JP6415675B1 - 生成装置、生成方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の注視点を設け、複数のカメラで撮影した画像から仮想視点画像を生成する画像処理システムにて、それぞれの注視点を撮影する複数のカメラと、仮想視点画像を生成する仮想視点の情報を設定する情報設定手段と、仮想視点の情報に基づいて、仮想視点の画角に含まれる注視点毎に、注視点を撮影するカメラで撮影した画像から仮想視点画像を生成する仮想視点画像生成部と、仮想視点画像生成部により生成された仮想視点画像を合成して仮想視点の情報に基づく仮想視点画像を生成する合成部とを有する。
【選択図】図1
Description
カメラは、原点が画面の中央にくるようにして原点に向けて設置されている。
本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態における画像処理システム100の構成例を示す図である。本実施形態における画像処理システム100は、競技場(スタジアム)やコンサートホール等の施設に複数のカメラ(撮像装置)及びマイク(集音装置)を設置して撮影及び集音を行う画像処理システムである。
画像処理システム100は、ユーザからの指示等に応じた制御を行うために、制御ステーション310及び仮想カメラ操作UI(ユーザインターフェース)330を有する。制御ステーション310は、画像処理システム100が有するそれぞれの機能部(ブロック)に対してネットワークを通じて動作状態の管理及びパラメータの設定・制御等を行う。30台のセンサシステム2L01〜2L30により得られる画像及び音声を、センサシステム2L30からスイッチングハブ180を介して、サーバフロントエンド230へ送信する動作について説明する。ここで、センサシステム2L01〜2L30は、ネットワーク180a、171、180bを介して、デイジーチェーンにより接続される。
また、本実施形態では仮想視点画像の生成に3次元モデルを構築するModel Based Rendering(以下、MBRと略す)の手法を用いて説明するが、これに限定されない。
ステップS703にて、3次元モデル選択部620、前景画像選択部630、及びレンダリング部640に、仮想カメラ操作UI330により決定された仮想カメラ情報と仮想視点画像を生成するフレームのフレーム番号とが端子601を介して入力される。ステップS704にて、3次元モデル選択部620は、入力されたフレーム番号のオブジェクト位置情報リストをデータベース250に端子602を介して要求し、これを受領する。ステップS705にて、3次元モデル選択部620は、ステップS704において取得したオブジェクト位置情報リストの位置情報と撮影範囲とを比較し、撮影範囲に含まれているオブジェクトを決定して、その3次元モデル識別子を決定する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図13は、第2の実施形態における画像処理システム100の構成例を示す図である。図13において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。サーバフロントエンド1330、1331、1332は、センサシステムから取得したデータの処理を行う。サーバフロントエンド1330〜1332は、第1の実施形態におけるサーバフロントエンド230〜232とは、制御ステーション1310から各注視点の位置情報を取得し、それぞれのデータに競技場原点からの位置情報を付与することが異なる。
なお、第1の実施形態と同様に仮想視点映像生成の方法はこれに限定されない。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図19は、第3の実施形態における画像処理システム100の構成例を示す図である。図19において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。センサ350、351、352は、競技場の気象条件を感知する。気象条件の例としては、湿度、温度、天候等がある。バックエンドサーバ301は、仮想視点画像生成部270、271、272に加え、仮想視点画像補正部276、277、278を有する。競技場に関しては、第1の実施形態と同様として説明する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、各オブジェクトの位置や点群の点座標を競技場の原点からの注視点座標、外接立方体の注視点からの座標で表したが、これに限定されない。図20は、第4の実施形態における画像処理システム100の構成例を示す図である。図20において、図1及び図13に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明は、前述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
コンピュータ機能2200は、図22に示すように、CPU2201と、ROM2202と、RAM2203とを備える。また、操作部(CONS)2209のコントローラ(CONSC)2205と、CRTやLCD等の表示部としてのディスプレイ(DISP)2210のディスプレイコントローラ(DISPC)2206とを備える。さらに、ハードディスク(HD)2211、及びフレキシブルディスク等の記憶デバイス(STD)2212のコントローラ(DCONT)2207と、ネットワークインタフェースカード(NIC)2208とを備える。それら機能部2201、2202、2203、2205、2206、2207、2208は、システムバス2204を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
Claims (28)
- 第1の注視点に向けられた複数の撮影装置で構成される第1の撮影装置群と、前記第1の注視点とは異なる第2の注視点に向けられた複数の撮影装置で構成される第2の撮影装置群とを含む複数の撮影装置群に分類される複数の撮影装置により取得された複数の撮影画像に基づいて仮想視点画像を生成する生成装置であって、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第1の画像データを取得する第1の取得手段と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第2の画像データを取得する第2の取得手段と、
仮想視点の位置及び方向に関する情報を取得する第3の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された前記第1の画像データと、前記第2の取得手段により取得された前記第2の画像データと、前記第3の取得手段により取得された仮想視点の位置及び方向に関する情報とに基づき、仮想視点画像を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする生成装置。 - 前記生成手段は、さらに、前記第1の注視点の位置と前記第2の注視点の位置とに基づいて前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の生成装置。
