JP2020191618A - Arrangement determination device, system, arrangement determination method, and program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、複数の撮影装置の配置を決定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for determining the arrangement of a plurality of photographing devices.
近年、複数の撮影装置を異なる位置に配置して、同期して撮影し、当該撮影により得られた複数の画像を用いて、指定された仮想視点からの仮想視点画像を生成する技術が注目されている。 In recent years, attention has been paid to a technique in which a plurality of photographing devices are arranged at different positions, photographed in synchronization, and a virtual viewpoint image is generated from a designated virtual viewpoint by using a plurality of images obtained by the photographing. ing.
特許文献1は、仮想視点画像を生成する技術について記載されており、複数の撮影装置を円周に沿って撮影対象領域である円の中心を向くように配置することについて記載されている。 Patent Document 1 describes a technique for generating a virtual viewpoint image, and describes arranging a plurality of photographing devices along the circumference so as to face the center of a circle which is a photographing target area.
特許文献1では、撮影対象領域である円の中心の近傍に存在する被写体を撮影する撮影装置の台数と、そこから離れた位置に存在する被写体を撮影する撮影装置の台数とに差が生じる。さらに、撮影対象領域が大きい場合には、その差が大きくなる。そのため、仮想視点画像における被写体の再現精度について、仮想視点間の差が大きくなる場合がある。 In Patent Document 1, there is a difference between the number of photographing devices for photographing a subject existing near the center of a circle, which is a photographing target area, and the number of photographing devices for photographing a subject existing at a position away from the subject. Further, when the imaging target area is large, the difference becomes large. Therefore, there may be a large difference between the virtual viewpoints in terms of the accuracy of reproducing the subject in the virtual viewpoint image.
そこで、上記課題に鑑み、本発明では、広範囲の撮影対象領域であっても、仮想視点間における被写体の再現精度の差を低減することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to reduce the difference in the reproduction accuracy of the subject between the virtual viewpoints even in a wide range of shooting target areas.
本発明の一つの態様は、以下のとおりである。すなわち、仮想視点画像の生成に用いられる複数の撮影装置の配置を決定する配置決定装置であって、前記複数の撮影装置による撮影の対象となる撮影対象領域を表す情報を取得する領域取得手段と、前記領域取得手段により取得された情報に基づいて、前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記2以上の撮影装置とは異なる他の2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影されるように前記複数の撮影装置の配置を決定する配置決定手段と、を有することを特徴とする。 One aspect of the present invention is as follows. That is, it is an arrangement determining device that determines the arrangement of a plurality of photographing devices used for generating a virtual viewpoint image, and is an area acquisition means for acquiring information representing an imaging target area to be photographed by the plurality of photographing devices. Based on the information acquired by the area acquisition means, the entire area of the imaging target area is photographed by two or more imaging devices among the plurality of imaging devices, and two or more of the plurality of imaging devices. It is characterized by having an arrangement determining means for determining the arrangement of the plurality of photographing devices so that the entire area to be photographed is photographed by two or more other photographing devices different from the photographing device.
本発明によれば、広範囲の撮影対象領域であっても、仮想視点間における被写体の再現精度の差を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the difference in the reproduction accuracy of a subject between virtual viewpoints even in a wide range of shooting target areas.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the present invention, and not all combinations of features described in the present embodiment are essential for the means for solving the present invention. The same configuration will be described with the same reference numerals.
<実施形態1>
図1は、画像処理システム100の構成の一例を示す図である。画像処理システム100は、マルチカメラシステム101、ハブ104、制御装置105、仮想視点画像生成装置106を有する。また、画像処理システム100は、仮想視点指定装置107や配置決定装置108を含んでいてもよい。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the
画像処理システム100は、複数の撮影装置による撮影に基づく複数の画像と、指定された仮想視点とに基づいて、指定された視点からの見えを表す仮想視点画像を生成するシステムである。本実施形態における仮想視点画像は、自由視点映像とも呼ばれるものであるが、ユーザが自由に(任意に)指定した視点に対応する画像に限定されず、例えば複数の候補からユーザが選択した視点に対応する画像なども仮想視点画像に含まれる。また、本実施形態では仮想視点の指定がユーザ操作により行われる場合を中心に説明するが、仮想視点の指定が画像解析の結果等に基づいて自動で行われてもよい。また、本実施形態では仮想視点画像が動画である場合を中心に説明するが、仮想視点画像は静止画であってもよい。
The
マルチカメラシステム101は、撮影対象空間を複数の方向から撮影する複数のカメラ(撮影装置)102aa〜102lcを有する。複数のカメラ102aa〜102lcは、複数のカメラグループ103a〜103lのうちいずれかのカメラグループに属している。なお、以下では、特に区別する必要がない場合、カメラ102、カメラグループ103と表現する。
The
それぞれのカメラグループ103は、1台以上のカメラ102を有する。具体的には、カメラグループ103aには、3台のカメラ102aa、102ab、102acが属している。ただし、カメラグループ103に属するカメラの台数は3台に限らず、2台以下でもよいし、4台以上でもよい。また、カメラグループ103のそれぞれに属するカメラ102の台数は同じでもよいし、異なっていてもよい。
Each camera group 103 has one or more cameras 102. Specifically, three cameras 102aa, 102ab, and 102ac belong to the
複数のカメラ102で撮影された複数の画像は、ハブ104を通して、仮想視点画像生成装置106へ送られる。また、制御装置105は、マルチカメラシステム101の撮影を制御したり、マルチカメラシステム101が有する複数のカメラ102の配置状況を管理する。
The plurality of images taken by the plurality of cameras 102 are sent to the virtual
仮想視点画像生成装置106は、マルチカメラシステム101で撮影された複数の画像に基づいて、仮想視点指定装置107で指定された視点から見た仮想視点画像を生成する。仮想視点指定装置107で指定される視点情報は、仮想視点の位置及び向きを示す情報である。具体的には、視点情報は、仮想視点の3次元位置を表すパラメータと、パン、チルト、及びロール方向における仮想視点の向きを表すパラメータとを含む、パラメータセットである。なお、視点情報の内容は上記に限定されない。例えば、視点情報としてのパラメータセットには、仮想視点の視野の大きさ(画角)を表すパラメータが含まれてもよい。また、視点情報は複数のパラメータセットを有していてもよい。例えば、視点情報が、仮想視点画像の動画を構成する複数のフレームにそれぞれ対応する複数のパラメータセットを有し、連続する複数の時点それぞれにおける仮想視点の位置及び向きを示す情報であってもよい。なお、仮想視点指定装置107は、仮想視点画像生成装置106又は画像処理システム100と有線もしくは無線で接続されている。
The virtual viewpoint
仮想視点画像生成装置106は、例えば以下の方法で仮想視点画像を生成する。まず、複数の撮影装置によりそれぞれ異なる方向から撮影することで複数の画像が取得される。次に、その複数の画像から、人物やボールなどの所定のオブジェクト(被写体)に対応する前景領域を抽出した前景画像と、前景領域以外の背景領域を抽出した背景画像が取得される。また、所定の被写体の3次元形状を表す前景モデルと前景モデルに色付けするためのテクスチャデータとが前景画像に基づいて生成され、競技場などの背景の3次元形状を表す背景モデルに色づけするためのテクスチャデータが背景画像に基づいて生成される。そして、前景モデルと背景モデルに対してテクスチャデータをマッピングし、視点情報が示す仮想視点に応じてレンダリングを行うことにより、仮想視点画像が生成される。なお、背景としてはフィールドやゴールポストである。ただし、仮想視点画像の生成方法はこれに限定されず、3次元モデルを用いずに撮影画像の射影変換により仮想視点画像を生成する方法など、種々の方法を用いることができる。
The virtual viewpoint
配置決定装置108は、後述するようにマルチカメラシステム101が有する複数のカメラ102の配置を決定する。この配置決定装置108は、画像処理システム100に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。配置決定装置108は、制御装置105又は画像処理システム100と有線又は無線で接続されている。
The
なお、上述した前景画像と背景画像は、仮想視点画像生成装置106で撮影画像からそれぞれ抽出されてもよい、それ以外の装置で、例えばカメラ102で抽出されてもよい。カメラ102で前景画像と背景画像が抽出される場合、複数のカメラ102のそれぞれで前景画像と背景画像の両方ともを抽出してもよいし、複数のカメラ102の一部のカメラが前景画像を抽出し、他の一部が背景画像を抽出するようにしてもよい。また、複数のカメラ102には、前景画像と背景画像のいずれも抽出しないカメラ102が含まれていてもよい。
The foreground image and the background image described above may be extracted from the captured image by the virtual viewpoint
図2は、配置決定装置108のハードウェア構成の一例を示す図である。CPU201は、ROM202やRAM203に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて情報処理装置の全体を制御することで、情報処理装置の各機能を実現する。なお、情報処理装置がCPU201とは異なる1又は複数の専用のハードウェアを有し、CPU201による処理の少なくとも一部を専用のハードウェアが実行してもよい。専用のハードウェアの例としては、ASIC(特定用途向け集積回路)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、およびDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などがある。ROM202は、変更を必要としないプログラムなどを格納する。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
RAM203は、補助記憶装置204から供給されるプログラムやデータ、及び通信I/F207を介して外部から供給されるデータなどを一時記憶する。補助記憶装置204は、例えばハードディスクドライブ等で構成され、画像データや音声データなどの種々のデータを記憶する。表示部205は、例えば液晶ディスプレイやLED等で構成され、ユーザが情報処理装置を操作するためのGUI(Graphical User Interface)などを表示する。
The
操作部206は、例えばキーボードやマウス、ジョイスティック、タッチパネル等で構成され、ユーザによる操作を受けて各種の指示をCPU201に入力する。通信I/F207は、情報処理装置の外部の装置との通信に用いられる。例えば、情報処理装置が外部の装置と有線で接続される場合には、通信用のケーブルが通信I/F207に接続される。情報処理装置が外部の装置と無線通信する機能を有する場合には、通信I/F207はアンテナを備える。バス208は、情報処理装置の各部をつないで情報を伝達する。
