JPH06501585A - 全視野静止カメラオリエンテーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 全視野静止カメラオリエンテーションシステム技術分野 本発明は、半球状視野画像を、視野内の任意のオリエンテーション、回転、及び 倍率で、歪みのない通常の遠近画像に変換する装置、アルゴリズム、及び方法に 関する。視野方向、オリエンテーション、及び倍率は、コンピュータまたは遠隔 制御手段で制御される。詳述すると、この装置は、可動機構を有しない、機械的 パン、チルト、ズーム、及び回転のカメラ観察システムの電子装置である。

背景技術 カメラ観察システムは、監視、検査、安全確保、及び遠隔検知に、大量に利用さ れている。遠隔観察は、ロボット操作作業に対しては限界的である。広角観察は 、作業スペース内での衝突を避けるために、ロボットシステムの位置決めを助け るものであるが、近接観察は、細かな操作作業に必要である。こういったシステ ムの大部分は、限定された視野を有する固定式カメラを使用するか、または、機 械的パン及びチルトプラットホーム、及び機械式ズームレンズを利用して、カメ ラの方向合わせや像の拡大を行うようにしている。カメラのオリエンテーション 及び像の拡大が要求される適用分野では、機械的解−二ノ 法は規模が大きく、観察システムを隠したり近接方向に使用されるのを困難にし ているかなりの体積に対応することができる。幾つかのカメラは、通常、作業空 間の広角観察をもたらすのに必要である。

最大量の観察有効範囲、即ち、対応角（Ｓｕｂｔｅｎｄｅｄａｎｇｌｅ　）をも たらすために、機械的パン／チルト機構は、通常、モータ駆動式装置及びギア機 構を使用して、垂直及び水平方向のオリエンテーションを操作するようにしてい る。この種装置の例は、１９８８年３月１日発行のジェー・ビー・コーラン（Ｊ 、Ｂ、　Ｃｏｇｈｌａｍ　）他による米国特許第４．７２８．８３９号に示され ている。こういった機械的パン／チルトオリエンテーション機構によって引き起 こされる作業環境での衝突は、カメラ及び作業空間にダメージを与え得ると共に 、遠隔操作を妨げ得るものである。同時に、前記遠隔環境での観察は、検査及び 操作活動を行う上で、極めて重要である。

広い視野角度をもたらすべく内部光学を使用するカメラ観察システムもまた、カ メラの寸法及び容積、それに観察領域への侵入を最小化するために、開発されて きた。

こういったシステムでは、オリエンテーションのチルト角を変化させたり、カメ ラ全体の機械的回転をもたらしてオリエンテーションのピッチ角を変化させたり するのは、ミラーまたはプリズムの動きに基づいている。この手段を使用するこ とによって、カメラオリエンテーションンステムの寸法は最小化することができ るが、視野の：□ 中心の「盲点（ｂｌｉｎｃｌ　５ｐｏｔｓ　）　Ｊが結果として生じる。

また、こういったシステムは、一般に、像を拡大したり、単一のカメラからの多 数の像を形成する手段を有してい従って、本発明の目的は、装置を動かすことな く、半球状視野内の視野空間の任意箇所の像をもたらすことができる装置を提供 することである。

本発明の別の目的は、機構を動かすことなく、視野方向の水平オリエンテーショ ン（パン）を提供することである。

本発明の別の目的は、機構を動かすことなく、視野方向の垂直オリエンテーショ ン（チルト）を提供することである。

本発明の別の目的は、機構を動かすことなく、視野方向の回転オリエンテーショ ン（回転）を提供することである。

本発明の別の目的は、電子的に像を拡大したり縮小したりする（ズームイン及び ズームアウト）機能を提供することである。

本発明の別の目的は、像強度（アイリスレベル）の電子的側ｖｍ４提供すること である。

本発明の別の目的は、如何なる機構も用いることなく、像強度（アイリスレベル ）を変化させることができるようにすることである。

本発明の別の目的は、ジョイステック、キーボード・コントローラ、またはコン ピュータ制御手段から、一般の人が行う簡単な入力で以って、前記パン、チルト 、ズーム、回転、及びアイリスを達成することができるようにすることである。

