JP2009033392A - パノラマ画像生成装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 撮像手段によって取得された入力画像の輝度画像を作成する輝度画像生成手段と、輝度画像の動きを計算するための基準画像を保存する手段と、新たに取得された入力画像の輝度画像と基準画像間の動きデータを算出する動きデータ演算手段と、算出された動きデータを用いて入力画像を重ね合わせてパノラマ画像を合成する画像合成手段と、新たに取得された入力画像の輝度画像と基準画像との動きデータに基づいて、当該画像間のずれが所定値以上か否かを判定し、所定値以上の場合は、当該輝度画像を新たな基準画像として設定する基準画像設定手段とを備える。
【選択図】 図1
Description
前記動きデータ演算手段は、前記比較画像の特徴点に基づいて、前記比較画像の前記相対絶対動きデータを算出することを特徴とする。
入力画像データ保存手段51に保存されている入力画像データは、幅w, 高さh としたときw×h 個の格子を持ち、各格子に画素値(例えばRGB, YCbCr)の値を持つデータである。
まず、撮像手段11によって取得された画像データは、画像データ入力手段31によって、入力画像データ保存手段51に保存される。この入力画像データは、入力画像データは、幅w, 高さh としたときw×h 個の格子を持ち、各格子に画素値(例えばRGB, YCbCr)の値を持つデータである。
次に、輝度画像生成手段32を起動して、入力画像データ保存手段51に保存されている入力画像をもとに必要により画素を一定の間隔で間引き、間引いた画素の平均をとって縮小し、動きデータを検出するための元となる輝度画像を作成する。元画像のサイズ等によっては、縮小処理は行われず、輝度画像への変換のみが行われる。作成された輝度画像は、輝度画像データ保存手段52に保存される。
次に、この輝度画像は、多重解像度画像生成手段33によって、フィルタ処理されて低解像度の画像が作成され多重解像度画像データ保存手段53に保存される。
画像特徴点抽出手段39は、輝度画像のエッジやコーナの強さによって画像特徴点を抽出する。なお、画像特徴点がある位置に生成されると、その近傍に別の画像特徴点は生成されないようにすると良い。これは画像中のある位置の動きデータは、その近傍の動きデータとほぼ同じ値を持つことが予想され、また画像全体の動きを検出するためには、全体にまんべんなく画像特徴点を分布させるのが良いからである。特徴点抽出処理は多重解像度画像のうちブロックマッチング処理を行う解像度の画像についてのみ行われる。また、後述の動きデータ演算処理終了後に破棄される。
動きデータ演算手段36は、輝度画像データ保存手段53に保存されている輝度画像のうち、基準画像と比較画像と一または二以上の登録輝度画像を用いて、次の手順に従って動きデータを計算する。なお、比較画像は、撮像手段11によって新たに取得した入力画像の輝度画像であり、基準画像は、比較画像の動きを演算する基準となる画像である。基準画像は、最初に取得した輝度画像がまず基準画像として設定され、以降は先の基準画像に対してずれ量が所定値以上になったときに新たな基準画像として設定される。
<ステップS1>まず、輝度画像である比較画像と基準画像の粗解像度(最低解像度)の画像データを用いて全範囲マッチングまたはブロックマッチングを行い、2枚の画像間の平行移動量(dx, dy)を求める。
上記ステップS1によって、基準画像と比較画像との間のおおよその動きデータを算出した後、多重解像度データ保存手段53に保存されている登録輝度画像の中で、比較画像と重なりを持つ、一または二以上の登録輝度画像を抽出する。登録輝度画像を効果的に抽出するためには、まず、比較画像と基準画像との動きデータから、比較画像の移動方向がわかるので、その移動方向に対して垂直方向にずれているが、移動方向に対しては重なり度合いの大きいような登録輝度画像を抽出するようにすると良い。例えば、図3(A)で入力画像がx方向に動いている場合、yが画像サイズ(図中「b」)の1/8〜5/8程度、xが画像幅(図中「a」)の1/4以下の登録画像を抽出する。
次に、上記処理によって求めた絶対動きデータをもとに画像のスティッチング処理を実行し、画像を合成して、パノラマ画像(パノラマキャンパス)を作成する。画像合成処理によって、最新の入力画像を含めたパノラマ画像を作成した時点で、その入力画像を削除する。