The
本実施形態では表示部205と操作部206が配置決定装置108の内部に存在するものとするが、表示部205と操作部206との少なくとも一方が配置決定装置108の外部に別の装置として存在していてもよい。この場合、CPU201が、表示部205を制御する表示制御部、及び操作部206を制御する操作制御部として動作してもよい。
In the present embodiment, it is assumed that the
図3は、配置決定装置108の機能構成の一例を示す図である。配置決定装置108は、許容値取得部303、撮影対象領域取得部304、カメラグループ数取得部305、配置決定部306を有している。さらに、配置決定装置108は、イベント情報記憶部301と会場情報記憶部302とを有していてもよい。本実施形態は、配置決定装置108がイベント情報記憶部301と会場情報記憶部302とを有する例で説明を行う。しかし、イベント情報記憶部301と会場情報記憶部302は、配置決定装置108とは別の装置に含まれて、その装置から配置決定装置108が必要な情報を取得するようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the
イベント情報記憶部301は、撮影対象のイベントに関する情報を記憶する。イベント情報は、例えば、以下の情報である。イベントの種別やその他のイベントが特定できる情報、フィールドの大きさの情報、被写体の移動範囲の情報、被写体の密集度の情報、仮想視点画像の用途に関する情報、イベントの規模の情報などである。イベントの種別は、ラグビー、サッカー、ボルダリング、野球、陸上競技、水上競技、氷上競技などのスポーツ競技や、コンサートや演劇などであり、特に限定されない。フィールドとは、イベントにおいて被写体である人物やボール、イベントで使用される道具等の動体が移動できる面をいう。被写体の移動範囲は、イベントごとに設定される。被写体の密集度は、イベントにおいて被写体である人物が密集した場合のその密集度を数値化したものである。例えばラグビー、サッカー、野球の密集度を比較すると、ラグビーが最も密集度が大きく、野球が最も密集度が小さい。ラグビーの被写体の密集度が大きい要因は、スクラムやモールなどのプレイが発生するからである。仮想視点画像の用途は、生放送での使用用途、アーカイブ配信での使用用途、行動分析や戦術分析などでの使用用途などがある。
The event
会場情報記憶部302は、複数のカメラ102を配置する会場に関する情報を記憶する。会場情報は、例えば、以下の情報である。会場の名称の情報、会場の大きさの情報、会場内でのカメラ102を配置可能な構造体とその位置に関する情報や、配置可能なカメラ102の台数の情報などである。なお、会場は、ラグビーやサッカーなどの試合会場となるスタジアムや、演劇やコンサートなどの会場などである。また、会場は、スポーツチームの練習場などであってもよい。カメラ102を配置可能な構造体とその位置を示す情報は、2次元画像で表されていてもよいし、3次元データとして表されていてもよい。
The venue
許容値取得部303は、所定の基準となる被写体をカメラ102が撮影した際に、その被写体の画像中の大きさである解像度の下限値を設定して取得する。具体的には、仮想視点画像の用途により、下限解像度を設定する。例えば、仮想視点画像の用途が生放送用の俯瞰画像の場合は、下限解像度を小さく設定し、仮想視点画像の用途がリプレイ画像の場合は、下限解像度を大きく設定する。なお、下限解像度については後述する。
When the camera 102 takes a picture of a predetermined reference subject, the permissible
許容値取得部303は、イベント情報の一つである仮想視点画像の用途と下限解像度の対応を予め表として記憶しておき、その表を参照して設定するようにしてもよい。つまり、許容値取得部303は、操作部206を介してオペレータからイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部301に記憶されているイベント情報とその表を参照し、下限解像度を取得するようにしてもよい。参照される表の一例を図17(a)に示す。なお、参照される表は、仮想視点画像の用途の情報と下限解像度の情報とが対応付けられていればよいが、これに限られない。上記以外のイベント情報と下限解像度の情報とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベントの名称等のイベントを特定できる情報と下限解像度とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベント情報記憶部301に記憶されていてもよいし、外部の装置に記憶されていてもよい。
The permissible
また、許容値取得部303は、操作部206を介して、オペレータから直接、下限解像度の数値等の情報を取得してもよい。
Further, the permissible
撮影対象領域取得部304は、イベント情報に基づいて、マルチカメラシステム101の撮影対象となる領域である撮影対象領域を決定する。具体的には、撮影対象領域取得部304は、次のような構成とすればよい。すなわち、まず、撮影対象領域取得部304はイベント情報の少なくとも一部の情報と撮影対象領域を表す情報とが対応付けた表を記憶する。イベント情報の少なくとも一部の情報とは、フィールドの大きさの情報、被写体の移動範囲の情報などである。そして、撮影対象領域取得部304は、操作部206を介してオペレータからイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部301に記憶されているイベント情報とその表を参照し、撮影対象領域を決定する。参照される表の一例を図17(b)に示す。なお、参照される表は、フィールドの大きさの情報と被写体の移動範囲の情報と撮影対象領域の情報とが対応付けられていればよいが、これに限られない。上記以外のイベント情報と撮影対象領域の情報とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベントの名称等のイベントを特定できる情報と撮影対象領域とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベント情報記憶部301に記憶されていてもよいし、外部の装置に記憶されていてもよい。
The shooting target
また、撮影対象領域取得部304は、操作部206を介して、オペレータから直接、撮影対象領域の情報を取得してもよい。
Further, the shooting target
ここで、撮影対象領域について説明を行う。図5(a)は、撮影対象領域の一例を示す図であり、この図では、イベントがラグビーである場合の例を示している。撮影対象領域503は2次元上の面であり、図5(b)の空間504の一部を構成する。この撮影対象領域503は、撮影対象領域取得部304により、フィールド501の大きさや、人物(選手)やボールなど被写体の移動範囲に基づいて決定される。ここで、移動範囲とは、フィールド501上の移動範囲だけでなく、例えばラインアウトによるスローインを行う際に、タッチラインの外に選手が立つため、フィールド501の周辺も移動範囲に含むものとする。移動範囲はイベントに応じてその大きさが設定されていてもよい。例えば、ラグビーであれば、移動距離はタッチラインやデッドボールライン、タッチインゴールラインやゴールポスト502などからの距離や角度等で規定されていてもよいし、フィールド501を含むように設定された範囲で規定されてもよい。また、サッカーであれば、同様にタッチラインやゴールライン、コーナーフラッグの位置などからの距離や角度で規定されてもよい。また、野球であれば、移動範囲としてファールゾーンを含むように設定されていてもよい。
Here, the shooting target area will be described. FIG. 5A is a diagram showing an example of a shooting target area, and this figure shows an example when the event is rugby. The
このように、撮影対象領域503は、プレーエリア(フィールド501)を含み、さらにプレーエリアよりも外側にある所定の範囲を含むように設定される。このように撮影対象領域503が設定されることにより、フィールド501の全域において、高画質な仮想視点画像を生成することができる。
As described above, the photographing
図5(b)は、高さ方向を考慮した空間504を撮影対象領域として設定される例を示す図である。つまり、図5(b)の例では、撮影対象領域は3次元空間である。図5(b)では、主にボールの動く範囲を考慮して、ゴールポスト502の上部の空間を含む範囲を含むように撮影対象領域が設定される。そのほか、撮影対象領域は、フィールド501から所定の高さが考慮された空間であってもよい。例えば所定の高さとは、人物(選手)の身長や人物が跳躍した時の高さ、ラインアウト時にリフトされる選手の到達点などである。
FIG. 5B is a diagram showing an example in which a
カメラグループ数取得部305は、撮影対象領域503を複数の方向から撮影するように、マルチカメラシステム101を構成するカメラグループ103の数を取得する。具体的には、カメラグループ数取得部305は、被写体の密集度を基に、カメラグループ103の数を設定する。カメラグループ数取得部305は、被写体の密集度が大きい場合は、被写体の密集度が小さい場合に比べ、カメラグループ103の数をより多く設定するようにする。なお、カメラグループ数取得部305は、イベント情報の一つである被写体の密集度と、カメラグループ103の数との対応を予め表として記憶しておき、その表を参照して設定するようにしてもよい。つまり、カメラグループ数取得部305は、操作部206を介してイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部301に記憶されているイベント情報とその表とを参照し、カメラグループ103の数を取得するようにしてもよい。参照される表の一例を図17(c)に示す。なお、参照される表は、被写体の密集度の情報とカメラグループ103の数の情報とが対応付けられていればよいが、これに限られない。上記以外のイベント情報とカメラグループ103の数の情報とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベントの名称等のイベントを特定できる情報とカメラグループ103の数とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベント情報記憶部301に記憶されていてもよいし、外部の装置に記憶されていてもよい。
The camera group
また、カメラグループ数取得部305は、操作部206を介して、オペレータから直接、カメラグループ103の数の情報を取得してもよい。
Further, the camera group
配置決定部306は、下限解像度、撮影対象領域503、カメラグループ数、会場情報に基づいて、カメラ102の配置を決定する。下限解像度は許容値取得部303により取得され、撮影対象領域503は、撮影対象領域取得部304により取得され、カメラグループ数は、カメラグループ数取得部305により取得される。また、会場情報は、会場情報記憶部302に記憶されている。配置決定部306は、操作部206を介して入力された会場を特定するための情報に基づいて、会場情報記憶部302から、必要な会場情報を取得する。例えば、取得する会場情報は、会場内でのカメラ102を配置可能な構造体とその位置に関する情報や、配置可能なカメラ102の台数の情報などである。
The
配置決定部306は、具体的には、まず撮影対象領域503と、カメラグループ数と、会場情報とを基に、カメラグループ103の配置位置を決定する。次に、配置決定部306は、カメラグループ103ごとに、属する複数のカメラ102の配置を決定する。その際、配置決定部306は、カメラグループ103に属する複数のカメラ102により撮影対象領域503の全域が撮影されるように、各カメラグループ103に属する複数のカメラ102の配置を決定する。さらに配置決定部306は、カメラグループ103に属する複数のカメラ102において、撮影対象領域503の全域で、解像度が下限解像度を上回るように、複数のカメラ102の配置を決定する。なお、全カメラグループ103で、上記の撮影対象領域に関する条件、解像度に関する条件を満たすように、複数のカメラ102の配置が決定されるとしたが、これに限られない。例えば、所定数のカメラグループ103に属する複数のカメラ102だけが上記の条件を満たすように、複数のカメラ102の配置が決定されてもよい。また、所定の位置にあるカメラグループ103や所定の関係にあるカメラグループ103が上記の条件を満たすように、そのカメラグループ103に属する複数のカメラ102の配置が決定されてもよい。つまり、一部のカメラグループ103に属する複数のカメラ102によって、撮影対象領域503の全域ではなく一部が撮影されるように、その複数のカメラ102が配置されていてもよい。さらに、一部のカメラグループ103に属する複数のカメラ102において、撮影対象領域503の一部の領域で、解像度が下限解像度を上回らなくてもよい。
Specifically, the
図4は、配置決定装置108の処理手順の一例を示すフローチャートである。図4を用いて配置決定装置108が行う処理について説明を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the
まず、配置決定装置108は、操作部206を介してオペレータからの配置決定の指示を受け付ける。その指示に従って、ステップS401で、許容値取得部303は、下限解像度を取得する。
First, the
ここで、下限解像度について説明を行うが、その前に、解像度について説明する。ここでいう解像度は、カメラ102が撮影した画像において、基準となる被写体の大きさであり、画素数で表される。基準となる被写体は、撮影対象となるイベントにおいて、典型的な被写体や仮想的な被写体であってもよいし、特定の被写体や任意の被写体であってもよい。例えば、身長2mの直立した選手を基準となる被写体と定める。その場合は、カメラ102が撮影した画像において、身長2mの直立した選手の頭の先から足の先までの画素数が解像度となる。 Here, the lower limit resolution will be described, but before that, the resolution will be described. The resolution referred to here is the size of a reference subject in the image captured by the camera 102, and is represented by the number of pixels. The reference subject may be a typical subject or a virtual subject, or may be a specific subject or an arbitrary subject in the event to be photographed. For example, an upright athlete with a height of 2 m is defined as a reference subject. In that case, in the image taken by the camera 102, the number of pixels from the tip of the head to the tip of the foot of an upright athlete with a height of 2 m is the resolution.
