JP4583965B2 - Image composition system, image composition method, and image composition program - Google Patents

Image composition system, image composition method, and image composition program Download PDF

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Description

本発明は、屋外風景の画像と対象物の画像を合成する画像合成システム、方法、プログラムに関する。   The present invention relates to an image composition system, method, and program for compositing an image of an outdoor landscape and an image of an object.

コンピュータの急速な普及とコンピュータネットワークの広まりに伴って、画像をデジタル化し、コンピュータ上で扱うことが一般的になっている。デジタル化された画像は、再利用性に優れており、新規に作成せずとも既に存在するものを利用して画像を作成するといった画像再利用の試みが多く行われている。そして、情景や対象物を撮影した画像(以下「画像A」という)と、別の対象物を撮影した画像(以下「画像B」という)とを組み合わせて画像を合成することが行われている。   With the rapid spread of computers and the spread of computer networks, it has become common to digitize images and handle them on computers. Digitized images are excellent in reusability, and many attempts have been made to reuse images, such as creating images using existing ones without creating new ones. Then, an image obtained by photographing a scene or an object (hereinafter referred to as “image A”) and an image obtained by photographing another object (hereinafter referred to as “image B”) are combined. .

例えば、特許文献1では、他の対象物を撮影する際に、背景情報を除去し、対象物だけを取り出して画像Bとし、これを画像Aと組み合わせる画像合成装置が開示されている。このような画像合成は、特殊撮影を用いた映画などで広く用いられている。   For example, Patent Document 1 discloses an image composition device that removes background information, takes out only a target object as an image B, and combines it with the image A when photographing another target object. Such image composition is widely used in movies using special photography.

一方で、画像合成においては、画像Aと画像Bの光源の位置が一致していないと影の方向が異なり、不自然な感覚を与えることが知られている。こうした光源の差を想定し、予め光源の情報を計算した状態で画像A及び画像Bを撮影した場合には、光源の差の問題は生じないが、事前の撮影計画が非常に煩雑になる。   On the other hand, in image synthesis, it is known that if the positions of the light sources of the images A and B do not match, the direction of the shadow is different, giving an unnatural feeling. Assuming such a light source difference, when the images A and B are photographed in a state in which the light source information is calculated in advance, the problem of the light source difference does not occur, but the prior photographing plan becomes very complicated.

より手軽に合成画像を得るニーズとしては、例えば、遠隔地等のアクセスが困難な場所における屋外風景を撮影した画像と人物等の対象物を撮影した画像とを合成し、実際にはその場所にいないのに、その場所にいたような画像を作成する用途がある。あるいは、対象物が遠隔地へ移動したにも関わらず、天候に恵まれなかったり他の人物等が障害物になるような悪条件によって、遠隔地の屋外風景と希望する対象物だけを組み合わせた画像の撮影ができない場合に、事前に良好な条件下で撮影しておいた屋外風景の画像と対象物の画像とを組み合わせて合成する用途等が想定される。
登録実用新案第3043071号公報
As a need to obtain a composite image more easily, for example, an image obtained by photographing an outdoor landscape in a place that is difficult to access such as a remote place is synthesized with an image obtained by photographing an object such as a person. There is a use to create an image as if it were in that place. Or, an image that combines only the desired outdoor object and the desired outdoor object under adverse conditions such as when the object has moved to a remote location but the weather is not favorable or other people become obstacles. In the case where it is not possible to shoot, it is assumed that the outdoor landscape image captured under good conditions in advance and the object image are combined and combined.
Registered Utility Model No. 3043071

しかしながら、上記のような用途においては、遠隔地の屋外風景を撮影する日時がいつになるかバリエーションに富むことが多く、光源が一致している屋外風景の画像および対象物の画像を計画的に撮影することが難しいという問題がある。   However, in applications such as those described above, there are many variations in when the date and time for photographing outdoor landscapes in remote locations will be rich, and images of outdoor landscapes and images of objects that have the same light source are planned. There is a problem that it is difficult to shoot.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、屋外風景の画像と対象物の画像を合成する際の両画像の光源を容易な手法で一致させることにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to make the light sources of both images coincide with each other when an image of an outdoor landscape and an image of an object are combined.

第1の本発明に係る画像合成システムは、屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させる指定受付手段と、指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させる太陽位置計算手段と、太陽位置および視線方向をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させる擬似光源位置計算手段と、メモリから読み出された擬似光源の位置に配置された光源を用いて対象物の画像を撮影してメモリに記憶させる撮影手段と、指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得する取得手段と、撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成する合成手段と、を有することを特徴とする。   The image composition system according to the first aspect of the present invention includes a designation receiving means for accepting designation of a location of an outdoor landscape, a viewing direction of a camera, and date and time and storing them in a memory, and reading out the designated location and date and time from a memory. Based on the information, the sun position calculation means for calculating the location and the sun position at the date and time to be stored in the memory, and reading the sun position and the line-of-sight direction from the memory, and calculating the position of the pseudo light source based on the information A pseudo light source position calculating means to be stored in the memory, a photographing means for capturing an image of the object using the light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory and storing the image in the memory, and a designated location An acquisition means for acquiring an image of an outdoor landscape corresponding to a line-of-sight direction and a date and time; and an image of an outdoor landscape acquired by reading out an image of a captured object from a memory; Synthesizing means for forming, characterized by having a.

本発明にあっては、指定された場所、カメラの視線方向、日時における太陽光源を再現するための擬似光源の位置を計算し、この位置に光源を配置して対象物を撮影するとともに、指定された場所、カメラの視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得し、これら対象物の画像と屋外風景の画像とを合成することで、光源が一致した合成画像の生成を可能にしている。   In the present invention, the position of the pseudo light source for reproducing the solar light source at the specified location, camera viewing direction, date and time is calculated, and the object is photographed by placing the light source at this position. Images of outdoor scenery corresponding to the selected location, camera gaze direction, date and time, and combining the images of these objects with the images of the outdoor scenery enables the generation of a composite image with the matching light source Yes.

上記画像合成システムは、さらに屋外風景の画像をその場所、撮影したカメラの視線方向、撮影の日時を含む関連情報に関連付けて格納しておく格納手段を有し、前記取得手段は、指定された場所、視線方向、日時に関連情報が対応する屋外風景の画像を前記格納手段から取得することを特徴とする。   The image composition system further includes storage means for storing an image of an outdoor landscape in association with relevant information including the location, the direction of the line of sight of the photographed camera, and the shooting date and time, and the acquisition means is designated. An image of an outdoor landscape corresponding to the location, line-of-sight direction, and date / time is acquired from the storage means.

本発明にあっては、屋外風景の画像を予め撮影しておき、この画像を場所、視線方向、日時に関連付けて予め格納手段に記憶しておくことで、屋外風景の画像の取得を容易にしている。格納手段としては、データベース、ストレージ、アセット管理システム等が考えられる。   In the present invention, an outdoor landscape image is captured in advance, and this image is stored in advance in association with the location, line-of-sight direction, date and time, thereby facilitating the acquisition of the outdoor landscape image. ing. As a storage means, a database, storage, an asset management system, etc. can be considered.

上記画像合成システムにおいて、前記取得手段は、撮影中のカメラから伝送されてくる画像を取得するものであって、前記指定受付手段は、撮影中のカメラの場所、視線方向、撮影の日時を指定された情報として受け付けることを特徴とする。   In the image composition system, the acquisition unit acquires an image transmitted from a camera being shot, and the designation receiving unit specifies a location of the camera being shot, a line-of-sight direction, and a shooting date and time. The received information is received as information.

