JPH07225855A

JPH07225855A - 斜視的変換により源画像から目標画像を構成する画像処理方法および装置

Info

Publication number: JPH07225855A
Application number: JP6322453A
Authority: JP
Inventors: Raoul Florent; フローランラウル; Pierre Lelong; ルロンピエール
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1995-08-22
Also published as: FR2714503A1; DE69430182T2; US5594845A; EP0661672A1; DE69430182D1; EP0661672B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複数台の固定カメラの撮影出力画像から単一
の車載カメラの撮像出力画像と同等のパノラマシーンを
構成する。【構成】源画像（Ｉ）と目標画像（Ｉ^*）とに共通の
視点（Ｐ）および直交基準枠の決定、目標画像の光学軸
（ＰＺ^*）に整合した幾何中心（Ω_H ^*）、零傾斜角、
目標画像（Ｉ^*）と同じ回転角（θ^*）および同じフレ
ーミング（２Ｖ_x ^*，２Ｖ_y ^*）を有して、目標画像
（Ｉ^*）におけるアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）をもった各画
素（Ｍ^*）が射影画像（Ｈ^*）における同じアドレス
（Ｘ^*，Ｙ^*）をもった射影（Ｍ_H ^*）下の複写を有す
るようにした目標画像（Ｉ^*）の射影と呼ぶ画像
（Ｈ^*）の決定、並びに、目標画像におけるアドレス
（Ｘ^*，Ｙ^*）をもった各画像（Ｍ^*）毎の、基準枠に
おいて射影（Ｈ^*）の対応する画素（Ｍ_H ^*）の原点
（Ｐ）を結び付ける光線を規定する球面座標（α，β）
の関数Ｇ^-1による計算の各過程を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、源画像と呼ぶ画像に適用する幾
何学的斜視情報により、傾斜角、回転角およびなるべく
源画像に関連した尺度率の修正によって再構成した源画
像を表わす目標画像と呼ぶ算出画像を構成するためにデ
ィジタル画像を処理する方法に関するものである。

【０００２】本発明は、その方法を行なうディジタル画
像を処理する装置に関するものでもある。

【０００３】本発明は、ある個数の固定カメラを、個々
の視野が混じり合って、パノラマ状光景を観視するため
の広角視野を形成するように配置して備えた監視システ
ムの構成に適用し得るものである。

【０００４】

【従来の技術】幾何学的斜視変換を実行するための装置
に集約し得る画像処理は、刊行物、アーネスト、エル、
ホール著「コンピュータ画像処理および認識」、アカデ
ミック・プレス１９７９、ハーコートブレイスジョ
ナノビッチ出版社、ニューヨーク、ロンドン、トロン
ト、シドニー、サンフランシスコ、第３章、７６頁以
降、特に７６頁乃至８８頁から既知である。

【０００５】この刊行物により、斜視幾何学に属する情
報、すなわち、画像の各点からそれらの点を通過する光
線に到るか、その光線から画像の各点に到るか、の想定
の如何に応じて斜視変換もしくは逆斜視変換に属する情
報が判る。画像の各点からそれらの点に対応する光線に
到る処理の方を「斜視変換」と称する。

【０００６】この刊行物は、まず、各画素点から光線に
到る問題を設定し、つぎに、４×４マトリックスを用い
て、その斜視変換の問題を解決するための信号処理を説
明している。この問題は、かかるマトリックスに基づく
完全に解析的計算によって解明してある。

【０００７】４×４マトリックスを用いた問題の設定
は、つぎの考察に基づいている。理論的に、斜視変換
は、３種類の座標のみを用いて３次元空間に提起した幾
何学的問題であり、この引用刊行物では、斜視変換は線
形変換ではなく、その結果、試薬容器の取扱いが困難な
ことが判る。そこで、この刊行物は、しかしながら、式
の解法が式を線形化することによって簡単化することが
でき、それが第４の変数を追加することによって可能と
なり、したがって、その線形化した式は解析的に解き得
ることを示している。

【０００８】しからざるときには、引用刊行物が示す処
理方法は極めて複雑な設定による問題解決となり、その
例が引用刊行物の全編に示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】さて、本発明によれ
ば、実時間での斜視変換の実施、すなわち、毎秒１６乃
至２５画像の割合いの画像処理を含む第１の束縛が課せ
られる。

【００１０】引用刊行物の教示によって設定された解決
は、その複雑さの故に、実時間での実施が極めて困難と
認められる。

【００１１】しかしながら、「変換チップ」と呼ばれ
る、幾何学的変換が実施可能の電子装置が市販されてお
り、斜視変換の問題解決に用いることができる。

【００１２】実際に、ＴＭＣ２３００２という市販製品
がＴＲＷ社から出されており、そのアドレスはＰＯボッ
クス２４７２、ＬＡ、ＪＯＬＬＡ、ＣＡ９２０３８（Ｕ
Ｓ）である。この製品は、目下の斜視変換に必要な幾何
学的変換に関する極めて複雑な計算を実時間で行なうこ
とが可能である。

【００１３】しかしながら、この変換チップは、特に、
広く用いられていない、という事実の故に高価であり、
早急に価格が下がる見込みが少なく、さらに、本発明が
提起したような信号処理装置で用いるには、解決困難な
束縛が数多く含まれるものと見なければならない。

【００１４】しからずして、かかる束縛が打破される
と、目標画像の再構成は、冒頭に述べたように、「正確
な遠近法」による再構成と呼ばれる結果となる。変換チ
ップを用いることにより、目標画像内の対象物は、幾何
学的遠近法で現われ、その目標画像を直接に形成した場
合、すなわち、目標画像と呼ぶその画像のために選定し
た幾何学的斜視図を得るパラメータを用いて配置した実
際のカメラによった場合に得られるものに極めて近くな
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的は、冒頭に述べたような目標画像再構成の機能を有す
るとともに、多大の経費と打破が困難な技術的問題を伴
って従来の市販製品により行なわれたような複雑な幾何
学的変換の使用の必要を除き得る装置を提供することに
ある。

【００１６】本発明によれば、この目的は、冒頭に述べ
たとおりの、源画像と目標画像とに共通の視点およびそ
の視点を原点とする真正基準枠の決定、並びに、前記基
準枠における目標画像の傾斜角、回転角および尺度率の
測定、零傾斜角、目標画像のと等しい回転角、目標画像
の光学軸に揃えた幾何中心および目標画像と同じ枠を具
えて目標画像のアドレスを有する各画像が射影画像の同
じアドレスを有する射影の複写を有するようにした目標
画像の射影と呼ぶ画像の規定、並びに、目標画像のアド
レスを有する開始画素と呼ぶ画素毎に、前記基準枠にお
いて原点を射影の複写画素に関連させる光線を規定する
一対のいわゆる球面座標（α，β）の三角法関数Ｇ^-1に
よる計算、の各過程を備えたことを特徴とする画像処理
方法によって達成される。

【００１７】本発明による画像処理方法の利点は、メモ
リカードのみを使用するだけで行ない得ることであり、
そのメモリカードは、今日では安価であって、その価格
は、品質および密度の絶えざる改良とともに、下落し続
けている。

【００１８】したがって、本発明が提案した「斜視変
換」を行なうのに必要な機能は、ルックアップテーブル
の役をするメモリカードに極めて容易に記録もしくは図
表化することができ、しからざれば、実際のカメラで直
接に撮った画像とは幾何学的差違が少ない再構成目標画
像が得られる。

【００１９】しかしながら、提示された画像が得られた
手段を知らない観視者に行なわれたテスト中に、本発明
により得たテスト中の目標画像と同じ配置および倍率に
した実際のカメラで得た画像と同等の良さに、被テスト
観視者には、本発明により再構成した目標画像が見えた
ことは明らかであった。観視者は、本発明による目標画
像の計算時に導入された極めて小さい幾何学的差異には
気付かず、反対に、その画像は良質であると認めた。予
知していた観視者すら、実際のものと再構成したものと
の２種類の画像間の差違を検出するのが幾分困難であっ
た。

【００２０】本発明による方法は、計算が極めて容易な
簡単なモジュールを少し用いて行なわれるのであるか
ら、上述した利点は極めて大きい。したがって、本発明
方法を実施するためにかかるモジュールで構成した装置
は、市販の「変換チップ」を用いた従来装置に比べて例
外的に低価格であり、魅力的な画質の画像を提供する。

【実施例】以下に図面を参照して実施例につき、本発明
を詳細に説明する。Ａ：本発明が解決する課題の定義Ａ１：課題の幾何学的データの説明

【００２１】図１（Ａ），（Ｂ）および図１０（Ｂ）を
参照するに、（ＰＸ_a，ＰＹ_a，ＰＺ_a）は、「絶対
枠」と称する、以下の説明を通じて３次元空間の基準と
なる原点Ｐを備えた固定の３次元直交枠を表わす。

【００２２】平面（ＰＸ_a，ＰＺ_a）を、以下では、
「水平面」と呼ぶ。したがって、軸ＰＹ_aはこの水平面
に垂直であり、以下では、この軸を「垂直軸」と呼ぶ。
この軸ＰＹ_aを含む平面もすべて「垂直面」と呼ぶ。

【００２３】図１（Ａ）および図２（Ａ）を参照する
に、１は、「源画像」と称するディジタル平面開始画像
を表わし、光学的に形成されて、点Ｏで源画像Ｉの平面
と交差する光学軸ＰＺを有している。この点Ｏは、源画
像Ｉの幾何学的中心であり、光学軸ＰＺは点Ｏで源画像
Ｉに直交する。

【００２４】図１（Ａ）および図２（Ａ）を参照する
に、「視点」とも呼ぶ光学中心Ｐは、空間における対象
輝点から生じてこの視点Ｐから派出する各光線Ｐμが、
ずれることなく、ディジタル源画像を生起させる目を通
過するようにした点として定義する。したがって、ディ
ジタル源画像Ｉにおける点Ｍにその画像を有する空間内
の対象点μを考えて、Ｐ点をそのディジタル画像に対応
した視点とすると、視点Ｐの特性からして、各点μ，
Ｍ，Ｐは一線に並び、光線Ｐμは一直線となる。

【００２５】つぎの説明では、ディジタル源画像Ｉが方
形もしくは長方形である簡単な場合を取扱うが、他のデ
ィジタル画像についても容易に本発明を適用し得るもの
とする。

【００２６】ディジタル画像は、輝度レベルＱをそれぞ
れ割当てた画素からなる画像であると理解する。この輝
度レベルは、例えば１から２５６まで等級別にした輝度
レベルの尺度上に求めることができる。最大最高の輝点
に最大輝度レベルを割当て、最小輝度の暗点にその尺度
上の最小輝度レベルを割当てる。

【００２７】図２（Ａ）および図３（Ａ），（Ｂ）を参
照するに、源画像Ｉは、この特殊画像Ｉに結び付いた３
次元直交枠（ＰＸ，ＰＹ，ＰＺ）を備えている。この直
交枠（ＰＸ、ＰＹ，ＰＺ）は、源画像Ｉの視点Ｐに選定
され、源画像Ｉの光学軸ＰＺは直交枠の３軸中の一つで
ある。この個々の枠は「源枠」と表示してある。

【００２８】図３（Ａ）において、個々の源枠からなる
平面（ＰＺ，ＰＸ）は図の紙面に合致しており、軸ＰＺ
に垂直の源画像Ｉは切片で表わしてある。軸ＰＹは図の
紙面に垂直であり、大きさｄ＝ＰＯは「源画像の尺度率
を表わす。」

【００２９】図３（Ｂ）において、個々の源枠からなる
平面（ＰＸ，ＰＹ）は図の紙面に平行であり、ここで
は、方形の源画像Ｉは、紙面内に表わしてある。軸ＰＺ
は点Ｏでその平面に垂直である。個々の源枠の軸ＰＸ，
ＰＹは、源画像平面内に射影ＰＸ´，ＯＹ´を有してお
り、軸ＰＸ，ＰＹおよび射影ＯＸ´，ＯＹ´はディジタ
ル化した源画像の画素群の行および列にそれぞれ平行に
選定し、幾何学的中心Ｏは画素と一致するように選定す
る。

【００３０】図２（Ａ）および図３（Ｂ）を参照する
に、源画像Ｉの各点Ｍは、枠ＯＸ´，ＯＹ´上の射影と
して、それぞれ点Ｍ´およびＭ″を有しており、したが
って、ＭＭ´＝ＹおよびＭＭ″＝Ｘしたがって、源画像Ｉの各点Ｍは、枠（ＯＸ´，ＯＹ
´）内の座標（Ｘ，Ｙ）および源画像（ＰＸ，ＰＹ，Ｐ
Ｚ）内の座標（Ｘ，Ｙ，ｄ）を有している。

【００３１】図１（Ｂ）、並びに、図２（Ｂ）、４
（Ａ）および４（Ｂ）を参照するに、他の画像平面を３
次元空間に決定し、「目標画像平面」と呼び、Ｉ^*で表
わす。この目標画像Ｉ^*は、説明を簡単にするために、
源画像Ｉと同じ幾何形状、すなわち、方形もしくは長方
形に選定したディジタル画像である。さらに、この目標
画像は、光学中心点すなわち視点およびその視点を通る
光学軸と組合わせてある。

