JP3025255B1

JP3025255B1 - 画像デ―タ変換装置

Info

Publication number: JP3025255B1
Application number: JP11041002A
Authority: JP
Inventors: 哲司松井; 史典塩田
Original assignee: FIT LLC
Current assignee: FIT LLC
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: JP2000242773A

Abstract

【要約】【課題】魚眼レンズにより得られた全周囲の撮影デ
ータを、歪みを修正しつつ、一つの画像としてつなぎ目
なく表示できるように変換する。【解決手段】魚眼レンズによる撮影により得られる円形
画像データの一部分の領域に対して、前記円形画像の中
心を原点とする平面直交座標系における前記領域上の点
（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓｉｎψ）（Θは
０＜Θ＜π／２を満たすパラメータ、ｇ（Θ）はｇ
（０）＝０を満たし、前記Θの範囲で単調増加する関
数、ψは前記平面直交座標系の原点と前記円形画像上の
点とを結んだ線分が前記平面直交座標系における一座標
軸となす角）をＲを定数とする円柱座標系上の点（Ｒ，
ψ，Ｒ／ｔａｎΘ）へ変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ変換装
置に関し、詳しくは、魚眼レンズによる撮影により得ら
れる円形の画像データを、歪みを修正しつつ広範囲に渡
る表示を行えるような平面画像データへと変換する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、店舗内の監視カメラや交通管制用
のカメラ等では、周囲の状況を監視するために、前方の
限られた視野を持つカメラをモータ等の駆動装置で旋回
させることが一般的に行われている。しかし、このよう
な視野の限られたカメラを回転させるようにすると、回
転駆動部が必要になるので装置が複雑となり、また、特
定の対象を捕らえようとする際にカメラを回転させる必
要があり、対象が動いているようなときは回転速度の制
約から対象を捕らえることができないようなことも生じ
る。また、同時に複数の方向を撮影することができず、
常に監視範囲に関して死角が生じるので、監視等の機能
としては十分とは言えない。

【０００３】このような問題を解決する技術として、特
公表平６−５０１５８５号公報に、魚眼レンズにより前
方の全方位を撮影して得られる円形の画像データを、平
面画像に変換するものが提示されている。この技術を以
下に簡単に説明する。魚眼レンズにより得られる円形の
画像データは全方位の像を含むことができるが外周へ行
くほど像が歪む。この歪みは円形画像データを半球面上
に変換するとほぼ解消することができるが、半球面に変
換した画像データでは平面的なモニターに表示すること
ができない。そこで、上記技術ではさらに半球面に変換
された画像データの一部を平面に投影することで平面に
変換して表示を可能としている。このような方法を用い
ることにより、回転駆動機構が不要となって装置を簡易
化でき、表示する方向の切り替えもデータ処理時間の制
約だけとなるので格段に速く行うことができる。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】しかし、このように魚
眼レンズで撮影した円形画像データを直接平面画像デー
タに変換するようにしても、歪みを十分に修正したまま
半球面のすべてを一つの平面に投影することはできない
ので、得られる画像は特定の方向に関するものだけとな
る。従って、魚眼レンズにより全周囲の撮影をしている
にもかかわらず表示画面においては死角が生じることと
なる。また、死角をなくす方法として同時に複数の方向
に関して平面画像への変換を行いこれらを同時に表示す
ることが考えられるが、この場合は画像同時のつなぎ目
が連続にならず、また、複数の異なる画像変換を行う必
要が生じる。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものであり、魚眼レンズにより得られた全周囲
の撮影データを、歪みを修正しつつ、一つの画像として
つなぎ目なく表示できるように変換することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像データ変換装置は、魚眼レンズに
よる撮影により得られる円形画像データの一部分の領域
に対して、前記円形画像の中心を原点とする平面直交座
標系における前記領域上の点（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ
（Θ）・ｓｉｎψ）（Θは０＜Θ＜π／２を満たす
パラメータ、ｇ（Θ）はｇ（０）＝０を満たし、前記Θ
の範囲で単調増加する関数、ψは前記平面直交座標系の
原点と前記円形画像上の点とを結んだ線分が前記平面直
交座標系における一座標軸となす角）をＲを定数とする
円柱座標系上の点（Ｒ，ψ，Ｒ／ｔａｎΘ）へ変換す
る。なお、本発明にいう魚眼レンズには、視野角が略１
８０度を有する一般的に魚眼レンズと呼ばれるもののみ
ならず、それよりも小さな視野角を有する一般的に広角
レンズと呼ばれるものも含まれる。

