JP6115732B2 - 撮像システム - Google Patents

Description

本開示は、パノラマ画像を撮像可能な撮像システムに関する。

撮像によって得られた複数の画像データを合成してパノラマ画像データを生成する技術が知られている。例えば、特許文献１は、１台のデジタルカメラを水平方向に回転させながら撮像を行い、時系列で隣り合う２つの画像データ同士を重ね合わせてパノラマ画像データを生成する技術を開示している。また、特許文献２は、複眼カメラの両撮像部により撮影を行い、得られた各撮影画像を合成してパノラマ画像を生成する技術を開示している。

特開２０１１−１９９４２５号公報 特開２０１１−４３４０号公報

デジタルカメラを回転させながら複数回の撮影を行ったり、複眼カメラにより撮影を行ったりした場合、撮影画像毎に撮影方向がそれぞれ異なることに起因して、得られる複数の撮影画像間に視差が生じる。撮影画像間の視差が大きいとパノラマ合成処理の妨げとなるため、好適なパノラマ画像データを生成できない恐れがある。

本開示は上記課題を鑑みてなされたものであり、複数の撮像画像間の視差の影響を低減させたカメラシステムを提供する。

本開示に係る撮像システムは、パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムである。撮像システムは複数のカメラを備える。複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とする。各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、第１の方向と第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置される。第１の方向に隣接するカメラの組の数は、第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少ない。

本開示によれば、複数の撮像画像間の視差の影響を低減させた撮像装置及び撮像システムを提供できる。

パノラマ映像処理システムの概要を示す図 デジタルカメラの構成を示す図 各デジタルカメラが担当する撮影領域を示す図 映像処理装置の構成を示す図 プロジェクタの構成を示す図 （Ａ）カメラシステムにおけるデジタルカメラの配置を説明した図、（Ｂ）比較例のカメラシステムのカメラ配置を説明した図、（Ｃ）被写体領域を複数の撮影領域に分割した様子を説明した図 （Ａ）〜（Ｃ）カメラシステムにおけるデジタルカメラの配置の他の例を示す図 （Ａ）カメラシステムの他の構成例を示す図、（Ｂ）他の構成例のカメラシステムに対応した、被写体領域を分割して得られる撮影領域を説明した図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

〔実施の形態１〕
実施の形態１にかかるパノラマ映像処理システム１００は、競技場やイベントホール等の会場を撮影した映像に基づいて、パノラマ合成映像を作成し、提供することができる。実施の形態１にかかるパノラマ映像処理システム１００は、デジタルカメラ３００の配置を工夫することにより、複数撮像映像間の視差の影響の低減を実現している。

以下、実施の形態１にかかるパノラマ映像処理システム１００の構成および、デジタルカメラ３００の配置について詳細に説明する。

〔１．構成〕
〔１−１．パノラマ映像処理システム１００の概要〕
図１は、パノラマ映像処理システム１００の概要を示す図である。図１に示すように、パノラマ映像処理システム１００は、カメラシステム２００と、映像処理装置４００と、プロジェクタ５００とから構成されている。

カメラシステム２００は、複数のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを有している、競技場やイベントホール等の比較的水平方向に長い会場の撮影に好適な装置である。なお、以下の説明では、デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを総称する場合に、デジタルカメラに対して符号「３００」を用いる場合がある。

映像処理装置４００は、カメラシステム２００で撮影された映像データを受信する。映像処理装置４００は、カメラシステム２００から受信した映像データに対してパノラマ合成処理を施し、パノラマ合成映像データを作成する。映像処理装置４００は、作成したパノラマ合成映像データを記録媒体に記録することができる。また、映像処理装置４００は、作成したパノラマ合成映像データをプロジェクタ５００に出力することができる。

プロジェクタ５００は、映像処理装置４００から受信した映像データに基づいた映像をスクリーンに投影することができる。本実施形態では、４台のプロジェクタ５００が用いられる。各プロジェクタ５００から投影される映像は、水平方向で隣接する映像と連結し、全体として１つのパノラマ映像を形成する。なお、プロジェクタ５００により投影されるパノラマ映像は、複数のデジタルカメラ３００により撮影された映像データの全部または一部の映像データに基づく映像である。

