JP2009055318A - Stereo image photographing method, stereo image photographing system, and stereo image photographing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つのカメラを用いてステレオ画像を撮影するステレオ画像撮影方法、ステレオ画像撮影システム及びステレオ画像撮影プログラムに関する。 The present invention relates to a stereo image capturing method, a stereo image capturing system, and a stereo image capturing program for capturing a stereo image using one camera.
一般に、画像中から人間を検出して、画像中の人間を追跡し、人間の位置や人数を計測して画像処理を行なうことが行なわれている。画像中から人間を検出する場合、従来、背景差分を計算したりフレーム間差分を計算したりする方法が用いられている。しかし、これらの方法を用いると、影や外光等の影響を受けやすい。そのため、これら外乱の影響を受けずに、画像中の人間を検出できる検出方法が求められている。そこで、現在では、天井に設置したカメラから床方向をステレオ撮影して高さ画像を求め、人間を検出する方法が用いられている。 In general, it is performed to detect a person from an image, track the person in the image, measure the position and the number of persons, and perform image processing. In the case of detecting a human from an image, conventionally, a method of calculating a background difference or an inter-frame difference is used. However, when these methods are used, they are easily affected by shadows, external light, and the like. Therefore, there is a need for a detection method that can detect a person in an image without being affected by these disturbances. Therefore, at present, a method of detecting a person by stereo shooting the floor direction from a camera installed on a ceiling to obtain a height image is used.
なお、一般に、天井に設置したカメラから人間を撮影するには、撮影距離が短いため、広角撮影を行なうことが必要である。例えば、天井の高さが2500mmであっても、人間の身長が1800mmである場合には、カメラから人間の頭の位置までの撮影距離は700mmしかない。また、画像中の人間を検出するためのステレオ撮影技術として、通常、天井から床方向を、2台の広角カメラを用いて撮影する方法が用いられている。 In general, in order to photograph a human from a camera installed on the ceiling, it is necessary to perform wide-angle photographing because the photographing distance is short. For example, even if the height of the ceiling is 2500 mm, when the human height is 1800 mm, the shooting distance from the camera to the position of the human head is only 700 mm. In addition, as a stereo imaging technique for detecting a person in an image, a method of capturing an image from the ceiling to the floor using two wide-angle cameras is usually used.
また、例えば、特許文献1には、複数カメラで構成されるステレオカメラの他の応用技術として、ブルーミング領域においても、ステレオ法による画像処理によって正確な距離測定を行なうことができるステレオ画像処理装置が記載されている。
Further, for example,
ステレオ画像を撮影する場合、2台のカメラで同時に撮影しなければならないので、主カメラとは別に外部同期カメラが必要となる。しかし、監視カメラにおいて入手容易で安価ものは外部同期を持たないので、ステレオ画像撮影を行なうためには、高価なカメラを使用しなければならない。 When taking a stereo image, since two cameras must be taken simultaneously, an external synchronization camera is required separately from the main camera. However, since an inexpensive camera that is easily available and does not have external synchronization, an expensive camera must be used to shoot a stereo image.
また、ステレオ画像を撮影する場合、画像処理系の装置も、画像入力する入力部から画像を記憶するメモリに至るまで2系統の構成要素が必要となる。そのため、従来の背景差分等を用いた単眼システムと比較すると高価になってしまう。 When a stereo image is taken, the image processing apparatus also requires two components from the input unit for inputting an image to the memory for storing the image. Therefore, it becomes expensive compared with a monocular system using a conventional background difference or the like.
また、複数の鏡を使用して、1台のカメラを用いて左右ステレオ画像を1枚の画像に構成する技術が存在するが、広角撮影用ではない。この技術を広角撮影に適用することも考えられるが、現実には鏡自体によってケラレが発生するため利用できない。 In addition, there is a technique that uses a plurality of mirrors to form a left and right stereo image into one image using a single camera, but it is not for wide-angle shooting. Although it is conceivable to apply this technique to wide-angle imaging, it cannot be used because vignetting occurs in reality.