【０００７】なお、変換は結果として上記関係を満たす
変換が行われれば足り変換の過程を問題としない。即
ち、上記式を直接用いる必要は必ずしもなく、変換元の
画素と変換先の画素の対応を示すテーブルを用いて変換
するような場合も含まれる。また、前記平面直交座標系
および円柱座標系は互いに独立であり、座標の方向は任
意に定めることができる。また、Ｒを定数とする円柱座
標系は円筒面となるが、ここでは、これを展開して平面
として上記のような変換を行う場合も含まれる。

【０００８】このようにすると、まず、ψを固定して点
（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓｉｎψ）が上記円
形画像データの一部分の領域に入る範囲でΘを小さい値
から大きい値へと増加させていくと、円形画像データに
おける中心から半径方向へ向かう線分が、Ｒを定数とす
る円柱座標系即ち半径Ｒの円筒面において上方から下方
に向かう線分として変換される。このような変換がさら
にψについて上記点が前記円形画像データの一部分の領
域に入るように最大３６０度の範囲で行われるので、魚
眼レンズが撮影した魚眼レンズを中心とする全周囲の画
像情報を含む円形画像データの一部が、歪みを補正され
る形でなめらかに円筒面へ変換されることとなる。円筒
面に変換された画像は円筒面を展開することにより容易
に平面画像にできるので、魚眼レンズにより得られた全
周囲の撮影データを歪みを修正しつつ一画像としてつな
ぎ目なく表示できる。

【０００９】また、前記魚眼レンズをｈ＝ｇ（θ）（ｈ
は像高、θは画角）の特性を有するものとすると、Θの
増加にともなう上記ｇ（Θ）の増加量は、像高ｈの増加
量と同じとなる。従って、即ちΘを変化させることは画
角θを変化させることに他ならない。このようにした場
合、円形画像を歪みのない仮想的な半球面へと変換し、
さらに、中心軸がこの半球面の中心軸と一致するように
配置した前記円筒面に対して半球面の中心点から半径方
向へ向かう投射光により、変換した半球面画像を投射し
た画像が得られるようになる。従って、魚眼レンズの側
方の全周に渡る撮影領域、即ち円形画像の外周側の画像
に関しては、ほぼ歪みのない画像へ変換されることにな
る。

【００１０】また、前記魚眼レンズの特性を示す関数ｇ
（θ）をｇ（θ）＝２ｆ・ｔａｎ（θ／２）（ｆは焦点
距離）とすると、円形画像データの外周側の画像のデー
タ量が多くなるので、魚眼レンズの側方の全周に渡る撮
影領域の円筒面への変換時における再現性を向上させる
ことができる。

【００１１】さらに、前記前記魚眼レンズの特性を示す
関数ｇ（θ）をｇ（θ）＝ｆ・θ（ｆは焦点距離）とす
ると、この特性は最も一般的に使用される魚眼レンズの
特性であるので、量産された安価な魚眼レンズを使用す
ることができ装置のコストダウンを図ることが可能とな
る。

【００１２】上記の画像データ変換装置は、コンピュー
タに上記画像データ変換装置としての動作を実行させる
プログラムを組み込むことでも実現することができ、こ
のプログラムは前記コンピュータに読み取り可能な記録
媒体に記録することができる。