本発明にあっては、撮像中のカメラから伝送されてくる屋外風景の画像を取得し、この画像の場所、視線方向、日時を指定された情報として受け付けることで、リアルタイムの屋外風景画像と対象物の画像との合成を可能にしている。   In the present invention, an image of an outdoor landscape transmitted from the camera being imaged is acquired, and the location, line-of-sight direction, and date / time of this image are received as specified information, so that a real-time outdoor landscape image and target can be obtained. The composition with the image of the object is enabled.

上記画像合成システムにおいて、前記取得手段は、指定された場所、視線方向、日時に対して関連情報が一致する屋外風景の画像が前記格納手段にある場合には当該画像を取得し、ない場合には指定された場所、視線方向、日時に対して関連情報が一定の範囲内にある屋外風景の画像を前記格納手段から取得するものであって、前記指定受付手段は、当該屋外風景の画像についての関連情報を指定された情報として受け付けることを特徴とする。   In the image composition system, the acquisition unit acquires an image of an outdoor landscape whose related information matches the designated place, line-of-sight direction, and date / time when the storage unit has the image, and if not, Obtains an image of an outdoor landscape whose related information is within a certain range with respect to a designated place, line-of-sight direction, and date / time from the storage means, and the designation receiving means The related information is received as designated information.

本発明にあっては、あらゆる場所、視線方向、日時の屋外風景の画像を撮影し記憶しておくことは困難である一方、場所、視線方向、日時が多少ずれたとしても太陽光源の位置に大きな変化はないことから、記憶しておく屋外風景の画像は代表的なものだけとし、指定された場所、視線方向、日時に関連情報が一致する屋外風景の画像が格納手段にない場合には、一定の範囲内にある類似の屋外風景の画像を取得することで、対象物の画像と屋外風景の画像とで光源の位置が非常に近い合成画像の生成を可能にするとともに、屋外風景の画像データ量を削減し、画像検索の際の演算量の低減を図る。   In the present invention, it is difficult to capture and store images of outdoor scenery of every place, line-of-sight direction, date and time. On the other hand, even if the place, line-of-sight direction, date and time are slightly shifted, the position of the solar light source is maintained. Since there are no major changes, only typical outdoor scenery images to be stored are stored.If there is no outdoor scenery image with related information that matches the specified location, line-of-sight direction, and date, the storage means By acquiring images of similar outdoor landscapes within a certain range, it is possible to generate a composite image in which the position of the light source is very close to the image of the object and the image of the outdoor landscape. The amount of image data is reduced, and the amount of calculation at the time of image search is reduced.

第2の本発明に係る画像合成方法は、屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させるステップと、指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させるステップと、太陽位置および視線方向をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させるステップと、メモリから読み出された擬似光源の位置に配置した光源を用いて撮影された対象物の画像をメモリに記憶させるステップと、指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得するステップと、撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成するステップと、を有することを特徴とする。   In the image composition method according to the second aspect of the present invention, a step of accepting designation of a location of an outdoor landscape, a viewing direction of a camera, and a date and time is stored in a memory, and the designated location and date and time are read from the memory, Based on the information, the step of calculating the location and the sun position at the date and time and storing it in the memory, reading the sun position and the line-of-sight direction from the memory, calculating the position of the pseudo light source based on the information, and storing it in the memory A step of storing in the memory an image of an object photographed using a light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory, and an outdoor landscape corresponding to the designated location, line-of-sight direction, and date and time. An image acquisition step, and a step of reading out an image of the photographed object from the memory and synthesizing the acquired image with an outdoor landscape image. And wherein the door.

第3の本発明に係る画像合成プログラムは、屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させる処理と、指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させる処理と、太陽位置および視線位置をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させる処理と、メモリから読み出された擬似光源の位置に配置した光源を用いて撮影された対象物の画像をメモリに記憶させる処理と、指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得するステップと、撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   The image composition program according to the third aspect of the present invention is a process of accepting designation of a location of an outdoor landscape, a camera viewing direction, and date and time and storing it in a memory, reading out the designated location and date and time from the memory, and Based on the information, the location of the sun and the sun position at the date and time are calculated and stored in the memory, the sun position and the line-of-sight position are read from the memory, and the position of the pseudo light source is calculated and stored in the memory based on the information. Processing, storing the image of the object photographed using the light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory, and outdoor scenery corresponding to the designated place, line-of-sight direction, date and time An image acquisition step and a process of reading the captured image of the target object from the memory and combining the acquired image with the outdoor landscape image are executed on a computer. And wherein the Rukoto.

本発明によれば、屋外風景の画像と対象物の画像を合成する際に両画像の光源を容易に一致させることができる。   According to the present invention, when combining an image of an outdoor landscape and an image of an object, the light sources of both images can be easily matched.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態における画像合成システムの構成を示す機能ブロック図である。本画像合成システムは、合成対象となる屋外風景を撮影したときの太陽光源の位置を算出し、比較的光源の位置を変更し易い人物等の対象物を撮影する際に、太陽光源と位置が一致する擬似光源を用いて撮影し、これらの屋外風景の画像と対象物の画像を組み合わせて合成することで、両画像の光源が一致した合成画像を容易に生成可能としたものである。なお、ここでいう画像とは、静止画像、動画像のいずれでもよいものである。   FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the image composition system in the present embodiment. This image composition system calculates the position of the solar light source when photographing an outdoor landscape to be composed, and when photographing an object such as a person whose position of the light source is relatively easy to change, By photographing using matching pseudo light sources and combining the images of the outdoor scenery and the image of the object, a combined image in which the light sources of both images match can be easily generated. In addition, an image here may be either a still image or a moving image.

図1に示すように、本画像合成システムは、場所指定受付部1、日時指定受付部2、視線方向指定受付部3、太陽位置計算部4、擬似光源位置計算部5、光源再現部6、対象物撮影部7、屋外風景取得部8、合成部9を有する。本画像合成システムは、基本的にはコンピュータで構成されるものであり、各部の処理はプログラムによって実行される。以下では、まず各部の処理の概略について説明する。   As shown in FIG. 1, the image composition system includes a location designation receiving unit 1, a date and time designation receiving unit 2, a gaze direction designation receiving unit 3, a sun position calculation unit 4, a simulated light source position calculation unit 5, a light source reproduction unit 6, An object photographing unit 7, an outdoor scenery acquisition unit 8, and a synthesis unit 9 are included. This image composition system is basically composed of a computer, and the processing of each unit is executed by a program. Below, the outline of the processing of each unit will be described first.

場所指定受付部1は、屋外風景の場所の指定を受け付けてメモリに記憶させる。日時指定受付部2は、撮影の日時の指定を受け付けてメモリに記憶させる。視線方向指定受付部3は、屋外風景の場所におけるカメラの視線方向の指定を受け付けてメモリに記憶させる。各指定受付部については様々な変形例が考えられるので、詳細については後述する。   The location designation accepting unit 1 accepts designation of the location of the outdoor scenery and stores it in the memory. The date / time designation accepting unit 2 accepts designation of shooting date / time and stores it in the memory. The line-of-sight designation accepting unit 3 accepts designation of the line-of-sight direction of the camera at the location of the outdoor scenery and stores it in the memory. Since various modifications can be considered for each designation receiving unit, details will be described later.

太陽位置計算部4は、場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて、指定された場所および日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させる。この具体的な計算手法については後述する。   The sun position calculation unit 4 reads the location and date / time from the memory, calculates the position of the sun at the specified location / date and time based on the information, and stores the calculated location in the memory. This specific calculation method will be described later.

