JP2016181885A - Image joining apparatus, image joining method and image joining program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像接合装置、画像接合方法及び画像接合プログラムに関する。 The present invention relates to an image joining apparatus, an image joining method, and an image joining program.
近年、長大な被写体をカバーするようにカメラを手で移動させて動画を撮影し、この動画を構成する複数のフレームを接合して静止画のパノラマ画像を作成する手法が実用化され、例えば、デジタルカメラの付加機能などの形で一般化している。特許文献1には、カメラをパン又はチルトして被写体を撮像しパノラマ画像を作成するときに、第2フィールド以降はそれぞれ前のフィールドに対して、画像の動きベクトルに対応する位置だけずらして上書きすることが記載されている。
In recent years, a method of moving a camera by hand so as to cover a long subject to shoot a moving image and joining a plurality of frames constituting the moving image to create a panoramic image of a still image has been put into practical use. It is generalized in the form of additional functions of digital cameras. In
しかしながら、背景技術に係るパノラマ画像では、パノラマ画像の高さは接合する各フレームの高さなどに固定されていた。このため、カメラの動きの緩急がパノラマ画像に反映されることもなく、特徴のないパノラマ画像となっていた。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴あるパノラマ画像を作成することができる画像接合装置、画像接合方法及び画像接合プログラムを提供することを目的とする。
However, in the panorama image according to the background art, the height of the panorama image is fixed to the height of each frame to be joined. For this reason, the panoramic image does not reflect the slowness of the movement of the camera and is a featureless panoramic image.
The present invention has been made to solve such a problem, and is an image joining apparatus, an image joining method, and an image joining capable of creating a characteristic panoramic image reflecting the steepness and trajectory of the movement of a camera. The purpose is to provide a program.
そこで、本発明は、連続する画像を構成する第1のフレームと第2のフレームとの間の大域動きベクトルを検出するベクトル検出部と、ベクトルの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するサイズ変更部と、第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、ベクトルに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャを上書きするテクスチャ上書部とを備えた画像接合装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a vector detection unit that detects a global motion vector between a first frame and a second frame that form a continuous image, and an entire second frame based on the magnitude of the vector. The position corresponding to the vector is shifted with respect to the size changing unit for changing the size of the second texture constituting at least a part and the first texture constituting at least a part of the entire first frame. Thus, an image joining apparatus including a texture overwriting unit that overwrites the second texture whose size has been changed is provided.
また、本発明は、連続する画像を構成する第1のフレームと第2のフレームとの間の大域動きベクトルを検出するステップと、ベクトルの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップと、第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、ベクトルに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャを上書きするステップとを有する画像接合方法を提供する。 The present invention also includes a step of detecting a global motion vector between a first frame and a second frame constituting a continuous image, and at least one of the entire second frame based on the magnitude of the vector. The step of changing the size of the second texture constituting the part and the first texture constituting at least a part of the entire first frame are shifted by the position corresponding to the vector, And overwriting the second texture with the modified image.
また、本発明は、連続する画像を構成する第1のフレームと第2のフレームとの間の大域動きベクトルを検出するステップと、ベクトルの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップと、第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、ベクトルに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャを上書きするステップとをコンピュータに実行させる画像接合プログラムを提供する。 The present invention also includes a step of detecting a global motion vector between a first frame and a second frame constituting a continuous image, and at least one of the entire second frame based on the magnitude of the vector. The step of changing the size of the second texture constituting the part and the first texture constituting at least a part of the entire first frame are shifted by the position corresponding to the vector, An image joining program for causing a computer to execute the step of overwriting the second texture having been changed is provided.
本発明により、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴あるパノラマ画像を作成する画像接合装置、画像接合方法及び画像接合プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image joining apparatus, an image joining method, and an image joining program for creating a characteristic panoramic image that reflects the slowness and trajectory of camera movement.