【００１３】さらに、上記課題を解決するために、本発
明に係る撮像システムは、前記魚眼レンズと、前記魚眼
レンズより得られる像を前記画像データへ変換する変換
手段と、請求項１から４のいずれかに記載の画像データ
変換装置と、この画像データ変換装置により変換された
前記円柱座標面上の画像データを、当該円柱座標面を展
開して平面として表示する表示手段とより構成される。

【００１４】このような構成により、この撮像システム
は前述のように画像データ変換装置により歪みを修正さ
れてつなぎ目無く変換された円筒面上の画像を展開して
平面として表示するので、一画面で魚眼レンズが撮影し
た周囲の様子をすべて示すことが可能となる。なお、展
開した平面には、展開した平面を適当に加工する場合も
含み、例えば、展開した平面を所定位置で切断して、各
切断部分を適宜配列して表示するような場合も含む。

【００１５】また、上記課題を解決するために、本発明
に係る画像データ変換方法は、魚眼レンズによる撮影に
より得られる円形画像データの一部分の領域に対して、
前記円形画像の中心を原点とする平面直交座標系におけ
る前記領域上の点（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓ
ｉｎψ）（Θは０＜Θ＜π／２を満たすパラメー
タ、ｇ（Θ）はｇ（０）＝０を満たし、前記Θの範囲で
単調増加する関数、ψは前記平面直交座標系の原点と前
記円形画像上の点とを結んだ線分が前記平面直交座標系
における一座標軸となす角）をＲを定数とする円柱座標
系上の点（Ｒ，ψ，Ｒ／ｔａｎΘ）へ変換するものであ
る。この画像データ変換方法もやはり、魚眼レンズが撮
影した魚眼レンズを中心とする全周囲の画像情報を含む
円形画像データの一部が、歪みを補正される形でなめら
かに円筒面へ変換されるので、魚眼レンズにより得られ
た全周囲の撮影データを歪みを修正しつつ、つなぎ目な
く表示するようにできる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１に本発明の実施の形態
に係る撮像システムの構成を示すブロック図を示す。こ
の撮像システムは、カメラ部１、データ変換部２、第１
画像メモリ３、第２画像メモリ４、Ａ／Ｄコンバータ
５、Ｄ／Ａコンバータ６、モニター７より構成される。

【００１７】カメラ部１はレンズとして魚眼レンズ１１
を用いてあり、少なくともレンズの光軸方向に対して画
角９０度以上での撮影が可能である。ここでは、魚眼レ
ンズとして、ｈ＝２ｆ・ｔａｎ（θ／２）の特性を有するものを用いることとする。このような特
性のレンズを用いると画角θの増加に対する像高ｈの増
加量が、一般的なｈ＝ｆ・θのレンズに比べて大きくな
るので画角θの大きな範囲つまり魚眼レンズで得られる
円形画像の周辺部での情報量を多くすることができる。
このような特性を有する魚眼レンズ１１により得られる
円形画像はＣＣＤ１２により各画素のＲＧＢごとに電気
信号に変換されてＡ／Ｄコンバータ５へと出力される。
ここではＣＣＤとして例えば、１２８０×１０２４画素
のものを用いるものとする。

【００１８】Ａ／Ｄコンバータ５はＣＣＤ１２から送ら
れるアナログ信号をデジタル信号へと変換して第１画像
メモリ３へと出力する。第１画像メモリ３はＲＡＭによ
り構成され、送られた円形画像を表すデジタル信号に基
づき各画素ごとのＲＧＢ値を記録する。データ変換部２
は本発明に係る画像データ変換装置に相当し、後述のよ
うな演算を行う演算回路により構成される。データ変換
部２は第１画像メモリ３に記録された円形の画像データ
を後に詳述するような変換により円筒の画像データへと
変換して第２画像メモリ４へと出力する。

