JP2008252493A - ファイル生成方法および装置並びに立体画像の表示制御方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像系または記録媒体から撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の輝度値を表す輝度画像と、前記各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報とを取得する。入力装置から前記座標系の軸方向ごとのオフセット値を指定する入力を受け付け、各オフセット値を所定のメモリに記憶せしめることにより、前記座標系の原点をオフセット値分変位させた点をオフセット原点として設定する。輝度画像を格納する領域、三次元情報を格納する領域、オフセット原点の情報を格納する領域(h10)を有する所定フォーマットのファイルを生成する。立体表示や三次元形状認識を行うときは、ファイルに格納されたオフセット原点の情報を使って三次元情報を座標変換してから処理を行う。
【選択図】図9
Description
図1Aおよび図1Bはステレオカメラの外観図であり、図1Aは正面側、図1Bは背面側の外観を示している。このステレオカメラ1は、撮影空間の奥行きをステレオ法により 測定するタイプのカメラで、2つの撮像レンズ2a、2bを備えている。ステレオカメラ1は、この他、一般のデジタルカメラと同様、シャッタレリーズボタン3、ファインダ4、操作ボタン5、液晶モニタ7、メモリカード9をセットするカードスロット8、ケーブルを接続する外部接続インタフェース10、その他スピーカ、マイクなどを備えている。
シャッタレリーズボタン3の押下など撮影のための操作が行われると、その操作は全体制御部19により検出され、全体制御部19から撮像系に対し各種指示信号が送出される。これにより、撮像系からA/D変換部12a、12bに撮影空間を表す映像信号が入力され、A/D12a、12bから、それぞれ画像データ(輝度画像)が出力される。本実施形態ではRGBデータが出力される。画像処理部13a、13bは、それぞれ、A/D変換部12a、12bから供給されるRGBデータを、メモリ23に格納する。例えば、図3に示すように、三角錐の形をした物体27が配置された撮影空間を撮影した場合であれば、図4に示すように、撮像レンズ2aを通して得られたRGBデータ28aと、撮像レンズ2bを通して得られたRGBデータ28bとが、メモリ23に格納される。
距離画像生成部25は、同時刻に異なるレンズを通して取得された2つのRGBデータをメモリ23から読み出す。そして、パターンマッチングを行うことにより、2つのRGBデータを構成する画素の対応づけを行う。例えば図4の例であれば、RGBデータ28aの画素PaはRGBデータ28bの画素Pbと対応づけられる。同様にRGBデータ28a,28bを構成する他の画素についても、同様の対応付けが行われる。
次に、画像ファイル生成部26による画像ファイルの生成処理について説明する。画像ファイル生成部26は、図8に示すフォーマットのファイル、すなわち、ファイルヘッダH、距離画像D、および1組のYCCデータ(以下、視差画像R,Lと称する)を含む画像ファイル31を生成する。ファイルヘッダに設定する情報は、カメラを構成する各メモリから読み出す。もしくは、モニタ7に表示される設定画面においてユーザが選択あるいは入力した情報を取り込む。視差画像R,Lと距離画像Dは、メモリ23に記憶されているものを読み出す。
図10は、撮影空間の三次元情報(距離画像など)を取得する機能を備えた第1のカメラ32と、立方体の物体33が配置された撮影空間と、第1のカメラ32の固有座標系34と、固有座標系34の原点35との関係を示す図である。また、図11は、撮影空間の三次元情報を取得する機能を備えた第2のカメラ36と、立方体の物体37が配置された撮影空間と、第2のカメラ36の固有座標系38と、固有座標系38の原点39との関係を示す図である。図10、図11において、一点鎖線は、カメラ32、36を左右に分ける中心線を表している。図10の撮像空間では、物体33はカメラ32の中心より左側に位置している。一方、図11の撮像空間では、物体37はカメラ36の中心よりも右側に位置している。また、図10と図11の対比から明らかであるように、第1のカメラ32と第2のカメラ36とでは、固有座標系の原点の位置は大きく異なっている。なお、これらの図において、固有座標系34、38のY軸は図の紙面に垂直であり、原点35、39と重なって図示されている。
共通座標系は、固有座標系と同じく、撮影空間内に定義される座標系である。但し、固有座標系が個々のカメラにより定義されユーザに見えないものであるのに対し、共通座標系はユーザが把握できる形で定義される。