本発明の目的はまた、前記入力装置を使用して、給体視野方向の正確な制御を提 供することである。

本発明の更なる目的は、異なるオリエンテーション及び倍率を存する多数の像を 同時に形成する機能を提供することである。

本発明の別の目的は、３０変換像／秒の実時間ビデオ速度で、こういった像を提 供すると共に、ＮＴＳＣ方式％式％ １７０表示フォーマット等の表示フォーマット規格を支持することができるよう にすることである。

本発明のこれらの目的及び他の諸口的は、以下において、完全なる説明と図面と の組合せから、明瞭となろう。

発明の開示 本発明によれば、構成部分を動かすことなく、半球状視野のパン、チルト、ズー ム、及び回転の同等物を形成する全方位観察システムか提供される。この装置は 、入力映像信号をデジタル化し、オペレータの指令に基づき前記映像の一部分を 変換し、人間による観察にとって正確な遠近法で１つ以上の出力画像を形成する 手段を備えている。好ましい一実施例において、入力画像は、半球状視野を有す る魚眼レンズによって形成される。この半球状視野画像は、電子式メモリバッフ ァに収集される。

該当領域を含む収集画像の一部分は、画像処理コンピュータ手段によって、遠近 法の正確な画像に変換される。

画像処理コンピュータは、直交系の変換アルゴリズムを使用して、該当する半球 状画像領域の修正画像への直接的マツピングをもたらす。視野オリエンテーショ ンは、オペレータまたはコンピユータ化入力により生成される指令信号によって 指定される。変換画像は第２の電子式メモリバッファに預けられ、そこで処理さ れて、指令信号による要求に応じて、出力が生成される。

図面の簡単な説明 第１図は、主要構成要素を図示する、本発明の略ブロック図を示している。

第２図は、本発明により入力として使用される、輿望的魚眼画像を例示する略図 である。

第３図は、原画像内の所望する画像オリエンテーション及び倍率に対する修正後 の出力画像を例示する略図である。

第４図は、画像変換を達成すべく本発明が実施する基本幾何学的配置の略図であ る。

第５図は、物体面及び位置ベクトルの像面座標への写像を説明する略図である。

発明を実施するための最良の形態 ズームする機能を維持しながら、カメラオリエンテーションシステムの寸法を最 小化するために、機構ではなく電子画像変換を利用するカメラオリエンテーショ ンシステムが開発された。機械的パン及びチルトシステムに関する多数の特許が 出願されてきたが、電子式変換及び魚眼光学を厳密な意味で使用する手法は、幸 運にもこの発明努力に先立ってこれまで実施されなかった。更に、本発明に利用 される電気光学手法は、多数の画像を単一カメラの出力から抽出できるようにな す。この装置に対するモチベーションは、骨を折って完成させる上で、装備の動 作包絡線が重大な制約となる遠隔操作応用における観察システム要求から生じた ものである。

本発明の原理は、第１図を参照することによって理解することができる。概略的 に図示した１は、１８０度の視野を存する囲りの画像をもたらす魚眼レンズであ る。

この魚眼レンズは、光学画像を電気信号に変換するカメラ２に取り付けられてい る。この後、こういった信号は電子的にデジタル化されて（３）、本発明の画像 バッファ４に記憶される。Ｘ　−Ｍ　Ａ　Ｐプロセッサ６及びＹ−ＭＡＰプロセ ッサ７からなる画像処理システムは、２次元変換マツピングを行う。これらの画 像変換プロセッサは、マイクロコンピュータ及び制御インターフェース５によっ て制御される。このマイクロコンピュータ制御インターフェースは、システムに 対して、初期化及び変換パラメータ演算をもたらす。この制御インターフェース はまた、ジョイステック・コントローラ１２またはコンピュータ入力手段１３等 の入力手段から入力されるオリエンテーション角、倍率、回転、及び光強度に基 づいて、所望の変換係数を決定する。変換画像は、２次元重畳フィルタ８によっ て濾過され、濾過画像の出力は、出力画像バッファ９に記憶される。出力画像バ ッファ９は、表示電子装ｆｉｌＯによって走査され、その出力は、観察のために 、映像表示装置１１に送出される。