【００１９】第２画像メモリ４はやはりＲＡＭにより構
成され、出力された画像データの画素ごとのＲＧＢ値を
後述するような円筒面を展開した平面として記録する。
また、円筒面を展開した画像は横方向に長いので、後述
するような表示データが得られるように第２画像メモリ
４は画像データ記録する際に展開した画像を半分に分け
て上下に所定間隔を置いた画像となるように記録する。
Ｄ／Ａコンバータ６は第２画像メモリ４に記録されたデ
ジタル値の画像データを読み出しアナログ信号へと変換
して、画像信号としてモニター７の走査線順に送出す
る。モニター７はＤ／Ａコンバータ６より送られる画像
信号に基づき第２画像メモリ４に記録されている画像を
表示する。

【００２０】なお、本撮像システムはカメラ部１を除い
た部分は一般的なコンピュータに上記機能および下記動
作を実現させるようなプログラムを組み込むことによっ
て実現可能であり、プログラムはこのコンピュータによ
り読み取り可能なフロッピーディスクのような記録媒体
に記録が可能である。また、このプログラムはインター
ネット等の通信手段からも当該コンピュータに組み込む
ことができる。

【００２１】ここで、データ変換部２の変換方法につい
て詳述する。データ変換部２は円形面上の画像データを
円筒面上へと変換する。円形面上の点と円筒上の点との
対応関係を図２および図３を用いて説明する。図２は魚
眼レンズ１１により撮影される全周面を仮想的に想定し
た半球面Ｏ上の任意の点Ｐ0 と変換する面である円筒面
Ｃの点Ｐ2 との関係を示す図である。図２では、半球面
Ｏはｘｙｚ座標系において、底円（半球面の縁を構成す
る円）が原点を中心としてｘｙ平面上に位置している。
ｚ軸は魚眼レンズ１１の光軸方向と一致する。また、円
筒面Ｃはｚ軸を中心軸とする半径Ｒの円筒である。即
ち、円筒面ＣはＲを定数とするｒψｚ円柱座標系におけ
る曲面として表すことができる。また、ここでは、円筒
面Ｃ上の点をｒψｚ円柱座標系上の点として（Ｒ、ψ、
ｚ）で表す。但し、ψは、ｘｙ平面に降ろした垂線とｘ
ｙ平面との交点と原点とでできる線分がｘ軸となす角で
ある。そして、原点から半球面Ｏ上の任意の点Ｐ0を結
ぶ線分を延長した直線が円筒面Ｃと交わる点がＰ2 とな
る。なお、原点から点Ｐ0とを結ぶ線分とｚ軸とのなす
角が点Ｐ0に関する画角θとなる。

【００２２】図３は上述の撮影される全周面を仮想的に
想定した半球面Ｏ上の任意の点Ｐ0が、魚眼レンズ１１
より映される撮影面Ｆ上の点Ｐ1 の位置を示している。
図３において撮影面Ｆ上の円形領域が魚眼レンズ１１を
通して光りが照射されるＣＣＤ１２上の領域であり、こ
の部分が変換される画像データが表示される円形面Ｓを
形成する。図３では、ＸＹ座標系において原点をこの円
形面Ｓの中心にとっている。なお、Ｘ軸およびＹ軸の方
向は図２のｘｙｚ座標系のｘ軸およびｙ軸の方向と逆に
なるようにしてある。これは、カメラ部１で撮影した画
像は上下左右が反転するので、Ｐ0 も上下左右が反転し
た位置に映ることになるため、これに対応させるためで
ある。もっとも、円筒面は任意であるので、実際の変換
においては座標の取り方も自由である。そして、Ｐ1 の
位置は、原点から像高ｈの距離でかつ原点とＰ1 を結ん
だ線分とＸ軸とがなす角がψとなる位置となる。ｈは上
記式により表され、画角θにより定まる。

