JP2008310187A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】 3次元表示用の画像を生成して出力する場合には、拡張画像ファイルF100から複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を読み出して、3次元表示用の画像の生成処理を開始するとともに、代表画像データP(d)及び距離画像データPDを用いて簡易な3次元表示用の画像(簡易3D画像)を生成して、表示制御部32を介してモニタ30又は外部表示装置に出力する。一般に、簡易3D画像は、3以上の複数視点の画像データを用いた3次元表示用の画像(多視点3D画像)の生成処理よりも短時間で終了するため、多視点3D画像の生成、出力処理が終了するまでの間、簡易3D画像を出力するようにすることにより、3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
【選択図】 図6
【解決手段】 3次元表示用の画像を生成して出力する場合には、拡張画像ファイルF100から複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を読み出して、3次元表示用の画像の生成処理を開始するとともに、代表画像データP(d)及び距離画像データPDを用いて簡易な3次元表示用の画像(簡易3D画像)を生成して、表示制御部32を介してモニタ30又は外部表示装置に出力する。一般に、簡易3D画像は、3以上の複数視点の画像データを用いた3次元表示用の画像(多視点3D画像)の生成処理よりも短時間で終了するため、多視点3D画像の生成、出力処理が終了するまでの間、簡易3D画像を出力するようにすることにより、3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
【選択図】 図6
Description
本発明は画像処理装置及び画像処理方法に係り、特に複数の視点の画像データを用いて3次元表示用の画像を生成する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
特許文献1には、取得した視差画像に、輝度、色差、上下位置等の補正を加えて、立体視用の画像を生成する画像処理装置が開示されている。
特許文献2には、複数の視点の画像から画像データを作成する画像データ作成装置において、複数の視点の画像のファイルヘッダと画像情報とを単体で既存形式のファイルとすることが開示されている。
特開2004−102513号公報
特開2004−274091号公報(図9)
従来、複数の視点(特に、3視点以上)の画像データを用いて3次元表示用の(立体視用の)画像を生成する場合、3次元表示用の画像を生成するために使用する画像データの選択、3次元表示用の画像の生成のための演算のために時間がかかるという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明1に係る画像処理装置は、複数の視点から被写体を撮影した画像データを取得する画像取得手段と、前記画像データから、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離を算出する相対被写体距離算出手段と、前記相対被写体距離を含む相対被写体距離情報と前記画像データとを格納するための記録用画像ファイルを生成する記録用画像ファイル生成手段と、前記記録用画像ファイルを記録する記録手段と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成手段と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成手段と、3次元表示を行うための表示手段と、前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。
本願発明1では、複数視点から撮影された画像データを格納するための記録用画像ファイルに相対被写体距離情報を格納しておく。そして、複数視点から撮影された画像データを用いて3次元表示を行う場合に、3次元表示用画像を生成するための演算を実行している間に、3次元表示用画像よりも短時間で生成可能な簡易3次元表示用画像を生成、表示しておくようにしたので、3次元表示用画像を生成するための待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
本願発明2に係る画像処理装置は、複数の視点から被写体を撮影した画像データと、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離情報とが格納された記録用画像ファイルを取得する画像取得手段と、前記記録用画像ファイルを記録する記録手段と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成手段と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成手段と、3次元表示を行うための表示手段と、前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。
本願発明2によれば、複数視点から撮影された画像データを用いて3次元表示を行う場合に、3次元表示用画像を生成するための演算を実行している間に、3次元表示用画像よりも短時間で生成可能な簡易3次元表示用画像を生成、表示しておくようにしたので、3次元表示用画像を生成するための待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
本願発明3は、本願発明1又は2の画像処理装置において、前記記録用画像ファイル生成手段は、前記複数視点の画像データから代表画像データを選択して前記記録用画像ファイルに格納し、前記簡易3次元表示用画像生成手段は、前記代表画像データと前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成することを特徴とする。
本願発明4は、本願発明1から3の画像処理装置において、前記記録用画像ファイル生成手段は、前記相対被写体距離情報に基づいて前記相対被写体距離を画像化した距離画像データを生成して、前記記録用画像ファイルに格納することを特徴とする。