例えば、図9に示すように、複数の鏡(本例では4枚の鏡)を用いることによって、1台の実カメラ910を用いるだけで、恰も2台のカメラ911,912を用いてステレオ画像を撮影することが考えられる。この場合、実カメラ910によって撮影される画像の一部は鏡1で反射され、さらに鏡2で反射されて、カメラ910の左半分の画面内で撮影される。また、実カメラ910によって撮影される画像の他の一部は鏡3で反射され、さらに鏡4で反射されて、カメラ910の右半分の画面内で撮影される。そのようにすることによって、画像中の左半分の画像と右半分の画像とにより、ステレオ画像を撮影することができる。しかし、この場合、カメラのレンズが広角になるにつれて、鏡のサイズを大きくしなければならなくなるためケラレが発生する。そのため、広角撮影を行なうことはできない。
For example, as shown in FIG. 9, by using a plurality of mirrors (four mirrors in this example), only one real camera 910 is used, and the two
そこで、本発明は、ケラレの影響を受けることなく、鏡を1枚を用いて広角撮影可能なステレオ画像撮影方法、ステレオ画像撮影システム、及びステレオ画像撮影プログラムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a stereo image capturing method, a stereo image capturing system, and a stereo image capturing program capable of performing wide-angle capturing using a single mirror without being affected by vignetting.
本発明によるステレオ画像撮影方法は、撮影手段が配置されている平面に対して直角に鏡を配置して(例えば、鏡を壁際や出入り口に配置して)広角撮影を行なうことによってステレオ画像を撮影するステレオ画像撮影方法であって、撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態の画像を撮影するステップと、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転ステップとを含むことを特徴とする。 The stereo image photographing method according to the present invention photographs a stereo image by performing a wide-angle photographing by arranging a mirror at a right angle to the plane on which the photographing means is disposed (for example, by placing a mirror at the wall or at the entrance / exit). A stereo image capturing method, wherein the image capturing means captures an image in which half of the image is inverted with respect to the other half of the image, and in the image captured by the image capturing means An image inversion step of inverting any one of the images and outputting a stereo image.
本発明によるステレオ画像撮影システムは、撮影手段が配置されている平面に対して直角に鏡を配置して広角撮影を行なうことによってステレオ画像を撮影するステレオ画像撮影システムであって、撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像を入力する撮影画像入力手段(例えば、部分鏡像反転部220によって実現される)と、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転手段(例えば、アドレス制御部222によって実現される)とを備えたことを特徴とする。 A stereo image capturing system according to the present invention is a stereo image capturing system for capturing a stereo image by performing wide-angle capturing by disposing a mirror at a right angle to a plane on which the capturing unit is disposed. A photographed image input means (for example, realized by the partial mirror image reversing unit 220) for inputting an image photographed in a state in which half of the images are reversed with respect to the other half of the images; An image reversing unit (for example, realized by the address control unit 222) for reversing any half of the captured images and outputting a stereo image is provided.
また、ステレオ画像撮影システムは、撮影画像入力手段が入力した画像を記憶するメモリ(例えば、メモリ221によって実現される)を備え、画像反転手段は、メモリから画像を読み出す際のメモリのアドレス制御を行うことによって、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転するものであってもよい。そのような構成によれば、アドレス制御を行なうことによって、容易に画像を反転することができる。 In addition, the stereo image capturing system includes a memory (for example, realized by the memory 221) that stores an image input by the captured image input unit, and the image inversion unit performs memory address control when the image is read from the memory. By performing this, one half of the image captured by the image capturing means may be reversed. According to such a configuration, an image can be easily inverted by performing address control.
また、ステレオ画像撮影システムにおいて、画像反転手段は、メモリが記憶する画像中のいずれか半分の画像のみを逆のアドレス順に読み出すものであってもよい。 In the stereo image capturing system, the image inverting means may read out only half of the images stored in the memory in the reverse address order.
また、ステレオ画像撮影システムは、画像反転手段が出力するステレオ画像中に含まれる物体を検出する画像検出手段(例えば、ステレオ画像処理部223によって実現される)を備えたものであってもよい。 Further, the stereo image capturing system may include an image detection unit (for example, realized by the stereo image processing unit 223) that detects an object included in the stereo image output by the image inversion unit.
本発明によるステレオ画像撮影プログラムは、撮影手段が配置されている平面に対して直角に鏡を配置して広角撮影を行なうことによってステレオ画像を撮影するためのステレオ画像撮影プログラムであって、コンピュータに、撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像を入力する撮影画像入力処理と、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転処理とを実行させるためのものである。 A stereo image shooting program according to the present invention is a stereo image shooting program for shooting a stereo image by performing a wide-angle shooting by arranging a mirror at a right angle to a plane on which shooting means are arranged. The image capturing means inputs a photographed image input process in which a half image in the image is inverted with respect to the other half of the image, and either half of the image captured by the image capturing means The image inversion processing for inverting the image and outputting a stereo image is executed.