【００３２】図１（Ｂ）および図２（Ｂ）を参照して、
目標画像Ｉ^*の視点が点Ｐであり、すなわち、源画像Ｉ
と目標画像Ｉ^*との視点が合致しているものとして、状
況を固定する。目標画像Ｉ^*の平面と点Ｏ^*で交叉する
目標画像Ｉ^*の光学軸をＰＺ ^*で表わす。この点Ｏ
^*は、目標画像Ｉ^*の幾何中心点であり、光学軸ＰＺ^*
は、点Ｏ^*で目標画像Ｉ^*の平面に直交している。

【００３３】視点Ｐは、目標画像Ｉ^*の形成に関連し
て、源画像Ｉと同じ特性を有しており、換言すれば、空
間における対象点μの目標画像Ｉ^*における画像点Ｍ^*
は、光線Ｐμおよび目標画像平面Ｉ^*の光点に存在して
おり、さらに、点ＰＭμ^*は直線光線Ｐμに整列してい
る。

【００３４】図２（Ｂ）、４（Ａ）および４（Ｂ）を参
照するに、目標画像Ｉ^*は、この特別の目標画像Ｉ^*に
結び付いた個別の３次元直交枠（ＰＸ^*，ＰＹ^*，ＰＺ
^*）を備えている。個別の枠（ＰＸ^*，ＰＹ^*，Ｐ
Ｚ^*）の原点は、源画像Ｉと目標画像Ｉ^*との共通の視
点Ｐに選定する。目標画像Ｉ^*の光学軸ＰＺ^*はこの枠
の軸の一つであり、個別の枠は「目標枠」と呼ぶ。

【００３５】図４（Ａ）において、目標画像の平面（Ｐ
Ｚ^*，ＰＸ^*）は図の紙面に合致している。軸ＰＺ^*に
垂直の目標画像Ｉ^*は切片で表わしてある。軸ＰＸ^*は
図の紙面に垂直である。大きさｄ^*＝ＰＯ^*は「目標画
像の尺度率」と呼ぶ。

【００３６】図４（Ｂ）において、個別の目標枠の平面
ＰＸ^*，ＰＹ^*）は図の紙面に平行であり、源画像Ｉと
同様に、ここでは、方形の目標画像Ｉ^*は、図の紙面内
に表わしてあり、軸ＰＺ^*は、図の紙面に点Ｏ^*で直交
している。目標枠の軸ＰＸ^*およびＰＹ^*は、目標画像
平面内に射影Ｏ^*Ｘ´^*およびＯ^*Ｙ´^*を有し、軸Ｐ
Ｘ^*，ＰＹ^*およびその射影Ｏ^*Ｘ´^*，Ｏ^*Ｙ´
^*は、ディジタル目標画像の画素群の行および列にそれ
ぞれ平行に選定してあり、幾何中心点Ｏ^*は画素に合致
するように選定する。

【００３７】図２（Ｂ）および図４（Ｂ）を参照する
に、目標画像の各画素Ｍ^*は、枠（Ｏ ^*Ｘ´^*，Ｏ^*Ｙ
´^*）内に、射影として、それぞれ点Ｍ´^*およびＭ″
^*を有する。したがって、目標画像Ｉ^*の各画素Ｍ
^*は、枠（Ｏ^*Ｘ´^*，Ｏ^*Ｙ´^*）内の座標（Ｘ^*，
Ｙ^*）および目標枠（ＰＸ^*，ＰＹ^*，ＰＺ^*）内の座
標（Ｘ^*，Ｙ^*，ｄ^*）を有している。

【００３８】図１（Ａ）および１（Ｂ）を参照するに、
各源画像および目標画像の視点が絶対枠（ＰＸ_a，ＰＹ
_a，ＰＺ_a）の原点Ｐと合致しているものと仮定して状
況を固定する。

【００３９】図１（Ａ）を参照するに、源画像Ｉの各枠
を絶対枠に関連させる角度パラメータを規定することが
できる。図１（Ａ）は、源画像平面を、その平面内に枠
（ＯＸ´，ＯＹ´）を備えて、３次元空間に斜視的に表
わしており、その幾何中心Ｏが絶対原点すなわち共通視
点Ｐから源尺度率として距離ｄだけ離隔した位置にあ
り、さらに、この絶対枠の３軸（ＰＸ_a，ＰＹ_a，ＰＺ
_a）を表わしている。軸ＰＺ_aは、水平平面（ＰＺ_a，
ＰＸ_a）内の「基準原軸」である。

【００４０】前述したように、源光学軸ＰＺは、水平平
面（ＰＸ_a，ＰＺ_a）上に投影されており、その射影を
垂直軸ＰＹ_aに平行に表わしてある。この処理における
幾何中心点Ｏの射影はＯ_aであり、平面（ＰＺ，Ｐ
Ｔ_a）は「垂直平面」となる。

【００４１】この投影処理により、個々の源枠（ＰＸ，
ＰＹ，ＰＺ）を絶対枠（ＰＸ_a，ＰＹ_a，ＰＺ_a）に関
連させる二つの角度が規定される。その二つの角度はつ
ぎのとおりである。源光学軸ＰＺを垂直に回転させてＰ
Ｔ_aで水平平面（ＰＸ_a，ＰＺ_a）に到達させる角度と
しての傾斜角度。射影ＰＴ_aを水平に回転させて基準
源軸ＰＺ_aに到達させる角度としての回転角θ。

【００４２】垂直平面（ＰＹ_a，ＰＴ_a）を表わす図５
（Ａ）において、Ｉは源画像の軌跡であり、ＰＺは光学
軸であり、Ｐは源画像の幾何中心であり、ｄは源尺度率
である。したがって、傾斜角度φは角（ＰＺ、ＰＴ_a）
で表わされる。

【００４３】水平平面（ＰＺ_a，ＰＸ_a）を表わす図５
（Ｂ）において、回転角θは角（ＰＴ_a，ＰＸ_a）で表
わされる。

【００４４】図１（Ａ）において、源平面Ｉを目標平面
Ｉ^*に置換すると、個々の目標枠を絶対枠に関連させる
傾斜角φ^*および回転角θ^*を上述と同様に規定するこ
とができる。

【００４５】したがって、図１（Ｂ）を参照するに、目
標画像Ｉ^*の個別の枠を絶対枠に関連させる角度パラメ
ータを規定することができる。図１（Ｂ）は、目標画像
平面Ｉ^*を、その平面内に枠（ＯＸ´^*，ＯＹ´^*）を
備えて、３次元空間に斜視的に表わしており、その幾何
中心Ｏ^*は絶対原点すなわち共通視点Ｐから距離ｄすな
わち目標尺度率だけ離隔して位置し、さらに、絶対枠の
３軸（ＰＸ_a，ＰＹ_a，ＰＺ_a）を表わしている。

【００４６】目標光学軸ＰＺ^*は、ＰＴ_a ^*で水平平面
（ＰＸ_a，ＰＺ_a）に投影される。この投影は、垂直軸
ＰＹ_aに平行に行なわれ、この投影処理において、幾何
中心Ｏ^*の射影はＯ_a ^*であり、平面（ＰＺ，ＰＴ_a）
は「垂直平面」である。

【００４７】この投影処理により、個々の源枠（Ｐ
Ｘ^*，ＰＹ^*，ＰＺ^*）を絶対枠（ＰＸ _a，ＰＹ_a，Ｐ
Ｚ_a）に関連させる二つの角度が決まる。その二つの角
度はつぎのとおりである。目標光学軸ＰＺ^*を垂直に回
転させて水平平面（ＰＸ_a，ＰＺ_a）にＰＴ_a ^*で到達
させる角度としての傾斜角φ^*。射影ＰＴ_a ^*を水平に
回転させて基準原軸ＰＺ_aに到達させる角度としての回
転角θ^*。

【００４８】垂直平面（ＰＹ_a，ＰＴ_a）を表わす図６
（Ａ）において、Ｉ^*は目標画像の軌跡であり、ＰＺ^*
は光学軸であり、Ｏ^*は目標画像の幾何中心であり、ｄ
^*は目標尺度率である。したがって、傾斜角φ^*は角度
（ＰＺ^*，ＰＴ_a ^*）によって表わされる。

【００４９】水平平面（ＰＺ_a，ＰＸ）を表わす図６
（Ｂ）において、Ｉ_a ^*は、目標画像Ｉ^*の真正射影で
あり、Ｏ_a ^*はＯ^*の射影であり、ＰＴ_a ^*は光学軸Ｐ
Ｚ^*の射影である。したがって、回転角θ^*は角度（Ｐ
Ｔ_a ^*，ＰＺ_a）によって表わされる。Ａ２：本発明の目的の説明

【００５０】本発明の目的は、源回転角θから目標回転
角θ^*に、並びに、源傾斜角φから目標傾斜角φ^*に通
ずるように角度の変換に注目するとともに、尺度率ｄか
ら尺度率ｄ^*に通ずるように尺度の変換に注目した幾何
学的転換を用いて源画像Ｉから目標画像Ｉ^*を構成する
方法を提供することにある。

【００５１】目標画像の構成は、パラメータφ^*，
θ^*，ｄ^*によって特徴づけた目標画像の各画素Ｍ^*に
輝度レベルＱを割当てることによって行なわれる。この
輝度レベルは、撮影すべき光景内の３次元空間の同一目
的点μの画像である源画像の点Ｍについて求めるべきで
ある。

【００５２】目標画像Ｉ^*を源画像と同じ視点Ｐを有す
るように選定する事実および共通視点の特性を与える
と、源画像点Ｍと目標画像点Ｍ^*とが同じ直線光線Ｐμ
上に並ぶことになる。

【００５３】したがって、輝度レベルＱを求める目標画
像Ｉ^*の点Ｍ^*の座標（Ｘ^*，Ｙ^*）がその個別の枠
（ＰＸ^*，ＰＹ^*，ＰＺ^*）内で判っている、という仮
定から出発して、本発明の画像処理方法には、個別の枠
（ＰＸ，ＰＹ，ＰＺ）における源画像Ｉの対応する点Ｍ
の座標（Ｘ，Ｙ）の決定が含まれる。

【００５４】したがって、源画像Ｉのこの点Ｍが判れ
ば、本発明方法には、源画像Ｉのこの点Ｍに関連して輝
度関数Ｑ（Ｘ，Ｙ）の決定が含まれる。

【００５５】ついで、源画像の点Ｍに結び付いた輝度関
数Ｑ（Ｘ，Ｙ）が判れば、本発明方法には、構成すべき
目標画像Ｉ^*の点Ｍ^*に割当てるべき輝度関数Ｑ^*（Ｘ
^*，Ｙ^*）の決定が含まれる。

【００５６】目標画像の各点に対する輝度関数からなる
データが得られると、本発明方法は、目標画像の構成を
可能にする。画像処理方法全体において、源画像は、３
次元空間における絶対枠に関連した第１系列のパラメー
タにより規定され、目標画像は、絶対枠に関連した第２
系列のパラメータにより規定される。かかるパラメータ
は、個別枠を絶対枠に関連させる回転角θ，θ^*および
傾斜角φ，φ^*並びに各源画像平面もしくは各目標画像
平面に関連した尺度率ｄおよびｄ^*である。

【００５７】目標画像の再構成は、源画像の対応点Ｍお
よび目標画像の対応点Ｍ^*が３次元空間における同一目
的点μの画像点である、という事実に基づいている。正
確な計算によれば、これらの各点は、両画像ＩおよびＩ
^*に共通の視点Ｐから派出して目的点μを通過する直線
光線Ｐμ上に位置している。Ｂ：本発明による方法の説明Ｂ１：斜視的変換関数と呼ぶ幾何学的関数の定義

【００５８】目標画像の画素を源画像の点に整合させ、
空間の同一点μの画像が共通視点Ｐから派出した光線Ｐ
μ上に位置するようにするには、源画像平面もしくは目
標画像平面の各点の座標を、空間の目的点μおよび視点
Ｐを通過する光線Ｐμに関連させ得る斜視的変換関数を
決定する必要がある。

【００５９】これらの斜視的変換関数は、目標画像Ｉ^*
の画素Ｍ^*に関連した輝度関数Ｑ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）（１
ａ）と源画像Ｉの画素Ｍに関連した輝度関数Ｑ（Ｘ，
Ｙ）（１ｂ）との関係の確立に伴って変化する。この対
応は、つぎの（２）式が成り立つ場合に確立される。Ｑ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）＝Ｑ（Ｘ，Ｙ）（２）

