JP6756679B2 - 決定装置、画像処理装置、決定方法及び決定プログラム - Google Patents
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(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態における画像処理システム1aの構成の例を示す図である。画像処理システム1aは、画像に画像処理を施すシステムである。画像は、静止画像又は動画像のいずれでもよい。画像処理システム1aは、カメラ2−1〜2−N(Nは2以上の整数)と、画像処理装置3aと、表示装置4とを備える。以下では、Nは一例として4である。
図2は、物体及びカメラ2−1〜2−Nの配置の例を示す俯瞰図である。図2に示すように、表示装置4を装着している観察者5が位置する実空間のある部屋100には、カメラ2−1〜2−4と、物体6が配置されている。図2において、観察者5は、視線51の方向を向いている。すなわち、観察者5は、部屋100に配置されている物体6の方向を向いている。これにより、観察者5は、部屋100に配置されている物体6の物体光学像を、表示装置4の画面を透過した光によって表示装置4を介して観察する。観察者5は、部屋100のaの位置からdの位置までの範囲を、表示装置4を介して見ているものとする。すなわち、aの位置と観察者5の位置とを結ぶ線52−1と、dの位置と観察者5の位置とを結ぶ線52−2と、aの位置とdの位置とを結ぶ線とで得られる範囲が観察者5の視野の範囲である。
物体6は、例えば、箱、柱等である。以下の説明では、物体6が円柱である場合を例に説明する。物体6が観察者5の視野の範囲内に位置していることにより、観察者5は部屋100のbの位置からcの位置までの壁Cを見ることができない。すなわち、観察者5は、物体6により、物体6の後方の背景を見ることができない。ここで、背景とは、特定の物体(例えば、物体6)で遮蔽されて観察者5から見えないものを表す。背景は、例えば、物体であってもよいし、実空間における壁であってもよいし、実空間上の仮想的な位置に設定された仮想的な壁であってもよい。
以下の説明では、物体6を取り除いて、物体6の背景である壁Cを表示装置4に表示する場合を例に説明する。
背景の位置情報は、背景の座標の情報である。
所定の角度とは、例えば30度である。ここで、背景が欠けるとは、カメラで、物体がない空間を撮影した場合に映し出される背景の一部または全部が、物体の存在によって遮蔽されて映し出されていない状態、即ち、画像中に背景の一部または全部に物体が映り込んだ状態のことをいう。
出力部36は、切出部35から出力された背景部分画像と、表示位置情報とを入力する。出力部36は、入力した表示位置情報に基づいて、背景部分画像に対して画像処理を施す。出力部36は、画像処理が施された背景部分画像と表示位置情報とを表示装置4に出力する。
出力部36は、切り出された背景部分画像50に画像処理を施して画像処理が施された背景部分画像50と、表示位置情報とを表示装置4に出力する。表示装置4の画面は、画面上で物体光学像を隠すように、画像処理が施された背景部分画像50を、表示位置情報で示される位置で物体光学像に重畳して表示する。表示後の表示画像の表示例を図7に示す。
画像取得部30は、複数のカメラ2−1〜2−Nのそれぞれから画像を取得する(ステップS101)。画像取得部30は、取得した複数の画像をそれぞれ、カメラ2−1〜2−Nのそれぞれの識別情報に対応付けて記憶部33に記録する。選択部34は、記憶部33に記憶されている画像と、操作部31を介して入力された観察者5の位置情報と、物体の配置情報と、カメラ2−1〜2−Nの配置情報とに基づいて、背景が欠けずに撮像されている画像があるか否か判定する(ステップS102)。ここで、背景が欠けるとは、カメラで、物体がない空間を撮影した場合に映し出される背景の一部または全部が、物体の存在によって遮蔽されて映し出されていない状態、即ち、画像中に背景の一部または全部に物体が映り込んだ状態のことをいう。
一方、背景が欠けずに撮像されている画像がある場合(ステップS102−YES)、次に選択部34は記憶部33に記憶されている変数情報に基づいて、カメラ角度が所定の角度より小さいカメラ2−nが複数あるか否か判定する(ステップS103)。カメラ角度が所定の角度より小さいカメラ2が複数ない場合(ステップS103−NO)、選択部34はカメラ角度が所定の角度より小さいカメラ2−nを選択する(ステップS104)。所定の角度とは、例えば30度とする。その後、選択部34は選択したカメラ2−nの識別情報を切出部35に出力する。