本願発明5に係る画像処理方法は、複数の視点から被写体を撮影した画像データを取得する画像取得工程と、前記画像データから、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離を算出する相対被写体距離算出工程と、前記相対被写体距離を含む相対被写体距離情報と前記画像データとを格納するための記録用画像ファイルを生成する記録用画像ファイル生成工程と、前記記録用画像ファイルを記録する記録工程と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成工程と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成工程と、前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御工程とを備えることを特徴とする。
本願発明6に係る画像処理方法は、複数の視点から被写体を撮影した画像データと、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離情報とが格納された記録用画像ファイルを取得する画像取得工程と、前記記録用画像ファイルを記録する記録工程と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成工程と、前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成工程と、前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御工程とを備えることを特徴とする。
本願発明7は、本願発明5又は6の画像処理方法において、前記記録用画像ファイル生成工程において、前記複数視点の画像データから代表画像データを選択して前記記録用画像ファイルに格納し、前記簡易3次元表示用画像生成工程において、前記代表画像データと前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成することを特徴とする。
本発明によれば、複数視点から撮影された画像データを用いて3次元表示を行う場合に、3次元表示用画像を生成するための演算を実行している間に、3次元表示用画像よりも短時間で生成可能な簡易3次元表示用画像を生成、表示しておくようにしたので、3次元表示用画像を生成するための待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像記録装置を備えた撮影装置の主要構成を示すブロック図である。図1に示すように、撮影装置1は、複数の撮影部10−1、10−2、…、10−N(N≧2)を備えており、同一の被写体を多視点から撮影した視差画像を取得し、所定の形式の記録用画像ファイルとして記録する装置である。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る画像記録装置を備えた撮影装置の主要構成を示すブロック図である。図1に示すように、撮影装置1は、複数の撮影部10−1、10−2、…、10−N(N≧2)を備えており、同一の被写体を多視点から撮影した視差画像を取得し、所定の形式の記録用画像ファイルとして記録する装置である。
メインCPU12(以下、CPU12と記載する)は、操作部14からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って撮影装置1全体の動作を統括制御する制御手段として機能する。電源制御部16は、バッテリ18からの電力を制御して、撮影装置1の各部に動作電力を供給する。
CPU12には、バス20を介してROM22、フラッシュROM24、SDRAM26及びVRAM28が接続されている。ROM22には、CPU12が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納される。フラッシュROM24には、ユーザ設定情報等の撮影装置1の動作に関する各種設定情報等が格納される。
SDRAM26は、CPU12の演算作業用領域及び画像データの一時記憶領域(ワークメモリ)を含んでいる。VRAM28は、表示用の画像データ専用の一時記憶領域を含んでいる。
モニタ30は、例えば、カラー液晶パネルを備えた表示装置により構成され、撮影済み画像を表示するための画像表示部として使用されるとともに、各種設定時にGUIとして使用される。また、モニタ30は、撮影モード時に画角を確認するための電子ファインダとして利用される。
モニタ30は、3次元画像(3D画像)の表示が可能となっている。3次元表示を行うための手段としては、例えば、特殊なメガネを使用するアナグリフ方式、カラーアナグリフ方式、偏光フィルタ方式、時分割立体テレビジョン方式のほか、例えば、モニタ30前面に垂直方向のスリットを形成し、スリット後方のモニタ30の表示面に左右の像を示す短冊状の画像断片を交互に配列して表示するパララックスバリア(視差バリア)方式、かまぼこ状のレンズ群を有したいわゆるレンチキュラレンズをモニタ30の表面に配置するレンチキュラ方式、マイクロレンズアレイシートを用いるインテグラルフォトグラフィ方式、干渉現象を利用するホログラフィ方式を適用可能である。なお、3次元表示を行うための手段は、上記に列挙したものに限定されるものではない。
表示制御部32は、撮像素子48又はメモリカード74から読み出された画像データを表示用の画像信号(例えば、NTSC信号、PAL信号又はSCAM信号)に変換してモニタ30に出力するとともに、所定の文字、図形情報(例えば、オンスクリーン表示用のデータ)をモニタ30に出力する。また、表示制御部32は、所定のインターフェイス(例えば、USB、IEEE1394、LAN)を介して接続された外部表示装置に画像を出力可能となっている。
操作部14は、シャッタボタン、電源/モードスイッチ、モードダイヤル、十字ボタン、ズームボタン、MENU/OKボタン、DISPボタン及びBACKボタン等の操作入力手段を含んでいる。
電源/モードスイッチは、撮影装置1の電源のオン/オフの切り替え、及び撮影装置1の動作モード(再生モード及び撮影モード)の切り替え手段として機能する。
