JP7025042B2 - Spherical image generation method, spherical image generation and display method, spherical image generation system program, and spherical image generation and display system program - Google Patents

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Description

本発明は、全方位を撮影可能な全天球撮影システムに関するものであり、より具体的には、水平方向の振れを抑えることのできる全天球撮影システムに関するものである。 The present invention relates to an omnidirectional imaging system capable of photographing in all directions, and more specifically to a spherical imaging system capable of suppressing horizontal shake.

撮像装置を用いて得られた動画像やスチル画像を撮影し、全天球(全方位)に合成する全天球撮影システムが知られている。このシステムでは、撮像装置に複数の撮像手段を具え、撮像手段で撮影された個々の撮影画像に歪み補正を行ないつつ、これらを合成することによりモニター等で表示可能な略矩形の全天球画像を生成している。 An omnidirectional imaging system is known that captures moving images and still images obtained by using an image pickup device and synthesizes them into an omnidirectional sphere (omnidirectional). In this system, the image pickup device is equipped with a plurality of image pickup means, and distortion correction is performed on each photographed image taken by the image pickup means, and by synthesizing these, a substantially rectangular spherical image that can be displayed on a monitor or the like. Is being generated.

撮像装置の姿勢が変化すると、生成される全天球画像も姿勢に合わせて変化するから、全天球画像は視認性に欠ける画像となってしまう。 When the posture of the image pickup device changes, the generated spherical image also changes according to the posture, so that the spherical image lacks visibility.

そこで、特許文献1では、撮像装置の鉛直方向に対する傾きを検出するセンサーを具え、センサーによって検出された撮像装置の傾きに応じて、撮影画像をグローバル座標に補正した全天球画像に変換する撮像システムを提案している。 Therefore, Patent Document 1 includes a sensor that detects the tilt of the image pickup device in the vertical direction, and converts the captured image into an all-sky image corrected to global coordinates according to the tilt of the image pickup device detected by the sensor. We are proposing a system.

特開2013-214947号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-214947

上記のように、全天球撮影画像をグローバル座標に変換することで、鉛直方向に対する傾きを補正した変換画像を作成している。しかしながら、鉛直方向に対する傾きを補正するのみでは、水平方向の回転(鉛直方向の軸周りの回転)が補正されず、視認性に欠ける画像となる。たとえば、撮像装置をユーザーの頭部に装着して自転車に乗りながら動画撮影を行なうような場合、鉛直方向に対する傾きは補正されるが、水平方向の回転揺れが残ってしまうため、視認性に欠ける動画となる。 As described above, by converting the spherically captured image into global coordinates, a converted image in which the inclination with respect to the vertical direction is corrected is created. However, only by correcting the inclination with respect to the vertical direction, the rotation in the horizontal direction (rotation around the axis in the vertical direction) is not corrected, and the image lacks visibility. For example, when an image pickup device is attached to the user's head and a movie is shot while riding a bicycle, the tilt in the vertical direction is corrected, but the horizontal rotational sway remains, resulting in poor visibility. It will be a video.

本発明の目的は、視認性を高めつつ、臨場感に溢れる全天球画像を作成できる全天球撮影システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an omnidirectional imaging system capable of creating a omnidirectional image full of realism while improving visibility.

本発明に係る全天球撮影システムは、
画像データを出力する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出する姿勢検出手段と、
前記画像データを前記姿勢検出手段により出力された前記姿勢情報に基づいて座標変換した全天球画像を生成する制御手段と、
を具え、
前記制御手段は、前記画像データについて、グローバル座標における鉛直方向に対する傾き補正と、グローバル座標における水平面内での揺れは微小揺れ成分を除いた補正による座標変換を行なって全天球画像を生成する。
The spherical photography system according to the present invention is
Multiple imaging means to output image data and
A posture detecting means for detecting the posture information of at least one of the plurality of imaging means, and a posture detecting means.
A control means for generating an omnidirectional image in which the image data is coordinate-transformed based on the attitude information output by the attitude detecting means.
With
The control means generates an omnidirectional image by performing coordinate conversion of the image data by tilt correction in the vertical direction in global coordinates and correction of shaking in the horizontal plane in global coordinates excluding minute shaking components.

前記複数の撮像手段によって撮影された画像データから全天球フレームデータを作成する画像合成部と、
前記姿勢検出手段から前記少なくとも1の撮像手段の姿勢情報に基づいて、前記全天球フレームデータの座標を変換する補正量データを作成する補正量算出部と、
前記全天球フレームデータと前記補正量データを関連付けて全天球画像を得る関連付け手段と、
を具え、
前記補正量算出部は、前記全天球フレームデータについて、グローバル座標における鉛直方向に対する傾き補正と、グローバル座標における水平面内での揺れは微小揺れ成分を除いた補正を行なう補正量データを作成する構成とすることができる。
An image compositing unit that creates spherical frame data from image data captured by the plurality of imaging means, and
A correction amount calculation unit that creates correction amount data for converting the coordinates of the spherical frame data from the attitude detection means based on the attitude information of at least one image pickup means.
An association means for associating the spherical frame data with the correction amount data to obtain a spherical image,
With
The correction amount calculation unit creates correction amount data for the spherical frame data, which corrects the inclination in the vertical direction in the global coordinates and corrects the shaking in the horizontal plane in the global coordinates excluding the minute shaking component. Can be.

前記姿勢情報は、前記撮像手段を基準とした互いに直交するx軸、y軸及びz軸を含むローカル座標と、互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標との間の回転変位量を表す情報であって、
前記補正量算出部は、前記姿勢情報に基づいて前記全天球フレームデータの座標を、前記グローバル座標に補正するためのグローバル座標補正量を補正量データとして作成し、前記グローバル座標補正量は、全天球フレームデータの鉛直方向に対する傾きを補正し、鉛直方向軸周りの回転に対しては揺れの高周波成分のみを補正する補正量とすることができる。
The attitude information is between local coordinates including x-axis, y-axis and z-axis orthogonal to each other with respect to the imaging means, and global coordinates including X-axis, Y-axis and vertical Z-axis orthogonal to each other. Information that represents the amount of rotational displacement of
The correction amount calculation unit creates a global coordinate correction amount for correcting the coordinates of the whole celestial sphere frame data to the global coordinates as correction amount data based on the attitude information, and the global coordinate correction amount is It is possible to correct the inclination of the whole celestial sphere frame data with respect to the vertical direction, and to correct only the high frequency component of the shaking for the rotation around the vertical axis.

