JP3352475B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラやスチル
カメラ等によって撮影された複数枚の静止画像のデータ
から、視点の移動に追従して、該当する静止画像を次々
と読み出すことで連続的な表示画像を得るための画像表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】視点の移動に伴い画像を次々と表示する
ための映像化技法として、 （１）映像対象を連続的に撮影しそれを再現する動画ビ
デオ法、 （２）観察者のジョイスティック等の動きに応じて、撮
影装置を左右・前後移動させたり、任意地点にて水平方
向に旋回させ、この時に得られる連続映像を再現する映
像シミュレーション法、 （３）対象物の形状、材質等を数学的に処理し、オペレ
ーターより指示される視点等に応じてシミュレーション
画像を生成するグラフィックシミュレーション法、等が
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
映像化技術において、(１)の動画ビデオ技法では、撮影
したものを加工せずそのまま再生するため、観察者の視
点は、撮影装置の設置点と同一点であるため、随意の視
点より眺めた映像は得られないし、又、得られる撮影対
象は、撮影装置が捕えた領域に対する画像であり、つま
り、視線の向きが固定されており、視線の向きを随意に
変えたときの画像は得られない。 (２)の映像シミュレーション技法においても、保存され
た画像は加工されず、そのまま映像となる。このため観
察者の任意の視点に対応する画像を得るためには、多数
の視点から撮影した映像を保存しなければならず、又、
随意の視線の向きに対する画像を得るにも多数の視線の
向きに対して撮影した映像が必要となる。その上、その
映像群から観察者の視点の任意の動き、例えば映像対象
に近づいたり映像対象を回転させたりする場合に、リア
ルタイムに追随して映像を選択し再生させることは出来
ない。このため、現在の映像シミュレーションは非常に
限られた視点の動きに対応出来るだけである。 (３)のグラフィックシミュレーション技法では、映像対
象を単純な幾何学的モデルに置き換え、そのモデル表面
にテクスチャーを張り付け、光線の種類や位置、モデル
の材質、視点に応じた画像を生成する。この方法では見
る側の自由な視点の移動等に合わせた画像を生成するこ
とが出来るが、これには膨大な演算を必要とし、リアル
タイムな画像生成には並列演算機構を持った大規模な画
像処理装置が使われる。また、これらの技術をもってし
ても現実に存在する映像対象を形作る要素の一部分をモ
デリングしているに過ぎず自然画像とは程遠い生成画像
となる。本発明では以上の点を鑑がみて、映像対象物に
対して観察者の視点の自由な動きに伴った連続画像を高
画質で得ることができ、かつ比較的簡単なシステムで実
現できる装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本第１発明は、請求項１
にあるように、広範囲の撮影対象を駒切れに撮影して得
た複数の画像データを撮影時のデータと共に記録した画
像記録媒体から画像データを読み出す画像読出装置(１
０)と、視点位置及び視線方位等の視点データを指示す
るための視点指示装置(２０)と、視点指示装置(２０)で
指示した視点データで決まる表示領域に関係する画像デ
ータを画像記録媒体から読み出して記憶する第１の画像
メモリ(５０)と、前記第１の画像メモリ(５０)に記憶の
圧縮画像データを伸長するデータ伸長部(５５)と、前記
第１の画像メモリ(５０)に記憶された画像データが複数
枚にわたるとき、それら複数枚の画像データを１枚の画
像データにつなぎ合わせると共に、つなぎ合わせる画像
データ間で撮影領域が相互に重なり合っている場合に
は、その領域を重複して読み出さない手段を備えた画像
接合部(６０)と、第１の画像メモリ(５０)に記憶された
１枚の画像データもしくは画像接合部(６０)より得られ
る１枚の画像データから前記表示領域に対する画像デー
タを読み出して記憶する第２の画像メモリ(６５)と、前
記視点指示装置(２０)で表示対象の回転を指示したと
き、前記第２の画像メモリ(６５)に対する読み出し用ア
ドレスをアドレス変換するアドレス変換部(８５)と、前
記第２の画像メモリ(６５)に記憶の画像データの大きさ
を、後記の表示器(３００)の表示サイズとなるように拡
大もしくは縮小する画像拡大・縮小手段(９０)と、前記
画像拡大・縮小手段(９０)で得られた画像データを表示
する表示器(３００)と、を備えた事を特徴とする。