以下、カメラシステム２００、映像処理装置４００、プロジェクタ５００の各構成について説明する。

〔１−２．カメラシステム２００の構成〕
カメラシステム２００は、複数のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを有している。図１に示す例では、カメラシステム２００は、４つのデジタルカメラ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄを有している。図１に示すように、４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄは、枠構造をとったフレーム２１０にそれぞれ配置され固定されている。フレーム２１０は、板状のフレーム上面２１１とフレーム下面２１２を有している。デジタルカメラ３００ａ及び３００ｄは、フレーム下面２１２の上側に並べて配置されている。同様に、デジタルカメラ３００ｂ及び３００ｃは、フレーム上面２１１の下側に並べて配置されている。このようにして、複数のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄをフレーム２１０内にコンパクトに配置することができる。

４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄは、それぞれ独立して、撮影した映像を映像処理装置４００へ送信する。

〔１−２−１．デジタルカメラの構成〕
続いて、各デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄの構成について説明する。４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｂは、それぞれ共通の構成を有する。そのため、以下の説明は、４つのデジタルカメラ３００のそれぞれに共通する。

図２は、デジタルカメラ３００の構成を示す図である。デジタルカメラ３００は、カメラヘッド３１０とカメラベース３２０とから構成されている。

カメラヘッド３１０は、光学系３１１及びイメージセンサ３１２を備える。カメラベース３２０は、コントローラ３２１、パン・チルト駆動部３２２、画像処理部３２３、ワークメモリ３２４及び映像端子３２５を備える。パン・チルト駆動部３２２は、カメラヘッド３１０を駆動して、カメラヘッド３１０をパンまたはチルトさせる。これにより、カメラシステム２００の各デジタルカメラ３００の撮影方向を変更或いは調節することができる。

光学系３１１は、フォーカスレンズやズームレンズ、絞り、シャッタ等により構成される。光学系３１１は、光学式手ぶれ補正レンズ（OIS: Optical Image Stabilizer）を含んでもよい。なお、光学系３１１を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。

イメージセンサ３１２は、光学系３１１を通して形成された被写体像を撮像して撮像データを生成する。イメージセンサ３１２は、少なくとも水平画素数１９２０〔２Ｋ〕×垂直画素数１０８０〔１Ｋ〕以上の画素数を有する。イメージセンサ３１２は、所定のフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で新しいフレームの撮像データを生成する。イメージセンサ３１２の画像データ生成タイミングおよび電子シャッタ動作は、コントローラ３２１によって制御される。イメージセンサ３１２は、生成した撮像データを画像処理部３２３に送信する。

画像処理部３２３は、イメージセンサ３１２から受けた撮像データに対して各種の処理を施して映像データを生成する。このとき、画像処理部３２３は、フルハイビジョン（水平画素数１９２０〔２Ｋ〕×垂直画素数１０８０〔１Ｋ〕）の映像データを生成する。各種処理としては、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部３２３は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部３２３は、コントローラ３２１などとともに１つの半導体チップで構成してもよい。

コントローラ３２１は、画像処理部３２３や、パン・チルト駆動部３２２等、デジタルカメラ１００の各部を統括制御する。コントローラ３２１は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを実行するマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、コントローラ３２１は、画像処理部３２３などと共に1つの半導体チップで構成してもよい。

パン・チルト駆動部３２２は、カメラヘッド３１０の撮影方向をパン・チルトさせるための駆動部である。パン・チルト駆動部３２２は、コントローラ３２１からの指示に基づいて、パン・チルトの駆動を行う。例えば、パン・チルト駆動部３２２は、±１７５度のパン駆動及び、−３０度から＋２１０度のチルト駆動を行うことができる。なお、パン・チルト駆動部３２２は、パン駆動部とチルト駆動部とがそれぞれ独立して存在していてもよい。

ワークメモリ３２４は、画像処理部３２３やコントローラ３２１のワークメモリとして機能する記憶媒体である。ワークメモリ３２４はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などで実現できる。

映像端子３２５は、画像処理部３２３が生成した映像データを外部に出力するための端子である。映像端子３２５は、ＳＤＩ端子やＨＤＭＩ端子等により実現することができる。各デジタルカメラ３００の映像端子３２５から出力される映像データは、映像処理装置４００の映像端子４０２に入力される。

コントローラ３２１は、映像処理装置４００に映像データを出力する際、撮影映像データとともにデジタルカメラ３００を識別するための識別子を出力する。例えば、デジタルカメラ３００ａが出力する撮影映像データは、デジタルカメラ３００ａを特定するための識別子とともに、映像処理装置４００へと送信される。識別子を参照することにより、映像処理装置４００は、取得した撮影映像データが、いずれのデジタルカメラ３００によるものかを把握することができる。

