JP5389697B2 - 高品質な合成パノラマ画像のイン・カメラ生成 - Google Patents
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本発明の別の態様は、所望の対象領域にわたる十分な数の画像フレームの収集に応答して、パノラマ画像を自動的に生成することを可能にすることである。
本発明の別の態様は、平均的な「オートフォーカス(point−and−shoot)」の撮影者が所望のパノラマ効果を生成するのを可能にすることである。
本発明の別の態様は、撮影者が、付加的な機器又は処理ステップを必要とすることなく、パノラマ画像の結果を生成するのを可能にすることである。
本発明の別の態様は、極めて精密なカメラ機材及び制御機構を必要とすることなく、パノラマ画像を生成する能力である。
本発明の別の態様は、撮影者が、隣り合う画像の適切な重なり部分を保証するカメラを用いてパノラマ画像を生成するのを可能にすることである。
本発明の更に別の態様は、デジタル・スチールカメラ及び/又はビデオ・カメラ装置内に組み込むことができる方法である。
本発明の更に別の態様は、多数の形態の画像収集及び処理装置に適用できることである。
本発明によるカメラ装置は、高度なデジタル画像感知(例えば、CMOSイメージセンサ)と、高度な画像処理を行ってパノラマ画像を生成するための十分な処理能力を与える、カメラ内の高度な計算チップと、を用いる。このカメラは、初心者の撮影者でさえも、対象の任意の所望の領域にわたるパノラマ写真画像を生成できるようにする。パノラマを生成する方法は、マルチフレーム処理を適用して既存のデジタルカメラの制限を超え、自動化されたキャプチャ及び処理を提供し、パノラマ画像が出力できるようにする。
本発明の実施形態は、多数の異なったユーザ・インターフェース構成の使用に応じて、パノラマ画像を生成するように構成することができる。1つの非常に基本的な構成においては、ユーザは、ボタンを押すこと又はセレクタを動かすことなどにより、単にパノラマ・モードを選択し、次いで、パノラマ画像が生成されることになる所望の領域をパンしながらシャッターを押し続ける。より高度なユーザ・インターフェースは、ユーザが、キャプチャがどのように行われるかの態様、画像解像度とキャプチャ頻度との間のトレードオフ、実施される継ぎ目の量(例えば、ショットの重なり比率)、画像を互いに継ぎ目なしにブレンドするためのブレンド方法及びパラメータ(又は、必要に応じて継ぎ目が見えるのを可能にすることを選択すること)、傾斜の補正を行うかどうか(例えば、図6の入力から図8の結果に向けて見られるように)、超解像度の使用、パノラマの最大出力サイズ、並びにそれらの変形及び組み合わせを選択することを可能にする。当業者であれば、本発明の教示から逸脱することなく、これらの特徴を変更することができ、他のカメラの制御態様と組み合わせることもできることを認識するであろう。
図2は、静止画像及びビデオ画像のキャプチャに応答してパノラマ画像を自動的に生成することに向けられた例示的な一実施形態を示す。この実施形態において、パノラマに用いるために、静止画像に併せてビデオがキャプチャされる。静止画像のキャプチャ30は、ビデオのキャプチャ32より高い解像度で行われるが、より高い解像度モードといった、同じイメージセンサを用い得ることが好ましい。この実施形態におけるビデオのキャプチャは、静止画像をキャプチャ及び/又は結合して、高品質のパノラマ写真を生成するのを助けるために用いられる。ブロック34において、カメラの動きの登録に応答して、静止画像フレームのキャプチャ中の遅延を判定する。代替的に、サブセットの連続的な画像フレーム間に間隙を生じさせることなく適正な対をなす重なり部分を保証するために、登録された(検知された)パン動作に応答して、キャプチャされたフレームの全体の組から重なり合うフレームのサブセットを選択することができる。動きとキャプチャの関係を示すために、カメラの動き34の登録が再びブロック30に結合された状態で、フローチャートを正確に描き得ることも認識すべきである。
図5は、本発明による、パノラマ画像を生成するように構成された装置の例示的な実施形態90を示す。図面において、本発明に従って、パノラマ画像を自動的に生成するように構成された画像キャプチャ装置(カメラ)が示される。フォーカス/ズーム制御94は、コンピュータ(CPU)96により制御される画像形成光学系92に結合されるように示される。コンピュータ96は、カメラを制御し、メモリ98及び/又は補助メモリ100から実行される命令に応答してパノラマ生成方法を実施する。カメラ装置(例えば、ビデオ及び/又は静止写真)の例として、随意的な画像ディスプレイ102、随意的なタッチスクリーン104、及び随意的な非タッチスクリーン106が示される。どのような数もサポートすることができる有線及び/又は無線通信ポート、メモリ・カード・スロットなどは、図面に示されていない。
図6乃至図8は、パンする間にキャプチャされた一連の画像を自動的にキャプチャし、調整し、結合するプロセスを示す。これらの画像は、プロセスをシミュレートするものであるが、説明のために従来の方法で収集されたものである。図6において、アリゾナ州グランド・キャニオンの3つの画像をキャプチャする代表例を示す。これらの画像は、意図的に著しく位置がずれた状態で示されるが、これは、本発明により自動的に克服される側面であることを認識すべきである。本発明のプログラミングは、図6におけるような、キャプチャされた画像が適切に重なり合うのを確実にするように、画像キャプチャのタイミングを確立することにも留意すべきである。傾斜した(パン軸を外れた)画像は、水平軸などのより近い軸上にキャプチャされた画像と比べてより多くの画像の重なり部分を必要とすることが留意されるであろう。図7においては、画像をパターンに合わせてトリミングし、画像を互いに結合して継ぎ合わせるように単純化する。図8においては、画像は、フレーム間の継ぎ目が明らかにならないように、隣接する画像間のピクセル界接面で自動的に結合されている。