【０００５】本第２発明は、請求項２にあるように、一
つの撮影対象に対し全周囲方向から撮影して得た複数の
画像データを撮影時のデータと共に記録した画像記録媒
体から画像データを読み出す画像読出装置(１０)と、 視
点位置及び視線方位等の視点データを指示するための視
点指示装置(２０)と、 視点指示装置(２０)で指示した視
点データに基づき画像記録媒体から読み出した複数の画
像データを記憶する画像メモリ(５０)と、 視点指示装置
(２０)で指示した視点位置が撮影位置と合致しない場
合、該視点位置を囲む２点もしくは４点の撮影位置を決
定する位置決定部(１１０)と、 位置決定部(１１０)によ
り決定された前記２点もしくは４点の撮影位置に対し、
現在の視点が占める位置の内分比を計算する比例計算部
(１２０)と、 比例計算部(１２０)で計算した現在の視点
位置に基づき、位置決定部(１１０)により決定された２
点もしくは４点の撮影位置に対する画像データで対応す
る各画素から内分比に応じて抽出することで現在の視点
位置に対する画像データを補間する画像データ補間部
(１２５)と、 画像データ補間部(１２５)で補間した画像
データを記憶するメモリ(１３０)と、 メモリ(１３０)か
ら読み出した画像データを表示する表示器(３００)と、
前記メモリ(１３０)から画像データを読み出す際、視点
指示装置(２０)で指示した視点データに基づき、画像デ
ータの拡大・縮小および／又は回転のために読み出しア
ドレスの変換を行なうアドレス変換部(８５)と、を備え
たことを特徴とする。

【０００６】本第３発明は、予め設定した所定の経路に
沿って移動する時に、所望の各地点毎に撮影して得た複
数の画像データを撮影時のデータと共に記録した画像記
録媒体から画像データを読み出す画像読出装置(１０)
と、視点位置及び視線方位等の視点データを指示するた
めの視点指示装置(２０)と、視点指示装置(２０)で指示
した視点データに基づき、画像記録媒体から読み出され
た画像データを記憶する画像メモリ(５０)と、視点指示
装置(２０)で指示した視点データに基づき、画像メモリ
(５０)より対応する画像データを読み出す読出し手段
(Ｚ₂)と、読出し手段(Ｚ₂)で読み出した画像データを表
示する表示器(３００)とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】第１発明の装置は、広範囲の撮影対象を駒切れ
に撮影して得た複数の画像データを撮影時のデータと共
に画像記録媒体(ＣＤ等)に記録しておき、視点指示装置
(２０)で指示した視点位置に対応して所望の領域の画像
データを読み出し表示するものであり、その適用例とし
ては、以下の実施例で詳細に述べるように、全周表示装
置(第１発明の第１実施例)、全方位表示装置(第１発明
の第２実施例)および球面移動表示装置(第１発明の第３
実施例)がある。

【０００８】第２発明の装置は、一つの撮影対象(例え
ば美術品)に対し全周囲方向から撮影して得た複数の画
像データを撮影時のデータと共に画像記録媒体に記録し
ておき、視点指示装置(２０)による視点指示により、そ
の美術品を所望のあらゆる角度から眺められるようにし
たものであり、以下の実施例では全景表示装置として実
現している。

【０００９】第３発明の装置は、予め設定した所定の経
路に沿って移動する時に、所望の各地点毎に撮影して得
た複数の画像データを撮影時のデータと共に画像記録媒
体に記録しておき、視点指示装置(２０)による視点指示
の例えば経路キーにより、進行キーを押せば、その経路
に沿った進行に伴なって風景等の画像データを表示する
ものであり、以下の実施例では、経路移動表示装置とし
て実現している。

【００１０】

【実施例】図１および図２は本発明の装置の外観図を示
している。図１は、本発明の装置を独立した装置として
実現したもので、複数枚の静止画像をデジタル化した画
像データ(保存画像という)と共に、該静止画像を撮影し
た時の状態(撮影方位Ｋおよび仰角Ｇがあり、これらを
撮影データと呼ぶ)が記録されたＣＤ(コンパクトディス
ク)から必要なデータを読み出す画像読出装置１０と、
観察者(視点)の位置等(視点データという)を指示するた
めの視点指示装置２０および、指示した視点データに基
づき画像読出装置１０から該当する保存画像を読み出
し、必要に応じて拡大・縮小の処理をする画像処理装置
２００と、画像処理装置２００で処理された画像を表示
するＲＧＢカラーモニターＣＲＴ等である表示器３００
とで構成されている。

【００１１】図２は、前記の画像処理装置２００の機能
をパーソナルコンピュータ４００で実現したものであ
り、又、視点指示装置としてマウス３０を用いている。

【００１２】まず、本装置で実現できる表示例について
述べる。 （１）図３は、視点Ｖを例えば山頂に設定し、全周囲３
６０°のパノラマ展望に対し、所望の方位(経度)を指定
することにより、その方位の景色を表示するものであ
り、この表示を“全周表示”という。 （２）図４は、天空の星座を表示するごとく視点Ｖを中
心として全方位を表示するものであり、“全方位表示”
と呼ぶ。この表示は、図３の表示において更に俯仰角
(緯度)の設定を与えたものになる。 （３）図５は、例えば人工衛星から一定の撮影角度で地
球を捕えた時の画像のように、視点Ｖを撮影対象Ｘの回
りに移動させて表示する場合であり、“球面移動表示”
と呼ぶ。 （４）図６は、球面移動表示と同じように撮影対象の回
りから見た像を表示するものであるが、撮影対象Ｘの一
部を表示するのではなく、像全体を捕えるものであり、
“全景表示”と呼ぶ。 （５）図７は、視点Ｖを例えば自動車の運転席に据え、
自動車の移動に伴い移り行く風景を順次表示するもので
あり、“経路移動表示”と呼ぶ。

