JP2010187285A

JP2010187285A - 仮想立体画像表示装置及び仮想立体画像表示方法

Info

Publication number: JP2010187285A
Application number: JP2009031165A
Authority: JP
Inventors: Asao Fujiyama; 秋佐夫藤山; Satoshi Kobayashi; 悟志小林; Akira Oyama; 彰大山
Original assignee: IN SILICO BIOLOGY Inc; Research Organization of Information and Systems
Current assignee: IN SILICO BIOLOGY Inc; Research Organization of Information and Systems
Priority date: 2009-02-13
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2010-08-26
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: JP5263960B2

Abstract

【課題】本発明では、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示装置及び三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本願発明の仮想立体画像表示装置は、従来の画像蓄積手段及び画像表示手段に、撮像対象物体上の任意の画像及び長さを構成する指定画像上の二点を指定し、指定画像に対応した参照画像及び参照画像上の指定された二点に対応する特定される二点を特定する画面操作手段及び指定画像上で指定される二点と、指定された二点に対応する、参照画像において特定される二点を得る対応点取得手段及び画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いる実寸法算出手段を備えた。また、対応点取得手段は、特定される二点を自動的に判断する特徴点判断手段を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示装置及び三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示方法に関する。

仮想立体画像表示装置とは、撮像対象物体を取り囲む仮想半球の表面上から撮像した画像及び撮像時における撮像手段の緯度線、経度線の交点の位置を蓄積し、蓄積された二次元画像を撮像時の緯度線、経度線の交点の位置を対応させて切り替え、あたかも三次元の撮像対象物体であるかのように表示する装置である（例えば、特許文献１参照）。また、仮想立体画像表示方法とは、上記仮想立体画像表示装置において用いられる表示方法である。

特許第３５４２４３０号

しかし、仮想立体画像表示装置は撮像対象物体を二次元画像により表示するため、表示された撮像対象物体の三次元実寸法を測ることはできない。

そこで、本発明では、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示装置及び三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明の仮想立体画像表示装置は、従来の画像蓄積手段及び画像表示手段に、撮像対象物体上の任意の画像及び長さを構成する指定画像上の二点を指定し、指定画像に対応した参照画像及び参照画像上の指定された二点に対応する特定される二点を特定する画面操作手段及び指定画像上で指定される二点と、指定された二点に対応する、参照画像において特定される二点を得る対応点取得手段及び画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いる実寸法算出手段を備える構成とした。また、対応点取得手段は、特定される二点を自動的に判断する特徴点判断手段を備える構成とした。

具体的には、本願発明の仮想立体画像表示装置は、撮像対象物体を取り囲む仮想半球の表面上の緯度線、経度線の交点の位置から前記仮想半球の中心に向く方向に撮像された複数の画像を蓄積する画像蓄積手段と、前記画像蓄積手段で蓄積された複数の画像の中から指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置において撮像された参照画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示手段で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手段と、前記対応点取得手段の得た前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置の位置情報及び前記指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体上の三次元実寸法について算出する実寸法算出手段と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、仮想立体画像表示装置は、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置は、前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手段に表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手段をさらに備え、前記対応点取得手段は、前記画像表示手段が表示する複数の画像に対してそれぞれ前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特定された二点を得ることを特徴とする。

この構成によれば、仮想立体画像表示装置に備えられた対応点取得手段は、手動で指定される二点及び特定される二点を画面操作手段から得て、撮像対象物体上の任意の二点間の三次元実寸法を算出することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置は、前記指定画像の選択及び前記画像表示手段に表示された前記指定画像において二点の指定を行う画面操作手段と、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手段と、をさらに備え、前記対応点取得手段は、前記画像表示手段が表示する前記指定画像に対して前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特徴点判断手段の判断した特定される二点を得ることを特徴とする。

