JP2009300501A - 撮像装置および地図媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 大容量の記憶部を有さずに、印刷物より、ナビゲーション等に使用可能な地図を取り込むことのできる撮像装置、およびこれに適した地図媒体を提供する。
【解決手段】 ＱＲコードを一緒に印刷した地図を撮影装置によって撮像することにより画像データを生成し（Ｓ１０１）、ＱＲコードを探索し（Ｓ１０３）、ＱＲコードを発見すると（Ｓ１０５）、ＱＲコードを利用して歪量を求め（Ｓ１３１）、射影変換することにより歪のない地図データを得る（Ｓ１３３）。また、ＱＲコードから緯度・経度情報を求め、また、地図の中心座標や縮尺を求めて、地図画像に付加する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、撮像装置および地図媒体に関し、詳しくは、２次元コードが印刷された地図を取り込む撮像装置およびこれに適した地図媒体に関する。

近年、ＱＲコード等の２次元コードの利用が進んできている。例えば、特許文献１には、タイルの表面にタイルの位置する場所を示す２次元コードを形成し、この２次元コードを読み取ることにより、位置情報が得られるタイルおよび位置情報システムが開示されている。この位置情報システムの応用として、携帯電話のカメラによって２次元コード付きのタイルを撮影し、この読み取った２次元コードから位置情報を得て、内蔵の地図データベースを用いて、地図上における現在位置等の表示を可能としている。
特開２００５−３６５８７号公報

カメラで２次元コードを読み取るにあたって、２次元コードの画像を歪なく検出することができるとは限らず、正確な値を検出することがないおそれがある。そこで、特許文献２には、２次元コードの画像をアフィン変換し、この変換された画像を用いて正確な２次元コードの値を求めるようにした２次元コード読み取り装置が開示されている。また、特許文献３には、２次元コードの特徴を検出できた場合に、２次元コードを正確に認識するようにした２次元コードの検出装置が開示されている。
特開２００４−５４５２９号公報 特開２００７−９４５８４号公報

前述の特許文献１に記載の位置情報システムでは、地図データベースを記憶するために大容量のメモリが必要となる。そこで、２次元コードを読み取るためのカメラで印刷物となっている地図を撮影し、その画像を表示することが考えられるが、この場合地図が歪んでしまい、表示するには、不適切である。また、地図上で位置等を表示するためには、地図上の緯度や経度等の位置情報が必要となる。特許文献２および特許文献３には、２次元コードの歪を除去し、正確に２次元コードを読み取る技術は開示されているが、地図の歪みをなくし、また、緯度や経度等の情報を正確に読み取ることまでは記載されていない。すなわち、大容量の記憶部を有さずに、印刷物より、ナビゲーション等に使用可能な地図を取り込むことはできない。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、大容量の記憶部を有さずに、印刷物より、ナビゲーション等に使用可能な地図を取り込むことのできる撮像装置、およびこれに適した地図媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像装置は、地図と、該地図の４隅に埋め込まれそれぞれが緯度・経度情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、上記得られた画像データから４つの２次元コードを探索する探索手段と、上記探索された４つの２次元コードをそれぞれでコードして、上記緯度・経度情報を得るデコード手段と、上記探索して得られた４つの２次元コードの画像データにおけるそれぞれの中心位置座標を算出する中心位置算出手段と、上記算出された中心位置座標を用いて、上記画像データの歪量を演算する歪量演算手段と、上記得られた歪量に基づいて、上記得られた画像データを射影変換する射影変換手段と、上記各２次元コードの緯度・経度情報と中心位置座標とから、地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を演算する演算手段と、上記地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を、射影変換後の地図とともに地図データとして保存する保存手段と、を備える。

第２の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記撮像して得られた画像データから地図のみを切り出す切り出し手段をさらに有し、上記射影変換は、上記切り出し手段により切り出された地図に対してなされる。
また、第３の発明に係わる撮像装置は、上記第１または第２の発明において、上記射影変換は、アフィン変換である。

第４の発明に係わる撮像装置は、地図と、該地図上または地図の周辺に埋め込まれ緯度・経度情報および縮尺情報を有する１つの２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、上記得られた画像データから上記２次元コードを探索する探索手段と、上記探索して得られた２次元コードをデコードして、上記緯度・経度情報および縮尺情報を得るデコード手段と、上記得られた２次元コードの画像データにおける大きさを算出する幅算出手段と、上記得られた縮尺情報と上記算出された２次元コードの大きさから地図の縮尺を演算する縮尺演算手段と、上記探索して得られた２次元コードの３個の一検出用パターンの画像データにおけるそれぞれの中心位置座標を算出する中心位置算出手段と、上記算出された中心位置座標を用いて上記得られた２次元コードの歪量を演算してアフィン変換係数を算出する係数演算手段と、上記算出されたアフィン変換係数に基づいて、上記得られた画像データに対してアフィン変換を行うアフィン変換手段と、上記得られた２次元コードの緯度・経度情報と、画像データにおける中心位置とから、地図の中心位置の緯度・経度情報を演算する演算手段と、上記地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を、アフィン変換後の画像データとともに地図データとして保存する保存手段と、を備える。

第５の発明に係わる撮像装置は、地図と、該地図の隅に配置され情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、上記得られた画像データから２次元コードを探索する探索手段と、上記探索された２次元コードを用いて、上記画像データの歪量を演算する歪量演算手段と、上記得られた歪量に基づいて、上記得られた画像データを射影変換する射影変換手段と、を備える。

