JP7062386B2 - Camera and shooting system and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、カメラ、並びに、このカメラを用いた撮影システム、および撮影された画像を処理する方法に係り、特に、複数のレンズを介して撮影された画角や画質が異なる画像データを合成するカメラ、並びに撮影システム、および画像処理方法に関する。 The present invention relates to a camera, a shooting system using the camera, and a method of processing captured images, and in particular, synthesizes image data having different angles of view and image quality captured through a plurality of lenses. It relates to a camera, a shooting system, and an image processing method.
近年、ウェアラブルカメラやドライブレコーダなどを始めとして、広角な画像(映像を含む)データを取得することのできるカメラが普及している。その多くは、特許文献1に開示されているような、複数の撮像手段を用いて異なる撮影範囲を撮影した複数の画像データを合成して1つの画像データを作成するという技術を採用している。
In recent years, cameras capable of acquiring wide-angle image (including video) data, such as wearable cameras and drive recorders, have become widespread. Most of them employ a technique as disclosed in
その他の方法として、特許文献2に開示されているように、魚眼レンズを用いたカメラにより、水平画角360度、垂直画角180度の、いわゆる全周囲画像を取得し、この全周囲画像を平面画像に変換、あるいは一部切り出して変換するという技術などが知られている。 As another method, as disclosed in Patent Document 2, a so-called omnidirectional image having a horizontal angle of view of 360 degrees and a vertical angle of view of 180 degrees is acquired by a camera using a fisheye lens, and the omnidirectional image is obtained as a plane. Techniques such as converting to an image or cutting out a part of the image and converting it are known.
また、画像合成という分野では、魚眼レンズを介して取得する映像と、いわゆる標準レンズを介して取得する映像を合成して表示する技術として、特許文献3に開示されているような技術も存在する。特許文献3に開示されている技術は、デジタルカメラによる撮影の際の画角を定めるために、撮影範囲と、その周囲の風景を合成した映像を表示するという技術である。具体的には、魚眼レンズを備えたサブカメラにより全周囲画像を取得し、その頂点を基点として平面展開した映像の中心に、標準レンズを備えたメインカメラによる撮影範囲の映像を合成するというものである。 Further, in the field of image composition, there is also a technique disclosed in Patent Document 3 as a technique for synthesizing and displaying an image acquired through a fisheye lens and an image acquired through a so-called standard lens. The technique disclosed in Patent Document 3 is a technique of displaying an image in which a shooting range and a landscape around the shooting range are combined in order to determine an angle of view when shooting with a digital camera. Specifically, the omnidirectional image is acquired by a sub camera equipped with a fisheye lens, and the image of the shooting range by the main camera equipped with a standard lens is synthesized at the center of the image developed in a plane with the apex as the base point. be.
上記特許文献1、2に開示されているような各技術によれば、確かに標準レンズ単体での撮影では得る事のできない広角な画像データを取得することができる。しかし、特許文献1に開示されている技術では、複数の撮像手段をフル稼働させて画像データを取得するため、その画質を向上させようとした場合には、データ容量の増大を招くこととなる。
According to each technique disclosed in
また、特許文献2に開示されているような技術では、魚眼レンズの特性上、周辺部位ほど、取得画像の歪みが大きくなる。このため、画像データを平面化する際の補正割合も大きくなり、画質の劣化が大きくなるといった実状がある。こうした画質の劣化は、通常使用の上では問題にはならないが、画像データから部分的な詳細画像を切り出したいといった場合には、好ましい画像データを得ることができないといった問題がある。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, due to the characteristics of the fisheye lens, the distortion of the acquired image becomes larger toward the peripheral portion. For this reason, the correction ratio when flattening the image data is also large, and the deterioration of the image quality is large. Such deterioration of image quality is not a problem in normal use, but there is a problem that preferable image data cannot be obtained when it is desired to cut out a partial detailed image from image data.
そこで本発明では上記問題を解決し、魚眼レンズ等の広角レンズを用いて広角画像データを取得しつつ、必要に応じて画質劣化部の詳細画像データを取得することができるカメラ、並びに撮影システム、および画像処理方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and a camera, a photographing system, and a photographing system capable of acquiring wide-angle image data using a wide-angle lens such as a fisheye lens and acquiring detailed image data of an image quality deterioration portion as needed. It is an object of the present invention to provide an image processing method.
上記目的を達成するための本発明のカメラは、広角レンズを採用し、レンズ中心を起点としてカメラの全周囲を撮影範囲とするように配置位置された第1の撮像手段と、前記広角レンズよりも焦点距離が長いレンズを採用し、当該レンズのレンズ中心を通る直線と前記広角レンズのレンズ中心を通る直線とが交差すると共に、前記第1の撮像手段の撮影範囲の一部に前記焦点距離が長いレンズによる撮影範囲が含まれるように配置された第2の撮像手段と、前記第1の撮像手段により撮影される円形の全周囲画像データを平面表示するための歪み補正を行い、前記歪み補正を行うことで得られる第1画像データに生じる画像劣化が大きくなる部分に、前記第2の撮像手段により撮影される画像データの歪みを補正することで得られる第2画像データを合成する処理を行う演算処理手段と、を備え、前記演算処理手段による合成処理は、前記第1画像データと前記第2画像データの歪み量の違いや画角、撮影角度の違いを考慮した補正が行われることを特徴とするカメラ。
また、上記のような特徴を有するカメラでは、前記第1画像データと前記第2画像データをそれぞれ記録する記憶手段を備えるようにしても良い。
また、上記のような特徴を有するカメラでは、前記第1の撮像手段と前記記憶手段との間と、前記第2の撮像手段と前記記憶手段との間にはそれぞれ、撮像された画像データの一次記録変換を行うDSPを備えるようにしても良い。
The camera of the present invention for achieving the above object employs a wide-angle lens, and is arranged and positioned so as to cover the entire circumference of the camera with the center of the lens as the starting point, and the wide-angle lens. Also, a lens having a long focal distance is adopted, and the straight line passing through the lens center of the lens intersects with the straight line passing through the lens center of the wide-angle lens, and the focal distance is part of the photographing range of the first imaging means. The distortion is corrected by performing distortion correction for displaying the circular omnidirectional image data captured by the first imaging means and the second imaging means arranged so as to include the imaging range with a long lens. A process of synthesizing the second image data obtained by correcting the distortion of the image data captured by the second image pickup means to the portion where the image deterioration caused in the first image data obtained by the correction becomes large. In the compositing process by the arithmetic processing means, correction is performed in consideration of the difference in the amount of distortion between the first image data and the second image data, the difference in the image angle, and the difference in the shooting angle. A camera that features that.