この構成によれば、仮想立体画像表示装置に備えられた対応点取得手段は、指定される二点を画面操作手段から及び特定される二点を特徴点判断手段による自動的な判断から、それぞれ得て、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、画面操作手段から指定された二点の緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置から撮像した特定される二点を自動的に判断できるので、手動により特定される二点を得ることなく、撮像対象物体の三次元実寸法を算出することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置から隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を仮定し、前記仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択し、前記選択された交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、画面操作手段より指定された二点の緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置より撮像した二点を特定される二点として仮定し、仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択していくことで、特定される二点が、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置から確認が困難な場合でも、自動的に隣接した交点の位置を順次選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段において、前記画面操作手段で選択される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する経度線のみが異なることを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、撮像が二次元で行われた場合に、隣接した交点の位置を水平方向へ選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段において、前記画面操作手段で選択される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する緯度線のみが異なることを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、撮像が二次元で行われた場合に、隣接した交点の位置を鉛直方向へ選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段は、前記指定された二点の位置の特徴を、周辺形状、色彩分布の少なくとも一つから抽出することを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、指定された二点の位置について、例えば、特徴を撮像対象物体の形状に特徴がある場合は、指定された二点の位置の周辺形状から、あるいは撮像対象物体の色彩に特徴がある場合は、指定された二点の位置の色彩分布から、特徴を抽出する。他の特徴があればそれらの中の少なくとも一つから抽出することで、指定された二点の位置の特徴を現す最適な位置を判断することができる。

また、別の構成によれば、本願発明の仮想立体画像表示装置の前記特徴点判断手段は、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い複数の位置の点を判断し、前記画像表示手段は、前記複数の位置の点を、前記特定された二点として表示することを特徴とする。

この構成によれば、特徴点判断手段は、画面操作手段より指定された二点の位置の特徴が一致する又は特徴が近い複数の位置において特定される二点を判断できる。また、画像表示手段は複数の位置における特定される二点を表示できる。

なお、上記構成は、可能な限り組み合わせることができる。

上記目的を達成するために、本願発明の仮想立体画像表示方法は、従来の画像蓄積手順及び画像表示手順に、撮像対象物体上の任意の画像及び長さを構成する指定画像上の二点を指定し、指定画像に対応した参照画像及び参照画像上の指定された二点に対応する特定される二点を特定する画面操作手順及び指定画像上で指定される二点と、指定された二点に対応する、参照画像において特定される二点を得る対応点取得手順及び画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いる実寸法算出手順を備える方法とした。また、対応点取得手順は、特定される二点を自動的に判断する特徴点判断手順を備える方法とした。

具体的には、本願発明の仮想立体画像表示方法は、撮像対象物体を取り囲む仮想半球の表面上の緯度線、経度線の交点の位置から前記仮想半球の中心に向く方向に撮像された複数の画像の中から、画像表示手段が、指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置において撮像された参照画像を表示する画像表示手順と、対応点取得手段が、前記画像表示手順で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手順と、実寸法算出手段が、前記対応点取得手順で得られた前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置の位置情報及び前記指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体上の三次元実寸法について算出する実寸法算出手順と、を備える。

この方法によれば、仮想立体画像表示方法は、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出することができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法は、前記画面操作手段が、前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手順で表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手順をさらに備え、前記対応点取得手順は、前記画像表示手段により表示される複数の画像に対して前記対応点取得手段がそれぞれ前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特定された二点を得ることを特徴とする。

この方法によれば、対応点取得手順において、画像表示手段により表示される複数の画像に対して、対応点取得手段が手動により指定される二点及び特定される二点を得ることができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法は、前記画面操作手段が、前記指定画像の選択及び前記画像表示手順において表示された前記指定画像において二点の指定をする画面操作手順を備え、前記特徴点判断手段が、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手順と、をさらに備え、前記対応点取得手順は、前記画像表示手段により表示される前記指定画像に対して前記対応点取得手段が前記画面操作手段で指定された前記指定された二点及び前記画像表示手段により表示される前記参照画像に対して前記特徴点判断手段が判断する特定される二点を得ることを特徴とする。