以下、図面を参照して本実施の形態に係る画像接合装置及び画像接合方法について説明する。
まず、本実施の形態に係る画像接合装置について説明する。
図1は、本実施の形態に係る画像接合装置1の概略構成を示すブロック図である。
画像接合装置1は、画像入力部10、ベクトル検出部20、サイズ変更部30、テクスチャ上書部40、画像出力部50などを備える。
Hereinafter, an image bonding apparatus and an image bonding method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the image bonding apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an
The
画像入力部10は、ユーザがカメラを手で自由に2次元的に移動させて、又はカメラレンズの中心軸に対して直交する軸まわりでカメラを回転させて撮影した動画像を入力する。
ベクトル検出部20は、画像入力部10が入力した動画像を構成する第1のフレームと第2のフレームとの間の大域動きベクトルを検出する。大域動きベクトルの検出には公知のマッチング評価方法を用いる。また、第1のフレーム及び第2のフレームは連続するフレームであっても良いし、間に所定数のフレームを有する2つのフレームであっても良い。つまり、第1のフレームと第2のフレームは、画像が撮影された順序に基づき、先に撮影された画像を第1のフレーム、後に撮影された画像を第2のフレームとすればよく、第1のフレームと第2のフレームは連続せずに複数のフレームおきに設定してもよい。
The
The
サイズ変更部30は、ベクトル検出部20が検出した大域動きベクトルの大きさに基づいて、第2のフレームを構成するテクスチャの大きさを変更する。サイズ変更部30が大きさを変更するテクスチャは、第2のフレーム全体を構成するものであっても良いし、第2のフレームの一部を構成するものであっても良い。ここで、一例としてテクスチャとは、フレームの画像の一部を指し、一例としてフレーム内の一部の画像を切り出した円形の画像、三角形やその他多角形の画像を指す。本実施の形態では、テクスチャは第2のフレーム全体を構成するものとし、テクスチャの大きさ、すなわち、フレーム全体の大きさは高さH,幅Wであるとする。
The
このとき、サイズ変更部30は、検出した大域動きベクトルV=(u,v)の水平成分uの大きさに基づいて、テクスチャの垂直方向の大きさ、すなわち、高さHを変更する。
図2は、本実施の形態に係るサイズ変更部30の動作を説明するための図である。
本実施の形態では、サイズ変更部30は、水平成分uとフレームの水平方向の大きさ、すなわち、フレームの幅Wとを比較する。そして、変更規則に従い、uが例えばW/4以上、W/2未満のときに、テクスチャの高さHを0.8Hに変更する。変更規則は次の通りである。
At this time, the
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the
In the present embodiment, the
0≦u<W/4 のとき H→H (変更なし)
W/4≦u<W/2 のとき H→0.8H
W/2≦u のとき H→0.7H
When 0 ≦ u <W / 4 H → H (No change)
When W / 4 ≦ u <W / 2 H → 0.8H
When W / 2 ≦ u H → 0.7H
この変更規則によれば、水平成分uが大きいとき、つまり、水平方向の動きが大きいときはテクスチャの高さが小さくなるという結果を得る。
なお、サイズ変更部30は、テクスチャの高さを変更するときに、テクスチャの垂直方向の端部、すなわち、テクスチャの上端、下端を削除する。
According to this change rule, when the horizontal component u is large, that is, when the movement in the horizontal direction is large, the result is that the height of the texture becomes small.
The
また、サイズ変更部30は、検出した大域動きベクトルV=(u,v)の垂直成分vの大きさに基づいて、テクスチャの水平方向の大きさ、すなわち、幅Wを変更する。
図3は、本実施の形態に係るサイズ変更部30の動作を説明するための別の図である。
本実施の形態では、サイズ変更部30は、垂直成分vとフレームの垂直方向の大きさ、すなわち、フレームの高さHとを比較する。そして、変更規則に従い、vが例えばH/2以上のときに、テクスチャの幅Wを0.7Wに変更する。変更規則は次の通りである。
In addition, the
FIG. 3 is another diagram for explaining the operation of the
In the present embodiment, the
0≦v<H/4 のとき W→W (変更なし)
H/4≦v<H/2 のとき W→0.8W
H/2≦v のとき W→0.7W
この変更規則によると、垂直成分vが大きいとき、つまり、垂直方向の動きが大きいときはテクスチャの幅が小さくなるという結果を得る。
なお、サイズ変更部30は、テクスチャの幅を変更するときに、テクスチャの水平方向の端部、すなわち、テクスチャの左端、右端を削除する。
When 0 ≦ v <H / 4 W → W (No change)
When H / 4 ≦ v <H / 2 W → 0.8W
When H / 2 ≦ v W → 0.7W
According to this change rule, when the vertical component v is large, that is, when the movement in the vertical direction is large, the result is that the width of the texture becomes small.
