JP5589333B2 - 画像合成装置、画像合成方法及びプログラム - Google Patents
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また近年では、連写撮影により複数の画像を得、これらの画像から主要な被写体画像を夫々切り抜き、この切り抜かれた複数の被写体画像を順次切り換えて再生表示することにより動画の如く再生表示させる技術が登場している。
複数の背景画像を取得する背景取得手段と、この背景取得手段により取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得手段と、被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得手段により取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得手段と、この被写体取得手段により取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成手段と、を備えたことを特徴としている。
前記複数の背景画像から構成される背景画像群を複数記録する背景群記録手段と、この背景群記録手段に記録された複数の背景画像群の中から何れか一の背景画像群を指定する背景群指定手段と、を更に備え、前記背景取得手段は、前記背景群指定手段により指定された一の背景画像群を構成する前記複数の背景画像を取得することを特徴としている。
前記複数の背景画像を記録する背景記録手段と、この背景記録手段に記録された前記複数の背景画像の中から合成すべき背景画像を複数指定する背景指定手段と、を更に備え、前記背景取得手段は、前記背景指定手段により指定された複数の背景画像を取得することを特徴としている。
前記複数の背景画像は、連続して撮像された画像であることを特徴としている。
前記被写体取得手段は、前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の撮像条件に基づいて撮像された前記被写体画像を取得することを特徴としている。
前記被写体取得手段は、前記複数の背景画像が撮像された際の撮像フレームレートと同じ撮像フレームレートで撮像された被写体画像を取得することを特徴としている。
前記合成手段によって前記複数の背景画像と合成される被写体画像は、背景内に被写体が存在する被写体存在画像から被写体が含まれる被写体領域を抽出した画像であることを特徴としている。
撮像手段を更に備え、前記被写体取得手段は、前記撮像手段による連続撮像により前記背景取得手段によって取得した背景画像の数と少なくとも同数の被写体画像を取得することを特徴としている。
請求項9に記載の画像合成装置は、請求項1〜8の何れか一項に記載の画像合成装置において、
前記撮像条件取得手段によって取得された撮像条件に応じた撮像条件となるように、前記撮像手段による撮像を制御する撮像制御手段を更に備え、
前記被写体取得手段は、前記撮像制御手段の制御により前記撮像手段で撮像された被写体画像を取得することを特徴としている。
請求項10に記載の画像合成装置は、請求項1〜8の何れか一項に記載の画像合成装置において、
前記撮像条件は、撮像フレームレート又は撮像数であることを特徴としている。
複数の背景画像を取得する背景取得ステップと、この背景取得ステップにて取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得ステップと、被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得ステップにて取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得ステップと、この被写体取得ステップにて取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得ステップにて取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成ステップと、を実行することを特徴としている。
画像合成装置のコンピュータを、複数の背景画像を取得する背景取得手段、この背景取得手段により取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得手段、被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得手段により取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得手段、この被写体取得手段により取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成手段、として機能させることを特徴としている。
図1は、本発明を適用した一実施形態の撮像装置100の概略構成を示すブロック図である。
