JP2017055268A - Imaging device, control method and program for imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, an imaging apparatus control method, and a program.
近年、テレビジョンカメラ、デジタルカメラ等の画像の取り込み手段として、CCD撮像素子、CMOS撮像素子等の固体撮像素子が多く使用されている。この固体撮像素子のダイナミックレンジ拡大やノイズの低減、手持ち撮影時の手ぶれの抑制、画角の拡大等を目的として、同一シーンにおける複数枚の画像を撮影し、この複数の画像を何らかの演算で合成する手法が提案されている。
例えば、特許文献1では、撮像装置の撮影範囲を動かしながら連続撮影し、得られた複数の画像を位置合わせして合成することで広角な画像を生成する手法が提案されている。以下、このような手法を広角画像合成と呼び、広角画像合成に使用される画像を素材画像と呼び、合成された画像を広角合成画像と呼ぶ。特許文献1では、合成される広角画像を領域に区分して、領域毎に合成に適した素材画像をメモリに保存する。
In recent years, solid-state imaging devices such as CCD imaging devices and CMOS imaging devices are often used as image capturing means for television cameras, digital cameras, and the like. For the purpose of expanding the dynamic range and noise of this solid-state image sensor, reducing camera shake during hand-held shooting, and widening the angle of view, etc., multiple images are shot in the same scene, and these images are combined by some calculation. A technique has been proposed.
For example, Patent Document 1 proposes a method of generating a wide-angle image by continuously shooting while moving a shooting range of an imaging apparatus, and aligning and synthesizing a plurality of obtained images. Hereinafter, such a method is called wide-angle image composition, an image used for wide-angle image composition is called a material image, and the synthesized image is called a wide-angle composition image. In Patent Document 1, a wide-angle image to be combined is divided into regions, and a material image suitable for combining is stored in a memory for each region.
広角画像合成では、種々の投影方法が使われる。例えば、平面に投影する方法や円筒面に投影する方法がある。そして、使われる投影方法に応じて、適切な素材画像が異なる。なお、以下では、平面に投影する方法を平面投影と呼び、円筒面に投影する方法を円筒投影と呼び、円筒面に投影する幾何変形を円筒変換と呼ぶ。 In wide-angle image composition, various projection methods are used. For example, there are a method of projecting onto a plane and a method of projecting onto a cylindrical surface. The appropriate material image differs depending on the projection method used. In the following, the method of projecting onto a plane is referred to as plane projection, the method of projecting onto a cylindrical surface is referred to as cylindrical projection, and the geometric deformation projected onto the cylindrical surface is referred to as cylindrical transformation.
ここで、図12を参照して平面投影及び円筒投影について説明する。
まず、図12(a)を参照して平面投影について説明する。平面投影は、投影の中心702から、撮影した画像701を、基準となる平面である投影面700に投影させる投影方法である。なお、図12(a)では、撮影した画像701が5つあり、中心にある画像701を含む面を投影面700とする。
広角画像合成で平面投影を使う場合、まず、素材画像を投影面700に投影させた画像に変換する。そして、変換した素材画像を合成して広角合成画像を生成する。この素材画像の変換には、平面投影に対応する変換方法である射影変換が使われる。したがって、素材画像は、投影面700に対して平行移動して撮影した画像が、幾何変形量が少なくなるため、望ましい。
Here, planar projection and cylindrical projection will be described with reference to FIG.
First, planar projection will be described with reference to FIG. Planar projection is a projection method in which a captured
When plane projection is used for wide-angle image composition, first, the material image is converted into an image projected on the
次に、図12(b)を参照して円筒投影について説明する。円筒投影は、投影の中心712から、撮影した画像711を、基準となる円筒面である投影面710に投影させる投影方法である。図12(c)は、図12(b)の画像711の1つ、及び、投影面710の一部の斜視図である。
広角画像合成で円筒投影を使う場合、まず、素材画像を投影面710に投影させた画像に変換する。この素材画像の変換には、円筒投影に対応する変換方法である円筒変換が使われる。そして、変換した素材画像を合成して広角合成画像を生成する。円筒投影する場合、素材画像は、NPP(No Parallax Point)と呼ばれる視差がつかない点を回転中心として撮影した画像711が望ましいことが広く知られている。
Next, cylindrical projection will be described with reference to FIG. Cylindrical projection is a projection method in which a captured
When using cylindrical projection for wide-angle image composition, first, the material image is converted into an image projected on the
しかしながら、特許文献1では、広角画像合成で使われる投影方法によって適切な素材画像が異なる点が考慮されておらず、広角合成画像の画質が十分ではないことがある。 However, Patent Document 1 does not consider that the appropriate material image differs depending on the projection method used in the wide-angle image composition, and the image quality of the wide-angle composite image may not be sufficient.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、広角画像合成で使われる投影方法に応じて適切な素材画像を決定して、広角合成画像の画質を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to determine an appropriate material image according to a projection method used in wide-angle image composition to improve the image quality of the wide-angle composite image.