【００６０】この問題を解くために、（Ｘ，Ｙ）＝Ｆ（α，β）（３ａ）なる第１関数Ｆおよび（Ｘ^*，Ｙ^*）＝Ｇ（α，β）（３ｂ）なる第２関数Ｇを規定する。

【００６１】パラメータαおよびβは、後にさらに規定
する角度パラメータであり、この角度パラメータを規定
すると、（２）式の関係における（１ａ）式の項は、第
１関数Ｆにより、αおよびβの関数としてつぎのように
表わすことができる。Ｑ（Ｘ，Ｙ）＝Ｑ〔Ｆ（α，β）〕（４ａ）（３ｂ）式の関係から、つぎの（５）式が導かれる。（α，β）＝Ｇ^-1（Ｘ^*，Ｙ^*）（５）この（５）式を（４ａ）式に代入すると、つぎの（４
ｂ）式が導かれる。Ｑ（Ｘ，Ｙ）＝Ｑ〔Ｆ（Ｇ^-1（Ｘ^*，Ｙ^*））〕（４ｂ）

【００６２】（２）式における（１ｂ）式の項を（４
ｂ）式により置換すると、つぎの（５ａ）式となる。Ｑ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）＝Ｑ〔Ｆ（Ｇ^-1（Ｘ^*，Ｙ^*））〕（５ａ）（５ａ）式の右辺は、関数の構成に関する数学的記号Ｏ
（「リング」と読む）を用いて書き得る３関数の構成で
あり、つぎの（５ｂ）式のように書き表わされ、Ｑ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）＝ＧｏＦｏＧ^-1（Ｘ^*，Ｙ^*）（５ｂ）さらに簡単化してつぎの（６）式のように書き表わされ
る。Ｑ^*＝ＧｏＦｏＧ^-1 （６）

【００６３】（６）式において、関数Ｑ^*およびＱは輝
度関数であり、関数ＦおよびＧ^-1は斜視変換関数であ
る。

【００６４】発明の詳細な説明の冒頭に前述したよう
に、従来の技術により、斜視的変換関数は、確実に、源
画像を処理して目標画像の「正確」な構成に到達し得た
が、その構成の正確さは、解決すべき問題に極めてそぐ
わない制限の範囲で実施が極めて困難であって、さら
に、高価につく手段を用いて始めて達成し得たものであ
る。

【００６５】本発明は、つぎの各特性を呈する斜視的変
換関数ＦおよびＧ^-1 の決定を目指すものである。ａ）これらの関数は、源画像からの目標画像の厳密に正
確な構成は許さないが、予知された観視者は合理的に充
分に信頼し得る構成と見なし、一般に非専門家および予
知されていない観視者には、厳密に正確に構成された目
標画像と本発明により構成した目標画像とを見分け得な
い。ｂ）これらの関数は、簡単で安価な手段で実施し得る。ｃ）これらの関数を実施すれば、実時間で目標画像の構
成を達成することができ、冒頭に述べた技術的問題を解
決し得る。

【００６６】したがって、本発明によれば、二つの関数
ＦおよびＧ^-1が最先に規定される。Ｂ２：本発明による斜視的幾何学変換関数Ｇ^-1の決定

【００６７】図１（Ｂ）を参照するに、図６（Ｂ）にも
示すように、目標画像Ｉ^*の画素Ｍ ^*を通過する光線Ｐ
μは、絶対枠の水平平面（ＰＺ_a、ＰＸ_a）上のＰμ_a
に真直に投影される。

【００６８】その射影において、平面（Ｐμ，Ｐμ_a）
は垂直平面であり、点Ｍ_a ^*は、Ｐμの画素Ｍ^*のＰμ
_aにおける射影であり、この射影は垂直軸ＰＹ_aに平行
である。

【００６９】したがって、目標画像の与えられた画素Ｍ
^*の座標（Ｘ^*，Ｙ^*）が判ると、この点Ｍ^*を通る光
線を規定する球面座標を決定する。

【００７０】光線Ｐμに結び付けた球面座標は、水平平
面上の角度α＝（ＰＺ_a，Ｐμ_a）および垂直平面上の
角度β＝（Ｐμ，Ｐμ_a）である。

【００７１】これらの角度は、絶対枠、したがって、３
次元空間における光線Ｐμの位置を充分に規定する。

【００７２】以下では、絶対枠について考えたこれらの
球面座標すなわち角度α，βを目標画像Ｉ^*の個別枠に
ついて考えた座標に関連させるための関係を選定する。

【００７３】その個別枠（ＰＸ^*，ＰＹ^*，ＰＺ^*）に
おいて目標画像Ｉ^*を斜視的に表わした図２（Ｂ）を参
照するに、角度Ａ^*＝（ＰＭ´^*，ＰＯ^*）角度Ｂ^*＝（ＰＭ，ＰＭ´）ここに、Ｍ´^*は目標画像Ｉ^*の平面における軸Ｘ´^*
上の点Ｍ^*の射影であり、さらに尺度率ｄ^*＝ＰＯ^* が判れば、点Ｍ^*は完全に規定されるが、この尺度率は
絶対原点の役をする共通視点Ｐと画像Ｉ^*の幾何中心Ｏ
^*との間の距離である。

【００７４】さて、図２（Ｂ）および４（Ｂ）を参照す
るに、Ｍ^*Ｍ´^*＝Ｙ^* およびＯ^*Ｍ´＝Ｘ^* であり、図２（Ｂ）を参照するにつぎのように計算す
る。Ａ^*＝ｔａｎ^-1（Ｘ^*／ｄ^*）（２０ａ）Ｂ^*＝ｔａｎ^-1〔（ｃｏｓＡ^*）Ｙ^*／ｄ^*〕（２０ｂ）

【００７５】図２（Ｂ）を参照するに、点Ｍ^*を、単に
個別の平面に求めるよりも絶対枠に求める。

【００７６】絶対枠の軸ＰＺ_aに移すために、光学軸Ｐ
Ｚ^*にローテーション−φ^*（傾斜）およびローテーシ
ョン−θ^*（回転）を順次に施して個別枠から絶対枠に
移す。

【００７７】添付の表１に与える枠の式の変化は、つぎ
のように書き表わされ、計算の後にはつぎのようにな
る。

【数３】

【００７８】（２１ａ）式および（２１ｂ）式の関係を
用いて、（２１ａ）式および（２１ｂ）式を考慮すれ
ば、すでに規定した幾何関数Ｇ^-1をつぎのように決定す
ることができる。（α，β）＝Ｇ^-1（Ｘ^*・Ｙ^*）

【００７９】しかしながら、本発明によれば、目標画像
Ｉ^*の実時間での計算を目的に設定したことを考慮しな
ければならず、したがって、関数Ｇ^-1およびＦに関する
計算は、実時間で達成しなければならない。さて、（２
０）式および（２１）式の関係を考慮した場合に、これ
らの関係によって計算可能である関数Ｇ^-1は、極めて複
雑で、実時間で計算するのが困難であることは明らかで
ある。

【００８０】したがって、この関数の近似、さらに正確
には変換により、目標画像を実時間で構成し得るのみな
らず、観視者が見るのに極めて快適な遠近法の修正を施
した目標画像が得られるようにすることをつぎのように
提案する。

【００８１】関数Ｇ^-1に施す変換は、つぎの考案に基づ
いたものである。すなわち、垂直平面（ＰＺ^*，ＰＴ_a
^*）内に目標画像Ｉ^*を断面で示す図９（Ａ）を参照す
るに、この垂直平面は、幾何中心Ｏ^*を通る目標画像の
光学軸ＰＺ^*およびこの光学軸の水平平面上の射影ＰＴ
_a ^*を含んでおり、目標画像Ｉ^*の射影は、Ｈで示す垂
直平面上になされており、この射影によって得られる画
像をＨ^*で表わす。

【００８２】図９（Ａ）を参照するに、投影平面Ｈはつ
ぎのような垂直平面に選定する。水平平面（ＰＺ_a，ＰＸ_a）に垂直平面（ＰＺ^*，ＰＴ_a ^*）に垂直絶対平面Ｐからの距離ｄ^*＝ＰΩ_R ^* 図９（Ａ）において、目標画像Ｉ^*の平面がその平面自
身つぎのとおりであることは明らかである。平面（ＰＺ^*，ＰＴ_a ^*）に垂直絶対原点Ｐからの距離ｄ^*＝ＰＯ^* 水平平面（ＰＺ_a，ＰＸ_a）に垂直でない。

【００８３】この投影によって得られる画像Ｈ^*は、目
標画像Ｉ^*と同じ寸法すなわちおなじフレーミングを有
し、Ω_H ^*で表わすその幾何中心は目標画像Ｉ^*の画素
であり、光学軸ＰＺ^*および画像Ｈ^*の平面の交点に位
置している。

【００８４】かかる条件のもとに、光学軸ＰＺ^*上に位
置する垂直画像Ｈ^*の幾何中心Ω_H ^*は、水平平面（Ｐ
Ｚ_a，ＰＸ_a）からの距離Ω_H ^*Ω_R＝Ｙ₀にあり、図
９（Ａ）を参照するとつぎのとおりである。Ｙ₀＝ｄ^*・ tan φ^* （１９）

【００８５】Ｉ^*からＨ^*へのこの投影を行なうために
は、幾何学的変換をつぎの二つの要素的幾何学変換に分
解することができる。ａ）図８（Ａ）および図９（Ａ）を参照するに、目標
光学軸ＰＺ^*を水平平面内の射影ＰＴ_a ^*に一致させる
ために目標画像Ｉ^*を３次元空間内で角度φ^*だけ回転
させるローテーション。

【００８６】この回転は、図９（Ａ）の垂直平面（ＰＺ
^*，ＰＴ_a ^*）に平行に行なわれ、この回転により、目
標画像Ｉ^*は、得ようとする射影画像Ｈ^*と同じ平面Ｈ
上に位置する垂直画像Ｒ^*になり、その光学軸はＰＴ_a
^*に合致し、光学中心はＰＴ _aｒのＲ^*との交点Ω_R ^*
となるが、その尺度率は、ＰΩ_R ^*＝ｄ^*で測るｄ^*の
ままである。

【００８７】図８（Ａ）は、目標画像Ｉ^*および、光学
軸ＰＺ^*をＰＴ_a ^*に到達させるためにＰＺ^*に施した
回転φ^*によって得た画像Ｒ^*の相対位置を斜視的に示
したものであり、その回転は垂直平面（ＰＹ_a，ＰＴ_a
^*）内で行なわれている。

【００８８】図８（Ａ）において、軸ＰＴ_a ^*が、回転
から生じた画像Ｒ^*の光学軸ＰＺ_R ^*に一致するように
なることがこの回転によって判った。

【００８９】図８（Ａ）においては、回転φ^*により、
目標画像Ｉ^*に画像画素Ｍ^*をもたらす光線Ｐμが、Ｍ
^*の複写画素Ｍ_R ^*で画像Ｒ^*に交叉する光線ＰＷ_R ^*
になることが示されている。

【００９０】図７は、絶対枠中にあって、画像Ｉ^*の個
別枠に等しい個別枠を備えた画像Ｒ ^*を斜視的に示して
おり、これは、画像Ｒ^*は、画素Ｍ_R ^*が座標（Ｘ^*，
Ｙ^*，ｄ^*）に位置する真正軸の個別システムを備えて
いることを意味する。

【００９１】回転φ^*によるこの変換においては、目標
画像の設定に含まれている垂直平面の相互間の角度が修
正されていないことに気付くべきであり、したがって、
つぎのようになる。角度α＝（ＰＺ_a，Ｐμ_a）角度θ＝（ＰＺ_a，ＰＴ_a）

【００９２】図２（Ｂ）および図７を参照するに、角度
Ａ^*およびＢ^*は同じままで、つぎのとおりである。角度Ａ＝（ＰＴａ，Ｐμａ）角度Ｂ＝（Ｐμａ，ＰＷ_R ^*）

【００９３】個別枠における画像Ｉ^*を表わす図２
（Ｂ）と、前記絶対枠と個別枠との両方における回転画
像Ｒ^*を表わす図７との比較から、つぎのようになる。 α＝Ａ^*＋θ^* （１８）ここに、Ａ^*＝ tan^-1（Ｘ^*／ｄ^*）およびβ＝β^*

【００９４】（２１ａ）式および（２１ｂ）式の関係に
おいてφ^*＝０と書くことにより、同じ結果が機械的に
得られる。すなわち、 α＝Ａ^*＋θ^* （２２ａ）および β＝Ｂ^* （２２ｂ）ここにＢ^*＝ tan^-1〔（cos Ａ^*）Ｙ^*／ｄ^*〕（２０ｂ）

【００９５】ｂ）図８（Ａ）および９（Ａ）を参照す
るに、先行回転φ^*中に規定した同じ垂直平面Ｈ内の値
Ｙ₀だけ画像Ｒ^*を垂直に移動させるトランスレーショ
ン。このトランスレーションＹ₀において回転画像Ｒ^*
はトランスレーション画像Ｈ^*となる。