上記では、４つのデジタルカメラ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは構成が共通であるとして説明した。しかしこれに限定されず、４つのデジタルカメラ３００のそれぞれの構成が異なっていてもよい。但し、４つのデジタルカメラ３００の構成が共通である方が、統合制御が容易であるため好ましい。

〔１−２−２．各デジタルカメラ３００が担当する撮影領域〕
次に、パノラマ合成映像を生成するにあたって、４つのデジタルカメラ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄが担当する撮影領域について説明する。図３は、各デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄが担当する撮影領域を説明した図である。

カメラシステム２００は、４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを用いて、水平方向に長い被写体（例えば、競技場）を撮影する。図３に示すように、カメラシステム２００は、被写体（撮影対象）の領域を、水平方向に４つの撮影領域に分割して撮影する。本実施形態では、撮影対象（例えば、競技場）全体を含む撮影領域を、水平方向に、撮影領域Ａ、撮影領域Ｂ、撮影領域Ｃ，撮影領域Ｄの４つの領域に分割する。

４つに分割された撮影領域のそれぞれは、デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄのそれぞれが担当する。すなわち、図３に示すように、デジタルカメラ３００ａは、撮影領域Ａの撮影を担当する。デジタルカメラ３００ｂは、撮影領域Ｂの撮影を担当する。デジタルカメラ３００ｃは、撮影領域Ｃの撮影を担当する。デジタルカメラ３００ｄは、撮影領域Ｄの撮影を担当する。

一台のデジタルカメラは、水平画素数１９２０〔２Ｋ〕×垂直画素数１０８０〔１Ｋ〕の映像を撮影することができるため、４つのデジタルカメラ３００が撮影する映像を合成することにより、水平画素数７６８０〔８Ｋ〕×垂直画素数１０８０〔１Ｋ〕の映像を得ることができる。すなわち、水平方向に幅の広い被写体（競技場等）に対して８Ｋ相当の高解像度映像を得ることができる。

本実施の形態にかかるパノラマ映像処理システム１００は、デジタルカメラ３００の配置を工夫することにより、複数撮像映像間の視差の影響の低減を実現している。デジタルカメラ３００の配置の詳細については後述する。

〔１−３．映像処理装置４００の構成〕
図４は、映像処理装置４００の構成を示す図である。映像処理装置４００は、例えばＰＣで構成されており、コントローラ４０１、映像端子４０２、画像処理部４０３、ワークメモリ４０４、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と称する）４０５を備える。

コントローラ４０１は、画像処理部４０３、ＨＤＤ４０５のような、映像処理装置４００の各部の動作を統括制御する。コントローラ４０１は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを実行するマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、コントローラ４０１は画像処理部４０３などと共に1つの半導体チップで構成してもよい。

映像端子４０２は、外部から映像データを入力したり、画像処理部４０３が生成した映像データを外部に出力したりするための端子である。映像端子４０２は、ＳＤＩ端子やＨＤＭＩ端子等により実現することができる。カメラシステム２００において、デジタルカメラ３００の映像端子３２５としてＳＤＩ端子を採用するときは、映像処理装置４００の映像端子４０２としてＳＤＩ端子を採用することは言うまでもない。

画像処理部４０３は、外部から入力された映像データに対して各種処理を施してパノラマ合成映像データを生成する。画像処理部４０３は、水平画素数７６８０〔８Ｋ〕×垂直画素数１０８０〔１Ｋ〕のパノラマ合成映像データを生成する。このとき、画像処理部４０３は、撮影映像データとともにデジタルカメラ３００から受信した識別子を用いることにより、各デジタルカメラ３００が担当する撮影領域の並びに応じたパノラマ合成処理を行うことができる。各種処理としては、アフィン変換処理及び特徴点の位置合わせ等のパノラマ合成処理並びに、電子ズーム処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部４０３は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部４０３は、コントローラ４０１などとともに１つの半導体チップで構成してもよい。

ワークメモリ４０４は、画像処理部４０３やコントローラ４０１のワークメモリとして機能する記憶媒体である。ワークメモリ４０４はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などで実現できる。

