JP4703667B2 - 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 - Google Patents
画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4703667B2 JP4703667B2 JP2008030554A JP2008030554A JP4703667B2 JP 4703667 B2 JP4703667 B2 JP 4703667B2 JP 2008030554 A JP2008030554 A JP 2008030554A JP 2008030554 A JP2008030554 A JP 2008030554A JP 4703667 B2 JP4703667 B2 JP 4703667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- coordinates
- conversion
- screen
- following equation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 190
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 91
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 57
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 46
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 38
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 30
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 21
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 22
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N (2s)-2-[[4-[2-(2,4-diaminoquinazolin-6-yl)ethyl]benzoyl]amino]-4-methylidenepentanedioic acid Chemical compound C1=CC2=NC(N)=NC(N)=C2C=C1CCC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CC(=C)C(O)=O)C(O)=O)C=C1 NAWXUBYGYWOOIX-SFHVURJKSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Description
次式を用いて−β回転処理を行い、座標(x,y)を座標(x’,y’)に回転するステップと、
次式を用いて−β回転処理を行い、座標(x,y)を座標(x’,y’)に回転するステップと、
元画像の輝度値をP(I,J)、変換後の輝度値をp(i,j)とすると、近傍の4画素の画素値の重み付け平均を、次式
p(i,j)=(1+J−J’){(1+I−I’)P(I,J)+(I’−I)P(I+1,J)}+(J’−J){(1+I−I’)P(I,J+1)+(I’−I)P(I+1,J+1)}
で求めるようにしても良い。
次式を用いて−β回転処理を行い、座標(x,y)を座標(x’,y’)に回転する手段と、
次式を用いて−β回転処理を行い、座標(x,y)を座標(x’,y’)に回転する手段と、
元画像の輝度値をP(I,J)、変換後の輝度値をp(i,j)とすると、近傍の4画素の画素値の重み付け平均を、次式
p(i,j)=(1+J−J’){(1+I−I’)P(I,J)+(I’−I)P(I+1,J)}+(J’−J){(1+I−I’)P(I,J+1)+(I’−I)P(I+1,J+1)}
で求める構成であっても良い。
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X’,Y’)を求める手段と、
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X,Y)を座標(X’,Y’)に回転する手段と、
元画像の輝度値をP(i,j)、変換後の輝度値をp(I,J)とすると、近傍の4画素の画素値の重み付け平均を、次式
p(I,J)=(1+j−j’){(1+i−i’)P(i,j)+(i’−i)P(i+1,j)}+(j’−j){(1+i−i’)P(i,j+1)+(i’−i)P(i+1,j+1)}
で求める構成であっても良い。
tanθ=X/l
tanθ=xcosα/(l−xsinα)
これらの式からXとxとの関係を求めると、次式(1)が得られる。
X=(lxcosα)/(l−xsinα) 式(1)
上記式(1)に対して以下に示す如き変換を行うと、逆変換式(2)が得られる。
X(l−xsinα)=lxcosα
x(lcosα+Xsinα)=Xl
x=Xl/(lcosα+Xsinα) 式(2)
図6は、基準面RP上の点のy方向の移動を説明する図である。基準面RP上の点yは、基準面RPが角度αだけ傾けられることにより、撮像画像上では、あたかも傾けられる前の元の位置にある基準面RPの点Yに移動したかのように見える。従って、図6においてカメラ13と点Yとを結ぶ仮想線と、z軸とのなす角度(傾き方向)βは、次の2つの式を満足する。
tanβ=Y/l
tanβ=y/(l−xsinα)
これらの式からYとyとの関係を求めると、次式(3)が得られる。
Y=ly/(l−xsinα) 式(3)
上記式(3)に対して以下に示す如き変換を行い、上記逆変換式(2)を代入すると、逆変換式(4)が得られる。
ly=Y(l−xsinα)