The
テクスチャ上書部40は、第1のフレームに対して、ベクトル検出部20が検出した大域動きベクトルの分だけ位置をずらして、サイズ変更部30が大きさを変更した第2のフレームに係るテクスチャを上書きする。
図4は、本実施の形態に係るテクスチャ上書部40の動作を説明するための図である。
ここでは、第1のフレーム100と第2のフレーム(図示せず)との間の大域動きベクトルV=(u,v)=(W/4,H/2)であったとする。
The
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the
Here, it is assumed that the global motion vector V = (u, v) = (W / 4, H / 2) between the
テクスチャ上書部40は、第1のフレーム100に対して、大域動きベクトルの分、つまり、(W/4,H/2)の分だけ水平及び垂直方向に移動させ、高さ0.8H、幅0.7Wの第2のフレームに係るテクスチャ210を上書きする。
このとき、第2のフレームに係るテクスチャ210は、縮小して大きさを変更したのではなく、上下左右の端部を削除して大きさを変更しているので、第1のフレーム100に係るテクスチャと第2のフレームに係るテクスチャとは重なりあって一致する。つまり、第1のフレーム100に係るテクスチャと、第2のフレームに係るテクスチャとは、それぞれの画素間の対応関係にずれを生じさせることなく動きベクトルを用いた接合をすることができる。
The
At this time, the
テクスチャ上書部40は、同様に、第2のフレームに係るテクスチャに対して、ベクトル検出部20が検出した第2のフレームと第3のフレームとの間の大域動きベクトルの分だけ位置をずらして、サイズ変更部30が大きさを変更した第3のフレームに係るテクスチャを上書きする。
また、テクスチャ上書部40は、第4フレーム以降についても同様に動作して、パノラマ画像を完成させる。もちろん、テクスチャ上書部40は2フレーム以上あればパノラマ画像を作成することができる。
Similarly, the
Further, the
画像出力部50は、テクスチャ上書部40が作成したパノラマ画像を外部に出力する。
図5は、本実施の形態に係る完成したパノラマ画像を示す図である。図5は、完成したパノラマ画像が、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴ある画像であることを示すためのもので、水平及び垂直方向の寸法は必ずしも正確なものではない。
13フレームを用いて作成したパノラマ画像は、カメラの動きが大きいところでテクスチャの高さ又は幅が小さくなっており、まるでカメラで描かれた毛筆画のようになっていることが分かる。
The
FIG. 5 is a diagram showing a completed panoramic image according to the present embodiment. FIG. 5 shows that the completed panoramic image is a characteristic image reflecting the slowness and trajectory of the movement of the camera, and the horizontal and vertical dimensions are not necessarily accurate.
It can be seen that the panoramic image created using 13 frames has a texture height or width that is small where the movement of the camera is large, and looks like a brushstroke drawn by the camera.
なお、画像接合装置1が実現する各構成要素は、例えば、コンピュータである画像接合装置1が備える演算装置(図示せず)の制御によって、プログラムを実行させることによって実現できる。より具体的には、画像接合装置1は、記憶部(図示せず)に格納されたプログラムを主記憶装置(図示せず)にロードし、演算装置の制御によってプログラムを実行して実現する。また、各構成要素は、プログラムによるソフトウェアで実現することに限ることなく、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現しても良い
Each component realized by the
上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。 The above-described program can be stored using various types of non-transitory computer readable media and supplied to a computer. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W and semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (random access memory)) are included.