【００１３】図８は、本第１発明の第１実施例である全
周表示のための装置を示した機能ブロック図であり、図
１と共通する部分には同一の符号を付している。視点指
示装置２０の一例を図９に示す。視点位置を前後左右に
移動するための移動キー２０Ａ、視点を固定した状態で
視線方位を上下左右に変更するための視線変更キー２０
Ｂ、視点および視線を固定した状態で表示対象物を回転
するための回転キー２０Ｃを備える。

【００１４】次に画像読出装置１０について述べる。図
３、図４に示した領域Ｐは、視点位置を中心位置(基準
位置と呼び、この基準位置から撮影対象までの距離Ｌ＝
１とする)に据えた場合の視野範囲(表示領域)であると
共に、この基準位置からビデオカメラにて撮影した時の
撮影領域でもある。このビデオカメラによる画像データ
(１フレーム)は５１２×５１２ドットからなり、本実施
例では画像表示装置３００と同じ解像度である。

【００１５】図３の全周表示においては、ビデオカメラ
の画角を水平、垂直方向で３０°とすれば、３６０°／
３０°×２(段)＝２４枚の保存画像が必要となる。ビデ
オカメラによる撮影時には、撮影方位を機械的に、水平
方向および垂直方向に３０°づつ振らせて撮影すること
になるが、複数の撮影領域で重複することなく、かつ途
切れることなく撮影するのは困難であるので、撮影範囲
に余裕をみて画角を水平、垂直方向で３２°として、各
撮影領域で僅かづつ重複させている。これらの各画像デ
ータは保存画像として、撮影データと共にＣＤに記憶さ
れる。

【００１６】１枚の画像データが１つの保存画像として
記憶されるが、その際、１枚の画像データを１枚のラス
ター画像に、例えば公知の画像フォーマットであるＰＩ
ＣＴやＴＩＦＦフォーマットに準拠した画像として保存
してもよいが、本実施例では、読み出し速度の向上およ
びデータ量の削減のために以下の方法をとっている。

【００１７】読み出し速度の向上のために、５１２×５
１２ドットで構成される画像データは、図１０で示すよ
うに、１２８×１２８ドットを１領域とする［１,１］
から［４,４］までの１６個の部分画像に分割される。
そしてデータ量削減のために、これらの個々の部分画像
がデータ圧縮されており、図１１のごとく、圧縮された
部分画像［１,１］から順にＣＤに記憶されている。
又、図１２に示すように、図１１のごとくシリアルに記
憶された各部分画像の先頭の位置(アドレス)をインデッ
クスとしてＣＤに記憶されており、必要な部分画像を瞬
時にアクセス可能としている。

【００１８】画像圧縮法としては、カラー静止符号化方
式の国際標準勧告案であるＪＰＥＧ(Joint Photographi
c Expert Group)仕様に準拠する。この方法は、ＤＣＴ
(Discreat Cosine Transform:離散コサイン変換)とハフ
マン(Huffman)符号化を基本アルゴリズムとした方法で
カラー画像を、８×８画素を単位として画質を劣化させ
ることなく数分の１から数十分の１程度のデータ量に圧
縮する。この方法では図１１で示したように、各部分画
像を構成するデータ内容によってデータ圧縮率が違うた
め、圧縮後のデータの容量に差異が生じる。

【００１９】次に画像処理装置２００について述べる。
５０は、視点指示装置２０による視点データの指定によ
り表示に必要となる複数の保存画像を画像読出装置１０
から読み出して記憶する保存画像メモリである。５５
は、保存画像メモリ５０から読み出した、圧縮された保
存画像のデータを元のデータに伸長するデータ伸長部で
ある。６０は、元のデータに復元された複数枚の保存画
像を接合して１枚の画像にする画像接合部である。ここ
で画像の接合方法について述べる。

【００２０】先に述べたように、各保存画像において
は、境界部で僅かに(１°づつ)重複しているので、その
部分を重複しないようにして読み出す工夫が必要とな
る。本実施例では、図１３に示すように、撮影領域Ａ１
に対する撮影データに対しては、方位０°の画素［１，
１］から方位３２°の画素［５１２，１］まで読み出
し、次の撮影領域Ａ２においては、この領域Ａ２におけ
る方位１°に対応する画素(比例計算により求まる)から
読み出しを開始すれば、領域Ａ１，Ａ２間で結合された
１枚の画像データとして得ることができる。同様にして
左右方向並びに垂直方向の撮影データを結合することが
できる。このようにして１枚に結合された画像データ
は、２次元画像メモリ６５に格納される。