前記関連付け手段は、前記補正量データを前記全天球フレームデータのヘッダ情報として関連付けることができる。 The associating means can associate the correction amount data as header information of the spherical frame data.

前記撮像手段は、動画像を撮影し、
前記補正量算出部は、前記姿勢検出手段から入力される1フレーム前の全天球フレームデータの姿勢情報に基づいて補正量データを作成することができる。
The imaging means captures a moving image and
The correction amount calculation unit can create correction amount data based on the attitude information of the spherical frame data one frame before, which is input from the attitude detection means.

また、本発明の全天球撮影システムは、
複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出する姿勢検出手段と、
前記複数の撮像手段の出力である画像データと、
前記姿勢検出手段の出力である姿勢検出信号に基づいて画像信号を生成して表示する制御手段と、
を具え、
互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標に対し、
前記複数の撮像手段をX軸方向に第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第1の画像信号、
前記複数の撮像手段をY軸方向に前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第2の画像信号、
前記複数の撮像手段をZ軸方向に前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第3の画像信号、
から前記制御手段で画像信号を生成して表示したとき、
前記制御手段は、前記第1の画像信号及び第2の画像信号は略回転動きのない画像を表示し、前記第3の画像信号は略前記第1の角度の回転動きのある画像を表示する。
Further, the spherical photography system of the present invention is
With multiple imaging means
A posture detecting means for detecting the posture information of at least one of the plurality of imaging means, and a posture detecting means.
Image data that is the output of the plurality of imaging means and
A control means that generates and displays an image signal based on a posture detection signal that is an output of the posture detection means.
With
For global coordinates including the X-axis, Y-axis, and vertical Z-axis that are orthogonal to each other
A first image signal generated by rotating the plurality of image pickup means by a first angle in the X-axis direction and taking a picture.
A second image signal generated by rotating the plurality of image pickup means by the first angle in the Y-axis direction and taking a picture.
A third image signal generated by rotating the plurality of image pickup means by the first angle in the Z-axis direction and taking a picture.
When an image signal is generated and displayed by the control means from
In the control means, the first image signal and the second image signal display an image having substantially no rotational movement, and the third image signal displays an image having substantially the first angle of rotational movement. ..

本発明の全天球撮影システムによれば、画像データから作成される全天球画像は、鉛直方向が補正されていることは勿論、撮像手段の水平面内の回転に追従するから臨場感に溢れ、水平面内における微小な振動である手振れも補正されているから視認性にもすぐれる画像とすることができる。 According to the spherical imaging system of the present invention, the spherical image created from the image data is not only corrected in the vertical direction but also follows the rotation of the imaging means in the horizontal plane, so that it is full of realism. Since the camera shake, which is a minute vibration in the horizontal plane, is also corrected, the image can be obtained with excellent visibility.

図1は、本発明の全天球撮影システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of the spherical photography system of the present invention. 図2は、撮像装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the image pickup apparatus. 図3は、ローカル座標とグローバル座標の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the local coordinates and the global coordinates. 図4は、グローバル座標と方向ベクトルの関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the global coordinates and the direction vector. 図5は、Z軸周りの(a)回転角度θと(b)回転角度θZ_lpfを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing (a) rotation angle θ Z and (b) rotation angle θ Z_lpf around the Z axis. 図6は、撮像画像から全天球画像を作成する手順の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a procedure for creating a spherical image from a captured image.

以下、本発明の全天球撮影システム10について、図面を参照しながら説明を行なう。 Hereinafter, the spherical photography system 10 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明は、全天球(全方位)を撮像し、得られた画像を全天球フレームデータに変換して全天球画像を得る全天球撮影システム10において、撮像装置20の姿勢に関わらず、作成される全天球画像を鉛直方向に合わせて変換すると共に、水平方向については撮像装置20の姿勢に合わせて回転方向に追従した補正を行ないつつ、水平方向の全天球画像のぶれ(手振れ)を小さくする揺れ補正を行なうものである。これにより、臨場感に富みつつ、視認性の高い全天球画像を提供するものである。 The present invention relates to the posture of the image pickup device 20 in the spherical imaging system 10 that captures an omnidirectional image (omnidirectional) and converts the obtained image into spherical frame data to obtain a spherical image. Instead, the spherical image to be created is converted according to the vertical direction, and the horizontal direction is corrected according to the posture of the image pickup device 20 according to the rotation direction, and the spherical image in the horizontal direction is blurred. Shake correction is performed to reduce (camera shake). As a result, it is possible to provide a spherical image with high visibility while being rich in presence.

図1は、本発明の一実施形態を示す全天球撮影システム10のブロック図、図2は、撮像装置20の外観概略図である。なお、図1は、本発明を判り易く説明するために、本発明に関連する機能ブロックのみを描いているが、これらは、CPU、RAM、ROM、フラッシュメモリーなどのメモリー、バッファ、これらに記録された各種プログラム等の連繋によって実現することができる。これら機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウエアのみ又はこれらの組合せによって実現可能であり、これら機能どうしは無線、有線によって通信可能に接続できることは当然理解されるべきである。また、これら機能は、1の装置によって実現することもできるし、たとえば撮像と表示など複数の機能を複数の装置によって個別に実現したシステムとすることもできる。 FIG. 1 is a block diagram of the spherical photography system 10 showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic external view of the image pickup apparatus 20. Note that FIG. 1 depicts only functional blocks related to the present invention in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, but these are recorded in a memory such as a CPU, RAM, ROM, flash memory, a buffer, and the like. It can be realized by connecting various programs and the like. It should be understood that these functional blocks can be realized by hardware only, software only or a combination thereof, and that these functions can be communicably connected by wireless or wired connection. Further, these functions can be realized by one device, or can be a system in which a plurality of functions such as imaging and display are individually realized by a plurality of devices.

全天球撮影システム10は、撮像手段として、1又は複数のイメージセンサー22,22(撮像素子)を具える。イメージセンサー22,22は、たとえばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーであって、光学レンズ24,24が装着される。光学レンズ24は、広角レンズや超広角レンズ、又は、複数のレンズ群から構成することができ、イメージセンサー22,22によって全天球の画像データの取得が可能となっている。 The spherical photography system 10 includes one or a plurality of image sensors 22, 22 (imaging elements) as an imaging means. The image sensors 22 and 22 are, for example, CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors, and optical lenses 24 and 24 are mounted on them. The optical lens 24 can be composed of a wide-angle lens, an ultra-wide-angle lens, or a plurality of lens groups, and image data of the whole celestial sphere can be acquired by the image sensors 22 and 22.