擬似光源位置計算部5は、太陽位置および視線方向をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を算出してメモリに記憶させる。擬似光源の位置の具体的な算出手法については後述する。   The simulated light source position calculation unit 5 reads the sun position and the line-of-sight direction from the memory, calculates the position of the simulated light source based on these information, and stores the calculated position in the memory. A specific method for calculating the position of the pseudo light source will be described later.

光源再現部6は、メモリから読み出した擬似光源位置に光源を配置する。擬似光源は、人物等の対象物を撮影する際に、太陽と同じリズム/軌道の明るい光を太陽と同じ角度で照射することで実現される。擬似光源の再現は、算出された位置に光源が自動的に設定されるように、クレーン等を用いて光源を機械的に移動させても良いし、スタンドや三脚などの道具を用いてもよい。また、光源を手で持ち上げたり各種の道具を使うなどして、手動により光源を算出された位置に設定するようにしてもよい。   The light source reproduction unit 6 arranges the light source at the pseudo light source position read from the memory. The pseudo light source is realized by irradiating bright light having the same rhythm / orbit as that of the sun at the same angle as that of the sun when photographing an object such as a person. The simulated light source can be reproduced by moving the light source mechanically using a crane or the like, or using a tool such as a stand or a tripod so that the light source is automatically set at the calculated position. . Alternatively, the light source may be manually set at the calculated position by lifting the light source by hand or using various tools.

対象物撮影部7は、擬似光源位置に配置された光源を用いて対象物の画像を撮影してメモリに記憶させる。対象物撮影部7は、例えば静止画あるいは動画を撮影可能なカメラとする。   The object photographing unit 7 photographs an image of the object using the light source arranged at the pseudo light source position and stores it in the memory. For example, the object photographing unit 7 is a camera capable of photographing a still image or a moving image.

屋外風景取得部8は、指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得する。この取得手法については、データベースから取得したり、あるいは撮影中の画像を伝送によって取得する等、様々な変形が考えられるので、詳細については後述する。   The outdoor landscape acquisition unit 8 acquires an image of an outdoor landscape corresponding to the designated place, line-of-sight direction, and date / time. As for this acquisition method, various modifications such as acquisition from a database or acquisition of an image being captured by transmission are conceivable, and details will be described later.

合成部9は、メモリから読み出した対象物の画像と取得した屋外風景の画像とを合成する。   The combining unit 9 combines the object image read from the memory and the acquired outdoor scenery image.

次に、本画像合成システムの様々な用途を実施例として示しながら、各部の処理について詳細に説明する。   Next, processing of each unit will be described in detail while showing various uses of the image composition system as examples.

図2は、第1実施例の処理を示す図である。ここでは、屋外風景をカメラ12で撮影した画像を、撮影した場所(緯度、経度)、日時、カメラ12の視線方向といった関連情報に関連付けて予めデータベース11に記憶しておく。理想的には、あらゆる場所/日時/視線方向の画像を記憶しておくことが望ましい。   FIG. 2 is a diagram showing processing of the first embodiment. Here, an image obtained by photographing the outdoor landscape with the camera 12 is stored in the database 11 in advance in association with related information such as the place (latitude, longitude), date and time, and the viewing direction of the camera 12. Ideally, it is desirable to store images in every place / date / time / line-of-sight direction.

場所指定受付部1に指定する情報としては、例えば、予め緯度と経度が分かっている場所を人が指定してもよいし、任意の緯度と経度を指定してもよい。ただし、あらゆる緯度、経度の場所について撮影することは現実的ではないので、実際には、代表となる場所について撮影することになる。そこで、データベース11では、場所の代表名、その緯度、経度の組み合わせを候補として記憶しておき、場所指定受付部1により、これらの候補の中から場所を選択できるようにしてもよい。   As information to be specified in the location specification receiving unit 1, for example, a person may specify a location whose latitude and longitude are known in advance, or arbitrary latitude and longitude may be specified. However, since it is not realistic to shoot for places of all latitudes and longitudes, actually, shooting is performed for representative places. Therefore, the database 11 may store a combination of a representative name of the place, its latitude, and longitude as candidates, and the place designation receiving unit 1 may select a place from these candidates.

視線方向指定受付部3、日時指定受付部2に指定する情報についても、視線方向、日時を人が任意に指定可能としてもよい。ただし、視線方向、日時についても予め全ての視線方向、日時の画像を撮影することは困難であるので、視線方向に制約を与えて撮影したり、一定間隔の日時で撮影することになる。そこで、データベース11には、このようにして撮影された画像の視線方向、日時の組み合わせを候補として記憶しておき、視線方向指定受付部3、日時指定受付部2により、これらの候補の中から視線方向と日時を選択できるようにしてもよい。   With respect to the information specified in the line-of-sight direction designation reception unit 3 and the date / time designation reception unit 2, a person may arbitrarily specify the line-of-sight direction and the date / time. However, since it is difficult to capture all the images of the gaze direction and the date / time in advance with respect to the gaze direction and the date / time, the gaze direction is constrained or imaged at a fixed interval. Therefore, the database 11 stores a combination of the line-of-sight direction and the date / time of the image photographed in this way as a candidate, and the line-of-sight direction designation receiving unit 3 and the date / time designation receiving unit 2 select from these candidates. You may enable it to select a look direction and a date.

太陽位置計算部4は、このようにして場所指定受付部1、日時指定受付部2がそれぞれ受け付けた場所および日時に基づいて太陽位置を計算する。擬似光源位置計算部5は、算出された太陽位置および視線方向指定受付部3が受け付けた視線方向に基づいて擬似光源の位置を計算する。対象物撮影部7のカメラ13は、算出した擬似光源位置に配置された光源14を用いて対象物画像15を撮影する。   The solar position calculation unit 4 calculates the solar position based on the location and date / time received by the location designation receiving unit 1 and the date / time designation receiving unit 2 in this way. The simulated light source position calculation unit 5 calculates the position of the simulated light source based on the calculated sun position and the viewing direction received by the viewing direction designation receiving unit 3. The camera 13 of the object photographing unit 7 photographs the object image 15 using the light source 14 arranged at the calculated pseudo light source position.

一方、屋外風景取得部8は、場所指定受付部1、日時指定受付部2、視線方向指定受付部3で受け付けた場所/日時/視線方向を検索条件としてデータベース11を検索し、これらの情報に対応する屋外風景画像16を検索結果として取得する。合成部9は、これら対象物画像15と屋外風景画像16を合成して合成画像17を生成する。   On the other hand, the outdoor scenery acquisition unit 8 searches the database 11 using the place / date / time / line-of-sight direction received by the place designation reception unit 1, the date / time designation reception unit 2, and the line-of-sight direction designation reception unit 3 as search conditions. A corresponding outdoor landscape image 16 is acquired as a search result. The synthesizing unit 9 synthesizes the object image 15 and the outdoor scenery image 16 to generate a synthesized image 17.