本発明では、1つのカメラを用いてステレオ画像を撮影する場合、左右画像の一方だけに鏡が入ると、一方だけが左右鏡像反転となるため、ステレオ画像にならない。そのため、ステレオ画像処理の前処理として、画像中の左右画像のうちの一方にだけ画像処理による鏡像反転処理を加える。鏡をもう一枚増やすと広角撮影ではケラレの要因になるので、1枚の鏡だけを用いてケラレのない画像処理を実現する。 In the present invention, when a stereo image is captured using one camera, if a mirror enters only one of the left and right images, only one of the left and right images is reversed, so that the stereo image is not formed. Therefore, as a pre-process for stereo image processing, mirror image inversion processing by image processing is added to only one of the left and right images in the image. If another mirror is added, it causes vignetting in wide-angle shooting, so image processing without vignetting is realized using only one mirror.
また、鏡とカメラとの配置を直角とすることで、カメラの画角をほぼ全て利用してステレオ画像を撮影することが可能となる。この場合、画角を大きくとるためには鏡が大きくなり、天井に設置するには邪魔になるのが普通である。本発明では、鏡とカメラとの配置を直角にすることによって、壁面に接して設置可能となり、邪魔にならない形状のカメラユニットを構成することができる。なお、通過人数等の計測の用途に用いる場合には、出入り口での計測を行なうのが普通であり、鏡を壁面に設置することが望ましい。 Further, by arranging the mirror and the camera at a right angle, it is possible to take a stereo image using almost all the angle of view of the camera. In this case, the mirror is usually large in order to increase the angle of view, and it is usually an obstacle to install on the ceiling. In the present invention, by arranging the mirror and the camera at right angles, the camera unit can be installed in contact with the wall surface, and a camera unit having an unobstructed shape can be configured. When used for measuring the number of people passing by or the like, it is common to measure at the entrance and exit, and it is desirable to install a mirror on the wall.
ただし、本発明で取得(撮影)できる画像は、通常のステレオ画像と異なる点がある。通常のステレオ画像では、画像中の左画像及び右画像それぞれの中心に視点がある。この画像を、以下、全ステレオ画像と呼ぶ。本発明のステレオ画像は、左画像及び右画像それぞれの左端に視点がある半ステレオ画像である。このような半ステレオ画像であっても、視点を正しく扱えば、半ステレオ画像からも視差を求め、距離や高さを算出できることができる。 However, an image that can be acquired (captured) in the present invention is different from a normal stereo image. In a normal stereo image, there is a viewpoint at the center of each of the left image and the right image in the image. Hereinafter, this image is referred to as an all stereo image. The stereo image of the present invention is a semi-stereo image having a viewpoint at the left end of each of the left image and the right image. Even in such a semi-stereo image, if the viewpoint is handled correctly, the parallax can be obtained from the semi-stereo image, and the distance and height can be calculated.
本発明によれば、撮影手段が配置されている平面に対して直角に鏡を配置して広角撮影を行なうことによってステレオ画像を撮影する場合に、撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態の画像を撮影する。そして、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転する。 According to the present invention, when a stereo image is captured by disposing a mirror at right angles to the plane on which the image capturing unit is disposed and performing wide-angle image capturing, the image capturing unit displays half of the image. Take an image that is inverted with respect to the other half of the image. Then, any half of the images photographed by the photographing means is inverted.
上記のように構成することによって、画像処理の鏡像反転処理を併用し、鏡を1枚に抑えることでケラレを防ぎ広角ステレオ撮影を実現することができる。さらに、鏡をカメラと直角に配置することで、壁面に接した状態で邪魔にならないように大きな鏡を設置できる。そのため、画角を無駄なくカバーし、コンパクトにカメラユニットを構成することができる。 With the configuration described above, it is possible to realize wide-angle stereo shooting by preventing the vignetting by using the mirror image inversion processing of the image processing together and limiting the number of mirrors to one. Furthermore, by arranging the mirror at right angles to the camera, it is possible to install a large mirror so that it does not get in the way when it is in contact with the wall surface. Therefore, the angle of view can be covered without waste and the camera unit can be configured compactly.