【００２３】データ変換部２は図３に示すＰ1 を図２に
示すＰ2 へと変換するものである。以下に、具体的な計
算について説明する。まず、パラメータをθ、ψとする
場合を考える。この場合ＸＹ平面上におけるＰ1 の座標
は（ｈ・ｃｏｓψ，ｈ・ｓｉｎψ）であり、上記式よ
りｈを消去すると（２ｆ・ｔａｎ（θ／２）・ｃｏｓ
ψ，２ｆ・ｔａｎ（θ／２）・ｓｉｎψ）と表される。
一方、Ｐ2 の座標はＲは定数であり、ｚは図２よりｚ＝
Ｒ／ｔａｎθの関係があるので、（Ｒ，ψ，Ｒ／ｔａｎ
θ）と表される。従って、パラメータθ、ψを動かし
て、ＸＹ平面上における円形画像上のＰ1 を特定でき、
これに対するｒψｚ円柱座標系上の点、即ち円筒面Ｃ上
の点も特定できるので、上記Ｐ1 、Ｐ2 を示す式に従っ
て画像データを変換することができる。但し、θ＝０の
場合はＰ2 のｚ座標が無限大となってしまうので、現実
にはθの値はある値以上のものを使用することになる。
本実施の形態ではθとしてπ／４≦θ＜π／２の範囲を
使用している。

【００２４】ところで、実際の変換においてはパラメー
タとして、撮影されたＣＣＤ１２上の各画素位置もしく
は変換される円筒面Ｃ上の変換後の各画素位置を直接表
すものを用いる方が計算が容易である。そこで、円筒面
Ｃ上の変換後の各画素位置を直接表すパラメータとして
ｚとψを用いることを考える。この場合円筒面Ｃ上の点
Ｐ2 をパラメータｚ、ψで表すと、（Ｒ、ψ、ｚ）とな
る。変換される円筒面Ｃは展開されてモニター７に表示
されることになり、各画素は縦方向および横方向に画素
ピッチｄの等間隔で並ぶことになる。図４に展開した円
筒面Ｃと円形面Ｓとの関係を表す図を示す。円筒面Ｃの
縦方向はパラメータｚと一致するので、パラメータｚに
関しては画素ピッチｄずつ変化させれば円筒面Ｃの縦方
向の画素位置に合致する。展開した円筒面の横方向のψ
の変化量にともなう変化量はＲ・ψと表すことができる
ので、円筒面Ｃの画素ピッチｄに対応するパラメータψ
の変化量をΔψとすると、Δψ＝ｄ／Ｒと表すことがで
きる。従って、パラメータψに関してはｄ／Ｒずつ変化
させると円筒面Ｃの横方向の画素位置に合致することに
なる。なお、図において円形面Ｓのハッチングされてい
る範囲は、π／４≦θ＜π／２に対応する円形面Ｓの範
囲であり、円筒面Ｃに変換される範囲を示している。

【００２５】一方、円形画像上の点Ｐ1 をパラメータ
ｚ、ψで表すことを考える。まず、上記式を三角関数
の倍角の公式を用いて変形すると、ｈ＝２ｆ・ｔａｎ（θ／２）＝２ｆ・｛ｓｉｎθ／（１＋ｃｏｓθ）｝ ’ となる。図２よりｓｉｎθ＝Ｒ／（Ｒ^２＋ｚ^２）^１／２
、ｃｏｓθ＝ｚ／（Ｒ ^２＋ｚ^２）^１／２であるので、
これらを’式に代入して整理すると、ｈ＝２ｆ・Ｒ／
｛（Ｒ^２＋ｚ^２）^１／２＋ｚ）｝となるので、結果と
してＰ1は、（２ｆ・Ｒ・ｃｏｓψ／｛（Ｒ^２＋ｚ^２）
^１／２＋ｚ）｝，２ｆ・Ｒ・ｓｉｎψ／｛（Ｒ^２＋ｚ
^２）^１／２＋ｚ）｝）となる。従って、上述のように
ｚをｄずつ、ψをｄ／Ｒずつ変化させて、この式より円
筒面Ｃ上の各画素位置に変換される円形面Ｓ上の画素位
置を求めることができる。この場合、計算で得られる画
素位置と実際のＣＣＤ１２が撮影した画素位置とは完全
には合致しないので、最も近い画素を抽出するようにす
る。具体的には、例えば得られたＸ座標値およびＹ座標
値をＣＣＤ１２の画素ピッチｄs で割り、その値を例え
ば小数点以下を切り捨てることで得られる整数値を画素
の番号として抽出することができる。なお、この場合、
ＣＣＤ１２の各画素は、ＸＹ座標における原点を（０，
０）としてＸＹ座標の各象限に応じてそれぞれ正負が定
まるものとする。