モードダイヤルは、撮影装置1の撮影モードを切り替えるための操作手段であり、モードダイヤルの設定位置に応じて、2次元の静止画を撮影する2D静止画撮影モード、2次元の動画を撮影する2D動画撮影モード、3次元の静止画を撮影する3D静止画撮影モード及び3次元の動画を撮影する3D動画撮影モードの間で撮影モードが切り替えられる。撮影モードが2D静止画撮影モード又は2D動画撮影モードに設定されると、2D/3Dモード切替フラグ34に、2次元画像を撮影するための2Dモードであることを表すフラグが設定される。また、撮影モードが3D静止画撮影モード又は3D動画撮影モードに設定されると、2D/3Dモード切替フラグ34に、3次元画像を撮影するための3Dモードであることを表すフラグが設定される。CPU12は、2D/3Dモード切替フラグ34を参照して、2Dモードと3Dモードのいずれであるかを判別する。
シャッタボタンは、いわゆる「半押し」と「全押し」とからなる2段ストローク式のスイッチで構成されている。静止画撮影モード時には、シャッタボタンが半押しされると、撮影準備処理(即ち、AE(Automatic Exposure:自動露出)、AF(Auto Focus:自動焦点合わせ)、AWB(Automatic White Balance:自動ホワイトバランス))が行われ、シャッタボタンが全押しされると、画像の撮影・記録処理が行われる。また、動画撮影モード時には、シャッタボタンが全押しされると、動画の撮影が開始され、再度全押しされると、撮影が終了する。設定により、シャッタボタンが全押しされている間、動画の撮影が行われ、全押しが解除されると、撮影を終了するようにすることもできる。なお、静止画撮影用のシャッタボタン及び動画撮影用のシャッタボタンを別々に設けるようにしてもよい。
十字ボタンは、上下左右4方向に押圧操作可能に設けられており、各方向のボタンには、撮影装置1の動作モード等に応じた機能が割り当てられる。例えば、撮影モード時には、左ボタンにマクロ機能のオン/オフを切り替える機能が割り当てられ、右ボタンにフラッシュモードを切り替える機能が割り当てられる。また、撮影モード時には、上ボタンにモニタ30の明るさを替える機能が割り当てられ、下ボタンにセルフタイマのオン/オフを切り替える機能が割り当てられる。再生モード時には、左ボタンにコマ送りの機能が割り当てられ、右ボタンにコマ戻しの機能が割り当てられる。また、再生モード時には、上ボタンにモニタ30の明るさを替える機能が割り当てられ、下ボタンに再生中の画像を削除する機能が割り当てられる。また、各種設定時には、モニタ30に表示されたカーソルを各ボタンの方向に移動させる機能が割り当てられる。
ズームボタンは、撮影部10−1、10−2、…、10−Nのズーミング操作を行うための操作手段であり、望遠側へのズームを指示するズームテレボタンと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタンとを備えている。
MENU/OKボタンは、メニュー画面の呼び出し(MENU機能)に用いられるとともに、選択内容の確定、処理の実行指示等(OK機能)に用いられ、撮影装置1の設定状態に応じて割り当てられる機能が切り替えられる。メニュー画面では、MENU/OKボタンは、例えば、露出値、色合い、撮影感度、記録画素数等の画質調整やセルフタイマの設定、測光方式の切り替え、デジタルズームを使用するか否か等、撮影装置1が持つすべての調整項目の設定が行われる。撮影装置1は、このメニュー画面で設定された条件に応じて動作する。
DISPボタンは、モニタ30の表示内容の切り替え指示等の入力に用いられ、BACKボタンは入力操作のキャンセル等の指示の入力に用いられる。
フラッシュ発光部36は、例えば、放電管(キセノン管)により構成され、暗い被写体を撮影する場合や逆光時等に必要に応じて発光される。フラッシュ制御部38は、フラッシュ発光部(放電管)36を発光させるための電流を供給するためのメインコンデンサを含んでおり、CPU12からのフラッシュ発光指令に従ってメインコンデンサの充電制御、フラッシュ発光部36の放電(発光)のタイミング及び放電時間の制御等を行う。なお、フラッシュ発光部36としては、LED等の他の発光手段を用いてもよい。
次に、撮影装置1の撮影機能について説明する。撮影部10は、撮影レンズ40(ズームレンズ42、フォーカスレンズ44及び絞り46)、ズームレンズ制御部(Zレンズ制御部)42C、フォーカスレンズ制御部(Fレンズ制御部)44C、絞り制御部46C、撮像素子48、タイミングジェネレータ(TG)50、アナログ信号処理部56、A/D変換器58、画像入力コントローラ60及びデジタル信号処理部62を備えている。なお、図1では、各撮影部10−1、10−2、…、10−N内の各部にそれぞれ符号1、2、…、Nを付して区別しているが、各部の機能は略同様であるため、以下の説明では、符号1、2、…、Nを省略して説明する。
ズームレンズ42は、図示しないズームアクチュエータに駆動されて光軸に沿って前後に移動する。CPU12は、ズームレンズ制御部42Cを介してズームアクチュエータの駆動を制御することにより、ズームレンズ42の位置を制御してズーミングを行う。
フォーカスレンズ44は、図示しないフォーカスアクチュエータに駆動されて光軸に沿って前後に移動する。CPU12は、フォーカスレンズ制御部44Cを介してフォーカスアクチュエータの駆動を制御することにより、フォーカスレンズ44の位置を制御してフォーカシングを行う。
絞り46は、例えば、アイリス絞りで構成されており、図示しない絞りアクチュエータに駆動されて動作する。CPU12は、絞り制御部46Cを介して絞りアクチュエータの駆動を制御することにより、絞り46の開口量(絞り値)を制御し、撮像素子48への入射光量を制御する。
CPU12は、各撮影部の撮影レンズ40−1、40−2、…、40−Nを同期させて駆動する。即ち、撮影レンズ40−1、40−2、…、40−Nは、常に同じ焦点距離(ズーム倍率)に設定され、常に同じ被写体にピントが合うように焦点調節が行われる。また、常に同じ入射光量(絞り値)となるように絞りが調整される。