Further, the camera having the above-mentioned characteristics may be provided with storage means for recording the first image data and the second image data, respectively.
Further, in a camera having the above-mentioned characteristics, the image data captured between the first image pickup means and the storage means and between the second image pickup means and the storage means can be obtained. A DSP that performs primary recording conversion may be provided.
また、上記のような特徴を有するカメラにおいて前記第2の撮像手段における撮像素子の画素数は、前記第1の撮像手段における撮像素子の画素数よりも少なくすると良い。第2の撮像手段は第1の撮像手段に比べて画角が狭い。よってこのような特徴を有することによれば、画像データの記録容量の軽減を図りつつ、第1画像データよりも解像度の高い画像データを取得することができる。また、演算処理手段の負荷を軽減し、発熱を抑えることができる。 Further, in a camera having the above-mentioned characteristics, the number of pixels of the image pickup element in the second image pickup means may be smaller than the number of pixels of the image pickup element in the first image pickup means. The second image pickup means has a narrower angle of view than the first image pickup means. Therefore, by having such a feature, it is possible to acquire image data having a higher resolution than the first image data while reducing the recording capacity of the image data. In addition, the load on the arithmetic processing means can be reduced and heat generation can be suppressed.
また、上記のような特徴を有するカメラにおいて前記演算処理手段は、前記第1の撮像手段による撮影および記録と、前記第2の撮像手段による撮影および記録との少なくとも一方を手動、あるいは自動で選択して撮影および記録を行うようにすると良い。このような特徴を有することによれば、撮影状況によって広角撮影される第1画像データが不要な場合や、詳細を撮影可能な第2画像データが不要な場合に、撮影形式を選択することで、演算処理手段における処理負担の軽減を図ることが可能となる。 Further, in a camera having the above-mentioned characteristics, the arithmetic processing means manually or automatically selects at least one of shooting and recording by the first imaging means and shooting and recording by the second imaging means. It is good to shoot and record. According to having such a feature, when the first image data which is wide-angle shot is unnecessary or the second image data which can shoot the details is unnecessary depending on the shooting situation, the shooting format can be selected. , It is possible to reduce the processing load in the arithmetic processing means.
また、上記のような特徴を有するカメラでは、加速度センサと温度センサの少なくとも1つを備え、前記第1の撮像手段および/または前記第2の撮像手段による撮影および記録を自動選択で行う場合、前記演算処理手段は、前記加速度センサまたは前記温度センサからの信号が入力された場合に、当該信号をトリガとして行うようにすると良い。このような特徴を有することによれば、センサからの信号に基づいて撮影や記録を自動で行うことが可能となり、撮影環境に応じた撮影形式を採ることができる。 Further, in the case where the camera having the above-mentioned characteristics is provided with at least one of an acceleration sensor and a temperature sensor, and the photographing and recording by the first imaging means and / or the second imaging means are automatically selected. When a signal from the acceleration sensor or the temperature sensor is input, the arithmetic processing means may use the signal as a trigger. With such a feature, it is possible to automatically perform shooting and recording based on a signal from the sensor, and it is possible to adopt a shooting format according to the shooting environment.
さらに、上記のような特徴を有するカメラは、加速度センサを備え、前記演算処理手段は、前記加速度センサからの信号が所定の範囲を超える急激な状態変化であると判定した場合に、当該加速度センサからの信号をトリガとして、前記加速度センサからの信号の入力前後における所定時間の記録画像を別ファイルで保存する処理を行うようにすることもできる。このような特徴を有することによれば、例えばカメラをドライブレコーダとして使用した場合に、加速度センサからの信号が、事故によって出力されたとすると、信号が出力された時を基準として、その前後の時間帯における記録画像を残すことが可能となる。なお、このように、加速度センサからの信号をトリガとして記録された画像ファイルについては、上書き記録を禁止する処理を施すようにしても良い。このような処理を施す事により、事故などの有事の際の画像ファイルを確実に残す事が可能となる。 Further, the camera having the above-mentioned characteristics includes an acceleration sensor, and when the arithmetic processing means determines that the signal from the acceleration sensor is a sudden state change exceeding a predetermined range, the acceleration sensor. It is also possible to perform a process of saving the recorded image for a predetermined time before and after the input of the signal from the acceleration sensor as a separate file by using the signal from. According to these characteristics, for example, when the camera is used as a drive recorder and the signal from the accelerometer is output due to an accident, the time before and after the signal is output is used as a reference. It is possible to leave a recorded image in the band. As described above, the image file recorded by the signal from the acceleration sensor as a trigger may be subjected to a process for prohibiting overwrite recording. By performing such processing, it is possible to reliably leave an image file in the event of an emergency such as an accident.