基準画像設定手段34は、まず、最初に取り込んだ入力画像の輝度画像を基準画像として設定し、次に取り込んだ入力画像の輝度画像を比較画像とし、動きデータ演算手段36によって動きデータの計算を実行する。また、最初の基準画像をもとにパノラマ画像作成のための基準位置として、以降の動きデータは、この基準位置からの動きデータ(絶対動きデータ)に換算してスティッチング処理を実行する。
輝度画像登録手段35は、上記の処理によって設定した最初の基準画像を登録輝度画像56として保存する。その後、順次、最後に登録した登録輝度画像に対する基準画像の動きを検出し、所定量以上の動き(ずれ)があったときに、この基準画像およびこの基準画像の絶対動きデータを追加登録する。絶対動きデータは最初に設定した基準位置からの動きデータをあらわし、通常は最初に登録された基準画像からの動きデータとする。
11 撮像手段
12 表示手段
13 演算処理部
14 記憶部
31 画像データ入力手段
32 輝度画像生成手段
33 多重解像度画像生成手段
34 基準画像設定手段
35 輝度画像登録手段
36 動きデータ演算手段
37 画像合成手段
38 合成画像出力手段
39 画像特徴点抽出手段
40 画像特徴点選択手段
51 入力画像データ保存手段
52 輝度画像データ保存手段
53 多重解像度データ保存手段
54 比較画像データ
55 基準画像データ
56 登録輝度画像データ
57 動きデータ保存手段
58 合成画像データ保存手段
59 画像特徴点群データ保存手段
Claims (5)
- 撮像手段によって取得された入力画像の輝度画像を生成する輝度画像生成手段と、
前記輝度画像の動きを計算するための基準となる基準画像および当該基準画像の基準位置からの動きを表す絶対動きデータを保存する基準画像データ保存手段と、
新たに取得された入力画像の輝度画像を比較画像として、基準画像に対する相対動きデータを計算し、基準画像の絶対動きデータをもとに前記比較画像の基準位置からの絶対動きデータを算出する動きデータ演算手段と、
当該算出された絶対動きデータを用いて入力画像を重ね合わせてパノラマ画像を合成する画像合成手段と、
所定の条件に基づいて前記比較画像を新たな基準画像として設定する基準画像設定手段と、
を備えたことを特徴とするパノラマ画像生成装置。 - 入力画像の輝度画像を登録する手段であって、直前に登録された輝度画像と前記比較画像とのずれが所定値以上か否かを判定して、所定値以上の場合は、当該比較画像とその動きデータを登録する輝度画像登録手段を備え、
前記動きデータ演算手段は、前記輝度画像登録手段によって登録されている輝度画像のうち、前記比較画像の移動方向と垂直方向の重なり度合いに基づいて一または二以上の輝度画像を抽出して、前記基準画像と当該抽出された輝度画像とを用いて、前記比較画像の前記相対動きデータを算出することを特徴とする請求項1記載のパノラマ画像生成装置。 - 輝度画像の特徴点を検出する特徴点群検出手段と、
前記検出された特徴点の特徴量および座標データを保存する手段と、を備え、
前記動きデータ演算手段は、前記比較画像の特徴点と前記保存されている特徴点に基づいて、前記比較画像の前記相対動きデータを算出することを特徴とする請求項1記載のパノラマ画像生成装置。 - 前記画像合成手段は、合成する入力画像を複数のブロックないし画素単位に分割し、該ブロックあるいは画素の入力画像中の位置、かつ/または、入力画像に対応する絶対動きデータの変化によって合成比率を変えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載のパノラマ画像生成装置。
- 撮像手段によって取得された入力画像を用いてパノラマ画像を生成するプログラムであって、
前記入力画像の輝度画像を作成する処理と、
輝度画像間の動きを計算するための基準となる基準画像および当該基準画像の基準位置からの動きを表す絶対動きデータを保存する処理と、
新たに取得された入力画像の輝度画像を比較画像として、基準画像に対する相対動きデータを演算し、基準画像の絶対動きデータをもとに前記比較画像の基準位置からの絶対動きデータを演算する動きデータ演算処理と、
前記動きデータ演算処理によって算出された比較画像の絶対動きデータを用いて入力画像を重ね合わせてパノラマ画像を合成する画像合成処理と、
所定の条件に基づいて前記比較画像を新たな基準画像として設定する基準画像更新処理と、
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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