第６の発明に係わる撮像装置は、上記第５の発明において、上記２次元コードは、１つまたは複数配置されている。
第７の発明に係わる撮像装置は、上記第５の発明において、上記２次元コードには、緯度・経度情報が記録されており、上記撮像装置は上記緯度・経度情報を復号化し、この復号化された緯度・経度情報を上記画像データと共に保存する。
第８の発明に係わる撮像装置は、上記第５の発明において、上記撮像装置は、上記２次元コードに基づいて上記地図の中心位置を求め、この中心位置と上記画像データと共に保存する。
第９の発明に係わる撮像装置は、上記第５の発明において、上記撮像装置は、上記地図の縮尺を求め、上記画像データと共に保存する。

第１０の発明に係わる撮像装置は、地図と、該地図の隅に配置され、緯度経度情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、上記得られた画像データから２次元コードを探索する探索手段と、上記探索された２次元コードを用いて、上記緯度経度情報を復号化する復号化手段と、上記地図の画像データに上記得られた緯度・経度情報を付加して地図データを生成する地図データ生成手段と、を備える。

第１１の発明に係わる地図媒体は、地図部分と、該地図部分の周囲に配置され、緯度・経度情報を記録した１つまたは複数の２次元コードと、が印刷されている。
第１２の発明に係わる地図媒体は、上記第１１の発明において、上記２次元コードには、さらに２次元コードの大きさに関する情報を記録している。

本発明によれば、大容量の記憶部を有さずに、印刷物より、ナビゲーション等に使用可能な地図を取り込むことのできる撮像装置および地図媒体を提供することができる。

以下、図面に従って本発明を適用した撮像装置を用いて好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係わる撮像装置１の外観斜視図であり、この撮像装置はデジタルカメラである。撮像装置１の正面のほぼ中央には、レンズ鏡筒が配置され、このレンズ鏡筒の内部には撮影光学系１１が配置されている。この撮影光学系１１の光軸上には被写体像を画像信号に変換するための撮像素子１２が配置されている。この撮像素子１２としては、ＣＣＤ（Charge
Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の２次元撮像素子が用いられる。

撮像装置１の本体の上面には、撮影スイッチ４が配置されており、この撮影スイッチ４が半押しされると撮影装置１は撮影準備状態となり、全押し操作されると、撮影装置１は撮影動作を実行する。

撮像装置１の背面には、液晶モニタ等によって構成される表示モニタ５が配置されている。この表示モニタ５は、撮影準備状態では、撮像素子１２によって取得された被写体像を表示する所謂ライブビュー表示を行い、また、撮影動作の終了後における再生時には、後述する着脱メモリ９に記録された被写体像の再生表示を行う。また、撮像装置１における撮影モードやシャッタ速度等の撮影情報の表示も行う。

撮像装置の側面には、着脱メモリ９を装填するためのカードインターフェース９ａが設けられている。この着脱メモリ９は、撮影動作時に、撮像素子１２によって取得された画像信号に基づく画像データを記録するための携帯型記憶媒体である。またカードインターフェース９ａは、着脱メモリ９の装填時に、画像データを着脱メモリ９に記録するためのインターフェースである。

次に、本実施形態における撮像装置１の電気的構成について、図２に示すブロック図を用いて説明する。撮影光学系１１によって結像された被写体像を光電変換する撮像素子１２の出力は撮像回路１３に接続されている。この撮像回路１３は撮像素子１２から画像信号を読出し、ＡＤ変換等を行う。この撮像回路１３の出力は、画像処理回路１４に接続されている。

画像処理回路１４は、撮像回路１３から入力した画像信号に対して、デジタル的増幅（デジタルゲイン調整処理）、色補正、ガンマ（γ）補正、コントラスト補正、ライブビュー表示用画像生成等の各種の画像処理を行なう。また、アフィン変換等の変換により印刷物の地図等の画像の歪を除去する画像処理も行う。さらに、画像データをＪＰＥＧやＴＩＦＦ等の圧縮方式で圧縮し、また、圧縮画像データを伸張する。なお、画像圧縮はＪＰＥＧやＴＩＦＦに限らず、他の圧縮方式も適用できる。

画像処理回路１４はバス１５に接続されている。バス１５には、システムコントローラ１６、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）１９、メモリＩ／Ｆ（Interface）２０、ビデオエンコーダ２２がそれぞれ接続されている。システムコントローラ１６はＣＰＵ（Central Processing Unit）等を含み、これに接続しているフラッシュメモリ１７に記憶されている制御プログラムに従って撮像装置１の全体制御を行う。なお、フラッシュメモリ１７は電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。

システムコントローラ１６は、操作部１８、レンズ駆動部２６、ストロボ発光部２７、および電源部２８が接続している。操作部１８は、撮影スイッチ４等の種々の操作部材であり、これらの操作部材の動作状態を検出し、システムコントローラ１６に伝達する。レンズ駆動部２６は、システムコントローラ１６からの制御信号に従って撮影光学系１１の焦点調節や焦点距離調節を行う。ストロボ発光部２７は、被写体に向けて補助光を照射する。電源部２８は、撮像装置１の全体に電源を供給する。