レンズ型式の範囲は、多様な視野を支持すべく、調整することができる。レンズ 光学ｌは、画像を変換すべくＸ−ＭＡＰプロセッサ６及びＹ−ＭＡＰプロセッサ ７に使用される数学的係数と直接に対応している。異なる最大視野に異なるレン ズ要素が設けられても、出力画像をパンすると共に傾斜させる機能は維持される 。

本発明は、多数の光学及び電子装置を正しく組み合わせることによって、実現す ることができる。魚眼レンズ１は、一連の広角レンズの中の任意のもの、例えば 、ニコン（Ｎｉｋｏｎ　）社製のもの、特に８　ｍｍ　Ｆ　２．８によって例示 される。任意の映像源２、及び光学画像を電子メモリ用信号に変換する画像収集 装置３は、テキサス・インスツルーメント社（Ｔｅｘａｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎ ｔ）製ＴＭＳ　３４０６１集積回路とインターフェースをとるビデク・デジタル ・カメラ（Ｖｉｄｅｋ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃａｍｅｒａ）等の、本発明用の入力 装置として機能する。入力画像バッファ４及び出力画像バッファ９は、テキサス ・インスツルーメント社製ＴＭＳ４４Ｃ２５１ビデオＲＡ　Ｍ　（ｖｉｄｅｏ　 ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ　）チップまたはその同等物を使用し て構成することができる。制御インターフェースは、インテル（Ｉｎｔｅｌ）　 ８０　Ｃ１９６を含む多数のマイクロコントローラの中の任意のもので完成され る。Ｘ−ＭＡＰ変換プロセッサ６並びにＹ−ＭＡＰ変換プロセッサ７、及び画像 フィルタ８は、当業者にとって周知のような、応用特殊集積回路または他の手段 で完成することができる。ディスプレイ駆動装置もまた、テキサス・インスツル ーメント社製ＴＭＳ　３４０６１等の集積回路で完成することができる。例えば ＮＴＳＣＲ５−１７０ｆｆｉ式の出力映像信号は、米国で最も工業的なＴＶディ スプレイと適合することができる。遠隔制御１２及びコンピュータ制御１３は、 周知の容易に入手できるスイッチ及び／又はコンピュータシステムを介して、完 成される。こういった構成要素はシステムとして機能して、入力画像（魚眼また は広角）の一部を選択し、これを数学的に変換して、正規の規約出力をもたらす 。本発明を成功させるための秘訣は、次の事項を含む。

（１）該当部分を除き、全入力画像を変換する必要はない。

（２）所要の数学的変換は、レンズ特性に基づき予測可能である。

２つの座標化変換回路６及び７によって制御される入力メモリバッファ４及び出 力メモリバッファ９の間で生じる変換は、第１図及び第３図を参照することによ って、より一層理解される。第２図に示す画像は、魚眼レンズによって生成され た格子状パターンの画像を、ペンとインクで表現したものである。この画像は１ ８０度の視野を有し、全半球体に渡るＭ囲の内容を示すものである。

第２図の得られた画像は、人間の知覚対象にとって、相当歪んだものであること に留意されたい。外界における垂直格子ラインは、画像面上、１４ａ、１４ｂ、 及び１４ｃとして現われている。外界の水平格子ラインは、画像面上、１５ａ、 １５ｂ、及び１５ｃとして現われている。物体の画像は、１６によって例示され ている。第２図の画像の一部分は、第３図に示す画像を生成すべ（、修正され、 拡大され、かつ回転される。部位１７は、出力ディスプレイに表示される、対象 物の修正した表現を示している。第３図の画像に示す結果は、本発明を使用して 、第２図の画像の任意部分から生成することができる。第３図に示される格子状 パターンの歪み直しによって表わされた、修正遠近画法に留意されたい。本発明 においては、こういった変換は、実時間ビデオ速度（３０回／秒）で行うことが でき、工業的ビデオ規格に適合し得る。

上述した本発明は、入力手段、例えば、ジ３イスチックまたはコンピュータをコ ントローラに変更することによって、レンズ要素の全視野を通した出力画像をパ ンしたり傾斜したりする機能を有する。このことによって、広範囲の領域が走査 されて、安全確保及び監視応用分野において存益となり得る情報を得ることがで きる。画像は、表示画像の知覚垂直線を変化させるその軸について、３６０度回 転させることができる。この機能は、画像のパンまたはチルト角に関係なく、画 像表示に正しい遠近画法を維持すべく、垂直画像と重力ベクトルとを位置合せす る能力をもたらす。本発明はまた、出力画像を表示するのに使用される倍率の修 正も支持する。このことは、出力画像の視野を変化させるズーム機能と釣り合っ ている。この機能は、検査動作を行う上で極めて有益である。