選択部34は、表示装置4を介して観察者5が見ている領域内において、特定の物体で観察者5から見えない背景を欠けずに撮像していて、かつ、観察者5の視線方向と、カメラ2−1〜2−Nのそれぞれの光軸との成す角度が小さいカメラ2−nを複数のカメラ2−1〜2−Nの中から選択する。このように選択されたカメラ2−nが撮像した画像を取得することによって、画像処理装置3aは実空間で特定の物体が仮に取り除かれたとした場合に観察される背景の画像であって、特定の物体で遮蔽されて観察者5から見ることができない背景の画像を取得することが可能になる。
画像処理装置3aは、特定の物体が移動又は特定の物体が変更された場合に図8の処理を実行してもよいし、観察者5が移動した場合に図8の処理を実行してもよい。
選択部34は、カメラ角度を距離差に重み付けてカメラ2−nを選択してもよい。例えば、選択部34は、カメラ角度が0に近いこと(観察者5の視線方向とカメラ2−1〜2−Nのそれぞれの光軸の方向とが水平に近いほど)を、距離差が小さいことよりも重視して重み付けしてもよい。このように構成されることによって、射影変換量が小さいカメラ2−nを選択することができる。
第1の実施形態では、画像処理装置が、カメラ角度に基づいてカメラを選択し、選択したカメラの中から1つのカメラを選択する構成を示した。これに対し、第2の実施形態では、画像処理装置が、カメラ角度又は距離差のどちらを優先するかを表す情報(以下「優先情報」という。)に基づいてカメラを選択する点で第1の実施形態と相違する。第2の実施形態では、第1の実施形態との相違点についてのみ説明する。
また、画像処理プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、画像処理プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
操作部31bは、操作部31と同様の処理を行う。また、操作部31bは、優先情報を取得する。操作部31bは、取得した優先情報を選択部34bに出力する。
ステップS102の処理において、背景が欠けずに撮像されている画像がある場合(ステップS102−YES)、選択部34は操作部31を介して入力された優先情報に基づいて、カメラ角度又は距離差のどちらを優先するかを判定する(ステップS201)。優先情報がカメラ角度を優先することを示す場合(ステップS201−カメラ角度優先)、選択部34bはステップS103以降の処理を実行する。
一方、距離差が所定の値以下のカメラ2−nが複数ある場合(ステップS202−YES)、選択部34bは距離差が所定の値以下のカメラ2−nのうち、カメラ角度が所定の角度以下のカメラ2−nを選択する(ステップS204)。選択部34bは、選択したカメラ2−nの識別情報を切出部35に出力する。その後、ステップS105の処理が実行される。
画像処理装置3bは、特定の物体が移動又は特定の物体が変更された場合に図10の処理を実行してもよいし、観察者5が移動した場合に図10の処理を実行してもよい。
選択部34bは、カメラ角度を距離差に重み付けてカメラ2−nを選択してもよい。例えば、選択部34bは、カメラ角度が0に近いこと(観察者5の視線方向とカメラ2−1〜2−Nのそれぞれの光軸の方向とが水平に近いほど)を、距離差が小さいことよりも重視して重み付けしてもよい。このように構成されることによって、射影変換量が小さいカメラ2−nを選択することができる。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない背景の画像を撮像しているカメラの選択を、カメラ角度又は距離差に基づいて行う構成を示した。しかしながら、第1の実施形態及び第2の実施形態において、ユーザが見ている視線方向に最も近い方向を向いているカメラや、カメラの位置から背景までの距離とユーザの位置から背景までの距離との差が最も小さいカメラを選択したとしても、特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない背景の画像がぼけてしまっている(背景にピントが合っていない)場合には、表示装置4に表示される画像全体の品質が劣化しまう。そこで、第3の実施形態では、背景が全て撮像できる位置であり、かつ、背景がぼけない位置に配置されているカメラを選択する点で第1の実施形態及び第2の実施形態と相違する。第3の実施形態では、第1の実施形態及び第2の実施形態との相違点についてのみ説明する。
また、画像処理プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、画像処理プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