ＳＤＲＡＭ１９は、撮像素子１２からの出力に基づく画像データを一時的に記憶する揮発性の書き換え可能なメモリである。メモリＩ／Ｆ２０は、着脱メモリ９に画像データを記録するためのインターフェースである。

ビデオエンコーダ２２は、着脱メモリ９やＳＤＲＡＭ１９に記憶された画像データを表示モニタ５に表示するためのエンコーダである。ビデオエンコーダ２２の出力は、ビデオアウト２５と表示ドライバ２３に接続されており、ビデオアウト２５から外部の表示装置にビデオ信号を出力する。また表示ドライバ２３は、ビデオエンコーダ２２から入力したビデオ信号に基づいて表示モニタ５内の液晶モニタを駆動する。

次に、本実施形態における動作についてフローチャートを用いて説明するが、その前に、撮像装置１で撮像する印刷物である地図について説明する。図３は、本実施形態で撮像する地図５０を示し、この地図５０の４隅に隣接してＱＲコード５１〜５４が配置されている。

それぞれのＱＲコード５１〜５４には、地図５０の４隅における緯度および経度情報を示している。例えば、地図５０の左上に配置されたＱＲコード５１は、図４に示すように、左上に切り出しシンボル５１ａ、右上に切り出しシンボル５１ｂ、左下に切り出しシンボル５１ｃが配置されており、これらの切り出しシンボル５１ａ〜５１ｃを検出し、これらの切り出しシンボル５１ａ〜５１ｃの間のデータセル領域に情報が記録されている。

本実施形態においては、このデータセル領域に、地図５０の４隅における緯度および経度情報を記録している。図４の例では、データセル領域に、「Ｅ１３８．０００、Ｎ３６．２００」が記録されており、これは地図５０の左上隅の位置が、東経１３０．０００度、北緯３６．２００度であることを示している。

図３に示す地図５０を、撮像装置１によって撮像し、画像を取り込むと、この場合、真正面から撮影しない等、種々の状況により、図５に示すように、歪んだ画像が取り込まれる。このため、本実施形態においては、４隅に配置されたＱＲコードを利用して、画像の歪量を求め、この歪量に基づいてアフィン変換を行い、図３に示すような歪のない画像に戻している。

歪のない画像に変換すると、次に、４隅に配置されたＱＲコードの位置と、それぞれの座標データを用いて地図５０の中心座標を求め、また縮尺を演算している。これらの一連の処理が終わると、地図データを着脱メモリ９に保存し、必要に応じて、表示モニタ５に、またビデオアウト２５を介して外部表示装置に、地図を表示することができる。

次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態の動作を説明する。図６に示すフローをスタートすると、まず、ＱＲコード５１〜５４と地図５０を一緒に撮影する（Ｓ１０１）。これは撮像素子１２によって撮影画像を取得し、この画像データを一旦ＳＤＲＡＭ１９に一時的に格納する。

続いて、撮影画像の左上から中心向けてＱＲコードを探索する（Ｓ１０３）。ＱＲコードは、２次元コードの３コーナーに切り出しシンボル（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）が配置されていることから、この３コーナーの切り出しシンボルの存在する２次元コードを探索する。

ステップＳ１０３における探索に基づいて、ＱＲコードを発見できたか否かの判定を行う（Ｓ１０５）。この判定の結果、ＱＲコードを発見できなかった場合には、エラー処理を行い（Ｓ１２７）、このフローを終了する。一方、ＱＲコードを発見できた場合には、ＱＲコードを復号し、またＱＲコードの座標を取得し、この座標をＱ＿ＤＡＴＡ［０］とする（Ｓ１０７）。ＱＲコードの座標としては、切り出しシンボル５１ａ〜５１ｃ（図４参照）を用い、これから中心位置５１ｇ（図６（Ｂ）参照）を求める。

ステップＳ１０３において、左上からＱＲコードの探索を開始したことから、このとき発見したＱＲコードは、地図５０の左上の隅に配置されたＱＲコード５１である。このＱＲコード５１の復号と座標取得のサブルーチンについては、図７を用いて後述する。

続いて、撮影画像の右上から中心に向けてＱＲコードを探索する（１０９）。ステップＳ１０３と同様に、３コーナーの切り出しシンボルの存在する２次元コードを探索する。この探索に基づいて、ＱＲコードを発見できたか否かの判定を行う（Ｓ１１１）。この判定の結果、ＱＲコードを発見できなかった場合には、エラー処理を行い（Ｓ１２７）、このフローを終了する。

一方、ステップＳ１１１における判定の結果、ＱＲコードを発見できた場合には、ステップＳ１０７と同様にして、ＱＲコードの復号を行い、座標を取得し、この座標をＱ＿ＤＡＴＡ［１］とする（Ｓ１１３）。ステップＳ１０９において、右上からＱＲコードの探索を開始したことから、このとき発見したＱＲコードは、地図５０の右上の隅に配置されたＱＲコード５２である。このＱＲコード５２の復号と座標取得のサブルーチンについては、図７を用いて後述する。

続いて、撮影画像の左下から中心に向けてＱＲコードを探索する（１１５）。ステップＳ１０３と同様に、３コーナーの切り出しシンボルの存在する２次元コードを探索する。この探索に基づいて、ＱＲコードを発見できたか否かの判定を行う（Ｓ１１７）。この判定の結果、ＱＲコードを発見できなかった場合には、エラー処理を行い（Ｓ１２７）、このフローを終了する。