続いて、オフセット原点について説明する。共通座標系を利用した位置合わせは、所望の位置にカメラを設置できることを前提としている。しかし、実際の撮影現場では、必ずしも所望の位置にカメラを設置できるとは限らないので、共通座標系の原点の位置を、さらに調整しなければならないときがある。オフセット原点は、共通座標系の原点の位置調整が必要になったときの、調整後の原点である。オフセット原点は、共通座標系の原点を基準とする各座標軸方向のオフセット値、言い換えればオフセット原点の共通座標系における座標値として設定する。
E=za/(za−zof)・・・(1)
に基づいて算出し(S109)、確認用画像が算出された表示倍率Eで表示されるように、確認用画像を拡大または縮小する(S110)。図23に確認用画像拡大時の画面、図24に確認用画像縮小時の画面を、それぞれ例示する。
xL = Kx−za×tanα
xR = Kx+za×tanα ・・・(2)
全体制御部19は、オフセット値を確定する操作を検知したときは(S206)、画像ファイル生成部26に指示して、その時点で設定されているオフセット値xofを、X軸方向の確定したオフセット値として画像ファイルに記録する(S214)。このとき、特定エリアについて算出された値(xa,ya,za)も画像ファイルに記憶する。
xL≦xof≦xR ・・・(3)
値xofが判定式(3)の条件を満たすときは、確認用画像生成部67は、図26に例示するように、オフセット原点の位置を示唆するマーク72(以下、基準マーク72)を配した確認用画像を生成する。基準マーク72は、x座標値がオフセット値xofと同じで、y座標値が特定エリアのy座標値yaと同じである点に配置する。基準マーク72と特定エリアマークの2つのマークを表示することにより、オフセット原点と特定エリアの中心点とが、X軸方向にどの程度離れているかの確認が容易になる。また、確認用画像には、特定エリアAの中心点の座標値69が表示される。さらに、その数値の右側に、原点のオフセット値70が表示される。この確認用画像は表示制御部15に供給され、モニタ7の表示が更新される(S211)。
xa−xof≦xR−xL ・・・(4)
判定式(4)の条件を満たす範囲では、確認用画像生成部67は、図27に例示するように、基準マーク72が画面の左端(または右端)に配置されるように平行移動された画像を生成し、その画像を表示制御部15に供給して表示を更新する。値xofを増減させた場合、モニタ画面では、基準マーク72は画面の左端に固定されたままで特定エリアマークを含む物体68の画像だけが左右に移動する(S212)。
以下、本発明の表示制御装置の一実施形態を示しながら、上記ステレオカメラ1が出力する画像ファイルの利点についてさらに説明する。この表示制御装置は、1つの画像ファイルを参照して立体画像表示を行えるのみならず、複数の画像ファイルから、合成立体画像を形成して表示する画像合成装置としての機能を兼ね備える。
上記説明は、画像ファイル単体の表示制御処理についての説明であるが、続いて、図33を参照して、複数の画像ファイルを取り込んだときの表示制御処理について説明する。ユーザが図示されない操作部から、画像ファイルの連続取り込みの操作を行うと、読出/書込制御部または転送制御部もしくはその両方は、ユーザの操作に応じて画像ファイルの取り込みを、ユーザから取り込み完了を伝える入力があるまで、連続して実行する(S501,S502)。この操作により取り込まれた画像ファイルは、すべてメモリ56に保存される。距離画像変換部58は、図31を参照して説明した距離画像変換処理P300を、メモリ56に記憶されている全画像ファイルを対象として繰り返し実行する(S503)。
ha1=(Hd/2)−(Hd/2)×(arctan βh/arctan αh)
hb1=(Hd/2)+(Hd/2)×(arctan βh/arctan αh)
va1=(Vd/2)−(Vd/2)×(arctan βv/arctan αv)
vb1=(Vd/2)+(Vd/2)×(arctan βv/arctan αv)
・ ・・(5)
画像構成部59は、ステップS602において求めた配置領域65にあわせて、副画像ファイル内の視差画像を縮小する(S603)。そして、主画像については、変換後距離画像を用いて主画像視差画像を再構成する(S604)。副画像についても、変換後距離画像を用いた画像の再構成を行うが、この処理は、副画像ファイルに記録されている画像ではなく、ステップS403で縮小した画像を対象として行う(S605)。続いて、ステップS404で再構成した主画像視差画像に、ステップS605で構成した縮小副画像の視差画像を重畳合成し、合成視差画像を生成する(S606)。図40に、この処理により生成される合成視差画像をモニタに出力したときの表示例を示す。
上記実施形態は、共通座標系の原点からのオフセット値を指定することによりオフセット原点を設定するというものである。すなわち、上記実施形態においては、撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報は、距離画像Dと共通座標系の情報(ヘッダHの領域h7〜h9に格納される情報)を合わせた情報ということになる。これに対し、本発明の他の実施形態としては、共通座標系の概念を導入せず、固有座標系の原点からの直接のオフセット値を指定することによりオフセット原点を設定する形態も考えられる。