本発明の撮像装置は、素材画像を使用して広角合成画像を生成する撮像装置であって、撮像手段と、前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、前記撮像手段での撮像時に前記検出手段が検出する前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方、及び、設定された投影方法に基づいて、前記撮像手段で撮像された画像を素材画像とするか否かを決定する決定手段と、前記決定手段で素材画像とすると決定された画像を前記投影方法に対応する変換方法で変換し、変換された画像を合成して広角合成画像を生成する生成手段と、を備えることを特徴とする。 The imaging device of the present invention is an imaging device that generates a wide-angle composite image using a material image, and includes an imaging unit, a detection unit that detects at least one of a position and an angle of the imaging device, Based on at least one of the position and angle of the imaging device detected by the detection unit during imaging by the imaging unit and a set projection method, the image captured by the imaging unit is used as a material image. Determining means for determining whether to generate a wide-angle composite image by converting the image determined to be a material image by the determining means by a conversion method corresponding to the projection method and combining the converted images And means.
本発明によれば、撮像手段での撮像時に検出する撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方、及び、設定された投影方法に基づいて、撮像された画像を素材画像とするか否かを決定する。したがって、広角画像合成で使われる投影方法に応じて適切な素材画像を決定して、広角合成画像の画質を向上させることができる。 According to the present invention, whether or not a captured image is used as a material image based on at least one of the position and angle of the imaging device detected during imaging by the imaging unit and the set projection method. To decide. Therefore, an appropriate material image can be determined according to the projection method used in the wide-angle image composition, and the image quality of the wide-angle composite image can be improved.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1実施形態)
撮像装置の一例であるデジタルカメラ100について説明する。デジタルカメラ100は、連続撮影した最初の画像を位置合わせの基準画像とし、投影方法として平面投影を用いて水平方向に広角となる広角画像合成を行う。広角画像合成の詳細は後述する。なお、画素が有限大の開口を有することの影響を補正するアパチャー補正等、一般的に行われている処理については説明を省略する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
A
まず、図1を参照して、デジタルカメラ100の外観を説明する。図1は、デジタルカメラ100の背面外観を示す外観図である。
表示部28は、画像や各種情報を表示する。表示部28には、例えば液晶ディスプレイが使われる。
コネクタ112は、外部機器に繋がれた接続ケーブル111をデジタルカメラ100に接続するための部品である。
操作部70は、ユーザからの各種操作を受け付けるものであり、シャッターボタン61、モード切替スイッチ60、電源スイッチ72、及び、コントローラホイール73を備える。また、操作部70は、これら以外の各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材を備えていてもよい。
First, the external appearance of the
The
The
The
シャッターボタン61は、撮影指示を行うための操作部材である。
モード切替スイッチ60は、各種モードを切り替えるための操作部材である。
電源スイッチ72は、電源オン、電源オフを切り替えるための操作部材である。
コントローラホイール73は、回転操作可能な操作部材である。
記録媒体200は、画像データ等を記憶する記憶手段であり、記録媒体200には例えばメモリカードやハードディスク等が使われる。
記録媒体スロット201は、記録媒体200を格納するためのスロットであり、記録媒体スロット201を閉じるための蓋202が取り付けられている。記録媒体スロット201に格納された記録媒体200は、デジタルカメラ100との通信が可能となる。
The
The
The
The
The
The
次に、図2を参照して、デジタルカメラ100の構成を説明する。図2は、デジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
撮影レンズ103は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群である。
シャッター101は、絞り手段を備えるシャッターである。
撮像部22は、光学像を電気信号に変換するCCDやCMOS素子等で構成される撮像素子である。
A/D変換器23は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。A/D変換器23は、撮像部22から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するために用いられる。A/D変換器23からの出力データは、画像処理部24及びメモリ制御部15を介して、或いは、メモリ制御部15を介してメモリ32に直接書き込まれる。
バリア102は、撮影レンズ103を含む撮像系を覆うことにより、撮影レンズ103、シャッター101、撮像部22を含む撮像系の汚れや破損を防止する。
Next, the configuration of the
The photographing
The
The
The A /
The
画像処理部24は、A/D変換器23からのデータ、又は、メモリ制御部15からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部24は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御部50が露光制御、測距制御を行う。これにより、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理が行われる。画像処理部24は、更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理を行う。また、画像処理部24は、画像データについて、射影変換や円筒変換等の幾何変換を行う。また、画像処理部24は、画像データの位置合わせを行い、位置合わせした複数枚の画像を合成して、広角な合成画像を生成する広角画像合成を行う。本実施例における広角画像合成の詳細は後述する。
The
メモリ32は、撮像部22によって得られA/D変換器23によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部28に表示するための画像データを格納する。メモリ32は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ32は画像表示用のメモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。
メモリ制御部15は、メモリ32へのデータの書き込み、及び、メモリ32からのデータの読み込みを制御する。
D/A変換器13は、メモリ32に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部28に供給する。こうして、メモリ32に書き込まれた表示用の画像データはD/A変換器13を介して表示部28に表示される。
表示部28は、LCD等の表示器上に、D/A変換器13からのアナログ信号に応じた表示を行う。また、表示部28を電子ビューファインダとして機能させ、表示部28にスルー画像表示を行うことができる。表示部28を電子ビューファインダとして機能させるときは、A/D変換器23によって一度A/D変換されメモリ32に蓄積されたデジタル信号をD/A変換器13においてアナログ変換し、表示部28に逐次転送する。