ズームの大きさは、入力カメラの分解能、出力ディスプレイの分肝能、出力ディ スプレイの鮮明さくｃｌａｒｊｔｙ　）、及び所定のディスプレイに使用される 画素の数量の関数である。本発明は、こういった全ての機能を支持して、通常の 機械的パン（１８０度）、チルト（１８０度）、回転（３６０度）、及びズーム 装置に関連した機能をもたらす。デジタルシステムはまた、ユーザまたは外部コ ンピュータからの指令に基づいて表示画像の強度をシフトすることにより、機械 的アイリスの機能性に匹敵する画像強度スケーリングを支持する。

以下に記載する仮定及び等式は、光学的構成要素として魚眼レンズを利用する本 発明に基づいている。完全な魚眼レンズシステムを示す２つの基本的性質と２つ の基本的仮定がある。魚眼レンズの第１の性質は、レンズが２πステラジアンの 視野を育し、生成する面像が円形であるということである。第２の性質は、視野 内の全物体が焦点が合っている、即ち、完全な魚眼レンズは無限の被写界深度を 育しているということである。魚眼レンズシステムの２つの重要な仮定（第４図 及び第５図参照）は、吹下に述べる通りである。

仮定１．方位角不変性　画像面に垂直で、この画像面を通過する内容面にある物 点に対して、こういった点の全ては、画像面と内容面の共通部分の直線上に、即 ち、軸方向の直線に沿って、画像点としてマツピングされる。

従って、画像点の方位角は、仰角に対して変化せず、物体距離は内容面内で変化 する。

仮定２：等距離写像則　物点の写像を含む方位角に沿った画像面原点からの軸方 向距離γは、天頂角βに線形的に比例する。ここで、βは、画像面原点を通る垂 直線と、画像面原点から物点までの直線とのなす角度として定義される。こうし て、次式が成立する。

ｒ＝にβ　（１〕 こういった性質及び仮定を、魚眼レンズシステムの基本事項として使用すること により、遠近法の修正画像を得るための数学的変換を決定することができる。第 ４図は、物体面及び画像面に対する基準測定フレームを示している。座標Ｕ、Ｖ は、物体面内の物点を示す。座標Ｘ。

ｙ、ｚは、基準画像測定フレーム内の点を示している。

第４図に示す物体面は、適切に物体を修正すべく画像面へのマツピング関係を決 定するための代表的領域である。視野ベクトルＤＯＶ　（ｘ、ｙ、ｚ）の方向は 、物体面ＵＶを画像面ＸＹ上にマツピングするための天頂角及び方位角を決定す る。物体面は、ベクトルＤＯＶ　（ｘ。

ｙ、ｚ）に垂直となるように定義される。

球座標における画像面（ｘ、ｙ、ｚ）に関して物体面の原点の位置は、次式で与 えられる。

Ｘ　Ｉｌｌ　Ｄ　ｓｉｎβｃｏｓａ Ｙ　ｗ　Ｄ　ｓｉｎβ５ｉｎａ　（２）２冨Ｄａ口Ｓβ 式中、Ｄ＝画像面原点から物体面原点までのスカラー長、βは天頂角、ａは画像 画法座標における方位角である。

物体面の原点は、等式１で与えられた成分を使用して、ベクトルとして、次のよ うに表わされる。

ＤＯＶ［ｘ、ｙ、ｚｌ　ｗｈ　［Ｄｓｉｎβｃｏｓａ、Ｄｓｉｎβ５ｉｎａ、Ｄ ｅｏｓβ］　（コ〕ＤＯＶ　（ｘ、ｙ、ｚ）は物体面に垂直であり、そのスカラ ー量りは、物体面までの距離をもたらす。ＹＺ面をＤＯＶ　（ｘ、ｙ、ｚ）の動 きの方向と位置合わせすることにより、方位角ａは、９０度または２７０度とな り、このため、Ｘ成分は零となり、この結果、ＤＯＶ　（ｘ。

