しながら録音すると調査記録として利用しやすくなる。 なお、枯葉を踏む音、小川のせせらぎ音はそのまま歩行しつつ良好に記録できるが、例えば森林内での小鳥のさえずる音などは音量が小さいから立ち止まって記録することが望ましい。 Also, when recording a video while explaining the surrounding situation, it becomes easier to use as a survey record. Note that the sound of stepping on dead leaves and the sound of murmuring creeks can be recorded satisfactorily while walking, but it is desirable to stop and record, for example, the sound of small birds singing in the forest because the volume is low.
再生映像が立体的に視覚に映じて最も臨場感を得る撮影条件としては、撮影者が歩行しつつ撮影し、撮影対象が歩行方向の前方、後方あるいは撮影者の頭上方向が好適である。 As a shooting condition in which the reproduced video is projected three-dimensionally to obtain the most realistic feeling, it is preferable that the photographer takes a picture while walking, and the photographing target is the front, rear, or overhead direction of the photographer.
本願発明では、森林空間の映像・音声記録に、撮影の位置情報、ビデオカメラのレンズ軸線の水平方向における向き、垂直方向におけるレンズ軸線の向きを撮影に併せて記録して、記録した映像・音声情報の特定化を容易にしている。すなわち、映像・音声記録はいつ、どこで、どのようなカメラワーク(カメラ方向、カメラアングル等)がなされたかをも記録し、資料としての情報利用を容易にし、調査等の精度を高めるようにしている。 In the present invention, in the video / audio recording of the forest space, the recording position information, the horizontal direction of the lens axis of the video camera, and the direction of the lens axis in the vertical direction are recorded together with the recording, and the recorded video / audio It makes it easy to specify information. In other words, video / audio recording records when, where, and what kind of camera work (camera direction, camera angle, etc.) was made, facilitating the use of information as material, and improving the accuracy of surveys, etc. Yes.
位置情報、ビデオカメラの方角・アングル情報等は周知のGPSによる位置データ、方向センサー等によるカメラワークデータを時刻データをキーにして映像・音声情報に結合して、映像データ等に対応して前記各種データの読み出しを可能にする。 また、GPSデータをこれも周知の種々の地理情報システム(GIS)にリンクさせて、ビデオカメラあるいは撮影者の移動経路を地図情報としてコンピュータディスプレー上に描画し、その経路の特定地点の指定によりこれに対応する映像・音声情報の呼び出しを実行できるようにし、システム全般の使い勝手を向上させる。 The position information, direction / angle information of the video camera, etc. are combined with video / audio information by using time data as a key for well-known GPS position data and camera work data by a direction sensor, etc. Enables reading of various data. The GPS data is linked to various well-known geographic information systems (GIS), and the moving route of the video camera or the photographer is drawn on the computer display as map information, and this is specified by specifying a specific point on the route. The video / audio information corresponding to the system can be called up, and the usability of the entire system is improved.
図面にしたがって本願発明に係る森林空間再現システムないし装置の第1実施例を説明する。図1は森林空間再現装置の概略構成を示すブロック図であり、森林空間再現システムは装置の作用説明に併せて説明する。
図において1は映像・音声記録手段である魚眼レンズを具えたビデオカメラ、2はビデオカメラの位置検出手段、3は前記ビデオカメラ1の方角・アングル検出手段としての方位センサー、4は地図情報処理手段、5はビデオカメラ1による映像・音声記録を保存する記録媒体、6は記録媒体5の再生手段、7はビデオカメラ1の位置情報、方角・アングル情報、地図情報、映像・音声情報の統合制御手段としてのコンピュータである。
A first embodiment of a forest space reproduction system or apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a forest space reproduction device. The forest space reproduction system will be described together with an explanation of the operation of the device.
In the figure,
位置検出手段2としては周知のGPS装置を使用し、また、地図情報処理手段4も周知のGISソフトウエアから選択採用している。 さらに、ビデオカメラのレンズ方向、レンズアングルの検出記録に使用する方位センサーも周知のものである。 A known GPS device is used as the position detecting means 2, and the map information processing means 4 is also selected and adopted from known GIS software. Furthermore, a direction sensor used for detecting and recording the lens direction and lens angle of a video camera is also well known.
ビデオカメラ1による原データである第1の映像・音声情報は、映像の歪み補正、切り出し等の加工編集が行われ、前記位置情報その他のデータがコンピュータ7により映像・音声情報に付加される。 すなわち前記位置検出手段2による位置情報と前記ビデオカメラ1の方位センサー3によるビデオカメラの方角・アングル情報を時系列的に同調させて映像・音声記録地点の位置、カメラ方向、カメラアングル等の情報が重畳された第2の映像・音声情報がコンピュータ7おいて加工生成される。DVD等の記録媒体5に格納される。
The first video / audio information which is the original data by the
さらに、前記第2の映像・音声情報は地図情報処理手段4による地図情報とコンピュータ7において統合制御されてリンクされ、その結果、ビデオカメラ1の移動経路は地図情報として形成記録される。 このようにして、前記地図情報処理手段4によりコンピュータ1のディスプレー上に表示された前記移動経路地図上における任意地点を指示することにより該地点の映像・音声がコンピュータディスプレー上に読み出し可能になる。
Further, the second video / audio information is linked and integrated with the map information by the map information processing means 4 in the
なお、映像・音声情報と前記その他の情報との統合処理は時刻データキーにしてなされる。すなわち、その手順の具体的ステップは次のとおりである。
(a)GPSにおける歩行データ(移動経路)を分割する(テーマ別、5−10分単位)
(b)選択採用したGISにおいて前記GPS歩行データ(移動経路)をインプットする。
(c)GIS上で前記歩行ライン(移動経路)の色分け、矢印追加等の必要な加工をなす。
(d)GIS上において、前記歩行ライン(移動経路)データと映像・音声データとを
時刻データをキーにしてハイパーリンク結合させる。
Note that the integration processing of the video / audio information and the other information is performed using a time data key. That is, the specific steps of the procedure are as follows.
(A) Divide GPS walking data (movement route) (by theme, in units of 5-10 minutes)
(B) The GPS walking data (movement route) is input in the selected and adopted GIS.
(C) Perform necessary processing such as color coding of the walking line (movement route) and addition of an arrow on the GIS.
(D) On the GIS, the walking line (movement route) data and the video / audio data are hyperlinked by using time data as a key.
図2は、本願発明の第2実施例を示す構成概略図であり、ここでは映像の再生をコンピュータ7から直接ディスプレー上に再生する手法をとっている。その他基本的構成は上記第1実施例と異ならない。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a technique for reproducing video from the
図3は、第3実施例を示す概略構成図で、DVD等の記録媒体の再生画面上で地図処理を行い、これをDVDデッキ等の再生手段6で再生するようにしている。この実施例も基本的構成は上述の第1実施例とまったく同様である。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the third embodiment, in which map processing is performed on a playback screen of a recording medium such as a DVD, and this is played back by playback means 6 such as a DVD deck. The basic configuration of this embodiment is exactly the same as that of the first embodiment described above.
以上説明した本願発明は、次のような適用例のほか必要に応じて種々の使い方が可能である。
(イ) 森林その他野外の調査記録システムとして好適である。
撮影経路(カメラ移動経路)上の所望地点を特定するだけで、その地点の映像・音声情報を再生することができ、しかも、正確な場所、カメラワーク情報も入手容易であり、調査研究に資するところが大きい。
(ロ) 森林空間を視覚的、聴覚的に臨場感をもって疑似体験できるため、森林等に関する知識の啓蒙、情報の公開その他に併せて活用できる。
The present invention described above can be used in various ways as required in addition to the following application examples.
(B) It is suitable as a forest and other field survey record system.
By simply specifying the desired point on the shooting route (camera movement route), video / audio information at that point can be played back, and accurate location and camera work information can be easily obtained, contributing to research and research. However, it is big.
(B) Since the forest space can be simulated visually and audibly with a sense of realism, it can be used for enlightenment of knowledge about forests, disclosure of information, etc.
1 映像・音声記録手段(魚眼レンズを具えたビデオカメラ)
2 位置検出手段
3 方位センサー
4 地図情報処理手段
5 記録媒体
6 再生手段
7 統合制御手段(コンピュータ)
1 Video / audio recording means (video camera with fisheye lens)
2 Position detection means 3 Direction sensor 4 Map information processing means 5
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JP7270317B1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-05-10 | Epfj株式会社 | forest management system |
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2004
- 2004-09-27 JP JP2004279546A patent/JP2006094314A/en active Pending
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WO2023209866A1 (en) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | Epfj株式会社 | Forest management system |
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