この方法によれば、対応点取得手順において、画像表示手段により表示される指定画像について、対応点取得手段が指定される二点を手動により、特徴点判断手段が特定される二点を自動的な判断から、それぞれ得ることができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、画面操作手順より指定された二点の緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置から撮像した特定される二点を自動的に判断できる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を仮定し、前記仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、画面操作手順より指定された二点の緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置より撮像した二点を特定される二点として仮定し、仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択していくことで、特定される二点が、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置から確認が困難な場合でも、自動的に隣接した交点の位置を順次選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を特定される二点として判断し、前記特定される二点の緯度線、経度線の交点の位置は、経度線のみが異なることを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、撮像が二次元で行われた場合に、隣接した交点の位置を水平方向へ選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を特定される二点として判断し、前記特定される二点の緯度線、経度線の交点の位置は、緯度線のみが異なることを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、撮像が二次元で行われた場合に、隣接した交点の位置を鉛直方向へ選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点の位置の特徴を、周辺形状、色彩分布の少なくとも一つから抽出することを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、指定された二点の位置について、例えば、特徴を撮像対象物体の形状に特徴がある場合は、指定された二点の位置の周辺形状から、あるいは撮像対象物体の色彩に特徴がある場合は、指定された二点の位置の色彩分布から、特徴を抽出する。他の特徴があればそれらの中の少なくとも一つから抽出することで、指定された二点の位置の特徴を現す最適な位置を判断することができる。

また、別の方法によれば、本願発明の仮想立体画像表示方法の前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い複数の位置の点を判断し、前記画像表示手段は、前記複数の位置の点を、前記特定された二点として表示することを特徴とする。

この方法によれば、特徴点判断手順において、特徴点判断手段が、画面操作手順から指定された二点の位置の特徴が一致する又は特徴が近い複数の位置に特定される二点を判断できる。また、画像表示手順は複数の位置に特定された二点を表示できる。

なお、上記方法は、可能な限り組み合わせることができる。

また、これらいずれかの仮想立体画像表示方法は、コンピュータにプログラムとして実行させることができる。

さらに、これらいずれかの仮想立体画像表示方法は、コンピュータにプログラムとして実行させることができ、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。

本発明によれば、撮像対象物体上の三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示装置及び三次元実寸法を算出可能な仮想立体画像表示方法を提供することができる。

仮想立体画像表示装置の全体図である。仮想立体画像表示装置の構成図である。仮想立体画像表示方法の手順を示したフローチャートである。画像上の三次元の長さの具体的な算出手順に関する説明図である。画像上の三次元の長さの他の具体的な算出手順に関する説明図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態による仮想立体画像表示装置の全体図、図２は仮想立体画像表示装置の構成図、図３は、仮想立体画像表示方法の手順を示したフローチャートである。

図１において、１は中心に撮像対象物体３を設置する仮想半球、２は仮想半球１の表面上の緯度線、経度線の交点の位置、３は撮像対象物体、４は仮想半球１の表面上に位置し、仮想半球１の中心方向を撮像可能な撮像手段４である。仮想半球１は、仮想半球１の表面上において任意の位置における緯度線、経度線の交点の位置２が計測でき、撮像対象物体３を中心に設置できればよい。仮想半球１の表面上の緯度線、経度線の交点の位置２は、仮想半球１の中心を基準として計測される値であれば具体的な計測方法は問わない。撮像対象物体３は、大きさが計測できる対象であれば具体的な形状を問わない。撮像手段４は、画像が記録できれば手段を問わない。例えば、フィルムカメラ、デジタルカメラ等を適用できる。また、撮像対象物体３及び撮像手段４は、必ずしも移動又は回転しなくてもよい。例えば、撮像対象物体３が固定され、撮像手段４が仮想半球１の表面上を移動する構成でもよいし、逆に撮像手段４が任意の緯度に固定され、撮像対象物体３が仮想半球１の中心を軸とする回転テーブル上に位置している構成でもよいし、あるいは、複数の撮像手段４を仮想半球１の表面上の緯度線、経度線の交点の位置２に固定し、撮像対象物体３も固定されている構成でもよい。撮像手段４は、後述する画像蓄積手段１０に撮像した画像を転送するために接続されている。