一方、ステップＳ１１７における判定の結果、ＱＲコードを発見できた場合には、ステップＳ１０７と同様にして、ＱＲコードの復号を行い、座標を取得し、この座標をＱ＿ＤＡＴＡ［２］とする（Ｓ１１９）。ステップＳ１１５において、左下からＱＲコードの探索を開始したことから、このとき発見したＱＲコードは、地図５０の左下の隅に配置されたＱＲコード５３である。このＱＲコード５３の復号と座標取得のサブルーチンについては、図７を用いて後述する。

続いて、撮影画像の右下から中心に向けてＱＲコードを探索する（１２１）。ステップＳ１０３と同様に、３コーナーの切り出しシンボルの存在する２次元コードを探索する。この探索に基づいて、ＱＲコードを発見できたか否かの判定を行う（Ｓ１２３）。この判定の結果、ＱＲコードを発見できなかった場合には、エラー処理を行い（Ｓ１２７）、このフローを終了する。

一方、ステップＳ１２３における判定の結果、ＱＲコードを発見できた場合には、ステップＳ１０７と同様にして、ＱＲコードの復号を行い、座標を取得し、この座標をＱ＿ＤＡＴＡ［３］とする（Ｓ１２５）。ステップＳ１２１において、右下からＱＲコードの探索を開始したことから、このとき発見したＱＲコードは、地図５０の右下の隅に配置されたＱＲコード５４である。このＱＲコード５４の復号と座標取得のサブルーチンについては、図７を用いて後述する。

ステップＳ１２５におけるＱＲコードの復号と座標取得を行うと、次に、撮影画像から地図部分の切り出しを行う（Ｓ１２９）。このステップでは、各ＱＲコードの位置（Ｑ＿ＤＡＴＡ「０」〜Ｑ＿ＳＡＲＡ［３］）の内側を地図部分として切り出す。すなわち、図６（Ｂ）に示すように、ステップＳ１０７等において求められた各ＱＲコードの中心位置（５１ｇ、５２ｇ、５３ｇ、５４ｇ）で囲まれる切り出し範囲５６を地図部分として切り出す。

続いて、ＱＲコードの位置（Ｑ＿ＤＡＴＡ「０」〜Ｑ＿ＳＡＲＡ［３］）から歪量の演算を行う（Ｓ１３１）。このステップでは、中心位置５１ｇ、５２ｇ、５３ｇ、５４ｇを用いて、長方形からのずれから歪量を求める。

歪量を求めると、次に、この歪量を元に、切り出し画像の射影（アフィン）変換を行う（Ｓ１３３）。ここで切り出し画像は、地図５０のうちステップＳ１２９における切り出し範囲５６の画像である。

続いて、４つのＱＲコード５１〜５４の位置と各座標データを元に、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ、ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）と、縮尺（ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ）を求める（Ｓ１３５）。このステップでは、４つのＱＲコード５１〜５４の各中心位置の座標を用いて地図５０の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ、ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）を求める。すなわち、４つのＱＲコードのそれぞれの座標を（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ１）、（Ｘ１、Ｙ２）、（Ｘ２、Ｙ２）とすると、地図の中心座標は、（（Ｘ１＋Ｘ２）／２、（Ｙ１＋Ｙ２）／２）となる。

また、縮尺は緯度差を距離に変換し、アフィン変換後の中心位置５１ｇ、５２ｇのＹ座標の差分で除算することにより求められる。緯度差は、緯度１’（分）＝１海里＝１８５２ｍとすると、
距離=緯度差＊１８５２ （緯度［分］＊１８５２ｍ）
縮尺＝距離／Δpixel （ｍ／pixel）
により求められる。ここで、Δpixelは中心位置を中心位置５１ｇ、５２ｇのＸ方向の距離を画素数で表したものである。

続いて、切り出し画像に、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ、ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）と、縮尺（ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ）を付加した地図データを作成する。すなわち、ステップＳ１３５において求めた地図５０の中心座標と、縮尺を付加して地図データを生成する。

地図データを生成すると、続いて、この地図データを着脱メモリ９に保存する（Ｓ１３９）。地図データを保存すると、このフローは終了する。ここで、保存した地図データは、いつもでも取り出して、表示モニタ５に表示させることができると共に、ビデオアウト２５を介して外部表示装置に表示させることもできる。また、図示されていないが、ＵＳＢ端子等の外部出力端子から地図データを出力させることもできる。これらの画像データはナビゲーションシステムに最適である。

次に、ステップＳ１０７、Ｓ１１３、Ｓ１１９、Ｓ１２５におけるＱＲコードの復号化と、座標の取得のサブルーチンについて、図７を用いて説明する。このサブルーチンに入ると、まず、ＱＲコードをデコードし、文字列をメモリに退避する（Ｓ２０１）。ＱＲコードでは、規格によりデータセルの領域が決まっているので、その中に記録されている文字列を読み出す。

本実施形態においては、ＱＲコード５１〜５４に対応する地図５０の隅の緯度・経度情報がＱＲコードのデータセル領域に記録されている。地図５０の左上隅のＱＲコード５１には、図４に示すようなＱＲコードが印刷されている。この図４に示すＱＲコード５１のデータセル領域に記録されている情報を復号化すると、
文字列：Ｅ１３８．０００，Ｎ３６．２００
である。これは、緯度・経度情報として、東経１３８．０００度、北緯３６．２００を意味する。この読み出された文字列は、ＳＤＲＡＭ１９に一時格納される。