ly=Y{l−(Xlsinα)/(lcosα+Xsinα)}
y=Y{lcosα/(lcosα+Xsinα)} 式(4)
上記式(1),(2)は次式(5)に、上記式(3),(4)は次式(6)の如き式にまとめることができる。
p(i,j)=(1+J−J’){(1+I−I’)P(I,J)+(I’−I)P(I+1,J)}+(J’−J){(1+I−I’)P(I,J+1)+(I’−I)P(I+1,J+1)} 式(17)
式(12)〜式(15)は一般解であるが、カメラ13の傾き方向が0度(又は180度)の場合や、90度(又は270度)の場合には、式を簡略化することができる。カメラ13の傾き方向が0度(又は180度)の場合には、β=0なので、式(12)の代わりに次式(12A)を使用することができる。又、基準面RPに対して光軸が垂直なカメラ13を単純に+x方向又は−x方向に傾けた場合に、カメラ13の光軸回りの回転がなければ、γ=0となり、式(14)は簡略化できる。
例えば、図19に示すように、画像投影装置31がスクリーン32の上側に角度αだけ傾いている場合には、上記式(21)〜式(26)においてβとγの変換を省略するために、傾きの変換処理に用いる式のxとyを入れ替える必要がある。つまり、式(21)〜式(24)の代わりに、次式(21B),(22B),(24B)を計算すれば良いことになる。尚、画像投影装置31がスクリーン32の下側に角度αだけ傾いている場合には、αの値を負に設定することで、次式(21B),(22B),(24B)を計算すれば良いことになる。尚、式(24B)は式(24A)と同じである。
上記単位ベクトルC*として、任意の向きを許すためにC*を次式(27)で表す。カメラ13で撮像された撮像画像上のy軸の正方向の単位ベクトルC⊥*は次式(28)で表す。ここで、単位ベクトルC*とC⊥*は、直交するベクトルである。
α=tan−1{(as 2+bs 2)1/2/cs}
β=tan−1(bs/as) 式(33)
角度γについては、以下のように求められる。先ず、傾き方向のベクトル(cosβ,sinβ,0)と直交し、且つ、xy平面に平行なベクトルe*=(−sinβ,cosβ,0)を考える。このベクトルe*は、ベクトルC’*とも直交するベクトルである。又、ベクトル(cosβ,sinβ,0)の向きをx軸の正方向とみなすと、ベクトルe*の向きはy軸の正方向となる。
(C⊥’*×e*)・C’*=(sinγ・C’*)・C’*=sinγ
上記式の左辺は、次のように書き換えられるので、sinγは次式(34)により求めることができる。
左辺=(−c⊥scosβex*−c⊥ssinβey*−(a⊥scosβ+
b⊥ssinβ)ez*)・(asex*+bsey*+csez*)
=−ascscosβ−bsc⊥ssinβ+cs(a⊥scosβ+
b⊥ssinβ)
sinγ=−asc⊥scosβ−bsc⊥ssinβ+cs(a⊥scosβ+
b⊥ssinβ) 式(34)
画像投影装置31の場合も同じ計算方法で角度α,β,γを求めることができる。しかし、より簡単な方法で上記角度α,β,γを求めることもできる。以下に、このより簡単な方法を説明する。図24は、画像投影装置31がスクリーン32に対して上向きに角度θx傾いており、且つ、右向きに角度θy傾いている場合を説明する図である。図24(a)は、画像投影装置31がスクリーン32に対して上向きに角度θx傾いている状態を示し、図24(b)は、画像投影装置31がスクリーン32に対して右向きに角度θy傾いている状態を示す。
tanβ=−sinθx/(cosθx・sinθy)
cosα=cosθx・cosθy 式(35)
角度γについては、γ=βを近似解とすることができる。しかも、実際に投影されたスクリーン32上の投影画像が水平となるように画像投影装置31の位置をマニュアルで調整することで、角度γの誤差が補正されるので、γ=βとみなすことにより発生する誤差は、実用上は問題とならないからである。
即ち、上記式(7A)〜(9A)に続いて上記式(18)〜(20)の計算を行えば良い。ただし、式(9A)と式(18)の計算はまとめて行えるので、結果的には、式(7A)、式(8A)、次式(9B)、次式(19A)及び式(20)を計算すれば良いことになる。
(付記1)
コンピュータにより画像変換処理を行う画像変換方法であって、
基準面に対して撮像手段又は対象物が任意の角度回転し、更に光軸が任意の角度傾いた撮像手段により撮像した撮像画像を、該基準面に対して光軸が垂直な状態の撮像手段により撮像した撮像画像と実質的に等価な画像に変換する座標変換ステップと、
変換後の座標値に対応した輝度値として、変換前座標の輝度値を代入する輝度値代入ステップとを含むことを特徴とする、画像変換方法。
(付記2)
前記座標変換ステップは、
該撮像手段の光軸の該基準面に対して垂直な軸に対する傾き角度をα、該光軸を該基準面に投影した場合の直線が、該基準面の基準軸(x軸)となす角度をβ、該撮像画像上での該撮像手段の傾き方向が、該画像上の基準軸(X軸)となす角度をγ、該撮像画像上の座標を(X,Y)、該基準面上の座標を(x,y)とすると、
α、β、γを用いて一意的に、変換後の画像の座標(x,y)の、変換前の対応する座標(X,Y)を求めることを特徴とする、付記1記載の画像変換方法。
(付記3)
基準面に対して撮像手段又は対象物が任意の角度回転し、更に光軸が任意の角度傾いた撮像手段により撮像した撮像画像を、該基準面に対して光軸が垂直な状態の撮像手段により撮像した撮像画像と実質的に等価な画像に変換する座標変換手段と、
変換後の座標値に対応した輝度値として、変換前座標の輝度値を代入する輝度値代入手段とを備えたことを特徴とする、画像変換装置。
(付記4)
前記座標変換手段は、
該撮像手段の光軸の該基準面に対して垂直な軸に対する傾き角度をα、該光軸を該基準面に投影した場合の直線が、該基準面の基準軸(x軸)となす角度をβ、該撮像画像上での該撮像手段の傾き方向が、該画像上の基準軸(X軸)となす角度をγ、該撮像画像上の座標を(X,Y)、該基準面上の座標を(x,y)とすると、