【００９６】図８（Ｂ）は、回転画像Ｒ^*および垂直移
動Ｙ₀によって得られた移動画像Ｈ ^*の位置を斜視的に
示したものである。

【００９７】図８（Ｂ）においては、目標画像Ｉ^*の光
学軸ＰＺ^*が移動画像Ｈ^*の幾何中心画素Ω_H ^*で垂直
平面Ｈと交叉することが判る。

【００９８】図８（Ｂ）に示すように、回転画像Ｒ^*を
規定する際に含まれる垂直平面間になす角度は、移動画
像Ｈ^*の形成中に何らの修正も受けていない。

【００９９】したがって、移動画像Ｈ^*の構成は、回転
画像Ｒ^*のと同じであり、目標画像Ｉ^*のとも同じであ
る。

【０１００】図８（Ｂ）を参照するに、移動画像Ｈ^*の
画像Ｍ_H ^*は、源画像Ｉの画素Ｍ^*の回転角度φ^*の複
写である、回転画像Ｒ^*の画像Ｍ_R ^*の値Ｙ₀の垂直移
動によって得られることは明らかである。

【０１０１】移動画像Ｈ^*の画素Ｍ_H ^*は、目標画像Ｉ
^*からＨ^*への必要な射影を形成する、回転角φ^*と垂
直移動Ｙ₀との組合わせにおけるＩ^*の画素Ｍ^*の複写
である。

【０１０２】図８（Ｂ）は、画素Ｈ^*の画素Ｍ_H ^*が光
線ＰＷ_H ^*と画像Ｈ^*との交点に位置していることを示
すものである。

【０１０３】画像Ｈ^*の光線ＰＷ_Hは、画像Ｒ^*の光線
ＰＷ_R ^*とともに、水平平面（ＰＸ _a，ＰＺ_a）におけ
る画像Ｉ^*の光線Ｐμと同じ射影Ｐμ_aを有している。

【０１０４】以下においては、簡単化した関数Ｇ^-1の計
算のために、目標画像Ｉ^*の画素Ｍ ^*を通る光線Ｐμの
球面座標よりも、画像Ｈ^*の画素Ｍ_H ^*を通る光線ＰＷ
_H ^*の球面座標を求める。その画素Ｍ_H ^*は，画像Ｈ^*
の幾何中心Ω_H ^*を原点として有する画像Ｈ^*の枠にお
ける同一座標（Ｘ^*，Ｙ^*）を有している。画像Ｈ
^*は、点Ｐからの距離ｄ^*における垂直平面Ｈ上の画像
Ｉ^*の射影であるので、この画像Ｈ^*の幾何中心Ω_H ^*
は目標画像Ｉ^*の光学軸ＰＺ^*上にある。

【０１０５】画像Ｉ^*を画像Ｒ^*にとる回転角φ^*に関
する上述の文節では、Ｒ^*の個別枠における画素Ｍ_R ^*
の定義から絶対枠における定義に到ることを可能にする
関係が得られた。

【０１０６】そこで、今度は、回転画像Ｒ^*の個別枠に
おける画素Ｍ_H ^*の定義から絶対枠における定義に到る
ことを可能にする関係を提供する。

【０１０７】そのために、画像Ｈ^*の画素Ｍ_H ^*を回転
画像Ｒ^*の個別枠内に規定することから始める。

【０１０８】図８（Ｂ）および図７から得れる結果とし
て、移動画像Ｈ^*を回転画像Ｒ^*の個別枠内に規定する
とつぎのようになる。角度Ａ^*は変わらず、角度θ^*は
変わらず、角度φ^*は目標画像Ｉ^*のと同じになり、ここに、α＝Ａ^*＋θ^* （２３ａ）画素Ｍ_H ^*の横座標Ｘ^*は画素Ｍ_R ^*のと同じになり、
画素Ｍ_H ^*の縦座標は画素Ｍ_R ^*のに関しＹ^*−Ｙ₀と
なり、角度βは、β＝（ＰＷ_H ^*，Ｐμａ），Ｂ^*＝
（ＰＷ_R ^*，Ｐμａ）であるから、Ｂ^*とは異なり、こ
こにＢ^*＝ tan^-1〔（cos Ａ^*）Ｙ^*／ｄ^*〕（２０ｂ）Ｂ^*からβへの修正が、Ｙ^*であったＭ_R ^*の縦座標が
Ｍ_H ^*については、（Ｙ ^*＋Ｙ₀）となる、という事実
に基づいているので、つぎのようになる。 β＝ tan^-1〔（Ｙ^*−Ｙ⁰）（cos Ａ^*）／ｄ^*〕（２３ｂ）ここに、Ｙ₀＝ｄ^*・tan φ^* （１９）およびＡ＝ tan^-1（Ｘ^*／ｄ^*）（２０ａ）

【０１０９】そこで、中間変数Ａ^*，Ｂ^*およびパラメ
ータＹ₀に注目して、画像Ｈ^*におけるアドレスすなわ
ち座標Ｘ^*，Ｙ^*を有する画像Ｈ^*の画素Ｍ_H ^*を光線
ＰＷ _H ^*の球面座標（α，β）に関連させることができ
る等式を決定した。

【０１１０】目標画像Ｉ^*の画素Ｍ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）を
最早通らず、したがって、その画素Ｍ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）
を正確に通る実際の光線Ｐμとは最早異なる新たな光線
ＰＷ _H ^*を決める角度α，βを決定するための新たな三
角法関係式（２３ａ），（２３ｂ）を用いることに注意
する。前述したように、再構成画像は「正確」ではな
く、「修正」したものであることを意味するのは、関連
した光線の新たな定義の選択である。この選択により、
必要な斜視的変化を施した本発明の再構成画像に極めて
同様のできるだけ正しくした特性をもたせてある。した
がって、本発明による斜視的選択においては、水平平面
にＰμ_aで投影した光線ＰＷ_H ^*は実際の光線Ｐμとあ
まり異ならず、極めて眺めるのに好適な画像に集約され
るものとする。射影Ｐμ_aは実際の光線Ｐμと投影光線
ＰＷ_H ^*とについては、選択画像Ｈ ^*、すなわち、Ｉ^*
の射影を使用したために同一であることが判る。

【０１１１】これにより、つぎのように簡単化した球面
座標を与える関係が得られ、 α＝Ａ^*＋θ^* （２３ａ） β＝ tan^-1〔（Ｙ^*−Ｙ₀）（cos Ａ^*／ｄ^*〕（２３ｂ）ここにＹ₀＝ｄ^*・tan φ^* （１９）およびＡ^*＝ tan^-1（Ｘ^*／ｄ）（２０ａ）新たな光線ＰＷ_H ^*の絶対枠における位置を規定すると
ともに、つぎのような（５）式の関係Ｇ^-1を当業者に決
めさせる。（α，β）＝Ｇ^-1

【０１１２】この関数Ｇ^-1は、角度φ，θ^*および尺度
率ｄ^*が判ると、目標画像Ｉ^*の所定画素Ｍ^*（Ｘ^*，
Ｙ^*）に関連するように選んだ概略ＰＷ_H ^*で表わす光
線の球面座標（α，β）を計算し得るようにする。

【０１１３】したがって、この関数Ｇ^-1は、使用者の意
図に応じて連続的に変化し得るパラメータθ^*，φ^*お
よびｄ^*を備えている。しかしながら、本発明によれ
ば、この関数は実時間で計算し得るように十分簡単に選
んであるとともに、つぎに述べるように正確な再構成画
像を提供する。

【０１１４】平面（ＰＺ^*，ＰＴ_a ^*）上に種々の画像
Ｉ^*，Ｒ^*およびＨ^*を断面で示す図９（Ａ）を参照す
るに、垂直平面Ｈに投影した画像Ｈは、観視者の目が視
点Ｐに位置したときに、減少した視野を呈する。これ
は、画像Ｈ^*の頂点と底とに触れる外側の光線が、目標
画像Ｉ^*の頂点と底とに触れるほど広い開口角をもたな
いことを意味する。

【０１１５】選択した投影の効果により、画像Ｈ^*は、
画像Ｉ^*に対して頂点と底部とのわずかな近寄せを呈す
る。これは、前述した「修正」の効果を選択することに
なる。この効果は、画像Ｉ^*では頂点に向かって後退
し、さらに曲がっている垂直線を、わずかに曲がってい
る水平線とともに、真直ぐにすることからなっている。

【０１１６】この効果については、後に説明する。Ｂ３：本発明による斜視変換用幾何学的関数Ｆの計算

【０１１７】以下では近似もしくは不正確の光線と呼
び、射影ＴＩ^*で選ぶ光線ＰＷ_II ^*の球面座標（α，
β）の知識から、個別枠内の源画像Ｉの点Ｍの座標
（Ｘ，Ｙ）を決定する必要があり、その点Ｍは、正確な
光線Ｐμに替えて、同一として選んだ近似光線ＰＷ_H ^*
上に位置している。

【０１１８】個別枠（ＰＸ，ＰＹ，ＰＺ）内の源画像Ｉ
を斜視的に表わした図２（Ａ）を参照するに、点Ｍは、角度Ａ＝（ＰＭ´，ＰＯ）角度Ｂ＝（ＰＭ，ＰＭ´）ここに、Ｍ´は源画像Ｉの平面における軸Ｘ´上のＭの
射影であり、絶対原点の役をする共通視点Ｐと画像Ｉの
幾何中心点Ｐとの間の距離である尺度率ｄ＝ＰＯを知れば完全に規定される。

【０１１９】さて、図３（Ｂ）を参照して、ＭＭ´＝Ｙ
およびＭＭ″＝Ｘが判り、図２（Ａ）を参照してつぎの
式を計算した。Ｘ＝ｄ・tan Ａ（１０ａ）Ｙ＝ｄ・tan Ｂ／cos Ａ（１０ｂ）

【０１２０】図２（Ａ）を参照するに、点Ｍは、単なる
個別枠中よりも絶対枠中に規定する必要がある。また、
図１（Ａ）に関連して、絶対枠の軸ＰＺ_aに移すため
に、源画像平面の光軸ＰＺに回転角θおよび傾斜角φの
ローテーションを順次を施すことにより絶対枠から個別
枠に移る。

【０１２１】したがって、添付の表IIによる枠の形態を
つぎのように変更することができる。すなわち、計算に
よってつぎのようになる。

【数４】

【０１２２】（３ａ）式の関係と（１１ａ）式，（１０
ｂ）式の関係とを結合すると（Ｘ，Ｙ）と（α，β）と
の間に求める関係Ｆが得られる。この関係は正確であっ
て、複雑であるが、固定した先験的（ＡＰＲＩＯＲＩ）
に既知の源画像のパラメータθおよびφと対群（α，
β）とのみに依存していることに留意すべきである。有
限個数の対（α，β）に先験的に設定することにより、
関数Ｆを表にすることができ、したがって、関数Ｆの複
雑さによる計算の困難を回避することができる。また、
表にした関数内の対象物の歪みに気付き易くなる。先験
的に適用し得る対（α，β）の個数が多い程、点Ｍ
（Ｘ，Ｙ）の決定の精度が高くなる。Ｂ４：幾何学的関数ＦおよびＧ^-1による目標画像構成用
画像処理方法。

【０１２３】使用者は、構成しようとする目標画像Ｉ^*
のパラメータを規定し、そのパラメータは、回転角
θ^*、傾斜角φ^*および尺度率ｄ^*である。

【０１２４】本発明によれば、目標画像Ｉ^*構成用の画
像処理方法には、まず、目標画像Ｉ ^*の角画素Ｍ^*の座
標（Ｘ^*，Ｙ^*）の規定が含まれ、ついで、画素ＭＲ
（Ｘ^*，Ｙ^*）の各々について、（α，β）＝Ｇ^-1（Ｘ^*，Ｙ^*）（５）により規定した関数Ｇ^-1につぎのようにしてこの画像処
理方法が適用される。 α＝θ^*＋Ａ^* （２３ａ）ここにＡ^*＝ tan^-1（Ｘ^*／ｄ^*）（２０ａ）および β＝ tan^-1〔（Ｙ^*−Ｙ₀）（cos Ａ^*）／ｄ^*〕（２３ｂ）ここにＹ₀＝ｄ^*・tan φ^* （１９）

【０１２５】したがって、（５）式による幾何的斜視変
換関数Ｇ^-1の適用により、目標画像Ｉ^*の個別枠におけ
る所定画素Ｍ^*の座標Ｘ^*，Ｙ^*から出発して、投影処
理Ｈ ^*によりこの画素Ｍ^*に結合し、角度α，βを測定
する絶対枠の原点でもある全画像に共通の視点Ｐを通る
不正確な光線ＰＷ_H ^*の球面座標（α，β）を簡単化し
た方法で計算することが可能となる。

【０１２６】近似光線ＰＷ_H ^*の球面座標（α，β）を
計算してしまうと、この画像処理方法には、絶対枠中に
規定した球面座標（α，β）の各対について、その近似
光線ＰＷ_H ^*の源画像Ｉとの交点に位置する源画像の点
Ｍの座標の表中での探索が含まれ、その座標（Ｘ，Ｙ）
はこの源画像の個別枠内で測定される。