たとえば、イメージセンサー22,22が2つの場合、光学レンズ24,24は、180°以上の画角を撮影できる広角レンズまたは超広角レンズを採用し、図2に示すように、イメージセンサー22,22は、撮像装置20の正面側と背面側が撮影可能になるように配置する。 For example, when there are two image sensors 22 and 22, the optical lenses 24 and 24 employ a wide-angle lens or an ultra-wide-angle lens capable of capturing an angle of view of 180 ° or more, and as shown in FIG. 2, the image sensors 22 and 22 are used. Is arranged so that the front side and the back side of the image pickup apparatus 20 can be photographed.

イメージセンサー22,22から逐次出力される画像データは、制御手段11に送信される。制御手段11は、たとえば、図1に示すように、画像合成部30、姿勢算出部50、補正量算出部60、関連付け手段70、メモリー80及び表示機器82を含む構成とすることができる。 The image data sequentially output from the image sensors 22 and 22 is transmitted to the control means 11. As shown in FIG. 1, the control means 11 can be configured to include, for example, an image composition unit 30, a posture calculation unit 50, a correction amount calculation unit 60, an association unit 70, a memory 80, and a display device 82.

イメージセンサー22,22から出力された画像データは、画像合成部30に送信され、順次歪み補正及び合成を行なうことで、全天球フレームデータが作成される。たとえば、画像合成部30は、得られた画像データの歪み補正を行なって、正距円筒画像からなる全天球フレームデータを作成する。作成された全天球フレームデータは、後述する関連付け手段70に送信される。 The image data output from the image sensors 22 and 22 is transmitted to the image compositing unit 30, and spherical frame data is created by sequentially performing distortion correction and compositing. For example, the image synthesizing unit 30 corrects the distortion of the obtained image data to create spherical frame data consisting of equirectangular images. The created spherical frame data is transmitted to the association means 70 described later.

一方、撮像装置20の姿勢情報、すなわち、撮像装置20のグローバル座標に対する傾きや回転は、姿勢検出手段40によって所定のサンプリング周期で検出され、姿勢算出部50にて演算される。 On the other hand, the posture information of the image pickup device 20, that is, the inclination or rotation of the image pickup device 20 with respect to the global coordinates is detected by the posture detection means 40 at a predetermined sampling cycle, and is calculated by the posture calculation unit 50.

たとえば、姿勢検出手段40は、図1に示すように、角速度センサー42と加速度センサー44とすることができる。また、姿勢検出手段40は、これらセンサーと共に、方位センサーを含む構成としてもよい。 For example, the attitude detecting means 40 can be an angular velocity sensor 42 and an acceleration sensor 44, as shown in FIG. Further, the posture detecting means 40 may be configured to include a direction sensor together with these sensors.

姿勢情報として、図3に示すように、撮像装置20を基準とした互いに直交するx軸、y軸及びz軸を含むローカル座標と、互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標との関係で例示することができる。ローカル座標のy軸は、何れか1のイメージセンサー22の光軸に一致するよう設定し、ローカル座標の原点は、イメージセンサー22,22間の中央に設定している。なお、図3中、Z軸は、グローバル座標の鉛直方向(重力方向)を示している。 As the attitude information, as shown in FIG. 3, local coordinates including x-axis, y-axis and z-axis orthogonal to each other with respect to the image pickup apparatus 20 and X-axis, Y-axis and vertical Z-axis orthogonal to each other are used. It can be illustrated in relation to the global coordinates including. The y-axis of the local coordinates is set to coincide with the optical axis of any one of the image sensors 22, and the origin of the local coordinates is set to the center between the image sensors 22 and 22. In FIG. 3, the Z axis indicates the vertical direction (gravity direction) of the global coordinates.

姿勢検出手段40として、角速度センサー42と加速度センサー44を採用した場合、図3に示すように、撮像装置20のx軸、y軸及びz軸に対し、角速度センサー42からは、撮像装置20のローカル座標の各軸周りの回転角速度(gx,gy,gz)が出力され、加速度センサー44からは、重力加速度を撮像装置20のローカル座標の各軸方向に分解した各軸方向の重力加速度成分(ax,ay,az)が出力される。 When the angular velocity sensor 42 and the acceleration sensor 44 are adopted as the attitude detecting means 40, as shown in FIG. 3, the angular velocity sensor 42 refers to the image pickup device 20 with respect to the x-axis, y-axis and z-axis of the image pickup device 20. The rotational angular velocity (gx, gy, gz) around each axis of the local coordinates is output, and the acceleration sensor 44 decomposes the gravitational acceleration into each axial direction of the local coordinates of the image pickup device 20. ax, ay, az) is output.

姿勢算出部50は、センサー42,44から得られた出力(回転角速度と重力加速度成分)に基づいて、撮像装置20の姿勢情報を算出する。姿勢情報は、たとえば、グローバル座標上での撮像装置20の姿勢を表わすクオータニオン(四元数)を用いて表現することができる。クオータニオンqは、4変数q,q,q,qと基底ベクトルi,j,kを用いて以下で定義することができる。 The attitude calculation unit 50 calculates the attitude information of the image pickup apparatus 20 based on the outputs (rotational angular velocity and gravitational acceleration component) obtained from the sensors 42 and 44. The posture information can be expressed using, for example, a quaternion (quaternion) representing the posture of the image pickup apparatus 20 on the global coordinates. The quotation q can be defined below using the four variables q 0 , q 1 , q 2 , q 3 and the basis vectors i, j, k.

q=q+qi+qj+qk
=j=k=ijk=-1
ij=-ji=k,jk=-kj=i,ki=-ik=j
q = q 0 + q 1 i + q 2 j + q 3 k
i 2 = j 2 = k 2 = ijk = -1
ij = -ji = k, jk = -kj = i, ki = -ik = j

ここで、クオータニオンqの4変数q,q,q,qは次式で与えることができる。
=cos(θ/2)
=nx・sin(θ/2)
=ny・sin(θ/2)
=nz・sin(θ/2)
nx+ny+nz=1
Here, the four variables q 0 , q 1 , q 2 , and q 3 of the quarternion q can be given by the following equations.
q 0 = cos (θ / 2)
q 1 = nx · sin (θ / 2)
q 2 = ny · sin (θ / 2)
q 3 = nz · sin (θ / 2)
nx 2 + ny 2 + nz 2 = 1

なお、上記式中、nx、ny、nzは、図4に示すように、グローバル座標上での方向ベクトル(nx,ny,nz)であり、θは、方向ベクトル周りの回転角を表わしている。 In the above equation, nx, ny, and nz are direction vectors (nx, ny, nz) on the global coordinates, and θ represents the angle of rotation around the direction vector, as shown in FIG. ..