ＨＤＤ４０５は、映像データ等の情報を書き込んだり読み出したりする補助記録装置である。ＨＤＤ４０５は、コントローラ４０１からの指示に従って、画像処理部４０３が生成したパノラマ合成映像データを記録することができる。また、ＨＤＤ４０５は、コントローラ４０１からの指示に従って、ＨＤＤ４０５に記録されたパノラマ合成映像データを読み出すことができる。読み出したパノラマ合成映像データは、メモリカード等の外部記録装置にコピー又はムーブしてもよいし、液晶ディスプレイ等の表示装置に表示させてもよい。

〔１−４．プロジェクタ５００の構成〕
図５は、プロジェクタ５００の構成を示す図である。プロジェクタ５００は、コントローラ５０１と、映像端子５０２と、画像処理部５０３と、ワークメモリ５０４と、光源５０５と、液晶パネル５０６と、光学系５０７とを備える。

コントローラ５０１は、画像処理部５０３、光源５０５および液晶パネル５０６等の、プロジェクタ５００の各部を統括制御する。コントローラ５０１は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを実行するマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、コントローラ５０１は、画像処理部５０３などと共に1つの半導体チップで構成してもよい。

映像端子５０２は、外部から映像データを入力するための端子である。映像端子５０２は、映像処理装置４００が生成したパノラマ合成映像データを入力する。図１に示すように、４つのプロジェクタにより投影を行うときは、映像処理装置４００が生成したパノラマ合成処理データのうち、当該プロジェクタが投影を担当する映像領域のみを入力するようにしてもよい。映像端子４０２は、ＳＤＩ端子やＨＤＭＩ端子等により実現することができる。映像処理装置４００の映像端子４０２としてＳＤＩ端子を採用するときは、プロジェクタ５００の映像端子５０２としてＳＤＩ端子を採用することは言うまでもない。

画像処理部５０３は、外部から入力された映像データに対して各種処理を施して、映像を構成する画素の輝度・色相に関する情報をコントローラ５０１に通知する。画像処理部５０３は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。また画像処理部５０３は、コントローラ５０１などとともに１つの半導体チップで構成してもよい。

光源５０５は、発光管等を有する。発光管は、互いに波長域が異なる赤色の光、緑色の光、及び青色の光を含む光束を射出する。発光管は、例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプで実現できる。光源５０５から射出された光束は、液晶パネル５０６に投射される。図５には示していないが、コンデンサレンズ、リレーレンズ等の光学系を介して光源５０５から液晶パネル５０６へ光を投射してもよい。

液晶パネル５０６は、ＲＧＢのカラーフィルタを配置した液晶パネルである。液晶パネル５０６は、コントローラ５０１から指示された映像データに基づき映像を再現するよう、カラーフィルタを制御する。図５に示す実施例では、透過型のものをあげたが、これに限定されない。すなわち反射型や、ＤＬＰ（Digital Light Processing）方式であってもよい。また、単板方式によるものでも、３板方式によるものでもよい。

光学系５０７は、フォーカスレンズやズームレンズ等から構成される。光学系５０７は、液晶パネル５０６を介して入射した光束を拡大するための光学系である。

〔２．カメラシステム２００におけるデジタルカメラ３００の配置〕
図６は、カメラシステム２００におけるデジタルカメラ３００の配置を説明するための図である。

図６（Ａ）は、実施の形態１にかかるデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄの配置を示した図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すカメラ配置との対比のためのカメラ配置を示した図である。図６（Ｃ）は、図３に示したものと同様、各デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄが担当する撮影領域を説明した図である。

図６（Ｃ）に示すように、撮影対象（例えば、競技場）を４つの撮影領域に分ける。デジタルカメラから見て左方から右方に向かって、撮影領域Ａ、撮影領域Ｂ、撮影領域Ｃ、撮影領域Ｄと呼ぶ。前述のように、各デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄに対して図３に示すように撮影領域Ａ〜Ｄが割り当てられる。また、以下の説明において、デジタルカメラ３００において、被写体側の方向をカメラシステム２００、２００ｂの前方とする。よって、デジタルカメラ３００ａからデジタルカメラ３００ｄに向かう方向がカメラシステム２００の「右方向」であり、その逆の向きが「左方向」である。また、デジタルカメラ３００ａからデジタルカメラ３００ｂに向かう方向がカメラシステム２００の「上方向」であり、その逆の向きが「下方向」である。対比例のカメラシステム２００ｂについては、デジタルカメラ３００ａからデジタルカメラ３００ｄに向かう方向がカメラシステム２００ｂの「右方向」となり、その逆の向きが「左方向」となる。