本システムの最も想定される利用の仕方は次の通りである。まず、視線方向を固定し或いはある程度制約を与えた定点カメラで、定期的かつ継続的に屋外風景を撮影してデータベース11に記憶する。合成画像の作成を所望する利用者は、訪れた場所あるいは訪れる予定の場所、その日時、カメラの視線方向を場所指定受付部1、日時指定受付部2、視線方向指定受付部3を用いてそれぞれ指定する。この場合、各指定受付部としては、キーボードやマウス等のヒューマンインタフェースが用いられる。   The most likely usage of this system is as follows. First, outdoor scenes are photographed regularly and continuously with a fixed point camera with a fixed line-of-sight direction or limited to some extent, and stored in the database 11. A user who desires to create a composite image uses the location designation receiving unit 1, the date designation receiving unit 2, and the gaze direction designation receiving unit 3 to indicate the visited or planned location, the date and time, and the viewing direction of the camera. specify. In this case, a human interface such as a keyboard or a mouse is used as each designation receiving unit.

また、利用者は、指定した場所、日時、視線方向における太陽光源の位置を擬似光源によって再現可能なスタジオ等の撮影環境で、利用者本人や他の人物その他の対象物について対象物撮影部7を用いた撮影をさせる。そして、利用者は、合成部9が生成した対象物画像と屋外風景画像を組み合わせた合成画像を受け取る。   In addition, the user can capture the object photographing unit 7 with respect to the user himself / herself and other persons in a photographing environment such as a studio that can reproduce the position of the solar light source in the designated place, date / time, and line-of-sight direction with a pseudo light source. Let's shoot using Then, the user receives a combined image obtained by combining the object image generated by the combining unit 9 and the outdoor scenery image.

図3は、第2実施例の処理を示す図である。ここでは、カメラ12は、撮影中の屋外風景画像21をその撮影の場所、日時、カメラ12の視線方向といった関連情報と共に本システムに伝送する。この伝送は有線で行ってもよいし無線で行ってもよい。また、この伝送はリアルタイムとすることが望ましいが、完全なリアルタイムを保証する必要はない。   FIG. 3 is a diagram showing processing of the second embodiment. Here, the camera 12 transmits the outdoor landscape image 21 being photographed to the present system together with related information such as the photographing location, date and time, and the viewing direction of the camera 12. This transmission may be performed by wire or wirelessly. Moreover, although it is desirable that this transmission is real time, it is not necessary to guarantee complete real time.

屋外風景取得部8は、伝送されてきた撮像中の画像を取得する。場所指定受付部1は、伝送されたきた関連情報の場所を指定された場所として受け付ける。日時指定受付部2、視線方向指定受付部3も、伝送されてきた関連情報の日時、視線方向をそれぞれ指定された日時、視線方向として受け付ける。   The outdoor scenery acquisition unit 8 acquires the transmitted image being captured. The location designation receiving unit 1 receives the location of the transmitted related information as the designated location. The date / time designation receiving unit 2 and the line-of-sight direction designation receiving unit 3 also receive the date / time and line-of-sight direction of the transmitted related information as the designated date / time and line-of-sight direction, respectively.

このようにして受け付けた場所/日時/視線方向の情報を用いて、太陽位置計算部4、擬似光源位置計算部5、光源再現部6、対象物撮影部7は、第1の実施例と同様の処理をそれぞれ行って対象物画像22を撮影する。合成部9は、屋外風景取得部8が取得した屋外風景画像21と撮影された対象物画像22とを合成して合成画像23を生成する。   Using the information of the location / date / time / line-of-sight direction received in this way, the sun position calculation unit 4, the simulated light source position calculation unit 5, the light source reproduction unit 6, and the object photographing unit 7 are the same as in the first embodiment. The object image 22 is photographed by performing each of the above processes. The synthesizing unit 9 synthesizes the outdoor scenery image 21 acquired by the outdoor scenery acquisition unit 8 and the captured object image 22 to generate a synthetic image 23.

図4は、第3実施例の処理を示す図である。第3実施例は、第1実施例を基本とするものであり、指定された場所、視線方向、日時と関連情報が一致する屋外風景の画像がデータベース11にある場合には、屋外風景取得部8はその画像を取得し、ない場合には、指定された場所、視線方向、日時に対して関連情報が一定の範囲内にある屋外風景の画像をデータベース11から取得する。   FIG. 4 is a diagram showing processing of the third embodiment. The third embodiment is based on the first embodiment. When the database 11 has an outdoor landscape image in which the designated location, line-of-sight direction, date and time and related information match, the outdoor landscape acquisition unit 8 obtains the image, and if not, obtains from the database 11 an image of an outdoor landscape whose related information is within a certain range with respect to the designated place, line-of-sight direction, and date and time.

場所指定受付部1、日時指定受付部2、視線方向指定受付部3は、取得された屋外風景の画像に関連付けられている場所、視線方向、日時をデータベース11から読み出し、指定された情報として受け付ける。   The location designation receiving unit 1, the date / time designation receiving unit 2, and the gaze direction designation receiving unit 3 read out the location, the gaze direction, and the date / time associated with the acquired outdoor scenery image from the database 11 and receive them as designated information. .

同図では、一例として、指定された日時(12/25の12:00)に対応する屋外風景画像がデータベース11に存在しなかった場合の処理を示している。この場合、屋外風景取得部8により、一日違いの12/26の12:00の屋外風景画像16をデータベース11から取得すると共に、日時指定受付部2により、屋外風景画像16に関連する日時をデータベース11から読み出して、指定された日時として受け付ける。その他の処理については、第1実施例と同様であるので、ここでは説明を省略する。   In the figure, as an example, a process when an outdoor landscape image corresponding to a designated date and time (12:00 on 12/25) does not exist in the database 11 is shown. In this case, the outdoor scenery acquisition unit 8 acquires the 12:00 outdoor scenery image 16 of 1/26 that is different from the day 1 from the database 11, and the date / time designation reception unit 2 sets the date and time related to the outdoor scenery image 16. Read from the database 11 and accept it as the specified date. Since other processes are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

第3実施例では、このように、指定された場所、日時、視線方向に一致する屋外風景画像がない場合に、これらの条件に類似した条件で撮影された屋外風景画像を取得する。条件の完全一致を要求しないのは、例えば太陽光源の位置は、仮に1日の差があったとしても大きく変わるものではなく、ほとんど無視できるからである。この他、例えば、1週間分程度の屋外風景画像を1日分の画像で代用させた場合でも、日時がほぼ等しければ太陽光源の位置もほぼ等しいことが期待できる。また、風景そのものも事故等により大きな変化がない限り、他の日付のもので代用することができる。日時、場所のほか、視線方向についても一定の範囲内のものであれば許容できる。   In the third example, when there is no outdoor scenery image that matches the designated place, date and time, and the line-of-sight direction, an outdoor scenery image taken under conditions similar to these conditions is acquired. The reason why the conditions do not completely match is that, for example, the position of the solar light source does not change greatly even if there is a difference of one day, and can be almost ignored. In addition, for example, even when an outdoor scenery image for about one week is substituted with an image for one day, it can be expected that the position of the solar light source is substantially equal if the date and time are substantially equal. Also, as long as there is no major change due to an accident or the like, the scenery itself can be substituted with another date. In addition to the date, time, and location, the gaze direction is acceptable as long as it is within a certain range.