The
The
The D /
The
不揮発性メモリ56は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。不揮発性メモリ56には、システム制御部50の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでのプログラムは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムである。
システム制御部50は、デジタルカメラ100全体を制御する。前述した不揮発性メモリ56に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。また、システム制御部50はメモリ32、D/A変換器13、表示部28等を制御することにより表示制御も行う。
システムメモリ52は、RAMであり、システム制御部50の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ56から読み出したプログラム等が展開される。
システムタイマー53は、各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。
The
The
The
The
モード切替スイッチ60、第1シャッタースイッチ62、第2シャッタースイッチ63等の操作部70はシステム制御部50に各種の動作指示を入力するための操作手段である。モード切替スイッチ60は、システム制御部50の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムAEモード、広角画像合成モード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ60で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モード切替スイッチ60で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。
The
第1シャッタースイッチ62は、デジタルカメラ100に設けられたシャッターボタン61の操作途中、いわゆる半押し(撮影準備指示)でONとなり第1シャッタースイッチ信号SW1を発生する。第1シャッタースイッチ信号SW1により、画像処理部24は、AF処理、AE処理、AWB処理等の動作を開始する。
第2シャッタースイッチ63は、シャッターボタン61の操作完了、いわゆる全押し(撮影指示)でONとなり、第2シャッタースイッチ信号SW2を発生する。システム制御部50は、第2シャッタースイッチ信号SW2により、撮像部22からの信号読み出しから記録媒体200に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。
The
The
操作部70の各操作部材は、表示部28に表示される種々の機能アイコンを選択操作すること等により、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。
機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部28に表示される。ユーザは、表示部28に表示されたメニュー画面と、上下左右の4方向ボタンやSETボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。
Each operation member of the
Examples of the function buttons include an end button, a return button, an image advance button, a jump button, a narrowing button, and an attribute change button. For example, when a menu button is pressed, various setting menu screens are displayed on the
コントローラホイール73は、操作部70に含まれる回転操作可能な操作部材であり、方向ボタンと共に選択項目を指示する際等に使用される。コントローラホイール73を回転操作すると、操作量に応じて電気的なパルス信号が発生し、このパルス信号に基づいてシステム制御部50はデジタルカメラ100の各部を制御する。このパルス信号によって、コントローラホイール73が回転操作された角度や、何回転したか等を判定することができる。なお、コントローラホイール73は回転操作が検出できる操作部材であればどのようなものでもよい。例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール73自体が回転してパルス信号を発生するダイヤル操作部材であってもよい。また、タッチセンサよりなる操作部材で、コントローラホイール73自体は回転せず、コントローラホイール73上でのユーザの指の回転動作等を検出するものであってもよい(いわゆる、タッチホイール)。
The
電源制御部31は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部31は、その検出結果及びシステム制御部50の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体200を含む各部へ供給する。
電源部30は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなる。
記録媒体I/F18は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体200とのインターフェースである。
記録媒体200は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。
検出部80は、ジャイロセンサや加速度センサ等から構成される。システム制御部50は、検出部80の検出結果からデジタルカメラ100の位置及び角度を算出する。例えば、検出部80の検出結果が角速度もしくは加速度の場合、システム制御部50は、それぞれ積分することで、デジタルカメラ100の位置及び角度を算出する。
The
The
The recording medium I /
The
The
次に、図3を参照して、デジタルカメラ100の位置及び角度について説明する。図3は、デジタルカメラ100の位置及び角度の座標系を説明する概念図である。デジタルカメラ100の位置及び角度は、図3に示すように、X軸、Y軸及びZ軸からなる直交座標系を使って表される。
デジタルカメラ100の位置は、X軸、Y軸及びZ軸の座標値を使って(x、y、z)と表される。ここで、基準となるデジタルカメラ100の位置を(0、0、0)とする。また、デジタルカメラ100の角度は、X軸方向の軸、Y軸方向の軸及びZ軸方向の軸を回転軸として回転した角度を使って、(α、β、γ)と表される。ここで、基準となるデジタルカメラ100の角度を(0°、0°、0°)とする。
デジタルカメラ100の基準となる位置及び角度は、例えば、デジタルカメラ100が最初に撮影した時のデジタルカメラ100の位置及び角度とする。システム制御部50は、最初の撮影に同期した検出部80の検出結果を、基準値、すなわち、角度(0°、0°、0°)と位置(0、0、0)とする。基準値を算出した後は、システム制御部50は、基準値からの相対値としてデジタルカメラ100の位置及び角度を算出する。
Next, the position and angle of the
The position of the
The reference position and angle of the
次に、図4を参照して、デジタルカメラ100の広角画像合成モードの概要を説明する。図4は広角画像合成モードを説明するための概念図であって、図4(a)はユーザがデジタルカメラを移動させる方向と素材画像の画角G1との関係を示す概念図であり、図4(b)は広角合成画像の画角G2と素材画像の画角G1との関係を示す概念図である。
図4(a)及び(b)に示す画角G1は、広角画像合成モードで使用する素材画像の画角である。図4(b)に示す画角G2は、広角画像合成モードで合成する広角合成画像の画角である。本実施形態では、投影方法として平面投影を使って合成する場合について説明する。
Next, an overview of the wide-angle image composition mode of the
An angle of view G1 shown in FIGS. 4A and 4B is an angle of view of a material image used in the wide-angle image composition mode. An angle of view G2 illustrated in FIG. 4B is an angle of view of a wide-angle synthesized image synthesized in the wide-angle image synthesis mode. In the present embodiment, a case will be described in which synthesis is performed using planar projection as a projection method.
