JP5234490B2 - ステレオ画像形成装置 - Google Patents
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Description
本実施形態のステレオ画像形成装置は、所定の視差のあるステレオ画像(ステレオ視差画像)を形成して取得するための装置であり、例えば画像に写された被写体の対象物までの距離の測定や、その認識を行うためのステレオビジョンシステムや画像認識装置等に使用される。その際、ここでは、1枚の反射鏡を利用して1台のカメラにより被写体を撮影し、被写体の視差のあるステレオ画像を形成して取得する。
このステレオ画像形成装置(ステレオビジョンシステム)1は、図示のように、1台のカメラ10と、1枚の反射鏡20と、カメラ10が接続された装置の制御手段を兼ねる画像処理装置3と、を備えたステレオカメラであり、カメラ10と反射鏡20が、撮影すべき領域に向かって一体に設置されている。
なお、図中破線で示したのは、反射鏡20に反射するカメラ像であり、ここでは実在のカメラ10をリアルカメラ(実カメラ)、その反射像をイメージカメラと呼び、図中のイメージカメラに関するものには、それぞれ符号に’を付して示している。即ち、図中10’がイメージカメラであり、その撮影レンズは12’、撮影面は14’で表す。
このステレオ画像形成装置1では、図示のように、撮影面14上に、実画像41と反射画像42とが並んで形成され、撮影画像40には、画像間の境界を挟んで、互いに視差のある2つの画像41、42が同時に撮影される。このように、ステレオ画像形成装置1は、1台のカメラ10と1枚の反射鏡20により、光軸L、L’が互いに略平行で、左右の異なる位置に配置した2台のカメラ10、10’により撮影したのと同等な対をなすステレオ画像を形成して撮影・取得する。
上記したように、このカメラ10では、図示のように、線L1、L2間の外側の領域は実画像41を撮影できず、かつ、線L3、L4間の外側の領域は反射画像42を撮影できない。そのため、ここでは、反射画像42を撮影可能な線L3、L4間の領域(図の斜線によるハッチング領域R)が、両画像41、42の撮影領域が重なる領域であり、カメラ10により撮影して被写体Hのステレオ画像が得られる範囲になっている。
ここで、撮影画像40には、上記したように、被写体Hを撮影した実画像41(ここでは、一方の手を挙げた人の被写体像H1を含む図5Aの右側画像)と、被写体像H1に対して、視差のある被写体像H2を左右反転(逆転)して撮影した反射画像42(図5Aの左側画像)とが、同時に撮影される。
ここでは、図示のように、反転処理した撮影画像(ステレオ画像40H)を、画像処理装置3により、反転画像42Hと実画像41とに分離し、各画像41、42Hに基づいて、視差のある2つの独立した画像40B、40Cからなるステレオ画像を形成している。
図7は、これら2つのステレオ画像形成装置の撮影領域の違いを説明するための模式図である。
ここでは、カメラ10(図8A参照)と反射鏡20(図8では図示せず)とを、一体に傾けて筐体5内(図8B参照)に設置し、カメラ10の光軸L方向を筐体5の中心線Mに対して傾けて配置している。このようにして、筐体5の中心線Mを撮影領域Rの略中央部に位置させることで、筐体5の正面側の中心線Mを挟んだ左右略対称な範囲が撮影可能になる。ただし、この場合には、カメラ10から被写体Hまでの光軸L方向に沿う距離と、筐体5から同じ被写体Hまでの中心線M方向に沿う距離とが異なる値になる。そのため、必要に応じて、カメラ10の撮影画像40を、光軸Lと中心線Mとの角度等に基づいて射影変換(図8C参照)する等、変換や補正等して筐体5の向きに合わせたステレオ画像を形成する。
ここでは、反射鏡20を小さくして、カメラ10の撮影領域が遮られる範囲を少なくし、かつ反射面21により特定の被写体Hを反射できるように、その位置に合わせて、反射面21をカメラ10の光軸Lに対して所定角度で傾斜させて、被写体Hに向けて配置する。これにより、撮影画像40内(図9A参照)での実画像41の領域を広くして、被写体像H3を含みつつ、その周囲の広い範囲の画像を撮影する。同時に、反射画像42の領域を狭くして、被写体像H4とその近傍のみの視差のある反射画像42を撮影する。このようにして、より広い範囲を撮影して画像としての情報を多くしながら、反射鏡20により、撮影画像40内での領域が実画像41の領域よりも小さくなる反射画像42を形成し、必要な部分のみ視差画像を撮影してステレオ画像を取得している。
Claims (6)
- 1台のカメラにより撮影して被写体のステレオ画像を形成するステレオ画像形成装置であって、
前記カメラの撮影領域内に前記カメラの光軸を囲むように配置され、前記カメラにより撮影する被写体に対して視差のある被写体像を反射して前記カメラによる撮影画像の一部の領域に撮影させる複数の反射鏡を備え、前記カメラにより、前記被写体の実画像と前記反射鏡による前記反射鏡の数に応じた数の反射画像とを同時に撮影することを特徴とするステレオ画像形成装置。 - 請求項1に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記被写体像の反射面を前記被写体側に向けた状態で、前記反射面を前記カメラの光軸に向けて配置されていることを特徴とするステレオ画像形成装置。 - 請求項1又は2に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記被写体像の反射面が前記カメラの光軸方向に沿うように、又は該光軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とするステレオ画像形成装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載されたステレオ画像形成装置において、
前記反射鏡は、前記反射すべき被写体に応じて、前記撮影画像内での領域が前記実画像の領域よりも小さくなる反射画像を形成することを特徴とするステレオ画像形成装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載されたステレオ画像形成装置において、
前記撮影画像内の前記反射画像と前記実画像とに基づき、前記被写体を含む対をなすステレオ画像を形成する画像処理手段を備えたことを特徴とするステレオ画像形成装置。 - 請求項5に記載されたステレオ画像形成装置において、
前記画像処理手段は、前記反射画像又は前記実画像の一方を他方の画像に合わせて反転処理する手段を有することを特徴とするステレオ画像形成装置。
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