屋外風景画像が類似しているか否かの判断には、例えば次のような手法を適用することができる。まず、指定された場所、日時、視線方向に基づいて擬似光源位置計算部5により後述する手法で擬似光源の方位を算出する。一方、データベース11に記憶されている屋外風景画像に関連付けられている場所、日時、視線方向に基づいて太陽位置計算部4により後述する手法で太陽光源の方位を算出する。この擬似光源の方位に対して、太陽光源の方位が例えば5度以下といった一定の閾値以下である場合には、その屋外風景画像は、太陽光源の条件としては類似した画像ということができる。よって、この屋外風景画像を代用可能とする。   For example, the following method can be applied to determine whether or not outdoor scenery images are similar. First, the direction of the pseudo light source is calculated by the pseudo light source position calculation unit 5 based on the designated location, date and time, and line-of-sight direction by a method described later. On the other hand, the azimuth | direction of a solar light source is calculated by the method mentioned later by the solar position calculation part 4 based on the place linked with the outdoor scenery image memorize | stored in the database 11, a date, and a gaze direction. When the orientation of the solar light source is below a certain threshold value, for example, 5 degrees or less with respect to the orientation of the pseudo light source, the outdoor scenery image can be said to be a similar image as the condition of the solar light source. Therefore, this outdoor scenery image can be substituted.

このように、検索の条件を完全一致にしないことで、屋外風景画像については代表的なものだけをデータベース11に記憶させておけば十分になるので、検索対象の画像データ量を削減でき、画像検索の際の演算量を低減することができる。   In this way, by not matching the search conditions completely, it is sufficient to store only typical outdoor scenery images in the database 11, so the amount of image data to be searched can be reduced, and the image The amount of calculation at the time of search can be reduced.

次に、太陽位置計算部4における処理について説明する。   Next, the process in the sun position calculation part 4 is demonstrated.

太陽位置計算部4は、指定された場所情報(緯度と経度)および日時情報を用いて太陽光源の位置を算出する。ここでは計算を簡単にするために、ある場所における日の出時刻、日の入時刻、及び南中時刻(太陽が真南にくる時刻)の関係を整理し、水平面上の方向を日の入→南中→日の出の角速度から算出する。一方、仰角については、南中時における仰角と日の出、日の入の角度分布から算出する。   The solar position calculation unit 4 calculates the position of the solar light source using the specified location information (latitude and longitude) and date / time information. In order to simplify the calculation here, the relationship between the sunrise time, sunset time, and south / central time (time when the sun goes to the south) at a certain place is arranged, and the direction on the horizontal plane is changed from sunset to south. Middle → Calculated from the angular velocity of sunrise. On the other hand, the elevation angle is calculated from the elevation angle, the sunrise, and the sunset angle distribution during the south-central time.

このことを踏まえて、まず測定点(基準点)Pにおける南中時刻の算出について図5を用いて説明する。ここでは、一例として北半球を前提とする。なお、いうまでもなく南半球で利用する場合には、南ではなく北を基準に考える。南半球で利用する場合については、逆補正をかけることで容易に取得できる情報であるため、詳細については説明を行わない。   Based on this, first, the calculation of the South / Central time at the measurement point (reference point) P will be described with reference to FIG. Here, the northern hemisphere is assumed as an example. Needless to say, when using in the southern hemisphere, the north is considered as the standard. The case of using in the Southern Hemisphere is information that can be easily acquired by applying reverse correction, and therefore will not be described in detail.

測定点Pにおける南中時刻をTs(時)、
測定点Pの経度をλ(東経は+、西径は−)、
測定点Pの属する地域の標準時の経度をλ0(度)、
測定点Pにおける正午の太陽の均時差(太陽軌道の季節によるずれを補正する値)をΔT、
地球の時角(単位時間あたりの回転角度)をΔH、
とすると、測定点Pにおける南中時刻Tsについて次の関係式が成立する。
The south-span time at the measurement point P is Ts (hour),
The longitude of the measurement point P is λ (+ for east longitude,-for west diameter),
The standard time longitude of the area to which the measurement point P belongs is λ0 (degrees),
ΔT, the time difference of the sun at noon at the measurement point P (a value that corrects the seasonal shift of the solar orbit)
The earth's hour angle (rotation angle per unit time) is ΔH,
Then, the following relational expression is established for the south-central time Ts at the measurement point P.

Ts=12時−(λ−λ0)/ΔH−ΔT (1)
このように、南中時刻Tsは、経度λ、標準時基準経度λ0、時角ΔH=360度/24時間=15度、正午の近似差ΔTを用いて算出することができる。なお、λ=λ0、ΔTを0とし、Ts=12時と想定し、目的に応じて近似解で処理しても構わない。
Ts = 12: 00-([lambda]-[lambda] 0) / [Delta] H- [Delta] T (1)
As described above, the south-central time Ts can be calculated using the longitude λ, the standard time reference longitude λ0, the hour angle ΔH = 360 degrees / 24 hours = 15 degrees, and the approximate difference ΔT at noon. Note that λ = λ0, ΔT may be set to 0, and Ts = 12: 00, and an approximate solution may be processed according to the purpose.

次に、日の出時刻、日の入時刻の算出について説明する。ここでは、日の出(日の入り)〜南中までの赤径(H度)を考える。   Next, calculation of sunrise time and sunset time will be described. Here, the red diameter (H degree) from sunrise (sunset) to south-central is considered.

日の入りの時の水平線からの角度をμ度、
太陽の赤緯をσ度(但し、赤道から北回帰線の間は+とし、南回帰線までの間は−とする)、
指定された経度をφ(度)、
とすると球面の三角公式により次の関係式が成り立つ。
The angle from the horizon at sunset is μ degrees,
The sun's declination is σ degrees (however, it is + between the equator and the north regression line, and-between the south return line),
The specified longitude is φ (degrees),
Then, the following relational expression is established by the spherical triangle formula.

cosH=tanφ×tanσ−sinμ×secφ×secσ (2)
この式は、南中から日の入り/日の出までの時角Hを、P点の日の入り時の太陽の水平線からの角度μ、太陽の赤緯σ、指定された経度φを用いて算出できることを示している。
cosH = tanφ × tanσ−sinμ × secφ × secσ (2)
This formula shows that the time angle H from the south to the sunset / sunrise can be calculated using the angle μ from the sun's horizon at the sunset of point P, the declination σ of the sun, and the specified longitude φ. Yes.

また、日の出時刻と日の入り時刻は、それぞれをTo、Tiとすると、次式で算出できる。   Also, the sunrise time and sunset time can be calculated by the following equations, where To and Ti are respectively set.

To=Ts−H/ΔH (3)
Ti=Ts+H/ΔH (4)
この式は、日の出時刻と日の入り時刻を、南中時刻Ts、南中からの日の入りまでの時角H、地球の時角ΔHを用いて算出できることを示している。
To = Ts−H / ΔH (3)
Ti = Ts + H / ΔH (4)
This equation indicates that the sunrise time and sunset time can be calculated using the south-central time Ts, the time angle H from the south to the sunset, and the earth time angle ΔH.

次に、太陽の南中仰角の算出について図6を用いて説明する。同図において、Oは太陽軌道の中心をYZ平面に投影した時の中心であり、Ssは任意の南中時刻における太陽の位置、O’はOをZ軸に投影した位置である。線分OSsの長さを1とすると、次の関係式が成り立つ。   Next, the calculation of the sun's south elevation angle will be described with reference to FIG. In the same figure, O is the center when the center of the solar orbit is projected onto the YZ plane, Ss is the position of the sun at any south-intermediate time, and O 'is the position where O is projected onto the Z axis. When the length of the line segment OSs is 1, the following relational expression is established.

OP=|tanσ| (5)
O’P=|tanσ|× sinφ (6)
PSs=1/cos σ (7)
太陽の南中仰角を求めるために測定点Pからみた春分・秋分南中時の太陽の仰角をΨ0(度)とすると次式が成り立つ。
OP = | tanσ | (5)
O′P = | tanσ | × sinφ (6)
PSs = 1 / cos σ (7)
In order to obtain the south elevation angle of the sun, assuming that the elevation angle of the sun at the spring equinox / autumn south as seen from the measurement point P is ψ0 (degrees), the following equation is established.