さらにまた、上記のような特徴を有するカメラは、温度センサを備え、前記演算処理手段は、前記温度センサからの信号に基づき、カメラ温度が所定の温度範囲を超えたと判定した場合に、前記加速度センサに寄与する機能以外の機能を停止させる休止モードとする処理を行い、前記加速度センサからの信号が所定の範囲を超える急激な状態変化であると判定した場合に、当該加速度センサからの信号をトリガとして、前記休止モードから録画モードへ機能復帰を成す処理を行うようにすることもできる。このような特徴を有することによれば、カメラの稼働状態の安定化を図りつつ、少なくとも事故などの有事の際には、その直後の画像データを記録として残すことが可能となる。 Furthermore, the camera having the above-mentioned characteristics includes a temperature sensor, and when the arithmetic processing means determines that the camera temperature exceeds a predetermined temperature range based on the signal from the temperature sensor, the acceleration. When the process of setting the pause mode to stop the functions other than the functions contributing to the sensor is performed and it is determined that the signal from the acceleration sensor is a sudden state change exceeding a predetermined range, the signal from the acceleration sensor is transmitted. As a trigger, it is also possible to perform a process of returning the function from the hibernation mode to the recording mode. With such a feature, it is possible to stabilize the operating state of the camera and at least record the image data immediately after the accident in the event of an accident or the like.
また、上記目的を達成するための本発明に係る撮影システムは、上記特徴を有するカメラを搭載し、前記第1の撮像手段および前記第2の撮像手段による撮影方向を変化させる駆動手段を有する雲台を備え、前記演算処理手段は、前記第1の撮像手段により撮影された画像データから特定の被写体を検出し、前記第2の撮像手段による撮影範囲が前記被写体を含むこととなるように、前記カメラによる撮影方向を変化させる制御信号を前記駆動手段に出力するものであると良い。 Further, the photographing system according to the present invention for achieving the above object is equipped with a camera having the above characteristics, and has a cloud having a driving means for changing the photographing direction by the first imaging means and the second imaging means. The arithmetic processing means includes a table, and the arithmetic processing means detects a specific subject from the image data taken by the first image pickup means, and the shooting range by the second image pickup means includes the subject. It is preferable that the control signal for changing the shooting direction by the camera is output to the driving means.
また、上記目的を達成するための本発明に係る画像処理方法は、広角レンズを採用し、レンズ中心を起点としてカメラの全周囲を撮影範囲とするように配置位置された第1の撮像手段により撮影される円形の全周囲画像データに歪み補正を行って平面表示する第1画像データを取得すると共に、前記広角レンズよりも焦点距離が長いレンズを採用し、当該レンズのレンズ中心を通る直線と前記広角レンズのレンズ中心を通る直線とが交差すると共に、前記第1の撮像手段の撮影範囲の一部に前記焦点距離が長いレンズによる撮影範囲が含まれるように配置された第2の撮像手段により撮影した画像データの歪みを補正することで得られる第2画像データを前記第1画像データの一部に合成する画像処理方法であって、前記第2画像データは、前記第1画像データを取得する際に行う歪み補正により生じる劣化が大きくなる部分に撮影範囲が定められ、前記第1画像データに対する前記第2画像データの合成処理は、前記第1画像データと前記第2画像データの歪み量の違いや画角、撮影角度の違いを考慮した補正が行われることを特徴とする。 Further, in the image processing method according to the present invention for achieving the above object, a wide-angle lens is adopted, and a first imaging means arranged so as to cover the entire circumference of the camera with the center of the lens as the starting point is used. The first image data to be displayed in a plane by performing distortion correction on the circular omnidirectional image data to be photographed is acquired, and a lens having a longer focal distance than the wide-angle lens is adopted, and a straight line passing through the lens center of the lens is used. A second image pickup means arranged so that a straight line passing through the lens center of the wide-angle lens intersects and a part of the image pickup range of the first image pickup means includes the image pickup range of the lens having a long focal distance. This is an image processing method in which the second image data obtained by correcting the distortion of the image data captured by the lens is combined with a part of the first image data, and the second image data is the first image data. The shooting range is defined in the portion where the deterioration caused by the distortion correction performed at the time of acquisition becomes large, and the process of synthesizing the second image data with respect to the first image data is the distortion of the first image data and the second image data. The feature is that correction is performed in consideration of the difference in amount, the angle of view, and the difference in shooting angle .
さらに、上記特徴を有する画像処理方法では、前記第1の撮像手段と前記第2の撮像手段とを別個のカメラとして、前記第1画像データと前記第2画像データを取得するようにしても良い。このような特徴を有することによれば、発明に係る画像処理方法を実施するにあたり、手持ちの広角レンズカメラや標準レンズカメラを利用することができるようになる。 Further, in the image processing method having the above-mentioned characteristics, the first image data and the second image data may be acquired by using the first image pickup means and the second image pickup means as separate cameras. .. Having such a feature makes it possible to use a hand-held wide-angle lens camera or a standard lens camera in carrying out the image processing method according to the invention.
上記のような特徴を有するカメラ、並びに撮影システム、および画像処理方法によれば、広角レンズを用いて広角画像データを取得しつつ、必要に応じて画質劣化部の詳細画像データを取得することができるようになる。また、撮影システムを使用した場合には、特定の被写体について、撮影後に詳細画像を取得することが可能となる。 According to a camera having the above-mentioned characteristics, a shooting system, and an image processing method, it is possible to acquire wide-angle image data using a wide-angle lens and, if necessary, acquire detailed image data of an image quality deterioration portion. become able to. Further, when a shooting system is used, it is possible to acquire a detailed image of a specific subject after shooting.
以下、本発明のカメラ、並びに撮影システム、および画像処理方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の効果を得るために必要な構成の一例であり、各要素の組み合わせ、付加、および削除を行ったとしても、同様な効果を得る事ができるものであれば、本発明の一部とみなすことができる。 Hereinafter, embodiments relating to the camera, the photographing system, and the image processing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the embodiment shown below is an example of the configuration necessary for obtaining the effect of the present invention, and the same effect can be obtained even if the combination, addition, and deletion of each element are performed. If so, it can be regarded as a part of the present invention.
[第1実施形態]
まず、図1から図3を参照して、第1実施形態に係るカメラについて説明する。なお、図1は、第1実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。また、図2は、実施形態に係るカメラを構成する第1の撮像手段による撮影範囲と、画像劣化分布を示す図であり、図3は、図2に示した範囲で撮影された画像データを平面展開した場合における画像劣化分布を示す図である。
[First Embodiment]
First, the camera according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Note that FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the camera according to the first embodiment. Further, FIG. 2 is a diagram showing a shooting range by the first imaging means constituting the camera according to the embodiment and an image deterioration distribution, and FIG. 3 is a diagram showing image data taken in the range shown in FIG. It is a figure which shows the image deterioration distribution in the case of plane development.