- 前記生成手段は、前記第3の取得手段により取得された情報により特定される仮想視点の位置と前記第1の注視点の位置との位置関係と、前記特定される仮想視点の位置と前記第2の注視点の位置との位置関係に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の生成装置。
- 前記生成手段は、前記第3の取得手段により取得された情報により特定される仮想視点の位置から前記第1の注視点の位置までの距離と、前記特定される仮想視点の位置から前記第2の注視点の位置までの距離に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項2又は3に記載の生成装置。
- 前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記仮想視点の位置及び方向に関する情報は、前記生成装置が有する通信手段を介して取得されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の生成装置。
- 前記仮想視点画像は、第1の画像領域と、前記第1の画像領域とは異なる第2の画像領域とを含む複数の画像領域を有し、
前記生成手段は、
前記第1の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像を、前記第1の取得手段により取得された前記第1の画像データに基づいて生成し、
前記第2の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像を、前記第2の取得手段により取得された前記第2の画像データに基づいて生成する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の生成装置。 - 少なくともオブジェクトとは異なる背景に関する背景画像データを取得する第4の取得手段をさらに有し、
前記生成手段は、
前記第4の取得手段により取得された前記背景画像データに基づき、前記第3の取得手段により取得された情報により特定される仮想視点から見た場合の背景に対応する背景画像を生成し、
前記第1の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像と、前記第2の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像と、前記背景画像とを合成することにより、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項6に記載の生成装置。 - 前記生成手段は、前記仮想視点の位置から前記第1の注視点の位置までの距離が、前記仮想視点の位置から前記第2の注視点の位置までの距離よりも遠い場合、前記第1の画像領域において、前記第1の画像データに基づいて生成されたオブジェクトを表す画像と前記背景画像とを合成した後、前記第2の画像領域において、前記第2の画像データに基づいて生成されたオブジェクトを表す画像と前記背景画像とを合成することにより、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項7に記載の生成装置。
- 前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記仮想視点の位置及び方向に関する情報と前記背景画像データは、前記生成装置が有する通信手段を介して取得されることを特徴とする請求項7又は8に記載の生成装置。
- 第1の位置を撮影するように設置された第1の撮影装置群と、前記第1の位置とは異なる第2の位置を撮影するように設置された第2の撮影装置群とを含む複数の撮影装置群に分類される複数の撮影装置により取得された複数の撮影画像に基づいて仮想視点画像を生成する生成装置であって、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第1の画像データを取得する第1の取得手段と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第2の画像データを取得する第2の取得手段と、
仮想視点の位置及び方向に関する情報を取得する第3の取得手段と、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成される、前記第1の位置を含む第1の撮影範囲内のオブジェクトに対応する第1の3次元形状データを取得する第4の取得手段と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成される、前記第2の位置を含む第2の撮影範囲内のオブジェクトに対応する第2の3次元形状データを取得する第5の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された前記第1の画像データと、前記第2の取得手段により取得された前記第2の画像データと、前記第3の取得手段により取得された前記仮想視点の位置及び方向に関する情報と、前記第4の取得手段により取得された前記第1の3次元形状データと、前記第5の取得手段により取得された前記第2の3次元形状データとに基づき、仮想視点画像を生成する生成手段と、
を有することを特徴とする生成装置。 - 前記生成手段は、さらに、前記第1の位置と前記第2の位置に基づいて前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項10に記載の生成装置。
- 前記生成手段は、前記第3の取得手段により取得された情報により特定される仮想視点の位置と前記第1の位置との位置関係と、前記特定される仮想視点の位置と前記第2の位置との位置関係に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項11に記載の生成装置。
- 前記生成手段は、前記第3の取得手段により取得された情報により特定される仮想視点の位置から前記第1の位置までの距離と、前記特定される仮想視点の位置から前記第2の位置までの距離に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項11又は12に記載の生成装置。
- 前記仮想視点画像は、第1の画像領域と、前記第1の画像領域とは異なる第2の画像領域とを含む複数の画像領域を有し、
前記生成手段は、
前記第1の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像を、前記第1の取得手段により取得された前記第1の画像データと前記第4の取得手段により取得された前記第1の3次元形状データとに基づいて生成し、