図２は本実施形態に関する仮想立体画像表示装置の構成を説明する図である。仮想立体画像表示装置は、撮像対象物体３を取り囲む仮想半球１の表面上の緯度線、経度線の交点の位置２から前記仮想半球１の中心に向く方向に撮像された複数の画像を蓄積する画像蓄積手段１０と、前記画像蓄積手段１０で蓄積された複数の画像の中から、指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置２において撮像された参照画像を表示する画像表示手段１１と、前記画像表示手段１１で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手段１３と、前記対応点取得手段１３の得た前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置２の位置情報及び前記指定画像上の距離を実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体３上の三次元実寸法を算出する実寸法算出手段１４と、前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手段１１に表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手段１２と、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手段１５によって構成される。

図２において、１０は仮想半球１の表面上から撮像対象物体３を撮像手段４が撮像した画像とそれに対応する緯度線、経度線の交点の位置２を蓄積する画像蓄積手段である。例えば、半導体記憶装置、磁気記憶媒体、各種光ディスク等である。１１は画像蓄積手段１０に蓄積された画像から指定された指定画像及び指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置２で撮像された参照画像を表示する画像表示手段である。例えば、テレビ、コンピュータのモニタ画面等である。１２は画像表示手段１１により表示された画像について、前記指定される二点を指定し、前記特定される二点を特定する画面操作手段である。例えば、コンピュータのキーボード、ポインティングデバイス等である。１３は画像表示手段１１により表示された指定画像上において指定された二点及び指定された二点に対応し、参照画像上において特定される二点を得る対応点取得手段、１４は対応点取得手段１３の得た指定された二点及び特定された二点から、指定画像と参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置２の位置情報及び指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて撮像対象物体３上において指定された二点間の三次元実寸法を算出する実寸法算出手段である。換算係数は、画像表示手段１１に表示された撮像対象物体３の表示上の長さを実寸法に換算する係数である。１５は画面操作手段１２が指定する二点から、位置の特徴を抽出し、特定される二点を判断する特徴点判断手段である。

図３は本実施形態に関する仮想立体画像表示方法の手順を説明する図である。図３において、仮想立体画像表示方法は、前記画像表示手段１１が、図示しない画像蓄積手順で蓄積された複数の画像の中から、指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置２において撮像された参照画像を表示する画像表示手順Ｓ１０１と、前記画面操作手段１２が、前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手段１１で表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手順Ｓ１０２と、対応点取得手段１３が、前記画像表示手順Ｓ１０１で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手順Ｓ１０３と、実寸法算出手段１４が、前記対応点取得手順Ｓ１０３において得られた前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置２の位置情報及び前記指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体３上の三次元実寸法を算出する実寸法算出手順Ｓ１０４と、前記特徴点判断手段１５が、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手順Ｓ１０５と、を備える。

図３において、画像表示手順Ｓ１０１は、画像表示手段１１が画像蓄積手段１０から画像情報を得て、画像を表示する手順である。画面操作手順Ｓ１０２は、操作者の入力によって、画面操作手段１２が画像表示手段１１により表示された画像について、画面上で操作する手順である。対応点取得手順Ｓ１０３は、対応点取得手段１３が指定画像上で指定される二点及び参照画像上において特定される二点を得る手順である。実寸法算出手順Ｓ１０４は、実寸法算出手段１４が指定される二点及び特定される二点から、指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、指定画像上の長さを実寸法に換算する手順である。特徴点判断手順Ｓ１０５は、画面操作手段１２により指定される二点から、特徴点判断手段１５を用いて位置の特徴を抽出し、特定される二点を判断する。

図１において、撮像対象物体３は、仮想半球１の中心に位置し、撮像手段４は、仮想半球１の表面上の任意の緯度線、経度線の交点の位置２に位置し、撮像対象物体３を、仮想半球１の中心の方向に撮像する。

図２において、画像蓄積手段１０は、撮像手段４により撮像された画像と併せて撮像時の緯度線、経度線の交点の位置２の情報も蓄積する。蓄積された複数の画像は、画像表示手段１１により、撮像時の緯度線、経度線の交点の位置２を対応させて切り替えられ、あたかも三次元の撮像対象物体３であるかのように表示される。

画像の枚数は、少ないほど画像の読み込み時間は短縮される。しかし、撮像対象物体３の立体感が劣化してしまうため、ある程度の画像の数が必要となる。経度１５度毎で撮像する程度の画像の枚数が望ましい。