本実施形態に係るカメラ10は、少なくとも第1の撮像手段12と、第2の撮像手段14、演算処理手段16、および記憶手段18とを備えている。
第1の撮像手段12は、撮影用のレンズとして魚眼レンズなどの広角レンズを採用した撮像手段である。レンズ以外の具体的な構成は一般的な構成とすることができ、図示しない撮像素子や、カラーフィルタ、マイクロレンズ、および光学フィルタ等を備えるものであれば良い。
The camera 10 according to the present embodiment includes at least a first image pickup means 12, a second image pickup means 14, an arithmetic processing means 16, and a storage means 18.
The first imaging means 12 is an imaging means that employs a wide-angle lens such as a fisheye lens as a lens for photographing. A specific configuration other than the lens can be a general configuration, and may include an image pickup element (not shown), a color filter, a microlens, an optical filter, and the like.
第2の撮像手段14は、撮影用のレンズとして、第1の撮像手段12における魚眼レンズよりも焦点距離が長い(画角が狭い)レンズ(標準レンズ)を採用した撮像手段である。レンズ以外の具体的な構成は、上述した第1の撮像手段12と同様とすることができる。ここで、本実施形態では、第2の撮像手段14における撮像素子は、第1の撮像手段12における撮像素子に比べて画素数が少ないものを採用することが望ましい。 The second imaging means 14 is an imaging means that employs a lens (standard lens) having a longer focal distance (narrower angle of view) than the fisheye lens in the first imaging means 12 as a lens for photographing. The specific configuration other than the lens can be the same as that of the first image pickup means 12 described above. Here, in the present embodiment, it is desirable that the image pickup element in the second image pickup means 14 has a smaller number of pixels than the image pickup element in the first image pickup means 12.
第2の撮像手段14は、第1の撮像手段12に比べて画角が狭いと共に、画像データを表示する際の歪み補正が軽微なものとなる。このため、第1の撮像手段12に比べて撮像素子の画素数を少なくしたとしても、第1の撮像手段12により取得される画像データ(第1画像データ)よりも解像度の高い画像データ(第2画像データ)を得ることができるからである。 The second image pickup means 14 has a narrower angle of view than the first image pickup means 12, and the distortion correction when displaying the image data is slight. Therefore, even if the number of pixels of the image sensor is smaller than that of the first image pickup means 12, the image data (first image data) having a higher resolution than the image data (first image data) acquired by the first image pickup means 12 (first image data). This is because 2 image data) can be obtained.
また、撮像素子の画素数を減らす事により、画像データの記録容量の軽減を図ることもできる。さらに、画像処理を行うデータ量も少なくなるため、演算処理手段16の負荷を軽減し、発熱を抑えることができる。 Further, by reducing the number of pixels of the image sensor, it is possible to reduce the recording capacity of the image data. Further, since the amount of data for image processing is also reduced, the load on the arithmetic processing means 16 can be reduced and heat generation can be suppressed.
演算処理手段16は、第1の撮像手段12や第2の撮像手段14により撮影された画像データ(第1画像データ、第2画像データ)の変換や解析、並びに合成処理、および各種要素への指令信号の出力等を行うための要素である。本実施形態では演算処理手段16として、例えば、撮影画像の処理を行うためのDSP(Digital Signal Processor)16a,16bや、各種プログラムの読み出しや演算処理、および指令信号の出力を行うためのCPU(Central Processing Unit)16cなどを備えている。 The arithmetic processing means 16 converts and analyzes image data (first image data, second image data) captured by the first image pickup means 12 and the second image pickup means 14, as well as synthesis processing, and to various elements. It is an element for outputting a command signal and the like. In the present embodiment, as the arithmetic processing means 16, for example, a DSP (Digital Signal Processor) 16a, 16b for processing a captured image, a CPU for reading and arithmetic processing of various programs, and a CPU for outputting a command signal ( It is equipped with a Central Processing Unit) 16c and the like.
DSP16a,16bは、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14のそれぞれに対応したものが備えられている。各DSP16a,16bでは、撮影された画像データを予め定められた記録形式のデータファイルを作成すると共に、画像データの縦横比の調整や歪み補正などの一次記録変換が行われる。各DSP16a,16bにより一次記録変換が成された第1画像データと第2画像データはそれぞれ、記憶手段18に記録される。
The
記憶手段18には、メモリカードなどの外部メモリ18a,18bの他、各種処理や演算のためのプログラムが記録されている内部メモリ18cが含まれる。外部メモリは、単一のメモリに、第1画像データと第2画像データの双方を記録する構成としても良いが、本実施形態の場合、第1画像データと第2画像データのそれぞれに対応した外部メモリ18a,18bを備えるように構成している。画像データの記録を並行させることで、記録処理に要する時間の短縮を図ることができると共に、記録媒体の容量に余裕を持たせることが可能となるからである。
The storage means 18 includes
また、内部メモリ18cには、例えば各DSP16a,16bによる一次記録変換に必要な変換プログラムや、詳細を後述するCPU16cを介して成される合成処理に必要な合成プログラム等が記録されている。
Further, in the
CPU16cは、各種処理や、処理のための演算、および各種指令信号等を出力するための要素である。本実施形態に係るカメラ10では主に、第1画像データと第2画像データを合成する処理を行う。具体的には、まず、内部メモリ18cに記録されている合成プログラムを読み出して展開する。その後、第1画像データと第2画像データを読み出し、両者の記録日時を一致させて合成処理を行う。
The
第1画像データと第2画像データの合成処理は、第1画像データとして表示される映像の一部に第2画像データを合成するというものである。第1画像データに対する第2画像データの合成は、第1画像データを平面表示するための歪み補正を行った際に、画像劣化が大きくなる部分に成される。 The process of synthesizing the first image data and the second image data is to synthesize the second image data with a part of the image displayed as the first image data. The composition of the second image data with respect to the first image data is performed in the portion where the image deterioration becomes large when the distortion correction for displaying the first image data in a plane is performed.