ｙ、ｚ）座標は、次式のようになる。

ＤｏＶ［ｘ、ｙ、ｚｌ　ｌｌＩ＋［０，−Ｄｓｉｎβ、　ＤＣＯ９β］（４）第 ５図を参照すると、画像面の原点に関する座標のＵＶ面原点に関する物点は、次 式のようになる。従って、物体面にある点Ｐ　（ｕ、ｖ）の 　Ｍ　ｕ ｙ　ｍ　ｖ　ｃｏｓβ　（５） ｚ−ｖ　ｓｉｎβ 座標は、画像面座標のベクトルＰ　（ｘ、ｙ、ｚ）として、次のように表わすこ とができる。

ｐ（ｘ、ｙ、ｚｌ　ｍ　［ｕ、　ｖｃｏｓβ、　ｖｓｉｎβＪ（６）式中、Ｐ　 （ｘ、ｙ、ｚｌは、ＵＶ面の原点に関する画像座標中の物点の位置を表わしてい る。画像座標中の物点を表わす物体ベクトルＯ（ｘ、ｙ、ｚ）は、次式によって 与えられる。画像面に付けた半 ０１ｘ、ｙ、ｚｌ　−ｇ　ＤＯＶ［ｘ、ｙ、ｚｌ　＋　Ｐｔｘ、ｙ、ｚｌ　［７ １０［ｘ、ｙ、ｚｌ　ｗ　［ｕ、　ｖｃｏｓβ−ＤｓｉｎＩＩ、　ｖｓｉｎβ＋ Ｄｃｏｓβ１（８）径Ｒの半球への写像は、表面ベクトルＳ　（ｘ、ｙ、ｚｌを 生成すべく物体ベクトルＯ（ｘ、ｙ、ｚｌをスケーリングすることによって決定 される。

８式からのＯ（ｘ、ｙ、ｚ）の各成分を代入することにより、半球上への画像点 のマツピングを表わすベクトルＳ　（ｘ、ｙ、ｚ）は、次式のようになる。

等式ｌＯの分母は、ベクトルＯ（ｘ、ｙ、ｚ）の長さ、即ち絶対値を表わし、代 数的かつ３角法的取扱いによって、次式のように簡略化することができる。

第１１式から、２次元画像面へのマツピングは、次式のようなＸ及びｙに対して 得ることができる。

更に、画像面中心と物体面の距離りは、半径Ｒの円形魚眼画像に関して、次の関 係式によって表わすことができる。

Ｏ工ｍＲ（１，４） ここで、ｍは、画像面原点から物体面原点への半径方向単位Ｒの計数逓減率（ｓ ｃａｌｅ　ｆａｃｔｏｒ）を表わしている。

等式１４を等式１２及び１３に代入することにより、ズーム動作をもたらすのに 使用できる有効なスケーリング動作、即ち倍率を得る手段がもたらされる。

物体面ｕｖ及び画像面ＸＹ双方に対する軸の２次元的回転の等式を田川すること により、最後の２つの等式を更に処理して、画像面内の＠転及び物体面内の回転 に対して用意されるより一般的な等式の組をもたらすことができる。

Ａ　ｗ　（ｃｏｓのｃｏｓａ　−５ｉｎＧｓｉｎａｃｏｓβ）Ｂ　−（ｓｉｎの ｃｏｓａ　＋　ｃｏｓの５ｉｎａｃｏｓβ）　（１９１Ｃ＝　（ｃｏｓ（ｉ５ｓ ｉｎａ　＋　ｓｉｎのｃｏｓａｃｏｓβ）Ｄ　＝　（ｓｉｎｃｉｌｓｉｎａ　− ｃｏｓのｃｏｓａｃｏｓβ）また、 Ｒ＝円形画像の半径 β＝天頂角 δ＝画像面の方位角 φ＝物体面の回転角 ｍ＝倍率 ｕ、ｖ＝物体面の座標 ｘ、ｙ＝画像面の座標 である。