前記第2の画像領域に含まれるオブジェクトを表す画像を、前記第2の取得手段により取得された前記第2の画像データと前記第5の取得手段により取得された前記第2の3次元形状データとに基づいて生成する
ことを特徴とする請求項10乃至13の何れか1項に記載の生成装置。 - 前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記仮想視点の位置及び方向に関する情報と前記第1の3次元形状データと前記第2の3次元形状データは、前記生成装置が有する通信手段を介して取得されることを特徴とする請求項10乃至14の何れか1項に記載の生成装置。
- 前記第1の画像データは、前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成されるオブジェクトの画像データであり、
前記第2の画像データは、前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成されるオブジェクトの画像データである
ことを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載の生成装置。 - 前記第1の画像データは、前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成されるオブジェクトのテクスチャを表すデータであり、
前記第2の画像データは、前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成されるオブジェクトのテクスチャを表すデータである
ことを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載の生成装置。 - 前記生成手段は、
前記第1の取得手段により取得された前記第1の画像データと、前記第3の取得手段により取得された情報とに基づき、第1の仮想視点画像を生成し、
前記第2の取得手段により取得された前記第2の画像データと、前記第3の取得手段により取得された情報とに基づき、第2の仮想視点画像を生成し、
前記第1の仮想視点画像と前記第2の仮想視点画像とを合成して、前記仮想視点画像を生成する
ことを特徴とする請求項1乃至17の何れか1項に記載の生成装置。 - 前記生成手段は、さらに、撮影時の環境条件に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項1乃至18の何れか1項に記載の生成装置。
- 前記環境条件には、湿度と温度と天候のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項19に記載の生成装置。
- 前記オブジェクトは、動体であることを特徴とする請求項6乃至17の何れか1項に記載の生成装置。
- 人物は、前記オブジェクトであることを特徴とする請求項6乃至17の何れか1項に記載の生成装置。
- 第1の注視点に向けられた複数の撮影装置で構成される第1の撮影装置群と、前記第1の注視点とは異なる第2の注視点に向けられた複数の撮影装置で構成される第2の撮影装置群とを含む複数の撮影装置群に分類される複数の撮影装置により取得された複数の撮影画像に基づいて仮想視点画像を生成する生成方法であって、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第1の画像データを取得する第1の取得工程と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第2の画像データを取得する第2の取得工程と、
仮想視点の位置及び方向に関する情報を取得する第3の取得工程と、
前記第1の取得工程により取得された前記第1の画像データと、前記第2の取得工程により取得された前記第2の画像データと、前記第3の取得工程により取得された前記仮想視点の位置及び方向に関する情報とに基づき、仮想視点画像を生成する生成工程と、
を有することを特徴とする生成方法。 - 前記生成工程は、さらに、前記第1の注視点の位置と前記第2の注視点の位置とに基づいて前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項23に記載の生成方法。
- 前記生成工程は、前記第3の取得工程により取得された情報により特定される仮想視点の位置と前記第1の注視点の位置との位置関係と、前記特定される仮想視点の位置と前記第2の注視点の位置との位置関係に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項24に記載の生成方法。
- 前記生成工程は、前記第3の取得工程により取得された情報により特定される仮想視点の位置から前記第1の注視点の位置までの距離と、前記特定される仮想視点の位置から前記第2の注視点の位置までの距離に基づいて、前記仮想視点画像を生成することを特徴とする請求項24又は25に記載の生成方法。
- 第1の位置を撮影するように設置された第1の撮影装置群と、前記第1の位置とは異なる第2の位置を撮影するように設置された第2の撮影装置群とを含む複数の撮影装置群に分類される複数の撮影装置により取得された複数の撮影画像に基づいて仮想視点画像を生成する生成方法であって、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第1の画像データを取得する第1の取得工程と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づく第2の画像データを取得する第2の取得工程と、
仮想視点の位置及び方向に関する情報を取得する第3の取得工程と、
前記第1の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成される、前記第1の位置を含む第1の撮影範囲内のオブジェクトに対応する第1の3次元形状データを取得する第4の取得工程と、
前記第2の撮影装置群に属する撮影装置により取得された撮影画像に基づいて生成される、前記第2の位置を含む第2の撮影範囲内のオブジェクトに対応する第2の3次元形状データを取得する第5の取得工程と、
前記第1の取得工程により取得された前記第1の画像データと、前記第2の取得工程により取得された前記第2の画像データと、前記第3の取得工程により取得された前記仮想視点の位置及び方向に関する情報と、前記第4の取得工程により取得された前記第1の3次元形状データと、前記第5の取得工程により取得された前記第2の3次元形状データとに基づき、仮想視点画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする生成方法。 - コンピュータを、請求項1乃至22の何れか1項に記載の生成装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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