JP3660108B2 - Image storage method and machine-readable medium - Google Patents

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JP3660108B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子的に表現された画像の処理に係り、特に、デジタルカメラ等で異なった方位を撮影した画像の貼り合わせ合成等の分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラ等の撮影機器は視野や解像度が限定されているため、より高解像度の画像、広角の画像、パノラマ画像等を得るには、異なった方位を撮影した複数枚の画像を貼り合わせて合成する方法が有効である。
【0003】
パノラマ画像を例にとると、現在のところ、複数の画像を貼り合わせて得られるのは、単一方向(ある地点から見て天球上の円を描く方向)のパノラマ画像に限られている。このようなパノラマ画像の作成手法の一例を図6により簡単に説明する。
【0004】
ある地点からデジタルカメラで撮影した画像Gの各画素(a,b等)を、デジタルカメラのレンズ中心cを中心軸とした円筒面300に投影する。a′,b′は画素a,bの円筒面300上に投影された点である。デジタルカメラのレンズ中心cを固定したまま、デジタルカメラの光軸をOa′を含む平面(通常は水平面)に平行に移動させながら、つまり、その方向にデジタルカメラを振りながら、360゜のシーンを分割撮影し、各方位で撮影された画像の画素を円筒面300に投影する。このように複数枚の画像を円筒面300に投影して貼り合わせることにより、360゜のパノラマ画像を合成することができる。このパノラマ画像をディスプレイの画面に表示する場合には、観測したい視線方向と垂直な平面を定義し、この平面上に円筒面300上の画素を再投影する。画像データの記憶・管理については、複数の画像が投影された円筒面300を展開した長方形又は正方形に対応したメモリ空間を用意し、ここに円筒面300上に投影された全ての画素の情報を記憶させることにより、360゜のパノラマ画像のデータを一括してメモリに記憶し、効率的に管理することができる。
【0005】
単一方向のパノラマ画像については、上に述べたような手法によって合成し、また、その画像データを一括して効率的に記憶・管理することができる。しかし、カメラ位置の周りの任意の方位を撮影した複数の画像を貼り合わせて、例えば全天をカバーするような3次元的なパノラマ画像を合成し、またその画像データを一括して効率的に記憶・管理するための実用的な手法は、これまで公知になっていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べた3次元的なパノラマ画像等の合成に関して、発明者等は、同じ地点からデジタルカメラ等で撮影した複数の画像を、カメラのレンズ中心を中心とした球面上に投影して貼り合わせる手法を既に提案している(特願平9−166737号)。
【0007】
この手法を実施する場合、画像データの保存・管理に問題が残されている。すなわち、球面は円筒面のように簡便に展開することができないため、円筒面に投影された画像データのような簡単な方法では、球面上に投影して貼り合わせた画像のデータを一括して効率的に保存・管理することができない。
【0008】
合成前の個々の画像のデータを別々にメモリに記憶しておき、ある方位について画像を観測したい時に、その方位の視野に含まれる画像を球面に投影して貼り合わせ、それを表示平面に再投影するという方法を採用することも可能である。しかし、表示の都度、画像合成を行うのでは表示までに時間がかかってしまい、短時間内に連続的に方位を変えて画像を観測することは困難である。
【0009】
高速の画像表示を可能にするために、一定の空間角度間隔の多くの方位について予め画像合成を行い、それぞれの合成画像のデータを別々にメモリに記憶しておき、観測したい方位の合成画像を表示する方法も考えられる。しかし、この方法では、画像データの記憶のために必要なメモリ量が大きいうえに画像データの管理が面倒である。さらに、予め用意されていない方位の画像の表示が困難である。
【0010】
よって本発明の目的は、上に述べた3次元的パノラマ画像等の少ないメモリ量による効率的な保存・管理及び高速な画像再現を可能にする方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、球面上に投影された画像を、その球面と交差する平面へ平射投影し、その平射投影画像のデータを一括してメモリ又は記録媒体に格納する。
【0012】
この方法によれば、例えば、デジタルカメラ等で同じ位置から任意の方位を撮影した複数の画像を球面に投影して貼り合わせた3次元的パノラマ画像のデータを一括してメモリ又は記録媒体上に保存し、一つのファイルとして管理することができる。このようにすれば、様々な方位の合成画像を別々のファイルとして保存する方法に比べ、必要なメモリ量は遥かに少なくて済み、また、メモリ又は記録媒体上の画像データの管理も簡単になる。また、メモリ又は記録媒体上の画像(既に合成されたパノラマ画像)を球面に再投影し、その必要な視野部分をさらに表示平面に投影することにより、任意の方位について画像を高速に表示することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施例について詳細に説明する。
【0014】
図1は本発明の一実施例による処理の概要を示すフローチャートである。図2,図3及び図4は処理の説明のための図である。