等式１７及び１８は、ＵＶ空間からＸＹ画像空間への“ｉ接マツピングをもたら し、可動部分を有しない本発明の全方向性観察システムの機能性を支持する基本 的な数学的結論である。所望の天頂角、方位角、物体面回転角、及び倍率を知る ことにより、結像アレイ中のＸ及びｙの位置を決定することができる。この手法 は、入力映像バッファからの画像を出力バッファに正確に変換する手段をもたら す。また、魚眼画像システムは、天頂に関して完全に相称的であるため、種々の 成分のベクトル割合で及び得られる符号は、画像面に関する物体面の所望のオリ エンテーションに応じて、異なるように選択することができる。更に、こういっ た仮定及び数学的等式は、所定の応用における所望の視野範囲に対する必要に応 じて、多様なレンズ要素に対して修正することができる。

入力手段は、天頂角β、方位角ａ、物体の回転φ、及び倍率ｍを定める。こうい った値を等式１９に代入して、等式１７及び１８への代入のための値を決定する 。円形画像の半径Ｒは、カメラレンズ及び構成要素関係によって決定される固定 値である。変数Ｕ及びＶは、画像面座標のＸ及びｙに対して値を決定する物体面 の全範囲に渡って変化する。

上述したことから、魚眼レンズは、カメラによってとらえられる半球状視野をも たらすということを予知することができる。この後、画像は、制御入力によって 述べたような所望する視野に基づいて、所望のパン、チルト、倍率、回転、及び 焦点で以って、修正画像に変換される。

−り この後、画像は、遠近画法を修正した状懸で、ＴＶディスプレイに出力される。

従って、１８０度のパン、１８０度のチルト、３６０度の回転、及び種々の度合 いのズーム倍率を通して、周囲の視野に関するこの広範な分析及びプレゼンテー ションを達成する上で、機械的装置は何ら必要とされない。

