JP5468482B2 - 画像撮像装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の構成では、物理的に撮像素子を回転する必要があるため、回転するための機構と、回転を許容する空間と、回転に耐えられる配線が必要となり、装置の大型化、複雑化、高コスト化が発生してしまう。
図1は、本発明における画像撮像装置の構成例を示すブロック図である。画像撮像装置には撮像素子100と撮像素子101の2つの撮像素子を備えている。撮像素子100および101で撮影された画像は画像処理部102にてデモザイク、色変換、ガンマ補正などの基本的な画像処理と、後述する立体画像として必要な画像処理が行われる。画像処理部102から出力される画像情報は、立体表示が可能なディスプレイ(画像表示部)103で表示されたり、記憶装置104で記録されたりする。
例えば、図4に示すように入力画像Aの各画素に対応する視差の大小にしたがって、画素の値を右方向へ移動させる。このとき生成される画像はA’となり、視差の値が大きい被写体Xは大きく移動し、視差の値が小さい被写体Yは少し移動し、視差がない背景領域は移動しない。これは、入力画像Aを撮影したカメラ位置から左方向に移動したカメラ位置で撮影した画像を推定したことになる。同様に、画素の移動を左方向にした場合には、カメラ位置を右に移動した位置で撮影した画像を推定したことになる。さらに、各画素に対応した視差の分だけ左方向に移動した場合には、入力画像Bが撮影された位置での撮影画像を推定したことになる。
画像Aと画像Bとの基線長(カメラ間隔)の1/2の位置の画素A’を生成する場合には、各画素の移動量は、基線長が1のときの1/2とすればよい。例えば被写体Xの移動量は12で立体画像の視差は12、被写体Yの移動量は4で立体画像の視差が4となる。
つまり、各画素の視差値に従って被写体を移動することで、画像A’を生成することができる。
ここで、被写体が移動したあとに対応する画素値が存在しない未確定画素が発生する場合があるが、これらの領域は周辺の画素値で補間することで画質劣化を防ぐことができる。特に、画像A’のように被写体が右方向へ移動する場合は、未確定画素が移動被写体の左側に発生する。未確定画素の左側の画素値は背景であるため、左側の画素値で補間することで画質劣化を低減することができ好適である。カメラの移動方向が右である場合は左右が逆転するが、同様に画質劣化を低減することが可能である。上記の方法により、視差変換部106では入力画像と視差情報とから入力画像の視差を変換した画像A’を生成して出力する。
立っている人物を撮影する場合など、画像撮像装置を縦位置にして撮影する機会が発生するが、2つの撮像素子を備えた通常の画像撮像装置では立体画像を撮影することができない。これは、撮像素子100と撮像素子101を左右に配置した状態から、図6に示すような縦位置での撮影状態にすると、撮像素子100と撮像素子101が垂直方向に配置されてしまう。縦位置での撮影で立体画像を得るためには、撮像素子100を左眼用の画像とする場合、図6中の右カメラ位置に撮像素子を配置した撮影画像がなければならない。
推定画像を生成する元となる入力画像としては入力画像Bを用いてもよい。このときの視差情報は、基準を入力画像Bとして算出した視差情報を使用した方が良い。これにより、入力画像AまたはBと視差情報とを使用して、撮像素子の配列方向の垂直方向に推定画像を生成することができる。
以上の方法により、物理的に撮像素子を回転させたりすることなく、小型で低コストの画像撮像装置でありながら縦位置においても立体画像を生成することが可能となる。そして横位置と縦位置とで立体画像の生成処理を切り換えて実行させることができる。
さらに、本実施例では入力画像Aと画像A’で立体画像を生成することで、縦位置での立体画像の撮影を可能とすることを説明したが、算出した視差情報を使用して、画像A’とは異なる入力画像Aから生成される画像A”を使用しても良い。すなわち、本発明を応用することで、入力画像Aから生成される異なる画像A’および画像A”によって立体画像を生成することも可能である。この方法により、被写体の移動に伴い発生する未確定画素の量を左右画像に分割することができる。すなわち、連続した未確定画素により形成される面積の最大値を減少させることにより、画質劣化を低減することができる。
視差情報は、撮像素子100の撮影画像と撮像素子101の撮影画像とから算出する。縦位置での立体画像を得たい場合には、左右画像のうち一つを撮像素子101の撮影画像とし、左右画像のもう一方を撮像素子100の撮影画像A、撮影画像Aを視差変換した画像A’から選択する。横位置での立体画像を得たい場合には、左右画像を撮像素子100の撮影画像A、撮影画像Aを視差変換した画像A’とすることで立体画像を得ることができる。
しかしながら、立体画像を入力画像B側に生成するときに、生成する立体画像の基線長が、入力画像Aと入力画像Bとの基線長の1/2より大きいときには、入力画像Aを視差変換するよりも、入力画像Bを視差変換した方が画素の移動量が小さくなる。したがって、入力画像Bを使用できる状態であり、かつ、入力画像B側に生成する立体画像の基線長が入力画像Aと入力画像Bの基線長の1/2より大きいときには、入力画像Bを使用した方が好適である。
また、記憶装置104記録された画像を再生するときに、縦位置で表示するのか横位置で表示するのかを適切に判別できるようにするため、画像データを記録するときに、縦位置で撮影した画像なのか横位置で撮影した画像なのかの付加情報も同時に記録することが望ましい。
Claims (2)
- 2つの撮像素子と、画像を生成する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、前記撮像素子で撮像した第1及び第2の画像の視差を算出し、該算出した視差と、前記第1の画像を使用して、該第1の画像に対して前記撮像素子の配列方向と直交方向に視差を有する推定画像を生成し、前記推定画像から立体画像を生成し、
前記画像処理部は、前記撮像素子の配列方向と直交方向に視差を有する推定画像から生成した立体画像を第1の立体画像として生成する処理と、
前記撮像素子で撮像した第1及び第2の画像から、または、前記撮像素子で撮像した第1及び第2の画像から前記撮像素子の配列方向に視差を有する推定画像を生成し該配列方向に視差を有する推定画像から、第2の立体画像を生成する処理と、を切り換えて行う画像撮像装置であって、
該画像撮像装置は、前記画像処理部で生成された立体画像を表示する画像表示部と、該画像表示部が前記立体画像を表示する際に、前記立体画像を生成した2つの画像のそれぞれの画像光の進行を制御する光制御部とを備え、該光制御部は、前記第1の立体画像を表示するときと前記第2の立体画像と表示するときとで、各前記立体画像に応じて前記画像光の進行の制御を切り換えることを特徴とする、画像撮像装置。 - 前記画像撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
前記画像処理部は、前記姿勢検出部で検出された前記画像撮像装置の姿勢に応じて、前記第1の立体画像を生成する処理と、前記第2の立体画像を生成する処理とを切り換えることを特徴とする、請求項1に記載の画像撮像装置。
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