JP6115606B2 - 撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Description
以下、図1〜図3を参照しながら、本実施形態による全天球撮像システムの全体構成について説明する。図1は、本実施形態による全天球撮像システム(以下、単に、撮像システムと参照する。)10を示す断面図である。図1に示す撮像システム10は、撮像体12と、上記撮像体12およびコントローラやバッテリなどの部品を保持する筐体14と、上記筐体14に設けられたシャッター・ボタン18とを備える。図1に示す撮像体12は、2つの結像光学系20A,20Bと、CCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの2つの固体撮像素子22A,22Bとを含む。結像光学系20と固体撮像素子22とを1個ずつ組み合わせたものを撮像光学系と参照する。結像光学系20各々は、例えば6群7枚の魚眼レンズとして構成することができる。上記魚眼レンズは、図1に示す実施形態では、180度(=360度/n;n=2)より大きい全画角を有し、好適には、185度以上の画角を有し、より好適には、190度以上の画角を有する。
上述したように、結像光学系20A,20Bは同一仕様のものとされるが、魚眼レンズのような広画角のレンズでは、画像つなぎ合わせの参考とされる重複部分の歪みが大きくってしまう。このような固有の歪みに起因して、上記ステップS106での歪曲補正および合成処理に際して、画像つなぎ合わせの精度が低下するおそれがある。そこで、本実施形態による撮像システム10は、通常のレンズに比較して歪みの大きい魚眼レンズで撮像された部分画像でも良好につなぎ合わせて合成できるように、画像を合成する際に用いる歪み補正パラメータと、画像を合成する前のつなぎ位置を求める際に用いる歪み補正パラメータとを異ならせることを特徴としている。
上述した実施形態では、画像処理装置および撮像システムの一例として、全天球の静止画を自身が備える撮像光学系により撮影し、内部の歪曲補正・画像合成ブロックで合成する撮像システム10を用いて説明した。しかしながら、画像処理装置および撮像システムの構成は、特に限定されるものではない。他の実施形態では、全天球を動画撮影する全天球動画撮像システムとして構成してもよく、複数の撮像光学系で撮影された複数の部分画像(静止画または動画)の入力を受けて全天球画像(静止画または動画)を生成するカメラ・プロセッサ、撮影を専ら担当する全天球撮像装置で撮影された複数の部分画像(静止画または動画)の入力を受けて全天球画像(静止画または動画)を合成するパーソナル・コンピュータ、ワークステーション、物理コンピュータ・システム上の仮想マシンなどの情報処理装置、スマートフォン、タブレットなどの携帯情報端末などを上記画像処理装置として構成することもできる。また、上述したようなカメラ・プロセッサ、情報処理装置、携帯情報端などの画像処理装置と、該画像処理装置から分離された撮像光学系とを含む撮像システムとして構成してもよい。
(付記1)
複数の入力画像を、投影モデルに基づく変換データを用いて、前記入力画像とは異なる座標系に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された複数の画像間のつなぎ位置を検出するつなぎ位置検出手段と、
前記つなぎ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記変換データを修正する修正手段と、
前記修正手段により修正された変換データから、座標変換に基づき、前記複数の入力画像の変換を規定する画像合成用変換データを生成するデータ生成手段と
を含む、画像処理装置。
(付記2)
座標変換前の変換データは、前記入力画像間の撮影範囲が重複する重複領域を球面の赤道近傍に射影し、前記座標変換は、回転座標変換であることを特徴とする、付記1に記載の画像処理装置。
(付記3)
前記複数の入力画像を、前記画像合成用変換データを用いて、前記入力画像とは異なる座標系に変換する画像合成前変換手段と、
前記画像合成前変換手段により前記複数の入力画像から変換された複数の変換画像を合成し、前記入力画像とは異なる座標系で表現される合成画像を生成する画像合成手段と
をさらに含む、付記1または2に記載の画像処理装置。
(付記4)