また、上記のように構成することにより、カメラ1台での広角ステレオ撮影を実現可能とすることができる。従来の2カメラ方式に対して、カメラユニットを構成するための構成要素の物量も略半減するので、コストも略半減することができる。また、鏡とカメラとを1つずつ用いればカメラユニットを構成でき、かつカメラに対して鏡が直角に配置されるので、カメラの調整項目も削減することができる。例えば、従来の2カメラ方式では、カメラ間の位置調整や向きの調整に非常に手間がかかったが、本実施の形態によれば、1台のカメラのみ調整すればよい。また、カメラが1台であるため、外部同期が不要であり、安価なカメラを用いてカメラユニットを構成することができる。 Further, with the configuration as described above, wide-angle stereo shooting with one camera can be realized. Compared to the conventional two-camera system, the amount of components for constituting the camera unit is also halved, so that the cost can be halved. Further, if one mirror and one camera are used, a camera unit can be configured, and the mirror is arranged at right angles to the camera, so that the adjustment items of the camera can be reduced. For example, in the conventional two-camera method, it takes a lot of time to adjust the position and orientation between cameras, but according to the present embodiment, only one camera needs to be adjusted. Further, since there is one camera, external synchronization is unnecessary, and a camera unit can be configured using an inexpensive camera.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明によるステレオ画像撮影方法を用いたステレオ画像撮影システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、2500mm(2.5m)の高さの天井にカメラ10を設置し、カメラ10から真下方向に対して約60度の角度でステレオ撮影する場合の例を説明する。また、本実施の形態において、ステレオ画像撮影システムは、例えば、室内の出入り口を通過する人間の通過人数計測等を行う場合に利用できる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a stereo image capturing system using a stereo image capturing method according to the present invention. In the present embodiment, an example will be described in which the
図1に示すように、ステレオ画像撮影システムは、入力部210、表示部211、統括制御部212、部分鏡像反転部220、ステレオ画像処理部223、及び表示制御部224を含む。また、図1に示すように、ステレオ画像撮影システムは、カメラユニット100を用いてステレオ画像の撮影を行う。なお、ステレオ画像撮影システムは、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、または各処理部/制御部を構成する各種回路によって実現される。
As illustrated in FIG. 1, the stereo image capturing system includes an
カメラユニット100は、カメラ10と鏡11とを含む。図2は、カメラユニット100の例を示す説明図である。鏡11は、図2に示すように、室内等の壁面に設置される。また、カメラ10は、図2に示すように、天井に設置され、鏡11に対して直角な向きに配置される。すなわち、カメラ10は、天井から真下方向を撮影できるように配置される。
The
部分鏡像反転部220は、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像をカメラ10から入力する機能を備える。また、部分鏡像反転部220は、カメラ10が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転する機能を備える。また、図1に示すように、部分鏡像反転部220は、メモリ221及びアドレス制御部222を含む。
The partial mirror image reversing unit 220 has a function of inputting from the
メモリ221は、例えば、情報処理装置が搭載するメモリである。メモリ221は、カメラ10が撮影したカメラ画像を記憶する。
The memory 221 is, for example, a memory installed in the information processing apparatus. The memory 221 stores a camera image taken by the
アドレス制御部222は、例えば、アドレス制御機能を備えた回路によって実現される。なお、アドレス制御部222は、例えば、プログラムに従って動作する情報処理装置のCPUによって実現されてもよい。アドレス制御部222は、メモリ221から画像を読み出す際に、メモリ221のアドレスを制御する機能を備える。本実施の形態では、アドレス制御部222は、メモリ221から画像を読み出す際のメモリ221のアドレス制御を行うことによって、カメラ10が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転する。
The
ステレオ画像処理部223は、例えば、画像処理機能を備えた回路によって実現される。なお、ステレオ画像処理部223は、例えば、プログラムに従って動作する情報処理装置のCPUによって実現されてもよい。ステレオ画像処理部223は、所定のステレオ画像処理を実行する機能を備える。例えば、ステレオ画像処理部223は、部分鏡像反転部220からのステレオ画像中に含まれる物体(例えば、人間)を検出し、検出結果を出力する。 The stereo image processing unit 223 is realized by a circuit having an image processing function, for example. Note that the stereo image processing unit 223 may be realized by a CPU of an information processing apparatus that operates according to a program, for example. The stereo image processing unit 223 has a function of executing predetermined stereo image processing. For example, the stereo image processing unit 223 detects an object (for example, a human) included in the stereo image from the partial mirror image inversion unit 220 and outputs the detection result.