このとき、ローカル座標上での撮像装置20の姿勢ベクトルpとグローバル座標上での姿勢ベクトルPの関係は、次式で定義される。
P=R・p
ここで、Rは3×3の回転行列であり、クオータニオンqから次式で算出される。
At this time, the relationship between the posture vector p of the image pickup apparatus 20 on the local coordinates and the posture vector P on the global coordinates is defined by the following equation.
P = R ・ p
Here, R is a rotation matrix of 3 × 3, and is calculated from the quotation q by the following equation.

Figure 0007025042000001
Figure 0007025042000001

撮像装置20の1つのイメージセンサーの光軸方向をローカル座標系のy軸方向に設定すると、撮像装置20の光軸方向ベクトルはp=[0,1,0]Tで表される。このとき、撮像装置20の姿勢クオータニオンをqcとすると、撮像装置のグローバル座標系における姿勢ベクトルPは次式で算出されることになる。
P=Rc・p
When the optical axis direction of one image sensor of the image pickup apparatus 20 is set to the y-axis direction of the local coordinate system, the optical axis direction vector of the image pickup apparatus 20 is represented by p = [0,1,0] T. At this time, assuming that the attitude quarterion of the image pickup apparatus 20 is qc, the attitude vector P in the global coordinate system of the image pickup apparatus 20 is calculated by the following equation.
P = Rc ・ p

これにより、撮像装置20のローカル座標(x,y,z)の姿勢角度(傾きと回転角度)は、グローバル座標(X,Y,Z)で定義される。角速度センサー42及び加速度センサー44の出力から撮像装置20のクオータニオンqcを算出する手法は、種々の方法を採用できる。また、姿勢情報は、クオータニオンqc以外で算出しても構わない。 Thereby, the posture angle (tilt and rotation angle) of the local coordinates (x, y, z) of the image pickup apparatus 20 is defined by the global coordinates (X, Y, Z). Various methods can be adopted as a method for calculating the quarternion qc of the image pickup apparatus 20 from the outputs of the angular velocity sensor 42 and the acceleration sensor 44. Further, the posture information may be calculated by other than the quarternion qc.

姿勢算出部50にて算出された撮像装置20の姿勢情報(クオータニオンqc)は、補正量算出部60に送信される。補正量算出部60は、全天球フレームデータの座標をグローバル座標に補正する補正量(クオータニオンqs)を算出する。ここで算出される補正量は、撮像装置20の鉛直方向を示すZ軸に対する傾きは完全に補正し、鉛直方向を示すZ軸周り、すなわち、グローバル座標における水平面内での揺れに対しては、微小揺れ成分を除いた補正を行なうための補正量データを作成する手段である。 The posture information (quarterion qc) of the image pickup apparatus 20 calculated by the posture calculation unit 50 is transmitted to the correction amount calculation unit 60. The correction amount calculation unit 60 calculates a correction amount (quartanion qs) for correcting the coordinates of the spherical frame data to global coordinates. The correction amount calculated here completely corrects the inclination of the image pickup device 20 with respect to the Z axis indicating the vertical direction, and with respect to the shaking around the Z axis indicating the vertical direction, that is, in the horizontal plane in the global coordinates. It is a means for creating correction amount data for performing correction excluding minute shaking components.

補正量算出部60は、たとえば、図1に示すように、遅延保持部61、回転角度抽出部62、ローパスフィルター63、座標変換部64及び座標乗算部65から構成することができる。 As shown in FIG. 1, the correction amount calculation unit 60 can be composed of, for example, a delay holding unit 61, a rotation angle extraction unit 62, a low-pass filter 63, a coordinate conversion unit 64, and a coordinate multiplication unit 65.

補正量算出部60に入力された姿勢情報は、座標乗算部65に送信されると共に、遅延保持部61に送信される。 The posture information input to the correction amount calculation unit 60 is transmitted to the coordinate multiplication unit 65 and also to the delay holding unit 61.

遅延保持部61は、入力された座標情報について、前サンプリング時間t-1のクオータニオンqc(t-1)を保持する。 The delay holding unit 61 holds the quarternion qc (t-1) having the pre-sampling time t-1 for the input coordinate information.

そして、回転角度抽出部62は、クオータニオンqc(t-1)から、グローバル座標のZ軸周りの回転角度θを算出する。たとえば、回転角度θは、クオータニオンqc(t-1)をオイラー角Rzxyに変換し、得られたオイラー角Rzxyから算出することができる。 Then, the rotation angle extraction unit 62 calculates the rotation angle θ Z around the Z axis of the global coordinates from the quarternion qc (t-1). For example, the rotation angle θ Z can be calculated from the Euler angles R zxy obtained by converting the quaternion qc (t-1) into Euler angles R zxy .

図5(a)は、算出された回転角度θの波形Wの一例を示している。図5(a)を参照すると、回転角度θは、低周波成分に高周波成分が重畳した波形であることがわかる。このような波形Wは、たとえば、ユーザーが撮像装置20を頭部に取り付けて、自転車に乗りながら撮影を行なうような場合、自転車の進行方向を変えたりユーザーが頭部を水平面内で動かした場合に検出される。 FIG. 5A shows an example of the waveform W of the calculated rotation angle θ Z. With reference to FIG. 5A, it can be seen that the rotation angle θ Z is a waveform in which a high frequency component is superimposed on a low frequency component. Such a waveform W is, for example, when the user attaches the image pickup device 20 to the head and takes a picture while riding a bicycle, or when the traveling direction of the bicycle is changed or the user moves the head in a horizontal plane. Is detected in.

波形W中の高周波成分は、撮像装置20のグローバル座標における水平面内での微小な振動、すなわち、手振れや振動などのユーザーが意図していない微小揺れ成分である。 The high-frequency component in the waveform W is a minute vibration in the horizontal plane in the global coordinates of the image pickup apparatus 20, that is, a minute vibration component such as camera shake or vibration that is not intended by the user.

一方、波形W中の低周波成分は、撮像装置20自体の向きを変えたときに検出される。すなわち、上記例において、ユーザーが自転車の進行方向を変えたり頭部を水平面内で動かした場合に検出される意図的な向きの変化を意味する。 On the other hand, the low frequency component in the waveform W is detected when the direction of the image pickup apparatus 20 itself is changed. That is, in the above example, it means a deliberate change in orientation detected when the user changes the traveling direction of the bicycle or moves the head in a horizontal plane.