図６（Ａ）に示すように、カメラシステム２００のフレーム２１０の左側に配置されたデジタルカメラ３００ａに対して、撮影対象（例えば、競技場）の最も左の撮影領域Ａの撮影を担当させる。カメラシステム２００のフレーム２１０の左側で、かつデジタルカメラ３００ａの上に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｂに対して、撮影領域Ａに隣接する撮影領域Ｂの撮影を担当させる。カメラシステム２００のフレーム２１０の右側に配置され、かつデジタルカメラ３００ｂの横に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｃに対して、撮影領域Ｂの右に隣接する撮影領域Ｃの撮影を担当させる。そして、カメラシステム２００のフレーム２１０の右側に配置され、かつデジタルカメラ３００ｃの下に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｄに対して、撮影領域Ｃの右に隣接する撮影領域Ｄを担当させる。すなわち、撮影領域Ａ〜Ｄのそれぞれを担当する４台のデジタルカメラを順に辿ると、その軌跡は、図６（Ａ）に示すように、下に開いたコの字状になる。換言すれば、撮影領域Ａ〜Ｄのそれぞれを担当するデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄはコの字状に配置されているとも言える。また、この場合、横方向（パノラマ画像の合成方向）に隣接するカメラ３００ｂと３００ｃの組の数（１）を、縦方向に隣接するカメラの組の数（２）よりも少なくしている。これにより、カメラシステム２００全体において生じる視差の程度を低減している。

一方、図６（Ｂ）に示す比較例では、デジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを水平方向に一直線上に配置している。すなわち、カメラシステム２００ｂの最も左に配置させたデジタルカメラ３００ａに、被写体（競技場）の最左方の撮影領域Ａの撮影を担当させる。デジタルカメラ３００ａの右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｂに、撮影領域Ａの右に隣接した撮影領域Ｂの撮影を担当させる。デジタルカメラ３００ｂの右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｃに、撮影領域Ｂの右に隣接した撮影領域Ｃの撮影を担当させる。そして、デジタルカメラ３００ｃの右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｄに、撮影領域Ｃの右に隣接した撮影領域Ｄの撮影を担当させる。

次に、図６（Ａ）に示すようなカメラ配置の技術的意義について説明する。

２つ以上のデジタルカメラを水平方向にずらして配置する場合、カメラ間に一定の距離を置いて配置される。このため、デジタルカメラのそれぞれが撮影する映像には水平方向の視差が生じる。複数の撮影映像を水平方向につなぎ合わせて、横長のパノラマ合成画像を生成する場合、撮影映像の視差の影響により、左右の画像の張り合わせ部分がスムーズに繋がらないという課題が発生する。そのため、パノラマ合成画像を作成するにあたっては、左右に隣接する撮影領域の撮影映像間の視差の影響を低減させる必要がある。

例えば、図６（Ｂ）に示すように、水平方向に一直線上に４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを配置した場合、一のデジタルカメラと、その一のデジタルカメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のデジタルカメラとの間で、必ず、隣接するカメラ間の水平方向の距離に応じた一定の視差（ｄ）が発生する。すなわち、デジタルカメラ３００ａとデジタルカメラ３００ｂにより撮影された映像間、デジタルカメラ３００ｂとデジタルカメラ３００ｃにより撮影された映像間、デジタルカメラ３００ｃとデジタルカメラ３００ｄにより撮影された映像間のそれぞれにおいて、一定の視差（ｄ）が発生してしまう。また、デジタルカメラ３００ａとデジタルカメラ３００ｃにより撮影された映像間、デジタルカメラ３００ｂとデジタルカメラ３００ｄにより撮影された映像間のそれぞれにおいて、一定の視差（ｄ）の２倍の視差が発生してしまう。さらに、両端に位置するデジタルカメラ３００ａとデジタルカメラ３００ｄの間では、隣接するカメラ間の視差（ｄ）の３倍の視差（３ｄ）が発生する。このようにカメラ間の視差にばらつきが生じ、また、視差が大きくなる場合もある。よって、これらの視差は、パノラマ合成画像に悪影響を与え、パノラマ合成画像の品質を低下させる。