【0015】
まず、初めのステップS1において、例えばデジタルカメラで一地点から異なった方位を撮影した複数の画像(要素画像と呼ぶ)を、図2に示すようなデジタルカメラのレンズと撮像面までの距離に等しい半径Rを持ちレンズ中心を中心Oとした球面100に投影して貼り合わせ、一つの合成画像を球面100上に作る。図2において、F1は球面100に投影される一つの要素画像であり、pはその一つの画素である。Nは中心Oから見て真上にある球面の極であり、ここでは北極と呼ぶ。Sは中心Oから見て真下にある球面の極であり、ここでは南極と呼ぶ。102は北極Nと南極Sを結ぶ垂直な線であり、ここでは極軸と呼ぶ。104は中心Oを通る水平な面であり、ここでは赤道面と呼ぶ。Qは画素pの投影された点を通る経度線と赤道面104との交差点である。線分Oxは経度の基準線であり、例えば東の方位を指す。φは基準線Oxに対し線分OQのなす角度であり、画素pの経度と呼ぶ。θは中心Oから画素pを望む視線と極軸102とのなす角度である。一般的には、赤道面からの仰角を緯度というが、ここでは極軸102との角度θを画素pの緯度と呼ぶ。つまり、θ=90゜−[一般的な意味の緯度]である。
【0016】
このステップS1では、具体的には例えば以下のような座標演算を行う。デジタルカメラにより撮影された要素画像の各画素の位置は、その光軸(通常は中心)を原点とした直交座標系で表されるのが一般的である。そこで、まず、(1)式により、要素画像の各画素の座標(i,j)を方位角座標(φx′,φy′)に一旦変換する。ただし、(1)式において、Rは要素画像を撮影したデジタルカメラのレンズと撮像面の距離、つまり球面100の半径である。次に、(2)式により、要素画像の各画素の方位角座標を、統一された基準座標系の方位角座標(φ,θ)に変換する。(2)式において、φとθは図2に関連して説明した経度と緯度である。また、(2)式中のAは2つの座標系間の変換マトリックスである。このような座標変換マトリックスは、例えば前記特願平9−166737号の明細書に詳述されているように、隣り合う要素画像のオーバーラップ領域の対応点間の相対的位置関係に基づいて導出することができる。座標変換マトリックスAを求めるため、要素画像は隣接したもの同士が部分的にオーバーラップするように撮影される。
【0017】
次のステップS2において、球面100に投影され貼り合わされた画像を、赤道面104を含む平面106(図3)に平射投影する。この平射投影は、具体的には、球面100上の各画素の座標(φ,θ)を、(3)式に従って、極座標
(r,Φ)に変換することによって行う。
【0018】
図3は、図1の画素pの投影点と点Qを通る経度線で球面100を輪切りにした断面図である。106は赤道面104を含む平射投影平面である。O′は要素画像F1の中心、p′は要素画像F1上の画素pの球面100への投影点である。この点p′が平射投影により赤道面を含む平面106に投影された点がp″である。
【0019】
水平線より上のシーンだけを対象にするならば、球面100の赤道面104より上の半球面(北半球面)に投影された画像だけを平射投影すればよく、全ての画素は赤道面104の内部に投影される。しかし、図3に見られるように、デジタルカメラ等で水平方向を撮影した要素画像F2には赤道面104より下の部分も写っており、そのような部分の画素は平射投影により赤道面104より外側に投影される。例えば、要素画像F2の画素qは、球面100上の点q′に投影され、さらに平射投影により平面106上の点q″に投影される。wは要素画像F2上の最も下に位置する画素であり、球面100上の点w′に投影され、さらに平面106上の点w″に投影される。本実施例では、平射投影平面106を赤道面104より広げることによって、水平方向より上のシーンのみならず、水平方向よりある角度だけ下方向のシーンも、その画像データを一つのファイルとして記憶できるようにする。
【0020】
図4は、平射投影平面106上の画像投影領域と、その画像データの記憶領域とを関連付けて説明するための図である。球面100の北半球面上の画素は円110で示される範囲に平射投影される。球面100上の赤道面104より下側の一定範囲までの画素を投影するために、平射投影領域は円112で示す領域まで拡大される。したがって、円110と円112の間の領域は球面100の南半球面の一部(北半球面と連続している)の画像が投影される領域である。
【0021】
図1に戻る。最後のステップS3において、前ステップS2により平射投影された画像のデータを一括してメモリに記憶する。具体的には、本実施例では以下のような操作を行って画像データをメモリに記憶させる。
【0022】
まず、図4に示す平射投影平面上の正方形ABCD領域に対応したメモリ領域を確保する。前ステップS2では平射投影された各画素位置は極座標(r,Φ)で表現されているが、一般にメモりロケーションには整数番地が付けられる。そこで、平射投影された各画素の座標を(4)式により直交座標(X,Y)に変換する。次に実数座標(X,Y)を(5)式により整数座標(I,J)に変換する。なお、(5)式において、[x]はxを超えない最大の整数を意味する。
【0023】
このようにして求めた整数座標(I,J)に対応する番地のメモリロケーションに、例えば(6)式の補間演算により計算した画素値もしくは輝度値f(I,J)を書き込む。(6)式において、f(Xi,Yj)は実数座標(Xi,Yj)における計算上の画素値もしくは輝度値である。Ip( )は補間関数で、例えば線形補間関数やキュービック(Cubic)補間関数である。この補間演算は、注目した整数座標(I,J)の周囲の一定距離の範囲内、例えば(7)式の範囲内で行う(ただしThは定数)。