撮像素子48は、例えば、カラーCCD固体撮像素子により構成されている。撮像素子(CCD)48の受光面には、多数のフォトダイオードが2次元的に配列されており、各フォトダイオードには所定の配列でカラーフィルタが配置されている。撮影レンズ40によってCCDの受光面上に結像された被写体の光学像は、このフォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、CPU12の指令に従ってTG50から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号(画像信号)として撮像素子48から順次読み出される。撮像素子48は、電子シャッタ機能を備えており、フォトダイオードへの電荷蓄積時間を制御することにより、露光時間(シャッタ速度)が制御される。
なお、撮像素子48としては、CMOSセンサ等のCCD以外の撮像素子を用いることもできる。
測距用画像取得部52は、被写体に光を照射するための発光素子(例えば、発光ダイオード)と、上記発光素子により光が照射された被写体の画像(測距用画像)を撮影する撮像素子(測距用撮像素子)とを備えている。測距用画像取得部52は、各撮影部10−1、10−2、…、10−Nに配置される。各測距用画像取得部52によって取得された測距用画像は、被写体距離情報処理部54に出力される。
被写体距離情報処理部54は、測距用画像取得部52から取得した測距用画像を用いて、いわゆる三角測距の原理に基づいて、撮影部10−1、10−2、…、10−Nによって撮影された被写体と撮影装置1との間の距離の変化又は差分(相対被写体距離)を算出する。被写体距離情報処理部54によって算出された相対被写体距離は、画像ファイル生成部70に提供され、記録用画像ファイルに記録される。
なお、相対被写体距離の算出方法としては、発光素子から照射された光が被写体によって反射され、測距用撮像素子に届くまでの光の飛行時間(遅れ時間)と光の速度から相対被写体距離を算出するTOF(Time of Flight)法を用いてもよい。
アナログ信号処理部56は、撮像素子48から出力された画像信号に含まれるリセットノイズ(低周波)を除去するための相関2重サンプリング回路(CDS)、画像信号を増幅して一定レベルの大きさにコントロールするためのAGS回路を含み、撮像素子48から出力される画像信号を相関2重サンプリング処理するとともに増幅する。
A/D変換器58は、アナログ信号処理部56から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。
画像入力コントローラ60は、A/D変換器58から出力された画像信号を取り込んで、SDRAM26に格納する。
デジタル信号処理部62は、同時化回路(単板CCDのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路)、ホワイトバランス調整回路、階調変換処理回路(例えば、ガンマ補正回路)、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、SDRAM26に格納されたR、G、Bの画像信号に対して所定の信号処理を行う。即ち、R、G、Bの画像信号は、デジタル信号処理部62において輝度信号(Y信号)及び色差信号(Cr、Cb信号)からなるYUV信号に変換されるとともに、階調変換処理(例えば、ガンマ補正)等の所定の処理が施される。デジタル信号処理部62により処理された画像データはVRAM28に格納される。
撮影画像をモニタ30に出力する場合、VRAM28から画像データが読み出され、バス20を介して表示制御部32に送られる。表示制御部32は、入力された画像データを表示用の所定方式のビデオ信号に変換してモニタ30に出力する。
AF検出部64は、画像入力コントローラ60−1、60−2、…、60−Nのいずれか1つから取り込まれたR、G、Bの各色の画像信号を取り込み、AF制御に必要な焦点評価値を算出する。AF検出部64は、G信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及びフォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データを焦点評価値としてCPU12に出力する。
CPU12は、AF制御時にはAF検出部64から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置にフォーカスレンズ44を移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。即ち、CPU12は、AF制御時には、まず、フォーカスレンズ44を至近から無限遠まで移動させ、その移動過程でAF検出部64から焦点評価値を逐次取得し、その焦点評価値が極大となる位置を検出する。そして、検出された焦点評価値が極大の位置を合焦位置と判定し、その位置にフォーカスレンズ44を移動させる。これにより、フォーカスエリアに位置する被写体(主要被写体)にピントが合わせられる。
AE/AWB検出部66は、画像入力コントローラ60−1、60−2、…、60−Nのいずれか1つから取り込まれたR、G、Bの各色の画像信号を取り込み、AE制御及びAWB制御に必要な積算値を算出する。即ち、AE/AWB検出部66は、1画面を複数のエリア(例えば、8×8=64エリア)に分割し、分割されたエリアごとにR、G、B信号の積算値を算出する。
CPU12は、AE制御時にはAE/AWB検出部66において算出されたエリアごとのR、G、B信号の積算値を取得し、被写体の明るさ(測光値)を求めて、適正な露光量を得るための露出設定を行う。即ち、撮影感度、絞り値、シャッタ速度、ストロボ発光の要否を設定する。
また、CPU12は、AWB制御時にAE/AWB検出部66により算出されたエリアごとのR、G、B信号の積算値をデジタル信号処理部62に入力する。デジタル信号処理部62は、AE/AWB検出部66により算出された積算値に基づいてホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。また、デジタル信号処理部62は、AE/AWB検出部66により算出された積算値に基づいて光源種を検出する。
圧縮・伸張処理部68は、CPU12からの指令に従い、入力された画像データに圧縮処理を施し、所定形式の圧縮画像データを生成する。例えば、静止画に対してはJPEG規格に準拠した圧縮処理が施され、動画に対してはMPEG2やMPEG4、H.264規格に準拠した圧縮処理が施される。また、圧縮・伸張処理部68は、CPU12からの指令に従い、入力された圧縮画像データに伸張処理を施し、非圧縮の画像データを生成する。