α、β、γを用いて一意的に、変換後の画像の座標(x,y)の、変換前の対応する座標(X,Y)を求めることを特徴とする、付記2記載の画像変換装置。
(付記5)
付記3又は4記載の画像変換装置から出力される変換後の画像に基づいて画像認識処理を行う画像認識手段を備えたことを特徴とする、画像認識装置。
(付記6)
付記5記載の画像認識装置から出力される画像認識結果に基づいてロボットの動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする、ロボット制御装置。
(付記7)
スクリーンに対して画像投影手段又は対象物が任意の角度回転し、更に光軸が任意の角度傾いた画像投影手段により投影する画像を、該スクリーンに対して光軸が垂直な状態の画像投影手段により投影した投影画像と実質的に等価な画像に変換する座標変換手段と、
変換後の座標値に対応した輝度値として、変換前座標の輝度値を代入する輝度値代入手段とを備えたことを特徴とする、画像投影装置。
(付記8)
前記座標変換手段は、
該画像投影手段の光軸の該スクリーンに対して垂直な軸に対する傾き角度をα、該光軸を該スクリーンに投影した場合の直線が、該スクリーンの基準軸(x軸)となす角度をβ、該投影画像上での該画像投影手段の傾き方向が、該画像上の基準軸(X軸)となす角度をγ、該撮像画像上の座標を(X,Y)、該スクリーン上の座標を(x,y)とすると、
α、β、γを用いて一意的に、変換後の画像の座標(x,y)の、変換前の対応する座標(X,Y)を求めることを特徴とする、付記7記載の画像投影装置。
Claims (4)
- スクリーンに対して光軸が任意の角度傾いた画像投影手段により投影する画像を、該スクリーンに対して光軸が垂直な状態の画像投影手段により投影した投影画像と実質的に等価な画像に変換する座標変換手段と、
変換後の座標値に対応した輝度値として、変換前座標の輝度値を代入する輝度値代入手段とを備え、
前記座標変換手段は、
該撮像手段と該スクリーンとの間の該スクリーンに対して垂直な方向上の距離をl、該撮像手段の光軸の該スクリーンに対して垂直な軸に対する傾き角度をα、該光軸を該スクリーンに投影した場合の直線が、該スクリーンの基準軸(x軸)となす角度をβ、該投影画像上での該撮像手段の傾き方向が、該画像上の基準軸(X軸)となす角度をγ、該投影画像上の座標を(X,Y)、該スクリーン上の座標を(x,y)とすると、
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X’,Y’)を求める手段と、
前記座標変換手段は、
前記スクリーン上の隣り合う画素の距離をdp、前記投影画像上の画素の座標を(I’,J’)とし、変換後の座標を(i,j)とし、夫々の画像の中心を(I 0 ,J 0 ),(i 0 ,j 0 )とすると、
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X,Y)を座標(X’,Y’)に回転する手段と、
- スクリーンに対して光軸が任意の角度傾いた画像投影手段により投影する画像を、該スクリーンに対して光軸が垂直な状態の画像投影手段により投影した投影画像と実質的に等価な画像に変換する座標変換ステップと、
変換後の座標値に対応した輝度値として、変換前座標の輝度値を代入する輝度値代入ステップと
をコンピュータに実行させ、
前記座標変換ステップは、
該撮像手段と該スクリーンとの間の該スクリーンに対して垂直な方向上の距離をl、該撮像手段の光軸の該スクリーンに対して垂直な軸に対する傾き角度をα、該光軸を該スクリーンに投影した場合の直線が、該スクリーンの基準軸(x軸)となす角度をβ、該投影画像上での該撮像手段の傾き方向が、該画像上の基準軸(X軸)となす角度をγ、該投影画像上の座標を(X,Y)、該スクリーン上の座標を(x,y)とすると、
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X’,Y’)を求めるステップと、
前記座標変換ステップは、
前記スクリーン上の隣り合う画素の距離をdp、前記投影画像上の画素の座標を(I’,J’)とし、変換後の座標を(i,j)とし、夫々の画像の中心を(I0,J0),(i0,j0)とすると、
次式を用いて−γ回転処理を行い、座標(X,Y)を座標(X’,Y’)に回転するステップと、
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008030554A JP4703667B2 (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008030554A JP4703667B2 (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003568609A Division JP4260634B2 (ja) | 2002-02-15 | 2002-02-15 | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011003455A Division JP5041079B2 (ja) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008135064A JP2008135064A (ja) | 2008-06-12 |
JP4703667B2 true JP4703667B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=39559828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008030554A Expired - Fee Related JP4703667B2 (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4703667B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010127819A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 多面体位置検出装置及び検出方法 |