【0024】
このようにして、球面100の北半球面及びそれに連続した南半球面の一部に投影され貼り合わせられた画像のデータを一括してメモリに記憶し、一つのファイルとして管理することができる。
【0025】
一般に、コンピュータによりメモリ上のデータを効率よく管理するためには、その番地範囲が簡単な記号で表せることが望ましい。2次元番地(I,J)の場合、A<I<B、C<J<Dのような区間による管理が最も一般的である。本実施例は、そのような要求を満たす。
【0026】
また、画像データを扱う場合、演算処理の均一性や画像表現の精度の面で、メモリ上で連続する画素は実空間上でもほぼ等しい間隔であること、つまり、メモリ上の画素(I,J)と画素(I,J+1)の実空間上での間隔が、メモリ上の画素(I,J+1)と画素(I,J+2)の実空間上での間隔とほぼ等しいことが望まれる。本実施例では、メモリ上に配列される画素は、球面上の画素とほぼ同一オーダーの密度で分布するので(中心付近と周辺での密度の差は最大で1:4である)、上の要求を満たす。
【0027】
以上のようにしてメモリに記憶された画像を再現する場合には、画像を記憶する場合と丁度逆の変換過程によってメモリ上の画素を球面に投影し、観測したい方位に垂直な平面へ再投影すればよい。要素画像の合成は済んでいるから、任意の方位の画像を、高速に再現できる。
【0028】
なお、高い山の頂上や高層ビルの屋上からのシーンを撮影し、そのパノラマ画像を得たい場合、水平方向よりかなり下方のシーンまで対象範囲に含めたいことがある。気球やヘリコプターからシーンを撮影し、そのパノラマ画像を得たい場合には、真下のシーンまで対象範囲に含めたい。このように、水平方向からどの程度下方まで処理の対象にしたらよいか一律に決定することが難しい場合には、球面の上半分(北半球面)に投影された画像と、下半分(南半球面)に投影された画像とをそれぞれ別々に赤道面に平射投影し、各平射投影画像をそれぞれメモリに記憶し一つのファイルとして管理するとよい。このようにしても、上に述べた過程によって再現できる。これも本発明の一つの実施例である。
【0029】
以上に説明した本発明の処理は、例えば図5に示すようなCPU200、メモリ201、ディスプレイ装置202、ユーザ入力装置(キーボード、マウス等)203、ハードディスク装置204、フロッピーディスク装置205、PCカード読み取り装置206等をシステムバス207で接続した構成のコンピュータ上でプログラムによって実現できる。例えば、デジタルカメラによって、ある地点から撮影されPCカード208に記録された一連の画像のデータは、PCカード読み取り装置206によってコンピュータに読み込まれ、ハードディスク装置204に格納される。図1に関連して説明した本発明の処理のためのプログラム210は、例えばフロッピーディスク装置205にセットされたフロッピーディスク209より読み込まれてハードディスク装置204に格納され、必要な時点でメモリ201にロードされて実行される。このプログラム210の実行時に、処理の対象となる画像のデータがハードディスク装置204からメモリ201に読み込まれる。処理に必要なメモリ領域、例えば図1のステップS3で平射投影画像データが書き込まれるメモリ領域211は、必要な時点でメモリ201上に確保される。このメモリ領域211に書き込まれた平射投影画像データは必要に応じてハードディスク装置204又はフロッピーディスク209に保存され、画像再現時に再びメモリ201に読み込まれる。
【0030】
以上に述べたように、本発明によれば、3次元的なパノラマ画像等の保存に必要なメモリ量の削減及び高速の画像再現が可能になるが、さらに異地点から撮影した一連の画像の相互の比較、演算が容易になる。例えば、撮影者がある地点で周囲のシーンを撮影した一連の画像と、場所を移動して周囲のシーンを撮影した一連の画像とを比較し、被写体の遠近情報を測定する場合、両地点から撮影された一連の画像は統一された座標系で表現されているのが望ましい。本発明は一地点から撮影した一連の画像を平射投影表現するが、例えば垂直方向を投影座標系の中心点にとり、水平面を投影座標系の円周にとり、そして、ある方位を基準軸にとれば、異地点から撮影された画像中の対応する被写体の方位(視差)を座標の差として直接的に表現できるため、遠近情報の抽出が容易になる。
【0031】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、同一位置から異なった方位を撮影した複数の画像を合成した3次元的パノラマ画像等のデータの効率的な保存・管理及び高速な画像再現が可能となり、また、異地点から撮影した一連の画像の相互の比較による被写体の遠近情報の抽出が容易になる等の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による処理の概略を示すフローチャートである。
【図2】要素画像の球面投影を説明するための図である。
【図3】図2をある経度線で輪切りにした断面図である。
【図4】画像の平射投影領域とメモリ領域を関連付けて示す図である。
【図5】本発明の処理を実施するためのコンピュータの一例を示すブロック図である。
【図6】円筒面への投影によるパノラマ画像作成の説明図である。
【符号の説明】
100 球面
102 極軸
104 赤道面
106 平射投影平面
F1,F2 要素画像
O 中心
N 北極
S 南極
Φ 経度
θ 緯度
p,q,w 要素画像上の画素
p′,q′,w′ 球面上への投影点
p″,q″,w″ 平射投影点
200 CPU