図4(a)に示すように、本実施形態では、デジタルカメラ100が最初に撮影した画像を位置合わせの基準画像として、ユーザがデジタルカメラ100の撮影範囲を水平方向に平行に動かしながら連続撮影する。図4(b)で画角G2の垂直方向の画角が画角G1の垂直方向の画角と比較して狭くなっているが、連続撮影時の垂直方向のずれを想定しているためである。ユーザがデジタルカメラ100を水平方向に動かすので、垂直方向に関しては撮影範囲のずれが生じ、被写体のデータが存在しない範囲が出るため、素材画像の全てに被写体のデータが存在する領域を広角合成画像の画角G2とする。
As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, the first image captured by the
次に、図5を参照して、デジタルカメラ100の広角画像合成モードでの処理を説明する。図5は、デジタルカメラ100の広角画像合成モードでの処理を示すフローチャートである。デジタルカメラ100は、モード切替スイッチ60で、広角画像合成モードが選択された場合に図5の処理を実行する。
ステップS100において、システム制御部50は、操作部70の設定ボタンが押されたか否かの判定を行う。システム制御部50は、設定ボタンが押されたと判定したときステップS101に処理を進め、設定ボタンが押されていないと判定したときステップS102に処理を進める。
Next, processing in the wide-angle image composition mode of the
In step S100, the
ステップS101において、システム制御部50は、ユーザの指定に応じて、広角合成画像の投影方法、広角合成画像の画角、撮影領域の区分数、素材画像の撮影順番、基準画像等の設定を変更して、処理をステップS102に進める。また、システム制御部50は、ユーザの指定に応じて、広角合成画像とする領域を設定してもよい。なお、投影方法や広角合成画像の画角等の設定によっては、ステップS101で設定の変更が不要になるものもある。
本実施形態では、ユーザが投影方法として平面投影を設定し、連続撮影の最初に撮影される画像を基準画像とするように設定したものとする。また、撮影領域の区分数は設定せず、ユーザがデジタルカメラ100を平行移動させて連続撮影した範囲を広角合成画像の画角とするように設定したものとする。
デジタルカメラ100が起動した後、初めて広角画像合成モードでの処理を行う場合に、設定ボタンが押されずにステップS102に処理が進むときは、予め定義されている初期設定値が使用される。
In step S <b> 101, the
In the present embodiment, it is assumed that the user sets planar projection as a projection method and sets an image captured at the beginning of continuous shooting as a reference image. In addition, it is assumed that the number of shooting areas is not set, and the range of continuous shooting by the user moving the
When the processing in the wide-angle image composition mode is performed for the first time after the
なお、区分数を設定する場合、システム制御部50は、図6(a)に示す区分数設定画面300を表示部28に表示する。区分数設定画面300には、区分数となる複数の数値が表示される。ユーザがいずれかの数値を選択することで、システム制御部50は、選択された数値を区分数として設定する。また、システム制御部50は、図6(b)に示す基準画面等設定画面310を表示部28に表示する。基準画面等設定画面310には、広角合成画像の画角と撮影領域の区分数の設定に応じて、基準画像及び撮影順番の組み合わせが複数表示される。ユーザがいずれかの組み合わせを選択することで、システム制御部50は、基準画像及び撮影順番を設定する。
When setting the number of sections, the
ステップS102において、システム制御部50は、表示部28に、図7(a)に示す説明画面400を表示する。説明画面400は、投影方法、及び、撮影するときデジタルカメラ100の動かし方の説明を表示する画面である。本実施形態では、上記の通り、平面投影が設定されているため、説明画面400には、投影方法が平面投影である旨が表示される。また、投影方法が平面投影のときは、デジタルカメラ100を平行移動させて撮影した画像が素材画像として望ましい。そこで、説明画面400には、撮影時にユーザはデジタルカメラ100を平行移動させる必要がある旨が表示される。
In step S102, the
ステップS103において、システム制御部50は、第1シャッタースイッチ62が押されたか否かを判定する。システム制御部50は、第1シャッタースイッチ62が押されたと判定したとき、処理をステップS104に進め、第1シャッタースイッチ62が押されなかったと判定したとき、処理をステップS100に戻す。
ステップS104において、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、AE処理とAF処理を行う。
ステップS105において、システム制御部50は、ステップS103のAE処理結果に基づき撮影感度等の撮影条件を決定する。
ステップS106において、システム制御部50は、第2シャッタースイッチ63が押されたか否かを判定する。システム制御部50は、第2シャッタースイッチ63が押されたと判定したとき、処理をステップS108に進め、第2シャッタースイッチ63が押されなかったと判定したとき、処理をステップS107に進める。
ステップS107において、システム制御部50は、第1シャッタースイッチ62が押されたままか否か(いわゆる半押しのままか否か)を判定する。システム制御部50は、第1シャッタースイッチ62が離されたと判定したとき、処理をステップS100に戻し、第1シャッタースイッチ62が押されたままと判定したとき、処理をステップS106に戻す。
In step S103, the
In step S104, the
In step S105, the
In step S106, the
In step S107, the
ステップS108において、システム制御部50は、ステップS105で決定した撮影条件で撮影する。ステップS108で撮影された画像は、位置合わせの基準画像とされる。システム制御部50は、ステップS108で撮影された画像を素材画像としてメモリ32に保存する。