図6は、解像度を説明するための図である。フィールド501内の位置602aにおける、基準となる被写体(ここでは、身長2mの直立した選手)の身長を表す撮影画像における画素数を解像度601aとする。また、位置602bにおける、基準となる被写体の身長を表す撮影画像における画素数を解像度601bとする。解像度は、カメラ102からの距離やカメラ102の焦点距離などによって異なる。例えば、カメラ102から近い位置602aの解像度601aは、遠い位置602bの解像度601bより大きくなる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the resolution. The
下限解像度は、カメラ102が撮影した画像における解像度の許容値である。下限解像度は、仮想視点画像における被写体の画質に影響する。つまり、仮想視点画像において、基準となる被写体の画素数が下限解像度よりも大きくなると、デジタルズームと同様の効果により、画質劣化が生じる。よって、下限解像度は、仮想視点画像においてどれだけ被写体を大きく写したいか、どういう構図にしたいかに応じて決定される。例えば、基準となる被写体を、仮想視点画像の4分の1のサイズまで大きく写すことを考える。仮想視点画像のサイズを1920画素×1080画素とする。すると、下限解像度は、1080画素÷4=270画素と決定される。なお、ある程度のデジタルズームを許容するように下限解像度は決定されてもよい。例えば、1.2倍のデジタルズームまで許容できると判断すると、270÷1.2=225画素を下限解像度と決定する。 The lower limit resolution is an allowable value of the resolution in the image captured by the camera 102. The lower limit resolution affects the image quality of the subject in the virtual viewpoint image. That is, in the virtual viewpoint image, when the number of pixels of the reference subject becomes larger than the lower limit resolution, the image quality deteriorates due to the same effect as the digital zoom. Therefore, the lower limit resolution is determined according to how large the subject is to be captured in the virtual viewpoint image and what kind of composition is desired. For example, consider taking a reference subject as large as a quarter of the size of a virtual viewpoint image. The size of the virtual viewpoint image is 1920 pixels × 1080 pixels. Then, the lower limit resolution is determined to be 1080 pixels ÷ 4 = 270 pixels. The lower limit resolution may be determined so as to allow a certain degree of digital zoom. For example, if it is determined that a digital zoom of 1.2 times is acceptable, 270 ÷ 1.2 = 225 pixels is determined as the lower limit resolution.
この下限解像度は、フィールド501内の任意の位置における基準となる被写体を、撮影画像において何画素数以上で表現するかということ表している。ただし、これに限定されるものではない。例えば、下限解像度は、フィールド501内の任意の位置ではなくて、所定の位置あるいは所定の範囲内における基準となる被写体を、撮影画像において何画素数以上で表現するかということ表すようにしてもよい。
This lower limit resolution indicates how many pixels or more the reference subject at an arbitrary position in the
許容値取得部303は、上述したように、操作部206を介してオペレータから入力されるイベントを特定できる情報と、予め記憶された表とに基づいて、下限解像度を決定して取得する。
As described above, the permissible
次に、ステップS402で、撮影対象領域取得部304は、撮影対象領域503を決定して取得する。具体的には、上述したように、操作部206を介してオペレータから入力されるイベントを特定できる情報と、予め記憶された表とに基づいて、撮影対象領域503が決定される。なお、撮影対象領域503については、上述したとおりである。
Next, in step S402, the shooting target
ステップS403で、カメラグループ数取得部305は、カメラグループ103の数を決定して取得する。カメラグループ103の数は、仮想視点画像生成装置106が被写体の3次元形状データを精度よく生成するために必要な方向の数に応じて決定する。被写体の3次元形状データの生成に必要な方向の数は、被写体の密集度によって変化する。カメラグループ数取得部305は、被写体の密集度と必要な方向の数(つまり、カメラグループの数)とを対応付けて、表として予め記憶しておく。例えば、カメラグループ数取得部305は、被写体を模したCG(コンピュータグラフィックス)を用いて仮想視点画像を生成し、その画質を見て必要な方向の数およびその視点位置を、被写体の密集度と対応付けて、表として予め記憶する。例えば、野球のピッチャーなど、被写体が単独で存在する状況では、オクルージョンが発生しにくいので、少ない方向からの撮影でもよいが、ラグビーのスクラムなど、多数の被写体が密集する状況では、多くの方向から撮影する必要がある。ここで決定した方向の数を、カメラグループ103の数と決定する。以下、例として、カメラグループ103の数を12と決定したとする。また、カメラグループ103の配置領域もこのステップで決定されてもよいが、本実施形態では、次のステップS404で決定されるものとする。
In step S403, the camera group
ステップS404で、配置決定部306は、カメラグループ数及び会場情報に基づいて、カメラグループ103の配置領域を決定する。配置決定処理について、図7〜12を用いて詳細に説明する。図7は、カメラグループ103の配置位置の例を示す図である。まず、会場情報、例えばスタジアム702の設計図などから、カメラ102を配置することが可能な領域を、配置領域701a〜701lの候補として決定する。配置領域701a〜701lの候補は、スタジアム702の柱、通路、手すり、天井などである。決定された配置領域の候補は、表示部205で表示させるようにしてもよい。なお、以下では、特別な事情がない限り、配置領域701a〜701lは、配置領域701という。
In step S404, the
次に、配置領域701の候補の中から、以下に述べる基準に沿って、カメラグループ103の配置領域701を決定する。被写体を撮影する隣り合う2つのカメラグループ103の間隔が広くなると、その間に指定された仮想視点から生成した仮想視点画像の画質が劣化する。そのためにカメラグループ103間の間隔が不均一であると、仮想視点画像の画質が指定された仮想視点の位置よってばらついてしまう。よって、撮影対象領域503の被写体から見て、カメラグループ103の配置領域701は、なるべく等間隔になるよう決定されるのがよい。例えば、撮影対象領域503の中心703の被写体から見て、隣り合う配置領域701の間の角度が等しくなるように配置領域701を決定する。カメラグループ103の数が12の場合、隣り合う配置領域701の間の理想的な角度は360度/12=30度である。よって、例えば、配置領域701aと配置領域701bを、その間の角度704abが30度となるように決定する。しかし、柱の位置など、スタジアム702の構造上の理由により、等間隔に配置領域701を決定することができない場合が考えられる。そこで、例えば、理想的な角度の1.5倍を許容範囲とするなど、予め基準を設けて、配置領域701を決定してもよい。つまり、被写体から見て隣り合う配置領域701の間の角度が所定の値を超えないように配置領域701を決定する。
Next, the placement area 701 of the camera group 103 is determined from the candidates of the placement area 701 according to the criteria described below. When the distance between two adjacent camera groups 103 for shooting a subject becomes wide, the image quality of the virtual viewpoint image generated from the virtual viewpoint designated between them deteriorates. Therefore, if the intervals between the camera groups 103 are not uniform, the image quality of the virtual viewpoint image varies depending on the position of the designated virtual viewpoint. Therefore, it is preferable that the arrangement areas 701 of the camera group 103 are determined to be as evenly spaced as possible when viewed from the subject in the image
ステップS405で、配置決定部306は、カメラグループ103の配置領域701と、下限解像度と、撮影対象領域503とに基づいて、カメラグループ103ごとに、カメラグループ103に属する2以上のカメラ102の台数及び配置を決定する。その際、以下の条件を満たすように、カメラグループ103に属する2以上のカメラ102の台数及び配置が決定される。すなわち、カメラグループ103ごとに、撮影対象領域503の全域が撮影されるように、2以上のカメラ102の台数及び配置が決定される。さらに、撮影対象領域503の全域で解像度が下限解像度よりも超えるように、カメラ102の台数及び配置が決定される。また、カメラ102の台数がなるべく少なくなるように配置が決定される。なお、ここでいうカメラ102の配置は、カメラ102の位置と向きを含むものとする。
In step S405, the
まず、図8を用いて、配置領域701内で、複数のカメラ102を配置する位置を説明する。カメラグループ103に属する複数のカメラ102は、それぞれ対応する配置領域701に配置する。例えば、カメラグループ103aに属する複数のカメラ102は、対応する配置領域701aに配置する。配置領域701内において、カメラグループ103に属する複数のカメラ102をなるべく近い位置に配置する。
First, the positions where the plurality of cameras 102 are arranged in the arrangement area 701 will be described with reference to FIG. The plurality of cameras 102 belonging to the camera group 103 are arranged in the corresponding arrangement areas 701. For example, the plurality of cameras 102 belonging to the
図9は、理想的な状態として、同一のカメラグループ103a内の3台のカメラ102aa、102ab、102acを、それぞれの光学中心が重なるように配置した例である。カメラ102aaの撮影範囲が901aaである。カメラ102abの撮影範囲が901abである。カメラ102acの撮影範囲が901acである。カメラ102の撮影範囲901は、放射状に広がる。よって、光学中心が重なる場合は、撮影範囲901aa、901ab、901acが接するように、カメラ102aa、102ab、102acを配置することができる。撮影範囲901が重ならずに接することで、3台のカメラ102aa〜102acで効率的に広い領域をカバーすることができる。しかし、実際は、カメラ102の物理的な制約により、光学中心が重なるように配置することはできない。よって、なるべく近い位置に配置することで、撮影範囲901の重なりを少なくする。
FIG. 9 shows an example in which three cameras 102aa, 102ab, and 102ac in the
図8に戻り、例えば、カメラグループ103hに属する複数のカメラ102ha、102hb、102hcを、撮影対象領域503の中心703から見て、所定の角度801hの範囲内に配置する。例えば、カメラグループ103に属する複数のカメラ102を所定の距離以内に配置する。
Returning to FIG. 8, for example, a plurality of cameras 102ha, 102hb, 102hc belonging to the
別の観点から説明すると、それぞれのカメラ102を、他のカメラグループ103のカメラ102よりも、自分が属するカメラグループ103のカメラ102の近くに配置する。例えば、隣り合うカメラグループ103gと103hについて説明する。カメラグループ103gに、カメラ102ga、102gb、102gcが属するとする。また、カメラグループ103hに、カメラ102ha、102hb、102hcが属するとする。この場合に、カメラ102gcは、カメラ102ha、102hb、102hcよりも、カメラ102ga、102gbの近くに配置する。理由は次のとおりである。仮に、カメラ102gcをカメラ102haの近くに配置したとする。すると、カメラ102gcは、カメラグループ103hとは反対側に位置するカメラグループ103fのカメラ102との間隔が広くなり、仮想視点画像の画質が劣化する方向が生じるからである。
From another point of view, each camera 102 is arranged closer to the camera 102 of the camera group 103 to which it belongs than the camera 102 of the other camera group 103. For example,
次に、図10〜12を用いて、カメラグループ103に属する複数のカメラ102により撮影対象領域503の全域を撮影する一例を説明する。
Next, an example of photographing the entire area of the photographing
図10は、カメラグループ103iについて、3台のカメラ102ia、102ib、102icにより、撮影対象領域503の全域を撮影する例である。カメラ102iaの撮影範囲が901iaである。カメラ102ibの撮影範囲が901ibである。カメラ102icの撮影範囲が901icである。撮影対象範囲とは、撮影画像における基準となる被写体の解像度が、下限解像度を超える領域に対応している。図10に示すように、これらの撮影範囲901ia、901ib、901icを合わせると、撮影対象領域503の全域が撮影される。例えば、カメラ102ibを真ん中に配置し、右にカメラ102iaを配置し、左にカメラ102icを配置し、3台のカメラ102が扇状に配置されている。結果として、それぞれの撮影範囲901ia、901ib、901icも扇型に広がる。
FIG. 10 shows an example in which the entire area of the photographing