ＤＯＶ［ｘ、ｙ、ｚｌ ＦＩＧ、　４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．光学的画像を受信し、該光学画像に対応する出力信号を生成するカメラ結像 システムと、前記カメラ結像システムに取り付けられて、前記カメラ結像システ ムヘの光伝達のために、半球状の視野の全体に渡って、前記光学画像を生成する 魚眼レンズ手段と、前記カメラ結像システムからの前記出力信号を受信すると共 に、前記カメラ結像システムからの前記出力信号をデジタル化する画像収集手段 と、 前記デジタル化信号を受信する入力画像メモリ手段と、選択した視野角及び倍率 に従って、前記入力画像メモリ手段の前記デジタル化信号を処理すると共に、前 記デジタル化信号、前記選択視野角及び前記選択倍率の組合せに従って、出力信 号を処理する画像変換プロセッサ手段と、 前記画像変換プロセッサ手段からの前記出力信号を受信する出力画像メモリ手段 と、 前記視野角及び倍率を選択する入力手段と、前記入力手段からの前記被選択視野 角及び倍率を受信すると共に、前記変換プロセッサ手段の前記処理を制御すべく 前記画像変換プロセッサ手段への入力のために、前記被選択視野角及び倍率を変 換するマイクロプロセッサ手段と、 前記出力画像手段と接続して、前記被選択視野角及び倍率に従って、視野を記録 する出力手段と、を具備することを特徴とする可動部分を利用しない所望のフォ ーマットにて半球状視野の選択部分の被修正透視画をもたらす装置。
2. ２．請求項１の装置において、前記出力手段は、前記被選択視野角及び前記倍率 に従って、被修正透視画表示をもたらす画像表示手段を備えることを特徴とする 前記装置。
3. ３．請求項１の装置において、前記入力手段は更に、前記半球状視野の被選択部 分の前記変換プロセッサ手段への入力を規定してなることを特徴とする前記装置 。
4. ４．請求項１の装置において、前記入力手段は更に、１８０度に渡る前記視野角 の被選択チルトの入力を規定してなることを特徴とする前記装置。
5. ５．請求項１の装置において、前記入力手段は更に、３６０度に渡る前記視野角 の被選択回転の入力を規定してなることを特徴とする前記装置。
6. ６．請求項１の装置において、前記入力手段は更に、１８０度に渡る前記視野角 の被選択パンの入力を規定してなることを特徴とする前記装置。
7. ７．請求項１の装置において、前記入力手段は更に、前記視野角の被選択焦点の 入力を規定してなることを特徴とする前記装置。
8. ８．請求項１の装置において、前記入力手段は、ユーザ操作式のマニプレータ手 段であることを特徴とする前記装置。
9. ９．請求項１の装置において、前記画像変換プロセッサ手段は、次の等式を実行 すべく ｘ＝（Ｒ（ｕＡ−ｖＢ＋ｍＲｓｉｎβｓｉｎ∂））／√（ｕ２＋ｖ２＋ｍ２Ｒ２ ）ｙ＝（Ｒ（ｕＣ−ｖＤ−ｍＲｓｉｎβｓｉｎ∂））／√（ｕ２＋ｖ２＋ｍ２Ｒ ２）（式中、 Ａ＝（ｃｏｓθｃｏｓ∂−ｓｉｎθｓｉｎ∂ｃｏｓβ）Ｂ＝（ｓｉｎθｃｏｓ∂ ＋ｃｏｓθｓｉｎ∂ｃｏｓβ）Ｃ＝（ｃｏｓθｓｉｎ∂＋ｓｉｎθｃｏｓ∂ｃｏ ｓβ）Ｄ＝（ｓｉｎθｓｉｎ∂−ｃｏｓθｃｏｓ∂ｃｏｓβ）かつ、 Ｒ＝円形画像の半径 β＝天頂角 ∂＝画像面の方位角 φ＝物体面の回転角 ｍ＝倍率 ｕ，ｖ＝物体面座標 ｘ，ｙ＝画像面座標である。） プログラムされてなることを特徴とする前記装置。
10. １０．光学的画像を受信し、該光学画像に対応する出力信号を生成するカメラ結 像システムと、前記カメラ結像システムに取り付けられて、前記カメラ結像シス テムヘの光伝達のために、半球状の視野の全体に渡って、前記光学画像を生成す る魚眼レンズ手段と、前記カメラ結像システムからの前記出力信号を受信すると 共に、前記カメラ結像システムからの前記出力信号をデジタル化する画像収集手 段と、 前記デジタル化信号を受信する入力画像メモリ手段と、選択した視野角及び倍率 に従って、前記入力画像メモリ手段の前記デジタル化信号を処理すると共に、次 式に従って、出力信号、前 ｘ＝（Ｒ（ｕＡ−ｖＢ＋ｍＲｓｉｎβｓｉｎ∂））／√（ｕ２＋ｖ２＋ｍ２Ｒ２ ）ｙ＝（Ｒ（ｕＣ−ｖＤ−ｍＲｓｉｎβｓｉｎ∂））／√（ｕ２＋ｖ２＋ｍ２Ｒ ２）（式中、 Ａ＝（ｃｏｓθｃｏｓ∂−ｓｉｎθｓｉｎ∂ｃｏｓβ）Ｂ＝（ｓｉｎθｃｏｓ∂ ＋ｃｏｓθｓｉｎ∂ｃｏｓβ）Ｃ＝（ｃｏｓθｓｉｎ∂＋ｓｉｎθｃｏｓ∂ｃｏ ｓβ）Ｄ＝（ｓｉｎθｓｉｎ∂−ｃｏｓθｃｏｓ∂ｃｏｓβ）かつ、 Ｒ＝円形画像の半径 β＝天頂角 ∂＝画像面の方位角 φ＝物体面の回転角 ｍ＝倍率 ｕ，ｖ＝物体面座標 ｘ，ｙ＝画像面座標である。） 記被選択視野角及び前記彼選択倍率を生成する画像変換プロセッサ手段と、 前記画像変換プロセッサ手段からの前記出力信号を受信する出力画像メモリ手段 と、 前記視野角及び倍率を選択する入力手段と、前記入力手段からの前記被選択視野 角及び倍率を受信すると共に、前記変換プロセッサ手段の前記処理を制御すべく 前記画像変換プロセッサ手段への入力のために、前記被選択視野角及び倍率を変 換するマイクロプロセッサ手段と、 前記出力画像手段と接続して、前記被選択視野角及び倍率に従って、被修正透視 画を記録する出力手段と、を具備することを特徴とする可動部分を利用しない所 望のフォーマットにて半球状視野の選択部分の前記被修正透視画をもたらす装置 。