本実施形態の撮像装置100は、表示態様が異なる複数の背景画像D1〜Dn(図3参照)と同数の被写体切り抜き画像(被写体画像)C1〜Cn(図6参照)を撮像して、複数の背景画像D1〜Dnの各々と被写体切り抜き画像C1〜Cnの各々とを合成(図8参照)して合成動画像M(図9参照)を生成する。
具体的には、図1に示すように、撮像装置100は、レンズ部1と、電子撮像部2と、撮像制御部3と、画像データ生成部4と、画像メモリ5と、特徴量演算部6と、画像処理部7と、記録媒体8と、表示制御部9と、表示部10と、操作入力部11と、CPU12とを備えている。
また、撮像制御部3と、特徴量演算部6と、画像処理部7と、CPU12は、例えば、カスタムLSI1Aとして設計されている。
また、レンズ部1は、図示は省略するが、被写体の撮像の際に、ズームレンズを光軸方向に移動させるズーム駆動部、フォーカスレンズを光軸方向に移動させる合焦駆動部等を備えていても良い。
また、撮影時にライブビュー画像表示を行う場合には、撮像制御部3は、電子撮像部2により被写体を所定の撮像フレームレートで連続して撮像させて、各画像フレームを電子撮像部2から画像データ生成部4に逐次出力させる。
カラープロセス回路から出力される輝度信号Y及び色差信号Cb,Crは、図示しないDMAコントローラを介して、バッファメモリとして使用される画像メモリ5にDMA転送される。
ここで、特徴抽出処理とは、多数の候補ブロックから追跡に都合の良い特徴性の高いものを選択する処理である。
即ち、背景取得部7aは、合成画像生成処理にて、ユーザ所望の一の背景画像群Dを構成する表示態様の異なる背景画像D1〜Dnを取得する。具体的には、合成画像生成処理にて、ユーザによる選択決定ボタン11bの所定操作に基づいて、表示部10の再生表示画面に表示された複数の背景画像群の中から何れか一の背景画像群(例えば、背景画像群D)が指定されると、背景取得部7aは、指定された背景画像群Dを構成する背景画像D1〜Dnの画像データを記録媒体8から読み出して取得する。
また、背景取得部7aは、背景画像D1〜Dnの画像データの取得の際に、当該背景画像D1〜Dnの連続撮像の際の撮像フレームレート及び撮像数(撮像条件)に係るデータを背景画像D1〜Dnの画像データに付帯されたExif情報から読み出して取得する。
即ち、被写体取得制御部7bは、例えば、合成画像生成処理にて、撮像制御部3を制御して、背景取得部7aにより取得された背景画像D1〜Dnの撮像の際の撮像数や撮像フレームレート等の撮像条件と同じ条件で被写体存在画像A1〜Anを電子撮像部2により撮像させる。そして、被写体取得制御部7bの切り抜き画像生成部7cは、被写体存在画像A1〜Anの各々から被写体Sが含まれる領域を抽出した被写体切り抜き画像C1〜Cnを生成する処理を行う。
被写体領域抽出部は、被写体存在画像A1〜Anの各々から被写体Sが含まれる被写体領域を抽出する。例えば、被写体領域抽出部は、被写体存在画像A1〜AnのYUVデータの各々に対して、特徴量演算部6によって得られた色情報や輝度情報などの特徴量に基づいて、所定数(或いは、所定数以上)の特徴の高いブロック領域(特徴点)を選択し、選択されたブロック領域のうち一番大きな島のパターンを被写体領域として特定し、収縮分を修正するための膨張処理を行う。
位置情報生成部は、各被写体存在画像A1〜An内で抽出された被写体領域の位置を特定して、被写体存在画像A1〜Anの各々における被写体領域の位置を示す位置情報を生成する。
ここで、位置情報としては、例えば、アルファマップが挙げられ、アルファマップとは、各被写体存在画像A1〜Anの各画素について、被写体領域の画像を所定の背景に対してアルファブレンディングする際の重みをアルファ値(0≦α≦1)として表したものである。
即ち、被写体取得制御部7bは、合成画像生成処理にて、背景取得部7aにより取得された背景画像D1〜Dnの撮像条件(撮像数や撮像フレームレート等)と同じ条件で電子撮像部2により撮像された被写体存在画像A1〜Anの各々から被写体Sが含まれる領域を抽出した被写体切り抜き画像C1〜Cnを切り抜き画像生成部7cに生成させる。そして、被写体取得部7dは、切り抜き画像生成部7cにより生成された被写体切り抜き画像C1〜Cnを取得する。
これにより、被写体取得部7dにより取得された被写体切り抜き画像C1〜Cnと、背景取得部7aにより取得された背景画像D1〜Dnの数は同数となる。
具体的には、画像合成部7eは、1枚目の背景画像D1の各画素のうち、アルファ値が0の画素は透過させ、アルファ値が1の画素は1枚目の被写体切り抜き画像C1の対応する画素の画素値で上書きし、さらに、背景画像D1の各画素のうち、アルファ値が0<α<1の画素は1の補数(1−α)を用いて被写体領域を切り抜いた画像(背景用画像×(1−α))を生成した後、アルファマップにおける1の補数(1−α)を用いて被写体切り抜き画像C1を生成した際に単一背景色とブレンドした値を計算し、当該値を被写体切り抜き画像C1から減算し、それを被写体領域を切り抜いた画像(背景用画像×(1−α))と合成する。