一方、本実施の形態１にかかるカメラシステム２００では、図６（Ａ）に示すように、連続した撮影領域Ａ〜Ｄをそれぞれ担当するデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを、下方が開いたコの字状に順に並べて配置する。このようにコの字型に順に並べて配置すると、上下方向に隣接するデジタルカメラ間（デジタルカメラ３００ａとデジタルカメラ３００ｂの間、デジタルカメラ３００ｃとデジタルカメラ３００ｄの間）では、撮影映像間の水平方向の視差は発生しない。水平方向において異なる位置に配置されたカメラ間（例えば、デジタルカメラ３００ａと３００ｄの間、デジタルカメラ３００ｂと３００ｃの間）では、視差は発生するが、その視差はせいぜいカメラ１台分の値（ｄ）である。よって、図６（Ａ）のカメラ配置の場合、４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄの各カメラ間の視差は、ほぼ均等になるため、パノラマ合成画像への影響は少なくなる。すなわち、パノラマ合成画像において、水平方向の視差に起因した画質の低下を抑制できる。

以上のように、本実施の形態１にかかるカメラシステム２００によれば、複数の撮像画像間の左右視差の影響を低減させることができる。また、４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを、マトリクス状に（本例では、たて２個×横２個）に配置することにより、カメラシステム２００の全体構成をコンパクトにすることができる。

〔他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。本開示は上記実施の形態１に限定されるものではなく、種々の他の実施の形態が考えられる。以下、他の実施の形態について説明する。

カメラシステム２００におけるデジタルカメラ３００の配置は図６（Ａ）に示す例に限定されない。図７に、カメラシステム２００におけるデジタルカメラ３００の他の配置例を示す。

本例において、撮影領域は、図６（Ｃ）に示した、撮影領域Ａ、撮影領域Ｂ、撮影領域Ｃおよび撮影領域Ｄを含む領域と同一であるとする。図７（Ａ）に示すカメラ配置は、図６（Ａ）に示したカメラ配置とは、デジタルカメラと撮影領域の対応関係が異なっている。すなわち、図７（Ａ）に示す例では、カメラシステム２００のフレーム２１０において、撮影領域Ａ〜Ｄのそれぞれを担当するデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを、上に開いたコの字状に順に並べて配置している。具体的には、図７（Ａ）に示すように、カメラシステム２００のフレーム２１０の左上に配置されたデジタルカメラ３００ａに、被写体（例えば、競技場）の領域の最左方の撮影領域Ａの撮影を担当させる。デジタルカメラ３００ａの下方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｂに、撮影領域Ａの右に隣接する撮影領域Ｂの撮影を担当させる。デジタルカメラ３００ｂの右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｃに、撮影領域Ｂの右に隣接する撮影領域Ｃの撮影を担当させる。そして、デジタルカメラ３００ｃの上方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｄに、撮影領域Ｃの右に隣接する撮影領域Ｄを担当させる。このように、図７（Ａ）に示すように、撮影領域Ａ〜Ｄのそれぞれを担当するデジタルカメラ３００を、上方が開いたコの字状に順に並べて配置してもよい。この場合、横方向（パノラマ画像の合成方向）に隣接するカメラ３００ｂと３００ｃの組の数（１）を、縦方向に隣接するカメラの組の数（２）よりも少なくしている。これにより、カメラシステム２００全体において生じる視差の程度を低減している。

カメラシステム２００として、撮影領域Ａ〜Ｄのそれぞれを担当する４つのデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを配置する場合、図６（Ａ）に示すような下に開いたコの字状に配置しても、図７Ａ）に示すような上に開いたコの字状に配置してもよい。さらに、図７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、撮影領域Ａ、Ｂ、…を担当するデジタルカメラ３００を、右または左が開いたコの字状になるように配置してもよい。いずれの場合でも、複数の撮像画像間の視差の影響を低減させることができる。また、４つのデジタルカメラ３００をマトリクス状に（たて２個×横２個）配置することにより、カメラシステム２００の構成をコンパクトにすることができる。

カメラシステム内に設けるデジタルカメラの数は４個に限定されるものではない。例えば、図８（Ａ）に示すように、カメラシステム６００において９個のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｉを配置してもよい。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す構成を有するカメラシステム６００における各デジタルカメラ３００ａ〜３００ｉが担当する撮影領域を示している。