画像劣化が大きくなる部分とは、例えば図3において、斜線で示す部分にあたる。第1の撮像手段12は魚眼レンズを採用し、全周囲画像のデータを取得する構成としている。このため、取得した画像データは、図2に示すように、撮影範囲が円形となり、斜線で示す外周側ほど像の歪みが大きくなる。なお、図2において、黒く塗りつぶしている部分は、表示範囲を四角とした場合に生ずることとなる、いわゆるケラレ部分である。DSP16aでは、例えばCPU16cを介して、あるいは直接内部メモリ18cにアクセスすることで展開される変換プログラムに従い、取得した画像データをメルカトル図法の様式で展開し、平面表示可能な画像データを生成する。本実施形態では、図2において画像の頂点となる点Pを基点として、半径方向に示す垂線Lで画像をカットして展開する。このため、図3において画像の縁辺となる部分、特に斜線で示す部分には、像の引き伸ばしや圧縮といった補正が施されることとなり、画像劣化が大きくなる。
The portion where the image deterioration is large corresponds to, for example, the portion shown by the diagonal line in FIG. The first image pickup means 12 employs a fisheye lens and is configured to acquire data of an omnidirectional image. Therefore, as shown in FIG. 2, the acquired image data has a circular imaging range, and the distortion of the image increases toward the outer peripheral side indicated by the diagonal line. In FIG. 2, the portion painted in black is a so-called vignetting portion that occurs when the display range is a square. In the
本実施形態では、このように歪み補正による画像劣化が大きくなる部分のうち、例えば図3中に四角の破線枠Dで囲った部分に、第2画像データを合成する処理を行う。なお、第1画像データに対する第2画像データの合成処理には、両者の歪み量の違いや画角、撮影角度の違い等を考慮した各種補正処理を行う。 In the present embodiment, a process of synthesizing the second image data is performed, for example, in the portion surrounded by the square broken line frame D in FIG. 3 among the portions where the image deterioration due to the distortion correction becomes large. In the process of synthesizing the second image data with respect to the first image data, various correction processes are performed in consideration of the difference in the amount of distortion between the two, the angle of view, the difference in the shooting angle, and the like.
上記のような合成処理を行う関係上、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14とは、第1の撮像手段12による撮影範囲の一部に第2の撮像手段14による撮影範囲が含まれるように、レンズの配置関係等を定めている。より具体的には、第1の撮像手段12による撮影範囲のうち、第1画像データの縁部となる部分に、第2の撮像手段14の撮影範囲が一致するように構成する。このような配置関係により、上記のような条件の合成処理が可能となる。 Due to the above-mentioned synthesis processing, the first image pickup means 12 and the second image pickup means 14 have a part of the image pickup range by the first image pickup means 12 and the image pickup range by the second image pickup means 14. The arrangement of lenses is defined so that it is included. More specifically, the shooting range of the second image pickup means 14 is configured to match the portion of the shooting range of the first image pickup means 12 that is the edge of the first image data. With such an arrangement relationship, it is possible to perform a synthesis process under the above conditions.
CPU16cを介して合成処理が成された合成画像データは、外部メモリに記録される。合成画像データを記録する外部メモリとしては、専用メモリを備える構成としても良いが、第1画像データを記録する外部メモリ18a、あるいは第2画像データを記録する外部メモリ18bのいずれかに記録する構成としても良い。この場合、外部メモリ18bに記録されるようにすると良い。外部メモリ18a,18bに記録される画像データ(第1画像データ、第2画像データ)は、記録容量が所定の範囲に達した場合に、古い記録データから順に上書き処理を行う。ここで、第2の撮像手段14は撮像素子の画素数が少ないため、外部メモリ18bに記録される第2画像データの容量も小さくなる。このため、第1画像データの上書きタイミングと同じタイミングで古い記録データの上書きを行う構成とした場合には、メモリの空き容量に余裕が生じることとなるからである。
The composite image data that has been composited via the
このような構成のカメラ10により、合成画像データを作成することによれば、魚眼レンズを採用した第1の撮像手段12による撮影により取得した第1画像データでは細部表示が困難となる部分を、標準レンズを採用した第2の撮像手段14により撮影した第2画像データで補完し、細部表示することが可能となる。これにより、例えば実施形態に係るカメラ10をドライブレコーダとして使用した場合に、先行車のナンバーや、道路標識の記載などを記録画像から確認することができるようになる。 According to the composite image data created by the camera 10 having such a configuration, the part where it is difficult to display the details in the first image data acquired by the first image pickup means 12 using the fisheye lens is standard. It is possible to supplement with the second image data taken by the second image pickup means 14 using a lens and display details. As a result, for example, when the camera 10 according to the embodiment is used as a drive recorder, the number of the preceding vehicle, the description of the road sign, and the like can be confirmed from the recorded image.
