JP5570284B2 - 画像処理装置および方法 - Google Patents
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Description
キャプチャPC202は、カメラからの映像をキャプチャし、画像処理PC203へ伝送する。図3は、キャプチャPC202が実行する処理の概要を示す図である。送信経路の帯域の問題で受信したデータを遅延無く送ることができない場合があるので、予め指定された秒数分だけバッファリングする機能を有する。また、画像処理PC203で適用する仮想視点映像生成処理には、撮影時のレンズ特性データが必要となる。しかしながら、レンズ特性データはカメラの撮影時設定(例えば、f値、画角、撮影距離)によって変化することが知られているので、キャプチャPCは撮影時設定に応じたレンズ補正データをレンズ補正値データベースから取得する手段を備える。取得したレンズ補正データは、画像データに付加して送信する(図4)。レンズ補正データには、歪曲、周辺光量、倍率色収差などの様々な補正データが考えられるが、説明を簡単にするため本実施例では歪曲と周辺光量の補正データを格納するものとする。また、仮想視点映像を生成するためには、撮影用カメラ101の位置、方向、姿勢や画角などの情報が必要となる。そこで、画像データにこれらの情報も付加する。
画像処理PC203は、キャプチャPC202から受信した映像を加工し、画像表示PC204へ送信する。図8は、画像処理PC内の処理の概要を示す図である。キャプチャPCと同様に、全てのキャプチャPCと接続した状態を維持するため、キャプチャPC台数分のデータ受信スレッドを起動する。
画像表示PC204は、次の機能を持つ。
(b)バックアップ映像の上映(バックアップ上映)
図11は、画像表示PC内204の処理の概要を示す図である。画像表示PC204は、画像処理PC203と同様に、各画像処理PC203に対応する受信スレッドを持ち、受信したデータをバッファリングする。本PCには大容量のメモリを搭載し、上映対象となる全ての映像をバッファリングできるようにする。これは、バックアップ映像を生成するために必要である。
管理サーバPC201は、システム全体を管理する。具体的には、次のような機能を持つ。
(b)各PCにおける映像バッファリング時間の変更
(c)a、bに基づいた上映コントロール情報の生成
(d)シナリオデータ、上映コントロール情報の配布
(e)キャプチャPC、画像処理PCの設定ファイルの配布
ここで、PCやカメラの有効判定処理について説明する。図14は、有効判定処理の流れを示すフローチャートである。まず、画像表示PCに対して問い合わせを行い(ステップS1401)、予め定めた時間TA以内に応答が返ってくるかどうかを確認する(ステップS1402)。ここで、画像表示PC、画像処理PCは、問い合わせに対して0を返す。キャプチャPCは、カメラが認識できない場合は1、カメラは認識できるがキャプチャエラーが多く発生した場合は2、それ以外は0を返す。
本実施例における仮想視点映像生成処理では、ある高さ一定の面を基準面として、この基準面にある物体が、カメラ切り替え時にスムーズに接続されるように映像を生成する。この仮想視点映像生成処理では、以下に挙げる映像補正、変換、映像効果付加を一貫して行う。
(2)周辺光量落ち補正
(3)仮想視点映像とカメラ映像の間に生ずるパース変換
(4)仮想視点映像に対する周辺光量落ち効果の付加
(5)歪曲効果の付加
本実施例では、歪曲特性および周辺光量落ち特性を有するカメラの撮影画像から、仮想カメラの歪曲特性および周辺光落ち特性に応じた仮想視点の画像を生成する。本実施例の仮想視点映像生成処理は、上記操作を一貫して行うため効率が良く、リアルタイム性が求められる本実施例の画像処理装置に適している。
仮想視点映像生成処理は、仮想視点映像の画素毎に処理を進めていく。ここで、画素値を決定しようとしている注目画素の座標を
Zbaseとする。位置
Iout,i=Dp,c,i・Ip,c,i
ステップS1706までの処理により、仮想視点映像の画素位置
カメラ選択処理は、正常に動作している撮影用カメラに関するカバー率に基づいて実行する。図18は、カバー率を示す図である。カバー率とは、仮想視点映像生成処理によって得る出力画像に対し、カメラによる撮影画像が含まれる割合である。したがって、カバー率の算出は、対象フレームの基準面の高さに基づいて行う。図18(a)は出力画像全ての画素が、撮影画像の画素により得られており、カバー率は100%となる。一方図18(b)は出力画像の一部の領域が撮影範囲の外を参照しており、カバー率は100%未満となる。