図８（Ｂ）に示すように、被写体（例えば、競技場）の領域を９つの撮影領域に分ける。そして、撮影者（デジタルカメラ３００）から被写体領域を見たときに、各分割領域を、左方から右方に向かって、撮影領域Ａ、撮影領域Ｂ、撮影領域Ｃ、撮影領域Ｄ、撮影領域Ｅ、撮影領域Ｆ、撮影領域Ｇ、撮影領域Ｈ，撮影領域Ｉと呼ぶことにする。このとき、図８（Ａ）に示すように、カメラシステム６００のフレーム２１０の左下に配置されたデジタルカメラ３００ａに、被写体領域の最左方の撮影領域Ａを割り当てる。カメラシステム６００のフレーム２１０の左側に配置され、デジタルカメラ３００ａの上方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｂに、撮影領域Ａの右に隣接する撮影領域Ｂを割り当てる。カメラシステム６００のフレーム２１０の左側に配置され、デジタルカメラ３００ｂの上方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｃに、撮影領域Ｂの右に隣接する撮影領域Ｃを割り当てる。

続いて、カメラシステム６００のフレーム２１０の中央に配置され、デジタルカメラ３００ｃの右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｄに、撮影領域Ｃの右に隣接する撮影領域Ｄを割り当てる。同様に、カメラシステム６００のフレーム２１０の中央に配置され、デジタルカメラ３００ｄに下方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｅに、撮影領域Ｄの右に隣接する撮影領域Ｅを割り当てる。そして、カメラシステム６００のフレーム２１０の中央に配置され、デジタルカメラ３００ｅの下方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｆに、撮影領域Ｅの右に隣接する撮影領域Ｆを割り当てる。

続いて、カメラシステム６００のフレーム２１０の右側に配置され、デジタルカメラ３００ｆに右に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｇに、撮影領域Ｆの右に隣接する撮影領域Ｇを担当させる。続いて、カメラシステム６００のフレーム２１０の右側に配置され、デジタルカメラ３００ｇに隣接して上方に配置されたデジタルカメラ３００ｈに、撮影領域Ｇの右に隣接する撮影領域Ｈを割り当てる。そして、カメラシステム６００のフレーム２１０の右側に配置され、デジタルカメラ３００ｈの上方に隣接して配置されたデジタルカメラ３００ｉに、撮影領域Ｈの右に隣接する撮影領域Ｉを割り当てる。すなわち、図８（Ａ）に示すように、連続する９個の撮影領域Ａ〜Ｉのそれぞれを担当するデジタルカメラ３００ａ〜３００ｉを順に、横に伏したＳ字状に並べて配置する。

換言すれば、連続する９個の撮影領域Ａ〜Ｉの各々を、３×３のマトリクス状に配置された９個のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｉの各々に対して割り当てる際に、領域の順にカメラを辿ったときのカメラの位置の軌跡が横倒しにしたＳ字状になるように、デジタルカメラを配置している。この場合、横方向（パノラマ画像の合成方向）に隣接するカメラの組（カメラの組３００ｆと３００ｇ、３００ｃと３００ｄ）の数（２）を、縦方向に隣接するカメラの組の数（６）よりも少なくしている。また、これに代えて、連続する９個の撮像領域Ａ〜Ｉの各々を、３×３のマトリクス状に配置された９個のデジタルカメラの各々に対して、割り当て順がＳ字を裏返してなる反転Ｓ字に沿った順となるように割り当ててもよい。このように割り当てることにより、９つのデジタルカメラ３００を配置させる場合に、複数の撮像画像間の左右視差の影響を低減させることができる。また、９つのデジタルカメラ３００を、マトリクス状（たて３個×横３個）に配置することにより、カメラシステム２００の構成をコンパクトにすることができる。

また、上記の実施の形態においては、複数のデジタルカメラをマトリクス状に配置する際に、縦方向に配置するデジタルカメラの個数と、横方向に配置するデジタルカメラの個数とが同じである例（２×２や３×３）を示したが、配置の形態はこれに限定されない。縦方向に配置するデジタルカメラの個数と、横方向に配置するデジタルカメラ個数とが異っていてもよい。

上記の実施の形態で示した各デジタルカメラ３００ａ、３００ｂ、…と各撮影領域Ａ、Ｂ、…の対応は一例である。要するに、複数のデジタルカメラがマトリクス状（ｍ×ｎ）に配置されたカメラシステムにおいて、連続する撮影領域Ａ、Ｂ、…を担当するデジタルカメラをこの順で辿った場合にその辿った軌跡が一筆書きで書ける軌跡となるように、各デジタルカメラに対して撮影領域Ａ、Ｂ、…が割り当てられていればよい。

上記の実施形態において、コントローラ３２１、４０１、５０１はＣＰＵ，ＭＰＵ，またはＦＰＧＡ等で構成できる。また、画像処理部３２３、４０３、５０３は、ＣＰＵ，ＭＰＵ，ＦＰＧＡ、ＤＳＰ等で構成できる。

〔まとめ〕
以上のように、本実施の形態にかかるカメラシステム２００は、パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影するカメラシステムである。カメラシステム２００は、複数のデジタルカメラ３００ａ〜３００ｄを備える。複数のカメラのそれぞれ３００ａ〜３００ｄは、被写体領域を第１の方向（パノラマ画像を合成する方向）に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とする。各カメラ３００ａ〜３００ｄは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、第１の方向（横方向）と第１の方向に直交する第２の方向（縦方向）のいずれかの方向にて隣接するよう配置される。カメラシステム２００において、第１の方向（横方向）に隣接するカメラの組の数は、第２の方向（縦方向）に隣接するカメラの組の数よりも少ない。この構成により、複数のカメラの間の視差は均等になり、パノラマ合成処理への影響を低減させることができる。

また、カメラシステム２００において、第１の方向（横方向）に隣接するカメラの組は、被写体領域の中央の撮影領域を担当する２台のカメラを含んでもよい。パノラマ合成処理において、パノラマ画像を構成する端の画像よりも、中央の画像の方が視差の影響が少ない。これにより、パノラマ合成処理への影響を低減させることができる。

また、被写体領域の一方の端から他方の端まで連続する各分割領域（例えば、撮影領域Ａ〜Ｄ）を順に各カメラ３００ａ〜３００ｄへ割り当てる場合に、カメラに割り当てられる領域の順にカメラを辿ったときのカメラの位置の軌跡が一筆書きの軌跡になるように、複数のカメラ３００ａ〜３００ｄを配置してもよい。これにより、隣接するカメラ間の視差を小さくできる。

以上では、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本発明は複数のカメラよりなるカメラシステムに適用可能である。

１００ パノラマ映像処理システム
２００ カメラシステム
３００、３００ａ〜３００ｉ デジタルカメラ
４００ 映像処理装置
５００ プロジェクタ

Claims (5)

1. パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムであって、
   複数のカメラを備え、
   複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とし、
   各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、前記第１の方向と前記第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置され、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組の数は、前記第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少なく、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組は、前記被写体領域の中央の撮影領域を担当する２台のカメラを含む、
   撮像システム。
2. パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムであって、
   複数のカメラを備え、
   複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とし、
   各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、前記第１の方向と前記第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置され、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組の数は、前記第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少なく、
   前記被写体領域の一方の端から他方の端まで連続する各分割領域を順に各カメラへ割り当てる場合に、カメラに割り当てられる領域の順にカメラを辿ったときのカメラの位置の軌跡がコの字状になるように、前記複数のカメラを配置する、
   撮像システム。
3. パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムであって、
   複数のカメラを備え、
   複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とし、
   各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、前記第１の方向と前記第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置され、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組の数は、前記第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少なく、
   前記被写体領域の一方の端から他方の端まで連続する各分割領域を順に各カメラへ割り当てる場合に、カメラに割り当てられる領域の順にカメラを辿ったときのカメラの位置の軌跡が一筆書きの軌跡になるように、前記複数のカメラを配置する、
   撮像システム。
4. パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムであって、
   複数のカメラを備え、
   複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とし、
   各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、前記第１の方向と前記第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置され、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組の数は、前記第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少なく、
   前記複数のカメラは、横方向に２個、縦方向に２個配置された４個のカメラを含む、
   撮像システム。
5. パノラマ画像を作成するための複数の画像を撮影する撮像システムであって、
   複数のカメラを備え、
   複数のカメラのそれぞれは、被写体領域を第１の方向に分割して得られる複数の領域のそれぞれを撮影領域とし、
   各カメラは、各カメラが担当する撮影領域に隣接する撮影領域を担当する他のカメラと、前記第１の方向と前記第１の方向に直交する第２の方向のいずれかの方向にて隣接するよう配置され、
   前記第１の方向に隣接するカメラの組の数は、前記第２の方向に隣接するカメラの組の数よりも少なく、
   前記複数のカメラは、横方向に３個、縦方向に３個配置された９個のカメラを含む、
   撮像システム。