なお、上記説明では、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14は、常時同時に撮影を行うかのように説明したが、CPU16cは、撮影開始の信号を選択的に出力することもできる。撮影状況によっては、広角撮影される第1画像データが不要な場合や、詳細を撮影可能な第2画像データが不要な場合も生じ得る。このため、撮影形式を選択することで、演算処理手段16における処理負担の軽減を図ることが可能となるからである。
In the above description, the first imaging means 12 and the second imaging means 14 have been described as if they always shoot at the same time, but the
[第2実施形態]
次に、本発明のカメラに係る第2実施形態について、図4を参照して説明する。なお、本実施形態に係るカメラ10Aと、第1実施形態に係るカメラ10とは、その構成の殆どを共通とする。よって、構成を共通とする箇所には図面に同一符号を附して、詳細な説明を省略することとする。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the camera of the present invention will be described with reference to FIG. The
本実施形態に係るカメラ10Aと第1実施形態に係るカメラ10との相違点は、各種センサの有無にある。具体的には、本実施形態に係るカメラ10Aには、加速度センサ20や、温度センサ22等のセンサが備えられ、センサからの信号に基づいて、撮影形式や記録形態などを制御可能に構成されている。
The difference between the
加速度センサ20は、物体に加えられる加減速、向きの変化などを検出可能なセンサである。このため、加速度センサ20により検出される加速度(減速度)が所定の範囲を超える急激なものである場合には、何らかの状態変化が生じたと判定することができる。例えば、カメラ10Aをドライブレコーダとして使用していた場合に加速度センサ20が急激な速度変化を検出した場合には、衝突などの事故(有事)が発生した可能性がある。
The
通常、ドライブレコーダ等のような録画意図を問わない連続的な撮影を行う場合、CPU16cは、起動電力の入力と同時に第1の撮像手段12および第2の撮像手段14による撮影および記録を開始する信号を出力する。第1の撮像手段12および第2の撮像手段14により撮影された画像データは、一旦内部メモリ18cに保存され、記録容量が所定の値に達した場合、あるいは記録ファイルの数が所定の数に達した場合に、古い記録ファイルから順に上書き保存するという処理が繰り返されている。
Normally, in the case of continuous shooting regardless of the recording intention such as a drive recorder, the
本実施形態のカメラ10Aでは、CPU16cが加速度センサからの信号が所定値以上の急激な変化を表す範囲に達したことを判定した場合に、これをトリガとして、その時を基準として、前後数秒から数分における画像データを内部メモリ18cから抜き出し、外部メモリ18a,18bに記録する処理を行うことを可能としている(前後録画モード)。このような処理を行う事で、カメラ10Aに何かしらの急激な動作変化が生じた際に、その前後数秒から数分の間の証拠画像を外部メモリ18a,18bに残す事が可能となる。
In the
また、このような記録ファイルは、上書き記録を禁止する処理を施すこともできる。このような処理を実行することで、事故等の有事の際の記録ファイルを確実に残す事ができるようになる。 Further, such a recording file can also be subjected to a process for prohibiting overwriting recording. By executing such a process, it becomes possible to surely leave a record file in case of an emergency such as an accident.
一方温度センサ22は、カメラ10Aを構成するCPU16cやDSP16a,16bなど、演算処理手段16による発熱を検出するためのセンサとしての役割を担う。演算処理手段16は、情報処理の負荷状態が増すほど発熱量が増える傾向にある。そして、発熱量が所定の範囲を超えた場合には、処理速度の低減や、処理の停止を図り、昇温に伴う機器の故障を防ぐ処置が採られる。
On the other hand, the
しかしながら、昇温時に全ての機能を停止した場合、カメラ10Aは、記録装置としての役割を果たさなくなってしまう。このため、温度センサ22により検出される発熱量が所定の範囲を超えたと判定された場合には、加速度センサ20に寄与する機能以外の機能を停止し、休止モードとすることで、発熱量を抑え、機器の冷却を図るようにする。そして、加速度センサ20からの信号が所定値以上の急激な変化を表す範囲に達したと判定された場合に、これをトリガとして、休止させていた機能を復帰させ、第1の撮像手段12および第2の撮像手段14による撮影を再開する。ここで、第1の撮像手段12および第2の撮像手段14により撮影された画像データは、外部メモリ18a,18bに記録される(後録画モード)。
However, if all the functions are stopped when the temperature rises, the
このため本実施形態のカメラ10Aでは、CPU16cが、温度センサ22による検出温度が所定の温度を超えたと判断した場合に、前後録画モードから後録画モードへ切り替わる安全措置を自動で行う事を可能としている。このような機能を有する事で、カメラ10Aの稼働状態の安定化(安全化)を図りつつ、少なくとも有事の際には、その直後の画像データを記録として残すことが可能となる。
Therefore, in the
また、CPU16cが行う負荷軽減処置としては、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14双方による撮影を維持しつつ、取得する画像の画質を低下させるというものであっても良い。
Further, as the load reducing measure performed by the
上記実施形態に係るカメラ10,10Aをドライブレコーダとして使用する場合の外観構成の具体例について、図5に示す。図5に示すように、実施形態に係るカメラ10,10Aでは、第1の撮像手段12のレンズ中心L1と、第2の撮像手段14のレンズ中心L2が交差するように配置されている。特に、図5に示す例では、第1の撮像手段12のレンズ中心L1が垂線となるように設置され、第2の撮像手段14のレンズ中心L2は、レンズ中心L1に直交する水平線となるように構成されている。このように、例えば特許文献3に開示されているような2つの撮像手段を備える従来のカメラと異なり、撮像手段のレンズ中心が全く異なる方向を向くように構成されていることも、本発明に係るカメラ10,10Aの特徴の1つといえる。
FIG. 5 shows a specific example of the appearance configuration when the
図5に示す鎖線D1は、第1の撮像手段12の画角(撮影範囲)を示し、鎖線D2は、第2の撮像手段14の画角(撮影範囲)を示す。このように画角が広い第1の撮像手段12のレンズ中心L1を垂線上に配置し、画角が狭い第2の撮像手段14のレンズ中心L2を特定の方向(図5に示す例では進行方向)に向けて配置する事で、次のような撮影が可能となる。 The chain line D1 shown in FIG. 5 indicates the angle of view (shooting range) of the first imaging means 12, and the chain line D2 indicates the angle of view (shooting range) of the second imaging means 14. The lens center L1 of the first image pickup means 12 having a wide angle of view is arranged on a perpendicular line, and the lens center L2 of the second image pickup means 14 having a narrow angle of view advances in a specific direction (in the example shown in FIG. 5). By arranging it toward the direction), the following shooting is possible.