図12において、カメラ2−1から背景までの距離をL1、カメラ2−1から物体6までの距離をD1、カメラ2−1における後方被写界深度をd11、カメラ2−1における前方被写界深度をd21とする。また、図12において、カメラ2−2から背景までの距離をL2、カメラ2−2から物体6までの距離をD2、カメラ2−2における後方被写界深度をd12、カメラ2−2における前方被写界深度をd22とする。
一方、背景がぼけない位置に設置されているカメラ2が複数台ある場合(ステップS301−YES)、選択部34cはカメラ評価値を算出する(ステップS303)。ここでカメラ評価値とは、各カメラ2の評価に用いる値であり、例えば選択パラメータにおける各パラメータ(画像上の物体の歪み(カメラ角度)、画像上の物体の大きさ、及びボケ量)の評価値に重み付けした値の合計値で表される。
(重み付けの係数)
・画像上の物体の歪み :0.5
・画像上の物体の大きさ:0.3
・ボケ量 :0.2
・画像上の物体の歪み :5台中2番目 評価“4”
・画像上の物体の大きさ:5台中1番目 評価“5”
・ボケ量 :5台中3番目 評価“3”
0.5×4+0.3×3+3×0.2=3.5
画像処理装置3cは、特定の物体が移動又は特定の物体が変更された場合に図13の処理を実行してもよいし、観察者5が移動した場合に図13の処理を実行してもよい。
選択部34cは、画像上の物体の歪み、画像上の物体の大きさ、及びボケ量のいずれか1つ以上を用いてカメラ評価値を算出してもよい。
Claims (7)
- 実空間に配置された特定の物体を撮像するように位置及び向きが定められた複数の撮像装置が実空間に配置され、表示装置の画面に表示された画像の空間で前記特定の物体が取り除かれたように観察される背景の静止画像又は動画像である背景画像であって、前記特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を、複数の撮像装置から選択する決定装置であって、
前記表示装置を介してユーザが見ている領域内において、特定の物体で前記ユーザから見えない背景を欠けずに撮像していて、かつ、前記ユーザの視線方向と、前記撮像装置の光軸との成す角度が所定の角度よりも小さい撮像装置を複数の撮像装置から選択する選択部、
を備え、
前記選択部は、前記角度が所定の角度よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記ユーザの位置から前記背景の特定の位置までの距離と、前記撮像装置の位置から前記背景の特定の位置までの距離との差が所定の値以下の撮像装置を選択し、
前記選択部は、前記距離の差が所定の値よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記角度が0に近いことを前記距離差が小さい事よりも重視して重み付けを行い、前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を選択する決定装置。 - 実空間に配置された特定の物体を撮像するように位置及び向きが定められた複数の撮像装置が実空間に配置され、表示装置の画面に表示された画像の空間で前記特定の物体が取り除かれたように観察される背景の静止画像又は動画像である背景画像であって、前記特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を、複数の撮像装置から選択する決定装置であって、
前記表示装置を介してユーザが見ている領域内において、特定の物体で前記ユーザから見えない背景を欠けずに撮像している複数の撮像装置から、前記ユーザの視線方向と、前記撮像装置の光軸との成す角度と、前記ユーザの位置から前記背景の特定の位置までの距離と前記撮像装置の位置から前記背景の特定の位置までの距離との差のいずれを優先するかを表す優先情報に基づいて撮像装置を選択する選択部、
を備え、
前記選択部は、前記角度が所定の角度よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記ユーザの位置から前記背景の特定の位置までの距離と、前記撮像装置の位置から前記背景の特定の位置までの距離との差が所定の値以下の撮像装置を選択し、