図10は、撮影対象領域503の面内方向について、カメラ102ia〜102icの撮影範囲901ia〜901icについて説明する図である。ただし、撮影対象領域は、フィールド501の所定の高さまでを含む3次元空間であってもよく、その場合は、フィールド501の所定の高さ方向を含めた撮影対象領域を撮影するようにカメラ102を配置する必要がある。なお、3台のカメラ102の光学中心の位置が一致しないため、例えば、撮影範囲901icと901ibの一部が重なっている。3台のカメラ102をなるべく近くに配置することで、撮影範囲901の重なりを減らし、より効率の良い配置が可能になる。つまり、カメラグループ103に必要なカメラ102の台数を減らすことができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating an imaging range 901ia to 901ic of the cameras 102ia-102ic with respect to the in-plane direction of the
ここで、カメラ102の光軸とスタジアム702のフィールド501との交点をカメラ102の注視点1001と定義する。図10で、カメラ102iaの注視点が1001iaである。カメラ102ibの注視点が1001ibである。カメラ102icの注視点が1001icである。図10に示すように、注視点1001の位置はすべて異なる。つまり、カメラグループ103に属する複数のカメラ102の注視点はすべて異なる。ただし、1つのカメラグループ103には、同一の注視点となるカメラ102が含まれていてもよい。
Here, the intersection of the optical axis of the camera 102 and the
また、図10のカメラ102の配置例では、カメラ102ia〜102icの光軸は、互いに異なる方向に向けられている。また、カメラ102ia〜102icのそれぞれと、それぞれの注視点とを結ぶ線分のフィールド501への射影した線分は互いに交差しない。
Further, in the arrangement example of the camera 102 in FIG. 10, the optical axes of the cameras 102ia-102ic are oriented in different directions. Further, the line segments projected onto the
図11は、別のカメラグループ103に属するカメラ102の配置の例を示す図である。カメラグループ103gには、6台のカメラ102ga、102gb、102gc、102gd、102ge、102gfが含まれている。このカメラ102ga、102gb、102gc、102gd、102ge、102gfによって、撮影対象領域503の全域が撮影されている。
FIG. 11 is a diagram showing an example of arrangement of cameras 102 belonging to another camera group 103. The
図11(a)は、撮影対象領域503を上から見た図であり、撮影対象領域503の面内方向について、102ga、102gb、102gc、102gd、102ge、102gfの配置を示す図である。カメラ102gaについて、撮影範囲が901gaであり、注視点が1101gaである。カメラ102gb〜102gfについても同様である。6台のカメラ102を、さらに2つのサブグループに分ける。1つ目のサブグループには、カメラ102ga、102gb、102gcが属し、配置領域701から見て、撮影対象領域503の手前側(カメラグループ103gの配置領域701gに近い側)を撮影するように配置する。2つ目のサブグループには、カメラ102gd、102ge、102gfが属し、配置領域701から見て、撮影対象領域503の奥側(カメラグループ103gの配置領域701gから遠い側)を撮影するように配置する。また、図11(a)に示すとおり、それぞれのサブグループ内のカメラ102は、撮影範囲901が扇型に広がるように配置されている。
FIG. 11A is a view of the photographing
図11(b)は、撮影対象領域503を横から見た図であり、撮影対象領域503の高さ方向について、カメラ102の配置を示す図である。図11(b)に示すとおり、撮影対象領域503の手前側を撮影するカメラ102ga、102gb、102gcと、撮影対象領域503の奥側を撮影するカメラ102gd、102ge、102gfとが、異なる高さに配置されている。例えば、撮影対象領域503の手前側を撮影するカメラ102gbは、奥側を撮影するカメラ102geに比べ、俯角が大きくなる。よって、撮影対象領域503の手前側を撮影するカメラ102gbを下側に配置することで、物理的に干渉することなく、より近くに配置することができる。つまり、カメラグループ103に属する複数のカメラ102をサブグループに分け、サブグループごとに高さを変えて配置してもよい。
FIG. 11B is a side view of the photographing
図12は、カメラグループ103gに属するカメラ102の配置の別の例を示す図である。カメラグループ103gには、6台のカメラ102ga、102gb、102gc、102gd、102ge、102gfが含まれている。このカメラ102ga、102gb、102gc、102gd、102ge、102gfにより、撮影対象領域503の全域が撮影される。この例では、サブグループごとに位置が異なるように配置されている。例えば、配置領域701gが、2本の柱を含むように設定される。そして、その2本の柱それぞれに異なるサブグループが割り当てられる。例えば、撮影対象領域503から見て左の柱に、1つ目のサブグループに属するカメラ102ga、102gb、102gcが配置される。撮影対象領域503から見て右の柱に、2つ目のサブグループに属するカメラ102gd、102ge、102gfが配置される。つまり、カメラグループ103に属する複数のカメラ102をサブグループに分け、サブグループごとに位置を変えて配置してもよい。
FIG. 12 is a diagram showing another example of the arrangement of the cameras 102 belonging to the
下限解像度が異なれば、カメラグループ103ごとのカメラ102の台数は異なる。下限解像度を大きくすると、カメラ102の焦点距離を長くする必要がある。そして、焦点距離を長くすると、カメラ102の撮影範囲901が狭くなる。よって、撮影対象領域503の全域を撮影するために必要なカメラ102の台数が増加する。逆に、下限解像度を小さくすると、カメラ102の焦点距離を短くすることができる。焦点距離を短くすると、カメラ102の撮影範囲901が広くなる。よって、撮影対象領域503の全域を撮影するために必要なカメラ102の台数が減少する。
If the lower limit resolution is different, the number of cameras 102 for each camera group 103 will be different. When the lower limit resolution is increased, it is necessary to increase the focal length of the camera 102. Then, when the focal length is lengthened, the shooting range 901 of the camera 102 becomes narrower. Therefore, the number of cameras 102 required to shoot the entire area of the
ステップS406で、配置決定部306は、S405で決定したカメラグループ103ごとに決定したカメラ102の台数を合計し、マルチカメラシステム101に必要なカメラ102の台数を決定する。
In step S406, the
ステップS407で、配置決定部306は、ステップS406で計算したカメラの台数に問題が無いかを判定する。具体的には、配置決定部306は、カメラの台数が所定の台数より多い、あるいは少ない場合に問題があると判定する。問題がない(YES)と判定した場合は処理を終了する。問題がある(NO)と判定した場合はステップS408に進む。なお、所定の台数は、予算によって設定されてもよいし、仮想視点画像生成装置106の処理能力や、撮影した画像を伝送する際の伝送帯域容量など、を基に設定されてもよい。
In step S407, the
ステップS408で、配置決定部306は、どの配置条件を変更するかを決定する。変更可能な配置条件は、撮影対象領域503、下限解像度、カメラグループ103の数のいずれかである。なお、変更する配置条件は、配置決定部306により自動的に決定されてもよいし、オペレータが操作部206を介して、直接入力されてもよい。なお、配置決定部306により自動的に決定される場合であっても、予めオペレータが変更する配置条件に優先度を設定したり、予めどの配置条件を変更するか指定するようにしてもよい。
In step S408, the
ステップS409で、配置決定部306は、変更する配置条件が撮影対象領域503であるか否かを判定する。撮影対象領域503の場合(YES)は、ステップS410へ進む。そうでない場合(NO)は、ステップS411へ進む。
In step S409, the
ステップS410で、撮影対象領域取得部304は、撮影対象領域503を変更する。ステップS407で問題があると判定した理由が、「カメラの台数が多い」ことである場合は、撮影対象領域503を狭くするように変更する。逆に、「カメラの台数が少ない」ことである場合は、撮影対象領域503を広くするように変更する。撮影対象領域取得部304により撮影対象領域503が変更されると、ステップS405へ進み、変更された撮影対象領域503に基づいて、配置決定部306は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、撮影対象領域取得部304は、オペレータから、操作部206を介して、撮影対象領域を取得するようにしてもよい。
In step S410, the shooting target
ステップS411で、配置決定部306は、変更する配置条件が下限解像度であるか否かを判定する。下限解像度の場合(YES)は、ステップS412へ進む。そうでない場合(NO)は、ステップS413へ進む。
In step S411, the
ステップS412で、許容値取得部303が、下限解像度を変更する。ステップS407で問題が有ると判定した理由が、「カメラの台数が多い」ことである場合は、下限解像度を小さくするように変更する。逆に、「カメラの台数が少ない」ことである場合は、下限解像度を大きくするように変更する。許容値取得部303により下限解像度が変更された後、ステップS405へ進み、変更された下限解像度に基づいて、配置決定部306は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、許容値取得部303は、オペレータから、操作部206を介して、下限解像度を取得するようにしてもよい。
In step S412, the allowable
ステップS413で、カメラグループ数取得部305は、カメラグループ103の数を変更する。ステップS407で問題があると判定した理由が、「カメラの台数が多い」ことである場合は、カメラグループ103の数を減らすように変更する。逆に、「カメラの台数が少ない」ことである場合は、カメラグループ103の数を増やすように変更する。カメラグループ数取得部305によりカメラグループ103の数が変更された後、ステップS404へ進み、配置決定部306は、カメラグループ103の配置領域701を再度決定する。そして、ステップS405に進み、配置決定部306は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、カメラグループ数取得部305は、オペレータから、操作部206を介して、カメラグループ数を取得するようにしてもよい。
In step S413, the camera group
配置決定装置108が決定した配置の効果について、図13を用いて説明する。それぞれのカメラグループ103は、撮影対象領域503の全域が撮影されるように、属する複数のカメラ102が配置される。つまり、撮影対象領域503の中の任意の位置の被写体が、それぞれのカメラグループ103において、少なくとも1台のカメラ102から撮影されることになる。1301の位置にいる被写体について考える。カメラグループ103aにおいて、カメラ102aaが1301の位置の被写体を撮影する。カメラグループ103bにおいて、カメラ102baが1301の位置の被写体を撮影する。以下同様である。言い換えると、カメラグループ103の数と同数のカメラ102から、撮影対象領域503の中の任意の位置の被写体が撮影されることになる。また、それぞれのカメラグループ103の配置領域701は、なるべく等間隔になるように決定されている。つまり、撮影対象領域503の中の任意の位置の被写体について、画質のよい仮想視点画像を生成することが可能である。
The effect of the arrangement determined by the
<実施形態2>
本実施形態において、実施形態1とは異なる配置決定装置1600の例について説明する。図16に、本実施形態における配置決定装置1600の機能構成例を示す。図16に示すように、配置決定装置1600は、図3の許容値取得部303の代わりに、カメラ台数取得部1601を有している。また、配置決定装置1600は、図3の配置決定部306に代わりに、配置決定部1602を有している。なお、配置決定装置108のハードウェア構成は、図2と同じであるため省略する。
<
In the present embodiment, an example of the
カメラ台数取得部1601は、操作部206を介して、オペレータから直接、マルチカメラシステム101が有するカメラ102の台数を取得する。例えば、仮想視点画像生成装置106の処理性能を基に、カメラ102の台数が設定されてもよい。仮想視点画像生成装置106の処理性能が高いほど、より多くの画像を処理することができる。つまり、仮想視点画像生成装置106の処理性能が高いほど、カメラ102の台数をより多い値に設定することができる。また、予算に基づいてカメラ102の台数が設定されてもよい。カメラ102の台数を増やすと、配置に必要な費用が増える。つまり、予算が大きいほど、カメラ102の台数をより多い値に設定することができる。
The camera
また、カメラ台数取得部1601は、以下の構成でもよい。すなわち、カメラ台数取得部1601は、イベント情報の一つであるイベントの規模や被写体の密集度とカメラ102の台数とを対応付けて、その対応を示す表を記憶しておく。そして、カメラ台数取得部1601は、操作部206を介してオペレータからイベントを特定する情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部301に記憶されているイベント情報とその表を参照し、カメラ102の台数を取得するようにしてもよい。例えば、イベントの規模が大きい場合は、小さい場合に比べ、カメラ102の台数がより多くなるように決定される。また、被写体の密集度が大きい場合は、被写体の密集度が小さい場合に比べて、カメラ102の台数がより多くなるように決定される。
Further, the camera
配置決定部1602は、カメラ102の台数、撮影対象領域503、カメラグループ数、会場情報に基づいて、カメラ102の配置を決定する。カメラ102の台数はカメラ台数取得部1601により取得され、撮影対象領域503は、撮影対象領域取得部304により取得され、カメラグループ数は、カメラグループ数取得部305により取得される。
The
図14は、配置決定装置108の処理手順の一例を示すフローチャートである。ステップS402〜ステップS404は、図4と同じ処理であるので、説明は省略する。
FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the
ステップS1401で、カメラ台数取得部1601が、カメラ102の台数を取得する。例えば、仮想視点画像生成装置106の処理性能を基に、カメラ102の台数が設定されてもよい。仮想視点画像生成装置106の処理性能が高いほど、より多く画像を処理することができる。つまり、仮想視点画像生成装置106の処理性能が高いほど、カメラ102の台数をより多い値にすることができる。例えば、予算に基づいて、カメラ102の台数が設定されてもよい。カメラ102の台数を増やすと、配置に必要な費用が増える。つまり、予算が大きいほど、カメラ102の台数をより多い値にすることができる。