【０１２７】かかる目的で、初期段階においては、球面
座標（α，β）の有限個数の対を特定して記号（α₀，
β₀）を付し、ついで、座標（Ｘ，Ｙ）の対を、つぎの
幾何学的斜視変換関数Ｆを適用することにより、所定の
対（α₀，β₀）毎に計算する。（Ｘ，Ｙ）＝Ｆ（α₀，β₀）（３ａ）ここにＸ＝ｄ・tan Ａ（１０ａ）Ｙ＝ｄ・tan Ｂ／cos Ａ（１０ｂ）なお、中間パラメータＡおよびＢが球面座標（α₀，β
₀）の三角法関数（１１ａ）および（１１ｂ）であるこ
れらの関係には、源画像Ｉのパラメータ、すなわち、回
転角θおよび傾斜角φが含まれる。したがって、各対
（α₀，β₀）について、点Ｍの座標ＸおよびＹは、源
画像の尺度率ｄおよび角度θ，φの純粋な関数、すなわ
ち、この画像処理方法における先験的に既知の値とな
る。したがって、初期段階においては、対（α₀，
β₀）が与えられ、ついで、対応する対の座標（Ｘ，
Ｙ）が計算されて表のアドレス（α₀，β₀）に蓄積さ
れる。

【０１２８】この表は、この表のアドレス（α₀，
β₀）を有する関数Ｇ^-1により、この表の分解能の範囲
内で計算した各対（α，β）を整合させて使用する。そ
のアドレスには、予め計算して蓄積した座標（Ｘ，Ｙ）
の対が存在しているので、それを読み出す。

【０１２９】さて、目標画像Ｉ^*の画素Ｍ^*に最もよく
整合した源画像の点Ｍの座標を有するために、この画像
処理方法には、その点Ｍにおける輝度レベルの値の決
定、なるべくは補間と、ついで、構成すべき目標画像の
画素Ｍ^*へのその輝度レベルの転送とが含まれる。

【０１３０】これらの処理は、全画像が構成されるま
で、目標画像の画素毎に繰り返される。

【０１３１】使用者が目標画像について新たなパラメー
タφ^*，θ^*およびｄ^*を選ぶと、新たな目標画像が構
成され、源画像は、パラメータθ，φおよびｄが変わら
ない３次元空間の変わらない位置に残留する。

【０１３２】使用者が決めた目標画像の位置および尺度
率の変化があっても、その目標画像は、源画像と共通の
視点を保持している。Ｃ：幾何学的関数Ｆ，Ｇ^-1実施用画像処理装置

【０１３３】図１３は、前述した幾何学的斜視変換関数
Ｇ^-1およびＦの実施により源画像Ｉから目標画像Ｉ^*を
構成するたの画像処理装置２００を機能ブロック群とし
て表わしたものである。以下では、一般に、目標画像Ｉ
^*の画素Ｍ^*のアドレス（Ｘ ^*，Ｙ^*）からの源画像Ｉ
の対応点Ｍのアドレス（Ｘ，Ｙ）の計算を行なうので、
この装置を「アドレス計算器」と呼ぶ。

【０１３４】図１３において、ブロック２１０は、目標
画像のパラメータの変化の有無に拘わりなく、目標画像
Ｉ^*を、実時間で、すなわち、毎秒役２０枚の割合いで
構成するために使用者が選ぶメラメータφ^*，θ^*，ｄ
^*を蓄積するメモリブロックである。また、ブロック２
０１は、目標画像Ｉ^*のフレーミング、すなわち、画素
群の行（２Ｖ_x ^*）および列（２Ｖ_y ^*）に平行な目標
画像の大きさを画素の個数で表わすパラメータ２Ｖ_x ^*
および２Ｖ_y ^*を決めるブロックである。これらのパラ
メータは、使用者が選んだパラメータから決まる。ま
た、ブロック１１３は、目標画像の個別枠内で、目標画
像Ｉ^*の各画素Ｍ^*の種々のアドレス（Ｘ ^*，Ｙ^*）
を、各画素毎に一つずつ提供するアドレス発生器であ
る。

【０１３５】ブロック２２０は、ブロック１１３および
２１０からのデータを受取り、関数Ｇ^-1を実行する。

【０１３６】各ブロック１１３，２０１および２１０
は、例えばメモリ領域からなっており、これらのメモリ
領域をアクセスする系統によって相互に接続されてい
る。

【０１３７】図９（Ａ）および９（Ｂ）は、関数Ｇ^-1お
よびＦがアドレス計算器２００で用いられる状態を示し
たものである。

【０１３８】ブロック１１３が提供する各対（Ｘ^*，Ｙ
^*）には、（２２ａ）式および（２２ｂ）式が与える球
面座標（α，β）を特徴とする近似光線ＰＷ_H ^*が、角
度θ ^*およびφ^*とパラメータｄ^*の関数として対応す
る。

【０１３９】目標画像Ｉ^*を、その画像の種々の線上の
画素の座標によるブロック１１３が用意した空間で順次
に走査する場合に、垂直平面Ｈの投影画像Ｈ^*を光線Ｐ
Ｗ_H ^*が走査し、ついで、図９（Ａ）に断面で表わし、
図９（Ｂ）に斜視的に表わした中心Ｐを有する球面Ｓの
領域Ｋ^*を近似光線ＰＷ_k ^*が走査する。各近似光線Ｐ
Ｗ_H ^*が領域Ｋ^*における球面Ｓと点Ｋで交叉する。球
面Ｓの表面における領域Ｋ^*には、光線ＰＷ_H ^*すなわ
ち画像Ｉ^*の画素と同数の交叉点Ｋが存在する。球面Ｓ
のかかる交叉点Ｋには、計算した対（α，β）が組合わ
されており、球面Ｓ上の走査される領域Ｋ^*の大きさ
は、目標画像Ｉ^*の画素数２Ｖ_x ^*および２Ｖ_y ^*で表
わした寸法すなわちフレーミングに依存している。

【０１４０】図９（Ｂ）を参照するに、（５）式および
（２３ａ）式、（２３ｂ）式で決めた幾何学的変換Ｇ^-1
は、球面領域Ｋ^*上の画像Ｈ^*の射影からなっている。
この射影により、画像Ｉ^*の点Ｍ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）に対
応する領域Ｋ^*の点Ｋ（α，β）が決まる。その決定
は、図１３にブロック２２０で表わした計算手段によっ
て実時間で行なわれる。

【０１４１】図９（Ａ）および９（Ｂ）に表わした球面
Ｓは、複雑な関数Ｆを表にする方法を当業者に説明する
ための純粋に理論的な構成である。

【０１４２】関数Ｆを表にするために、目標画像Ｉ^*の
少なくともできるだけ良好な分解能とする「分解能」
は、先験的に球面Ｓのラジアン当たりの画素数で決ま
る。したがって、アドレス（α₀，β₀）を付して、関
連した領域Ｋ^*内で球の表面に分布した画素Ｋ₀の量
は、先験的に選定される。所定の各画素Ｋ₀のアドレス
（α ₀，β₀）は、球面Ｓの半径ＰＫ₀の球面座標（α
₀，β₀）からなる。所定の画素Ｋ₀に結合した各対
（α₀，β₀）について、源画像の対応する点Ｍの座標
（Ｘ，Ｙ）は、前述した三角法関数Ｆによって予備段階
で計算する。事実、各対（α₀，β₀）に対する式（１
０ａ），（１０ｂ）および（１１ａ），（１１ｂ）の関
係により、座標Ｘ，Ｙは固定され、源画像Ｉのパラメー
タφ，θおよびｄが判った瞬間から一度にすべてについ
て決めることができる。

【０１４３】本発明による図１３を参照するに、源画像
Ｉはパラメータが先験的に既知の固定フレーミングを有
する画像であると仮定する。したがって、先験的に固定
の球面座標（α₀，β₀）の対から初期段階で関数Ｆに
よって計算した座標（Ｘ，Ｙ）の対は、選択した対（α
₀，β₀）によって構成したアドレスで「テーブル（ラ
ット）」と呼ぶメモリ領域２０４に蓄積することができ
る。

【０１４４】別途述べるように、源画像Ｉの点Ｍの予め
計算した座標（Ｘ，Ｙ）は、初期段階で、選ばれた画素
Ｋ₀の球面座標からなる各アドレス（α₀，β₀）毎に
表（ラット）に書込まれる。

【０１４５】さて、図１３に示すアドレス計算器におい
ては、関数Ｇ^-1により、実時間で、各対（Ｘ，Ｙ）毎に
一つの対（α，β）を手段２２０が計算する。この計算
手段２２０は、例えば、（２３ａ）式の三角法関係を実
行することによりαを提供するとともに、（２３ｂ）式
の三角法関係を実行することにより付随してβを提供す
るための図１５に模式的に示す機能の組合わせからなっ
ている。したがって、本発明の手段により、使用者が目
標画像について新たな設定を選ぶ度毎に変化する変数を
備えた関数Ｇ^-1は、実時間で計算するのに充分な簡単さ
になる。

【０１４６】図１３を参照するに、つぎのブロック２０
４は、ブロック２２０が行なった計算の、対（α，β）
からなる結果を受取る。このブロック２０４は、関数Ｆ
による計算の結果を蓄積するとともに、先験的に選んだ
対（α₀，β₀）、すなわち、点Ｋ₀（α₀，β₀）に
対応した点Ｍ（Ｘ，Ｙ）に適用される表（ラット）であ
る。アドレス手段は、表２０４において、その表の分解
能の範囲内で、計算ブロック２２０が提供する計算した
アドレス（α，β）に最もよく対応したアドレス
（α₀，β₀）を探索する。このアドレス（α₀，
β₀）に、目標画像Ｉ^*の開始画素Ｍ^*（Ｘ^*，Ｙ^*）
に整合した源画像Ｉの点Ｍの座標（Ｘ，Ｙ）が存在す
る。

【０１４７】したがって、本発明による目標画像の構成
には、つぎの２種類の明確な近似が含まれる。Ｘ^*，Ｙ
^*における簡単化した三角法的関係を、（Ｘ^*，Ｙ^*）
を（α，β）に関連させる正確な式の替わりに、関数Ｇ
^-1用に選ぶという事実に基づく、実際の光線Ｐμに替わ
る不正確な光線ＰＷ_H ^*の球面座標（α，β）の計算に
おける第１近似。予め先験的に決めて表にした対
（α₀，β₀）に対応して、Ｇ^-1により実際に計算した
対（α，β）には対応しない関数Ｆにより初期の位相で
正確に計算した対と同様に座標（Ｘ，Ｙ）を提供すると
いう事実に基づく、点Ｍ（Ｘ，Ｙ）の決定における第２
近似。

【０１４８】ブロック２０４、例えば、ルックアップテ
ーブルに替わるラット種の表は、初期段階で、源画像に
関連し、機能ブロック２１に含まれ、多くの予定対（α
₀，β₀）について関数Ｆを適用するデータの助けによ
って直接に負荷することができる。

【０１４９】メモリブロック２１には、源画像のパラメ
ータφ，θ，ｄを蓄積する。Ｄ：固定カメラおよび車載カメラ擬似システムを備えた
画像処理装置本発明は、個別の視野を混合してパノラマシーンを観る
ための広角視野を形成するように配置したｎ個の実際の
カメラのシステム、および、広角視野の任意の断片に対
応し、ｎ個の実際のカメラが提供した隣接源画像から構
成したいわゆる目標副画像を実時間で提供するために、
パノラマシーンを連続的に走査するいわゆる仮想の車載
カメラを擬似し、実際のカメラの視野に併せもしくは近
接した視点を有する画像構成システムを備えた画像処理
装置にも関するものである。

【０１５０】本発明は、例えばスポーツ行事のシーンの
記録の場合のように広い視野を覆うショットが必要な遠
隔監視部門やテレビジョン部門に適用され、また、死角
のない周辺パノラマ用バックミラーの製造における自動
車構成部門に適用される。

【０１５１】前述した画像再構成システムの応用とし
て、本発明は、視野を混合したｎ個の固定カメラで覆う
広角視野を走査する車載カメラを擬似し得る画像処理装
置の提供を目的とする。

【０１５２】本発明が最大の目的とするところは、実在
の車載カメラがもち得る能力のすべてを備えた、換言す
れば、固定した観視者に基づき、監視もしくは観視する
パノラマシーンの左から右への水平角運動の可能性、そ
のシーンの上から下への垂直角運動の可能性およびその
シーンの一部の領域をズームインする可能性を備えたカ
メラを擬似した画像処理装置の提供である。

【０１５３】そこで、目標画像を構成する際に技術的問
題が生ずる。実際に、実際のカメラの能力を提供するに
は、その擬似カメラが実時間で目標画像を構成し得るよ
うにしなければならず、これは、計算時間が十分に短く
なければならないことを意味する。さて、実際に直面す
る場合における目標画像の構成は、複雑な幾何学的計算
の技術的問題を提起する。

【０１５４】第１の問題は、多数のカメラが、隣接し
て、各カメラが覆う視野が構成すべきパノラマシーンの
如何なる領域も失わないように配置され、あるゆるデー
タを目標画像の構成に利用し得るにも拘らず、カメラ間
の境界毎に一つのカメラが提供した画像から隣接カメラ
の他の画像に移る際に、これら異なるカメラが記録する
シーンの隣接領域に関し、二つのカメラの視野の相違の
みによる大きい画像歪みが生ずるという事実にある。