画像ファイル生成部70は、上記撮影部10−1、10−2、…、10−Nにより撮影された画像データを格納するための拡張画像ファイルF100を生成するとともに、拡張画像ファイルF100に対応する基本ファイルF10を生成する。
メディア制御部72は、CPU12からの指令に従い、メモリカード74に対するデータの読み/書きを制御する。
外部接続インターフェイス部(外部接続I/F)76は、外部の画像処理装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、画像ストレージ装置、サーバ)との間でデータの送受信を行うための装置である。外部の画像処理装置との間の通信の方式は、例えば、USB、IEEE1394、LAN、赤外線通信(IrDA)等を適用することができる。
[記録用画像ファイル]
次に、本発明の第1の実施形態に係る記録用画像ファイルの構成について説明する。図2は、基本ファイルF10のデータ構造を模式的に示す図であり、図3は、拡張画像ファイルF100のデータ構造を模式的に示す図である。また、図4は、メモリカード74に基本ファイル及び拡張画像ファイルを格納する際のフォルダのツリー構造を模式的に示す図である。
次に、本発明の第1の実施形態に係る記録用画像ファイルの構成について説明する。図2は、基本ファイルF10のデータ構造を模式的に示す図であり、図3は、拡張画像ファイルF100のデータ構造を模式的に示す図である。また、図4は、メモリカード74に基本ファイル及び拡張画像ファイルを格納する際のフォルダのツリー構造を模式的に示す図である。
図4に示すように、基本ファイルF10と拡張画像ファイルF100は、メモリカード74内の同一のフォルダに格納される。拡張画像ファイルF100の拡張子はF3Dである。基本ファイルF10の拡張子は、標準的な画像ファイルの拡張子(基本ファイルF10に格納される画像データのエンコード形式に対応する拡張子)である。このため、基本ファイルF10は、複数の画像データが格納された画像ファイルから、複数の画像データを読み込んで再生処理等を行う機能を有さない画像処理装置においても、標準的なJPEG形式の画像ファイルとして認識することができ、再生及び編集が可能である。
なお、本実施形態では、基本ファイルF10内の画像データはJPEG形式であるが、他の形式(例えば、TIFF形式、ビットマップ(BMP)形式、GIF形式、PNG形式)であってもよい。
基本ファイルF10と拡張画像ファイルF100のファイル名は同じになっている。基本ファイルF10及び拡張画像ファイルF100のファイル名は、DCF(Design rule for Camera File system)に従って決定される。
図3に示すように、本実施形態に係る拡張画像ファイルF100は、拡張画像ファイルF100のデータの先頭を示すマーカSOI(Start of Image)の格納領域A100、タグ情報格納領域A102、画像データ格納領域A104、データの終了を示すマーカEOI(End of Image)の格納領域A106を含んでいる。
画像データ格納領域A104には、上記撮影部10−1、10−2、…、10−Nにより撮影された画像データ(以下の説明では、各々画像データP(1)、P(2)、…、P(N)という)が格納される。更に、画像データ格納領域A104には、画像データP(1)、P(2)、…、P(N)の中から選択された代表画像データP(d)、及び距離画像データPDが格納される。画像データ格納領域A104における画像データの格納形式は、例えば、RAW、JPEG形式、TIFF形式、ビットマップ(BMP)形式、GIF形式、PNG形式のような標準的な画像ファイルの格納形式の中から、設定により選択可能となっている。なお、画像データ格納領域A104における画像データの格納順序は、図3に示した以外のものであってもよい。
距離画像データPDは、代表画像データP(d)に写っている被写体と撮影装置1との間の距離の変化又は差分に関する相対被写体距離情報を含む画像データである。距離画像データPDでは、相対被写体距離情報は、例えば、画素の色の変化(例えば、相対被写体距離が遠くなるにつれて、赤、橙、黄、黄緑、緑、青、紫のように変化する)、又は色の濃淡(例えば、グレースケール)で表されており、ユーザは相対被写体距離情報を視認することができるようになっている。なお、相対被写体距離情報の格納形式は、上記以外のもの(例えば、画素ごと又は代表画像データP(d)を分割したエリアごとに相対被写体距離情報の値を格納したデータ形式)であってもよい。
代表画像データは、例えば、下記[1]から[3]のいずれかの方式に従って画像ファイル生成部70によって選択される。
[1]例えば、視点数が2の場合には、ユーザの利き目(例えば、デフォルト設定では右目。ユーザが設定可能)に対応する撮影部によって撮影された画像データを選択する。
[2]視点位置が中間又は中間近傍の画像(即ち、視差画像の撮影時に多視点の中間近傍に配置された撮影部10−dにより撮影された画像)を代表画像データP(d)として選択する。即ち、代表画像データP(d)は、視点数Nが奇数の場合には中間視点の画像、視点数Nが偶数の場合には中間近傍の画像となる。例えば、視点数N=5の場合には、代表画像データは、撮影部10−3により撮影された画像データP(3)となり、視点数N=8の場合には、代表画像データは、撮影部10−4又は10−5により撮影された画像データP(4)又はP(5)となる。また、拡張画像ファイルF100の画像データ格納領域A104の中間近傍に位置する画像データが代表画像データP(d)として選択されるようにしてもよい。
[3]中間視点又は中間近傍の画像データのうちユーザの利き目側の画像データを代表画像として選択する。
なお、ユーザが予め設定した撮影部により撮影された画像データを代表画像データとして指定できるようにしてもよいし、ユーザが代表画像データを手動で指定、変更できるようにしてもよい。
タグ情報格納領域A102には、拡張画像ファイルF100の3Dタグ情報が格納される。ここで、3Dタグ情報とは、画像データ格納領域A104に格納された多視点の画像データの中から2つ以上を組み合わせて3次元表示を行うために使用される情報であり、例えば、3次元表示を行うときに使用する画像データの数を示す視点数、3次元表示を行うときに使用する画像データを指定するための情報、拡張画像ファイルF100における各画像データ(代表画像データP(d)、距離画像データPD及び各視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N))の格納場所(読み出し開始位置)を特定するポインタ情報、距離画像データPDの生成に使用した画像データを特定するための情報を含んでいる。