本発明では、臨場感を保持するために、撮像装置20の向きに追従すべく低周波成分の揺れを残し、視認性の低下を招く高周波成分の揺れを除去することで、Z軸周りの座標補正を行なう。 In the present invention, in order to maintain a sense of presence, the fluctuation of the low frequency component is left to follow the direction of the image pickup apparatus 20, and the fluctuation of the high frequency component that causes a decrease in visibility is removed to obtain the coordinates around the Z axis. Make corrections.

具体的には、回転角度抽出部62で算出された回転角度θをローパスフィルター63に通して高周波成分を除去し、低周波成分のみとした回転角度θZ_lpfを作成する。図5(b)にローパスフィルター63を通過して得られた回転角度θZ_lpfの波形を示す。 Specifically, the rotation angle θ Z calculated by the rotation angle extraction unit 62 is passed through a low-pass filter 63 to remove high-frequency components, and a rotation angle θ Z_lpf with only low-frequency components is created. FIG. 5B shows the waveform of the rotation angle θ Z_lpf obtained by passing through the low-pass filter 63.

回転角度θZ_lpfの波形wには、手振れ等の高周波成分が除去されているから、回転角度θZ_lpfは、撮像装置20の意図的な向きの変化のみを含むZ軸周りの姿勢量となる。 Since the high frequency component such as camera shake is removed from the waveform w of the rotation angle θ Z_lpf , the rotation angle θ Z_lpf is the posture amount around the Z axis including only the intentional change in the orientation of the image pickup apparatus 20.

座標変換部64は、得られた回転角度θZ_lpfから、撮像装置20のZ軸周りの回転量を減衰させる減衰量を算出する。たとえば、次式で示すように、回転角度θZ_lpfの符号を反転してクオータニオンを算出する。このクオータニオンをセンタリングクオータニオンqdと称する。
qd=cos(-θz_lpf/2)
qd=0
qd=0
qd=sin(-θz_lpf/2)
From the obtained rotation angle θ Z_lpf , the coordinate conversion unit 64 calculates an amount of attenuation that attenuates the amount of rotation of the image pickup apparatus 20 around the Z axis. For example, as shown in the following equation, the sign of the rotation angle θ Z_lpf is inverted to calculate the quarter. This quaternion is referred to as a centering quaternion qd.
qd 0 = cos (-θ z_lpf / 2)
qd 1 = 0
qd 2 = 0
qd 3 = sin (-θ z_lpf / 2)

そして、上記回転角度θZ_lpfを反映したセンタリングクオータニオンqdを、撮像装置20の姿勢情報となるグローバル座標補正量(クオータニオンqc(t))に適用することで、グローバル座標の水平面内における微小な振動、すなわち、手振れを抑えつつ、撮像装置20の向きに追従した姿勢情報の補正量データを得ることができる。 Then, by applying the centering quarternion qd reflecting the rotation angle θ Z_lpf to the global coordinate correction amount (quarternion qc (t)) which is the attitude information of the image pickup apparatus 20, minute vibrations in the horizontal plane of the global coordinates can be obtained. That is, it is possible to obtain correction amount data of posture information that follows the direction of the image pickup apparatus 20 while suppressing camera shake.

上記演算は、座標乗算部65にて実施する。座標乗算部65は、現サンプリング時間tのグローバル座標補正量(クオータニオンqc(t))に算出されたセンタリングクオータニオンqdを乗算し、全天球画像に適用される補正量データとなる姿勢補正量クオータニオンqsを算出する。
qs=qd*qc(t)
ここで、*はクオータニオン乗算を表し、各要素を用いて次式で定義される。
qs=qd・qc-qd・qc-qd・qc-qd・qc
qs=qd・qc+qd・qc+qd・qc-qd・qc
qs=qd・qc-qd・qc+qd・qc+qd・qc
qs=qd・qc+qd・qc-qd・qc+qd・qc
The above calculation is performed by the coordinate multiplication unit 65. The coordinate multiplication unit 65 multiplies the calculated centering quarternion qd by the global coordinate correction amount (quarterion qc (t)) of the current sampling time t, and the posture correction amount quarterion becomes the correction amount data applied to the spherical image. Calculate qs.
qs = qd * qc (t)
Here, * represents quaternion multiplication and is defined by the following equation using each element.
qs 0 = qd 0 · qc 0 -qd 1 · qc 1 -qd 2 · qc 2 -qd 3 · qc 3
qs 1 = qd 0 · qc 1 + qd 1 · qc 0 + qd 2 · qc 3 -qd 3 · qc 2
qs 2 = qd 0・ qc 2 -qd 1・ qc 3 + qd 2・ qc 0 + qd 3・ qc 1
qs 3 = qd 0 · qc 3 + qd 1 · qc 2 -qd 2 · qc 1 + qd 3 · qc 0

得られた補正量データ(姿勢補正量クオータニオンqs)は、関連付け手段70に送信される。 The obtained correction amount data (posture correction amount quarternion qs) is transmitted to the association means 70.

関連付け手段70では、画像合成部30で作成された現サンプリング時間tにおける全天球フレームデータと、補正量データの関連づけを行なう。補正量データは、本実施形態では、上記のとおり、現サンプリング時間tにおけるグローバル座標補正量を前サンプリング時間t-1におけるセンタリングクオータニオンqdで補正した姿勢補正量クオータニオンqsである。関連付け手段70は、たとえば、全天球フレームデータのヘッダ情報に補正量データを書き込むことでこれらの関連付けを行なうことができる。この関連付けによって作成された画像を全天球画像と称する。 The associating means 70 associates the spherical frame data at the current sampling time t created by the image synthesizing unit 30 with the correction amount data. In the present embodiment, the correction amount data is the posture correction amount quarternion qs obtained by correcting the global coordinate correction amount at the current sampling time t by the centering quarternion qd at the presampling time t-1 as described above. The association means 70 can make these associations by writing the correction amount data in the header information of the spherical frame data, for example. The image created by this association is called a spherical image.

得られた全天球画像は、図1に示すように、メモリー80などの記録媒体や外部ストレージに転送されて記憶することができる。また、全天球画像をスルー画像として直接表示機器82に表示することもできる。 As shown in FIG. 1, the obtained spherical image can be transferred to a recording medium such as a memory 80 or an external storage and stored. Further, the spherical image can be directly displayed on the display device 82 as a through image.