In step S1401, the camera
ステップS1402で、配置決定部1602が、ステップS1401で取得した台数のカメラ102を、ステップS403で取得した数のカメラグループ103に割り当てる。カメラグループ103に必要なカメラ102の台数は、ステップS402で取得した撮影対象領域503と、配置領域701の関係によって変化する。例えば、図15に示すように、配置領域701から見た撮影対象領域503を角度1501で表す。配置領域701aから見た撮影対象領域503の角度1501が1501aである。そして、その角度1501に応じて、カメラグループ103にカメラ102を割り当てる。つまり、配置領域701から見た撮影対象領域503の角度1501が大きいカメラグループ103に、より多くのカメラ102を割り当てる。
In step S1402, the
ステップS1403で、配置決定部1602は、ステップS1402で割り当てたカメラグループ103ごとのカメラ102の台数と会場情報とに基づいて、カメラグループ103ごとに、カメラ102の配置を決定する。具体的なカメラ102の配置は、撮影対象領域503の全域が撮影されるように決定される。さらに、カメラ102は、撮影対象領域503の全域で、解像度がなるべく高くなるように配置する。
In step S1403, the
ステップS1404で、配置決定部1602は、カメラグループ103ごとに、撮影対象領域503の全域において解像度を計算する。カメラ102の撮影範囲に重なる領域では複数のカメラ102から被写体が撮影される。その場合は、解像度が大きいカメラ102の値を解像度とする。
In step S1404, the
ステップS1405で、配置決定部1602は、ステップS1404で計算された解像度に問題がないかを判定する。例えば、解像度が所定の値よりも小さい領域が撮影対象領域503内にある場合に問題があると判定される。問題がない(YES)と判定された場合は処理を終了する。問題がある(NO)と判定された場合はステップS1406へ進む。
In step S1405, the
ステップS1406で、配置決定部1602は、どの配置条件を変更するかを決定する。変更可能な配置条件は、撮影対象領域503とカメラグループ103の数のいずれかである。
In step S1406, the
ステップS1407で、配置決定部1602は、変更する条件が撮影対象領域503であるか否かを判定する。変更する条件が撮影対象領域503である場合(YES)は、ステップS1408へ進む。変更する条件が撮影対象領域503ではない場合(NO)は、ステップS1409へ進む。
In step S1407, the
ステップS1408で、撮影対象領域取得部304は、撮影対象領域503を変更する。具体的には、撮影対象領域取得部304は、計算される解像度がより高くなるように、撮影対象領域503を狭くするように変更する。撮影対象領域取得部304により撮影対象領域503が変更された後、ステップS404へ進み、配置決定部306は、カメラグループ103の配置領域701を再度決定する。そして、ステップ1402、S1403に進み、配置決定部306は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、撮影対象領域取得部304は、オペレータから、操作部206を介して、撮影対象領域を取得するようにしてもよい。
In step S1408, the shooting target
ステップS1409で、カメラグループ数取得部305は、カメラグループ103の数を変更する。具体的には、カメラグループ数取得部305は、計算される解像度をより高くするように、カメラグループ103の数を減らすように変更する。カメラグループ103の数を減らすと、カメラグループ103に割り当てられるカメラ102の台数が増え、解像度が高くなるからである。カメラグループ数取得部305によりカメラグループ103の数が変更された後、ステップS404へ進み、配置決定部306は、カメラグループ103の配置領域701を再度決定する。そして、ステップS1402、S1403に進み、配置決定部306は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、カメラグループ数取得部305は、オペレータから、操作部206を介して、カメラグループ数を取得するようにしてもよい。
In step S1409, the camera group
本実施形態においても、実施形態1と同様の効果を得ることができる。つまり、カメラグループ103の数と同数のカメラ102から、撮影対象領域503の中の任意の位置の被写体が撮影されることになる。また、それぞれのカメラグループ103の配置領域701は、なるべく等間隔になるように決定されている。つまり、撮影対象領域503の中の任意の位置の被写体について、画質のよい仮想視点画像を生成することが可能である。
Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, subjects at arbitrary positions in the
<実施形態3>
本実施形態において、実施形態1とは異なる配置決定装置1800の例について説明する。図18に、本実施形態における配置決定装置1800の機能構成例を示す。図18に示すように、配置決定装置1800は、イベント情報記憶部1801、会場情報記憶部1802、許容値取得部1803、撮影対象領域取得部1804、カメラグループ数取得部1805、配置決定部1806を有する。更に、配置決定装置1800は、種別取得部1807、領域設定部1808、レベル情報設定部1809、グループ数設定部1810を有する。ただし、種別取得部1807、領域設定部1808、レベル情報設定部1809、グループ数設定部1810は、イベント情報を生成するために用いられる機能部であり、配置決定装置は、それらの機能部を有していなくてもよい。つまり、イベント情報記憶部1801に種別取得部1807、領域設定部1808、レベル情報設定部1809、グループ数設定部1810により生成されたイベント情報が記憶されていれば、そのイベント情報から、カメラの配置を決定することができる。なお、配置決定装置1800のハードウェア構成は、図2と同じであるため省略する。以下では、実施形態1と異なる点を中心に説明を行う。
<Embodiment 3>
In the present embodiment, an example of the
本実施形態においては、複数のカメラにより撮影の対象となる空間(例えば、図5(b)の空間504)に対して、複数の空間を定義し、定義された複数の空間それぞれを撮影対象領域とする。そして、本実施形態における配置決定装置1800は、複数の撮影対象領域に対して、カメラグループの数と配置、及び各カメラグループのカメラの数と配置を決定する。ただし、複数の撮影対象領域のうちの全部の撮影対象領域に対して、本実施形態を適用する必要はなく、そのうちの一つに対して本実施形態を適用するようにしてもよい。
In the present embodiment, a plurality of spaces are defined with respect to a space to be photographed by a plurality of cameras (for example,
定義される複数の空間は、いずれも複数のカメラにより撮影の対象となる空間(図5(b)の空間504)に含まれる。また、定義される複数の空間は、互いに排他的に定義されてもよい。つまり、図5(b)の空間504を分割する複数の空間で構成されるように、複数の空間が定義されてもよい。また、定義される複数の空間のうち、任意の2つの空間が一部重なっていてもよし、さらに一方の空間が他方の空間に包含されていてもよい。
The plurality of defined spaces are all included in the space (
種別取得部1807は、イベントに登場する主となる前景(被写体)の種別と、その移動範囲を取得する。種別取得部1807は、操作部206を介して、オペレータにより、被写体の種別とその移動範囲に関する情報が入力されることで、その情報を取得する。この情報の例を図19(a)に示す。ここでは、イベントとしてラグビーを想定し、主となる被写体の種別として人物(選手)と、ボールが入力され、人物については、静止人物と動く人物に分けて入力された例を示している。さらに、それぞれの被写体が移動する範囲が、被写体の種別と対応して入力される。ここで、移動範囲は、ラグビーの試合中に人物やボールが存在する可能性がある範囲を示している。例えば、静止人物の移動範囲とは、静止人物が存在する可能性のある範囲を示すものである。そのため、静止人物の移動範囲は、フィールドの縦や横の長さとほぼ同等の長さとなる。高さ方向は、例えば選手の身長(例えば2m)と同等となる。一方、動く人物の移動範囲は、静止人物の移動範囲より広くなる。例えば、高さ方向について、ラグビーではラインアウトによるスローインで選手が別の選手をリフトすることがあるため、静止人物の移動範囲より動く人物の移動範囲の方が広くなる。具体的には、高さが5m程度になる。ボールの移動範囲は、更に広くなる。例えば、ラグビーでは蹴ったボールが高く上がるため、ボールの移動範囲の高さを20mとする。また、縦や横方向、つまり、フィールドの面内方向においても、動く人物やボールは静止人物よりも移動範囲が広くなる。
The
種別取得部1807が取得した情報は、領域設定部1808に出力され、またイベント情報記憶部1801にも出力されて、イベント情報記憶部1801により記憶される。具体的には、イベント情報記憶部1801は、図19(a)で示される表を記憶する。ただし、イベント情報記憶部1801は、図19(a)の表以外の形式で、種別取得部1807より出力された情報を記憶してもよい。
The information acquired by the
なお、図19(a)に示された情報を入力する上で、オペレータは、実施形態1と同様に、イベントの種別やその他のイベントが特定できる情報、フィールドの大きさの情報、被写体の密集度の情報、仮想視点画像の用途に関する情報を入力する。ただし、配置決定装置1800を特定のイベントにしか使用しない場合は、イベントの種別やその他のイベントが特定できる情報の入力を省略することができる。
In inputting the information shown in FIG. 19A, the operator, as in the first embodiment, can identify the type of event and other events, information on the size of the field, and the density of subjects. Enter information about the degree and the purpose of the virtual viewpoint image. However, when the
領域設定部1808は、種別取得部1807により取得された被写体の種別とその移動範囲を示す情報に基づき、複数の撮影対象領域を設定する。ただし、複数の撮影対象領域のうち、任意の2つ以上の撮影対象領域の一部が部分的に重複していてもよい。図20(a)、(b)は、3つの撮影対象領域を設定した例の撮影対象領域の関係を示す。図20(a)は、フィールドを上から見た模式図であり、3つの撮影対象領域の縦と横の大きさの関係を示している。また、図20(b)は、フィールドを横から見た図であり、3つの撮影対象領域の高さの関係を示している。ここでは、第1撮影対象領域2001は静止人物の移動範囲に対応し、第2撮影対象領域2002は、動く人物の移動範囲に対応し、第3撮影対象領域2003はボールの移動範囲に対応する。第1撮影対象領域2001、第2撮影対象領域2002、第3撮影対象領域2003は、この順で範囲が広くなっている。また、第1撮影対象領域2001は、第2撮影対象領域2002に含まれ、第2撮影対象領域2002は、第3撮影対象領域2003に含まれている。ただし、第1撮影対象領域2001の全部ではなく一部が、第2撮影対象領域2002に含まれるようにしてもよい。第2撮影対象領域2002の全部ではなく一部が、第3撮影対象領域2003に含まれるようにしてもよい。
The
領域設定部1808で設定された複数の撮影対象領域を示す情報は、レベル情報設定部1809に出力され、イベント情報記憶部1801にも出力され、イベント情報記憶部1801により記憶される。
Information indicating a plurality of shooting target areas set by the
なお、領域設定部1808は、静止人物と動く人物の移動範囲に対して同じ撮影対象領域を対応させるように撮影対象領域を設定してもよい。具体的には、領域設定部1808は、図20(a)、(b)の第1撮影対象領域2001を設定せず、残りの第2撮影対象領域2002と第3撮影対象領域2003を設定してもよい。
The
レベル情報設定部1809は、領域設定部1808により設定された複数の撮影対象領域のそれぞれに対して、3次元形状データの品質の要求レベルと、下限解像度の要求レベルを設定する。レベル情報設定部1809は、操作部206を介して、オペレータによる入力を受け付けて、その要求レベルを設定する。各撮影対象領域に対応する3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度の要求レベルの例を、図19(b)に示す。ここでは、3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度の要求レベルを「高」、「中」、「低」の3段階で定義する。なお、下限解像度の要求レベルは、実施形態1で示したように、下限解像度を表す画素数で定義されてもよい。
The level
第1撮影対象領域2001の主たる被写体は、静止人物である。静止人物に対しては、仮想視点画像において、高画質に表示することで、仮想視点画像の画質を向上させることができる。そのため、レベル情報設定部1809は、静止人物の移動範囲に対応する第1撮影対象領域2001に対しては、3次元形状データの品質の要求レベル、及び、下限解像度の要求レベルを、「高」と設定する。なお、下限解像度の要求レベルが「高」とは、少なくとも顔の顔立ちや輪郭が明確になるレベルを意味する。具体的な数値例として、撮影画像において2mの高さに対する画素数を400画素に設定されることが挙げられる。これは少なくとも0.5cm/画素の分解能を要求することに相当する。
The main subject of the first photographing target area 2001 is a stationary person. For a stationary person, the image quality of the virtual viewpoint image can be improved by displaying the virtual viewpoint image with high image quality. Therefore, the level
第2撮影対象領域2002の主たる被写体は、動く人物である。動く人物は、静止人物とは異なり移動しているため、その画質は、静止人物の画質に比べて低くても許容されうる。そのため、第2撮影対象領域2002に対する3次元形状データの品質の要求レベル、及び下限解像度レベルは、「中」に設定される。具体的な下限解像度レベルの数値例として、撮影画像において2mの高さに対する画素数を200画素に設定されることが挙げられる。 The main subject of the second photographing target area 2002 is a moving person. Since a moving person is moving unlike a stationary person, its image quality can be tolerated even if it is lower than that of a stationary person. Therefore, the required level of quality of the three-dimensional shape data and the lower limit resolution level for the second imaging target area 2002 are set to "medium". As a specific numerical example of the lower limit resolution level, the number of pixels for a height of 2 m in a captured image is set to 200 pixels.