表示制御部224は、例えば、プログラムに従って動作する情報処理装置のCPUによって実現される。表示制御部224は、部分鏡像反転部220からのステレオ画像をモニタ等の表示部211に表示させる機能を備える。また、表示制御部224は、ステレオ画像処理部223が実行したステレオ画像処理の処理結果を表示部211に表示させる機能を備える。 The display control unit 224 is realized by a CPU of an information processing device that operates according to a program, for example. The display control unit 224 has a function of displaying a stereo image from the partial mirror image inversion unit 220 on the display unit 211 such as a monitor. The display control unit 224 has a function of causing the display unit 211 to display the processing result of the stereo image processing executed by the stereo image processing unit 223.
統括制御部212は、例えば、プログラムに従って動作する情報処理装置のCPUによって実現される。統括制御部212は、画像撮影を行なう際の各種設定画面を表示部211に表示させる機能を備える。また、統括制御部212は、ユーザの操作に従って、入力部210から各種操作情報を入力する機能を備える。
The
表示部211は、例えば、ディスプレイ装置等の表示装置によって実現される。表示部211は、表示制御部224の指示に従って画像を表示したり、統括制御部212の指示に従って各種設定画面を表示する機能を備える。
The display unit 211 is realized by a display device such as a display device, for example. The display unit 211 has a function of displaying an image according to an instruction from the display control unit 224 or displaying various setting screens according to an instruction from the
入力部210は、例えば、キーボードやマウス等の入力装置によって実現される。入力部210は、ユーザの操作に従って、各種操作情報を入力し、統括制御部212に出力する機能を備える。
The
本実施の形態において、ステレオ画像撮影システムを実現する情報処理装置の記憶装置(図示せず)は、1つのカメラ10を用いてステレオ画像を撮影するための各種プログラムを記憶している。例えば、情報処理装置の記憶装置は、コンピュータに、撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像を入力する撮影画像入力処理と、撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転処理とを実行させるためのステレオ画像撮影プログラムを記憶している。
In the present embodiment, a storage device (not shown) of an information processing apparatus that implements a stereo image capturing system stores various programs for capturing a stereo image using one
なお、上記に示すステレオ画像撮影方法の処理を情報処理装置(例えば、パーソナルコンピュータ)を用いて実現する際に、実際に通過人数の計測の用途等に用いる場合には、上記に示すステレオ画像撮影方法の処理を連続的に行うことにより、人間の追跡を行う。この場合、情報処理装置はリアルタイムに処理を実行することが必須であり、情報処理装置は、1秒あたり15〜30フレームの画像を処理する必要がある。すなわち、一般にNTSC規格において監視カメラの出力信号は1秒あたり約30フレームであることから、人間の追跡を行うためには毎フレーム又は2フレーム毎に1回処理を行う必要があり、1秒あたり15〜30フレームの画像を処理するため、高性能の情報処理装置が必要となる。 When the processing of the stereo image capturing method described above is realized by using an information processing apparatus (for example, a personal computer), the stereo image capturing described above is used when actually used for the purpose of measuring the number of passing people. Human tracking is performed by continuously processing the method. In this case, it is essential for the information processing apparatus to execute processing in real time, and the information processing apparatus needs to process an image of 15 to 30 frames per second. That is, in general, in the NTSC standard, the output signal of the surveillance camera is about 30 frames per second. Therefore, in order to perform human tracking, it is necessary to perform processing once every frame or every two frames. A high-performance information processing apparatus is required to process an image of 15 to 30 frames.