前記変換データは、平面座標系で表現される入力画像から、少なくとも2つの偏角を有する極座標系で表現される画像への射影を規定する、付記1〜3のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記5)
前記複数の入力画像は、それぞれ、異なるレンズ光学系を用いて撮像されたものであり、前記変換データは、前記複数の入力画像それぞれを撮像したレンズ光学系の歪みを補正し、射影する複数のデータ・セットを有する、付記1〜4のいずれか1つに記載の画像処理装置。
(付記6)
前記入力画像は、180度より大きな画角を有するレンズ光学系で撮像されたものであり、前記合成画像は、少なくとも2つの偏角で座標が表現された全天球画像である、付記3に記載の画像処理装置。
(付記7)
コンピュータが、
複数の入力画像の入力を受けるステップと、
前記複数の入力画像を、投影モデルに基づく変換データを用いて、前記入力画像とは異なる座標系に変換する変換ステップと、
前記変換ステップで変換された複数の画像間のつなぎ位置を検出するつなぎ位置検出ステップと、
前記つなぎ位置検出ステップの検出結果に基づいて、前記変換データを修正する修正ステップと、
前記修正ステップで修正された変換データから、座標変換に基づき、前記複数の入力画像の変換を規定する画像合成用変換データを生成するデータ生成ステップと
を実行することを含む、画像処理方法。
(付記8)
前記つなぎ位置検出ステップは、コンピュータが、パターン・マッチングにより、前記変換ステップで変換された複数の画像のうちの第1の画像および第2の画像間で、撮影範囲が重複する重複領域の画素のつなぎ位置を求めるステップを含み、
前記データ生成ステップは、コンピュータが、回転座標変換に基づいて、合成画像の座標系の座標値に対応する、前記変換ステップで変換された画像の座標系の座標値を求めるステップと、コンピュータが、求められた該座標値に対応付けられた入力画像の座標値を取得するステップとを含む、付記7に記載の画像処理方法。
(付記9)
コンピュータが、
前記複数の入力画像を、前記画像合成用変換データを用いて、前記入力画像とは異なる座標系に変換する画像合成前変換ステップと、
前記画像合成前変換ステップで前記複数の入力画像から変換した複数の変換後画像を合成し、前記入力画像とは異なる座標系で表現される合成画像を生成する画像合成ステップと
をさらに実行することを含む、請求項7または8に記載の画像処理方法。
(付記10)
コンピュータを、付記1〜6のいずれか1つに記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
(付記11)
撮像手段と、
前記撮像手段により、それぞれ複数の方位について撮像された複数の入力画像を、投影モデルに基づく変換データを用いて、前記入力画像とは異なる座標系に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された複数の画像間のつなぎ位置を検出するつなぎ位置検出手段と、
前記つなぎ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記変換データを修正する修正手段と、
前記修正手段により修正された変換データから、座標変換に基づき、前記複数の入力画像の変換を規定する画像合成用変換データを生成するデータ生成手段と
を含む、撮像システム。
Claims (4)
- 複数の撮像光学系を備え、前記複数の撮像光学系から取得した画像を合成する撮像装置であって、
傾き情報を取得するセンサと、
複数の画像をつなぐつなぎ位置を取得した画像に応じて検出する検出手段と、
前記検出したつなぎ位置で、前記傾き情報に基づいて補正をした複数の画像を合成し、平面に展開された全天球画像を生成する生成手段と
を含む、撮像装置。 - 前記全天球画像の上下方向と、撮像された天頂方向とが一致することを特徴とする、請求項1の撮像装置。
- 前記平面に展開された全天球画像は、球面座標系で表現された全天球フォーマットの画像データであることを特徴とする、請求項1または2に記載の撮像装置。
- 複数の撮像光学系を備え、前記複数の撮像光学系から取得した画像を合成する撮像システムであって、
傾き情報を取得するセンサと、
複数の画像をつなぐつなぎ位置を取得した画像に応じて検出する検出手段と、
前記検出したつなぎ位置で、前記傾き情報に基づいて補正をした複数の画像を合成し、平面に展開された全天球画像を生成する生成手段と
を含む、撮像システム。
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