【０１５５】第２の問題は、多くの場合、広角視野を覆
う監視を最小限の実際の固定カメラを用いて行なうため
に、使用するカメラ自体を「広角」すなわち魚眼型にす
る、という事実から派出する。この型の対物レンズは、
相当な大きさの典型的歪みを生じ、特に、水平・垂直の
線が円弧形状になる。

【０１５６】上述の問題を解決しないと、二つの異なる
カメラが記録したシーンの２領域に跨って形成した目標
画像は、精細度を全く欠いた極めて不愉快なものにな
る。

【０１５７】これは、種々異なる実際の固定カメラから
発生した画像部分の幾何学的整合を達成する一方では、
視角の相違および実際の固定カメラの対物レンズの光学
的欠陥に基づく歪みに注目して補償しなければならない
理由であり、さらに、その画像処理を実時間で行わなけ
ればならない。

【０１５８】したがって、本発明の目的は、実時間で目
標画像を再構成する機能を満たす一方では、前述したよ
うに高価な市販製品を用いてのみ実行し得る複雑な幾何
学的変換使用の必要性をなくした画像処理装置を提供す
ることにあり、この目的は、本発明による以下に述べる
画像処理装置により達成される。

【０１５９】この装置を用いれば、パノラマシーンを観
視する使用者は、ズームを備え、光学軸の方向に変化を
与え、すなわち、観視の際に傾斜および回転に変化を与
えるための機械的手段を備えた車載カメラを有する使用
者と全く同じ慰めとサービスとが得られる。利点は、機
械的手段が阻止されることである。傾斜角および回転角
の機械的回転用のモータおよびズーム調整用モータに組
合わせた機械的手段は、なお欠陥に結び付いており、ま
ず、相当の大きさであり、つぎに、発生する動きが極め
ておそく、さらに、極めて高価であり、最後に、通常戸
外に設けられているので、天候により急速に変化する。
本発明によって用いる電子的画像処理手段は、極めて精
密で、信頼性があり、極めて急速で、取扱い易いので、
これらの欠陥をすべて排除し、さらに天候から保護さ
れ、そのうえ、自動動作に対してプログラムし易く、最
後に、機械的手段より安価である。

【０１６０】したがって、使用者は、本発明の手段を用
いれば、機械的手段を用いた場合に比べて、まず、観視
し易く、つぎに、より精密で、観視行動を実施する機能
が優れた画像が得られ、さらに、使用するカメラの台数
により、１８０°もしくは３６０°の視野が得られるの
で、さらに視野の広いパノラマシーンを観視することが
でき、その結果、監視領域が大いに増大する。

【０１６１】目標画像の構成に必要なデータを得るのに
複数台のカメラを用いるという事実は、単一の実際の車
載カメラに組合わせて、傾斜、回転あるいはズームを変
化させる機械的装置より固定のＣＣＤ（電荷結合素子）
カメラの組合わせの方が安価になるので、不利ではなく
なる。Ｄ１：画像撮影システム図１０（Ｃ）は、１８０°角のシームに関するデータを
記録するための複数台の実際の固定カメラの可能な配置
を断面で示すものである。このパノラマシーンの記録
は、３台の固定カメラＣ１，Ｃ２，Ｃ３で行われ、これ
らのカメラの光学視野は、パノラマシーンの全データが
絶対的に一つもしくは他のカメラで記録され、如何なる
対象物も監視を免れ得ないようになっており、これらの
カメラは、共通の視点、もしくは、極めて近接した視点
群を有するように配置してある。

【０１６２】軸ＰＺ１，ＰＺ２，ＰＺ３は、カメラＣ
１，Ｃ２，Ｃ３の光学軸をそれぞれ表わし、点Ｏ１，Ｏ
２，Ｏ３は、画像平面における画像Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の
幾何中心を光学軸上にそれぞれ表わしている。

【０１６３】当業者は、固定カメラ相互の種々の配置を
さらに詳しく説明せずとも、パノラマシーンのあらゆる
種類の観視を行なうことができる。

【０１６４】一般に、画像撮影装置は、複数ｎ台の実際
の固定カメラを、固定の既知の焦点距離をもって隣接配
置して備えており、個別の視野を混ぜて、広角視野を覆
うよになっている。したがって、ｎ台の隣接固定したカ
メラは、ｎ個の固定画像を提供しているので、この画像
撮影装置はパノラマシーンを監視し得る。カメラ群の光
学視野は、パノラマシーンの詳細が、すべて、一つもし
くは他のカメラで記録され、如何なる対象物も監視を免
れ得ないようになっている。

【０１６５】かかる結果を得るために、これらｎ台の隣
接固定カメラは、視点とも呼ぶ光学中心Ｐが互いに一致
するように配置する。

【０１６６】事実、ｎ個のカメラの視点は、物理的に一
致させ得ない。しかしながら、これらの視点を互いに分
離する距離が、撮影するパノラマシーンからの距離に比
して小さく、例えば、相互間の距離が５cm乃至１０cmで
あって、パノラマシーンからの距離が５ｍであれば、一
致の条件は、以下では、十分によく満たされ、したがっ
て、これらの距離の比が５０より大きい程度であれば、
一致の条件は満たされたと考えられる。Ｄ２：カメラ群による画像の形成本発明の目的は、ｎ台の固定カメラで記録したパノラマ
シーンの任意の部分もしくは副画像のディジタル画像
を、実時間で、使用者が選んだ設定によって提供し得る
車載カメラを擬似したディジタル画像再構成システムを
提供することにある。

【０１６７】ｎ台のカメラがいわゆるディジタル源画像
Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉ_nを提供し、以下では、ｎ台のう
ち、２台の隣接固定カメラが形成した源画像Ｉ_iとＩ_j
とを例として考案する。

【０１６８】図１０（Ａ）を参照するに、これらの隣接
固定カメラＣ_iおよびＣ_jは、隣接源画像平面Ｉ_iおよ
び_jに、パノラマシーンのそれぞれの画像を形成する。
図１０（Ｂ）を参照するに、軸ＰＸ_aおよびＰＺ_aが垂
直で、軸ＰＹ_aが水平の直交軸により、絶対枠ＰＸ_a，
ＰＹ_a，ＰＺ_aが判定される。

【０１６９】源画像Ｉ_iおよびＩ_jがディジタル化さ
れ、これらの画像の各画素Ｍが図３（Ａ）および３
（Ｂ）を参照して前述したように各画像平面に結合した
個別枠内に、その座標によって規定される。

【０１７０】カメラの各画像平面に結合した個別枠が一
旦確立されると、これらの固定源画像平面は、それぞれ
の回転角θ_i，θ_jおよび傾斜角φ_i，φ_jにより現実
の枠に結合することができる。

【０１７１】図１０（Ａ）において、軸ＰＴ_aiおよびＰ
Ｔ_ajは光学軸ＰＺ_iおよびＰＺ_jの射影であり、点Ｏ_ai
およびＯ_ajは光学中心Ｏ_iおよびＯ_jの射影であり、接
片Ｉ _aiおよびＩ_ajは、絶対枠の水平平面（ＰＺ_a，ＰＸ
_a）である図の平面における画像平面Ｉ_iおよびＩ_jの
射影である。

【０１７２】したがって、図１０（Ａ）においては、Ｑ_i＝（ＰＴ_ai，ＰＺ_a）；Ｑ_j（ＰＴ_aj，ＰＺ_a）であり、源画像Ｉ_iおよびＩ_jに関する角度φ_iおよび
φ_jは、図６（Ａ）を参照して前述したように決定する
ことができ、したがって、φ_i＝（ＰＺ_i，ＰＴ _ai）お
よびφ_i＝（ＰＺ_j，ＰＴ_aj）となる。

【０１７３】図１１（Ａ）は、２台の隣接固定カメラが
提供したパノラマシーンの隣接画像Ｉ_iおよびＩ_jの正
面を示すものである。図１１（Ａ）において、説明を簡
単にするために、画像Ｉ_iおよびＩ_jは、ともに図の平
面に正面を示してあるが、実際は、固定カメラの光学軸
がなす角に等しい角をなしている。かかる画像におい
て、使用者は、線Ｊ₀で境界を定めた任意の副画像を、
もっと左もしくは右に、もっと上もしくは下に、固定カ
メラと同じ大きさ、もしくは、もっと大きくあるいはも
っと小さくして眺めるように選ぶことができる。

【０１７４】擬似車載カメラは、図１１（Ａ）の線Ｊ₀
で境界を定めた源画像部分Ｓ_i，Ｓ _jから目標画像Ｉ^*
を構成することができる。以後Ｃ^*で示すこのカメラ
は、実在しないカメラを擬似した事実の故に、仮想カメ
ラと呼ぶ。明らかに、この車載カメラは、２画像Ｉ_i，
Ｉ_jの探索に限定されるものではなく、Ｉ₁乃至Ｉ_nの
全源画像を探索することができ、おそらく、２隣接源画
像以上の目標画像を構成することができる。

【０１７５】目標画像Ｉ^*は、以前のように、回転角度
θ₁ ^*傾斜角φ₁ ^*尺度率ｄ^*、すなわち、画素群の列
に平行の高さ２Ｖ_y ^*および行に平行の幅２Ｖ_x ^*によ
って規定され、その視点は、実際の固定カメラの近似視
点および絶対原点Ｐに併合され、点Ｏ^*は目標画像Ｉ^*
の幾何中心になる。

【０１７６】図１０（Ａ）は、水平平面における仮想カ
メラの目標画像平面Ｉ^*のＩ_a ^*で表わした射影、およ
び、その光学軸ＰＺ^*の射影ＰＴ_a ^*を示すものであ
り、その射影ＰＴ_a ^*は、目標画像Ｉ^*の幾何中心Ｏ^*
の射影Ｏ_a ^*を通る。

【０１７７】したがって、回転角θ^*、傾斜角φ^*、尺
度率ｄ^*およびフレーミング２Ｖ_x ^*、２Ｖ_y ^*を変化
させることにより、仮想のカメラは、種々の実際の固定
カメラの混ぜた視野が形成する広角視野を走査する実時
間車載カメラに全く類似して来る。

【０１７８】図１１（Ａ）を参照するに、仮想カメラＣ
^*が広角視野の線Ｊ₀で境界を決めた小部分すなわち副
片を観視して、可変焦点距離ＰＯ^*を変えることによ
り、実際のカメラの各々が提供する画像Ｉ₁乃至Ｉ_nの
各々と例えば同じ最終寸法をもった拡大画像Ｉ^*を形成
し得ることが判る。また、車載カメラＣ^*の視野の動き
を継続的で任意のものになし得ることも判る。

【０１７９】線Ｊ₀に対応する視野がＬＯで隣接する画
像Ｉ_iとＩ_jとの２部分Ｓ_i，Ｓ_jに跨がり、２台の隣
接カメラによって提供される場合を以下で取扱うが、当
業者は二つ以上の源画像に関する他の場合に引続き一般
化することができるであろう。

【０１８０】図１１（Ｂ）を参照するに、仮想カメラＣ
^*が構成した画像Ｉ^*が異なった２画像部分を含んでい
る場合に、一方の画像部分Ｉ_i ^*は、ディジタル画像Ｉ
_iに含まれた情報Ｓ_iから構成され、他方の画像部分Ｉ
_j ^*は、ディジタル画像Ｉ_jに含まれた情報Ｓ_jから構
成される。図９（Ａ）において、Ｉ_ai ^*およびＩ
_aj ^*は、水平における目標画像Ｉ_i ^*およびＩ_j ^*の射
影を表わす。

【０１８１】前述したように、直交座標の個別枠は、今
度はディジタル目標画像Ｉ^*について規定され、したが
って、目標画像平面Ｉ^*の各画素Ｍ^*は、その目標個別
枠における座標によって参照される。

【０１８２】同様に、目標画像の画素２Ｖ_x ^*，２Ｖ_y
^*で表わした寸法が規定される。Ｄ３：源画像から目標画像を構成する過程

【０１８３】したがって、本発明によるディジタル画像
処理手段の仕事は、実際の固定カメラが提供する「源画
像」からの仮想カメラが提供する「目標画像」の実時間
構成である。

【０１８４】目標画像Ｉ^*の構成において、隣接した実
際のカメラが、図１２（Ａ）および１２（Ｂ）の風景の
ディジタル画像の形に表わして提供した隣接左右の画像
Ｉ_iおよびＩ_jが正確に接合し得ないようにする歪み、
特に、直線のある部分が曲がり、縦線が縦ではなくなる
等の歪みを呈する、という事実に基づく技術的問題が生
じており、これは、縦線が、接合部で、互いに一線に並
ばずに、切り離されることを意味する。さらに、接合部
の両側の源画像部分が、観視すべきパノラマ画像の互い
に異なる斜視図法のもとに眺めた部分からなっており、
これが、目標画像部分Ｉ_i ^*とＩ_j ^*とが、図１２
（Ｃ）に例示した目標ディジタル画像から明らかなよう
に、うまく接合し得ず、図１２（Ａ）および１２（Ｂ）
の左右の隣接ディジタル画像の部分を単に簡単に並べて
形成させている。