3 シャッタレリーズボタン、 4 ファインダ、 5 操作ボタン、
7 モニタ、 8 カードスロット、 9 メモリカード、 10 外部接続I/F、
11a,11b,11c CCD、 14,55 システムバス、
27,33,37,61,62,63,64 撮影空間に配置された物体
28a,28b RGBデータ、 29 赤外線照射部、
31 画像ファイル、 H,H´ ヘッダ、 32,36 従来のステレオカメラ、
34,38 固有座標系、 40,47 立体表示モニタ、
43,44a,44b 基点マーク、
45 立体表示システム、 46 表示制御装置、 65 副画像の配置領域、
A 特定エリア、 72 基準マーク
Claims (20)
- 三次元情報が記録されたファイルを生成するファイル生成装置であって、
撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の輝度値を表す輝度画像を取得する輝度画像取得手段と、
前記各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報を取得する三次元情報取得手段と、
所定の入力装置から、前記座標系の軸方向ごとのオフセット値を指定する入力を受け付けて、該各オフセット値を所定のメモリに記憶せしめることにより、前記座標系の原点を前記オフセット値分変位させた点をオフセット原点として設定するオフセット原点設定手段と、
前記輝度画像取得手段により取得された輝度画像を格納する領域、前記三次元情報取得手段により取得された三次元情報を格納する領域、および前記オフセット原点設定手段が設定した前記オフセット原点の情報を格納する領域を有する所定フォーマットのファイルを生成するファイル生成手段とを備えたファイル生成装置。 - 前記ファイル生成手段が、前記オフセット原点の情報を格納する領域に、前記オフセット原点の設定の有無を示す値を格納し、前記オフセット原点が設定されているときは、さらに前記オフセット値を格納することを特徴とする請求項1記載のファイル生成装置。
- 前記輝度画像取得手段により取得された輝度画像、前記三次元情報取得手段により取得された三次元情報、および前記オフセット原点設定手段により設定されたオフセット原点の情報に基づいて、確認用画像を生成する確認用画像生成手段と、
前記確認用画像生成手段により生成された確認用画像を、所定の表示デバイスに出力する表示制御手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載のファイル生成装置。 - 前記確認用画像生成手段が、前記輝度画像を、奥行き方向のオフセット値に基づいて決定した倍率で拡大または縮小することにより、前記確認用画像を生成することを特徴とする請求項3記載のファイル生成装置。
- 所定の入力装置から、前記輝度画像内の一または複数の画素からなる特定エリアを指定する入力を受け付けるエリア指定手段をさらに備え、
前記確認用画像生成手段が、前記エリア指定手段により指定された特定エリアを含む確認用画像を生成することを特徴とする請求項3または4項記載のファイル生成装置。 - 前記確認用画像生成手段が、前記特定エリアが略中央に配置された確認用画像を生成することを特徴とする請求項5記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が、前記三次元情報の前記特定エリアに対応する一または複数の画素の平均画素値を算出し、該平均画素値を前記特定エリアの位置座標とみなして前記確認用画像の生成処理を行うことを特徴とする請求項5または6記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が生成する確認用画像が、前記輝度画像と、前記オフセット原点の前記所定の座標系における座標値と、前記オフセット原点が設定された座標系における前記特定エリアの位置座標とを表す画像であることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項記載のファイル生成装置。
- 前記ファイル生成手段が、前記所定フォーマットのファイルとして、前記特定エリアの位置を示す情報を格納する領域を有するファイルを生成することを特徴とする請求項5から8のいずれか1項記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が、前記輝度画像を、水平方向および/または垂直方向のオフセット値に基づいて決定した位置に平行移動することにより、前記確認用画像を生成することを特徴とする請求項3記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が生成する確認用画像が、前記オフセット原点の水平方向および/または垂直方向のオフセット値を示唆する位置に所定のマークを配した画像であることを特徴とする請求項10記載のファイル生成装置。