本明細書に教示されるパノラマ画像技術は、他の画像処理技術と組み合わせて用いることができる。
本発明は、パンしている間にキャプチャされた重なり合う画像のシーケンスの入力に応答して、パノラマ画像を自動的に生成するための方法及び装置を提供する。本発明の教示は、カメラ(スチール及び/又はビデオ)、ビデオ処理機器及びソフトウェア、ビデオ再生装置などを含む種々の装置及び用途に適用することができる。
1.パノラマ画像をキャプチャするための装置であって、
(a)一連のデジタル画像をキャプチャするための手段と、
(b)メモリが結合されたコンピュータと、
(c)(i)カメラがパノラマ画像でキャプチャされることになる所望のパノラマビューにわたってパンされるとき、一連の対をなす重なり合う画像フレーム内に画像フレームをキャプチャし、
(ii)パン動作を登録し、
(iii)画像フレーム間に間隙を生じさせずに適切な対をなす重なり部分を保証するために、登録されたパン動作に応答して、一連の対をなす重なり合う画像フレームの中の一連のフレームのキャプチャを制御し、
(iv)一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合して、カメラによる出力のためにパノラマ静止写真を生成するための、コンピュータ上で実行されるように適合されたプログラムと、
を含むことを特徴とする装置。
2.パノラマ画像は、装置によってキャプチャされた従来の非パノラマ画像に比べて、少なくとも1つの寸法においてさらに延びていることを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
3.パノラマ画像は、対象のいずれかの所望空間領域に及ぶことができることを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
4.パノラマ画像は、装置がキャプチャした画像の組を外部から処理する必要なしに、装置によって生成されることを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
5.前述の手段は、
画像を電子的にキャプチャするように構成された画像形成装置と、
前記画像形成装置がキャプチャした画像の焦点距離を制御するように適合された焦点制御部と、
を含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
6.結合される一連の対をなす重なり合う画像フレームの中から1組の連続する重なり合う画像フレームを選択するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
7.ユーザがパノラマ画像キャプチャモードを選択するのを可能にするように適合されたユーザ・インターフェースをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
8.パン動作は、光学式感知に応答して登録されることを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
9.その出力がパン動作を登録するためにプログラムにより用いられる運動センサをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
10.一連の対をなす重なり合う画像フレームをパノラマ画像に結合する前に、非パン動作及び/又は傾斜を補償するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
11.一連の対をなす重なり合う画像フレームは、ビデオ・フレームのシーケンスを含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
12.装置のパノラマ出力は、パノラマ・デジタル写真を含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
13.装置のパノラマ出力はパノラマ・デジタル写真を含み、
装置は、パノラマ・デジタル写真のためのデータを、データを印刷し、格納し、及び/又は通信するように構成された外部電子デバイスに通信するように構成されることを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
14.一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合した後、対をなす重なり合う画像フレーム間をインターフェースするピクセルを補正するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
15.解像度を向上させるために画像フレームに対して超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態1に記載の装置。
16.所望の対象をパンすることに応答して、パノラマ静止画像を自動的に生成するように構成されたカメラであって、
(a)デジタル画像をキャプチャするように適合されたカメラ内の電子画像形成要素と、
(b)カメラの電子画像形成要素を制御するように構成された、メモリが結合されたコンピュータと、
(c)(i)カメラがパノラマ画像でキャプチャされることになる所望のパノラマビューにわたってパンされるとき、電子画像形成要素内に一連の対をなす重なり合う画像フレームをキャプチャし、
(ii)画像フレーム間に間隙を生じさせずに適切な対をなす重なり部分を保証するために、パン動作を登録することに応答して、キャプチャ中の画像フレームの重なり部分を制御し、又は、対をなす重なり合う画像フレームからサブセットを選択し、