【０１８５】本発明は、かかる欠陥を除去し、歪みや斜
視図法の欠点を免れて実時間で再構成したディジタル画
像を提供する過程および手段を提案するものであり、観
視者や使用者に境界線が見えないようにして構成部分Ｉ
_i ^*とＩ_j ^*とを接合するものである。

【０１８６】図１２（Ｄ）には、歪みや斜視図法の欠点
を本発明の手段により訂正した図１２（Ｃ）の風景のデ
ィジタル画像を示す。

【０１８７】当業者は、知らされておれば、水平線が完
全に真直ぐであり、実際のカメラで広角対物レンズを用
いて直接に画像を撮った場合のような曲がりが少しもな
いことに気付くであろう。さらに、垂直線は、完全に垂
直であって、裸眼で観視し、あるいは、実際のカメラで
撮影したときのように後退していない。これは、画像Ｈ
^*を得るために平面Ｈに目標画像Ｉ^*を投影する関数Ｇ
^-1の計算の際に行なう選択の結果であり、修正した画
像、屡々、「正確」以上に修正した画像が特に快く眺め
られることになる。

【０１８８】したがって、本発明によって得た図１２
（Ｄ）の画像は、図１２（Ａ）や１２（Ｂ）のような実
際の画像より遙かに快適に眺められ、さらに、図１２
（Ｃ）に見られたような目標画像構成の境界は、図１２
（Ｄ）には最早存在しない。

【０１８９】目標画像を構成する一般過程は、以下に述
べる信号処理装置によって実行する種々の段階を備えて
いる。

【０１９０】この信号処理過程は、つぎのような第１段
階を備えている。目標画像Ｉ^*のアドレス（Ｘ^*，
Ｙ^*）を有する各画素Ｍ^*は、源画像Ｉのアドレス
（Ｘ，Ｙ）における点Ｍに整合し、そのアドレスは源画
像Ｉを提供する実際のカメラの参照概要および源画像Ｉ
の点Ｍのアドレス（Ｘ，Ｙ）によって決まる。

【０１９１】この信号処理過程は、つぎのような第２段
階を備えている。輝度Ｑの最もあり得る値を源画像Ｉの
点Ｍについて評価し、その輝度値Ｑを目標画像Ｉ^*の画
素Ｍ^*に割当てる。

【０１９２】これらの段階は目標画像Ｉ^*の全画素Ｍ^*
について行なわれ、処理手段は、観視者に快適な画像の
画質、すなわち、最小の歪みおよび斜視図法の調整と隣
接２画像間の境界における破断の不在とをできるだけ備
えて実時間で構成した目標画像を付与する。Ｄ４：画像処理装置

【０１９３】図１４には、機能ブロックの形で、本発明
による画像処理装置の種々の要素を示す。

【０１９４】ブロックＩ₁，…，Ｉ_i，Ｉ_j，…，Ｉ_n
は、記号Ｉ₁，…，Ｉ_i，Ｉ_j，…，Ｉ_nを付したｎ個
の源画像に出力を提供するｎ個のメモリ平面を表わす。

【０１９５】源画像の各々は、シーンに関して対応する
実際のカメラの方向に対応する画像パラメータを尺度率
とともに割当てられ、それらのパラメータは極めて精密
に知られもしくは決定されなければならない。

【０１９６】仮想カメラＣ^*の方向およびフレーミング
に関するパラメータを使用者に選択して表示させ得る制
御システムをアセンブリ１が表わしている。

【０１９７】アセンブリ１００は、制御システム１が決
めたパラメータによって方向を決め、操縦される仮想カ
メラＣ^*が与える目標画像Ｉ^*を、実際のカメラ群が提
供する源画像Ｉ₁，…，Ｉ_nから計算し得るようにする
画像再構成システムであり、その仮想カメラＣ^*は、視
点が実際のカメラの視点Ｐに併合され、もしくは、近接
するように配置してある。

【０１９８】ブロック１０は、就中、実時間用ディジタ
ル表示モニタあるいは磁気テープに記録するビデオレコ
ーダであり得る表示手段もしくは他の記録手段に対応す
るものである。

【０１９９】さらに、実際のカメラはアナログデータを
提供し得ることに留意すべきである。この場合、図示し
てないアナログ−ディジタル変換モジュールがディジタ
ル源画像の形成に用いられる。

【０２００】有利なことに、当業者は電荷結合カメラ
（ＣＣＤ）を選択することができ、この種のカメラは、
安価で、軽量で、頑丈で、信頼性があり、その解像度は
極めて良好で、技術の進歩とともに将来さらに増大す
る。

【０２０１】図１３を参照するに、画像処理装置は、特
に、アセンブリ１内に、使用者インターフェース２、パ
ラメータφ^*，θ^*，ｄ^*の蓄積手段２１０および仮想
カメラＣ^*のフレーミング２Ｖ_x ^*，２Ｖ_y ^*の蓄積手
段を備えている。

【０２０２】図１４を参照するに、画像処理装置は、目
標画像Ｉ^*の全体を覆うようにして、画素順次に、目標
画像Ｉ^*の画素のアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）を発生させる
アドレス発生器１１３を合体したアドレス計算器２０
０、および、実際のカメラＣ₁乃至Ｃ_nそれぞれのパラ
メータφ₁乃至φ_n，θ₁乃至θ_nおよびｄ₁乃至ｄ_n
の蓄積手段２１、並びに、蓄積手段１１７を備えてい
る。

【０２０３】構成すべき目標画像Ｉ^*の各画素Ｍ^*につ
いて、座標（Ｘ^*，Ｙ^*）が、目標画像Ｉ^*のアドレス
を発生させるブロック１１３によって提供される。使用
者インターフェース２自体により制御ブロック１に入
り、ブロック２１０および２０１に仮想カメラのパラメ
ータφ^*，θ^*，ｄ^*およびＶ_x ^*，Ｄ_y ^*の形でそれ
ぞれ蓄積される、使用者が選んだ設定に依るとともに、
ブロック２１に蓄積される実際のカメラのパラメータφ
_j，θ_jおよびｄ_j（ｊはここではカメラ１乃至ｎ全部
の指標を表わす）に依り、アドレス計算器２００は、目
標画像Ｉ^*の画素Ｍ^*の座標（Ｘ^*，Ｙ^*）に対応する
データである、画像Ｉ_jを提供し得る実際のカメラの指
標ｊ（指標１からｎまで）を提供し、選択した源画像Ｉ
_jにおいて対応する点Ｍの座標（Ｘ，Ｙ）を計算し、イ
ンターフェース２で使用者が定める種々の変換もしくは
斜視図法を介してそのようにする。

【０２０４】したがって、これらの作動子を介して、目
標画像Ｉ^*の与えられたアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）におけ
る画素Ｍ^*と源画像Ｉ_jの計算されたアドレス（Ｘ，
Ｙ）における画素Ｍとの間に対応が確立される。

【０２０５】ついで、目標画像Ｉ^*におけるアドレス
（Ｘ^*，Ｙ^*）の対応する画素Ｍ^*に割当てるために、
源画像Ｉ_jにおけるアドレス（Ｘ，Ｙ）の点Ｍに輝度Ｑ
の値を決定し、同じことを目標画像Ｉ^*の全画素に対し
て行なう。

【０２０６】しかしながら、目標画像Ｉ^*におけるアド
レス（Ｘ^*，Ｙ^*）が実際に画素Ｍ ^*のアドレスである
が故に、対称的に、源画像Ｉ_jにおけるアドレス（Ｘ，
Ｙ）は実際に計算したアドレスであり、これは、一般に
この見出したアドレスは、画素には一致せず、画素間の
点Ｍに一致することを意味する。したがって、この点Ｍ
の輝度も計算しなければならない。

【０２０７】この問題は補間器１１２が取扱うが、補間
器１１２は，問題の点Ｍ（Ｘ，Ｙ）に対応する輝度関数
を補間処理によって計算するために、その点Ｍ（Ｘ，
Ｙ）の近傍の画素、例えばｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４の輝
度関数の値に注目し、アドレス（Ｘ，Ｙ）を有するこの
点Ｍに割当てるべき最も可能性の大きい輝度関数を計算
する。

【０２０８】源画像におけるアドレス（Ｘ，Ｙ）につい
て補間器が計算した輝度関数Ｑを、ついで、目標画像Ｉ
^*における開始アドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）に位置する画素
Ｍ^*に輝度関数値として配置し、ブロック１１７に蓄積
する。

【０２０９】このアドレス計算器２００は、単一の源画
像の処理の場合に、図１３を参照して詳細に前述したも
のである。

【０２１０】複数の源画像の処理の場合には、このアド
レス計算器２００は、特に、初期段階の期間中に、実際
のカメラ全部に関してブロック２１に蓄積したデータを
負荷し、源画像の指標ｊおよび源画像におけるアドレス
（Ｘ，Ｙ）を直接に提供するモジュール２０４を備え、
前述したように、モジュール２２０が計算した点Ｋ
（α，β）に対応する画素Ｋ₀（α₀，β₀）において
球面Ｓからこれらのデータを読取る。

【０２１１】図１４を参照するに、画像Ｉ^*は、アドレ
ス（Ｘ^*，Ｙ^*）を有する各画素Ｍ ^*を輝度関数Ｑの値
に整合させることにより、蓄積ブロック１１７で作り替
えることがき、目標画像が構成される。画像Ｉ^*は、引
続き、表示し、もしくは、手段１０に蓄積することがで
きる。

【０２１２】例えば、境界領域における源画像の重なり
により、複数の源画像が存在し得る場合には、二つの源
画像の一方を直接に提供するために、ブロック２０４を
表にする。

【０２１３】この目的のために、表にする期間中２画像
間の選択の過程は、境界領域における２画像間の接合
が、重複領域の中央をほぼ通る直線になるように決定す
ることになり、この方法は、垂直接合による図１０にお
けると同様に、カメラが水平に並んだ場合にも適用する
ことができる。

【０２１４】図１５は、関数Ｇ^-1の実施、すなわち、つ
ぎの式の計算のための機能的ブロック線図を表わしたも
のである。 α＝Ａ^*＋θ^* （２３ａ） β＝ tan^-1〔（Ｙ^*−Ｙ₀）（cos Ａ^*）／ｄ^*〕（２２ｂ）ここにＡ^*＝ tan^-1（Ｘ^*／ｄ^*）（２０ａ）およびＹ₀＝ｄ^*・ tan^*φ^* （１９）

【０２１５】したがって、画像処理装置のこの部分２２
０は、つぎの各構成要素を備えている：目標画像Ｉ^*の
全画素Ｍ^*の座標Ｘ^*，Ｙ^*を順次に提供するアドレス
発生器システム１１３；目標画像のパラメータの蓄積シ
ステム２１０；メモリブロック２１０から抽出した尺度
率ｄ^*の逆数を提供する反転器５２、第１座標Ｘ^*と１
／ｄ^*とを乗算する乗算器５１、乗算器５１が提供する
結果に適用する逆正切を計算するとともに、中間変数Ａ
^*を提供するモジュール５８、および、ブロック２１０
からのパラメータθ^*および中間変数Ａ^*を受取って第
１球面座標αを提供する加算器５９を含有し、球面座標
αを提供するために第１座標Ｘ^*を処理するシステム；
並びに、反転器５２からの結果（１／ｄ^*）および変数
Ｙ^*を受取る乗算器５４、ブロック２１０が提供する目
標画像パラメータφ^*を受取る正切計算手段５７、乗算
器５４からの結果（Ｙ^*／ｄ^*）およびブロック５７の
出力のｔａｎφ^*値を受取って、その結果を乗算器５６
の入力に供給する差算器５５、中間変数Ａ^*を受取って
乗算器５６の入力にｃｏｓＡ^*を供給する余弦計算ブロ
ック６０、加算器ブロック５５からの結果およびｃｏｓ
Ａ^*を受取る乗算器５６、および、乗算器５６からの結
果を受取って第２球面座標βを提供する逆正切計算モジ
ュール６１を含有して、球面座標βを提供するために第
２座標Ｙ^*を処理するシステムを備えている。

【０２１６】三角法比（ｃｏｓ，ｔａｎ^-1，ｔａｎ）を
計算するブロックおよび反転器ブロックは、例えばＲＯ
Ｍメモリに負荷し得る図表（ラット）の固定手段によっ
て構成することができる。

【０２１７】説明のために、画素の符号化についてクレ
ーレベルすなわち輝度によって前述したところは、カラ
ー画像の符号化にも適用することができ、その符号化
は、さらに多くのビット数に対しても簡単に実施され
る。

【０２１８】したがって、本発明の変形においては、源
画像ＩもしくはＩ_jの点Ｍについて決定し、目標画像Ｉ
^*の画素Ｍ^*に配置すべき関数Ｑを、前述した輝度関
数、もしくは、色度関数、もしくは、輝度および色度の
関数、もしくは、Ｘ線強度関数、もしくは、γ線強度関
数などとすることができる。