続いて、文字列を分解し、座標数値に変換する（Ｓ２０３）。ステップＳ２０１において、文字列をメモリに一時記憶したが、この文字列を緯度・経度の単位に分割し、これをそれぞれのメモリのアドレスに入れ直す。例えば、ステップＳ２０１の例では、次のように分解して、メモリに記憶する。
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［０］＝Ｅ （東経）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［１］＝１３８．０００ （１３８．０００°）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［２］＝Ｎ （北緯）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［３］＝３６．２００ （３６．２００°）
なお、右側のかっこ内は、文字列の意味を表す。

座標数値に変換すると、次に、撮影画像に対するＱＲコードの中心位置を求める（Ｓ２０５）。このステップでは、ＱＲコード５１〜５４について、それぞれのコードの中心位置を求める。すなわち、撮影画像の基準位置（通常は撮影画像の左上隅）を（０，０）とした場合、３つの切り出しシンボルの位置を画素単位（ピクセル数）で求め、この切り出しシンボル位置を用いて、中心位置を求める。

中心位置を求めると、続いて、ＱＲコードの中心位置をメモリに保存する（Ｓ２０７）。すなわち、ＳＤＲＡＭ１９に一時記憶する。一時記憶としては、例えば、
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［４］＝２００
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［５］＝３２０
である。この例では、ＱＲコードの中心位置が、撮影画像の基準位置（左上隅）を（０，０）としたとき、Ｘ軸方向に２００画素、Ｙ軸方向に３２０画素の位置に、中心があることを示している。ＱＲコードを保存すると、元のフローに戻る。

以上、説明したように、本発明の第１実施形態においては、４隅に２次元コード（ここではＱＲコード）を配置した地図を、撮影装置によって撮影し、この撮影した撮影画像から２次元コードを探索し、この探索した２次元コードの座標から歪量を演算し、この歪量に基づいて射影変換し、歪のない地図を得るようにしている。このため、地図データをデータベースとして持つ必要がなく、印刷物の地図を簡単に利用することができる。

また、本発明の第１実施形態においては、２次元コードに緯度、経度情報を記録している。このため、地図を表示するにあたって、緯度、経度情報を併せて表示することができて便利である。

さらに、本発明の第１実施形態においては、２次元コードに記録されている緯度・経度情報と、撮影画像の大きさから縮尺を演算するようにしているので、読み取られた地図を表示するにあたって、縮尺も併せて表示することができて便利である。

さらに、本発明の第１実施形態においては、２次元コードの座標を用いて、撮影された地図の中心位置を求めている。このため、読み取られた地図を表示するにあたって、地図の中心位置を表示することができて便利である。

次に、本発明の第２実施形態について、図８および図９を用いて説明する。本発明の第１実施形態では、印刷された地図の４隅に２次元コードを配置していたが、本実施形態においては、１箇所に２次元コードを配置した地図を読み取り、この地図を表示可能な地図データに変換し、記憶している。

第２実施形態においても、撮影装置１の外観は図１と同様であり、また、電気回路は図２に示すブロック図と同様であることから、詳細な説明は省略する。本実施形態における動作を図８（Ａ）および図９に示すフローチャートを用いて説明する。

図８（Ａ）に示すフローがスタートすると、まず、ステップＳ１０１と同様に、ＱＲコードと地図を一緒に撮影する（Ｓ３０１）。なお、ここで撮影される地図５０は、図８（Ｂ）に示すように、地図５０の左上隅のみの１箇所にＱＲコード５８が配置されている。

ＱＲコードと地図の撮影を行うと、次に、撮影画像の左上から右下に向けてＱＲコードを探索する（Ｓ３０３）。ＱＲコードは、前述したように、２次元コードの３コーナーに切り出しシンボルが配置されていることから、ステップＳ１０３と同様に、３コーナーの切り出しシンボルの存在する２次元コードを探索する。

次に、ステップＳ３０３における探索に基づいて、ＱＲコードを発見できたか否かの判定を行う（Ｓ３０５）。この判定の結果、ＱＲコードを発見できなかった場合には、エラー処理を行い（Ｓ３１７）、このフローを終了する。一方、ＱＲコードを発見できた場合には、ＱＲコードを復号し、またＱＲコードの座標を取得し、この座標をＱ＿ＤＡＴＡ［０］とする（Ｓ３０７）。ＱＲコードの座標としては、ステップＳ１０７と同様に、３つの切り出しシンボルを用い、これからＱＲコードの中心位置の座標を求める。このサブルーチンについては、図９を用いて後述する。

続いて、Ｑ＿ＤＡＴＡ［０］のアフィン係数を元に、撮影画像をアフィン変換する（Ｓ３０９）。アフィン係数を求めるにあたって、第１実施形態においては、４隅に配置されたＱＲコードの中心位置に基づいて演算していた。本実施形態においては、ＱＲコードは１箇所のみであることから、ＱＲコード自体の歪量を求め、この歪量に基づいてアフィン係数を求める。

すなわち、ＱＲコードには、元々、正方形をしており、また、３つの切り出しシンボルが配置されていることから、本来の形状のずれから歪量を求めるようにしている。歪量が求まると、第１実施形態と同様にして、アフィン係数を求め、射影（アフィン）変換を行う。