- 所定の入力装置から、前記輝度画像内の一または複数の画素からなる特定エリアを指定する入力を受け付けるエリア指定手段をさらに備え、
前記確認用画像生成手段が、前記エリア指定手段により指定された特定エリアの奥行き方向の位置座標と、前記撮影空間を撮影したときの撮影画角の情報とに基づいて、前記マークの配置位置を算出することを特徴とする請求項11記載のファイル生成装置。 - 前記確認用画像生成手段が、前記算出された配置位置が所定の範囲内にあるときは、該算出された配置位置に前記マークが配された確認用画像を生成し、前記算出された配置位置が前記所定の範囲の外にあるときは、該算出された配置位置に前記マークが配され且つ該算出された配置位置が確認用画像の画像端となるように前記輝度画像が平行移動された確認用画像を生成することを特徴とする請求項12記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が、前記算出された配置位置が前記所定の範囲の外にあり且つ前記算出された配置位置と前記特定エリアの位置とが所定距離以上離れているときは、前記輝度画像を縮小することにより前記確認用画像を生成することを特徴とする請求項13記載のファイル生成装置。
- 前記確認用画像生成手段が、前記撮影空間を撮影したときの撮影画角の情報と、奥行き方向のオフセット値とに基づいて、前記所定範囲を決定することを特徴とする請求項12または14記載のファイル生成装置。
- 三次元情報が記録されたファイルを生成する方法であって、
撮像装置または記録媒体から、撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の輝度値を表す輝度画像と、前記各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報とを取得し、
所定の入力装置から、前記座標系の軸方向ごとのオフセット値を指定する入力を受け付け、該各オフセット値を所定のメモリに記憶せしめることにより、前記座標系の原点を前記オフセット値分変位させた点をオフセット原点として設定し、
前記輝度画像を格納する領域、前記三次元情報を格納する領域、および前記オフセット原点の情報を格納する領域を有する所定フォーマットのファイルを生成するファイル生成方法。 - 立体画像の表示を制御する表示制御装置であって、
撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の輝度値を表す輝度画像、前記各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報、および前記座標系の軸方向ごとに指定されたオフセット値の情報を含む画像ファイルを取り込む、ファイル取込手段と、
前記ファイル取込手段により取り込まれた画像ファイル内の前記三次元情報を、該画像ファイル内の前記オフセット値の情報に基づいて変位させることにより、前記座標系で表された三次元情報を、他の座標系で表された三次元情報に変換する三次元情報変換手段と、
前記ファイル取込手段により取り込まれた画像ファイル内の前記輝度画像を、前記三次元情報変換手段により変換された後の三次元情報に基づいて補正することにより、立体表示用画像を構成する画像構成手段と、
前記画像構成手段により構成された立体表示用画像を表示デバイスに対し出力する出力制御手段とを備えた、立体画像の表示制御装置。 - 前記画像構成手段が、さらに、当該画像構成手段により構成された複数組の立体表示用画像を合成することにより立体表示用合成画像を構成し、構成された立体表示用合成画像を表示デバイスに対し出力することを特徴とする、請求項17記載の立体画像の表示制御装置。
- 前記画像構成手段が構成する立体表示画像が、複数の視差画像からなる画像セットであることを特徴とする、請求項17または18記載の立体画像の表示制御装置。
- 立体画像の表示を制御する表示制御方法であって、
撮影空間を撮影したときに撮像系により捉えられた各点の輝度値を表す輝度画像、前記各点の空間的な位置を所定の座標系で表した三次元情報、および前記座標系の軸方向ごとに指定されたオフセット値の情報を含む画像ファイルを取り込み、
前記画像ファイル内の前記三次元情報を、該画像ファイル内の前記オフセット値の情報に基づいて変位させることにより、前記座標系で表された三次元情報を、他の座標系で表された三次元情報に変換し、
前記画像ファイル内の前記輝度画像を、変換された後の三次元情報に基づいて補正することにより、立体表示用画像を構成し、
構成された立体表示用画像を表示デバイスに対し出力する、立体画像の表示制御方法。
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