【００２６】以上のような方法を用いてデータ変換部２
は、変換後の円筒面Ｃ上の各画素に対応する円形面Ｓ画
素位置を算出して、その画素位置における画素データを
各円筒面Ｃ上の画素データとして変換していく。この結
果図４に示すように円形面Ｓ上の画素データは円筒面Ｃ
上の各画素データとして変換されていくことになる。な
お、円形画像の各画素が円筒面のどの画素位置へ変換さ
れるかは一義的に決まるので、演算を行わずにデータ変
換部２に円形画像の画素と円筒面上の画素位置との対応
を示すテーブルを設けておき、これに基づいてデータ変
換を行うようにすることもできる。

【００２７】続いて、以上のような構成を有する撮像シ
ステムの動作について説明する。なお、カメラ部１は、
室内において天井中央から下方に向けて取り付けられて
いるものとする。また、変換する円筒面のｚの範囲を０
＜ｚ≦Ｒとする。言い換えると、θの範囲をπ／２＞θ
≧π／４に設定するものとする。図５に撮像システムの
動作を表すフローチャートを示す。まず、室内の全景が
カメラ部１により魚眼レンズ１１を通して円形画像とし
て映される。この円形画像はＣＣＤ１２により電気信号
に変換され、さらに、Ａ／Ｄコンバータ５により画素ご
とにデジタル値に変換される。そして、これらのデータ
は第１画像メモリ３に記録される（ｓ１０１）。また、
パラメータψ、ｚの初期値としてそれぞれ０を入れてお
く（ｓ１０２）。

【００２８】次に、データ変換部２によりパラメータψ
i をｄ／Ｒずつｉ＝１〜ｎ（ｎ＝２πＲ／ｄ）まで増加
させ、また、パラメータｚj をｄずつｊ＝１〜ｍ（ｍ＝
Ｒ／ｄ）まで増加させる。そして、それぞれの値ごと
に、Ｘi ＝［２ｆ・Ｒ・ｃｏｓψi ／｛（Ｒ^２＋ｚj^２）
^１／２＋ｚj｝・ｄs］Ｙj ＝［２ｆ・Ｒ・ｓｉｎψi ／｛（Ｒ^２＋ｚj^２）
^１／２＋ｚj｝・ｄs］が計算され、この結果に基づき第１画像メモリ３に記録
されている（Ｘi ，Ｙj）番目の画素データが抽出さ
れ、円筒面における（ｉ，ｊ）番目の画素の画素データ
として第２画像メモリ４へと記録される（ｓ１０３〜ｓ
１０８）。なお、第２画像メモリ４では、図６に示すよ
うな画像がモニター７に映し出されるように、円筒面上
の画素（ｉ，ｊ）のｉ＝１〜ｎ／２、ｊ＝１〜ｍの部分
と、ｉ＝（ｎ／２）＋１〜ｎ、ｊ＝１〜ｍの部分とは２
分され、後者は前者の下方に所定間隔を置いたところへ
位置するように配置された画像となるように記録され
る。なお、図６に示されている角度を示すテキストデー
タは予め第２画像メモリ４に記録されている。