第3撮影対象領域2003の主たる被写体は、ボールである。ラグビーにおいてボールは、人物よりも速く移動することが可能であり、また人物よりも小さいため、その画質は、動く人物の画質と比べ、低くても許容されうる。 The main subject of the third imaging target area 2003 is a ball. In rugby, the ball can move faster than the person and is smaller than the person, so that the image quality can be acceptable even if it is lower than the image quality of the moving person.
なお、図19(b)では、一つの撮影対象領域に対する、3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度の要求レベルが同じレベルであるが、イベントによっては3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度の要求レベルが同じレベルでなくてもよい。例えば、一つの撮影対象領域に対する3次元形状データの品質の要求レベルが「高」で、その撮影対象領域に対する下限解像度の要求レベルが「低」となっても構わない。 In FIG. 19B, the required level of the quality of the three-dimensional shape data and the required level of the lower limit resolution for one imaging target area are the same level, but the required level of the quality of the three-dimensional shape data depends on the event. And the required level of the lower limit resolution do not have to be the same level. For example, the required level of quality of the three-dimensional shape data for one imaging target area may be "high", and the required level of the lower limit resolution for the imaging target region may be "low".
レベル情報設定部1809で設定された情報は、グループ数設定部1810とイベント情報記憶部1801に出力され、イベント情報記憶部1801により記憶される。具体的には、イベント情報記憶部1801は、図19(b)で示される表を記憶する。ただし、イベント情報記憶部1801は、図19(b)の表以外の形式で、種別取得部1807より出力された情報を記憶してもよい。
The information set by the level
グループ数設定部1810は、レベル情報設定部1809により設定された3次元形状データの品質の要求レベルからカメラグループ103の数を設定する。3次元形状データは、カメラグループ数が大きければ大きいほど、その精度が向上する。そのため、要求レベルが高いほど、カメラグループの数を大きくするようにする。各撮影対象領域とカメラグループ数を、図19(c)に示す。ここでは、3次元形状データの品質の要求レベルが「高」であれば、カメラグループ数を「24」、「中」であれば「12」、「低」であれば「8」と設定された例が示されている。グループ数設定部1810で設定された情報は、イベント情報記憶部1801にも出力され、イベント情報記憶部1801により記憶される。具体的には、イベント情報記憶部1801は、図19(c)で示される表を記憶する。ただし、イベント情報記憶部1801は、図19(c)の表以外の形式で、種別取得部1807より出力された情報を記憶してもよい。
The group
グループ数設定部1810は、カメラグループ数を、3次元形状データの品質の要求レベルに基づいて一意に設定してもよいが、被写体の密集度にも基づいて設定してもよい。ラグビーの例では、第1撮影対象領域2001では、スクラムやモールなどのプレイが発生するため密集度が高いが、第2撮影対象領域2002、第3撮影対象領域2003では、密集度は低い。この点も考慮して、グループ数設定部1810は、カメラグループ数を設定する。すなわち、グループ数設定部1810は、密集度が高いほどカメラグループ数を多くするように設定する。
The number of
イベント情報記憶部1801は、撮影対象のイベントに関する情報を記憶する。イベント情報は、実施形態1で示した情報の他、イベントごとに設定された、被写体の種別を示す情報、撮影領域を示す情報、撮影領域ごとの被写体の密集度の情報などを含んでいてもよい。
The event
会場情報記憶部1802は、複数のカメラ102を配置する会場に関する情報を記憶する。会場情報は、実施形態1で示した情報と同様の情報である。
The venue
許容値取得部1803は、所定の基準となる被写体をカメラ102が撮影した際に、その被写体の画像中の大きさである解像度の下限値を設定する。具体的には、イベント情報の一つである、イベントごとに設定された複数の撮影対象領域と下限解像度の要求レベルとの対応関係を示す情報に基づいて、許容値取得部1803は、撮影対象領域のそれぞれに下限値を設定する。イベントごとに設定された複数の撮影対象領域と下限解像度の要求レベルとの対応関係を示す情報は、図19(b)で示すような対応表として、イベント情報記憶部1801に記憶されていてもよいし、外部の記憶装置に記憶されていてもよい。これにより、許容値取得部1803は、操作部206を介してオペレータからイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、そのイベントに設定された複数の撮影対象領域に対して、下限解像度を設定する。
When the camera 102 takes a picture of a predetermined reference subject, the permissible
また、許容値取得部1803は、操作部206を介して、オペレータから直接、下限解像度の数値等の情報を取得してもよい。
Further, the permissible
撮影対象領域取得部1804は、イベント情報に基づいて、そのイベントに対応する複数の撮影対象領域を決定する。具体的には、撮影対象領域取得部1804は、次のような構成とすればよい。すなわち、まず、撮影対象領域取得部1804はイベント情報の少なくとも一部の情報と複数の撮影対象領域を表す情報とが対応付けた表を記憶する。イベント情報の少なくとも一部の情報とは、被写体の種別を示す情報、被写体の移動範囲の情報、フィールドの大きさの情報などである。そして、撮影対象領域取得部1804は、操作部206を介してオペレータからイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部1801に記憶されているイベント情報とその表を参照し、複数の撮影対象領域を決定する。なお、参照される表は、被写体の種別の情報と被写体の移動範囲の情報と複数の撮影対象領域の情報とが対応付けられていればよいが、これに限られない。上記以外のイベント情報と撮影対象領域の情報とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベントの名称等のイベントを特定できる情報と複数の撮影対象領域とが対応付けられていてもよい。また、参照される表は、イベント情報記憶部1801に記憶されていてもよいし、外部の装置に記憶されていてもよい。
The shooting target
また、撮影対象領域取得部1804は、操作部206を介して、オペレータから直接、撮影対象領域の情報を取得してもよい。
Further, the shooting target
カメラグループ数取得部1805は、イベント情報とカメラグループ103の数とが対応付けられた表を参照して、カメラグループを設定するようにしてもよい。つまり、カメラグループ数取得部305は、操作部206を介してイベントを特定できる情報の入力を受け付けると、イベント情報記憶部1801に記憶されているイベント情報とその表とを参照し、撮影対象領域ごとにカメラグループ103の数を取得する。参照される表の一例を図19(c)に示す。なお、参照される表は、撮影対象領域の情報とカメラグループ103の数の情報とが対応付けられていればよいが、これに限られない。また、参照される表は、イベント情報記憶部1801に記憶されていてもよいし、外部の装置に記憶されていてもよい。
The camera group
また、カメラグループ数取得部1805は、操作部206を介して、オペレータから直接、カメラグループ103の数の情報を取得してもよい。
Further, the camera group
配置決定部1806は、下限解像度、複数の撮影対象領域、撮影対象領域ごとのカメラグループ数、会場情報に基づいて、カメラ102の配置を決定する。下限解像度は許容値取得部1803により取得され、複数の撮影対象領域は、撮影対象領域取得部1804により取得され、カメラグループ数は、カメラグループ数取得部1805により取得される。また、会場情報は、会場情報記憶部302に記憶されている。配置決定部306は、操作部206を介して入力された会場を特定するための情報に基づいて、会場情報記憶部302から、必要な会場情報を取得する。例えば、取得する会場情報は、会場内でのカメラ102を配置可能な構造体とその位置に関する情報や、配置可能なカメラ102の台数の情報などである。
The
配置決定部1806は、まず、複数の撮影対象領域のそれぞれに対して、実施形態1と同様に、カメラグループ数と、会場情報とを基に、カメラグループ103の配置位置を決定する。次に、配置決定部306は、カメラグループ103ごとに、属する複数のカメラ102の配置を決定する。その際、配置決定部306は、カメラグループ103に属する複数のカメラ102により撮影対象領域のそれぞれの全域が撮影されるように、各カメラグループ103に属する複数のカメラ102の配置を決定する。つまり、第1撮影対象領域2001のカメラグループ103に属する複数のカメラ102により、第1撮影対象領域2001の全域が撮影されるように、このカメラグループ103に属する複数のカメラ102の配置が決定される。第2撮影対象領域2002のカメラグループ103に属する複数のカメラ102や、第3撮影対象領域2003のカメラグループ103に属する複数のカメラ102も同様に、配置が決定される。
First, the
さらに、配置決定部1806は、カメラグループ103に属する複数のカメラ102において、撮影対象領域のそれぞれの全域で、解像度が下限解像度を上回るように、複数のカメラ102の配置を決定する。なお、各撮影対象領域に対応する全カメラグループ103で、上記の撮影対象領域に関する条件、解像度に関する条件を満たすように、複数のカメラ102の配置が決定されるとしたが、これに限られない。例えば、所定数のカメラグループ103に属する複数のカメラ102だけが上記の条件を満たすように、複数のカメラ102の配置が決定されてもよい。また、所定の位置にあるカメラグループ103や所定の関係にあるカメラグループ103が上記の条件を満たすように、そのカメラグループ103に属する複数のカメラ102の配置が決定されてもよい。つまり、一部のカメラグループ103に属する複数のカメラ102によって、各撮影対象領域の全域ではなく一部が撮影されるように、その複数のカメラ102が配置されていてもよい。さらに、一部のカメラグループ103に属する複数のカメラ102において、各撮影対象領域の一部の領域で、解像度が下限解像度を上回らなくてもよい。
Further, the
図21は、配置決定装置1800の処理手順の一例を示すフローチャートである。図21を用いて配置決定装置1800が行う処理について説明を行う。
FIG. 21 is a flowchart showing an example of the processing procedure of the
まず、配置決定装置1800は、操作部206を介してオペレータからの配置決定の指示を受け付ける。そして、ステップS2101において撮影対象領域取得部1804は、複数の撮影対象領域を決定して取得する。具体的には、操作部206を介してオペレータから入力されるイベントを特定できる情報と、予め記憶された表とに基づいて、複数の撮影対象領域が決定される。複数の撮影対象領域としては、図20で示すように第1撮影対象領域2001、第2撮影対象領域2002、第3撮影対象領域2003が設定される。
First, the
次に、ステップS2102において、許容値取得部1803は、3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度のレベルを取得する。許容値取得部1803は、操作部206を介してオペレータから入力されるイベントを特定できる情報と、予め記憶された表とに基づいて、撮影対象領域ごとに、3次元形状データの品質の要求レベルと下限解像度のレベルを決定して取得する。
Next, in step S2102, the permissible
次に、ステップS2103で、カメラグループ数取得部1805は、撮影対象領域ごとにカメラグループ103の数を決定して取得する。カメラグループ103の数は、仮想視点画像生成装置106が生成する3次元形状データの品質の要求レベルに応じて決定される。この3次元形状データの生成に必要な方向の数は、3次元形状データの品質の要求レベルによって変化する。つまり、3次元形状データの品質の要求レベルが高い場合、つまり、3次元形状データの精度を高くする場合、多くの方向から撮影することが必要になるため、カメラグループ103の数は多くなる。一方、3次元形状データの品質の要求レベルが低い場合、3次元形状データの精度が低くてもよいため、撮影方向を少なくしてもよく、その結果、カメラグループ103の数を少なくすることができる。
Next, in step S2103, the camera group
カメラグループ数取得部1805は、カメラグループ数取得部1805は、3次元形状データの品質の要求レベルと必要な方向の数(つまり、カメラグループの数)とを対応付けて表を参照することで、カメラグループの数を決定することができる。3次元形状データの品質の要求レベルと撮影対象領域とが対応しているため、ここでは、3次元形状データの品質の要求レベルではなく撮影対象領域とカメラグループの数を対応させた表(図19(c))を参照することで、カメラグループの数が決定される。
The camera group
以下、例として、第1撮影対象領域2001、第2撮影対象領域2002、第3撮影対象領域2003ぞれぞれのカメラグループ103の数を30,24,10と決定したとする。また、カメラグループ103の配置領域もこの処理で決定されてもよいが、本実施形態では、次のステップS2104で決定される例を示す。 Hereinafter, as an example, it is assumed that the number of camera groups 103 in each of the first shooting target area 2001, the second shooting target area 2002, and the third shooting target area 2003 is determined to be 30, 24, 10. Further, the arrangement area of the camera group 103 may also be determined by this process, but in the present embodiment, an example determined in the next step S2104 is shown.