図２及び図３において、画像表示手順Ｓ１０１では、画像表示手段１１は、画像蓄積手段１０から蓄積された画像を転送される。画面操作手順Ｓ１０２において、操作者は画面操作手段１２を用いて、画像表示手段１１で表示された画面を見て、長さを測定しようとする撮像対象物体３の画像及び画像上の二点間を、それぞれポインティングデバイス等で指定する。指定された二点は、平面上に投影された位置を示すことになる。

併せて、画像表示手段１１は指定画像に対応した別の緯度線、経度線の交点の位置２から撮像された参照画像を選定して表示し、画面操作手順Ｓ１０２において、操作者は画面操作手段１２を用いて、画像表示手段１１で表示された画面を見て、参照画像上の特定される二点を、ポインティングデバイス等で特定する。先に指定された二点と、参照画像上で特定された二点から立体的な位置が得られることになる。立体的な位置から得られる長さは、実寸法算出手段１４において三次元実寸法を算出するために必要な長さである。

また、特定される二点については、特徴点判断手順Ｓ１０５において、自動的に判断できる。この場合は、画面操作手順Ｓ１０２において、操作者は画面操作手段１２を用いて、画像表示手段１１で表示された画面を見て、長さを測定しようとする撮像対象物体３の画像及び画像上の二点間を、それぞれポインティングデバイス等で指定し、特定される二点は、特徴点判断手段１５において、指定される二点の位置の特徴等から、自動的に判断される。特定される二点で構成される長さは、実寸法算出手段１４において三次元実寸法を算出するために必要な長さである。

画面操作手順Ｓ１０２において、画像表示手段１１において表示された撮像対象物体３の形状等に応じて、上記の特定される二点の特定について手動指定又は自動判断のいずれかを選択可能にしておくとよい。

ここで、特徴点判断手順Ｓ１０５における特徴点判断手段１５は、特定される二点を、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２に隣接する交点の位置から撮像した特定される二点とすることができる。撮像対象物体３の形状によっては、特定される二点を容易に知ることができる場合は、この判断基準に従うことで、速やかに特定される二点が判断される。例えば、周期性のある模様、形状が撮像対象物体３の特徴である場合は、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２に隣接する交点の位置を特定される二点として容易に判断できる。

あるいは、特定される二点が、撮像対象物体３の形状により、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２から確認が困難な場合でも、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２に隣接する交点の位置から撮像した二点を特定される二点として仮定し、仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置２に隣接した交点の位置を順次選択していくことで、自動的に隣接した交点の位置を順次選択して特定される二点の特徴について判断することができる。

特徴点判断手順Ｓ１０５において、画像表示手段１１において表示された撮像対象物体３の形状等に応じて、上記の特定される二点の判断基準について隣接判断又は順次隣接判断のいずれかを選択可能にしておいてもよい。

さらに、撮像対象物体３について、仮想半球１の表面上に位置する撮像手段４の緯度が変化せず、経度線のみが変化する二次元の撮像を行った場合には、特徴点判断手順Ｓ１０５における特徴点判断手段１５は、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２に隣接する交点の位置を選択する際に、指定された二点に対応する経度線のみが異なる特定される二点を判断することもできる。経度線のみが変化する時は、撮像対象物体３を水平方向に回転させることに相当する。撮像対象物体３を観察するときは、撮像対象物体３の周囲を水平方向に見回すことで撮像対象物体３の特徴を捉え易いためである。画面操作手順Ｓ１０２において上記水平回転方向の判断基準を選択可能にしておくことで、画像蓄積手段１０に記録及び蓄積される画像と緯度線、経度線の交点の位置２の情報量が削減できる。

同様に、撮像対象物体３について、仮想半球１の表面上に位置する撮像手段４の緯度が変化せず、緯度線のみが変化する二次元の撮像を行った場合には、特徴点判断手順Ｓ１０５における特徴点判断手段１５は、指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置２に隣接する交点の位置を選択する際に、指定された二点に対応する緯度線のみが異なる特定される二点を判断することもできる。緯度線のみが変化する時は、撮像対象物体３を鉛直方向に回転させることに相当する。撮像対象物体３を観察するときは、撮像対象物体３の周囲を鉛直方向に見回すことで撮像対象物体３の特徴を捉え易いためである。画面操作手順Ｓ１０２において上記鉛直回転方向の判断基準を選択可能にしておくことで、画像蓄積手段１０に記録及び蓄積される画像と緯度線、経度線の交点の位置２の情報量が削減できる。