表示機器82として、たとえば、デジタルカメラやスマートフォン、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯型電子機器、モニターなどを例示できる。この場合、表示機器82は、再生表示用のソフトやアプリケーションをインストールしておき、全天球画像のヘッダ情報から補正量データを読み出し、全天球フレームデータに補正量データを適用して、グローバル座標に変換する共ともに、水平面内での補正を行なって、全天球画像の表示を行なえばよい。 Examples of the display device 82 include a digital camera, a smartphone, a portable electronic device such as a PDA (Personal Digital Assistant), and a monitor. In this case, the display device 82 installs software or an application for playback display, reads the correction amount data from the header information of the spherical image, applies the correction amount data to the spherical frame data, and globally. Both the conversion to the coordinates may be performed, the correction in the horizontal plane may be performed, and the spherical image may be displayed.

図6は、全天球フレームデータに補正量データを適用して得られる全天球画像の一例を示している。なお、図6では、本発明をより判り易く説明するために、時系列的に連続する2つの撮影画像、全天球フレームデータを重ねて表示している。 FIG. 6 shows an example of a spherical image obtained by applying correction amount data to spherical frame data. In FIG. 6, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, two continuously captured images in time series and spherical frame data are superimposed and displayed.

図6(a)及び図6(b)は、イメージセンサー22,22によって夫々取得された画像データを示している。図に示すように、時系列的に連続する2つの撮影画像は、手振れによって被写体90が振れていることがわかる。 6 (a) and 6 (b) show image data acquired by the image sensors 22 and 22, respectively. As shown in the figure, it can be seen that the subject 90 is shaken due to camera shake in the two captured images that are continuous in time series.

画像合成部30は、これら画像データに歪み補正と合成を行ない、図6(c)に示すような正距円筒画像の如き全天球フレームデータを作成する。図6(c)では、図6(a)が中心となるように全天球フレームデータを作成している。図を参照すると、撮影画像の振れに伴い、全天球フレームデータ中の被写体90も振れていることがわかる。また、撮像装置20の傾きにより、全天球フレームデータの水平線92が傾斜している。 The image compositing unit 30 performs distortion correction and compositing on these image data, and creates spherical frame data such as an equirectangular image as shown in FIG. 6 (c). In FIG. 6 (c), the spherical frame data is created so that FIG. 6 (a) is at the center. With reference to the figure, it can be seen that the subject 90 in the spherical frame data is also shaken due to the shake of the captured image. Further, the horizontal line 92 of the spherical frame data is tilted due to the tilt of the image pickup device 20.

そして、得られた全天球フレームデータに補正量データを適用し、撮像装置20のローカル座標をグローバル座標補正量に基づいて鉛直方向に対する傾きを補正する(参考図6(d))と共に、鉛直方向について微小な振れを除去しつつ(参考図6(e))、撮像装置20のy軸方向を中心とする変換を施すことで、図6(f)に示すような全天球画像が作成される。図6(f)に示すように、得られた全天球画像は、全天球フレームデータ(図6(c))に対して、水平線92の傾斜の補正、撮像装置20のy軸方向を中心とする水平面内の回転補正、及び、水平面内における高周波成分の揺れの補正が行なわれていることがわかる。 Then, the correction amount data is applied to the obtained spherical frame data, and the local coordinates of the image pickup apparatus 20 are corrected in the vertical direction based on the global coordinate correction amount (reference FIG. 6 (d)), and the vertical direction is corrected. A spherical image as shown in FIG. 6 (f) is created by performing a conversion centered on the y-axis direction of the image pickup apparatus 20 while removing minute fluctuations in the direction (reference FIG. 6 (e)). Will be done. As shown in FIG. 6 (f), in the obtained spherical image, the inclination of the horizontal line 92 is corrected and the y-axis direction of the image pickup apparatus 20 is corrected with respect to the spherical frame data (FIG. 6 (c)). It can be seen that the rotation correction in the horizontal plane as the center and the fluctuation of the high frequency component in the horizontal plane are corrected.

その結果、得られた全天球画像は、鉛直方向が補正されていることは勿論、撮像装置20の水平面内の比較的周波数の小さい大きな揺れ(回転)には追従するから臨場感に溢れ、水平面内における手振れ等の微小な揺れは補正されているからから視認性にもすぐれる画像となる。 As a result, the obtained spherical image is not only corrected in the vertical direction, but also follows a large shaking (rotation) with a relatively small frequency in the horizontal plane of the image pickup device 20, so that it is full of realism. Since minute shaking such as camera shake in the horizontal plane is corrected, the image has excellent visibility.

なお、必要に応じて、図6(f)中一点鎖線で示すように、作成された全天球画像の所定範囲を切り出した画像に加工することもできる。 If necessary, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 6 (f), it is also possible to process the created spherical image into an image obtained by cutting out a predetermined range.

上記では変換の手順をわかりやすくするために、図6(c)~図6(e)を含めているが、実際には、図6(c)に示す全天球フレームデータに補正量データを適用することで、図6(f)に示す全天球画像が直接作成される。 In the above, in order to make the conversion procedure easy to understand, FIGS. 6 (c) to 6 (e) are included, but in reality, the correction amount data is added to the spherical frame data shown in FIG. 6 (c). By applying, the spherical image shown in FIG. 6 (f) is directly created.

すなわち、本発明では、撮像手段20の姿勢の如何に拘わらず、撮像手段20がグローバル座標に対して水平面内での回転となるZ軸に対する回転に追従するが、水平面内以外の回転であるX軸方向、Y軸方向の回転には追従しないようにしている。従って、撮像手段20をX軸方向やY軸方向に所定角度(第1の角度)だけ回転して撮影して得られた第1の画像信号、第2の画像信号を表示機器にて表示したときには、水平面内では殆んど回転しないものとなる一方、撮像手段20をZ軸に所定角度(第1の角度)だけ回転して撮影して得られた第3の画像信号は、その回転に追従して略所定角度の回転動きのある画像とすることができる。これら第1乃至第3の画像信号を切り出した画像についても同様である。 That is, in the present invention, regardless of the posture of the image pickup means 20, the image pickup means 20 follows the rotation with respect to the Z axis, which is the rotation in the horizontal plane with respect to the global coordinates, but the rotation is not in the horizontal plane. It does not follow the rotation in the axial direction and the Y-axis direction. Therefore, the first image signal and the second image signal obtained by rotating the image pickup means 20 in the X-axis direction and the Y-axis direction by a predetermined angle (first angle) and taking a picture are displayed on the display device. Occasionally, it hardly rotates in the horizontal plane, while the third image signal obtained by rotating the image pickup means 20 by a predetermined angle (first angle) around the Z axis is rotated. It is possible to follow the image and obtain an image having a rotational movement at a substantially predetermined angle. The same applies to the images obtained by cutting out the first to third image signals.