【００２１】７０は、視点指示装置２０の視点移動キー
２０Ａのキー操作により、現在の視点から撮影対象まで
の距離Ｌを算出する距離算出部である。距離Ｌが１の場
合の表示範囲は、前述したように、１駒の撮影領域Ｐ
(基準位置から見た表示角度Ｗで３０°)であり、説明を
簡単にするために、表示角度Ｗ＝３０・Ｌとし、従って
距離Ｌ＝２では６０°(撮影領域Ｐの縦横で２倍)、距離
Ｌ＝０.５では１５°(撮影領域Ｐの縦横で１／２)とな
る(図１４に示す)。本実施例では以下の説明を簡略化す
るために距離Ｌは０.５ないし２の範囲で変化するもの
とする。

【００２２】７５は、表示領域アドレス算出部７５であ
り、距離Ｌに対応する表示領域のアドレスを算出する。
８０は、視点指示装置２０の回転キー２０Ｃのキー操作
により、現在の表示対象の回転角を算出する回転角算出
部である。

【００２３】８５は、表示対象の回転角度に応じ、表示
領域アドレス算出部７５で算出されたアドレスを変換す
るアドレス変換部であり、その変換作業を図１５を用い
て説明する。Ｐは、２次元画像メモリ６５上のある表示
領域に対するデータ領域を示し、そのデータ領域Ｐ内に
“ＡＢＣＤＥ”のデータがあったとする。回転角度が０
°の場合は、その領域Ｐにおける左上のアドレスＡ［1,
1］から右下のアドレスＡ［512,512］へ向けて、 Ａ[1,1] Ａ[2,1] Ａ[3,1]…… Ａ[511,1] Ａ[512,1] Ａ[1,2] Ａ[2,2] Ａ[3,2]…… Ａ[511,2] Ａ[512,2] ： Ａ[1,512] Ａ[2,512] Ａ[3,512]……Ａ[511,512] Ａ[512,512] の順にデータを読み出し、画像表示装置３００の前記ア
ドレスに対応する座標に表示することにより、“ＡＢＣ
ＤＥ”がそのまま表示される。

【００２４】一方、アドレスＡ［p,q］を、表示領域Ｐ
の中点に対して４５°時計方向回りに回転した時のアド
レスをＡ’［p,q］とすれば、 Ａ’[1,1] Ａ’[2,1] Ａ’[3,1]…… Ａ’[511,1] Ａ’[512,1] Ａ’[1,2] Ａ’[2,2] Ａ’[3,2]…… Ａ’[511,2] Ａ’[512,2] ： Ａ’[1,512] Ａ’[2,512] Ａ’[3,512]……Ａ’[511,512] Ａ’[512,512] の順にデータを読み出し、画像表示装置３００の前記と
同じ座標に表示することにより、“ＡＢＣＤＥ”が半時
計方向回りに４５度回転して表示される。以上の説明で
明らかなように、回転キー２０Ｃにより回転指令があっ
た場合には、アドレス変換部８５にて上記のごときアド
レス変換を行う。

【００２５】９０は、表示すべき画像を、画像表示装置
３００のサイズに拡大または縮小する画像拡大・縮小部
である。図１４でわかるように、距離Ｌ＝１の時、撮影
領域Ｐの画像データが表示器３００に表示されるが、そ
の画像データおよび表示器は共に５１２×５１２ドット
で解像度が等しいために画像データは拡大・圧縮されず
にそのまま表示される。一方、距離Ｌ＝０.５の場合
は、表示領域は、撮影領域の１／４(１２８×１２８ド
ット)であるので縦横で２倍に拡大する必要があり、距
離Ｌ＝２の場合は、表示領域は、撮影領域Ｐの４倍(１
０２４×１０２４ドット)であるので縦横で１／２倍に
縮小する必要がある。画像拡大・縮小部９０では、距離
算出部７０よりの距離Ｌに応じて、例えば、公知のアフ
ィン変換を用いて画像データの拡大・縮小を行う。９５
は、画像拡大縮小部９０で処理された画像データを記憶
する画像メモリであり、この画像メモリ９５から読み出
されたデータが画像表示装置３００で表示される。

【００２６】上記構成になる装置の動作を図１６のフロ
ーチャートに従って説明する。ステップＳ１では初期設
定として、観察者の視点位置は、基準位置とされ、従っ
てこの視点位置から撮影対象までの距離Ｌ＝１であり、
又、視点よりの視線方位Ｋ＝０°、仰角Ｇ＝０°、回転
角Ｘ＝０°にされる。尚、視線方位および前述の撮影方
位の変数は共にＫで等しい。