201 メモリ
202 ディスプレイ装置
203 ユーザ入力装置
204 ハードディスク装置
205 フロッピーディスク装置
206 PCカード読み取り装置
207 システムバス
208 PCカード
209 フロッピーディスク
210 プログラム
211 メモリ領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to processing of an electronically expressed image, and more particularly to the field of combining and combining images taken from different orientations with a digital camera or the like.
[0002]
[Prior art]
Since photography devices such as digital cameras have limited fields of view and resolution, in order to obtain higher resolution images, wide-angle images, panoramic images, etc., multiple images taken from different directions are combined and combined. The method to do is effective.
[0003]
Taking a panoramic image as an example, at present, only a panoramic image in a single direction (direction of drawing a circle on a celestial sphere when viewed from a certain point) can be obtained by pasting a plurality of images. An example of such a panoramic image creation method will be briefly described with reference to FIG.
[0004]
Each pixel (a, b, etc.) of the image G taken by the digital camera from a certain point is projected onto the cylindrical surface 300 with the lens center c of the digital camera as the central axis. a ′ and b ′ are points projected on the cylindrical surface 300 of the pixels a and b. While the lens center c of the digital camera is fixed, the 360 ° scene is moved while moving the optical axis of the digital camera parallel to the plane including Oa ′ (usually the horizontal plane), that is, swinging the digital camera in that direction. Divided shooting is performed, and pixels of an image shot in each direction are projected onto the cylindrical surface 300. By projecting a plurality of images onto the cylindrical surface 300 and pasting them together, a 360 ° panoramic image can be synthesized. When displaying this panoramic image on the screen of the display, a plane perpendicular to the line-of-sight direction to be observed is defined, and the pixels on the cylindrical surface 300 are reprojected on this plane. For storage and management of image data, a memory space corresponding to a rectangle or square obtained by developing a cylindrical surface 300 on which a plurality of images are projected is prepared, and information on all pixels projected on the cylindrical surface 300 is stored here. By storing the data, 360 ° panoramic image data can be collectively stored in the memory and efficiently managed.