【００２９】第２画像メモリ４に記録された画像データ
はＤ／Ａコンバータ６によって画像信号としてモニター
７へ出力され（ｓ１０９）、モニター７により表示され
る（ｓ１１０）。上述のように画像データは２分されて
上下に配置されるように形成されているるので、図６に
示す画面が表示されることになる。このように本実施の
形態に係る撮像システムでは魚眼レンズで撮影した周囲
３６０度の映像をすべてつなぎ目無く表示することがで
き、レンズ周囲の状況を死角無く完全に監視することが
できる。

【００３０】ところで、上記実施の形態では、上記式
で表される特性を持つ魚眼レンズを用いたが、魚眼レン
ズの特性は式で表されるものでなくてもよい。つま
り、魚眼レンズの特性をｈ＝ｇ（θ）として一般化する
とＰ2は上記のままで、Ｐ1 は（ｇ（θ）・ｃｏｓψ，
ｇ（θ）・ｓｉｎψ）と表すことができるので、パラメ
ータをθ、ψとする場合は、これを用いれば足りる。さ
らに、上記のようにパラメータをｚ、ψとする場合は、
図２よりθ＝Ｔａｎ^−１（Ｒ／ｚ）と表すことができ
るので、Ｐ2は上記のままでＰ1 は（Ｇ（Ｔａｎ^−１
（Ｒ／ｚ））・ｃｏｓψ，Ｇ（Ｔａｎ^−１（Ｒ／
ｚ））・ｓｉｎψ）と表すことができるので、上記と同
様にｚ、ψの値を変えながら対応するＰ2、Ｐ1 の画素
位置を求めることが可能である。

【００３１】例えば、魚眼レンズとして一般的によく用
いられるｈ＝ｆ・θの特性をもつものを使用する場合
は、パラメータをθ，ψとすると、Ｐ1 は（ｆ・θ・ｃ
ｏｓψ，ｆ・θ・ｓｉｎψ）となり、パラメータをｚ，
ψとすると、Ｐ1 は（ｆ・Ｇ（Ｔａｎ^−１（Ｒ／ｚ）
・ｃｏｓψ，ｆ・Ｇ（Ｔａｎ^−１（Ｒ／ｚ）・ｓｉｎ
ψ）として上記と同様な変換を行えば足りる。なお、Ｔ
ａｎ^−１（Ｒ／ｚ）は公知の回帰計算により求めるこ
とができる。

【００３２】さらに、上記実施の形態において魚眼レン
ズ１１としてｈ＝ｆ・θの特性をもつ魚眼レンズに置き
換え、他の構成部分はそのままのものを用いることも可
能である。これは、上記式の特性をもつ魚眼レンズで
得られる円形画像とｈ＝ｆ・θの特性をもつ魚眼レンズ
円形画像とでは、半径方向の像の伸縮率が異なるが画素
同士の隣接関係は変わらないので、得られる画像はｚ方
向に多少の伸縮の違いがでるだけで監視用の画像として
の役割を果たすことはできるからである。

【００３３】このことをさらに一般化すると、０＜Θ＜
π／２の範囲で単調増加関数となるｇ（Θ）を用いて、
Ｐ1 を（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓｉｎψ）と
すれば、種々の魚眼レンズに対して、ｚ方向に伸縮率が
異なるだけの画像が表示されることになる。そして、関
数ｇ（Θ）として、使用する魚眼レンズの特性に応じて
最もｚ方向の歪みが少なくなるようなものを用いること
で、より監視用の画像として見やすいものを得ることも
可能となる。

【００３４】それから、上記実施の形態における撮像シ
ステムは魚眼レンズ１１が撮影した周囲３６０度すべて
の画像を変換して表示するようにしたが、例えば、カメ
ラ部１を天井の壁際に設置したような場合は壁方向を除
いた１８０度部分を変換して表示すれば足り、カメラ部
１をコーナー部分に設置したような場合はコーナーを挟
む壁方向を除いた９０度部分を変換して表示すれば足り
る。このように、状況に応じて、変換する範囲は任意に
決めることができる。