【００２７】ステップＳ２は表示ルーチンであり、図１
７を用いて説明する。ステップＳ５１にて、前記の初期
設定に基づき必要となる複数枚の保存画像のデータが画
像読出装置１０によりＣＤから読み出され、保存画像メ
モリ５０に一旦格納され、ステップＳ５２でそれらの保
存画像がデータ伸長部５５によって元のデータに伸長さ
れ、そして画像接合部６０において上述した手順でもっ
て複数枚の保存画像が１枚の画像データに接合され、２
次元画像メモリ６５に記憶される。ステップＳ５４で
は、距離Ｌ＝１、視線(撮影)方位Ｋ＝０°、仰角Ｇ＝０
°より表示領域が決定され、ステップＳ５５ではこの表
示領域に対する読み出しアドレスを算出する。ステップ
Ｓ５６では、視点指示装置２０で指定した回転角Ｘ(こ
の場合は０°)に基づき、上述した方法により、アドレ
スの変換を行い、ステップＳ５７では変換したアドレス
に基づき２次元画像メモリ６５から画像データを読出
す。

【００２８】次にステップＳ５８では、上述したように
距離Ｌから画像データの拡大縮小率が算出されるが、こ
の場合はＬ＝１なのでステップＳ５９にて画像データの
拡大・縮小は行われず、次のステップＳ６０でその拡大
縮小率に基づき、画像拡大・縮小部９０にて画像が処理
され、ステップＳ６０にて画像表示装置３００にて表示
されると、図１６のフローへリターンする。

【００２９】ステップＳ３では視点指示装置２０により
キーオンされたか否かが判定され、キーオンがあった場
合は、オンしたキーに対応するステップに進む。前キー
または後キーをオンした場合は、ステップＳ４にて、Ｌ
＝Ｌ−０.１、Ｌ＝Ｌ＋０.１のごとく距離が０.１づつ
ステップ変化する。

【００３０】右キーまたは左キーをオンした場合はステ
ップＳ５に進むがここでなされる処理を図１８を用いて
説明する。尚、図１８では、全周表示系を上から眺めた
図である。図１８では、視点Ｍは距離Ｌ＝１.５にあ
り、その時の視線方位はＫ＝０°(図中上方向)とし、Ｑ
は、このときの観察対象の中心を示している(仰角Ｇお
よび回転角Ｘは０°で不変とする)。この視点Ｍを、例
えば左キーのオンにより左へ移動させ、Ｍ’で示す箇所
へ視点を移動させた時、視線方位Ｋが不変ならばこの時
の観察対象の中心はＱ’となる。この時の視点データ
は、Ｌ＝Ｌ’(Ｌ’はＭ’−Ｑ’間の長さ)、Ｋ＝０°と
なるが、このような視点データでもって撮影した画像デ
ータは準備していないので、この視点データを図１８に
示す置換視点Ｍ”での視点データに置き換える。

【００３１】即ち、Ｑ’を中心とし、半径Ｌ’で視点
Ｍ’を半時計方向回りに回転させた時に、Ｑ’からＯ方
向に引き延ばしたラインとの交点を置換視点Ｍ”とし、
この置換視点Ｍ”からＱ点までの距離Ｌ”、およびこの
置換視点Ｍ”からＱ’を眺める角度を視線方位Ｋ”が演
算により求められ、これらＬ”、Ｋ”が視点データとさ
れる。

【００３２】視点変更キー２０Ｂをオンした場合はステ
ップＳ６に進む。この時、左キーまたは右キーのオンで
あれば、Ｋ＝Ｋ−５°、Ｋ＝Ｋ＋５°により、視線方位
Ｋが５°づつステップ変化し、上キーまたは下キーのオ
ンであれば、Ｇ＝Ｇ＋５°、Ｇ＝Ｇ−５°により、仰角
Ｇが５°づつステップ変化する。

【００３３】又、回転キー２０Ｃをオンしたのであれ
ば、ステップ７にて、右回りキーまたは左回りキーのオ
ンに応じて、Ｘ＝Ｘ＋５°またはＸ＝Ｘ−５°に従って
回転角Ｘが５°づつステップ変化する。この後はステッ
プＳ２に戻り、ステップＳ４ないしステップＳ７で設定
された新たな視点データに基づき、加工処理された画像
データが画像表示装置３００に表示される。

【００３４】図８の装置では、画像読出装置１０に装着
されるＣＤには、ビデオカメラより得られる画像データ
を加工せずに記録し、画像処理装置２００において、各
画像データに重なり領域が生じないよう、画像の接合を
行ったが、接合済みの画像データをＣＤに記録するよう
にしてもよい。その場合には、ビデオカメラからの複数
の画像データを上述した画像接合部６０にて画像の接合
を行い、２次元画像メモリに１枚の画像データとして記
憶し、次に、この２次元画像メモリから５１２×５１２
ドットの１フレーム毎に分割して読み出し、更にのデー
タを、上記実施例と同様に、部分画像のデータに分割し
た後に圧縮し、画像読出装置１０を書込装置として用い
ＣＤに記録する。その場合、画像処理装置２００での画
像接合の処理は不要である。

【００３５】又、画像データは、スチル写真をイメージ
リーダーで読み取ったものであってもよい。スチル写真
は一般に良質の画像が得られるので、イメージリーダー
に高解像度のものを用いれば、高解像度の画像データを
得ることができ、その場合には、視点を撮影対象に更に
近付けることでより大きく拡大した表示画像を得ること
ができる。