また、画像合成部7eは、2枚目以降の被写体切り抜き画像C2…と背景画像D2…についても、上記説明したものと略同様の合成処理を行う。これにより、全ての被写体切り抜き画像C1〜Cnと背景画像D1〜Dnについて合成処理を行い、複数の合成画像M1〜Mnから構成される合成動画像M(図9参照)を生成する。
また、背景画像D1〜Dnの画像データは、当該背景画像D1〜Dnを連続撮像した際の撮像フレームレート及び撮像数(撮像条件)がExif情報として付帯されたExif形式の画像ファイルから構成されている。
具体的には、表示制御部9は、VRAM、VRAMコントローラ、デジタルビデオエンコーダなどを備えている。そして、デジタルビデオエンコーダは、CPU12の制御下にて画像メモリ5から読み出されてVRAM(図示略)に記憶されている輝度信号Y及び色差信号Cb,Crを、VRAMコントローラを介してVRAMから定期的に読み出して、これらのデータを元にビデオ信号を発生して表示部10に出力する。
背景画像生成処理は、ユーザによる選択決定ボタン11bの所定操作に基づいて、メニュー画面に表示された複数の撮像モードの中から連続撮像モードが選択指示された場合に実行される処理である。なお、本実施形態の背景画像生成処理では、ユーザによる選択決定ボタン11bの所定操作に基づいて、撮像条件として撮像フレームレートが10fps、撮像数が20枚に設定されているものとする。
これにより、背景画像生成処理を終了する。この結果、例えば、トラックが左側から右側に走行する複数の背景画像D1〜Dn(図3参照)の画像データが生成される。
合成画像生成処理は、ユーザによる選択決定ボタン11bの所定操作に基づいて、メニュー画面に表示された複数の撮像モードの中から合成画像生成モードが選択指示された場合に実行される処理である。
また、CPU12は、撮像制御部3を制御して、当該被写体存在画像A1〜Anの撮像の際の合焦位置や露出条件やホワイトバランス等の条件を固定した状態を維持する。
即ち、切り抜き画像生成部7cは、1枚目の被写体存在画像A1、2枚目の被写体存在画像A2、3枚目の被写体存在画像A3、…N枚目の被写体存在画像Anというようにそれぞれの画像の撮像順に、所定の単一色画像とそれぞれ合成した被写体切り抜き画像C1〜Cnの画像データを生成する。
具体的には、先ず特徴量演算部6によって、各被写体存在画像A1〜Anについて色情報や輝度情報などの特徴量を演算し、その特徴量から各被写体存在画像A1〜Anに含まれる被写体Sを認識する。切り抜き画像生成部7cは、特徴量演算部6の認識結果に基づいて各被写体存在画像A1〜Anの特徴量各画像データから被写体Sを抽出する。次に、CPU12は、切り抜き画像生成部7cに抽出された被写体領域の各被写体存在画像A1〜An内での位置を示すアルファマップをそれぞれ生成させる。
その後、CPU12は、切り抜き画像生成部7cに、被写体Sの画像を所定の単一色画像と合成した被写体切り抜き画像C1〜Cnの画像データを生成する処理を行わせる。
即ち、切り抜き画像生成部7cは、1枚目の被写体存在画像A1、単一色画像及び被写体存在画像A1と対応するアルファマップを読み出して画像メモリ5に展開した後、被写体存在画像A1の全ての画素について、アルファ値が0の画素については(α=0)、透過させ、アルファ値が0<α<1の画素については(0<α<1)、所定の単一色とブレンディングを行い、アルファ値が1の画素については(α=1)、何もせずに所定の単一色に対して透過させないようにする。
また、切り抜き画像生成部7cは、2枚目以降の被写体存在画像A2…についても同様の処理を行う。これにより、全ての被写体存在画像A1〜Anについて切抜画像生成処理を行い、複数の被写体切り抜き画像C1〜Cnを生成する。
これにより、被写体切り抜き処理を終了する。この結果、背景内から被写体S(例えば、人)(図5参照)が抽出された被写体切り抜き画像C1〜Cn(図6参照)の画像データが生成される。
画像合成処理は、複数の被写体切り抜き画像C1〜Cnと複数の背景画像D1〜Dnについて、1枚目どうし、2枚目どうし、3枚目どうし、…N枚目どうしというようにそれぞれの画像の撮像順に合成処理を行う。
図7に示すように、先ず、画像合成部7eは、被写体取得部7dにより取得された被写体切り抜き画像C1〜Cnの中から1枚目の被写体切り抜き画像C1と1枚目の背景画像D1のYUVデータを指定する(ステップS41)。
ここで、全ての画素について処理していないと判定されると(ステップS47;NO)、画像合成部7eは、処理対象として次の画素を指定して当該画素に処理対象を移動させて(ステップS48)、処理をステップS44に移行させる。