次に、動作について説明する。図3は、カメラ10から真下方向に対して約60度の角度でステレオ撮影する場合の処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態において、カメラ10自体の撮影画角を120度とし、天井から真下方向に対して左右各60度となるようにカメラ10を設置する。
Next, the operation will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of processing in the case of performing stereo shooting at an angle of about 60 degrees from the
カメラ10による画像の撮影を開始すると、カメラ10が撮影する画像中の右半分の画像(すなわち、鏡11が設置されている壁面とは反対側の領域を撮影した画像)は、撮影領域をそのまま撮影した画像が入力される。一方、カメラ10が撮影する画像中の左半分の画像(すなわち、鏡11が設置されている壁面側の領域を撮影した画像)は、鏡11を通して撮影(すなわち、壁面とは反対側の領域を鏡11に映して撮影)することになる。そのため、左半分の画像と右半分の画像とは、相互に画像中の鏡像(例えば、人間)が反転した状態で映った画像となる。
When image capturing by the
上記のようにすることによって、1つのカメラ10を用いるだけで、鏡11を挟んでカメラ10と面対象な位置に仮想的にもう1つのカメラを置いたことと等価となる。そのため、カメラ10と仮想的なもう1つのカメラとの間の見かけ上のカメラ間隔は、鏡とカメラ10との間隔の2倍となり、カメラユニット100を小型化するために効果がある。
By doing as described above, using only one
例えば、鏡11を用いずにステレオ画像や半ステレオ画像(視点が画像中の真ん中ではなく端(例えば左端)となるように撮影されたステレオ画像)撮影するように構成する場合、図4に示すように、2つのカメラを用いてカメラユニットを構成しなければならない。そのため、2つ分のカメラを設定するスペースを確保しなければならず、カメラユニットの規模が大きくなってしまう。
For example, in the case of a configuration in which a stereo image or a semi-stereo image (a stereo image captured so that the viewpoint is not in the middle of the image but at the end (for example, the left end)) is used without using the
これに対して、本実施の形態では、図5に示すように、鏡11を用いてカメラユニット100を構成しているので、1つのカメラ10を用いるだけで、鏡11に対して反対側にもう1つのカメラ10A(仮想カメラ)があるのと同様のステレオ画像を撮影することができる。そのため、1つのカメラ10を用いるだけでステレオ画像を撮影することができ、カメラユニット100の小型化を実現することができる。また、図5に示すように、カメラ10と仮想的なカメラ10Aとの間のカメラ間隔は、カメラ10と鏡11との間の距離dの2倍である2dを確保することができる。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the
左半分の画像を右半分の画像の撮影領域と同じ撮影領域となる限界まで撮影できるようにするためには、壁面に鏡11として床面まで到達するサイズのものをはいちしなければならない。しかし、ステレオ画像撮影システムを出入り口で利用するためには(例えば、出入り口を通過する人間の人数を計測する用途等に用いる場合には)、出入り口の部分には鏡11を設置できないので、鏡11の大きさが制限されてしまう。この場合、図6に示すように、出入り口の高さが2000mmであるとすると、天井までの高さが2500mmであるので、長さが500mmである鏡11を壁面に設置することになる。
In order to be able to photograph the left half image up to the limit where the photographing area is the same as the photographing area of the right half image, the
なお、鏡11は、出入り口を通過する人間を検出する用途では細かな精度を要求しないので、特に表面鏡でなくてもよい。また、安全性を考慮して鏡11としてアクリルミラーを使用してもよい。ただし、ステレオ画像が得られるようにするためには、表面の湾曲が少ない鏡を用いなければならない。
Note that the
部分鏡像反転部220は、カメラ10が撮影したカメラ画像を入力すると(ステップS401)、まず、図7に示すように、カメラ10から鏡11までの距離をdとして、式(1)を用いて有効画角を算出する(ステップS402)。
When the partial mirror image reversing unit 220 inputs a camera image taken by the camera 10 (step S401), first, as shown in FIG. 7, the distance from the
左半画角有効画角=60度−ATAN(d[mm]/500[mm]) 式(1) Left half angle of view effective angle of view = 60 degrees−ATAN (d [mm] / 500 [mm]) Formula (1)
例えば、ステップS402において、ステレオ画像処理部223は、d=25mmとすると、左半分の画像の有効画角を式(2)のように求める。 For example, in step S402, when d = 25 mm, the stereo image processing unit 223 obtains the effective field angle of the left half image as shown in Expression (2).
左半画像有効画角=60度−ATAN(25[mm]/500[mm])
≒57度 式(2)
Left half image effective angle of view = 60 degrees-ATAN (25 [mm] / 500 [mm])
≒ 57 degrees Formula (2)
また、この場合、カメラ10とカメラ10Aとの間の見かけ上のカメラ間隔は、dの2倍であるので50mmとなる。
Further, in this case, the apparent camera interval between the
なお、当然のことではあるが、カメラ10は、カメラ10の端から中心までが25mm以下のサイズのものでなければ、天井に配置することができない。例えば、カメラ10として38mm角のボードカメラを用いれば、端からカメラ中心までの距離が19mmであるので問題なく配置できる。
As a matter of course, the
カメラ10が撮影する画像は、左半分の画像が右半分の画像に対して反転された画像である。部分鏡像反転処理部220は、次に、入力したカメラ画像の左半分の画像を反転し、左半分の画像と右半分の画像とで方向の揃ったステレオ画像を出力する(ステップS403)。
The image captured by the
また、部分鏡像反転処理部220は、入力したカメラ画像をそのままメモリ221に取り込み、カメラ画像をメモリ221に記憶させる(ステップS404)。 The partial mirror image inversion processing unit 220 captures the input camera image as it is in the memory 221 and stores the camera image in the memory 221 (step S404).