また、タグ情報格納領域A102には、対応する基本ファイルF10を特定するための情報が格納されており、拡張画像ファイルF100の再生時に基本ファイルF10を参照(表示)可能となっている。
図2に示すように、本実施形態に係る基本ファイルF10は、基本ファイルF10のデータの先頭を示すマーカSOI(Start of Image)の格納領域A10、タグ情報格納領域A12、画像データ格納領域A14、データの終了を示すマーカEOI(End of Image)の格納領域A16を含んでいる。
画像データ格納領域A12には、画像データP(1)、P(2)、…、P(N)の中から選択された代表画像データP(d)が格納される。
タグ情報格納領域(APP1 Area)A10には、図2に示すように、Exif識別情報、TIFFヘッダ、IFD0領域(IFD0 Area)、IFD1領域が設けられている。IFD0領域にはExif IFD(Exifタグ情報)、GPS IFD(GPSの測定情報)、3D IFD(3Dタグ情報)が格納されている。3Dタグ情報には拡張画像ファイルF100との関連性に関する情報が格納されており、基本ファイルF10の再生時に拡張画像ファイルF100を参照可能となっている。なお、図2のPointer to Exif IFD、Pointer to GPS IFD、Pointer to 3D IFDは、それぞれExif IFD、GPS IFD、3D IFDのタグ情報格納領域A10における格納位置を示している。
なお、本実施形態では、記録用画像ファイルとして、拡張画像ファイルF100と基本ファイルF10の2つのファイルを生成するようにしたが、拡張画像ファイルF100のみを生成するようにしてもよい。
[3次元画像の撮影、生成処理]
本実施形態に係る撮影装置1は、3Dモードで画像を撮影、記録する場合、撮影した複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を用いて距離画像データPDを作成して、複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)とともに、拡張画像ファイルF100に記録する。
本実施形態に係る撮影装置1は、3Dモードで画像を撮影、記録する場合、撮影した複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を用いて距離画像データPDを作成して、複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)とともに、拡張画像ファイルF100に記録する。
撮影装置1において、3次元表示用の画像を生成して出力する場合には、拡張画像ファイルF100から複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を読み出して、3次元表示用の画像の生成処理を開始するとともに、代表画像データP(d)及び距離画像データPDを用いて簡易な3次元表示用の画像(以下の説明では、簡易3D画像という)を生成して、表示制御部32を介してモニタ30又は外部表示装置に出力する。
ここで、簡易3D画像は、例えば、距離画像データPDにおける相対被写体距離情報に基づいて、代表画像データP(d)中の画像を切り出して、切り出した画像が当該被写体の相対被写体距離情報に応じた位置に見えるように生成された画像である。一般に、簡易3D画像は、3以上の複数視点の画像データP(1)、P(2)、…、P(N)を用いた3次元表示用の画像(以下の説明では、多視点3D画像という)の生成処理よりも短時間で終了するため、多視点3D画像の生成、出力処理が終了するまでの間、簡易3D画像を出力するようにすることにより、3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
なお、本実施形態では、距離画像データPDと代表画像データP(d)とを用いて簡易3D画像を生成するようにしたが、例えば、代表画像データP(d)の代わりに複数視点の画像データのうちの所定の1枚を用いるようにしてもよい。
次に、上記撮影装置1により複数視点の画像を撮影する処理の流れについて、図5のフローチャートを参照して説明する。まず、3Dモードで撮影された複数視点の画像データを取得すると(ステップS10)、拡張画像ファイルF100が生成され、3Dタグ情報(ヘッダ)がタグ情報格納領域A102に記録される(ステップS12)。また、各撮影部10−1、10−2、…、10−Nにより撮影された画像データP(1)、P(2)、…、P(N)の中から、代表画像データP(d)が選択されて、画像データ格納領域A104に記録される(ステップS14)。
次に、拡張画像ファイルF100に距離画像データを記録するかどうか判定される(ステップS16)。ステップS16では、例えば、ステップS10において取得した画像データが2視点の画像データである場合には、3次元表示用の画像を生成するために使用する画像データの選択、3次元表示用の画像の生成のための演算に要する時間が短いため、距離画像データを生成、記録しないように設定される。
ステップS16において、距離画像データを記録する場合には、画像データP(1)、P(2)、…、P(N)の中の所定の画像データを用いて距離画像データPDが生成されて(ステップS18)、画像データ格納領域A104に記録される(ステップS20)。一方、距離画像データを記録しない場合には(ステップS16のNo)、ステップS22に進む。
次に、視点1からNに対応する画像データP(1)、P(2)、…、P(N)が画像データ格納領域A104に記録され(ステップS22)、拡張画像ファイルF100の記録処理が終了する(ステップS24)。
また、拡張画像ファイルF100の記録処理と並行して、基本ファイルF10の記録処理も行われる。