(iii)一連の対をなす重なり合う画像フレームの組を結合して、カメラにより出力するためにパノラマ静止写真を生成するための、コンピュータ上で実行されるように適合されたプログラムと、
を含むことを特徴とするカメラ。
17.一連の画像を結合した後、一連の対をなす重なり合う画像フレームの滑らかな継ぎ目のないブレンドを生成するために、ピクセル・インターフェースを補正するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態16に記載の装置。
18.解像度を向上させるために画像フレームに超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態16に記載の装置。
19.パノラマ静止写真をカメラ内に自動的にキャプチャする方法であって、
パンされる所望の対象領域にわたる一連の画像をキャプチャし、
所望の対象領域がパンされているとき、カメラの動きに基づき十分な画像をキャプチャすることに応答して、一連の画像における隣り合う画像の縁部が互いに重なり合うことを保証し、
一連の画像を結合して、少なくとも1つのパノラマ静止写真画像を生成する、
ことを含むことを特徴とする方法。
20.解像度を向上させるために画像フレームに超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、実施形態19に記載の方法。
94:フォーカス/ズーム
96:コンピュータ
98:メモリ
100:補助メモリ
102:画像ディスプレイ
104:タッチスクリーン
106:非タッチスクリーン
108:運動センサ
110:画像形成システム
112:焦点/ズーム
Claims (18)
- パノラマ画像をキャプチャするための装置であって、
(a)前記装置がパンされている間に一連のデジタル画像をキャプチャするための手段であって、ビデオ画像よりも高い解像度で、出力パノラマ画像が生成されることになるビデオ画像及び一連の画像フレームを含むビデオ信号をキャプチャするように動作可能であり、ビデオ画像は、画像フレームのキャプチャ又は結合を支援するためにキャプチャされる手段と、
(b)前記装置のパン動作の速度を決定するための物理モーションセンサと、
(c)メモリが結合されたコンピュータと、
(d)(i)前記装置がパノラマ画像でキャプチャされることになる所望のパノラマビューにわたってパンされるとき、前記物理モーションセンサによって決定される前記装置のパン動作の速度を受信し、
(ii)前記装置がパンされるとき、一連の対をなす重なり合う画像フレームをキャプチャし、前記キャプチャの速度は、パノラマ画像を生成するのに利用するために十分なオーバーラッピングを確実にすると共に1又は複数のキャプチャした画像フレームが取り除かれることを可能にするために、前記物理モーションセンサによって決定されるパン動作の速度に応答して制御され、
(iii)結果として生じるパノラマ静止写真の品質に有害な影響を及ぼすアーチファクト又は不整合を含む1又は複数のキャプチャされた画像フレームを除去し、
(iv)一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合して前記パノラマ画像にする前に非パン動作及び/又は傾動を補償し、
(v)それぞれの複数の前記画像フレームを結合してそれぞれのパノラマ画像とし、その後、前記複数のパノラマ画像を前記装置による出力のために結合して前記パノラマ静止写真にすることによって、前記一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合し、前記装置による出力のためのパノラマ静止写真を作成する
ための、前記コンピュータ上で実行されるように適合されたプログラムと、
を含むことを特徴とする装置。 - 前記パノラマ画像は、前記装置によってキャプチャされた従来の非パノラマ画像に比べて、少なくとも1つの寸法においてさらに延びていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記パノラマ画像は、対象のいずれかの所望空間領域に及ぶことができることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記パノラマ画像は、前記装置がキャプチャした画像の組を外部から処理する必要なしに、該装置によって生成されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記手段は、
画像を電子的にキャプチャするように構成された画像形成装置と、
前記画像形成装置がキャプチャした画像の焦点距離を制御するように適合された焦点制御部と、
を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 結合される前記一連の対をなす重なり合う画像フレームの中から1組の連続する重なり合う画像フレームを選択するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- ユーザがパノラマ画像キャプチャモードを選択するのを可能にするように適合されたユーザ・インターフェースをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記パン動作は、光学的感知に応答して登録されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記一連の対をなす重なり合う画像フレームは、ビデオ・フレームのシーケンスを含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記装置のパノラマ出力は、パノラマ・デジタル写真を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記装置のパノラマ出力はパノラマ・デジタル写真を含み、
