JP5805013B2 - 撮像画像表示装置、撮像画像表示方法、プログラム - Google Patents
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Description
本発明では、カメラと、カメラの撮像画像をライブビュー映像として連続的かつリアルタイムに表示するディスプレイとを備える電子機器を撮像画像表示装置と総称する。撮像画像表示装置には、携帯端末、タブレット型端末、PDA、携帯ゲーム機、ノート型PCが含まれる。
以下、校正部120の動作(ステップS120)について図5から図8を参照して詳細に説明する。図5は、本実施例の校正部120の構成を示すブロック図である。図6は、本実施例の校正部120の動作を示すフローチャートである。図7は、本実施例の校正部120が校正値の計算に用いる第1画像10、第2画像20を説明する図である。図7(a)は第1画像10の例、図7(b)は第2画像20の例である。図8は、カメラ105と基準30との撮像方向距離の変化量と、基準30の撮像画像中における占有画素(ピクセル)の変化量との関係を表す図である。
以下、第1距離センサ130について説明する。前述したように、第1距離センサ130は、カメラ105の撮像方向と反対方向に存在する物体との距離を測定するためのデータを出力する。第1距離センサ130は、例えば、CCDで光を受けて角度で測距するパッシブ方式による距離センサでもよい。第1距離センサ130は、音波を発射し、物体に反射された音波が帰ってくるまでの時間で測距するソナー方式、近赤外光の出射角と、物体に反射された赤外光の入射角とを測り、幾何学的に距離を測距する赤外線方式によってもよい。または、CCDで撮像した画像のコントラストを検知して、レンズ位置を前後に動作させ、ピント位置を割り出して、測距するコントラスト検知方式でもよい。レンズから導いたスリット光の位相を検知することにより測距する位相差検知方式でもよい。実施例2以降で説明する第2距離センサ230についても同様に、パッシブ方式、ソナー方式、赤外線方式、コントラスト検知方式、位相差検知方式の何れか、または他の方式によってもよい。なお、第1距離センサ130によるデータ出力は、第1距離センサ制御部135により、例えば0.1〜1秒毎に実行され、ユーザの動きに十分に追従できればさらによい。
以下、第1距離計算部140について説明する。前述したように、第1距離計算部140は、第1距離センサ130の出力に基づいて、撮像方向と反対方向に存在する物体との距離(第1距離)を計算する(S140)。第1距離計算部140の測距用のプログラムは、第1距離センサ130の方式に対応して組み込まれており、第1距離センサ130の出力データに基づいて、第1距離を算出することができる。ここで、撮像方向と反対方向に存在する物体として想定しているのはユーザの顔面や、ユーザの身体の一部である。従って、第1距離計算部140は、撮像画像表示装置100とユーザの間の距離を第1距離として計算することを想定して撮像画像表示装置100に組み込まれている。前述したように、撮像画像表示装置100は、カメラ105を備え、カメラ105の撮像方向と逆向きに撮像画像を表示するディスプレイ165を備えており、ユーザはカメラ105起動時にはディスプレイ165をファインダとして観察していることを考えれば、カメラ105の撮像方向と逆方向であって、撮像画像表示装置100の最近傍に存在する物体はユーザの顔面、もしくはユーザの身体の一部である可能性が高い。従って、第1距離センサ130が出力したデータにより計算した距離離れた位置にユーザが存在すると考えることができる。また、カメラ105の撮像方向と逆方向にユーザが存在しない場合には、そもそもユーザがディスプレイ165を見ていない可能性が高い。具体的には、カメラ105を起動したまま、撮像画像表示装置100を放置している場合などである。このような場合、第1距離センサ130が出力したデータによっては、ユーザとの距離を正しく計算することができず後述する画像の切り抜きなどにも影響を与えることになる。しかしながら、この場合、ユーザがディスプレイ165を見ていない可能性が高く、ディスプレイ165への表示自体が不必要であるため問題とならない。
図11を参照して画像縮小部145の動作について説明を加える。図11は本実施例の画像縮小部145が生成する縮小画像について説明する図である。図11に示すように、座標軸(図中の一点鎖線)の正方向をカメラ105の撮像方向とし、当該座標軸がカメラレンズの中心をとおるものとする。ユーザ眼球位置の撮像方向座標をCEYE、カメラ105の撮像方向座標をCCAM、被写体の撮像方向座標をCOBJとする。この場合、座標CCAMと座標CEYEとは、前述した第1距離だけ離れているものと考えることができる。従って、第1距離は、図中の座標CCAMと座標CEYEとの距離を意味するdと等しいものとして説明を続ける。ここで、画像縮小部145が生成する画像として想定しているのは、図11の座標CEYEにカメラ105を移動して被写体を撮像した場合の撮像画像である。