JP2012150636A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Seiko Epson Corp | 投写型表示装置及び情報処理システム |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0566739A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Sony Corp | 投射型画像表示装置 |
-
2008
- 2008-02-12 JP JP2008030554A patent/JP4703667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0566739A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-03-19 | Sony Corp | 投射型画像表示装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008135064A (ja) | 2008-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7561754B2 (en) | Image transformation apparatus for image transformation of projected image by preventing distortion | |
WO2021103347A1 (zh) | 投影仪的梯形校正方法、装置、系统及可读存储介质 | |
US8279297B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, and storage medium | |
US10958883B2 (en) | Projection control apparatus, projection apparatus, projection control method, and storage medium storing program | |
KR102328020B1 (ko) | 하나의 룩업 테이블을 이용한 파노라마 영상 출력 시스템 및 방법 | |
JP4340923B2 (ja) | プロジェクタ、プログラムおよび情報記憶媒体 | |
JP5257616B2 (ja) | プロジェクター、プログラム、情報記憶媒体および台形歪み補正方法 | |
JP5961945B2 (ja) | 画像処理装置、その画像処理装置を有するプロジェクタ及びプロジェクタシステム、並びに、画像処理方法、そのプログラム、及び、そのプログラムを記録した記録媒体 | |
JP7289653B2 (ja) | 制御装置、内視鏡撮像装置、制御方法、プログラムおよび内視鏡システム | |
TWI439788B (zh) | 投影校正系統及方法 | |
JP5256899B2 (ja) | 画像補正装置、画像補正方法、プロジェクタおよびプロジェクションシステム | |
JP4416827B1 (ja) | 評価装置、校正方法、校正プログラム、及び、記録媒体 | |
JP2012177676A (ja) | 画像処理装置および方法、並びにプログラム | |
CN110225321B (zh) | 梯形校正的训练样本数据获取系统和方法 | |
JP2010197198A (ja) | 画像の差分による高精度ステレオカメラキャリブレーション | |
US20170310897A1 (en) | Image processing apparatus, imaging apparatus, and image processing method | |
JP5067536B2 (ja) | プロジェクタ、プログラム、情報記憶媒体および画像生成方法 | |
JP4703667B2 (ja) | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 | |
US20210067753A1 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
JP5775414B2 (ja) | 投影輝度調整方法、投影輝度調整装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 | |
JP5041079B2 (ja) | 画像変換方法及び装置、画像認識装置、ロボット制御装置並びに画像投影装置 | |
JP2010109659A (ja) | 投写光学系に対する投写面の位置又は傾きの測定方法、その測定方法を用いる投写画像の補正方法及びその補正方法を実行するプロジェクタ | |
KR101139101B1 (ko) | 영상 왜곡 보정방법 및 영상 왜곡 보정장치 | |
CN115174878A (zh) | 投影画面校正方法、装置和存储介质 | |
TW201709719A (zh) | 具有校正功能的影像擷取裝置與影像擷取裝置的校正方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101101 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4703667 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |