JP2008078908A - 撮像装置、撮像方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被写体の画像を撮影する撮影レンズ11、撮像素子31を含む撮像系と、実世界内の物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶したデータメモリ59と、実世界内の視点位置及び視線方向を指定する方位・3次元傾斜角センサ13及び姿勢検出部49と、この指定内容によりデータメモリ59から実世界内の物体の仮想画像を生成し、撮影している被写体の画像と仮想画像とを透過的に重ね合わせた合成画像を作成して電子ファインダ22に表示させ、画像の記録が指示されるとそのタイミングで作成した合成画像をメモリカード67に記録させる主制御回路37とを備える。
【選択図】 図2
Description
以下本発明をデジタルカメラに適用した場合の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図3乃至図5により本実施の形態の動作の概要を示す。
すなわち本実施の形態では、任意の位置を指定することで、その位置に存在する山や地形、建物、橋等の建造物を含む仮想の被写体の地理情報をデータ化して予めデータメモリ59に記憶しておき、撮影時のデジタルカメラ10の位置や向き、傾斜等のデータを入力する。
x=(r+h)*cos(φ)*cos(λ)
y=(r+h)*cos(φ)*sin(λ)
z=(r+h)*sin(φ)*
(但し、r:当該地点の地球半径。)
に従って地心中心の直交座標XYZに変換する(ステップC03)。
x'=x*cosλ0+y*sinλ0
y'=-x*sinλ0+y*cosλ0
z'=z
により直交座標X’Y’Z’に変換する(ステップC04)。
x"=x'*cos(π/2-φ0)-z'*sin(π/2-φ0)
y"=y'
z"=x'*sin(π/2-φ0)+z'*cos(π/2-φ0)h)
-(R+h0)
により直交座標X”Y”Z”に変換する(ステップC05)。
X=x"-x"0
Y=y"-y"0
Z=z"-z"0
R=√(X2+Y2+Z2)
Az=tan-1(Y/X)
ψ=sin-1(Z/R)
により求め(ステップC06)、求めた各地点までの距離R、方位角Az、及び高度角ψを出力して(ステップC07)、以上で図9のサブルーチンを一旦終了し、上記図6の処理に戻る。
なお、当該画角θは、次式
撮影画角θ=2tan-1(X'/2f)
表示及び記録画角θ'=θ/Md
で求められる。
すなわち、まず投影・座標変換処理(ステップD06)により上記3次元モデルを現在位置から見た2次元画像として透視投影処理する。
図13は、デジタルカメラ10の向き(方位角θyaw)に応じた仮想被写体の視位置の表示を説明するものである。図13(A)はデジタルカメラ10の方位角(θyaw)が70°(略西南西)である場合、図13(B)は同90°(真西)である場合、図13(C)は同110°(略西北西)である場合のそれぞれの電子ファインダ22での表示例を示している。ここでは、電子ファインダ22中の中央にフォーカスエリアFAを表示すると共に、中心となる方位角θyaw及び仰角θpitchの目盛りを合わせて表示している。
図16(A)に示す如く、XYZ空間において仮想被写体の視位置を、方位角Az、高度角(仰角)ψで表すものとする。このとき、図16(B)に示すようにデジタルカメラ10の向きをuvw空間(w軸がカメラ光軸)でθyaw,θpitch,θrollで表す。このうち、θrollがデジタルカメラ10を左右にも傾けた状態での角度を示す。
ur=u'cos(θroll)+v'sin(θroll)
vr=-u'sin(θroll)+v'cos(θroll)
Sx=Wv/2+ur
Sy=Hv/2−vr
となる。なお、撮影レンズ11による倒立像を電子ファインダ22では正立像で表示する。
X'/2f=tan(θ/2)の関係により
撮像画角θ=2tan-1(X'/2f)
被写界範囲X=X'×L/f
となる。
θ'=θ/M
となり、天体の視位置の狭い範囲が、電子ファインダ22ではMd倍に拡大して表示されることとなる。
P’(Md*u’,Md*v’)
に相当する位置に変換して表示する必要がある。
上記図6及び図7の仮想被写体の計算処理において、すべての仮想被写体の視位置を計算して、その中から視野範囲に入る視位置の天体を表示するものとすると、デジタルカメラ10に備えられる主制御回路37が実行しなければならない計算の時間と量が膨大なものとなってしまう。そのため、予め視野範囲に入り得る仮想被写体のみを計算することとすれば、計算の時間と量を大幅に削減できる。
(θyaw-θW/2)≦Az≦(θyaw+θW/2)、且つ
(θpitch-√(θW 2+θH 2)/2)≦ψ≦(θpitch+√(θW 2+θH 2)/2)
により逆算して、その仮想被写体の範囲のみを計算すればよい。
(θpitch-√(θW 2+θH 2)/2)≦ψ≦90°
により逆算して、その仮想被写体の範囲のみを計算すればよい。
θW=θW/Md、且つ
θH=θH/Md
であるものとして計算する必要がある。
ここでは、シーン選択プログラム(SP)の第3番目「SP3」に図24(A)に示す如く「風景と人物」を写すモード、第4番目「SP4」に図24(B)に示す如く「仮想風景を背景に写す」モードがある場合を例示する。
以下本発明をデジタルカメラに適用した場合の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、その外観構成に関しては上記図1に示したものと、電子回路の構成については上記図2に示したものとそれぞれ基本的にほぼ同様であるので、同一部分には同一符号を用いるものとして、ここではその図示と説明とを省略する。
なお、データメモリ59には、地形や建造物等の物体のみならず、人物や自動車等の移動体の3次元CG画像データが予め記憶されているものとする。
図26及び図27により本実施の形態の動作の概要を示す。
すなわち本実施の形態では、任意の位置を指定することで、その位置に存在する山や地形、建物、橋等の建造物を含む固定物体の仮想の被写体(図では「仮想被写体A」と称する)をその地理情報と共にデータ化して予めデータメモリ59に記憶しておく一方で、人物や自動車など、位置等に関係しない移動体の仮想の被写体(図では「仮想被写体B」と称する)の形状モデルデータ等も合わせて予めデータメモリ59に記憶しておき、撮影時にこれら2種類の仮想の被写体のデータを必要に応じて読出すものとする。
すなわち、まず投影・座標変換処理(ステップE05)により上記3次元モデルを現在の視点位置及び視線方向から見た2次元画像として透視投影処理する。
図30は、データメモリ59に記憶されているCG描画用の形状モデルデータの構成を最も単純な立方体を例にとって示すものである。
Claims (9)
- 被写体の画像を撮影する撮像手段と、
被写体となりうる実世界内の物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶した記憶手段と、
上記実世界内の視点位置及び視線方向を指定する指定手段と、
この指定手段での指定内容に基づいて上記記憶手段に記憶される3次元データから実世界内の物体の仮想画像を生成する仮想画像生成手段と、
上記撮像手段による被写体の画像と上記仮想画像生成手段で得た仮想画像とを透過的に重ね合わせた合成画像を作成する画像合成手段と、
この画像合成手段で得た合成画像を表示する表示手段と、
画像の記録を指示する指示手段と、
この指示手段で指示されたタイミングで上記画像合成手段より得られる合成画像を記録する記録手段と
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - 上記指定手段は、上記表示手段により合成画像を表示している状態で、視点位置及び視線方向の少なくとも一方の変更を指定し、
上記仮想画像生成手段は、この指定手段での指定内容の変更に応じて生成する仮想画像の内容を変化させる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 上記仮想画像生成手段は、上記指定手段での指定内容の変更に基づいて上記記憶手段に記憶される3次元データから実世界内の物体の仮想画像を再度の計算により生成する
ことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 - 上記撮像手段による被写体の画像中から所定の条件を満たす画像領域を特定する画像特定手段をさらに具備し、
上記画像合成手段は、上記画像特定手段での画像領域の特定の有無に応じて上記撮像手段による被写体の画像をその画像領域毎に異なる処理を施した後に上記仮想画像生成手段で得た仮想画像と重ね合わせる
ことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 上記画像特定手段は、上記撮像手段による被写体の画像中から人物部分を特定し、
上記画像合成手段は、上記画像特定手段で特定した人物部分の画像領域のみを上記仮想画像生成手段で得た仮想画像と重ね合わせる
ことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。 - 上記記憶手段は、実世界内の物体として地形及び建造物を含む固定物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 上記記憶手段は、実世界内の物体として生物及び乗り物を含む移動物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 被写体の画像を撮影する撮像部、及びこの撮像部で得られる画像をモニタ表示する表示部を備えた撮像装置での撮像方法であって、
被写体となりうる実世界内の物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶する記憶工程と、
上記実世界内の視点位置及び視線方向を指定する指定工程と、
この指定工程での指定内容に基づいて上記記憶工程で記憶される3次元データから実世界内の物体の仮想画像を生成する仮想画像生成工程と、
上記撮像部による被写体の画像と上記仮想画像生成工程で得た仮想画像とを透過的に重ね合わせた合成画像を作成する画像合成工程と、
この画像合成工程で得た合成画像を上記表示部に表示する表示工程と、
画像の記録を指示する指示工程と、
この指示工程で指示されたタイミングで上記画像合成工程で得られる合成画像を記録する記録工程と
を有したことを特徴とする撮像方法。 - 被写体の画像を撮影する撮像部、及びこの撮像部で得られる画像をモニタ表示する表示部を備えた撮像装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
被写体となりうる実世界内の物体の外観を表す3次元データを位置情報と対応付けて記憶する記憶ステップと、
上記実世界内の視点位置及び視線方向を指定する指定ステップと、
この指定ステップでの指定内容に基づいて上記記憶ステップで記憶される3次元データから実世界内の物体の仮想画像を生成する仮想画像生成ステップと、
上記撮像部による被写体の画像と上記仮想画像生成ステップで得た仮想画像とを透過的に重ね合わせた合成画像を作成する画像合成ステップと、
この画像合成ステップで得た合成画像を上記表示部に表示する表示ステップと、
画像の記録を指示する指示ステップと、
この指示ステップで指示されたタイミングで上記画像合成ステップで得られる合成画像を記録する記録ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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