また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 Further, the program may be supplied to the computer by various types of temporary computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
次に本実施の形態に係る画像接合方法について説明する。
図6は、本実施の形態に係る画像接合方法の処理手順を示すフローチャートである。
画像接合装置1は処理を開始すると、画像入力部10が、ユーザがカメラを手で自由に2次元的に移動させて、又はカメラレンズの中心軸に対して直交する軸まわりでカメラを回転させて撮影した動画像の各フレームを入力する(ステップS10)。
Next, an image joining method according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the image joining method according to the present embodiment.
When the
次に、ベクトル検出部20が、入力した動画像を構成する各フレームの内の第mのフレームと第nのフレーム(mとnとは連続又は不連続)との間の大域動きベクトルV=(u,v)を検出する(ステップS20)。
次に、サイズ変更部30が、大域動きベクトルVの各成分u,vの大きさに基づいて、第nのフレームの少なくとも一部を構成するテクスチャの大きさ(H,W)を変更する(ステップS30)。なお、テクスチャの大きさの変更は、上述したように、大域動きベクトルVの水平成分又は垂直成分と所定の変更規則とに基づいて、テクスチャの上端及び下端、またはテクスチャの左端及び右端を削除する。
Next, the
Next, the
次に、テクスチャ上書部40は、第mのフレームに対して、大域動きベクトルVの分だけ位置をずらして、大きさを変更した第nのフレームに係るテクスチャを上書きする(ステップS40)。
最後に、テクスチャ上書部40は、第nのフレームが最終フレームであるか判断する(ステップS50)。第nのフレームが最終フレームであったとき(ステップS50のYes)は、画像出力部50が上書きした画像、そなわち、パノラマ画像を出力して処理を終了する。
また、第nのフレームが最終フレームでなかったとき(ステップS50のNo)は、ステップS20に戻って、ベクトル検出部20が、入力した動画像を構成する各フレームの内の第nのフレームと第oのフレーム(nとoとは連続又は不連続)との間の大域動きベクトルVを検出し、処理を継続する。
Next, the
Finally, the
When the n-th frame is not the final frame (No in step S50), the process returns to step S20, and the
なお、本実施の形態に係る画像接合装置又は画像接合方法では、大域動きベクトルVの各成分u,vの大きさと変更後のテクスチャの大きさとを比例の関係にする、又は、閾値により必要以上の大きさの変更を制限する、などの設定を行っても良い。また、これらの設定は、完成したパノラマ画像を参照しながら調整しても良い。 In the image joining apparatus or the image joining method according to the present embodiment, the size of each component u, v of the global motion vector V and the size of the texture after the change are proportional to each other or more than necessary depending on the threshold value. Settings such as restricting the change in the size of the file may be performed. These settings may be adjusted with reference to the completed panoramic image.
上述したように、本実施の形態に係る画像接合装置1は、連続する画像を構成する第1のフレーム100と第2のフレームとの間の大域動きベクトルVを検出するベクトル検出部20と、ベクトルVの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するサイズ変更部30と、第1のフレーム100全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャ100に対して、ベクトルVに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャ210を上書きするテクスチャ上書部40とを備えるものである。
As described above, the
このような構成により、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴あるパノラマ画像を作成することができる。
また、本実施の形態に係る画像接合装置1は、サイズ変更部30が、ベクトルVの大きさが所定の閾値より小さい場合には、第2のテクスチャの大きさを変更しないことが好ましい。
また、本実施の形態に係る画像接合装置1は、サイズ変更部30が、ベクトルVの水平成分uに基づいて、第2のテクスチャの垂直方向の大きさを変更し、ベクトルの垂直成分vに基づいて、第2のテクスチャの水平方向の大きさを変更することが好ましい。
また、本実施の形態に係る画像接合装置1は、サイズ変更部30が、第2のテクスチャの端部を削除することによって、第2のテクスチャの大きさを変更することが好ましい。
With such a configuration, it is possible to create a characteristic panoramic image that reflects the slowness and trajectory of the camera movement.