また、特定される二点の位置について、特徴点判断手順Ｓ１０５における特徴点判断手段１５は、指定された二点の位置の特徴として、周辺形状、色彩分布等を抽出して、特定される二点の位置を判断することもできる。二点の位置の周辺形状や色彩分布は、二点の位置の特徴を最も的確に表している要素だからである。画面操作手順Ｓ１０２において上記周辺形状、色彩分布等の特徴を判断基準として選択可能にしておくことで、撮像対象物体３の材質等も特徴として抽出できる。

また、特徴点判断手順Ｓ１０５における特徴点判断手段１５は、指定された二点の位置と特徴の一致又は近い複数の位置の点を判断して、画像表示手段１１にそれらを表示する。画面操作手順Ｓ１０２において上記判断基準及び表示を選択可能にしておくことで、特定される二点は自動で判断されるが、複数の候補を表示してその中から適切と考えられる位置の点を選択することができる。

次に、対応点取得手順Ｓ１０３において、対応点取得手段１３が、画像表示手段１１上で指定された二点と特定された二点又は画像表示手段１１上で指定された二点と特徴点判断手段１５で判断された特定された二点を得る。この対応点取得手順Ｓ１０３における対応点取得手段１３は、指定された二点及び特定された二点を得ているので、判断基準を表示又は情報として出力させてもよい。

そして、実寸法算出手順Ｓ１０４において、実寸法算出手段１４が、指定画像と参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置２の位置情報及び指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて指定された二点間の三次元実寸法を算出する。換算係数は、画像表示手段１１に表示された撮像対象物体３の表示上の長さ及び特定された二点間の長さから実寸法に換算する係数である。

具体的な算出手順について図４を参照して説明する。図４において、ある画像上の二点Ａ点及びＢ点の間に直線を引き、この直線ＡＢの正規化した長さＬ_１を求めるとする。

この直線を水平方向及び垂直方向の成分に分ける。そして、画像上の垂直方向成分を軸として水平方向成分を回転させる。この時、見かけの長さが変化するのは水平方向の成分であり、垂直方向の成分は変化しない。水平方向の成分が最小となるのは、水平方向の成分が視線の方向と一致する場合であり、最大となるのは、視線の方向に垂直となる場合である。水平方向の成分をＬ_ｘとすると、Ｌ_ｘは以下の正弦曲線の数式１で示される。

この関数において、Ｌ_ｘが最大となった場合の長さＬ_１が求める長さである。複数の画像上のＡ点及びＢ点を特定できれば、この関数がとる最大値は、以下の数式２のように表すことができる。

垂直方向の成分Ｌ_ｙは測定した値であるから、Ａ点及びＢ点の間を結ぶ直線の長さＬ_１は以下の数式３のように示される。

この場合の長さの値は、画像上の画素の座標などから換算する。そして、この長さＬ_１は画像上の三次元の長さであり、撮像対象物体３上の三次元実寸法ではない。画像上の三次元の長さは、換算係数により実際の長さに換算されることで、三次元実寸法となる。換算係数は、任意に設定することができる。例えば、撮像対象物体３と共に撮像された、画像上から実寸法が確認できる物の長さを換算係数とするとよい。

なお、この実寸法算出手順Ｓ１０４は、換算係数を用いて画面上の長さＬ_１を実寸法に換算した上で、三次元の長さを算出するという順番であっても結果は同じである。実寸法算出手順Ｓ１０４において算出された算出結果は表示又は情報として出力される。

次に、任意の緯度、経度に対応した画像を選択した場合の具体的な算出手順ついて図５を参照して説明する。図５において、撮像対象物体３を撮像した任意の画像上の二点Ａ点及びＢ点の間に直線を引き、この直線ＡＢの長さＬ_２を求めるとする。なお図５（ｂ）では、図５（ａ）を緯度方向のみ９０度回転させた例を示している。