ここで、画像縮小部145によって変形される前の撮像画像は、座標CCAMにあるカメラ105により座標COBJに存在する被写体を、画角αで撮像した画像のことである。一方、カメラ105を、撮像方向の負方向に第1距離(d)だけ移動させ、座標CEYEにおいて被写体を画角αで撮影した場合、変形前よりも広範囲の被写体を画角α内に収めることができる。従って、変形前の撮像画像から、カメラ105を、撮像方向の負方向に第1距離(d)だけ移動させたときの撮像画像を完全な形で取得することはできない。従って、画像縮小部145は、変形前の撮像画像に写されておらず、変形後の撮像画像に写されるはずの被写体については再現せずに、例えば信号ゼロとする。また、画像縮小部145は、変形前の撮像画像に写された被写体については、座標CEYEにおける画角となるように、縮小変形する。従って、画像縮小部145は、第1距離dと校正値cとに基づいて、撮像画像の縮小率を計算し、カメラ105の撮像画像の水平、鉛直方向それぞれの画素数を少なくして縮小した画像を生成する。このように生成した画像を、水平、鉛直方向のカメラ画素数が等しくなる画像領域の中央に配置して、配置された画像が占有しない周辺領域の画素値を所定の値(例えば信号ゼロ、RGB値が0)とした縮小画像を生成する。従ってこの場合、配置された画像が占有しない周辺領域は黒い額縁のように表示される。このようにして生成された縮小画像はトリミング位置計算部150が計算した始点終点画素の位置に基づいてトリミング(切り抜き)処理される。詳細については後述する。
以下、トリミング位置計算部150の動作(ステップS150)について図9から図13を参照して詳細に説明する。図9は、本実施例のトリミング位置計算部150の構成を示すブロック図である。図10は、本実施例のトリミング位置計算部150の動作を示すフローチャートである。図12は、カメラ105の画角とカメラ105の画素の関係について説明する図である。図13は、本実施例のトリミング位置計算部150の始点終点画素計算手段154が計算する始点、終点画素について説明する図である。
以下、第2距離センサ230について説明する。前述したように、第2距離センサ230は、カメラ105の撮像方向に存在する物体との距離を測定するためのデータを出力する。第2距離センサ230は、第1距離センサ130と同様に、パッシブ方式、ソナー方式、赤外線方式、コントラスト検知方式、位相差検知方式の何れか、または他の方式によってもよい。なお、第2距離センサ230によるデータ出力は、第2距離センサ制御部235により、例えば0.1〜1秒毎に実行され、カメラの動きに十分に追従できればさらによい。
以下、第2距離計算部240について説明する。前述したように、第2距離計算部240は、第2距離センサ230の出力に基づいて、撮像方向に存在する物体との距離(第2距離)を計算する(S240)。第2距離計算部240の測距用のプログラムは、第2距離センサ230の方式に対応して組み込まれており、第2距離センサ230の出力データに基づいて、第2距離を算出することができる。ここで、撮像方向に存在する物体として想定しているのは被写体である。従って、第2距離計算部240は、撮像画像表示装置200と被写体の間の距離を第2距離として計算することを想定している。
以下、トリミング位置計算部250の動作(ステップS250)について図16から図20を参照して詳細に説明する。図16は、本実施例のトリミング位置計算部250の構成を示すブロック図である。図17は、本実施例のトリミング位置計算部250の動作を示すフローチャートである。図18は、カメラ105の画角α、ファインダ角θ、第1距離d、第2距離sを説明する図である。図19は、トリミング角βについて説明する図である。図20は本実施例のトリミング位置計算部250の始点終点画素計算手段254が計算する始点、終点画素について説明する図である。
以下、眼球検出部380の動作(ステップS380)について説明する。前述のとおり、眼球検出部380は、インカメラ370の撮像画像から眼球が撮像された画素を検出する。インカメラ370は、ディスプレイ165側に設けられているため、第1距離計算部140の説明で述べたのと同じ論理で、インカメラ370によりユーザ顔面が撮影される可能性は高い。インカメラの撮像画像から眼球を検出する方法は従来技術をそのまま利用すれば足りる。例えば、顔検出用のフィルタで撮像画像内を走査して顔候補を抽出し、抽出された顔候補を統計的判別法により、顔・非顔の何れかに判別したうえで、顔と判別された領域内から眼球が撮像された画素の概略位置を特定すればよい。なお、以下の説明では、簡単のため眼球位置を1点に集約して説明するため、眼球が二つ検出された場合には、眼球が撮像された画素の座標同士を結ぶ線分の中点を眼球位置とする。