ステップS2104で、配置決定部1806は、カメラグループ数及び会場情報に基づいて、撮影対象領域ごとにカメラグループ103の配置領域を決定する。なお、この処理は、複数の撮影対象領域のそれぞれに対して、図4のS404と同様の処理を行ことに相当するため、説明を省略する。
In step S2104, the
ステップS2105で、配置決定部1806は、カメラグループ103の配置領域と、下限解像度要求レベルと、に基づいて、各撮影対象領域のカメラグループ103ごとに、カメラグループ103に属する2以上のカメラ102の台数及び配置を決定する。この処理は、複数の撮影対象領域のそれぞれに対して、図4のS405と同様の処理を行ことに相当するため、説明を省略する。また、配置決定部1806により決定されるカメラ102の配置についても実施形態1と同様である。
In step S2105, the
ステップS2106で、配置決定部1806は、S2105で、各撮影対象領域のカメラグループ103ごとに決定したカメラ102の台数を合計し、マルチカメラシステム101に必要なカメラ102の台数を決定する。
In step S2106, the
ステップS2107は、配置決定部1806は、ステップS2106で計算したカメラの台数に問題が無いかを判定する。なお、ステップS2107は図4のS407と同様の処理のため、詳細な説明は省略する。問題がない(YES)と判定した場合は処理を終了する。問題がある(NO)と判定した場合はステップS2108に進む。
In step S2107, the
ステップS2108で、配置決定部1806は、どの配置条件を変更するかを決定する。変更可能な配置条件は、撮影対象領域、下限解像度、カメラグループ103の数のいずれかである。ステップS2108は図4のS408と同様の処理のため、詳細な説明は省略する。
In step S2108, the
ステップS2109で、配置決定部1806は、変更する配置条件が撮影対象領域であるか否かを判定する。撮影対象領域の場合(YES)は、ステップS2110へ進む。そうでない場合(NO)は、ステップS2111へ進む。
In step S2109, the
ステップS2110で、撮影対象領域取得部1804は、撮影対象領域を変更する。なお、複数の撮影対象領域のうち1以上の撮影対象領域を変更する。つまり、撮影対象領域のすべてを変更しなくてもよい。ステップS2107で問題があると判定した理由が、「カメラの台数が多い」ことである場合は、複数の撮影対象領域のうち1以上の撮影対象領域を狭くするように変更する。逆に、「カメラの台数が少ない」ことである場合は、複数の撮影対象領域のうち1以上の撮影対象領域を広くするように変更する。撮影対象領域取得部1804により撮影対象領域が変更されると、ステップS2105へ進み、変更された撮影対象領域を含む複数の撮影対象領域に基づいて、配置決定部1806は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、撮影対象領域取得部1804は、オペレータから、操作部206を介して、撮影対象領域を取得するようにしてもよい。
In step S2110, the shooting target
ステップS2111で、配置決定部1806は、変更する配置条件が下限解像度であるか否かを判定する。下限解像度の場合(YES)は、ステップS2112へ進む。そうでない場合(NO)は、ステップS2113へ進む。
In step S2111, the
ステップS2112で、許容値取得部1803が、下限解像度要求レベルを変更する。問題が有ると判定した理由が「カメラの台数が多い」ことである場合は、1つ以上の撮影対象領域の下限解像度要求レベルを小さくするように変更する。逆に、問題が有ると判定した理由が「カメラの台数が少ない」ことである場合は、1つ以上の撮影対象領域の下限解像度要求レベルを大きくするように変更する。許容値取得部1803により下限解像度が変更された後、ステップS2105へ進み、配置決定部1806は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、許容値取得部1803は、オペレータから、操作部206を介して、下限解像度要求レベルを取得するようにしてもよい。
In step S2112, the permissible
ステップS2113で、カメラグループ数取得部1805は、カメラグループ103の数を変更する。ステップS2107で問題があると判定した理由が「カメラの台数が多い」ことである場合は、1つ以上の撮影対象領域のカメラグループ103の数を減らすように変更する。逆に、問題があると判定した理由が「カメラの台数が少ない」ことである場合は、1つ以上の撮影対象領域のカメラグループ103の数を増やすように変更する。カメラグループ数取得部1805によりカメラグループ103の数が変更された後、ステップS2104へ進み、配置決定部1806は、カメラグループ103の配置領域を再度決定する。そして、ステップS2105に進み、配置決定部1806は、カメラ102の台数及び配置を再度決定する。なお、カメラグループ数取得部1805は、オペレータから、操作部206を介して、カメラグループ数を取得するようにしてもよい。
In step S2113, the camera group
本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果を奏する。つまり、撮影対象領域のカメラグループ103それぞれは、対応する撮影対象領域の全域が撮影されるように、そのカメラグループ103に属する複数のカメラ102が配置される。このため、撮影対象領域の中の任意の位置の被写体が、それぞれのカメラグループ103において、少なくとも1台のカメラ102から撮影されることになる。そして、カメラグループ103の数と同数のカメラ102から、撮影対象領域の中の任意の位置の被写体が撮影されることになる。また、それぞれのカメラグループ103の配置領域は、なるべく等間隔になるように決定されている。つまり、撮影対象領域の中の任意の位置の被写体について、画質のよい仮想視点画像を生成することが可能である。 According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained. That is, in each of the camera groups 103 in the shooting target area, a plurality of cameras 102 belonging to the camera group 103 are arranged so that the entire area of the corresponding shooting target area is shot. Therefore, a subject at an arbitrary position in the imaging target area is photographed by at least one camera 102 in each camera group 103. Then, the same number of cameras 102 as the number of camera groups 103 will shoot subjects at arbitrary positions in the shooting target area. Further, the arrangement areas of the respective camera groups 103 are determined to be as evenly spaced as possible. That is, it is possible to generate a virtual viewpoint image with good image quality for a subject at an arbitrary position in the shooting target area.
また、本実施形態では、被写体の種別とその移動範囲により、画像における解像度の要求レベルが、複数ある場合、その複数の要求レベルのそれぞれに対して、撮影対象領域を設定している。そして、その撮影対象領域ごとに、カメラグループ103の数及び配置、そしてカメラグループ内のカメラ102の数及び配置を決定することで、被写体の種別に応じた、適切なカメラの数を適切な位置に配置することができる。例えば、実施形態1の図5の空間504と図20の第3撮影対象領域2003とが同じ場合、実施形態1よりも、カメラ102の数を削減することができる。その理由は、実施形態1では、被写体の種別や移動範囲によらず一律にカメラグループ103の数、カメラ102の数を決定しているからである。例えば、実施形態1では、地上から離れた領域、具体的には、第2撮影対象領域2002に含まれない第3撮影対象領域2003の領域においても、カメラグループに属する全カメラで撮影するようにするため、カメラ102の数が多くなる。ただし、その領域は、ボールのみが被写体となるため、3次元形状データの品質の要求レベルが低くてもよく、高い解像度で撮影する必要がない。そのため、本実施形態によれば、その点を考慮して、その領域を撮影するカメラグループ103の数を削減し、さらに、そのカメラグループ103に属するカメラ102の数も削減している。
Further, in the present embodiment, when there are a plurality of required resolution levels in the image depending on the type of the subject and the moving range thereof, the shooting target area is set for each of the plurality of required levels. Then, by determining the number and arrangement of the camera groups 103 and the number and arrangement of the cameras 102 in the camera group for each shooting target area, the appropriate number of cameras according to the type of the subject can be appropriately positioned. Can be placed in. For example, when the
なお、実施形態3において、例えば、第1撮影対象領域2001と第2撮影対象領域とで、1以上のカメラグループを共有させてもよい。その場合、よりカメラ102の数を削減することができる。この場合、以下のような処理が行われる。すなわち、S404の処理が以下のように行われる。配置決定部1806は、第1撮影対象領域2001に対してカメラグループ103の配置を決定する。また、配置決定部1806は、第2撮影対象領域2002に対してカメラグループ103の配置を決定する。そして、第1撮影対象領域2001に対して決定されたカメラグループ103のうち、第2撮影対象領域2002に対して決定されたカメラグループ103と位置が近いカメラグループ103があるか判定する。第1撮影対象領域2001のカメラグループ103のうち、第2撮影対象領域2002に対して決定されたカメラグループ103と位置が近いカメラグループ103がある場合、そのカメラグループ103を第1撮影対象領域2001から除くようにする。カメラグループ103に属するカメラ102の数や配置は、そのカメラグループ103に対応する撮影対象領域に基づいて、下限解像度要求レベルや3次元形状データの品質の要求レベルに従い決定される点は、上記の説明と変わらない。例えば、第1撮影対象領域2001に対して、図7で示すような12のカメラグループ701a〜701lが決定されたとする。一方、第2撮影対象領域2002に対して、図7で示すようなカメラグループ701b、701d、701f、701h、701j、701kに近い位置が決定されたとする。その場合、カメラグループ701b、701d、701f、701h、701j、701kは、第1撮影対象領域2001のカメラグループから除かれる。つまり、第1撮影対象領域2001のカメラグループとしては、カメラグループ701a、701c、701e、701g、701i、701lが残り、その後の処理が行われる。
In the third embodiment, for example, one or more camera groups may be shared between the first shooting target area 2001 and the second shooting target area. In that case, the number of cameras 102 can be further reduced. In this case, the following processing is performed. That is, the processing of S404 is performed as follows. The
このように、第1撮影対象領域2001と第2撮影対象領域2002とで、1以上のカメラグループを共有させたマルチカメラシステムを用いても、3次元形状データを適切に生成することができる。また、第1撮影対象領域2001のカメラグループと第2撮影対象領域2002のカメラグループ103は交互に配置されることで、3次元形状データの生成に際し、品質のレベルが方向による偏りを低減することができる。なお、第2撮影対象領域2002において、被写体の3次元形状データの生成には、第2撮影対象領域2002のカメラグループ103のカメラのみならず、第1撮影対象領域2001のカメラグループ103のカメラの撮影画像も用いられる。ただし、仮想視点画像の画素値を決定する際に、画質を向上させるために、下限解像度の要求レベルの高い第1撮影対象領域2001のカメラグループ103のカメラの撮影画像のみを用いる。なお、第1撮影対象領域2001のカメラグループ103のカメラの撮影画像を優先的に用いれば、第2撮影対象領域2002のカメラグループ103のカメラの撮影画像を用いても構わない。例えば、仮想視点画像の着目画素の画素値を、複数の撮影画像において着目画素と対応する位置の画素値を重みを用いた平均化処理により決定する場合、以下のようにする。すなわち、第1撮影対象領域2001のカメラグループ103のカメラの撮影画像の着目画素と対応する位置の画素値の重みを、第2撮影対象領域2002のカメラグループ103のカメラの撮影画像の着目画素と対応する位置の画素値の重みより大きくする。 As described above, three-dimensional shape data can be appropriately generated even by using a multi-camera system in which one or more camera groups are shared by the first imaging target area 2001 and the second imaging target area 2002. Further, by alternately arranging the camera group of the first shooting target area 2001 and the camera group 103 of the second shooting target area 2002, the quality level can reduce the bias depending on the direction when generating the three-dimensional shape data. Can be done. In the second shooting target area 2002, the three-dimensional shape data of the subject is generated not only by the cameras in the camera group 103 in the second shooting target area 2002 but also by the cameras in the camera group 103 in the first shooting target area 2001. Captured images are also used. However, when determining the pixel value of the virtual viewpoint image, in order to improve the image quality, only the captured image of the camera of the camera group 103 in the first imaging target area 2001, which has a high requirement level of the lower limit resolution, is used. If the images taken by the cameras of the camera group 103 in the first shooting target area 2001 are preferentially used, the images taken by the cameras of the camera group 103 in the second shooting target area 2002 may be used. For example, when the pixel value of the pixel of interest in the virtual viewpoint image is determined by the averaging process using weights for the pixel value of the position corresponding to the pixel of interest in a plurality of captured images, the process is as follows. That is, the weight of the pixel value at the position corresponding to the pixel of interest of the camera of the camera group 103 in the first shooting target area 2001 is set to the pixel of interest of the camera of the camera group 103 of the second shooting target area 2002. Make it larger than the weight of the pixel value at the corresponding position.