上記の処理を、ステップS47にて全ての画素について処理したと判定されるまで(ステップS47;YES)繰り返すことで、画像合成部7eは、1枚目の被写体切り抜き画像C1と1枚目の背景画像D1とを合成した合成動画像Mを構成する1枚目の合成画像M1を生成する。
ここで、全ての画像について合成処理していないと判定されると(ステップS49;NO)、画像合成部7eは、処理対象として次の画像(例えば、2枚目の被写体切り抜き画像C2と2枚目の背景画像D2)を指定して当該画像に処理対象を移動させて(ステップS50)、処理をステップS42に移行させる。
上記の処理を、ステップS49にて全ての画像について処理したと判定されるまで(ステップS49;YES)繰り返すことで、画像合成部7eは、被写体切り抜き画像C1〜Cnの各々と背景画像D1〜Dnの各々とを合成し合成画像M1〜Mnを生成する。
これにより、画像合成処理を終了する。そしてこのように生成された合成画像M1〜Mnは、M1→M2→M3→……→Mnと順次切り換えて表示されることで合成動画像Mとして再生される。
尚、合成動画像Mはそれ自体ファイルとして存在せず、合成画像M1〜Mnの集合体として存在するようにしたが、合成画像M1〜Mnをフレーム(コマ)としたMotion JPEGからなる動画ファイル(拡張子は「.avi」)、若しくは、MPEGに準拠したファイル形式で圧縮符号化された動画ファイル(拡張子は「.mpg」、「.mov」、「.3g2」、「.3gp」等)として記憶させてもよい。
これにより、合成画像生成処理を終了する。
また、複数の背景画像D1〜Dnの数と少なくとも同数の被写体切り抜き画像C1〜Cnを取得するので、画像合成処理に係る背景画像D1〜Dn及び被写体切り抜き画像C1〜Cnの数を揃えることができ、画像合成処理を適正に行うことができる。即ち、例えば、背景画像D1〜Dn及び被写体切り抜き画像C1〜Cnのうち、何れか一方の画像が足りなくなった場合に、少ない方の画像に合わせたユーザ所望の数よりも少ない合成枚数での画像合成処理や、当該足りなくなった分の画像を後から追加生成するといった煩雑な処理を回避することができ、画像合成処理を適正に行うことができる。
例えば、上記実施形態にあっては、背景画像D1〜Dnの取得に際して、記録媒体8に記録された背景画像群の中から一の背景画像群Dを指定するようにしたが、背景画像の取得方法はこれに限られるものではなく、複数の背景画像を取得する方法であれば適宜任意に変更することができる。
即ち、例えば、記録媒体8(背景記録手段)に複数の背景画像を記録しておき、ユーザによる選択決定ボタン11b(背景指定手段)の所定操作に基づいて、当該複数の背景画像の中からユーザ所望の背景画像を複数指定して、複数の背景画像D1〜Dnを取得するようにしても良い。
これによれば、背景画像D1〜Dnの撮像と被写体存在画像A1〜Anの撮像とを一連の流れで行い、当該背景画像D1〜Dnと被写体切り抜き画像C1〜Cnとを画像合成することができるので、背景画像D1〜Dnを撮像する際の撮像条件を固定しておくことができるようになり、迅速な画像合成ができるようになる。
例えば、被写体存在画像A1〜An、複数の背景画像D1〜Dnの生成は、当該撮像装置100とは異なる撮像装置にて行い、この撮像装置から転送された画像データ等を記憶して、合成画像生成処理を実行する画像合成装置であっても良い。
即ち、プログラムを記憶するプログラムメモリ(図示略)に、背景取得処理ルーチン、被写体取得処理ルーチン、合成処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、背景取得処理ルーチンによりCPU12を、複数の背景画像を取得する背景取得手段として機能させるようにしても良い。また、被写体取得処理ルーチンによりCPU12を、被写体が連続して撮像された被写体画像を背景取得処理ルーチンによって取得した背景画像の数と少なくとも同数取得する被写体取得手段として機能させるようにしても良い。また、合成処理ルーチンによりCPU12を、被写体取得処理ルーチンにより取得された複数の被写体画像の各々と背景取得処理ルーチンにより取得された複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成手段として機能させるようにしても良い。
1 レンズ部
2 電子撮像部
3 撮像制御部
7 画像処理部
7a 背景取得部
7b 被写体取得制御部
7c 切り抜き画像生成部
7d 被写体取得部
7e 画像合成部
11a シャッタボタン
11b 選択決定ボタン
12 CPU
Claims (12)
- 複数の背景画像を取得する背景取得手段と、
この背景取得手段により取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得手段と、