すなわち、第1の撮像手段12により、カメラ10,10Aを中心とした全周囲の画像を取得することができる。ここで、第1の撮像手段12の撮影範囲の外縁にあたる鎖線D1近傍においては、取得画像の歪み補正により、画像劣化が大きくなるが、特定方向に配置された第2の撮像手段14による撮影範囲のうち、破線D1と破線D2が交差する範囲については、画像の合成処理により、詳細画像を取得することが可能となる。
That is, the first image pickup means 12 can acquire an image of the entire periphery centered on the
[第3実施形態]
次に、上記第2実施形態に係るカメラ10Aと、このカメラ10Aを搭載する雲台30により構成される撮影システム50について図6を参照して説明する。
本実施形態に係る撮影システム50は、第1の撮像手段12により撮影された画像データに特定の被写体が移り込んだ際、この被写体が第2の撮像手段14による撮影範囲に含まれるように、カメラ10Aを搭載した雲台30により、カメラ10Aの向きを変化させるという機能を持つように構成されたものである。
[Third Embodiment]
Next, the photographing
In the photographing
このため、カメラ10Aには、記憶手段(内部メモリ18c)18に、第1画像データから特定の被写体を検出する被写体検出プログラムや、加速度センサ20の出力信号に基づく姿勢制御プログラム等が記録されることとなる。また、カメラ10Aには、外部機器である雲台30との間で制御信号の授受を行うためのインターフェース24が備えられる。ここで、特定の被写体とは、人の顔や、他の撮影対象物と異なる動きを示す動体(ボールや飛行機など)であれば良く、既知にアルゴリズムにより、画像データから特定、認識できる範囲のものであれば良い。
Therefore, in the
雲台30には、少なくとも、2軸のアクチュエータ(駆動手段)32が備えられ、搭載したカメラ10Aの向きを上下左右に動かすことを可能な構成としている。アクチュエータ32には、インターフェース34を介してカメラ10Aからの制御信号が入力される。
The
このような構成の撮影システム50によれば、第1の撮像手段12により撮影された広角画像である第1画像データが被写体検出プログラムを介して解析される。解析により、第1画像データの撮影範囲内に特定の被写体が移り込んでいると判定された場合には、姿勢制御プログラムを介して雲台30のアクチュエータ32に対して、制御信号が出力される。
According to the photographing
制御信号は、カメラ10Aに備えられた加速度センサ20からの出力信号により、カメラ10Aの現在の姿勢(第2の撮像手段14におけるレンズの向き)が求められる。その後、第1画像データから検出された被写体の位置と、現在の第2の撮像手段14による撮影範囲との位置のズレを算出し、カメラ10Aの移動角度等が求められる。求められた移動角度に基づいて、アクチュエータ32に対する制御パルスが生成され、制御信号として出力される。
As the control signal, the current posture of the
このような構成とすることで、本実施形態に係る撮影システム50では、図7(A)に示すように第1の撮像手段12により撮影された第1画像データに特定の被写体Aが映り込んだ際、図7(B)に示すようにカメラ10Aの向きを変化させ、第2の撮像手段14による撮影範囲(破線枠D)を被写体Aに合わせることができる。これにより、撮影後に被写体Aの詳細画像を確認することが可能となる。なお、被写体Aの特定方法は、上述したような動きのある部分の検出や、人や顔による検知の他、特定色による検知であっても良い。また、予め検知データを入力することにより、特定の人の顔を検知するものとしても良い。
With such a configuration, in the photographing
上記実施形態では、1つのカメラ10,10Aに、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14を搭載し、2つの撮像手段により撮影した画像データを合成する旨説明した。しかしながら、本発明に係る画像処理方法を実施するにあたっては、第1の撮像手段12と第2の撮像手段14を別個のカメラとして、第1画像データと第2画像データを取得するようにしても良い。
In the above embodiment, it has been described that the first image pickup means 12 and the second image pickup means 14 are mounted on one
具体的には、第1撮像手段12に、魚眼レンズなどの広角レンズを備えたカメラを採用し、第2の撮像手段14には、標準レンズを備えたカメラや、カメラ機能付きの携帯電話、その他カメラ機能を有する機器を採用する。2つのカメラは、それぞれ撮影時間帯を合わせ、第2の撮像手段14の撮影範囲を第1の撮像手段12における撮影範囲の一部に一致させるようにして撮影を行う。 Specifically, a camera equipped with a wide-angle lens such as a fisheye lens is adopted as the first imaging means 12, and a camera equipped with a standard lens, a mobile phone with a camera function, or the like is used as the second imaging means 14. Adopt a device with a camera function. Each of the two cameras sets the shooting time zone and shoots so that the shooting range of the second image pickup means 14 matches a part of the shooting range of the first image pickup means 12.
撮影されたそれぞれの画像データ(第1画像データと第2画像データ)は、外部メモリ18a,18bを介して図示しないコンピュータ等に取り込み、各種演算処理により歪み補正や合成が成されるようにすれば良い。
Each of the captured image data (first image data and second image data) is taken into a computer or the like (not shown) via
このような方法を採用した場合には、手持ちの広角レンズカメラや標準レンズカメラを利用して撮影、画像処理を行うことが可能となる。 When such a method is adopted, it is possible to take a picture and perform image processing using a wide-angle lens camera or a standard lens camera on hand.
10,10A………カメラ、12………第1の撮像手段、14………第2の撮像手段、16………演算処理手段、16a………DSP、16b………DSP、16c………CPU、18………記憶手段、18a………外部メモリ、18b………外部メモリ、18c………内部メモリ、20………加速度センサ、22………温度センサ、24………インターフェース、30………雲台、32………アクチュエータ、34………インターフェース、50………撮影システム。
10, 10A ……… Camera, 12 ……… First image pickup means, 14 ……… Second image pickup means, 16 ……… Arithmetic processing means, 16a ……… DSP, 16b ……… DSP, 16c… …… CPU, 18 ………… Storage means, 18a ………… External memory, 18b ………… External memory, 18c ………… Internal memory, 20 ………… Acceleration sensor, 22 ………… Temperature sensor, 24 ………… Interface, 30 ……… Cloud stand, 32 ……… Actuator, 34 ……… Interface, 50 ……… Shooting system.