<補正量算出のその他の方法>
上記実施形態では、一旦姿勢クオータニオンqをオイラー角Rzxyに変換し、Z軸周りの回転量θzを算出し、再度センタリングクオータニオンqdを算出しているが、姿勢クオータニオンqcから直接センタリングクオータニオンqdを算出しても構わない。例えば、姿勢クオータニオンqcの成分において、Z軸周りの回転を表す成分q
=qc +qc
で定義すると、qが1に近い場合は、Z軸周りの回転が支配的になる。このとき、センタリングクオータニオンqdを
qd=-k・q・q
qd=0
qd=0
qd=(1-qd 1/2
kは減衰係数(0<k<1)
としてセンタリングクオータニオンを算出しても構わない。
<Other methods for calculating the amount of correction>
In the above embodiment, the attitude quaternion q is once converted to Euler angles R zxy , the rotation amount θz around the Z axis is calculated, and the centering quaternion qd is calculated again. It doesn't matter. For example, in the component of the posture quaternion qc, the component q z representing the rotation around the Z axis is q z = qc 0 2 + qc 3 2
When q z is close to 1, the rotation around the Z axis becomes dominant. At this time, the centering quarternion qd is changed to qd 0 = -k · q z · q 0 .
qd 1 = 0
qd 2 = 0
qd 3 = (1-qd 0 2 ) 1/2
k is the damping coefficient (0 <k <1)
The centering quarter may be calculated as.

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。 The above description is for the purpose of explaining the present invention, and should not be construed as limiting or limiting the scope of the invention described in the claims. In addition, each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

10 全天球撮影システム
11 制御手段
22 イメージセンサー(撮像手段)
30 画像合成部
40 姿勢検出手段
42 角速度センサー
44 加速度センサー
50 姿勢算出部
60 補正量算出部
62 回転角度抽出部
63 ローパスフィルター
64 座標変換部
65 座標乗算部
70 関連付け手段
10 Spherical photography system 11 Control means 22 Image sensor (imaging means)
30 Image synthesis unit 40 Attitude detection means 42 Angular velocity sensor 44 Accelerometer 50 Attitude calculation unit 60 Correction amount calculation unit 62 Rotation angle extraction unit 63 Low pass filter 64 Coordinate conversion unit 65 Coordinate multiplication unit 70 Association means

Claims (8)