Ψ0=90(度)−φ (8)
また、測定点Pからみた南中時の太陽位置Ssの仰角をΨsとすると次式が成り立つ。
Ψ0 = 90 (degrees) −φ (8)
Further, when the elevation angle of the solar position Ss at the time of south and middle as seen from the measurement point P is ψs, the following equation is established.

Ψs=90(度)−φ+σ (9)
これらの式は、測定点Pからみた春分・秋分南中時の太陽の仰角Ψ0をP点の緯度φから算出でき、測定点Pからみた南中時の太陽の仰角ΨsをP点の緯度φと太陽の赤緯σから算出できることを示している。
Ψs = 90 (degrees) −φ + σ (9)
These equations can calculate the sun's elevation angle Ψ0 from the measurement point P from the latitude φ of the sun at the spring equinox / autumn, and the sun elevation angle Ψs from the measurement point P to the latitude φ of the P point. It can be calculated from the declination σ of the sun.

次に、太陽軌道面の絶対方位の算出について図7を用いて説明する。同図では、太陽軌道と観測点との位置関係を示している。Oは太陽軌道の中心をYZ平面に投影した時の中心である。絶対方位は軸方向北から右回りに360度とする。αは太陽光源の水平面上の絶対方位であり、Ψは太陽の仰角である。任意時刻Tにおける太陽軌道面の絶対方位をθ(度)とすると次の関係式が成り立つ。   Next, calculation of the absolute orientation of the solar orbital plane will be described with reference to FIG. The figure shows the positional relationship between the solar orbit and observation points. O is the center when the center of the solar orbit is projected onto the YZ plane. The absolute direction is 360 degrees clockwise from the north in the axial direction. α is the absolute orientation of the solar light source on the horizontal plane, and ψ is the elevation angle of the sun. If the absolute orientation of the solar orbital plane at an arbitrary time T is θ (degrees), the following relational expression is established.

θ={(T−Ts)×ΔH}+180度 (10)
この式は、測定点Pからみた任意時刻の太陽軌道面の絶対方位θを、南中時刻Ts、地球の時角ΔHから算出できることを示している。
θ = {(T−Ts) × ΔH} +180 degrees (10)
This equation indicates that the absolute azimuth θ of the solar orbital plane at an arbitrary time viewed from the measurement point P can be calculated from the south-central time Ts and the earth time angle ΔH.

続いて、太陽の水平面上の絶対方位の算出について図7と図8を用いて説明する。   Next, calculation of the absolute orientation on the horizontal plane of the sun will be described with reference to FIGS.

図8は、太陽軌道をYZ平面に投影した様子を示した図である。図8において、O’は太陽軌道の中心をYZ平面に投影した時の中心である。SはYZ面に投影した太陽位置である。SPは測定点から太陽までのYZ平面上の距離である。絶対方位は北を0度にして右回りに360度と定義する。測定点Pからみた太陽までの距離SPをR、測定点Pからみた任意時刻の太陽の水平面上の絶対方位をαとすると次の関係式が成り立つ。   FIG. 8 is a diagram showing a state in which the solar orbit is projected onto the YZ plane. In FIG. 8, O ′ is the center when the center of the solar orbit is projected onto the YZ plane. S is the sun position projected on the YZ plane. SP is the distance on the YZ plane from the measurement point to the sun. The absolute direction is defined as 360 degrees clockwise with 0 degrees north. When the distance SP from the measurement point P to the sun is R, and the absolute azimuth on the horizontal plane of the sun at the arbitrary time viewed from the measurement point P is α, the following relational expression is established.

R=√(sinθ^2+(sinΨ0×|cosθ|+cosΨ0×|tanσ|)^2)(11)
α=(sin(|sinθ|/R))^(−1) (12)
これらの式は、測定点Pからみた任意時刻の太陽水平面絶対方位αと測定P点から見た太陽までの距離Rを、測定点Pからみた任意時刻の太陽軌道面の絶対方位θ、測定点Pからみた春分・春分南中時の太陽の仰角Ψ0、太陽の赤緯σを用いて算出できることを示している。
R = √ (sinθ ^ 2 + (sinΨ0 × | cosθ | + cosΨ0 × | tanσ |) ^ 2) (11)
α = (sin (| sinθ | / R)) ^ (− 1) (12)
These formulas express the solar horizontal plane absolute azimuth α at an arbitrary time as viewed from the measurement point P and the distance R to the sun as viewed from the measurement P point. This shows that the calculation can be made using the elevation angle Ψ0 of the sun and the declination σ of the sun at the spring equinox / southern equinox as seen from P.

測定点Pからみた絶対方位がαのときの太陽仰角をΨとすると次の関係式が成り立つ。   When the sun elevation angle when the absolute azimuth viewed from the measurement point P is α is Ψ, the following relational expression is established.

Ψ=sin−1(R×cos σ×|cos α|) (13)
この式は、P点からみた絶対方位αのときの太陽の仰角Ψを、上記のR、α、θを使って算出できることを示している。以上の手法により、P点からみた太陽の水平面絶対方位α、仰角Ψが算出される。
Ψ = sin −1 (R × cos σ × | cos α |) (13)
This equation indicates that the elevation angle Ψ of the sun when the absolute azimuth α is viewed from the point P can be calculated using the above R, α, and θ. With the above method, the absolute horizontal plane direction α and elevation angle Ψ of the sun as viewed from the point P are calculated.

次に、擬似光源位置計算部5における処理について図9を用いて説明する。対象物撮影時のカメラと被写体に対してどの方位に擬似光源が位置するのかを算出する際には、カメラの視線方向の水平面方位βと、仰角Ψcを加味して、太陽光源の水平面絶対方位αと仰角Ψを、カメラの視線方向軸を絶対座標系とした場合の方位と仰角に置き換えて考えることが必要となる。   Next, processing in the pseudo light source position calculation unit 5 will be described with reference to FIG. When calculating in which direction the pseudo light source is located with respect to the camera and the subject at the time of shooting the object, the horizontal plane absolute direction of the solar light source is taken into account by taking into account the horizontal plane direction β of the camera's line of sight and the elevation angle Ψc. It is necessary to consider α and the elevation angle Ψ by replacing them with the azimuth and the elevation angle when the viewing direction axis of the camera is an absolute coordinate system.

カメラの視線方向Dを(β、Ψc)、擬似光源の方位を(αs、Ψs)とすると、擬似光源の水平面方位αsは、太陽光源の水平面絶対方位αとカメラの水平面方位βとの差分として算出できる。また、擬似光源の仰角Ψsは、太陽光源の仰角Ψとカメラ視線方向の仰角Ψcとの差分として算出できる。運用上、カメラや被写体の位置、角度が大きく変わることは考えにくいため、擬似光源の仰角Ψsは、太陽の仰角Ψで置き換えても構わない。   When the viewing direction D of the camera is (β, Ψc) and the direction of the pseudo light source is (αs, Ψs), the horizontal plane direction αs of the pseudo light source is a difference between the horizontal plane absolute direction α of the solar light source and the horizontal plane direction β of the camera. It can be calculated. Further, the elevation angle Ψs of the pseudo light source can be calculated as a difference between the elevation angle Ψ of the solar light source and the elevation angle Ψc in the camera viewing direction. In operation, it is unlikely that the position and angle of the camera and the subject will change greatly, so the elevation angle Ψs of the pseudo light source may be replaced with the elevation angle Ψ of the sun.