アフィン変換を行うと、次に、Ｑ＿ＤＡＴＡ［０］の位置と座標データを元に、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）を演算する（Ｓ３１１）。ここで、Ｑ＿ＤＡＴＡ［０］の位置は、撮影画像の基準位置（通常は左上隅）を（０，０）とした場合、３つの切り出しシンボルの位置を画素単位（ピクセル数）で求め、この切り出しシンボル位置を用いて中心位置を求める。また座標データは、ＱＲコードの文字列として記録されている緯度・経度情報である。

さらに、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）は、ステップＳ３０１で撮影した地図の画像について、その地図部分の中心を求め、撮影画像の基準位置からのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を画素単位（ピクセル数）で表した数値を求め、さらにこの数値を縮尺に基づいて中心までの距離を演算し、これを用いて中心の位置の緯度および経度を求める。すなわち、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）は、緯度・経度によって表される。

例を挙げて説明すると、図８（Ｂ）に示すように、撮像データ５９の中に配置されたＱＲコード５８の座標は、（２００，３００）であり、これはＱＲコードの中心位置に対応し、左上にある基準位置（０，０）から、Ｘ軸方向に２００ピクセル、Ｙ軸方向に３００ピクセルの位置にある。また、地図５０の中心座標は、（４００，６００）にある。したがって、ＱＲコードの中心位置から地図５０の中心座標までの差分ΔＸ、ΔＹは、下記の通りになる。
ΔＸ＝４００−２００＝２００（pixel）
ΔＹ＝６００−３００＝３００（pixel）

ここで、地図の縮尺ｍａｐ＿ｓｃａｌｅを５００ｍ／pixelとすると、差分ΔＸ、ΔＹの距離は下記の通りになる。
ΔＸ＝２００＊５００＝１００（Ｋｍ）
ΔＹ＝３００＊５００＝１５０（Ｋｍ）

今、ＱＲコードの中心を東経１３８．０°、北緯３６．２°とし、１分＝１８５２ｍとすると、中心までの緯度差、経度差は、それぞれ下記の通りとなる。
緯度差 １５０Ｋｍ≒８１分
経度差 １００Ｋｍ≒５４分

したがって、Ｘ軸方向の中心位置とＹ軸方向の中心位置は、下記の通りとなる。
Ｘ＝１３８．０°+５４分＝１３８．５４°
Ｙ＝３６．２°−８１分＝３４．５９°
以上より、地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）は、下記の通りとなる。
ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ＝Ｅ１３８．５４
ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ＝Ｎ３４．５９

次に、アフィン変換後の画像に（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）と、縮尺（ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ）を付加した地図データを生成する（Ｓ３１３）。すなわち、ステップＳ３０９に得たアフィン変換後の画像に、ステップＳ３１１で求めた地図の中心座標（ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｘ，ＭＡＰ＿ＣＥＮＴＥＲ＿Ｙ）と、ステップＳ３０７（詳しくは後述するＳ４１１）で求めた縮尺（ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ）を付加した地図データを生成する。

地図データを生成すると、続いて、この地図データを着脱メモリ９に保存する（Ｓ３１５）。以後、着脱メモリ９から地図データを読出し、表示モニタ５に表示したり、またビデオアウト２５を介して外部の表示装置に表示し、さらにＵＳＢ端子等の外部出力端子を介して地図データを出力することが可能となる。

次に、ステップ３０７におけるＱＲコードの復号化と座標取得のサブルーチンについて、図９を用いて説明する。このフローに入ると、まず、ＱＲコードの３個の位置検出用パターンから、撮影画像に対するＱＲコードの中心位置座標を求める（Ｓ４０１）。ここで、位置検出用パターンは前述の切り出しシンボルに対応し、この３個の切り出しシンボルを検出すると、これを用いてＱＲコードの中心座標を求めることができる。なお、座標は、前述したように、撮影画像の基準位置からのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置を画素単位（ピクセル数）で表した数値で表す。

次に、ＱＲコードの中心位置座標を保存する（Ｓ４０３）。すなわち、ステップＳ４０１で求めた中心位置座標をＳＤＲＡＭ１９に一時記憶する。前述の図８（Ｂ）の例では、
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［０］＝２００
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［１］＝３２０
が一時記憶される。

続いて、ＱＲコードをデコードする（Ｓ４０５）。ここでは、ステップＳ２０１と同様に、データセルに記録されているデータから文字列をデコードする。なお、第２実施形態においては、第１実施形態において記録されていた緯度・経度情報に加えて、縮尺に関係する情報（ここでは、ＱＲコードの幅の長さ）が記録されている。

ＱＲコードをデコードすると、次に、文字列を分解し、座標数値と縮尺に変換する（Ｓ４０７）。ここでは、例えば、次のように文字列が分解される。
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［２］＝Ｅ （東経）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［３］＝１３８．０００ （１３８．０００°）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［４］＝Ｎ （北緯）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［５］＝３６．２００ （３６．２００°）
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［６］＝５００ （ＱＲコードの大きさは５００[ｍ]）
なお、右側のかっこ内は、文字列の意味を表す。

続いて、ＱＲコードの大きさ（幅）を求め、これをＱＲ＿ＳＩＺＥとする（Ｓ４０９）。ＱＲコードの大きさ（幅）は、ＱＲコードのＸ軸方向の長さであり、画素単位（ピクセル数、Δpixel）で表す。