まず、撮像対象物体３の実寸法をｃとする。そして、撮像対象物体３の実寸法ｃに相当する画像表示手段１１に表示したときの画素数ｋを把握し、換算係数ｃ／ｋを把握する。次に、撮像対象物体３を撮像した任意の画像を選択し、画像上の測定対象となるＡ点及びＢ点を設定する。そして、画像表示手段１１上の経度方向の軸をｘ軸、緯度方向の軸をｙ軸と仮定する。Ａ点を原点とする画像表示手段１１上の直線ＡＢのｘ軸方向成分の長さをＬ_ｘ、ｙ軸方向成分の長さをＬ_ｙとし（図５（ａ））、対応する画素数を把握する。

次に、画像表示手段１１上の撮像対象物体３の経度を変えず、緯度方向のみ９０度回転させた画像を指定して表示し、その画像表示手段１１上のｘ軸及びｙ軸と直交する軸をｚ軸と仮定する（図５（ｂ））。すなわち、図５（ａ）は、画面と垂直の方向がｚ軸であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のトップビューに相当し、画面と垂直方向がｙ軸となる。そして、図５（ａ）の上記Ａ点及びＢ点に対応する図５（ｂ）のＡ’点及びＢ’点を設定する。Ａ’点を原点とする画像表示手段１１上の直線Ａ’Ｂ’の長さＬ_２’のｘ軸方向成分の長さＬ_ｘ、ｚ軸方向成分の長さＬ_ｚを測定し、対応する画素数を把握する。ここで、Ｌ_ｘの長さは緯度のみ９０度回転させる前と共通なので、いずれか一方の値を使用するか、又は誤差を考慮し、平均値を使用してもよい。なお、経度のみを９０度回転させた画像を使用することも可能である。撮像対象物体３の形状によっては、画像表示手段１１上で各成分の長さを測定できない場合があるため、適宜、緯度、経度方向に回転させて測定を行う。

以上の過程により得られたＬ_ｘ、Ｌ_ｙ、Ｌ_ｚ、実寸法ｃ及び画素数ｋを用いて、以下の数式４により、Ｌ_２を求めることができる。

なお、本来算出すべき上記具体例におけるＬ_２とＬ_ｘ、Ｌ_ｙ、Ｌ_ｚの関係を、以下の数式５、数式６、数式７で示す。

なお、これらいずれかの仮想立体表示方法は、コンピュータに実行させるプログラムとして実現することができる。

さらに、これらいずれかの仮想立体表示方法は、プログラムとしてコンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

本発明における仮想立体画像表示装置及び仮想立体画像表示方法は、例えば、採取した動植物、鉱石等や保管している美術品の公開、研究などに適用することができる。

１：仮想半球
２：緯度線、経度線の交点の位置
３：撮像対象物体
４：撮像手段
１０：画像蓄積手段
１１：画像表示手段
１２：画面操作手段
１３：対応点取得手段
１４：実寸法算出手段
１５：特徴点判断手段
Ｓ１０１：画像表示手順
Ｓ１０２：画面操作手順
Ｓ１０３：対応点取得手順
Ｓ１０４：実寸法算出手順
Ｓ１０５：特徴点判断手順