【０２１９】一般に、関数Ｑは、源画像について計算し
た点Ｍにおけるディジタル信号の特性関数である。

【０２２０】目標画像には目につく接合がないのである
から、複数の手段、すなわち、固定カメラの精細な較
正、および、欠点のない目標画像における集中により完
全な並置が得られるまで、固定カメラのモデルのパラメ
ーターの可能な修正を続ける帰還の結果の訂正を行なう
必要がある。

【０２２１】この動作すなわち初期化は、較正動作の積
分部分として理解すべきである。

【０２２２】

【表１】

【０２２３】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、同じ中心および目下の
点を有する球面座標とともに、絶対枠と称する固定の直
交３次元枠に斜視的に表わしたいわゆる源画像および目
標画像をそれぞれ示す線図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は絶対枠と同じ原点を有す
る個別の直交枠に斜視的に表わした源画像および目標画
像をそれぞれ示す線図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）は個別枠の一方の平面にお
ける源画像の射影および他方の平面に平行の源画像をそ
れぞれ表わす線図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は個別の直交枠の一方の平
面上の目標画像の射影および他方の平面に平行の目標画
像をそれぞれ表わす線図である。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は源画像の光学軸を含む絶
対枠の垂直平面および水平平面における源画像の射影を
それぞれ表わす線図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は目標画像の光学軸を含む
絶対枠の垂直平面および水平平面における目標画像の射
影をそれぞれ表わす線図である。

【図７】関数Ｇ^-1を計算するために、目標画像に適用す
るローテーションにより行なわれる第１変換の結果を斜
視的に示す線図である。

【図８】（Ａ）および（Ｂ）は関数Ｇ^-1の計算において
目標画像に適用するローテーションによって行なう第１
変換および本発明により簡単化した関数Ｇ^-1の計算を行
なうためにローテーションの結果に適用する変換によっ
て行なう第２の変換の効果をそれぞれ斜視的に表わす線
図である。

【図９】（Ａ）および（Ｂ）は関数Ｇ^-1の計算用に目標
画像に適用する種々の変換の動作を垂直平面に、斜視的
変換Ｇ^-1およびＦの動作を斜視的にそれぞれ表わす線図
である。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は隣接２源画像
およびその２源画像から再構成した目標画像の絶対枠の
水平平面における射影およびその水平平面を分離してそ
れぞれ表わすとともに、視野を混ぜた３台の実際のカメ
ラが形成する隣接３源画像を源画像平面に垂直の平面に
表わす線図である。

【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は傾斜角、回転角および
尺度率を固定するパラメータによる隣接２源画像を跨ぐ
部分の隣接２源画像の境界設定および目標画像の再構成
をそれぞれ表わす線図である。

【図１２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および（Ｄ）は左源
画像、隣接する右源画像、左右源画像の右左端縁を単に
一致させて形成した目標画像および２開始源画像に本発
明画像処理システムを適用して得た目標画像をそれぞれ
示す線図である。

【図１３】本発明によるアドレス計算器型の画像処理装
置を機能的ブロック図として表わす線図である。

【図１４】図１３によるアドレス計算器を複数源画像に
適用して組込んだ画像処理装置を機能的ブロック図とし
て表わす線図である。

【図１５】関数Ｇ^-1を実行する三角法的関数を計算する
システムを機能的ブロック図として示す線図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ピエールルロンフランス国 94130 ノジャン−スル−マルヌリュフェデルブ６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】源画像（Ｉ）と呼ぶ画像に適用する幾何
学的斜視情報により、傾斜角、回転角およびなるべく源
画像に関連した尺度率の修正によって再構成した源画像
を表わす目標画像（Ｉ^*）と呼ぶ算出画像を構成するた
めにディジタル画像を処理する方法において、源画像
（Ｉ）と目標画像（Ｉ^*）とに共通の視点（Ｐ）および
視点（Ｐ）を原点とする真正基準枠の決定、並びに、前
記基準枠における目標画像（Ｉ^*）の傾斜角（φ^*）₁
回転角（θ^*）および尺度率（ｄ ^*）の測定零傾斜角、目標画像（Ｉ^*）のと等しい回転角
（θ^*）、目標画像（Ｉ^*）の光学軸（ＰＺ^*）に揃え
た幾何中心（Ω^* _H）および目標画像（Ｉ^*）と同じ枠
（２Ｖ^* _x，２Ｖ^* _y）を具えて目標画像（Ｉ^*）のア
ドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）を有する各画像（Ｍ^*）が射影画
像（Ｈ^*）の同じアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）を有する射影
（Ｍ^* _H）の複写を有するようにした目標画像（Ｉ^*）
の射影と呼ぶ画像（Ｈ^*）の規定並びに目標画像
（Ｉ^*）のアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）を有する開始画素
（Ｍ^*）と呼ぶ画素毎に、前記基準枠において原点
（Ｐ）を射影（Ｍ^* _H）の複写画素に関連させる光線を
規定する一対のいわゆる球面座標（α，β）の三角法関
数Ｇ^-1による計算の各過程を備えたことを特徴とする画
像処理方法。
【請求項２】球面座標（α，β）を計算するために、
目標画像（Ｉ^*）を射影画像（Ｈ^*）として投影した平
面（Ｈ）を、目標画像（Ｉ^*）の尺度率（ｄ ^*）に等し
い前記基準枠の原点（Ｐ）からの距離に位置させるとと
もに、その計算に、第１および第２の球面座標（α，
β）の、開始画素（Ｍ^*）の射影画像（Ｈ^*）における
射影下の複写画素（Ｍ^* _H）の第１および第２の座標に
対する第１および第２の三角法的関係による第１および
第２の計算を含み、目標画像（Ｉ ^*）の傾斜角
（φ^*）、回転角（θ^*）および尺度率（ｄ^*）の関数
を係数として前記三角法的関係が有することを特徴とす
る請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】各対の球面座標（α，β）の計算におい
て、第１および第２の三角法的関係が【数１】であることを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】表に蓄積されて、目標画像（Ｉ^*）の開
始画素（Ｍ^*）に対応した源画像（Ｉ）の点（Ｍ）のア
ドレスを構成する対（Ｘ，Ｙ）の、その表のアドレス
（α₀，β₀）の一つを備えた球面座標（α，β）の算
出対を、その表の分解能の範囲内に整合させてその表か
ら読出す過程を備えたことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項５】初期段階において、源画像（Ｉ）の局部
枠によって規定し、原点として共通視点を有する前記基
準枠に規定した所定の球面座標の対（α₀，β₀）が形
成する前記表のアドレスに蓄積した点（Ｍ）の座標の対
を前記表に負荷するとともに、源画像（Ｉ）の傾斜角
（φ）、回転角（θ）および尺度率（ｄ）を固定パラメ
ータとして有する三角法関数により、座標（Ｘ，Ｙ）の
各対を球面座標の対（α₀，β₀）に関連させる過程を
備えたことを特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
【請求項６】前記表の負荷に先立ち、球面座標
（α₀，β₀）の対に関連した源画像（Ｉ）の点（Ｍ）
の座標（Ｘ，Ｙ）の対を計算するとともに、源画像
（Ｉ）の各点（Ｍ）の第１および第２の座標（Ｘ，Ｙ）
の第１および第２の計算を、球面座標（α₀，β₀）の
変数として有する第１および第２の三角法的関係によ
り、前記計算に含める過程を備えたことを特徴とする請
求項５記載の画像処理方法。
【請求項７】源画像（Ｉ）の点（Ｍ）の座標（Ｘ，
Ｙ）の各対の計算において、第１および第２の三角法的
関係がそれぞれ【数２】であることを特徴とする請求項６記載の画像処理方法。
【請求項８】すべてが前記基準枠の原点と共通の視点
を有する複数の隣接源画像（Ｉ₁〜Ｉ_n）にそれぞれ適
用した複数の幾何学的変換により、その源画像群の隣接
した副部分を表わして、その源画像群の副部分にそれぞ
れ関連した傾斜角、回転角およびなるべくは尺度率に修
正を施して再構成した目標画像の構成に、その目標画像
の開始画素（Ｍ^*）に対応する源画像（Ｉ）の点（Ｍ）
のアドレス（Ｘ，Ｙ）の前記表からの読出しに、その点
（Ｍ）が存在するｎ個の源画像から特別の源画像を指示
する指標の前記表の同一アドレスからの読出しを組合わ
せて含めた過程を備えたことを特徴とする請求項１乃至
７のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項９】源画像（Ｉ）において計算した各点
（Ｍ）のディジタル信号の特性関数の評価およびその特
性関数の目標画像（Ｉ^*）において対応する開始画素
（Ｍ^*）に対する割当ての過程を備えたことを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１０】源画像（Ｉ）と呼ぶ画像に適用した幾
何学的斜視変換により源画像（Ｉ）に関連した傾斜角、
回転角およびなるべくは尺度率に修正を施して再構成し
た源画像（Ｉ）を表わす目標画像（Ｉ^*）と呼ぶ算出画
像を構成するためにディジタル画像を処理する装置にお
いて、目標画像（Ｉ^*）の視点を源画像（Ｉ）の視点（Ｐ）に
固定するとともに、原点が共通の視点（Ｐ）に位置する
真正基準枠を規定する手段（２０１）、含有するアドレ
ス計算器（２００）、および、請求項１乃至３のいずれ
かに記載の方法を用いて計算した三角法関数により前記
基準枠について計算したいわゆる球面座標対（α，β）
を、目標画像（Ｉ^*）においてアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）
を付した開始画素（Ｍ^*）と呼ぶ画素毎に提供する計算
手段（２２０）を備えたことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項１１】球面座標（α，β）の計算した対毎
に、図表作成手段の分解能の範囲内で、蓄積した請求項
４乃至７のいずれかに記載の方法に従い、目標画像（Ｉ
^*）における開始画素（Ｍ^*）に対応した点（Ｍ）の源
画像（Ｉ）におけるアドレスを構成する対（Ｘ，Ｙ）を
提供する図表作成手段（２０４）を備えたことを特徴と
する請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】源画像（Ｉ）において計算した各点
（Ｍ）に結合したディジタル信号の特性関数の評価手段
（１１２）、および、目標画像（Ｉ^*）において対応す
る各開始画素（Ｍ^*）にその特性関数を割当てる手段
（１１７）を備えたことを特徴とする請求項１１記載の
画像処理装置。
【請求項１３】加算器もしくは乗算器と組合わせた三
角法関数を計算するためのモジュール、もしくは、目標
画像（Ｉ^*）の局部枠における開始画素（Ｍ ^*）の第１
座標（Ｘ^*）を変数として有する第１三角法的関係によ
って第１球面座標（α）の計算を行なうとともに、請求
項３記載の方法により、その局部枠における画素
（Ｍ^*）の第２座標（Ｙ^*）を変数として有する第２三
角法的関係によって第２球面座標（β）の計算を行なう
ためのインバータ・モジュールを備えたことを特徴とす
る請求項１０乃至１２のいずれかに記載の画像処理装
置。
【請求項１４】局部枠における目標画像（Ｉ^*）の画
素（Ｍ^*）のアドレス（Ｘ^*，Ｙ^*）を発生させるため
のアドレス発生器（１１３）を備えたことを特徴とする
請求項１０乃至１３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１５】基準枠における目標画像（Ｉ^*）の傾
斜角（φ^*）、回転角（θ^*）および尺度率（ｄ^*）の
値を提供するための蓄積手段（２１０）並びにそのフレ
ーミング（Ｖ_X ^*，Ｖ_y ^*）を提供するたの蓄積手段
（２０１）を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１
４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１６】源画像（Ｉ）の傾斜角（φ）、回転角
（θ）および尺度率（ｄ）を提供するための蓄積手段
（２１）を備えたことを特徴とする請求項１０乃至１５
のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１７】目標画像（Ｉ^*）の傾斜角（φ^*）、
回転角（θ^*）、尺度率（ｄ^*）およびフレーミング
（Ｖ_x ^*，Ｖ_y ^*）に対する値を使用者が定め得るイン
ターフェース・モジュール（２）を備えたことを特徴と
する請求項１０乃至１６のいずれかに記載の画像処理装
置。
【請求項１８】再構成した目標画像（Ｉ^*）を表示も
しくは蓄積するための手段を備えたことを特徴とする請
求項１０乃至１７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１９】基準枠の原点と共通の視点を有するｎ
個の隣接ディジタル源画像（Ｉ₁〜Ｉ_n）を形成するた
めのモジュールを備えるとともに、源画像の副部分のそ
れぞれに関連した傾斜角、回転角およびなるべくは尺度
率に修正を施して、前記源画像群の隣接部分から構成し
た目標画像を構成するために、図形作成手段（２０４）
に、特別の源画像（Ｉ₁〜Ｉ_n）の画素（Ｍ）のアドレ
ス（Ｘ，Ｙ）と組合わせて、その点（Ｍ）が存在するそ
の特別の源画像の指標を備えたことを特徴とする請求項
１０乃至１８のいずれせかに記載の画像処理装置。