前記選択部は、前記距離の差が所定の値よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記角度と前記距離差のどちらを優先するかを表す優先情報に基づいて、前記角度が0に近い、もしくは前記距離差が最も小さい前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を選択する決定装置。 - 実空間に配置された特定の物体を撮像するように位置及び向きが定められた複数の撮像装置が実空間に配置され、表示装置の画面に表示された画像の空間で前記特定の物体が取り除かれたように観察される背景の静止画像又は動画像である背景画像であって、前記特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を、複数の撮像装置から選択する決定装置であって、
前記表示装置を介してユーザが見ている領域内において、特定の物体で前記ユーザから見えない背景を欠けずに撮像している複数の撮像装置から、前記背景を被写界深度内に含む画像を撮像する撮像装置を選択する選択部、
を備える決定装置。 - 前記選択部は、前記背景を被写界深度内に含む画像を撮像する撮像装置が複数ある場合、前記背景を被写界深度内に含む画像を撮像する複数の撮像装置のうち、画像における複数のパラメータに対する評価値を前記撮像装置毎に算出し、前記評価値に対して優先度に応じた重み付けを行うことによって前記撮像装置毎の合計評価値を算出し、算出した前記合計評価値が閾値以上の撮像装置を選択する、請求項3に記載の決定装置。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の決定装置と、
選択された前記撮像装置によって撮像された静止画像又は動画像から、前記背景画像を切り出す切出部と、
切り出された前記背景画像を前記表示装置に出力する出力部と、
を備える画像処理装置。 - 実空間に配置された特定の物体を撮像するように位置及び向きが定められた複数の撮像装置が実空間に配置され、表示装置の画面に表示された画像の空間で前記特定の物体が取り除かれたように観察される背景の静止画像又は動画像である背景画像であって、前記特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を、複数の撮像装置から選択する決定装置が行う決定方法であって、
前記表示装置を介してユーザが見ている領域内において、特定の物体で前記ユーザから見えない背景を欠けずに撮像していて、かつ、前記ユーザの視線方向と、前記撮像装置の光軸との成す角度が所定の角度よりも小さい撮像装置を複数の撮像装置から選択する選択ステップ、
を有し、
前記選択ステップにおいて、前記角度が所定の角度よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記ユーザの位置から前記背景の特定の位置までの距離と、前記撮像装置の位置から前記背景の特定の位置までの距離との差が所定の値以下の撮像装置を選択し、
前記選択ステップにおいて、前記距離の差が所定の値よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記角度が0に近いことを前記距離差が小さい事よりも重視して重み付けを行い、前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を選択する決定方法。 - 実空間に配置された特定の物体を撮像するように位置及び向きが定められた複数の撮像装置が実空間に配置され、表示装置の画面に表示された画像の空間で前記特定の物体が取り除かれたように観察される背景の静止画像又は動画像である背景画像であって、前記特定の物体で遮蔽されてユーザから見ることができない前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を、複数の撮像装置から選択する決定装置としてコンピュータに、前記表示装置を介してユーザが見ている領域内において、特定の物体で前記ユーザから見えない背景を欠けずに撮像していて、かつ、前記ユーザの視線方向と、前記撮像装置の光軸との成す角度が所定の角度よりも小さい撮像装置を複数の撮像装置から選択する選択ステップ、
をコンピュータに実行させ、
前記選択ステップにおいて、前記角度が所定の角度よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記ユーザの位置から前記背景の特定の位置までの距離と、前記撮像装置の位置から前記背景の特定の位置までの距離との差が所定の値以下の撮像装置を選択し、
前記選択ステップにおいて、前記距離の差が所定の値よりも小さい撮像装置が複数ある場合、前記角度と前記距離差のどちらを優先するかを表す優先情報に基づいて、前記角度が0に近い、もしくは前記距離差が最も小さい前記背景画像を含む画像を出力する前記撮像装置を選択するための決定プログラム。
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