Moreover, in the
Further, in the
In the
また、本実施の形態に係る画像接合方法は、連続する画像を構成する第1のフレーム100と第2のフレームとの間の大域動きベクトルVを検出するステップS20と、ベクトルVの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップS30と、第1のフレーム100全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャ100に対して、ベクトルVに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャ210を上書きするステップS40とを有するものである。
このような構成により、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴あるパノラマ画像を作成することができる。
In addition, the image joining method according to the present embodiment includes a step S20 of detecting a global motion vector V between the
With such a configuration, it is possible to create a characteristic panoramic image that reflects the slowness and trajectory of the camera movement.
また、本実施の形態に係る画像接合プログラムは、連続する画像を構成する第1のフレーム100と第2のフレームとの間の大域動きベクトルVを検出するステップS20と、ベクトルVの大きさに基づいて、第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップS30と、第1のフレーム100全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャ100に対して、ベクトルVに対応する分の位置をずらして、大きさを変更した第2のテクスチャ210を上書きするステップS40とをコンピュータに実行させるものである。
このような構成により、カメラの動きの緩急や軌跡を反映した、特徴あるパノラマ画像を作成することができる。
In addition, the image joining program according to the present embodiment includes step S20 for detecting the global motion vector V between the
With such a configuration, it is possible to create a characteristic panoramic image that reflects the slowness and trajectory of the camera movement.
1 画像接合装置
20 ベクトル検出部
30 サイズ変更部
40 テクスチャ上書部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ベクトルの大きさに基づいて、前記第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するサイズ変更部と、
前記第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、前記ベクトルに対応する分の位置をずらして、前記大きさを変更した第2のテクスチャを上書きするテクスチャ上書部と
を備えた画像接合装置。 A vector detection unit for detecting a global motion vector between a first frame and a second frame constituting a continuous image;
A size changing unit that changes the size of a second texture constituting at least a part of the entire second frame based on the size of the vector;
A texture overwriting unit for overwriting the second texture whose size has been shifted by shifting the position corresponding to the vector with respect to the first texture constituting at least a part of the entire first frame. And an image joining apparatus.
請求項1に記載の画像接合装置。 The image joining device according to claim 1, wherein the size changing unit does not change the size of the second texture when the size of the vector is smaller than a predetermined threshold.
前記ベクトルの水平成分に基づいて、前記第2のテクスチャの垂直方向の大きさを変更し、
前記ベクトルの垂直成分に基づいて、前記第2のテクスチャの水平方向の大きさを変更する
請求項1又は請求項2に記載の画像接合装置。 The size changing unit
Changing the vertical size of the second texture based on the horizontal component of the vector;
The image joining apparatus according to claim 1, wherein a horizontal size of the second texture is changed based on a vertical component of the vector.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像接合装置。 The image joining device according to any one of claims 1 to 3, wherein the size changing unit changes the size of the second texture by deleting an end of the second texture.
前記ベクトルの大きさに基づいて、前記第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップと、
前記第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、前記ベクトルに対応する分の位置をずらして、前記大きさを変更したテクスチャを上書きするステップと
を有する画像接合方法。 Detecting a global motion vector between a first frame and a second frame constituting a continuous image;
Changing the size of a second texture comprising at least a portion of the entire second frame based on the size of the vector;
An image joining method comprising: overwriting the texture whose size has been changed by shifting the position corresponding to the vector with respect to the first texture constituting at least a part of the entire first frame. .
前記ベクトルの大きさに基づいて、前記第2のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第2のテクスチャの大きさを変更するステップと、
前記第1のフレーム全体の少なくとも一部を構成する第1のテクスチャに対して、前記ベクトルに対応する分の位置をずらして、前記大きさを変更したテクスチャを上書きするステップと
をコンピュータに実行させる画像接合プログラム。 Detecting a global motion vector between a first frame and a second frame constituting a continuous image;
Changing the size of a second texture comprising at least a portion of the entire second frame based on the size of the vector;
Causing the computer to execute a step of overwriting the texture whose size has been changed by shifting the position corresponding to the vector with respect to the first texture constituting at least a part of the entire first frame. Image joining program.
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