【００３６】上述した第１発明、第１実施例の全周表示
装置では、撮影領域は経度３６０°、緯度を赤道を挟ん
で±３０°であったが、緯度方向を±９０°まで広げる
ことにより、第１発明、第２実施例の全方位表示装置を
実現できる。この場合、各撮影領域の範囲を緯度、経度
で共３０°とすれば、(３６０°／３０°)×(３６０°
／３０°)＝１４４枚の撮影枚数(保存画像数)が必要と
なる。

【００３７】図１９において、前述の全方位表示は、基
準位置Ｏから所望の撮影(視点)方位Ｋおよび仰角Ｇにて
撮影対象Ｊにおけるある領域Ｐを観察するものであった
が、この球面形状の撮影対象５００の更に外側を包む仮
想の球面５０１を想定し、この球面上の所望の位置５０
２から基準位置Ｏを眺めるのが第１発明、第３実施例の
球面移動表示である。従ってこの位置５０２を示す緯
度、経度が解れば、基準位置Ｏから位置５０２への方位
(撮影方位)Ｋおよび仰角Ｇを知ることができる。それ
故、視点移動キー２０Ｅで設定した緯度、経度を撮影方
位Ｋ、仰角Ｇに変換することで、図８で示した全周表示
装置の構成を本球面表示装置にそのまま転用できる。
尚、画像読出装置１０に画像データ記録する際に、撮影
データとして緯度、経度の情報を記憶させておき、視点
移動キー２０Ｅで指示した緯度、経度に対応する画像デ
ータを画像読出装置１０から読み出すようにしてもよ
い。

【００３８】又、この時に用いる視点指示装置２０とし
ては、図２０に示すように、撮影対象に対して前進、後
退する移動キー２０Ｄ、視点の位置(緯度、経度)を変更
する視点変更キー２０Ｅ、回転キー２０Ｆを備える。

【００３９】上記第１発明の各実施例では、撮影対象
を、全周方向に広がる景色や地球の様な球面であった
が、撮影対象が平面、例えば、飛行機で駒切れに撮影し
た複数の地図写真を接合して所望の領域を表示するとい
った装置も本発明よれば容易に実現できる。

【００４０】次に第２発明の全景表示装置について述べ
る。その装置の１実施例を図２１に示している。尚、図
２１において図８と同一の機能をなす部分については同
一の符号を付している。この装置においては、視点指示
装置２０は図１９で示したものと同一のものが用いら
れ、画像読出装置１０にセットされるＣＤには、図６で
示したように、撮影対象Ｘを３０°回転(経度変化)する
毎に、視点Ｖの位置を３０°づつ緯度変化させて撮影す
ることにより、全方位方向から撮影して得た保存画像デ
ータ並びに、その時の撮影点の位置(緯度、経度)データ
が記憶されている。尚、撮影対象Ｘから撮影点までの距
離Ｌを１とし、視点指示装置２０の前後移動キー２０Ｄ
のキー操作により、撮影対象Ｘから視点位置までの距離
Ｌは、０.５ないし２の範囲で変化する。

【００４１】１０５は、視点移動キー２０Ｅのキー操作
により現在の視点位置(緯度、経度)を算出する位置算出
部であり、１１０は、位置決定部であり、図２２に示す
ように、現在の視点位置Ｖを囲む４点の撮影位置Ｖ₁₁，
Ｖ₂₁，Ｖ₁₂，Ｖ₂₂の緯度、経度を決定し、これらの撮影
位置のデータが保存画像メモリ５０へ送給されることに
より、各撮影位置に対する画像データが読み出され、デ
ータ伸長部５５にてそれぞれデータ伸長された後、各メ
モリ１１５に格納される。１２０は、比例計算部であ
り、図示したような視点位置Ｖの内分比、Ｍ₁、Ｍ₂、Ｎ
₁、Ｎ₂を求める。１２５は、画像データ補間部であり、
前記内分比に応じて、メモリ１１５よりの４つの画像デ
ータで対応する画素のデータを比例配分により抽出する
ことにより、視点位置Ｖから撮影対象Ｘを眺めた時の画
像データを補間する。尚、本実施例では、視点移動キー
２０Ｅにより、視点を随意の位置に移動可能としたが、
視点位置を例えば同一の緯度上に沿ってのみ移動させる
のであれば、位置決定部１１０は、同緯度上で視点位置
を挟む２点の緯度を決定する。

【００４２】１３０は、画像データ補間部１２５で補間
された画像データを記憶するメモリである。ここで、視
点指示装置２０の回転キー２０Ｆのキー操作がない場合
は、モメリ１３０からそのまま読み出されるが、回転キ
ー２０Ｆの操作があった場合は、回転角算出部８０によ
り、回転角が算出され、その算出角に対応して図１５で
述べたごときアドレス変換がアドレス変換部８５によっ
て行われ、その変換されたアドレスがメモリ１３０に送
給されることにより、回転させた画像データが読み出さ
れる。９０は、画像拡大・縮小部であり、視点の距離Ｌ
に応じてメモリ１３０から読み出された画像データの拡
大・縮小が行われ、画像メモリ９５に格納される。