複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出し、前記撮像手段の姿勢情報を算出する姿勢情報算出ステップ、
前記複数の撮像手段から得られた画像データを、前記姿勢情報算出ステップにて算出された前記姿勢情報に基づいて座標変換した全天球画像を生成する全天球画像生成ステップと、
を具え、
前記全天球画像生成ステップは、前記画像データについて、グローバル座標における鉛直方向に対する傾き補正と、グローバル座標における水平面内での揺れは、グローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分を除去する補正による座標変換を行なって全天球画像を生成する、
ことを特徴とする、全天球画像生成方法。
A posture information calculation step of detecting posture information of at least one image pickup means of a plurality of image pickup means and calculating the posture information of the image pickup means.
An omnidirectional image generation step of generating an omnidirectional image in which image data obtained from the plurality of imaging means is coordinate-transformed based on the attitude information calculated in the attitude information calculation step.
With
The spherical image generation step is based on the correction of the inclination of the image data in the vertical direction in the global coordinates and the correction of the fluctuation in the horizontal plane in the global coordinates by removing the high frequency component of the rotation angle in the horizontal plane in the global coordinates. Perform coordinate transformation to generate a spherical image,
A spherical image generation method characterized by this.
前記複数の撮像手段によって撮影された画像データから全天球フレームデータを作成する画像合成ステップと、
前記姿勢情報算出ステップにて算出された前記少なくとも1の撮像手段の姿勢情報に基づいて、前記全天球フレームデータの座標を変換する補正量データを作成する補正量算出ステップと、
前記全天球フレームデータと前記補正量データを関連付けて全天球画像を得る関連付けステップと、
を具え、
前記補正量算出ステップは、前記全天球フレームデータについて、グローバル座標における鉛直方向に対する傾き補正と、グローバル座標における水平面内での揺れは、グローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分を除去する補正を行なう補正量データを作成する、
請求項1に記載の全天球画像生成方法。
An image composition step for creating spherical frame data from image data captured by the plurality of imaging means, and
A correction amount calculation step for creating correction amount data for converting the coordinates of the spherical frame data based on the posture information of at least one image pickup means calculated in the posture information calculation step.
An association step of associating the spherical frame data with the correction amount data to obtain a spherical image,
With
The correction amount calculation step corrects the inclination of the whole celestial sphere frame data in the vertical direction in the global coordinates, and the fluctuation in the horizontal plane in the global coordinates removes the high frequency component of the rotation angle in the horizontal plane in the global coordinates. Create correction amount data to perform
The spherical image generation method according to claim 1.
前記姿勢情報は、前記撮像手段を基準とした互いに直交するx軸、y軸及びz軸を含むローカル座標と、互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標との間の回転変位量を表す情報であって、
前記補正量算出ステップは、前記姿勢情報に基づいて前記全天球フレームデータの座標を、前記グローバル座標に補正するためのグローバル座標補正量を補正量データとして作成するものであり、前記グローバル座標補正量は、全天球フレームデータの鉛直方向に対する傾きを補正し、鉛直方向軸周りの回転に対しては、グローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分のみを除去する補正を行なう補正量である、
請求項2に記載の全天球画像生成方法。
The attitude information is between local coordinates including x-axis, y-axis and z-axis orthogonal to each other with respect to the imaging means, and global coordinates including X-axis, Y-axis and vertical Z-axis orthogonal to each other. Information that represents the amount of rotational displacement of
The correction amount calculation step creates a global coordinate correction amount for correcting the coordinates of the whole celestial sphere frame data to the global coordinates based on the attitude information, and creates the global coordinate correction amount as the correction amount data. The amount is a correction amount that corrects the inclination of the whole celestial sphere frame data in the vertical direction and removes only the high-frequency component of the rotation angle in the horizontal plane in the global coordinates for the rotation around the vertical axis. ,
The spherical image generation method according to claim 2.
前記関連付けステップは、前記補正量データを前記全天球フレームデータのヘッダ情報として関連付ける、
請求項2又は請求項3に記載の全天球画像生成方法。
The association step associates the correction amount data as header information of the spherical frame data.
The spherical image generation method according to claim 2 or 3.
前記撮像手段から得られる画像データは、動画像であり、
前記補正量算出ステップは、前記姿勢情報算出ステップで算出された1フレーム前の全天球フレームデータの姿勢情報に基づいて補正量データを作成する、
請求項2乃至請求項4の何れかに記載の全天球画像生成方法。
The image data obtained from the image pickup means is a moving image and is a moving image.
The correction amount calculation step creates correction amount data based on the posture information of the spherical frame data one frame before, which is calculated in the posture information calculation step.
The spherical image generation method according to any one of claims 2 to 4.
複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出し、前記撮像手段の姿勢情報を算出する姿勢情報算出ステップと、
前記複数の撮像手段から得られた画像データと、前記姿勢情報算出ステップにて算出された姿勢情報に基づいて画像信号を生成して表示する画像信号生成表示ステップと、
を具え、
前記画像信号生成表示ステップは、
互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標に対し、
前記複数の撮像手段をX軸周りに第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第1の画像信号、
前記複数の撮像手段をY軸周りに前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第2の画像信号、
前記複数の撮像手段をZ軸周りに前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第3の画像信号、
から画像信号を生成して表示したとき、
前記第1の画像信号及び第2の画像信号は略回転動きのない画像を表示し、前記第3の画像信号はグローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分を除去する補正による座標変換を行なって略前記第1の角度の回転動きのある画像を表示する、
ことを特徴とする全天球画像生成表示方法。
A posture information calculation step of detecting posture information of at least one image pickup means of a plurality of image pickup means and calculating the posture information of the image pickup means.
An image signal generation display step that generates and displays an image signal based on the image data obtained from the plurality of imaging means and the posture information calculated in the posture information calculation step.
With
The image signal generation display step is
For global coordinates including the X-axis, Y-axis, and vertical Z-axis that are orthogonal to each other
A first image signal generated by rotating the plurality of image pickup means by a first angle around the X axis and taking a picture.
A second image signal generated by rotating the plurality of image pickup means around the Y axis by the first angle and taking a picture.
A third image signal generated by rotating the plurality of image pickup means around the Z axis by the first angle and taking a picture.
When an image signal is generated and displayed from
The first image signal and the second image signal display an image having substantially no rotational movement, and the third image signal performs coordinate conversion by correction for removing a high frequency component of a rotation angle in a horizontal plane in global coordinates. Displaying an image with rotational movement of the first angle.
An omnidirectional image generation and display method characterized by this.
画像データを出力する複数の撮像手段から前記画像データを得る画像合成部と、
前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出する姿勢検出手段から、前記姿勢情報を得る姿勢算出部と、
を有する全天球画像生成システムの制御手段に、
前記姿勢算出部に前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を算出させる手順と、
前記複数の撮像手段から得られた前記画像データを、前記姿勢算出部にて算出された前記姿勢情報に基づいて座標変換した全天球画像を生成する手順であって、前記画像データについて、グローバル座標における鉛直方向に対する傾き補正と、グローバル座標における水平面内での揺れは、グローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分を除去する補正による座標変換を行なって全天球画像を生成する手順と、
を実行させる、全天球画像生成システムのプログラム。
An image compositing unit that obtains the image data from a plurality of image pickup means that output the image data, and an image compositing unit.
A posture calculation unit that obtains the posture information from the posture detection means that detects the posture information of at least one of the plurality of image pickup means.
As a control means of the spherical image generation system, which has
A procedure for causing the posture calculation unit to calculate posture information of at least one image pickup means of the plurality of image pickup means, and a procedure.
It is a procedure for generating an all-celestial sphere image in which the image data obtained from the plurality of imaging means is coordinate-converted based on the posture information calculated by the posture calculation unit, and the image data is global. The tilt correction for the vertical direction in the coordinates and the shaking in the horizontal plane in the global coordinates are the procedure to generate the whole celestial sphere image by performing the coordinate conversion by the correction that removes the high frequency component of the rotation angle in the horizontal plane in the global coordinates .
A program of the spherical image generation system that executes.
画像データを出力する複数の撮像手段から前記画像データを得る画像合成部と、
前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を検出する姿勢検出手段から、前記姿勢情報を得る姿勢算出部と、
を有する全天球画像生成表示システムの制御手段に、
前記姿勢算出部に前記複数の撮像手段の少なくとも1の撮像手段の姿勢情報を算出させる手順と、
前記複数の撮像手段から得られた前記画像データと、前記姿勢算出部にて算出された姿勢情報に基づいて画像信号を生成して表示する手順であって、
互いに直交するX軸、Y軸及び鉛直方向のZ軸を含むグローバル座標に対し、
前記複数の撮像手段をX軸周りに第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第1の画像信号、
前記複数の撮像手段をY軸周りに前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第2の画像信号、
前記複数の撮像手段をZ軸周りに前記第1の角度だけ回転して撮影することにより生成した第3の画像信号、
から画像信号を生成して表示したとき、
前記第1の画像信号及び第2の画像信号は略回転動きのない画像を表示し、前記第3の画像信号はグローバル座標における水平面内の回転角度の高周波成分を除去する補正による座標変換を行なって略前記第1の角度の回転動きのある画像を表示する手順と、
を実行させる、全天球画像生成表示システムのプログラム。
An image compositing unit that obtains the image data from a plurality of image pickup means that output the image data, and an image compositing unit.
A posture calculation unit that obtains the posture information from the posture detection means that detects the posture information of at least one of the plurality of image pickup means.
As a control means of the spherical image generation display system, which has
A procedure for causing the posture calculation unit to calculate posture information of at least one image pickup means of the plurality of image pickup means, and a procedure.
A procedure for generating and displaying an image signal based on the image data obtained from the plurality of imaging means and the posture information calculated by the posture calculation unit.
For global coordinates including the X-axis, Y-axis, and vertical Z-axis that are orthogonal to each other
A first image signal generated by rotating the plurality of image pickup means by a first angle around the X axis and taking a picture.
A second image signal generated by rotating the plurality of image pickup means around the Y axis by the first angle and taking a picture.
A third image signal generated by rotating the plurality of image pickup means around the Z axis by the first angle and taking a picture.
When an image signal is generated and displayed from
The first image signal and the second image signal display an image having substantially no rotational movement, and the third image signal performs coordinate conversion by correction for removing a high frequency component of a rotation angle in a horizontal plane in global coordinates. The procedure for displaying an image with rotational movement at the first angle, and
A program of the spherical image generation display system that executes.
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