Claims (11)
前記広角レンズよりも焦点距離が長いレンズを採用し、当該レンズのレンズ中心を通る直線と前記広角レンズのレンズ中心を通る直線とが交差すると共に、前記第1の撮像手段の撮影範囲の一部に前記焦点距離が長いレンズによる撮影範囲が含まれるように配置された第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段により撮影される円形の全周囲画像データを平面表示するための歪み補正を行い、前記歪み補正を行うことで得られる第1画像データに生じる画像劣化が大きくなる部分に、前記第2の撮像手段により撮影される画像データの歪みを補正することで得られる第2画像データを合成する処理を行う演算処理手段と、を備え、
前記演算処理手段による合成処理は、前記第1画像データと前記第2画像データの歪み量の違いや画角、撮影角度の違いを考慮した補正が行われることを特徴とするカメラ。 A first imaging means that uses a wide-angle lens and is arranged so that the entire circumference of the camera is the shooting range starting from the center of the lens.
A lens having a longer focal length than the wide-angle lens is adopted, and a straight line passing through the lens center of the lens intersects with a straight line passing through the lens center of the wide-angle lens, and a part of the shooting range of the first imaging means. A second image pickup means arranged so as to include a shooting range by the lens having a long focal length.
Distortion correction is performed to display the circular omnidirectional image data captured by the first image pickup means in a plane, and the portion where the image deterioration that occurs in the first image data obtained by performing the distortion correction is large. It is provided with an arithmetic processing means for performing a process of synthesizing the second image data obtained by correcting the distortion of the image data captured by the second image pickup means .
The compositing process by the arithmetic processing means is characterized in that correction is performed in consideration of the difference in the amount of distortion, the angle of view, and the difference in the shooting angle between the first image data and the second image data .
前記第1の撮像手段および/または前記第2の撮像手段による撮影および記録を自動選択で行う場合、
前記演算処理手段は、前記加速度センサまたは前記温度センサからの信号が入力された場合に、当該信号をトリガとして前記撮影および前記記録を行うことを特徴とする請求項5に記載のカメラ。 Equipped with at least one of accelerometer and temperature sensor,
When shooting and recording by the first imaging means and / or the second imaging means are automatically selected.
The camera according to claim 5, wherein the arithmetic processing means performs the photographing and the recording by using the signal as a trigger when a signal from the acceleration sensor or the temperature sensor is input.
前記演算処理手段は、前記加速度センサからの信号が所定の範囲を超える急激な状態変化であると判定した場合に、当該加速度センサからの信号をトリガとして、前記加速度センサからの信号の入力前後における所定時間の記録画像を別ファイルで保存する処理を行うことを特徴とする請求項5に記載のカメラ。 Equipped with an accelerometer,
When the arithmetic processing means determines that the signal from the acceleration sensor is a sudden state change exceeding a predetermined range, the signal from the acceleration sensor is used as a trigger before and after input of the signal from the acceleration sensor. The camera according to claim 5, wherein a process of storing a recorded image for a predetermined time as a separate file is performed.
前記演算処理手段は、前記温度センサからの信号に基づき、カメラ温度が所定の温度範囲を超えたと判定した場合に、前記加速度センサに寄与する機能以外の機能を停止させる休止モードとする処理を行い、
前記加速度センサからの信号が所定の範囲を超える急激な状態変化であると判定した場合に、当該加速度センサからの信号をトリガとして、前記休止モードから録画モードへ機能復帰を成す処理を行うことを特徴とする請求項7に記載のカメラ。 Equipped with a temperature sensor,
Based on the signal from the temperature sensor, the arithmetic processing means performs a process of setting a pause mode in which a function other than the function contributing to the acceleration sensor is stopped when it is determined that the camera temperature exceeds a predetermined temperature range. ,
When it is determined that the signal from the acceleration sensor is a sudden state change exceeding a predetermined range, the process of returning the function from the pause mode to the recording mode is performed by using the signal from the acceleration sensor as a trigger. The camera according to claim 7.
前記演算処理手段は、前記第1の撮像手段により撮影された画像データから特定の被写体を検出し、前記第2の撮像手段による撮影範囲が前記被写体を含むこととなるように、前記カメラによる撮影方向を変化させる制御信号を前記駆動手段に出力することを特徴とする撮影システム。 The camera according to any one of claims 1 to 8 is mounted, and a pan head having a driving means for changing the shooting direction by the first image pickup means and the second image pickup means is provided.
The arithmetic processing means detects a specific subject from the image data taken by the first image pickup means, and takes a picture with the camera so that the shooting range by the second image pickup means includes the subject. An imaging system characterized in that a control signal for changing a direction is output to the driving means.
前記第2画像データは、前記第1画像データを取得する際に行う歪み補正により生じる劣化が大きくなる部分に撮影範囲が定められ、
前記第1画像データに対する前記第2画像データの合成処理は、前記第1画像データと前記第2画像データの歪み量の違いや画角、撮影角度の違いを考慮した補正が行われることを特徴とする画像処理方法。 A wide-angle lens is used, and distortion correction is performed on the circular omnidirectional image data captured by the first imaging means arranged so that the entire circumference of the camera is the shooting range starting from the center of the lens and displayed in a plane. In addition to acquiring the first image data, a lens having a longer focal distance than the wide-angle lens is adopted, and the straight line passing through the lens center of the lens intersects with the straight line passing through the lens center of the wide-angle lens, and the first The second image data obtained by correcting the distortion of the image data captured by the second imaging means arranged so that the imaging range by the lens having a long focal distance is included in a part of the imaging range of the imaging means of the above. Is an image processing method for synthesizing a part of the first image data.
In the second image data, a shooting range is defined in a portion where deterioration caused by distortion correction performed when acquiring the first image data becomes large.
The process of synthesizing the second image data with respect to the first image data is characterized in that correction is performed in consideration of the difference in the amount of distortion between the first image data and the second image data, and the difference in the angle of view and the shooting angle. Image processing method.
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