以上の算出手法により、カメラに対する擬似光源の方位(αs、Ψs)が算出される。なお、太陽光源位置の算出、擬似光源位置の算出は、上記の手法に限られるものではなく、他の手法を適用しても構わない。   With the above calculation method, the orientation (αs, Ψs) of the pseudo light source with respect to the camera is calculated. The calculation of the solar light source position and the calculation of the pseudo light source position are not limited to the above-described method, and other methods may be applied.

次に、データベース11におけるデータの保持手法には種々の変形が考えられるので、この点について説明する。データベース11には、屋外風景画像に関連付けて、その画像の撮影場所、撮影日時、カメラの視線方向のほか、晴れ/曇り/雨といった天候、屋外風景の撮影場所一帯の人出といった予備情報を含む関連情報を格納しておくようにしてもよい。このように屋外風景画像に天候情報を関連付けてデータベース11に格納した場合には、指定受付部が日時や場所の指定を受け付ける際に、利用者にとっては天候を参照することでその画像を利用するか否かの選択肢を増やすことができ、また、近似しているほかの画像を取り出すということもできる。さらには、擬似光源を再現する際に天候情報を利用することもできる。この場合、例えば、光源再現部に光源の強度を制御する制御部を設け、この制御部に対して晴れの場合には強度を強く、曇りや雨の場合には強度を弱くするように命令信号を入力するように構成してもよい。   Next, since various modifications can be considered in the data holding method in the database 11, this point will be described. The database 11 includes, in association with an outdoor landscape image, preliminary information such as the shooting location of the image, the shooting date and time, the direction of the camera's line of sight, weather such as sunny / cloudy / rainy, and the number of people in the outdoor landscape shooting location. Related information may be stored. When weather information is associated with an outdoor landscape image and stored in the database 11 as described above, when the designation receiving unit accepts designation of date and time or location, the user uses the image by referring to the weather. It is possible to increase the number of choices of whether or not, and it is possible to extract other images that are close to each other. Furthermore, weather information can also be used when reproducing the simulated light source. In this case, for example, a control unit that controls the intensity of the light source is provided in the light source reproduction unit, and the control signal is given to the control unit so as to increase the intensity when it is clear and to decrease the intensity when it is cloudy or rainy. May be input.

また、データベース11に屋外風景画像を格納する際に、太陽位置計算部4と擬似光源位置計算部5を利用して、撮影場所における絶対的な太陽光源位置(α,Ψ)や、カメラ位置に対する相対的な太陽光源位置等の情報を演算し、これらの情報も関連付けて格納するようにしてもよい。   Further, when storing the outdoor scenery image in the database 11, the solar position calculation unit 4 and the pseudo light source position calculation unit 5 are used to calculate the absolute solar light source position (α, Ψ) at the shooting location and the camera position. Information such as a relative solar light source position may be calculated, and these pieces of information may be stored in association with each other.

また、第3実施例において、指定された条件に一定の範囲内に収まる類似画像を検索する際に、日時、場所、カメラの視線方向をそれぞれ比較し、その差分値が少ないという点から判断してもよいし、カメラ位置に対する相対的な太陽光源位置が一致しているという点から判断してもよい。   Further, in the third embodiment, when searching for similar images that fall within a certain range under the specified conditions, the date and time, the location, and the line-of-sight direction of the camera are respectively compared, and it is determined that the difference value is small. Alternatively, it may be determined from the point that the relative position of the solar light source with respect to the camera position is the same.

したがって、本実施の形態によれば、指定された場所、カメラの視線方向、日時における太陽光源を擬似的に再現して対象物を撮影するとともに、指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得し、これら対象物の画像と屋外風景の画像とを合成することで、光源が一致した合成画像を容易に得ることができる。これにより、優れた品質の合成画像を提供することが可能となる。   Therefore, according to this embodiment, the solar light source at the designated location, camera viewing direction, date and time is simulated to photograph the object, and the designated location, viewing direction, and date are supported. By acquiring an image of an outdoor landscape and synthesizing the image of the object and the image of the outdoor landscape, it is possible to easily obtain a combined image with matching light sources. Thereby, it is possible to provide a composite image with excellent quality.

本実施の形態によれば、屋外風景の画像を予め撮影しておき、この画像を場所、視線方向、日時に関連付けて予めデータベースに記憶しておくことで、屋外風景の画像を容易に取得することができる。   According to the present embodiment, an image of an outdoor landscape is captured in advance, and the image of the outdoor landscape is easily acquired by storing the image in advance in association with the location, line-of-sight direction, and date / time. be able to.

本実施の形態によれば、撮像中のカメラから伝送されてくる屋外風景の画像を取得し、この画像を撮影している場所、カメラの視線方向、撮影の日時を指定された情報として受け付けることで、リアルタイムの屋外風景画像と対象物の画像との合成が可能になる。   According to the present embodiment, an image of an outdoor landscape transmitted from the camera being imaged is acquired, and the location where the image is captured, the viewing direction of the camera, and the shooting date and time are received as specified information. Thus, a real-time outdoor landscape image and an object image can be combined.

本実施の形態によれば、あらゆる場所、視線方向、日時の屋外風景の画像を撮影し記憶しておくことは困難である一方、場所、視線方向、日時が多少ずれたとしても太陽光源の位置に大きな変化はないことから、記憶しておく屋外風景の画像は代表的なものだけとし、指定された場所、視線方向、日時に関連情報が一致する屋外風景の画像がデータベースにない場合には、一定の範囲内にある類似の屋外風景の画像を取得することで、対象物の画像と屋外風景の画像とで光源の位置が極めて近い合成画像を生成できるとともに、屋外風景の画像データ量を削減し、画像検索の際の演算量を低減させることができる。   According to the present embodiment, it is difficult to capture and store images of outdoor scenery at every place, line-of-sight direction, date and time, while the position of the solar light source is even if the place, line-of-sight direction, date and time are slightly shifted Since there are no major changes, the images of outdoor landscapes to be stored are only representative, and if there are no images of outdoor landscapes in the database that have related information that matches the specified location, line-of-sight direction, and date / time By acquiring images of similar outdoor scenery within a certain range, it is possible to generate a composite image in which the position of the light source is extremely close to the target image and the outdoor scenery image, and to reduce the amount of image data of the outdoor scenery. It is possible to reduce the amount of calculation at the time of image search.

なお、上記実施の形態で説明した合成画像が効果的に用いられるケースとしては、例えば、旅行先で風光明媚な情景をバックに記念撮影をする際に、天候条件が悪く本来の美しい情景の撮影が困難であったり、人波等による障害物があったときが考えられる。また、利用者が衣装を自由に変更したい場合にも応用することができる。   In addition, as a case where the composite image described in the above embodiment is effectively used, for example, when taking a commemorative photo with a scenic scene at a travel destination, photographing an original beautiful scene with bad weather conditions Is difficult, or there are obstacles due to human waves. It can also be applied when the user wants to freely change the costume.

また、業務用の映画撮影においては、対象者をあらゆる角度から撮影しておき、コンピュータグラフィックス技術を駆使して画像を合成することが盛んに行われているが、本システムを用いれば、擬似光源の位置を計算して対象物を撮影するので、あらゆる角度から撮影する必要がなく、より簡単に合成画像を得ることができる。   In addition, in movie shooting for business use, it has been popular to shoot the subject from all angles and combine the images using computer graphics technology. Since the object is photographed by calculating the position of the light source, it is not necessary to photograph from any angle, and a composite image can be obtained more easily.