また、部分鏡像反転部220のアドレス制御部222は、カメラ画像をメモリ221から読み出す時に、左半分の画像のみ逆のアドレス順に読み出すように、メモリ221のアドレスを制御する(ステップS405)。
In addition, when reading the camera image from the memory 221, the
具体的には、アドレス制御部222は、ライン640ドットに対して、左半分の画像を読み出す際には319から0までのダウンカウントで読み出しアドレスを与えるようにアドレス制御する。また、アドレス制御部222は、右半分の画像を読み出す際には320から639までのアップカウントで読み出しアドレスを与えるようにアドレス制御する。
Specifically, the
次に、ステレオ画像処理部223は、部分鏡像反転部220からのステレオ画像に基づいて、所定のステレオ画像処理を実行する(ステップS406)。例えば、ステレオ画像中から人間を検出する場合には、ステレオ画像処理部223は、ほぼ人間の肩の高さである1500mmの高さにある物体を検出できる範囲をステレオ画像の有効長として、画像中から人間を検出する処理を行う。この場合、ステレオ画像処理部223は、壁面に対して60度の画角がある場合には、式(3)で示される範囲にある高さ1500mmの物体(例えば、人間)を検出できる。 Next, the stereo image processing unit 223 performs predetermined stereo image processing based on the stereo image from the partial mirror image inversion unit 220 (step S406). For example, when detecting a human being from a stereo image, the stereo image processing unit 223 sets the range in which an object at a height of 1500 mm, which is almost the height of a human shoulder, as an effective length of the stereo image. Performs processing to detect humans from inside. In this case, the stereo image processing unit 223 can detect an object (for example, a human being) having a height of 1500 mm within the range represented by Expression (3) when there is an angle of view of 60 degrees with respect to the wall surface.
(2500[mm]−1500[mm])×TAN60度=1732[mm] 式(3) (2500 [mm] -1500 [mm]) × TAN 60 degrees = 1732 [mm] Formula (3)
また、壁面に対して垂直画角90度(=120度×3/4)である場合には、撮影画像をそのまま利用できるので、ステレオ画像処理部223は、式(4)で示される範囲にある高さ1500mmの物体を検出できる。
(2500[mm]−1500[mm])×TAN(90度/2)=2000[mm]
式(4)
In addition, when the vertical angle of view is 90 degrees (= 120 degrees × 3/4) with respect to the wall surface, the captured image can be used as it is, so that the stereo image processing unit 223 is within the range represented by the equation (4). An object with a height of 1500 mm can be detected.
(2500 [mm] -1500 [mm]) × TAN (90 degrees / 2) = 2000 [mm]
Formula (4)
つまり、ステレオ画像処理部223は、図8に示すように、壁からおよそ幅2.0m×長さ1.7mの大きさの矩形領域内にいる人間を検出することが可能である。 That is, as shown in FIG. 8, the stereo image processing unit 223 can detect a person who is in a rectangular area having a size of approximately 2.0 m wide by 1.7 m long from the wall.
そして、表示制御部224は、部分鏡像反転部220からのステレオ画像や、ステレオ画像処理部223が実行したステレオ画像処理の処理結果を、モニタ等の表示部211に表示させる(ステップS407)。例えば、表示制御部224は、ステレオ画像処理の処理結果として、画像中に含まれる出入り口を所定時間以内に通過した人間の人数を表示部211に表示させる。 Then, the display control unit 224 causes the display unit 211 such as a monitor to display the stereo image from the partial mirror image inversion unit 220 and the processing result of the stereo image processing executed by the stereo image processing unit 223 (step S407). For example, the display control unit 224 causes the display unit 211 to display the number of people who have passed through an entrance included in the image within a predetermined time as a processing result of the stereo image processing.