ＱＲコードの大きさ（幅）が求まると、次に、ＱＲ＿ＳＩＺＥとＱ＿ＤＡＴＡ［０］［４］を元に、縮尺（ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ）を演算する（Ｓ４１１）。ここでは、ステップＳ４０７で求めたＱＲコードに記録されている縮尺（Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［６］）を、ステップＳ４０９で求めたＱＲコードの大きさ（ＱＲ＿ＳＩＺＥ＝Δpixel）で、除算することにより求める。したがって、縮尺は、前述の例を用いると、
ＭＡＰ＿ＳＣＡＬＥ＝５００／Δpixel （ｍ／pixel）
で、表される。

縮尺を演算すると、次に、３つの位置検出パターンの位置座標を元に、ＱＲコード自体の歪量を演算し、アフィン変換係数を求める（Ｓ４１３）。第１実施形態においては、４つのＱＲコードのそれぞれの中心位置を元に歪量を演算していたが、第２実施形態においては、ＱＲコードは１つしか配置されていないことから、ＱＲコード内の３つの位置検出パターン（切り出しシンボル）を用いて歪量を演算している。

アフィン係数ａ〜ｄが求まると、下記のように、それぞれのアドレスに一時記憶する。
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［７］＝ａ
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［８］＝ｂ
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［９］＝ｃ
Ｑ＿ＤＡＴＡ［ｘｘ］［１０］＝ｄ
アフィン係数ａ〜ｄを用いると、下記の式によりアフィン変換を行うことができる。

アフィン変換係数を求めると、元のフローに戻る。

以上説明したように、本発明の第２実施形態においては、２次元コード（ここではＱＲコード）を１箇所だけ配置した地図を、撮影装置によって撮影し、この撮影した撮影画像から２次元コードを探索し、この探索した２次元コード自体を用いて歪量を演算し、この歪量に基づいて射影変換し、歪のない地図を得るようにしている。このため、地図データをデータベースとして持つ必要がなく、印刷物の地図を簡単に利用することができる。また、２次元コードは１箇所で済むことから、印刷物としての地図作成あたって、自由度が高まる。その他、第１実施形態での実施形態における効果も第２実施形態においても得ることができる。

また、本発明の第２実施形態においては、２次元コードに記録されている縮尺情報と、２次元コードの大きさ（幅）から地図の縮尺を求め、これを地図データに付加している。このため、地図データの縮尺を簡単に知ることができる。

このように、本発明の各実施形態においては、２次元コードを一緒に印刷した地図を撮影装置によって撮像することにより画像データを生成し、２次元コードを利用して歪量を求め、射影変換することにより歪のない地図データを得ている。このため、地図データを予め記憶しておく大容量のストレージを持つ必要がなく、ナビゲーションに使用可能な地図を取り込むことができる。２次元コードを利用せず、地図の画像のみから歪量を求める方法に比較し、２次元コードを利用することにより、より高精度に歪を除去することができる。

また、本発明の各実施形態においては、撮像画像から地図のみを切り出し、これを射影変換している。このため、地図のみについて歪を除去し、地図データを作成することができる。

さらに、本発明の各実施形態においては、２次元コードに記録された緯度・経度情報を復号することにより、簡単に緯度・経度情報を付加した地図データを作成することができる。

さらに、本実施形態においては、４隅に設けられた２次元コードの座標を用いて、または地図画像の中心位置を求めることにより、地図の中心位置を付加した地図データを作成することができる。さらに、本実施形態においては、縮尺情報も併せて求めて、縮尺情報を付加した地図データを生成することができる。

なお、本発明の実施形態においては、２次元コードは印刷物としての地図の４隅または左上隅の１箇所に配置した例を示したが、配置位置はこれに限らず、また、配置する２次元コードの数も３箇所や２箇所等であっても良い。

また、本発明の実施形態においては、２次元コードとしては、ＱＲコードを利用した例を示したが、これに限らず、他の２次元コードを利用しても良い。さらに、射影変換としてアフィン変換を利用した例を示したが、これに限らず、他の射影変換を用いて、歪のない画像を得るようにしても良い。

さらに、本発明の実施形態においては、１台の撮像装置で地図を撮影し、地図画像を切り出し、アフィン変換を行い、緯度・経度情報や地図の中心位置を求めて、地図データを生成していた。しかし、これらの全ての処理を１台の撮像装置で行う必要はなく、デジタルカメラで地図を撮影し、この撮影画像をパーソナルコンピュータ等によって他の処理を行うようにしても良い。

さらに、本実施形態においては、撮像装置として、デジタルカメラとして用いた例を説明したが、デジタルカメラとしては、一眼レフタイプでもよく、また一眼レフタイプ以外のコンパクトタイプでもよい。また、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal
Digital Assist）等に内蔵されるカメラでも勿論構わない。

以上、本発明の各実施形態を用いて説明したが、本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の第１実施形態に係わる撮像装置の外観を示す外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係わる撮像装置の電気系の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係わる地図を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる地図の２次元コードを示す図である。 本発明の第１実施形態において、取り込まれた地図の画像を示す図である。 本発明の第１実施形態に係わる撮像装置の動作を説明する図であり、（Ａ）はメインのフローチャートであり、（Ｂ）は読み取りの対象となる地図を示す。 本発明の第１実施形態に係わるフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係わる撮像装置の動作を説明する図であり、（Ａ）はメインのフローチャートであり、（Ｂ）は読み取りの対象となる地図を示す。 本発明の第２実施形態に係わるフローチャートである。