本実施の形態における画像は、静止画像であっても動画像であってもよいものである。静止画像は、そのフォーマットとして例えばJPEG、GIF、Bitmapなど静止画像を表示可能なものであれば、とくに条件を問わない。また、動画像は、そのフォーマットとして例えばAVI、MPEGなど動画像を表示可能なものであれば、特に条件を問わない。   The image in the present embodiment may be a still image or a moving image. The still image is not particularly limited as long as it can display a still image, such as JPEG, GIF, or Bitmap. The moving image is not particularly limited as long as the moving image can display a moving image such as AVI or MPEG.

一実施の形態における画像合成システムの構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the image composition system in one embodiment. 第1実施例における画像合成システムの処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the image composition system in 1st Example. 第2実施例における画像合成システムの処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the image composition system in 2nd Example. 第3実施例における画像合成システムの処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the image composition system in 3rd Example. 任意の場所における南中時刻の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the south / central time in arbitrary places. 任意の場所における南中時刻の算出手法を補足説明するための図である。It is a figure for supplementary explanation about the calculation method of the south / central time in arbitrary places. 太陽光源の軌道面上における絶対方位の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the absolute azimuth | direction on the track surface of a solar light source. 太陽光源の仰角の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the elevation angle of a solar light source. 太陽光源とカメラの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of a solar light source and a camera.

符号の説明Explanation of symbols

1…場所指定受付部
2…日時指定受付部
3…視線方向指定受付部
4…太陽位置計算部
5…擬似光源位置計算部
6…光源再現部
7…対象物撮影部
8…屋外風景取得部
9…合成部
11…データベース
12,13…カメラ
14…光源
15,22…対象物画像
16,21…屋外風景画像
17,23…合成画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Place designation reception part 2 ... Date designation reception part 3 ... Gaze direction designation reception part 4 ... Solar position calculation part 5 ... Pseudo light source position calculation part 6 ... Light source reproduction part 7 ... Object imaging | photography part 8 ... Outdoor scenery acquisition part 9 ... Composition part 11 ... Database 12,13 ... Camera 14 ... Light source 15,22 ... Object image 16,21 ... Outdoor scenery image 17,23 ... Composite image

Claims (6)

屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させる指定受付手段と、
指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させる太陽位置計算手段と、
太陽位置および視線方向をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させる擬似光源位置計算手段と、
メモリから読み出された擬似光源の位置に配置された光源を用いて対象物の画像を撮影してメモリに記憶させる撮影手段と、
指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得する取得手段と、
撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成する合成手段と、
を有することを特徴とする画像合成システム。
A designation accepting means for accepting designation of an outdoor landscape location, camera gaze direction, date and time, and storing it in a memory;
A solar position calculation means for reading out the designated place and date from the memory, calculating the position of the sun at the location and the date based on these information, and storing it in the memory;
A pseudo light source position calculating means for reading the sun position and the line-of-sight direction from the memory, calculating the position of the pseudo light source based on the information, and storing it in the memory;
Photographing means for photographing an image of an object using a light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory and storing the image in the memory;
An acquisition means for acquiring an image of an outdoor landscape corresponding to a specified location, line-of-sight direction, and date and time;
A synthesizing means for synthesizing an image of the photographed object with an image of an outdoor landscape read out from the memory;
An image synthesis system comprising:
屋外風景の画像を、その場所、撮影したカメラの視線方向、撮影の日時を含む関連情報に関連付けて格納しておく格納手段を有し、
前記取得手段は、指定された場所、視線方向、日時に関連情報が対応する屋外風景の画像を前記格納手段から取得することを特徴とする請求項1記載の画像合成システム。
Storage means for storing an image of an outdoor landscape in association with related information including the location, the direction of the line of sight of the captured camera, and the date and time of shooting;
The image synthesizing system according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires an image of an outdoor landscape corresponding to the specified location, line-of-sight direction, and date / time from the storage unit.
前記取得手段は、撮影中のカメラから伝送されてくる画像を取得するものであって、
前記指定受付手段は、撮影中のカメラの場所、視線方向、撮影の日時を指定された情報として受け付けることを特徴とする請求項1記載の画像合成システム。
The acquisition means acquires an image transmitted from a camera being photographed,
2. The image composition system according to claim 1, wherein the designation accepting unit accepts the location of the camera being photographed, the viewing direction, and the date and time of photographing as designated information.
前記取得手段は、指定された場所、視線方向、日時に対して関連情報が一致する屋外風景の画像が前記格納手段にある場合には当該画像を取得し、ない場合には指定された場所、視線方向、日時に対して関連情報が一定の範囲内にある屋外風景の画像を前記格納手段から取得するものであって、
前記指定受付手段は、当該屋外風景の画像についての関連情報を指定された情報として受け付けることを特徴とする請求項2記載の画像合成システム。
The acquisition unit acquires the image when the storage unit has an image of an outdoor landscape whose related information matches the specified location, line-of-sight direction, and date / time, and if not, the specified location, An image of an outdoor landscape whose related information is within a certain range with respect to the line-of-sight direction and the date and time is acquired from the storage means,
3. The image composition system according to claim 2, wherein the designation accepting unit accepts related information about the outdoor scenery image as designated information.
屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させるステップと、
指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させるステップと、
太陽位置および視線方向をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させるステップと、
メモリから読み出された擬似光源の位置に配置した光源を用いて撮影された対象物の画像をメモリに記憶させるステップと、
指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得するステップと、
撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成するステップと、
を有することを特徴とする画像合成方法。
Accepting designation of the location of the outdoor scenery, the direction of the camera's line of sight, date and time, and storing it in the memory;
Reading out the designated place and date from the memory, calculating the location and the position of the sun at the date and time based on these information, and storing them in the memory;
Reading the sun position and line-of-sight direction from the memory, calculating the position of the pseudo light source based on these information, and storing it in the memory;
Storing an image of an object photographed using a light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory in the memory;
Acquiring an image of an outdoor landscape corresponding to a specified location, line-of-sight direction, and date and time;
Synthesizing an image of the captured object with an image of an outdoor landscape read out from the memory; and
An image synthesizing method characterized by comprising:
屋外風景の場所、カメラの視線方向、日時の指定を受け付けてメモリに記憶させる処理と、
指定された場所、日時をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて当該場所および当該日時における太陽の位置を計算してメモリに記憶させる処理と、
太陽位置および視線位置をメモリから読み出し、これらの情報に基づいて擬似光源の位置を計算してメモリに記憶させる処理と、
メモリから読み出された擬似光源の位置に配置した光源を用いて撮影された対象物の画像をメモリに記憶させる処理と、
指定された場所、視線方向、日時に対応する屋外風景の画像を取得するステップと、
撮影した対象物の画像をメモリから読み出して取得した屋外風景の画像と合成する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像合成プログラム。
Processing to accept the location of the outdoor scenery, camera gaze direction, date and time, and store it in the memory;
A process of reading the designated place and date from the memory, calculating the location of the sun based on the information and the date and storing it in the memory, and
A process of reading the sun position and line-of-sight position from the memory, calculating the position of the pseudo light source based on these information, and storing it in the memory;
Processing to store in the memory an image of the object photographed using the light source arranged at the position of the pseudo light source read from the memory;
Acquiring an image of an outdoor landscape corresponding to a specified location, line-of-sight direction, and date and time;
Processing to synthesize the image of the captured object with the image of the outdoor landscape obtained by reading from the memory;
An image composition program for causing a computer to execute the above.
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