[0005]
Unidirectional panoramic images can be synthesized by the method described above, and the image data can be efficiently stored and managed collectively. However, a plurality of images taken from any orientation around the camera position are pasted together to synthesize a three-dimensional panoramic image that covers the whole sky, for example, and the image data can be efficiently and collectively A practical technique for storing and managing has not been known so far.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Regarding the composition of the above-described three-dimensional panoramic image, etc., the inventors project a plurality of images taken with a digital camera or the like from the same point onto a spherical surface centered on the lens center of the camera and paste them together. A method has already been proposed (Japanese Patent Application No. 9-166737).
[0007]
When this method is implemented, there remains a problem in storing and managing image data. In other words, since a spherical surface cannot be developed as easily as a cylindrical surface, in a simple method such as image data projected on a cylindrical surface, the data of images projected and pasted on the spherical surface are batched. It cannot be stored and managed efficiently.
[0008]
The data of each image before composition is stored separately in the memory, and when you want to observe the image in a certain direction, project and paste the images contained in the field of view of that direction onto the spherical surface, and re-display it on the display plane. It is also possible to employ a method of projecting. However, if image composition is performed each time it is displayed, it takes time to display, and it is difficult to observe images while continuously changing the orientation within a short time.
[0009]
In order to enable high-speed image display, image synthesis is performed in advance for many azimuths at a certain spatial angular interval, and data of each synthesized image is stored separately in a memory, and a synthesized image of the azimuth to be observed is stored. A display method is also conceivable. However, this method requires a large amount of memory for storing image data, and management of image data is troublesome. Furthermore, it is difficult to display an image having a direction that is not prepared in advance.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method that enables efficient storage / management and high-speed image reproduction with a small memory amount such as the above-described three-dimensional panoramic image.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an image projected on a spherical surface is projected onto a plane intersecting with the spherical surface, and the data of the projected projection image is collectively stored in a memory or a recording medium.
[0012]
According to this method, for example, data of a three-dimensional panoramic image obtained by projecting a plurality of images photographed in an arbitrary direction from the same position with a digital camera or the like onto a spherical surface and pasting them together is stored on a memory or a recording medium. Save and manage as one file. In this way, compared to the method of saving composite images of various orientations as separate files, the amount of memory required is much smaller, and the management of image data on the memory or recording medium becomes easier. . In addition, the image on the memory or the recording medium (the panoramic image that has already been synthesized) is re-projected onto the spherical surface, and the necessary field of view is further projected onto the display plane, so that the image can be displayed at high speed in any orientation. Can do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of processing according to an embodiment of the present invention. 2, 3 and 4 are diagrams for explaining the processing.
[0015]
First, in the first step S1, for example, a plurality of images (referred to as elemental images) taken from different points from one point with a digital camera are equal to the distance between the lens of the digital camera and the imaging surface as shown in FIG. Projecting and pasting onto a spherical surface 100 having a radius R and having the center O as the center of the lens, a single composite image is created on the spherical surface 100. In FIG. 2, F1 is one element image projected onto the spherical surface 100, and p is one pixel thereof. N is a spherical pole directly above the center O and is called the north pole here. S is a spherical pole directly below the center O, and is called the south pole here. Reference numeral 102 denotes a vertical line connecting the north pole N and the south pole S, which is called a polar axis here. Reference numeral 104 denotes a horizontal plane passing through the center O, which is referred to herein as an equatorial plane. Q is an intersection of a longitude line passing through the projected point of the pixel p and the equator plane 104. The line segment Ox is a longitude reference line, and indicates, for example, the east direction. φ is an angle formed by the line segment OQ with respect to the reference line Ox, and is called the longitude of the pixel p. θ is an angle formed between the line of sight of the pixel p from the center O and the polar axis 102. In general, the elevation angle from the equator plane is called latitude, but here the angle θ with the polar axis 102 is called the latitude of the pixel p. That is, θ = 90 ° − [latitude of general meaning].