以下、覗きこみ角計算部385の動作(ステップS385)について説明する。前述のとおり、覗きこみ角計算部385は、眼球が撮像された画素が検出された場合に、検出された画素の位置に基づいて、眼球の視線方向と、カメラ105の撮像方向とがなす角度(覗きこみ角)を計算する(S385)。ステップS385では、図12で説明した画素と画角の関係をそのまま応用できる。従って、眼球位置として特定された画素が水平、鉛直方向における何番目の画素であるかが分かれば、眼球位置とインカメラ370とを結ぶ直線が、カメラ105の撮像方向に対してどんな角度を持つかが分かる。このように計算される眼球の視線方向と、カメラ105の撮像方向とがなす角度(鋭角)を覗きこみ角φとして、以下の計算に用いる。
以下、トリミング位置計算部350の動作(ステップS350)について図23から図28を参照して詳細に説明する。図23は、本実施例のトリミング位置計算部350の構成を示すブロック図である。図24は、本実施例のトリミング位置計算部350の動作を示すフローチャートである。図25は、覗きこみ角φ、第1トリミング角β1、第2トリミング角β2(パターン1)を説明する図である。図26は本実施例のトリミング位置計算部350の始点終点画素計算手段354が計算する始点、終点画素(パターン1)について説明する図である。図27は、覗きこみ角φ、第1トリミング角β1、第2トリミング角β2(パターン2)を説明する図である。図28は本実施例のトリミング位置計算部350の始点終点画素計算手段354が計算する始点、終点画素(パターン2)について説明する図である。
Claims (3)
- カメラと、前記カメラの撮像方向と反対方向に画像を提示するディスプレイとを備える撮像画像表示装置であって、
前記カメラの撮像方向と反対方向に存在する物体との距離を測定するためのデータを出力する第1距離センサと、
前記第1距離センサの出力に基づいて、前記撮像方向と反対方向に存在する物体との距離(以下、第1距離という)を計算する第1距離計算部と、
前記カメラと被写体との撮像方向距離の変化量と、前記被写体の撮像画像中における占有画素の変化量との関係に基づいて定められる校正値を予め記憶する校正値記憶部と、
前記第1距離と前記校正値とに基づいて、前記カメラの撮像画像の水平、鉛直方向それぞれの画素数を少なくして縮小し、縮小画像を生成する画像縮小部と、
前記ディスプレイのサイズhと、前記第1距離dとを用い、
Nを前記カメラの水平、または鉛直方向の画素数とし、
前記カメラのN個の画素を配置した領域の仮想長さLを底辺長さとし前記カメラの画角αを頂角の大きさとした二等辺三角形において、当該二等辺三角形の頂点とn番目の画素との距離をxnとし、高さL/N、底辺xnである直角三角形の底辺と斜辺のなす角をαdiv(n)とし、始点の画素を前記N個の画素のうちp番目の画素とし、終点の画素を前記N個の画素のうちq番目の画素とした場合に、
で表されるファインダ角θを計算するファインダ角計算手段と、
前記画角α、前記ファインダ角θに基づいて、
に基づいて始点、終点にあたる画素の位置を計算する始点終点画素計算手段を含むトリミング位置計算部と、
前記縮小画像を前記始点画素、および前記終点画素の位置に基づいて切り抜くトリミング部と、
前記切り抜かれた画像を前記ディスプレイに表示するディスプレイ制御部と、
を備えることを特徴とする撮像画像表示装置。 - カメラと、前記カメラの撮像方向と反対方向に画像を提示するディスプレイと、前記カメラの撮像方向と反対方向に存在する物体との距離を測定するためのデータを出力する第1距離センサとを備える撮像画像表示装置により実行される撮像画像表示方法であって、
前記第1距離センサの出力に基づいて、前記撮像方向と反対方向に存在する物体との距離(以下、第1距離という)を計算する第1距離計算ステップと、
前記カメラと被写体との撮像方向距離の変化量と、前記被写体の撮像画像中における占有画素の変化量との関係に基づいて定められる校正値と、前記第1距離とに基づいて、前記カメラの撮像画像の水平、鉛直方向それぞれの画素数を少なくして縮小し、縮小画像を生成する画像縮小ステップと、
前記ディスプレイのサイズhと、前記第1距離dとを用い、
Nを前記カメラの水平、または鉛直方向の画素数とし、
前記カメラのN個の画素を配置した領域の仮想長さLを底辺長さとし前記カメラの画角αを頂角の大きさとした二等辺三角形において、当該二等辺三角形の頂点とn番目の画素との距離をxnとし、高さL/N、底辺xnである直角三角形の底辺と斜辺のなす角をαdiv(n)とし、始点の画素を前記N個の画素のうちp番目の画素とし、終点の画素を前記N個の画素のうちq番目の画素とした場合に、
で表されるファインダ角θを計算するファインダ角計算サブステップと、
前記画角α、前記ファインダ角θに基づいて、
に基づいて始点、終点にあたる画素の位置を計算する始点終点画素計算サブステップを含むトリミング位置計算ステップと、
前記縮小画像を前記始点画素、および前記終点画素の位置に基づいて切り抜くトリミングステップと、
前記切り抜かれた画像を前記ディスプレイに表示するディスプレイ制御ステップと、
を有することを特徴とする撮像画像表示方法。 - コンピュータを、請求項1に記載の撮像画像表示装置として機能させるためのプログラム。
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