以上のように、本実施の形態によれば、カメラ10が配置されている平面に対して直角に鏡11を配置して広角撮影を行なうことによってステレオ画像を撮影する。この場合に、カメラ10が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態の画像を撮影する。また、部分鏡像反転部220が、カメラ10が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転する。
As described above, according to the present embodiment, a stereo image is shot by performing wide-angle shooting by arranging the
上記のように構成することによって、画像処理の鏡像反転処理を併用し、鏡11を1枚に抑えることでケラレを防ぎ広角ステレオ撮影を実現することができる。さらに、鏡11をカメラ10と直角に配置することで、壁面に接した状態で邪魔にならないように大きな鏡を設置できる。そのため、画角を無駄なくカバーし、コンパクトにカメラユニット100を構成することができる。
By configuring as described above, it is possible to realize wide-angle stereo shooting by preventing the vignetting by combining the mirror image reversal processing of the image processing and suppressing the
また、本実施の形態によれば、上記のように構成することにより、カメラ1台での広角ステレオ撮影を実現可能とすることができる。本実施の形態によれば、従来の2カメラ方式に対して、カメラユニットを構成するための構成要素の物量も略半減するので、コストも略半減することができる。また、鏡11とカメラ10とを1つずつ用いればカメラユニット100を構成でき、かつカメラ10に対して鏡11が直角に配置されるので、カメラ10の調整項目も削減することができる。例えば、従来の2カメラ方式では、カメラ間の位置調整や向きの調整に非常に手間がかかったが、本実施の形態によれば、1台のカメラ10のみ調整すればよい。また、カメラが1台であるため、外部同期が不要であり、安価なカメラを用いてカメラユニットを構成することができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to realize wide-angle stereo shooting with one camera by configuring as described above. According to the present embodiment, the amount of components for constituting the camera unit is substantially halved with respect to the conventional two-camera system, so that the cost can be substantially halved. In addition, if one
本発明は、室内の出入り口を通過する人間の通過人数計測を行うシステム等の用途に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to uses such as a system for measuring the number of people passing through a doorway in a room.
10 カメラ
11 鏡
100 カメラユニット
210 入力部
211 表示部
212 統括制御部
220 微分鏡像反転部
221 メモリ
222 アドレス制御部
223 ステレオ画像処理部
224 表示制御部
10
Claims (6)
前記撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態の画像を撮影するステップと、
前記撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転ステップとを含む
ことを特徴とするステレオ画像撮影方法。 A stereo image photographing method for photographing a stereo image by performing wide-angle photographing by arranging a mirror at a right angle to a plane on which photographing means is disposed,
A step of photographing the image in a state in which half of the image is inverted with respect to the other half of the image;
An image inversion step of inverting any half of the images captured by the imaging means and outputting a stereo image.
前記撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像を入力する撮影画像入力手段と、
前記撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転手段とを
備えたことを特徴とするステレオ画像撮影システム。 A stereo image photographing system for photographing a stereo image by performing a wide-angle photographing by arranging a mirror at a right angle to a plane on which photographing means is disposed,
The photographing means inputs a photographed image input means for inputting an image photographed in a state where a half image in the image is inverted with respect to the other half image in the image;
A stereo image photographing system comprising: an image reversing unit that inverts any half of the images photographed by the photographing unit and outputs a stereo image.
画像反転手段は、前記メモリから画像を読み出す際の前記メモリのアドレス制御を行うことによって、前記撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転する
請求項2記載のステレオ画像撮影システム。 A memory for storing an image input by the photographed image input means;
The stereo image photographing system according to claim 2, wherein the image reversing unit performs address control of the memory when the image is read from the memory, thereby reversing any half of the images photographed by the photographing unit.
コンピュータに、
前記撮影手段が、画像中の半分の画像が画像中の他の半分の画像に対して反転した状態で撮影した画像を入力する撮影画像入力処理と、
前記撮影手段が撮影した画像中のいずれか半分の画像を反転してステレオ画像を出力する画像反転処理とを
実行させるためのステレオ画像撮影プログラム。 A stereo image shooting program for shooting a stereo image by performing a wide-angle shooting by arranging a mirror at a right angle to a plane on which shooting means are arranged,
On the computer,
A shooting image input process in which the shooting means inputs an image shot in a state in which half of the image is inverted with respect to the other half of the image;
A stereo image photographing program for executing image reversal processing for reversing any half of the images photographed by the photographing means and outputting a stereo image.
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JP2007219851A JP2009055318A (en) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | Stereo image photographing method, stereo image photographing system, and stereo image photographing program |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009145654A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Saxa Inc | Stereoscopic image forming apparatus |
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-
2007
- 2007-08-27 JP JP2007219851A patent/JP2009055318A/en active Pending
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