Claims

撮像対象物体を取り囲む仮想半球の表面上の緯度線、経度線の交点の位置から前記仮想半球の中心に向く方向に撮像された複数の画像を蓄積する画像蓄積手段と、
前記画像蓄積手段で蓄積された複数の画像の中から指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置において撮像された参照画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示手段で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手段と、
前記対応点取得手段の得た前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置の位置情報及び前記指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体上の三次元実寸法について算出する実寸法算出手段と、
を備えることを特徴とする仮想立体画像表示装置。
前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手段に表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手段をさらに備え、
前記対応点取得手段は、前記画像表示手段が表示する複数の画像に対してそれぞれ前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特定された二点を得ることを特徴とする請求項１に記載の仮想立体画像表示装置。
前記指定画像の選択及び前記画像表示手段に表示された前記指定画像において二点の指定を行う画面操作手段と、
前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手段と、をさらに備え、
前記対応点取得手段は、前記画像表示手段が表示する前記指定画像に対して前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特徴点判断手段の判断した特定される二点を得ることを特徴とする請求項１に記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段は、前記画面操作手段で指定した前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする請求項３に記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置から隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を仮定し、
前記仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択し、前記選択された交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする、請求項３に記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段において、前記画面操作手段で選択される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する経度線のみが異なることを特徴とする、請求項４又は５に記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段において、前記画面操作手段で選択される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置は、前記画面操作手段で前記指定された二点に対応する緯度線のみが異なることを特徴とする、請求項４又は５に記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段は、前記指定された二点の位置の特徴を、周辺形状、色彩分布の少なくとも一つから抽出することを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載の仮想立体画像表示装置。
前記特徴点判断手段は、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い複数の位置の点を判断し、前記画像表示手段は、前記複数の位置の点を、前記特定された二点として表示することを特徴とする、請求項３から８のいずれかに記載の仮想立体画像表示装置。
撮像対象物体を取り囲む仮想半球の表面上の緯度線、経度線の交点の位置から前記仮想半球の中心に向く方向に撮像された複数の画像の中から、画像表示手段が、指定された指定画像及び前記指定画像と異なる緯度線、経度線の交点の位置において撮像された参照画像を表示する画像表示手順と、
対応点取得手段が、前記画像表示手順で表示された前記指定画像において指定された二点及び前記指定された二点に対応し、前記参照画像において特定される二点を得る対応点取得手順と、
実寸法算出手段が、前記対応点取得手順で得られた前記指定された二点及び前記特定された二点から、前記指定画像と前記参照画像との相対的な緯度線、経度線の交点の位置の位置情報及び前記指定画像上の長さを実寸法に換算する換算係数を用いて、前記指定された二点間の撮像対象物体上の三次元実寸法について算出する実寸法算出手順と、
を備えることを特徴とする仮想立体画像表示方法。
前記画面操作手段が、前記指定画像及び前記参照画像の選択並びに前記画像表示手順で表示された前記指定画像において二点の指定及び前記参照画像において二点の特定を行う画面操作手順をさらに備え、
前記対応点取得手順は、前記画像表示手段により表示される複数の画像に対して前記対応点取得手段がそれぞれ前記画面操作手段により指定される前記指定された二点及び前記特定された二点を得ることを特徴とする請求項１０に記載の仮想立体画像表示方法。
前記画面操作手段が、前記指定画像の選択及び前記画像表示手順において表示された前記指定画像において二点の指定をする画面操作手順を備え、
前記特徴点判断手段が、前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い位置の点を前記特定される二点として判断する特徴点判断手順と、をさらに備え、
前記対応点取得手順は、前記画像表示手段により表示される前記指定画像に対して前記対応点取得手段が前記画面操作手段で指定された前記指定された二点及び前記画像表示手段により表示される前記参照画像に対して前記特徴点判断手段が判断する特定される二点を得ることを特徴とする請求項１０に記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする請求項１２に記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を仮定し、
前記仮定された二点に対応した緯度線、経度線の交点の位置に隣接した交点の位置を順次選択し、前記選択した交点の位置から撮像した前記特定される二点を判断することを特徴とする、請求項１２に記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を特定される二点として判断し、前記特定される二点の緯度線、経度線の交点の位置は、経度線のみが異なることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点に対応する緯度線、経度線の交点の位置に隣接する交点の位置を特定される二点として判断し、前記特定される二点の緯度線、経度線の交点の位置は、緯度線のみが異なることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点の位置の特徴を、周辺形状、色彩分布の少なくとも一つから抽出することを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の仮想立体画像表示方法。
前記特徴点判断手順は、前記特徴点判断手段が、前記画面操作手段により指定される前記指定された二点の位置の特徴を抽出し、前記参照画像において特徴の一致又は近い複数の位置の点を判断し、前記画像表示手段は、前記複数の位置の点を、前記特定された二点として表示することを特徴とする、請求項１２から１７のいずれかに記載の仮想立体画像表示方法。
コンピュータに請求項１０から１８までのいずれかの仮想立体画像表示方法を実行させるためのプログラム。
コンピュータに請求項１０から１８までのいずれかの仮想立体画像表示方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。