次に、拡張画像ファイルF100から3次元表示用の画像を生成、出力する処理の流れについて、図6のフローチャートを参照して説明する。まず、拡張画像ファイルF100が読み込まれる(ステップS30)。次に、読み込まれた拡張画像ファイルF100から3Dタグ情報が読み込まれて、当該拡張画像ファイルF100に格納されている画像データの視点数が取得される。そして、ステップS32において、視点数が2より大きい場合には、拡張画像ファイルF100から代表画像データP(d)が読み込まれる(ステップS34)。
次に、拡張画像ファイルF100に距離画像データPDが格納されている場合には(ステップS36のYes)、距離画像データPDが読み込まれて(ステップS38)、代表画像データP(d)と距離画像データPDから簡易3D画像が生成されて、表示制御部32からモニタ30又は外部表示装置に出力される(ステップS40)。
なお、視点数が2の場合(ステップS32のYes)、及び拡張画像ファイルF100に距離画像データPDが格納されていない場合には(ステップS36のNo)、簡易3D画像の生成は行われずに、ステップS42に進む。
次に、各視点の画像データから多視点3D画像が生成されて表示制御部32から出力される(ステップS42)。
本実施形態によれば、多視点3D画像を生成する演算を実行している間に、簡易3D画像を生成、表示しておくようにしたので、多視点3D画像の生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る画像記録装置の主要構成を示すブロック図である。本実施形態では、画像記録装置100は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)によって構成されており、撮影装置又はメモリカード74からの記録用画像ファイルの読み込み、記録用画像ファイルの保存、編集等を行うための装置である。図7に示すように、中央処理装置(CPU)102は、バス104を介して画像記録装置100内の各ブロックに接続されており、各ブロックの動作を制御する。主メモリ106は、制御プログラムが格納される記憶領域や、プログラム実行時の作業領域を含んでいる。ハードディスク装置108には、画像記録装置100のオペレーティングシステム(OS)や、各種のアプリケーションソフト、撮影装置1又はメモリカード74から読み込まれた記録用画像ファイル(基本ファイルF10及び拡張画像ファイルF100)等が格納される。CD−ROM装置110は、図示せぬCD−ROMからのデータの読み込みを行う。カードインターフェース部(カードI/F)112は、メモリカード74から画像データを読み取る。表示メモリ116は、表示用データを一時記憶する。モニタ118は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)モニタや液晶モニタにより構成され、この表示メモリ116から出力される画像データ、文字データ等に基づいて画像や文字等を表示する。キーボード120及びマウス122は、操作者からの操作入力を受け付けて、操作入力に応じた信号をCPU102に入力する。なお、ポインティングデバイスとしては、マウス122のほか、タッチパネルやタッチパッド等を用いることができる。マウスコントローラ124は、マウス122の状態を検出してモニタ118上のマウスポインタの位置や、マウス122の状態等の信号をCPU102に出力する。オーディオ入出力回路126には、マイク128及びスピーカ130が接続され、各種の音声信号が入力されるとともに、キーボード120等からの操作入力に応じて各種動作音が再生出力される。通信インターフェイス部(通信I/F)132は、ネットワークNWとの通信を行う。カメラ接続インターフェイス部(カメラ接続I/F)134は、撮影装置(電子カメラ、デジタルカメラ)1との間でデータの送受信を行う。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図7は、本発明の第2の実施形態に係る画像記録装置の主要構成を示すブロック図である。本実施形態では、画像記録装置100は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)によって構成されており、撮影装置又はメモリカード74からの記録用画像ファイルの読み込み、記録用画像ファイルの保存、編集等を行うための装置である。図7に示すように、中央処理装置(CPU)102は、バス104を介して画像記録装置100内の各ブロックに接続されており、各ブロックの動作を制御する。主メモリ106は、制御プログラムが格納される記憶領域や、プログラム実行時の作業領域を含んでいる。ハードディスク装置108には、画像記録装置100のオペレーティングシステム(OS)や、各種のアプリケーションソフト、撮影装置1又はメモリカード74から読み込まれた記録用画像ファイル(基本ファイルF10及び拡張画像ファイルF100)等が格納される。CD−ROM装置110は、図示せぬCD−ROMからのデータの読み込みを行う。カードインターフェース部(カードI/F)112は、メモリカード74から画像データを読み取る。表示メモリ116は、表示用データを一時記憶する。モニタ118は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)モニタや液晶モニタにより構成され、この表示メモリ116から出力される画像データ、文字データ等に基づいて画像や文字等を表示する。キーボード120及びマウス122は、操作者からの操作入力を受け付けて、操作入力に応じた信号をCPU102に入力する。なお、ポインティングデバイスとしては、マウス122のほか、タッチパネルやタッチパッド等を用いることができる。マウスコントローラ124は、マウス122の状態を検出してモニタ118上のマウスポインタの位置や、マウス122の状態等の信号をCPU102に出力する。オーディオ入出力回路126には、マイク128及びスピーカ130が接続され、各種の音声信号が入力されるとともに、キーボード120等からの操作入力に応じて各種動作音が再生出力される。通信インターフェイス部(通信I/F)132は、ネットワークNWとの通信を行う。カメラ接続インターフェイス部(カメラ接続I/F)134は、撮影装置(電子カメラ、デジタルカメラ)1との間でデータの送受信を行う。