被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得手段により取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得手段と、
この被写体取得手段により取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成手段と、
を備えたことを特徴とする画像合成装置。 - 前記複数の背景画像から構成される背景画像群を複数記録する背景群記録手段と、
この背景群記録手段に記録された複数の背景画像群の中から何れか一の背景画像群を指定する背景群指定手段と、を更に備え、
前記背景取得手段は、前記背景群指定手段により指定された一の背景画像群を構成する前記複数の背景画像を取得することを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。 - 前記複数の背景画像を記録する背景記録手段と、
この背景記録手段に記録された前記複数の背景画像の中から合成すべき背景画像を複数指定する背景指定手段と、を更に備え、
前記背景取得手段は、前記背景指定手段により指定された複数の背景画像を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像合成装置。 - 前記複数の背景画像は、連続して撮像された画像であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の画像合成装置。
- 前記被写体取得手段は、前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の撮像条件に基づいて撮像された前記被写体画像を取得することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の画像合成装置。
- 前記被写体取得手段は、前記複数の背景画像が撮像された際の撮像フレームレートと同じ撮像フレームレートで撮像された被写体画像を取得することを特徴とする請求項4に記載の画像合成装置。
- 前記合成手段によって前記複数の背景画像と合成される被写体画像は、背景内に被写体が存在する被写体存在画像から被写体が含まれる被写体領域を抽出した画像であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の画像合成装置。
- 撮像手段を更に備え、
前記被写体取得手段は、前記撮像手段による連続撮像により前記背景取得手段によって取得した背景画像の数と少なくとも同数の被写体画像を取得することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の画像合成装置。 - 前記撮像条件取得手段によって取得された撮像条件に応じた撮像条件となるように、前記撮像手段による撮像を制御する撮像制御手段を更に備え、
前記被写体取得手段は、前記撮像制御手段の制御により前記撮像手段で撮像された被写体画像を取得する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像合成装置。 - 前記撮像条件は、撮像フレームレート又は撮像数であることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の画像合成装置。
- 複数の背景画像を取得する背景取得ステップと、
この背景取得ステップにて取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得ステップと、
被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得ステップにて取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得ステップと、
この被写体取得ステップにて取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得ステップにて取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成ステップと、
を実行することを特徴とする画像合成方法。 - 画像合成装置のコンピュータを、
複数の背景画像を取得する背景取得手段、
この背景取得手段により取得された複数の背景画像の撮像条件を取得する撮像条件取得手段、
被写体が連続して撮像された被写体画像から前記撮像条件取得手段により取得された撮像条件に応じた数の被写体画像を取得する被写体取得手段、
この被写体取得手段により取得された複数の前記被写体画像の各々と前記背景取得手段により取得された前記複数の背景画像の各々とを合成して合成動画像を生成する合成手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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