前記装置は、前記パノラマ・デジタル写真のためのデータを、前記データを印刷し、格納し、及び/又は通信するように構成された外部電子デバイスに通信するように構成されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。 - 前記一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合した後、対をなす重なり合う画像フレーム間をインターフェースするピクセルを補正するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 解像度を向上させるために画像フレームに対して超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 所望の対象をパンすることに応答して、パノラマ静止画像を自動的に生成するように構成されたカメラであって、
前記カメラがパンされている間に一連のデジタル画像をキャプチャするように適合されたカメラ内の電子画像形成要素であって、ビデオ画像よりも高い解像度で、出力パノラマ画像が生成されることになるビデオ画像及び一連の画像フレームを含むビデオ信号をキャプチャするように動作可能であり、前記ビデオ画像は、前記フレームの前記キャプチャ又は結合を支援するためにキャプチャされる、前記電子画像形成要素と、
前記カメラのパン動作の速度を決定するための物理モーションセンサと、
前記カメラの前記電子画像形成要素を制御するように構成された、メモリが結合されたコンピュータと、
前記カメラがパノラマ画像でキャプチャされることになる所望のパノラマビューにわたってパンされるとき、前記物理モーションセンサによって決定される前記カメラのパン動作の速度を受信し、
前記カメラがパンされるとき、一連の対をなす重なり合う画像フレームをキャプチャし、前記キャプチャの速度は、パノラマ画像を生成するのに利用するために十分なオーバーラッピングを確実にすると共に1又は複数のキャプチャした画像フレームが取り除かれることを可能にするために、前記物理モーションセンサによって決定されるパン動作の速度に応答して制御され、
結果として生じるパノラマ静止写真の品質に有害な影響を及ぼすアーチファクト又は不整合を含む1又は複数のキャプチャされた画像フレームを除去し、
一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合して前記パノラマ画像にする前に非パン動作及び/又は傾動を補償し、
それぞれの複数の前記画像フレームを結合してそれぞれのパノラマ画像とし、その後、前記複数のパノラマ画像を前記カメラによる出力のために結合して前記パノラマ静止写真にすることによって、前記一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合し、前記カメラによる出力のためのパノラマ静止写真を作成する
ための、前記コンピュータ上で実行されるように適合されたプログラムと、
を含むことを特徴とするカメラ。 - 前記一連の画像を結合した後、前記一連の対をなす重なり合う画像フレームの滑らかな継ぎ目のないブレンドを生成するために、ピクセル・インターフェースを補正するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 解像度を向上させるために、画像フレームに超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- パノラマ静止写真をカメラ内に自動的にキャプチャするための方法であって、
パンしている所望の対象領域にわたる一連の画像をキャプチャし、ビデオ画像よりも高い解像度で、出力パノラマ画像が発生することになるビデオ画像及び一連の画像フレームを含むビデオ信号をキャプチャするように動作可能であり、前記ビデオ画像は、前記フレームの前記キャプチャ又は結合を支援するためにキャプチャされ、
物理モーションセンサにより、前記カメラのパン動作の速度を決定し、
所望の対象領域をパンする際のカメラ運動に基づき、前記物理モーションセンサによって決定される前記カメラのパン動作の速度を受信し、
前記カメラがパンされるとき、一連の対をなす重なり合う画像フレームをキャプチャし、前記キャプチャの速度は、パノラマ画像を生成するのに利用するために十分なオーバーラッピングを確実にすると共に1又は複数のキャプチャした画像フレームが取り除かれることを可能にするために、前記物理モーションセンサによって決定されるパン動作の速度に応答して制御され、
結果として生じるパノラマ静止写真の品質に有害な影響を及ぼすアーチファクト又は不整合を含む1又は複数のキャプチャされた画像フレームを除去し、
一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合して前記パノラマ画像にする前に非パン動作及び/又は傾動を補償し、
それぞれの複数の前記画像フレームを結合してそれぞれのパノラマ画像とし、その後、前記複数のパノラマ画像を前記カメラによる出力のために結合して前記パノラマ静止写真にすることによって、前記一連の対をなす重なり合う画像フレームを結合し、前記カメラによる出力のためのパノラマ静止写真を作成する
ことを含むことを特徴とする方法。 - 解像度を向上させるために画像フレームに超解像技術を実施するためのプログラムをさらに含むことを特徴とする、請求項17に記載の方法。
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