ステップS109において、システム制御部50は、第2シャッタースイッチ63が押されたタイミングと同期して検出部80で検出した結果から、デジタルカメラ100の位置及び角度を検出する。システム制御部50は、このデジタルカメラ100の位置及び角度を、デジタルカメラ100の基準となる位置及び角度とする。
ステップS110において、システム制御部50は、広角合成画像の投影方法や焦点距離等に応じて、デジタルカメラ100の目標となる位置及び角度である目標位置及び目標角度、重み係数、並びに、閾値を設定する。目標位置は、(Xtar、Ytar、Ztar)と表され、それぞれ、X軸、Y軸及びZ軸の座標値である。目標角度は、(αtar、βtar、γtar)と表され、それぞれ、X軸方向の軸、Y軸方向の軸及びZ軸方向の軸を回転軸として回転した角度である。重み係数は、6つの数値からなり、それぞれの数値を(ωX、ωY、ωZ、ωα、ωβ、ωγ)と表す。目標位置及び目標角度は、演算により算出してもよいし、予め不揮発性メモリ56に記憶させたルックアップテーブルに格納された値を使ってもよい。重み係数及び閾値は、予め不揮発性メモリ56に記憶させたルックアップテーブルに格納された値を使うものとする。
本実施形態では、投影方法が平面投影であるため、デジタルカメラ100を平行移動させて撮影した画像が、素材画像として望ましい。したがって、目標位置及び目標角度は、基準となる位置及び角度からデジタルカメラ100を平行させたときの値になるように設定する。例えば、図3に示すX軸方向にデジタルカメラ100を平行させるように目標位置及び目標角度を定める場合、目標位置及び目標角度を、Ytar=0、Ztar=0、αtar=0、βtar=0、γtar=0と設定し、後述する評価関数で使用する。
In step S108, the
In step S109, the
In step S <b> 110, the
In the present embodiment, since the projection method is planar projection, an image obtained by moving the
ステップS111において、システム制御部50は、ユーザにデジタルカメラ100の撮影範囲を動かしてもらうことを促すために、図8(a)に示すように、表示部28にガイド情報500を表示する。ガイド情報500は、次に説明するステップS112で撮影する画像を素材画像とするためのデジタルカメラ100の位置及び角度の案内となるものである。システム制御部50は、目標位置とデジタルカメラ100の位置との差分、及び、目標角度とデジタルカメラ100の角度の差分から、デジタルカメラ100を移動させる方向を算出する。ガイド情報500は、この算出結果を表す矢印等の図形である。図8(a)に示す例では、矢印の向きにデジタルカメラ100を平行移動させるように促すようなガイド情報500が表示される。ステップS111の処理は、表示手段による処理の一例である。なお、ガイド情報500は、矢印以外の表示、例えば、矢印以外の図形や文章であってもよく、音声での案内であってもよい。
In step S111, the
ステップS112において、システム制御部50は、ステップS105で決定した撮影条件で撮影する。このとき、撮像部22による撮像が行われる。
ステップS113において、システム制御部50は、ステップS112での撮影タイミングと同期して検出部80が検出した結果から、撮像部22による撮像時のデジタルカメラ100の位置及び角度を検出する。システム制御部50は、検出したデジタルカメラ100の位置を(Xcor、Ycor、Zcor)とし、角度を(αcor、βcor、γcor)とする。
ステップS114において、システム制御部50は、次の式1に示す評価関数を使って、ステップS112で撮影した画像が素材画像として適しているか否かを判定するための評価値VALを算出する。
VAL=ωX(Xtar−Xcor)+ωY(Ytar−Ycor)+ωZ(Ztar−Zcor)+ωα(αtar−αcor)+ωβ(βtar−βcor)+ωγ(γtar−γcor) ・・・ (式1)
In step S112, the
In step S113, the
In step S114, the
VAL = ω X (X tar −X cor ) + ω Y (Y tar −Y cor ) + ω Z (Z tar −Z cor ) + ω α (α tar −α cor ) + ω β (β tar −β cor ) + ω γ ( γ tar −γ cor ) (Formula 1)
ステップS115において、システム制御部50は、ステップS112で撮影した画像が素材画像として適しているか否かを、評価値VALと閾値とを比較して判定する。この閾値は、ステップS110で設定された値である。
システム制御部50は、評価値VALが閾値よりも大きい又は等しい場合、ステップS112で撮影した画像は素材画像として適していないと判断し、処理をステップS117に進める。システム制御部50は、評価値VALが閾値よりも小さいと判定された場合、ステップS112で撮影した画像は素材画像として適していると判断し、ステップS112で撮影した画像を素材画像として扱う決定をして、処理をステップS116に進める。なお、ステップS115の処理は、決定手段による処理の一例である。
In step S115, the
If the evaluation value VAL is greater than or equal to the threshold value, the
ステップS116において、システム制御部50は、ステップS112で撮影した画像を素材画像としてメモリ32に保存する。なお、システム制御部50は、ステップS113で検出したデジタルカメラ100の位置及び角度の情報を、素材画像に関連付けてメモリ32に保存してもよい。
ステップS117において、システム制御部50は、デジタルカメラ100の位置及び角度の情報を用いて、撮影が継続しているか否かを判定する。例えば、システム制御部50は、前回の撮影時(1フレーム前)のデジタルカメラ100の位置及び角度の情報と、今回の撮影時のデジタルカメラ100の位置及び角度の情報とを比較する。そして、システム制御部50は、ガイド情報に表示している方向と著しく異なる方向へデジタルカメラ100が移動したと判断したときに、撮影が継続していないと判定する。システム制御部50は、撮影が継続していると判定したとき処理をステップS110に戻し、撮影が継続していないと判定したとき処理をステップS118に進める。なお、ステップS117の処理は、制御手段による処理の一例である。
In step S116, the
In step S <b> 117, the
ステップS118において、システム制御部50は、メモリ32に2枚以上の素材画像が保存されているか否かを判定する。システム制御部50は、メモリ32に2枚以上の素材画像が保存されているとき、処理をステップS120に進め、メモリ32に2枚以上の素材画像が保存されていないとき、処理をステップS119に進める。
ステップS119において、システム制御部50は、合成失敗を通知する。合成失敗の通知は、例えば、表示部28に、広角画像合成に失敗した旨を表示することで行う。そして、システム制御部50は処理をステップ100に戻す。
In step S <b> 118, the
In step S119, the
ステップS120において、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、メモリ32に保存されている素材画像を射影変換により変換(幾何変形)する。素材画像の射影変換は、基準画像を含む平面が投影面となるように行われる。そして、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、基準画像を位置合わせの基準として、変換後の素材画像の位置合わせを行う。位置合わせは、画像を任意のサイズの小ブロックに分割して、小ブロック毎に輝度のSAD(Sum of Absolute Difference)が最小となる対応点を算出して、動きベクトルを算出する方法等により行う。
ステップS121において、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、ステップS120で位置合わせした変換後の素材画像を合成し、広角合成画像を生成する。なお、ステップS120及びS121の処理は、生成手段による処理の一例である。
ステップS122において、システム制御部50は、ステップS121で生成した広角合成画像を記録媒体200に記録して、広角画像合成モードを終了する。
In step S120, the
In step S121, the
In step S122, the
次に、図9を参照して、広角合成画像の生成例を示す。図9(a)、(b)、(c)に示す画像が、それぞれ、第1素材画像600、第2素材画像601、第3素材画像602である。そして、第1〜第3素材画像600〜602を使って広角画像合成をすることで、図9(d)に示す広角合成画像603が得られる。
Next, a generation example of a wide-angle composite image will be shown with reference to FIG. The images shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C are a first material image 600, a
このように、本実施形態では、投影方法が平面投影であり、図5のステップS115の処理により素材画像として適していると判定された画像が、広角合成画像の素材画像として扱われる。したがって、平面投影に対応する射影変換を行う広角画像合成において、広角合成画像として適切な画像を素材画像とし、広角合成画像の画質を向上させることができる。
また、図8(a)に示すように、表示部28にガイド情報500を表示する。したがって、ユーザは、ガイド情報500にしたがってデジタルカメラ100を移動させることで、広角合成画像として適切な素材画像を容易に撮影できる。
As described above, in the present embodiment, the projection method is planar projection, and an image determined to be suitable as a material image by the process of step S115 in FIG. 5 is handled as a material image of a wide-angle composite image. Therefore, in wide-angle image synthesis that performs projective transformation corresponding to planar projection, an image suitable as a wide-angle synthesized image can be used as a material image, and the image quality of the wide-angle synthesized image can be improved.
Further, as shown in FIG. 8A, guide
(第2実施形態)
上記の実施形態では、投影方法として平面投影を用いて水平方向に広角となる広角画像合成を行う例を説明した。本実施形態では、撮影した最初の画像を位置合わせの基準画像とし、投影方法として円筒投影を用いて水平方向に広角となる広角画像合成を行う例を説明する。なお、上記の実施形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
デジタルカメラ100の位置及び角度は、図3に示した第1実施形態の場合と同様に、X軸、Y軸及びZ軸からなる直交座標系を使って表される。また、図10に示すように、X軸、Y軸及びZ軸の原点はNPPである。
(Second Embodiment)
In the above-described embodiment, the example in which the wide-angle image synthesis with a wide angle in the horizontal direction is performed using planar projection as the projection method has been described. In the present embodiment, an example will be described in which a first captured image is used as a reference image for alignment, and wide-angle image composition is performed with a wide angle in the horizontal direction using cylindrical projection as a projection method. Note that the description of the same points as in the above embodiment is omitted or simplified.
The position and angle of the
本実施形態では、図5のステップS101において、ユーザが投影方法として円筒投影を設定し、連続撮影の最初に撮影される画像を基準画像とするように設定したものとする。この設定を円筒投影設定と呼ぶこととする。
円筒投影設定が設定されているとき、図5のステップS102において、システム制御部50は、表示部28に、図7(b)に示す説明画面401を表示する。説明画面401は、投影方法、及び、撮影するときデジタルカメラ100の動かし方の説明を表示する画面である。本実施形態では、上記の通り、円筒投影が設定されているため、説明画面401には、投影方法が円筒投影である旨が表示される。また、投影方法が円筒投影のときは、デジタルカメラ100を、NPPを中心として回転させて撮影した画像が、素材画像として望ましい。そこで、説明画面401には、撮影時にユーザは、デジタルカメラ100を、NPPを通るY軸を回転軸として回転させる必要がある旨が表示される。
In the present embodiment, it is assumed that in step S101 in FIG. 5, the user sets cylindrical projection as the projection method and sets the image captured at the beginning of continuous shooting as the reference image. This setting is called a cylindrical projection setting.
When the cylindrical projection setting is set, the
円筒投影設定が設定されているとき、デジタルカメラ100を、NPPを中心として回転させて撮影した画像が、素材画像として望ましい。そこで、本実施形態では、図5のステップS110において、NPPを中心とし、Y軸を回転軸としてデジタルカメラ100を回転させるように目標位置及び目標角度を定める。例えば、目標位置及び目標角度を、Xtar=0、Ytar=0、Ztar=0、αtar=0、γtar=0と設定し、ステップS114の評価関数(式1)で使用する。
When the cylindrical projection setting is set, an image obtained by rotating the
円筒投影設定が設定されているとき、ステップS111において、システム制御部50は、ユーザにデジタルカメラ100の撮影範囲を動かしてもらうことを促すために、図8(b)に示すように、表示部28にガイド情報501を表示する。図8(b)に示す例では、デジタルカメラ100を、Y軸を回転軸として回転させるように促すようなガイド情報501が表示される。
円筒投影設定が設定されているとき、ステップS120において、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、メモリ32に保存されている素材画像を円筒変換により変換(幾何変形)する。そして、システム制御部50は、画像処理部24を制御して、変換後の素材画像の位置合わせを行う。
When the cylindrical projection setting is set, in step S111, the
When the cylindrical projection setting is set, in step S120, the
次に、図11を参照して、広角合成画像の生成例を示す。図11(a)、(b)、(c)に示す画像が、それぞれ、第1素材画像610、第2素材画像611、第3素材画像612である。第1素材画像610を円筒変換することで、図11(d)に示す第1変換素材画像613が生成される。同様に、第2素材画像611及び第3素材画像612を円筒変換することで、それぞれ、図11(e)に示す第2変換素材画像614、及び、図11(f)に示す第3変換素材画像615が生成される。そして、第1〜第3変換素材画像613〜615を位置合わせした後に合成することで、図11(g)に示す広角合成画像616が得られる。
Next, a generation example of a wide-angle composite image will be shown with reference to FIG. Images shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C are a
なお、本実施形態では、デジタルカメラ100を、NPPを中心とし、Y軸を回転軸として回転させて撮影した画像を素材画像とする。しかし、Y軸以外の所定の軸、例えば、X軸を回転軸としてもよい。
In the present embodiment, an image obtained by rotating the
このように、本実施形態では、投影方法が円筒投影であり、図5のステップS115の処理により素材画像として適していると判定された画像が、広角合成画像の素材画像として扱われる。したがって、円筒投影に対応する円筒変換を行う広角画像合成において、広角合成画像として適切な画像を素材画像にでき、広角合成画像の画質を向上させることができる。
また、図8(b)に示すように、表示部28にガイド情報501を表示する。したがって、ユーザは、ガイド情報501にしたがってデジタルカメラ100を移動させることで、広角合成画像として適切な素材画像を容易に撮影できる。
As described above, in this embodiment, the projection method is cylindrical projection, and an image determined to be suitable as a material image by the process of step S115 in FIG. 5 is treated as a material image of a wide-angle composite image. Therefore, in wide-angle image synthesis that performs cylindrical transformation corresponding to cylindrical projection, an appropriate image as a wide-angle synthesized image can be used as a material image, and the image quality of the wide-angle synthesized image can be improved.
Further, as shown in FIG. 8B, guide
(その他の実施形態)
上記の実施形態では、図5のステップS115及びS116に示すように、システム制御部50は、評価値VALが閾値よりも小さい場合、全ての画像を素材画像としてメモリ32に残す処理を示した。しかし、合成される広角合成画像を領域に区分して、領域毎に合成に最適な画像をメモリ32に保存する構成としてもよい。
例えば、システム制御部50は、広角合成画像を所定数の領域(第1領域〜第N領域)に区分する。そして、システム制御部50は、ステップS110において、目標位置、目標角度、重み係数及び閾値を、広角画像合成で使われる投影方法に基づいて、広角合成画像の第n領域に使われる素材画像として適した画像を得ることができる値に設定する。
(Other embodiments)
In the above embodiment, as shown in steps S115 and S116 of FIG. 5, the
For example, the
また、上記の実施形態では、素材画像をメモリ32に保存する構成とした。しかし、システム制御部50は、素材画像を記録媒体200に記録し、広角画像合成を生成した後に記録媒体200から素材画像を削除してもよい。
また、上記の実施形態では、平面投影と円筒投影に関する処理を示したが、投影方法として球面に投影する投影方法である球面投影等、他の投影方法で投影してもよい。投影方法を球面投影にする場合、例えば、デジタルカメラ100を、NPPを中心の点とし、NPPを中心に回転させながら撮像した画像を素材画像とする。
また、上記の実施形態では、検出部80は、デジタルカメラ100の位置及び角度を検出する。しかし、検出部80は、デジタルカメラ100の位置及び角度のいずれか一方のみを検出するようにしてもよい。例えば、投影方法として平面投影を用いる場合、検出部80は、位置のみを検出するようにして、式1において、ωα、ωβ及びωγを0として評価値VALを算出する。また、投影方法として円筒投影を用いる場合、検出部80は、角度のみを検出するようにして、式1において、ωX、ωY及びωZを0として評価値VALを算出する。
In the above embodiment, the material image is stored in the
In the above-described embodiment, processing related to planar projection and cylindrical projection has been described. However, projection may be performed by other projection methods such as spherical projection which is a projection method for projecting onto a spherical surface. When the projection method is a spherical projection, for example, an image captured while rotating the
In the above embodiment, the
本発明は、上記の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
Although the present invention has been described together with the embodiments, the above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is interpreted in a limited manner by these. It must not be. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
100 デジタルカメラ、28 表示部、50 システム制御部 100 digital camera, 28 display unit, 50 system control unit
Claims (10)
撮像手段と、
前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、
前記撮像手段での撮像時に前記検出手段が検出する前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方、及び、設定された投影方法に基づいて、前記撮像手段で撮像された画像を素材画像とするか否かを決定する決定手段と、
前記決定手段で素材画像とすると決定された画像を前記投影方法に対応する変換方法で変換し、変換された画像を合成して広角合成画像を生成する生成手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging device that generates a wide-angle composite image using a material image,
Imaging means;
Detecting means for detecting at least one of a position and an angle of the imaging device;
Based on at least one of the position and angle of the imaging device detected by the detection unit during imaging by the imaging unit and a set projection method, an image captured by the imaging unit is defined as a material image. A determination means for determining whether or not to do;
Generating means for converting the image determined as the material image by the determining means by a conversion method corresponding to the projection method, and generating a wide-angle composite image by combining the converted images. Imaging device.
撮像ステップと、
前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方を検出する検出ステップと、
前記撮像ステップでの撮像時に前記検出ステップで検出する前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方、及び、設定された投影方法に基づいて、前記撮像ステップで撮像された画像を素材画像とするか否かを決定する決定ステップと、
前記決定ステップで素材画像とすると決定された画像を前記投影方法に対応する変換方法で変換し、変換された画像を合成して広角合成画像を生成する生成ステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 A method of controlling an imaging apparatus that generates a wide-angle composite image using a material image,
Imaging step;
A detection step of detecting at least one of a position and an angle of the imaging device;
Based on at least one of the position and angle of the imaging device detected in the detection step during imaging in the imaging step, and a set projection method, the image captured in the imaging step is defined as a material image. A decision step for deciding whether or not to do;
A generation step of converting the image determined as the material image in the determination step by a conversion method corresponding to the projection method, and generating a wide-angle composite image by combining the converted images. Control method of imaging apparatus.
撮像ステップと、
前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方を検出する検出ステップと、
前記撮像ステップでの撮像時に前記検出ステップで検出する前記撮像装置の位置及び角度のうち少なくともいずれか一方、及び、設定された投影方法に基づいて、前記撮像ステップで撮像された画像を素材画像とするか否かを決定する決定ステップと、
前記決定ステップで素材画像とすると決定された画像を前記投影方法に対応する変換方法で変換し、変換された画像を合成して広角合成画像を生成する生成ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for controlling an imaging device that generates a wide-angle composite image using a material image,
Imaging step;
A detection step of detecting at least one of a position and an angle of the imaging device;
Based on at least one of the position and angle of the imaging device detected in the detection step during imaging in the imaging step, and a set projection method, the image captured in the imaging step is defined as a material image. A decision step for deciding whether or not to do;
Converting the image determined as the material image in the determination step by a conversion method corresponding to the projection method, and generating a wide-angle composite image by combining the converted images; program.
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2015
- 2015-09-09 JP JP2015177955A patent/JP2017055268A/en active Pending
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