符号の説明

１・・・撮像装置、４・・・撮影スイッチ、５・・・表示モニタ、９・・・着脱メモリ、９ａ・・・カードインターフェース、１１・・・撮影光学系、１２・・・撮像素子、１３・・・撮像回路、１４・・・画像処理回路、１５・・・バス、１６・・・システムコントローラ、１７・・・フラッシュメモリ、１８・・・操作部、１９・・・ＳＤＲＡＭ、２０・・・メモリＩ／Ｆ、２２・・・ビデオエンコーダ、２３・・・表示ドライバ、２５・・・ビデオアウト、２６・・・レンズ駆動部、２７・・・ストロボ発光部、２８・・・電源部、５０・・・地図、５１・・・ＱＲコード、５１ａ・・・切り出しシンボル、５１ｂ・・・切り出しシンボル、５１ｃ・・・切り出しシンボル、５１ｇ・・・中心位置、５２・・・ＱＲコード、５２ｇ・・・中心位置、５３・・・ＱＲコード、５３ｇ・・・中心位置、５４・・・ＱＲコード、５４ｇ・・・中心位置、５６・・・切り出し範囲、５８・・・ＱＲコード、５９・・・撮像データ

Claims (12)

1. 地図と、該地図の４隅に埋め込まれそれぞれが緯度・経度情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、
   上記得られた画像データから４つの２次元コードを探索する探索手段と、
   上記探索された４つの２次元コードをそれぞれでコードして、上記緯度・経度情報を得るデコード手段と、
   上記探索して得られた４つの２次元コードの画像データにおけるそれぞれの中心位置座標を算出する中心位置算出手段と、
   上記算出された中心位置座標を用いて、上記画像データの歪量を演算する歪量演算手段と、
   上記得られた歪量に基づいて、上記得られた画像データを射影変換する射影変換手段と、
   上記各２次元コードの緯度・経度情報と中心位置座標とから、地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を演算する演算手段と、
   上記地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を、射影変換後の地図とともに地図データとして保存する保存手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 上記撮像して得られた画像データから地図のみを切り出す切り出し手段をさらに有し、
   上記射影変換は、上記切り出し手段により切り出された地図に対してなされることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記射影変換は、アフィン変換であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 地図と、該地図上または地図の周辺に埋め込まれ緯度・経度情報および縮尺情報を有する１つの２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、
   上記得られた画像データから上記２次元コードを探索する探索手段と、
   上記探索して得られた２次元コードをデコードして、上記緯度・経度情報および縮尺情報を得るデコード手段と、
   上記得られた２次元コードの画像データにおける大きさを算出する幅算出手段と、
   上記得られた縮尺情報と上記算出された２次元コードの大きさから地図の縮尺を演算する縮尺演算手段と、
   上記探索して得られた２次元コードの３個の位置検出用パターンの画像データにおけるそれぞれの中心位置座標を算出する中心位置算出手段と、
   上記算出された中心位置座標を用いて上記得られた２次元コードの歪量を演算してアフィン変換係数を算出する係数演算手段と、
   上記算出されたアフィン変換係数に基づいて、上記得られた画像データに対してアフィン変換を行うアフィン変換手段と、
   上記得られた２次元コードの緯度・経度情報と、画像データにおける中心位置とから、地図の中心位置の緯度・経度情報を演算する演算手段と、
   上記地図の縮尺と地図の中心位置の緯度・経度情報を、アフィン変換後の画像データとともに地図データとして保存する保存手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
5. 地図と、該地図の隅に配置され情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、
   上記得られた画像データから２次元コードを探索する探索手段と、
   上記探索された２次元コードを用いて、上記画像データの歪量を演算する歪量演算手段と、
   上記得られた歪量に基づいて、上記得られた画像データを射影変換する射影変換手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
6. 上記２次元コードは、１つまたは複数配置されていることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 上記２次元コードには、緯度・経度情報が記録されており、上記撮像装置は上記緯度・経度情報を復号化し、この復号化された緯度・経度情報を上記画像データと共に保存することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 上記撮像装置は、上記２次元コードに基づいて上記地図の中心位置を求め、この中心位置と上記画像データと共に保存することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
9. 上記撮像装置は、上記地図の縮尺を求め、上記画像データと共に保存することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
10. 地図と、該地図の隅に配置され、緯度経度情報を有する２次元コードとが印刷された地図媒体を撮影して、上記地図と２次元コードを含む画像データを得る撮像手段と、
    上記得られた画像データから２次元コードを探索する探索手段と、
    上記探索された２次元コードを用いて、上記緯度経度情報を復号化する復号化手段と、
    上記地図の画像データに上記得られた緯度・経度情報を付加して地図データを生成する地図データ生成手段と、
    を備えたことを特徴とする撮像装置。
11. 地図部分と、
    該地図部分の周囲に配置され、緯度・経度情報を記録した１つまたは複数の２次元コードと、
    が印刷されていることを特徴とする地図媒体。
12. 上記２次元コードには、さらに２次元コードの大きさに関する情報を記録していることを特徴とする請求項１１に記載の地図媒体。