【００３５】また、上記実施の形態における撮像システ
ムでは、０≦θ＜π／４の範囲は表示されてないが、こ
の範囲はもとの円形画像における歪みが少ないので、モ
ニター７に円形画像のまま変換せずに上記円筒面Ｃの画
像と合わせて表示するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る撮像システムの構成を示すブ
ロック図である。

【図２】魚眼レンズにより撮影された全周面を仮想的に
想定した半球面上の点と変換する円筒面上の点との関係
を示す図である。

【図３】魚眼レンズにより撮影された全周面を仮想的に
想定した半球面上の点に対応する撮影面上の点を示す図
である。

【図４】展開した円筒面を示す図である。

【図５】撮像システムの動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】モニターによる表示画面を示す図である。

【符号の説明】

１カメラ部２データ変換部３第１画像メモリ４第２画像メモリ５Ａ／Ｄコンバータ６Ｄ／Ａコンバータ７モニター１１魚眼レンズ１２ＣＣＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩田史典岡山県岡山市野田３−20−８株式会社アドバネット内 (56)参考文献特開平８−79622（ＪＰ，Ａ) 特表平６−501585（ＪＰ，Ａ) 特表平７−504285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 3/00 H04N 5/225

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】魚眼レンズによる撮影により得られる円形
画像データの一部分の領域に対して、前記円形画像の中心を原点とする平面直交座標系におけ
る前記領域上の点（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓ
ｉｎψ）（Θは０＜Θ＜π／２を満たすパラメー
タ、ｇ（Θ）はｇ（０）＝０を満たし、前記Θの範囲で
単調増加する関数、ψは前記平面直交座標系の原点と前
記円形画像上の点とを結んだ線分が前記平面直交座標系
における一座標軸となす角）をＲを定数とする円柱座標
系上の点（Ｒ，ψ，Ｒ／ｔａｎΘ）へ変換する画像デー
タ変換装置。
【請求項２】前記魚眼レンズがｈ＝ｇ（θ）（ｈは像
高、θは画角）の特性を有するものである請求項１に記
載の画像データ変換装置。
【請求項３】前記関数ｇ（θ）がｇ（θ）＝２ｆ・ｔａ
ｎ（θ／２）（ｆは焦点距離）である請求項２に記載の
画像データ変換装置。
【請求項４】前記関数ｇ（θ）がｇ（θ）＝ｆ・θ（ｆ
は焦点距離）である請求項２に記載の画像データ変換装
置。
【請求項５】コンピュータに請求項１から４のいずれか
に記載の画像データ変換装置としての動作を実行させる
プログラムを記録した前記コンピュータに読み取り可能
な記録媒体。
【請求項６】前記魚眼レンズと、前記魚眼レンズより得られる像を前記画像データへ変換
する変換手段と、請求項１から４のいずれかに記載の画像データ変換装置
と、この画像データ変換装置により変換された前記円柱座標
面上の画像データを平面に展開して表示する表示手段と
より構成される撮像システム。
【請求項７】魚眼レンズによる撮影により得られる円形
画像データの一部分の領域に対して、前記円形画像の中心を原点とする平面直交座標系におけ
る前記領域上の点（ｇ（Θ）・ｃｏｓψ，ｇ（Θ）・ｓ
ｉｎψ）（Θは０＜Θ＜π／２を満たすパラメー
タ、ｇ（Θ）はｇ（０）＝０を満たし、前記Θの範囲で
単調増加する関数、ψは前記平面直交座標系の原点と前
記円形画像上の点とを結んだ線分が前記平面直交座標系
における一座標軸となす角）をＲを定数とする円柱座標
系上の点（Ｒ，ψ，Ｒ／ｔａｎΘ）へ変換する画像デー
タ変換方法。