本実施形態に係る画像記録装置100は、メモリカード74又は撮影装置1を介して複数視点の画像データが格納された拡張画像ファイルF100を取得した際に、当該拡張画像ファイルF100が距離画像データPDを含まない場合には、図5で示した処理を行って距離画像データを拡張画像ファイルF100に記録する。そして、画像記録装置100は、距離画像データPDを含む拡張画像ファイルF100を用いて3次元表示を行う場合には、図6に示した処理に従って3D表示を行う。これにより、3次元表示用の画像を生成、表示する際の待ち時間に起因するストレスを低減することができる。
なお、本発明は、例えば、撮影装置やパーソナルコンピュータ、携帯情報端末、画像ストレージ装置のような画像記録装置に適用するプログラムとしても提供することが可能である。
1…撮影装置、10…撮影部、12…メインCPU、14…操作部、16…電源制御部、18…バッテリ、20…バス、22…ROM、24…フラッシュROM、26…SDRAM、28…VRAM、30…モニタ、32…表示制御部、34…2D/3Dモード切替フラグ、36…フラッシュ発光部、38…フラッシュ制御部、40…撮影レンズ、42…ズームレンズ、44…フォーカスレンズ、46…絞り、42C…ズームレンズ制御部(Zレンズ制御部)、44C…フォーカスレンズ制御部(Fレンズ制御部)、46C…絞り制御部、48…撮像素子、50…タイミングジェネレータ(TG)、52…測距用画像取得部、54…被写体距離情報処理部、56…アナログ信号処理部、58…A/D変換器、60…画像入力コントローラ、62…デジタル信号処理部、64…AF検出部、66…AE/AWB検出部、68…圧縮・伸張処理部、70…画像ファイル生成部、72…メディア制御部、74…メモリカード、76…外部接続インターフェイス部(外部接続I/F)
Claims (7)
- 複数の視点から被写体を撮影した画像データを取得する画像取得手段と、
前記画像データから、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離を算出する相対被写体距離算出手段と、
前記相対被写体距離を含む相対被写体距離情報と前記画像データとを格納するための記録用画像ファイルを生成する記録用画像ファイル生成手段と、
前記記録用画像ファイルを記録する記録手段と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成手段と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成手段と、
3次元表示を行うための表示手段と、
前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 複数の視点から被写体を撮影した画像データと、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離情報とが格納された記録用画像ファイルを取得する画像取得手段と、
前記記録用画像ファイルを記録する記録手段と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成手段と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成手段と、
3次元表示を行うための表示手段と、
前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記記録用画像ファイル生成手段は、前記複数視点の画像データから代表画像データを選択して前記記録用画像ファイルに格納し、
前記簡易3次元表示用画像生成手段は、前記代表画像データと前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成することを特徴とする請求項1又は2記載の画像処理装置。 - 前記記録用画像ファイル生成手段は、前記相対被写体距離情報に基づいて前記相対被写体距離を画像化した距離画像データを生成して、前記記録用画像ファイルに格納することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の画像処理装置。
- 複数の視点から被写体を撮影した画像データを取得する画像取得工程と、
前記画像データから、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離を算出する相対被写体距離算出工程と、
前記相対被写体距離を含む相対被写体距離情報と前記画像データとを格納するための記録用画像ファイルを生成する記録用画像ファイル生成工程と、
前記記録用画像ファイルを記録する記録工程と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成工程と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成工程と、
前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 複数の視点から被写体を撮影した画像データと、前記被写体と前記被写体を撮影した撮影装置との間の距離の変化を示す相対被写体距離情報とが格納された記録用画像ファイルを取得する画像取得工程と、
前記記録用画像ファイルを記録する記録工程と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データを用いて3次元表示用画像を生成する3次元表示用画像生成工程と、
前記記録用画像ファイルに格納された複数視点の画像データのうちの1枚と前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成する簡易3次元表示用画像生成工程と、
前記表示手段を用いて3次元表示を行う際に、前記3次元表示用画像の生成が終了するまでの間、前記簡易3次元表示用画像を前記表示手段に表示させ、前記3次元表示用画像の生成が終了し次第、該3次元表示用画像を前記表示手段に表示させる表示制御工程と、
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 前記記録用画像ファイル生成工程において、前記複数視点の画像データから代表画像データを選択して前記記録用画像ファイルに格納し、
前記簡易3次元表示用画像生成工程において、前記代表画像データと前記相対被写体距離情報とを用いて簡易3次元表示用画像を生成することを特徴とする請求項5又は6記載の画像処理方法。
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