[0016]
Specifically, in this step S1, for example, the following coordinate calculation is performed. In general, the position of each pixel of an element image photographed by a digital camera is represented by an orthogonal coordinate system with the optical axis (usually the center) as the origin. Therefore, first, the coordinates (i, j) of each pixel of the element image are once converted into azimuth coordinates (φx ′, φy ′) by the equation (1). In equation (1), R is the distance between the lens of the digital camera that captured the element image and the imaging surface, that is, the radius of the spherical surface 100. Next, the azimuth coordinate of each pixel of the element image is converted into the azimuth coordinate (φ, θ) of the unified reference coordinate system by the equation (2). In the equation (2), φ and θ are the longitude and latitude described with reference to FIG. Further, A in the equation (2) is a conversion matrix between two coordinate systems. Such a coordinate transformation matrix is derived on the basis of the relative positional relationship between corresponding points of overlapping regions of adjacent element images, for example, as detailed in the specification of Japanese Patent Application No. 9-166737. can do. In order to obtain the coordinate transformation matrix A, the element images are photographed so that adjacent ones partially overlap each other.
[0017]
In the next step S <b> 2, the image projected and pasted on the spherical surface 100 is projected onto a plane 106 (FIG. 3) including the equator plane 104. Specifically, this orthogonal projection is performed by converting the coordinates (φ, θ) of each pixel on the spherical surface 100 into polar coordinates (r, Φ) according to the equation (3).
[0018]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the spherical surface 100 cut along a longitude line passing through the projection point and the point Q of the pixel p in FIG. Reference numeral 106 denotes an orthogonal projection plane including the equator plane 104. O ′ is the center of the element image F1, and p ′ is the projection point of the pixel p on the element image F1 onto the spherical surface 100. The point p ′ is a point where the point p ′ is projected onto the plane 106 including the equator plane by plane projection.
[0019]
If only the scene above the horizon is targeted, only the image projected onto the hemisphere (north hemisphere) above the equator plane 104 of the sphere 100 needs to be projected by plane, and all the pixels are inside the equator plane 104. Projected on. However, as can be seen in FIG. 3, the element image F2 taken in the horizontal direction with a digital camera or the like also includes a portion below the equator plane 104, and the pixels in such a portion are projected from the equator plane 104 by plane projection. Projected outward. For example, the pixel q of the element image F2 is projected onto the point q ′ on the spherical surface 100, and further projected onto the point q ″ on the plane 106 by the projection projection. W is the lowest pixel on the element image F2. And projected onto a point w ′ on the spherical surface 100 and further projected onto a point w ″ on the plane 106. In this embodiment, by expanding the orthographic projection plane 106 from the equator plane 104, not only the scene above the horizontal direction but also the scene below the horizontal direction by a certain angle can store the image data as one file. Like that.
[0020]
FIG. 4 is a diagram for explaining the image projection area on the projection projection plane 106 in association with the image data storage area. Pixels on the northern hemisphere of the spherical surface 100 are projected in the range indicated by the circle 110. In order to project pixels up to a certain range below the equatorial plane 104 on the spherical surface 100, the projective projection area is expanded to an area indicated by a circle 112. Therefore, the area between the circle 110 and the circle 112 is an area onto which an image of a part of the southern hemisphere of the spherical surface 100 (continuous with the northern hemisphere) is projected.
[0021]
Returning to FIG. In the last step S3, the data of the images projected by the normal projection in the previous step S2 are collectively stored in the memory. Specifically, in this embodiment, the following operation is performed to store the image data in the memory.
[0022]
First, a memory area corresponding to the square ABCD area on the orthogonal projection plane shown in FIG. 4 is secured. In the previous step S2, each pixel position projected orthogonally is expressed by polar coordinates (r, Φ), but generally an integer address is assigned to the memory location. Therefore, the coordinates of each pixel projected by plane projection are converted into orthogonal coordinates (X, Y) by the equation (4). Next, the real number coordinates (X, Y) are converted into integer coordinates (I, J) by the equation (5). In the formula (5), [x] means the maximum integer not exceeding x.
[0023]
For example, the pixel value or luminance value f (I, J) calculated by the interpolation calculation of equation (6) is written in the memory location at the address corresponding to the integer coordinates (I, J) obtained in this way. In equation (6), f (Xi, Yj) is a calculated pixel value or luminance value in real number coordinates (Xi, Yj). Ip () is an interpolation function, for example, a linear interpolation function or a cubic interpolation function. This interpolation calculation is performed within a fixed distance around the focused integer coordinates (I, J), for example, within the range of the expression (7) (where Th is a constant).
[0024]
In this way, the data of the image projected and pasted onto the northern hemisphere of the spherical surface 100 and a part of the southern hemisphere continuous thereto can be stored in the memory in a lump and managed as one file.