【００４３】本装置によれば、視点指示装置２０の視点
移動キー２０Ｅで視点位置を移動させた時、その視点位
置が撮影位置に合致するなら、その撮影位置での画像デ
ータが読み出され表示されるが、視点位置が撮影位置に
合致しない場合は、比例計算部１２０および画像データ
補間部１２５の機能により、前記所望の視点位置に対す
る画像データが補間され、その補間データが表示され
る。又、前後移動キー２０Ｄのキー操作により、視点位
置から撮影対象Ｘまでの距離Ｌが０．５ないし１の範囲
ならば画像が拡大され、距離Ｌが１以上ならば画像が縮
小される。又、回転キー２０Ｆのキー操作により、撮影
対象Ｘを所望の角度に回転させた状態で表示することも
できる。

【００４４】最後に第３発明の経路移動表示装置につい
て述べる。その１実施例を示す制御ブロック図を図２３
に示しており、このブロック図においても図８と同一の
部分には同一の符号を付している。図８と異なるのは、
画像接合部８０と、撮影対象Ｘを回転させるための回転
角算出部分８０およびアドレス変換部８５が省略され、
そして現在の視線方向における観察中心(図１８におけ
るＱ，Ｑ’)を検出する観察中心検出部１５０が付加さ
れている。又、ここで用いる視点指示装置２０は、図２
４で示すように、視点を予め設定した経路に沿って進ま
せる経路キー２０Ｇ、経路上の視点位置に対して撮影対
象Ｘに対して前後させる前後移動キー２０Ｈおよび現在
の視点位置において視線を左右上下方向に変更させる視
線変更キー２０Ｉを備える。又、画像読出装置１０にセ
ットされるＣＤには、図７で示したように、所定の経路
に沿った各ポイントで撮影して得たデータがその撮影点
を示す位置データと共に記録されている。

【００４５】本経路移動表示装置によれば、経路キー２
０Ｇにて視点位置を指定すると、その指定位置に対する
撮影データがＣＤから読み出されて２次元画像メモリ６
５に記憶される。そして、その時の前後移動キー２０Ｈ
のキー操作で指定される距離が距離算出部で算出され、
又、視線変更キー２０Ｉで指定された時の視線における
観察中心が観察中心検出部１５０で検出され、これらの
情報に基づき２次元画像メモリ６５から対応する領域の
データが読み出され、そして、距離算出部７０よりの距
離に従って前記データが画像拡大・縮小部９０にて拡大
もしくは縮小されて画像メモリ９５に格納され、表示さ
れる。

【００４６】

【発明の効果】第１発明は、広範囲の撮影対象を一駒づ
つ撮影して得た複数枚の画像データを記録したＣＤ等に
より、指示した所望の視点に対応する領域を読み出し表
示したことにより、あたかも使用者が撮影場所近辺にて
撮影対象に対し、近付いたり遠ざかったりして自由に移
動する場合や、上を見上げたり、向きを変えたりした場
合に、使用者自身の網膜に映る情景が表示器で映し出さ
れるので、使用者自身があたかも撮影現場にいるような
臨場感を疑似的に体験でき、観光ガイド等の表示システ
ムに好適である。しかもこの第１発明では、表示領域か
ら視点までの距離が短かいと表示領域のエリアが小さく
なるため、その表示領域の画像データを表示器で表示す
る際の画像縮小率も小さくなり、よって高解像度の画像
が得ることができ、双眼鏡でズームアップしたときのよ
うな精緻な表示が得られる。第２発明は、一つの撮影対
象をあらゆる方向から撮影して得た画像データをＣＤ等
より、所望の方位より眺めた時の表示像を得ることがで
き、例えば美術品のビデオライブラリーとして新規な３
次元の表示装置を提供できる。第３発明は、予め設定し
た所定の経路に沿って移動する際に各地点で撮影して得
た風景等の画像データを記録したＣＤ等より、所望の視
点位置に対する画像データを読み出し表示するものであ
り、比較的簡単な構成でシミュレーション装置を提供で
き、ショウ会場の実画像による説明を行うシステム等の
使用に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置の全体を示した概略図