この場合は、連続選択回数を考慮したカメラ選択処理を実行する。本実施例では、連続選択回数の上限をNとする。まず、連続選択回数がN回未満であれば、このカメラを選択したままとする(ステップS2205)。N回以上連続選択されている場合には、シナリオ上次に選択されることになるカメラc_nextで代用可能かどうかを確認する(ステップS2206)。ここで、代用可能かどうかは、カバー率に基づいて判断する。代用可能な場合、現在処理中のフレーム以降でカメラc_selが連続選択されているフレームについて、選択カメラをc_nextに変更する(ステップS2207〜S2210)。代用可能でない場合、エラーを通知して処理を終了する(ステップS2221)。
この場合は、カメラ切り替え頻度を考慮したカメラ選択処理を実行する。まず、選択されているカメラc_selが、2つ前に選択されたカメラc_prev2と同じかどうかを判定する(ステップS2212)。同じ場合、選択カメラがc_selとc_prevが交互に切り替わっている可能性があるので、これを回避する処理を実行する。
実施例1では、撮影用カメラで得た画像データを全て送信していた。しかしながら、撮影用カメラの画角に対してシナリオで指定された画角が狭い場合には、画像データ全てを送信する必要は無い。そこで本実施例では、キャプチャPCから画像処理PCへ画像データを送信する前に、撮影画像中のどの部分が必要かを判断し、必要最低限の部分のみを送信する。本実施例におけるキャプチャPCの処理の概要を、図23に示す。実施例1の仮想視点映像生成処理で述べたように、シナリオデータの利用により、撮影画像データ中のどの領域が必要かを決定する(送信領域決定処理)。
Claims (5)
- 歪曲特性および周辺光量落ち特性を有する撮像部の撮影画像から、仮想カメラの歪曲特性および周辺光落ち特性に応じた仮想視点の画像を生成する画像処理装置であって、
前記仮想視点画像の注目画素の該仮想視点画像における座標に対して、前記仮想カメラの歪曲特性に応じた歪曲補正を行うことにより、該仮想視点画像における歪曲補正後の座標を算出する第1算出手段と、
前記仮想視点画像における歪曲補正後の座標から前記撮影画像における理想座標を算出する第2算出手段と、
前記撮像部の歪曲特性に応じて前記撮影画像における理想座標から前記撮影画像における実座標を算出する第3算出手段と、
前記実座標と前記撮影画像とに基づき、前記仮想視点画像における座標の画素値を算出する第4算出手段と、
前記撮像部の周辺光量落ち特性および前記仮想カメラの周辺光量落ち特性とに基づき前記実座標に対応する画素値を補正する補正手段と、
前記実座標が前記撮影画像の外である前記仮想視点画像の領域に、予め保持されているテクスチャ画像を合成する合成手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2算出手段は、
前記仮想視点画像における歪曲補正後の座標から基準面上の物理座標を算出する第4算出手段と、
前記撮像部の位置の情報を用いて、前記基準面上の物理座標から前記撮影画像における理想座標を算出する第5算出手段とを有することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第3算出手段は、前記撮像部の歪曲特性および前記撮像部の収差に応じて、前記撮影画像における理想座標から前記撮影画像における実座標を算出することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の画像処理装置。
- コンピュータ装置を制御して、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させることを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラム。
- 歪曲特性および周辺光量落ち特性を有する撮像部の撮影画像から、仮想カメラの歪曲特性および周辺光落ち特性に応じた仮想視点の画像を生成する画像処理方法であって、
前記仮想視点画像の注目画素の該仮想視点画像における座標に対して、前記仮想カメラの歪曲特性に応じた歪曲補正を行うことにより、該仮想視点画像における歪曲補正後の座標を算出する第1算出工程と、
前記仮想視点画像における歪曲補正後の座標から前記撮影画像における理想座標を算出する第2算出工程と、
前記撮像部の歪曲特性に応じて前記撮影画像における理想座標から前記撮影画像における実座標を算出する第3算出工程と、
前記実座標と前記撮影画像とに基づき、前記仮想視点画像における座標の画素値を算出する第4算出工程と、
前記撮像部の周辺光量落ち特性および前記仮想カメラの周辺光量落ち特性とに基づき前記実座標に対応する画素値を補正する補正手段と、
前記実座標が前記撮影画像の外である前記仮想視点画像の領域に、予め保持されているテクスチャ画像を合成する合成工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
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