[0025]
Generally, in order to efficiently manage data on a memory by a computer, it is desirable that the address range can be expressed by a simple symbol. In the case of a two-dimensional address (I, J), management by a section such as A <I <B and C <J <D is most common. The present embodiment satisfies such a requirement.
[0026]
In the case of handling image data, in terms of the uniformity of arithmetic processing and the accuracy of image representation, continuous pixels on the memory are almost equally spaced in the real space, that is, the pixels (I, J on the memory). ) And the pixel (I, J + 1 ) in the real space is desired to be substantially equal to the space in the real space between the pixel (I, J + 1) and the pixel (I, J + 2) in the memory. In this embodiment, the pixels arranged on the memory are distributed with a density of almost the same order as the pixels on the spherical surface (the difference in density between the vicinity of the center and the periphery is 1: 4 at the maximum). Satisfy the request.
[0027]
When reproducing the image stored in the memory as described above, the pixel on the memory is projected onto the spherical surface by a conversion process just opposite to the case of storing the image, and then re-projected onto the plane perpendicular to the direction to be observed. do it. Since the element images have been combined, an image in an arbitrary direction can be reproduced at high speed.
[0028]
When shooting a scene from the top of a high mountain or the roof of a high-rise building and obtaining a panoramic image thereof, there are cases where it is desired to include the scene considerably below the horizontal direction in the target range. If you want to capture a panoramic image of a scene from a balloon or helicopter, you want to include the scene just below. In this way, when it is difficult to uniformly determine how much processing should be performed from the horizontal direction, the image projected on the upper half (north hemisphere) of the sphere and the lower half (south hemisphere) It is preferable to project the images projected on the equatorial plane separately onto the equator plane and store each projected projection image in a memory and manage it as a single file. This can also be reproduced by the process described above. This is also one embodiment of the present invention.
[0029]
The processing of the present invention described above includes, for example, a CPU 200, a memory 201, a display device 202, a user input device (keyboard, mouse, etc.) 203, a hard disk device 204, a floppy disk device 205, and a PC card reader as shown in FIG. 206 and the like can be realized by a program on a computer having a configuration in which the system bus 207 is connected. For example, a series of image data shot from a certain point by a digital camera and recorded on the PC card 208 is read into a computer by the PC card reading device 206 and stored in the hard disk device 204. The program 210 for the processing of the present invention described with reference to FIG. 1 is read from, for example, the floppy disk 209 set in the floppy disk device 205, stored in the hard disk device 204, and loaded into the memory 201 when necessary. To be executed. When the program 210 is executed, image data to be processed is read from the hard disk device 204 into the memory 201. A memory area necessary for processing, for example, a memory area 211 in which the projection image data is written in step S3 of FIG. 1 is secured on the memory 201 at a necessary time. The projection image data written in the memory area 211 is stored in the hard disk device 204 or the floppy disk 209 as necessary, and is read into the memory 201 again at the time of image reproduction.
[0030]
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the amount of memory necessary for storing a three-dimensional panoramic image and the like and to reproduce the image at high speed. Mutual comparison and calculation become easy. For example, when measuring the perspective information of a subject by comparing a series of images taken of a surrounding scene at a certain point with a series of images taken of the surrounding scene by moving the place, It is desirable that a series of captured images be expressed in a unified coordinate system. In the present invention, a series of images taken from a single point are represented by projection projection. For example, if the vertical direction is taken as the center point of the projection coordinate system, the horizontal plane is taken as the circumference of the projection coordinate system, and a certain direction is taken as the reference axis. Since the orientation (parallax) of the corresponding subject in the image taken from a different point can be directly expressed as a difference in coordinates, the perspective information can be easily extracted.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently store and manage data such as a three-dimensional panoramic image obtained by synthesizing a plurality of images taken from the same position and different directions, and to perform high-speed image reproduction. In addition, it is possible to obtain an effect of facilitating extraction of perspective information of a subject by comparing a series of images taken from different points.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an outline of processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining spherical projection of an element image.
FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 2 cut along a longitude line.
FIG. 4 is a diagram showing an orthographic projection area of an image and a memory area in association with each other.
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a computer for executing processing according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of panorama image creation by projection onto a cylindrical surface.