なお、第1撮影対象領域2001と第2撮影対象領域2002とを例に挙げたが、複数の撮影対象領域のうち任意の2以上の撮影対象領域の一部のカメラグループを共有化しても、カメラ102の数を軽減できる。 Although the first shooting target area 2001 and the second shooting target area 2002 are taken as examples, even if a part of the camera groups of any two or more shooting target areas among the plurality of shooting target areas are shared, the camera groups may be shared. The number of cameras 102 can be reduced.
また、種別取得部1807は、被写体の種別の代わりに、複数の撮影対象領域の情報を取得するようにしてもよい。つまり、例えば、図19(a)において、撮影対象領域の種別(第1撮影対象領域2001、第2撮影対象領域2002、第3撮影対象領域2003)と、その撮影対象領域を規定する縦、横、高さの長さを示す情報が取得されてもよい。また、イベントとして、ラグビーを例にして説明を行ったが、サッカーなどの球技や、陸上競技などにも本実施形態は適用できる。例えば、陸上のトラック競技である100m走において、選手が走るトラック上で、ゴール地点近傍においては、その他の場所より、高画質な仮想視点画像が要求されることが考えられる。その場合、ゴール地点近傍の領域に対して、各種の要求レベルを高くし、それ以外の領域の各種の要求レベルを低くするようにしてもよい。
Further, the
<その他の実施形態>
なお、本発明の目的は、以下でも達成される。前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給する。そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
<Other Embodiments>
The object of the present invention is also achieved by the following. A storage medium in which a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiment is recorded is supplied to a system or an apparatus. The computer (or CPU or MPU) of the system or device reads and executes the program code stored in the storage medium.
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。 In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the function of the above-described embodiment, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMなどを用いることができる。 As the storage medium for supplying the program code, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape, a non-volatile memory card, a ROM, or the like can be used.
また、以下の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。コンピュータが読出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部または全部を行う。 In addition, the case where the function of the above-described embodiment is realized by the following processing is also included. Based on the instructions of the program code read by the computer, the OS (operating system) running on the computer performs a part or all of the actual processing.
さらに、以下の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。まず記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。次にそのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行う。 Further, the case where the function of the above-described embodiment is realized by the following processing is also included. First, the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion board inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer. Next, based on the instruction of the program code, the function expansion board, the CPU provided in the function expansion unit, or the like performs a part or all of the actual processing.
304 撮影対象領域取得部
306 配置決定部
304 Imaging target
Claims (22)
前記複数の撮影装置による撮影の対象となる撮影対象領域を表す情報を取得する領域取得手段と、
前記領域取得手段により取得された情報に基づいて、前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記2以上の撮影装置とは異なる他の2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影されるように前記複数の撮影装置の配置を決定する配置決定手段と、を有することを特徴とする配置決定装置。 It is an arrangement determination device that determines the arrangement of a plurality of photographing devices used for generating a virtual viewpoint image.
An area acquisition means for acquiring information representing a shooting target area to be shot by the plurality of shooting devices, and
Based on the information acquired by the area acquisition means, the entire area to be photographed is photographed by two or more photographing devices among the plurality of photographing devices, and the two or more photographing devices among the plurality of photographing devices are photographed. An arrangement determining device comprising: an arrangement determining means for determining the arrangement of the plurality of photographing devices so that the entire area to be photographed is photographed by two or more imaging devices different from the apparatus.
前記配置決定手段は、さらに前記許容値取得手段により取得された許容値に基づいて、前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記他の2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のそれぞれが撮影する画像における前記基準となる被写体の前記所定の方向の大きさが前記許容値を上回るように、前記複数の撮影装置の配置を決定することを特徴とする請求項1に記載の配置決定装置。 Allowable value for acquiring the allowable value of the number of pixels representing the size of the reference subject in a predetermined direction in the image captured and acquired by the photographing device when the reference subject exists in the photographing target area. Has more acquisition means,
In the arrangement determining means, the entire area of the imaging target area is photographed by two or more imaging devices among the plurality of imaging devices based on the tolerance acquired by the tolerance acquisition means, and the other The entire area to be photographed is photographed by two or more photographing devices, and the size of the reference subject in the predetermined direction in the image captured by each of the plurality of photographing devices exceeds the allowable value. The arrangement determining device according to claim 1, wherein the arrangement of the plurality of photographing devices is determined.
前記配置決定手段は、さらに前記台数取得手段により取得された台数に基づいて、前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置により撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記他の2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影されるように、前記複数の撮影装置の配置を決定することを特徴とする請求項1に記載の配置決定装置。 Further having a number acquisition means for acquiring the number of the photographing devices,
Further, based on the number of units acquired by the number acquisition means, the arrangement determining means captures the entire region of the imaging target area by two or more imaging devices among the plurality of imaging devices, and the other two or more imaging devices. The arrangement determining device according to claim 1, wherein the arrangement of the plurality of photographing devices is determined so that the entire area to be photographed is photographed by the photographing device.
前記配置決定手段は、
前記グループ数取得手段により取得されたグループの数に基づいて、前記グループの配置領域を決定し、
前記グループごとに、前記グループに属する撮影装置の配置を決定することを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の配置決定装置。 Further having a group number acquisition means for acquiring the number of groups to which two or more photographing devices belong,
The arrangement determining means is
Based on the number of groups acquired by the group number acquisition means, the arrangement area of the group is determined.
The arrangement determining apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the arrangement of the photographing apparatus belonging to the group is determined for each group.
前記配置決定手段は、前記複数の撮影装置のうち2以上の第1の撮影装置により前記第1の撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記第1の撮影装置とは異なる2以上の第2の撮影装置により前記第1の撮影対象領域の全域が撮影されるように前記複数の撮影装置の配置を決定し、
前記配置決定手段は、前記複数の撮影装置のうち前記第1及び第2の撮影装置とは異なる2以上の第3の撮影装置により前記第2の撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記第1乃至第3の撮影装置とは異なる2以上の第4の撮影装置により前記第1の撮影対象領域の全域が撮影されるように前記複数の撮影装置の配置を決定することを特徴とする請求項15に記載の配置決定装置。 The space includes a first shooting target area and a second shooting target area different from the first shooting target area.
In the arrangement determining means, the entire area of the first photographing target area is photographed by two or more first photographing devices among the plurality of photographing devices, and the first photographing device among the plurality of photographing devices is used. The arrangement of the plurality of photographing devices is determined so that the entire area of the first photographing target area is photographed by two or more second photographing devices different from the above.
In the arrangement determining means, the entire area of the second photographing target area is photographed by two or more third photographing devices different from the first and second photographing devices among the plurality of photographing devices, and the above-mentioned Among the plurality of imaging devices, the plurality of imaging devices are arranged so that the entire area of the first imaging target area is photographed by two or more fourth imaging devices different from the first to third imaging devices. The arrangement determining apparatus according to claim 15, wherein the determination is made.
前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置は、前記複数の撮影装置による撮影の対象となる撮影対象領域の全域を撮影するように配置され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記2以上の撮影装置とは異なる他の2以上の撮影装置は、前記撮影対象領域の全域を撮影するように配置されていることを特徴とするシステム。 It has multiple imaging devices used to generate virtual viewpoint images,
Two or more of the plurality of photographing devices are arranged so as to photograph the entire area to be photographed by the plurality of photographing devices, and two or more of the plurality of photographing devices. A system characterized in that two or more photographing devices different from the photographing device of the above are arranged so as to photograph the entire area to be photographed.
前記複数の撮影装置による撮影の対象となる撮影対象領域を表す情報を取得する領域取得工程と、
前記領域取得工程において取得された情報に基づいて、前記複数の撮影装置のうち2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影され、かつ、前記複数の撮影装置のうち前記2以上の撮影装置とは異なる他の2以上の撮影装置により前記撮影対象領域の全域が撮影されるように前記複数の撮影装置の配置を決定する配置決定工程と、を有することを特徴とする配置決定方法。 It is an arrangement determination method for determining the arrangement of a plurality of photographing devices used for generating a virtual viewpoint image.
An area acquisition step of acquiring information representing an imaging target area to be photographed by the plurality of imaging devices, and an area acquisition step.
Based on the information acquired in the area acquisition step, the entire area of the imaging target area is photographed by two or more imaging devices among the plurality of imaging devices, and the two or more imaging devices among the plurality of imaging devices are photographed. A method for determining an arrangement, which comprises an arrangement determining step of determining the arrangement of the plurality of photographing devices so that the entire area to be photographed is photographed by two or more photographing devices different from the devices.
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