【図２】 本発明の装置の全体を示した概略図

【図３】 第１発明の第１実施例における全周表示を示
した図

【図４】 第１発明の第２実施例における全方位表示を
示した図

【図５】 第１発明の第３実施例における球面移動表示
を示した図

【図６】 第２発明の全景表示を示した図

【図７】 第３発明の経路移動表示を示した図

【図８】 第１発明の第１実施例の全周表示装置におけ
る制御ブロック図

【図９】 図８の装置に用いる視点指示装置の詳細を示
した図

【図１０】 １画像データを複数の部分画像に分割した
図

【図１１】 ＣＤに書き込まれる部分画像データの構成
図

【図１２】 各部分画像の先頭アドレスを記したインデ
ックスの図

【図１３】 画像データの接合を説明するのに用いた図

【図１４】 視点から撮影対象までの距離変化に伴う表
示領域の変化を示した図

【図１５】 表示対象を回転する時の読出しアドレスの
変換作業を示した図

【図１６】 図８の装置の制御動作を示したメインのフ
ローチャート

【図１７】 図１６の表示ルーチンを示したフローチャ
ート

【図１８】 視点を平行移動させた時に適用される置換
視点を説明するのに用いた図

【図１９】 第１発明の第３実施例における球面移動表
示と、第１発明の第２実施例における全方位表示との対
応関係を示した図

【図２０】 第１発明の第３実施例に用いる視点指示装
置の詳細図

【図２１】 第２発明の全景表示装置の１実施例を示す
制御ブロック図

【図２２】 第２発明における画像データの補間の説明
に用いた図

【図２３】 第３発明の経路移動表示装置の１実施例を
示す制御ブロック図

【図２４】 図２３の装置に用いる視点指示装置の詳細
図

【符号の説明】

１０ 画像読出装置 ２０ 視点指示装置 ４０ インタフェイス ５０ 保存画像メモリ ５５ データ伸長部 ６０ 画像接合部 ６５ ２次元画像メモリ ７０ 距離算出部 ７５ 表示領域アドレス算出部 ８０ 回転角算出部 ８５ アドレス変換部 ９０ 画像拡大・縮小部 ９５ 画像メモリ １０５ 位置算出部 １１０ 位置決定部 １１５ メモリ １２０ 比例計算部 １２５ 画像データ補間部 １５０ 観察中心検出部 ２００ 画像処理装置 ３００ 画像表示装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広範囲の撮影対象を駒切れに撮影して得
   た複数の画像データを撮影時のデータと共に記録した画
   像記録媒体から画像データを読み出す画像読出装置(１
   ０)と、 視点位置及び視線方位等の視点データを指示するための
   視点指示装置(２０)と、 視点指示装置(２０)で指示した視点データで決まる表示
   領域に関係する画像データを画像記録媒体から読み出し
   て記憶する第１の画像メモリ(５０)と、前記第１の画像メモリ(５０)に記憶の圧縮画像データを
   伸長するデータ伸長部(５５)と、 前記第１の画像メモリ(５０)に記憶された画像データが
   複数枚にわたるとき、それら複数枚の画像データを１枚
   の画像データにつなぎ合わせると共に、つなぎ合わせる
   画像データ間で撮影領域が相互に重なり合っている場合
   には、その領域を重複して読み出さない手段を備えた画
   像接合部(６０)と、 第１の画像メモリ(５０)に記憶された１枚の画像データ
   もしくは画像接合部(６０)より得られる１枚の画像デー
   タから前記表示領域に対する画像データを読み出して記
   憶する第２の画像メモリ(６５)と、前記視点指示装置(２０)で表示対象の回転を指示したと
   き、前記第２の画像メモリ(６５)に対する読み出し用ア
   ドレスをアドレス変換するアドレス変換部(８５)と、 前記第２の画像メモリ(６５)に記憶の画像データの大き
   さを、後記の表示器(３００)の表示サイズとなるように
   拡大もしくは縮小する画像拡大・縮小手段(９０)と、 前記画像拡大・縮小手段(９０)で得られた画像データを
   表示する表示器(３００)と、 を備えた事を特徴とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 一つの撮影対象に対し全周囲方向から撮
   影して得た複数の画 像データを撮影時のデータと共に記
   録した画像記録媒体から画像データを読み出す画像読出
   装置(１０)と、 視点位置及び視線方位等の視点データを指示するための
   視点指示装置(２０)と、 視点指示装置(２０)で指示した視点データに基づき画像
   記録媒体から読み出した複数の画像データを記憶する画
   像メモリ(５０)と、 視点指示装置(２０)で指示した視点位置が撮影位置と合
   致しない場合、該視点位置を囲む２点もしくは４点の撮
   影位置を決定する位置決定部(１１０)と、 位置決定部(１１０)により決定された前記２点もしくは
   ４点の撮影位置に対し、現在の視点が占める位置の内分
   比を計算する比例計算部(１２０)と、 比例計算部(１２０)で計算した現在の視点位置に基づ
   き、位置決定部(１１０)により決定された２点もしくは
   ４点の撮影位置に対する画像データで対応する各画素か
   ら内分比に応じて抽出することで現在の視点位置に対す
   る画像データを補間する画像データ補間部(１２５)と、 画像データ補間部(１２５)で補間した画像データを記憶
   するメモリ(１３０)と、 メモリ(１３０)から読み出した画像データを表示する表
   示器(３００)と、 前記メモリ(１３０)から画像データを読み出す際、視点
   指示装置(２０)で指示した視点データに基づき、画像デ
   ータの拡大・縮小および／又は回転のために読み出しア
   ドレスの変換を行なうアドレス変換部(８５)と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。