[Explanation of symbols]
100 spherical surface 102 polar axis 104 equatorial plane 106 orthographic projection plane F1, F2 element image O center N north pole S south pole Φ longitude θ latitude p, q, w pixel on element image p ′, q ′, w ′ projection onto sphere Point p ", q", w "Plane projection point 200 CPU
201 Memory 202 Display Device 203 User Input Device 204 Hard Disk Device 205 Floppy Disk Device 206 PC Card Reading Device 207 System Bus 208 PC Card 209 Floppy Disk 210 Program 211 Memory Area

Claims (4)

同一の位置からデジタルカメラ等によって異なった方位を撮影した複数の画像を、該デジタルカメラ等のレンズ中心を中心にした球面上に投影して貼り合わせるステップと、該球面上の画像を、該球面上の一点を投影中心として、該球面と交差する投影平面に平射投影するステップと、該投影平面に平射投影された画像のデータを一括してメモリ又は記録媒体に格納するステップとからなる画像保存方法。Projecting and pasting a plurality of images obtained by photographing different orientations from the same position with a digital camera or the like onto a spherical surface centered on the lens center of the digital camera or the like, and combining the image on the spherical surface with the spherical surface a point on the projection center, image storage consisting of the steps of Stereographic projected on the projection plane that intersects the spherical surface, and the step of storing in bulk data Stereographic image projected on the projection plane in the memory or the recording medium Method. 同一の位置からデジタルカメラ等によって異なった方位を撮影した複数の画像を、該デジタルカメラ等のレンズ中心を中心にした球面上に投影して貼り合わせるステップと、該球面の一方の極側の第1の半球面上の画像と、他方の極側の第2の半球面の該第1の半球面と連続した一部分の上の画像とを、該他方の極を投影中心として、該球面の赤道面を含む同じ投影平面の重複しない領域にそれぞれ平射投影し、該投影平面に平射投影された画像のデータを一括してメモリ又は記録媒体に格納するステップとからなることを特徴とする画像保存方法。Projecting and pasting together a plurality of images taken from the same position with a digital camera or the like on a spherical surface centered on the lens center of the digital camera or the like; An image on one hemisphere and an image on a part of the second hemisphere on the other polar side continuous with the first hemisphere, with the other pole as the projection center, the equator of the spherical surface each non-overlapping regions of the same projection plane including the surface and Stereographic projection, image storage method characterized by comprising a step of storing the collectively memory or recording medium data Stereographic image projected on the projection plane . 同一の位置からデジタルカメラ等によって異なった方位を撮影した複数の画像を、該デジタルカメラ等のレンズ中心を中心にした球面上に投影して貼り合わせるステップと、該球面の一方の極側の第1の半球面上の画像を、該球面の他方の極を投影中心として、該球面の赤道面を含む第1の投影平面に平射投影し、該球面の該他方の極側の第2の半球面上の画像を、該一方の極を投影中心として、該赤道面を含む第2の投影平面に平射投影するステップと、該第1の投影平面に平射投影された画像のデータを一括してメモリに記憶しかつ該第2の投影平面に平射投影された画像のデータを一括してメモリ又は記録媒体に格納するステップとからなることを特徴とする画像保存方法。Projecting and pasting together a plurality of images taken from the same position with a digital camera or the like on a spherical surface centered on the lens center of the digital camera or the like; An image on one hemisphere is projected onto a first projection plane including the equatorial plane of the sphere, with the other pole of the sphere as the projection center, and a second hemisphere on the other pole side of the sphere A step of projecting an image on a plane onto the second projection plane including the equatorial plane with the one pole as a projection center ; and data of the images projected onto the first projection plane in a lump An image storage method comprising: storing data of images stored in a memory and projected onto the second projection plane at a time in a memory or a recording medium. 請求項1、2又は3記載の画像保存方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とする機械読み取り可能媒体。  A machine-readable medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute each step of the image storage method according to claim 1, 2 or 3.
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WO2004036498A1 (en) * 2002-10-15 2004-04-29 Seiko Epson Corporation Panorama synthesis processing of a plurality of image data
JP2007226580A (en) * 2006-02-24 2007-09-06 Advanced Telecommunication Research Institute International Image output device and image output method
WO2011121741A1 (en) * 2010-03-30 2011-10-06 富士通株式会社 Image generation device, image generation program, synthesis table generation device, and synthesis table generation program
JP5790345B2 (en) 2011-09-07 2015-10-07 株式会社リコー Image processing apparatus, image processing method, program, and image processing system
JP6184831B2 (en) * 2013-10-17 2017-08-23 株式会社アウトソーシングテクノロジー Exit pupil position measuring device, imaging device, exit pupil position measuring method and program, and imaging method and program
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