JPH09261523A - 画像入力装置及び画像記録再生装置 - Google Patents
画像入力装置及び画像記録再生装置Info
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- JPH09261523A JPH09261523A JP8070011A JP7001196A JPH09261523A JP H09261523 A JPH09261523 A JP H09261523A JP 8070011 A JP8070011 A JP 8070011A JP 7001196 A JP7001196 A JP 7001196A JP H09261523 A JPH09261523 A JP H09261523A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高解像度で高速、かつ時間的効率の良い画像
入力装置を提供することにある。 【解決手段】 魚眼レンズ１０１と、アレイセンサ１１
２と、アレイセンサより出力された画像データ及び各種
データを格納するバッファ１０２〜１０５と、アレイセ
ンサより読み出され、バッファに格納された画像データ
より、画像の特徴点を検出するとともに、その特徴点の
変化から、画像の変化のある部分と変化のない部分とを
識別し、この識別結果に基づいて前記レンズ系の光軸を
制御する光軸位置制御装置１１６と、光軸位置制御手段
及びアレイセンサを制御することにより画像の変化する
部分の画像を取り込むように制御する状態ビット１〜６
からなるマイクロコンピュータとを備えた画像入力装
置。
入力装置を提供することにある。 【解決手段】 魚眼レンズ１０１と、アレイセンサ１１
２と、アレイセンサより出力された画像データ及び各種
データを格納するバッファ１０２〜１０５と、アレイセ
ンサより読み出され、バッファに格納された画像データ
より、画像の特徴点を検出するとともに、その特徴点の
変化から、画像の変化のある部分と変化のない部分とを
識別し、この識別結果に基づいて前記レンズ系の光軸を
制御する光軸位置制御装置１１６と、光軸位置制御手段
及びアレイセンサを制御することにより画像の変化する
部分の画像を取り込むように制御する状態ビット１〜６
からなるマイクロコンピュータとを備えた画像入力装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願は、画像入力装置に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像入力装置は、たとえば、ビデ
オカメラのように通常のレンズ系、恒等写像を実現する
レンズ系であったり、スキャナのようにラインセンサで
あったり、実空間の座標系からセンサ平面上への座標変
換が線形であるような入力系を用いている。
オカメラのように通常のレンズ系、恒等写像を実現する
レンズ系であったり、スキャナのようにラインセンサで
あったり、実空間の座標系からセンサ平面上への座標変
換が線形であるような入力系を用いている。
【０００３】このような入力系では、アレイセンサのセ
ンサ間ピッチが一定であれば、サンプリング周波数が十
分大きければ、入力データには、引き続き行われる処理
に十分な情報が含まれているという利点がある。
ンサ間ピッチが一定であれば、サンプリング周波数が十
分大きければ、入力データには、引き続き行われる処理
に十分な情報が含まれているという利点がある。
【０００４】また画像を記録する画像記録再生装置の表
示系の一般的な構成を図９（モノクロ），図１０（カラ
ー）に示す。基本的にカラーの場合は、モニクロの系
を、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色にそれぞれ持たせたものと考えるこ
とができる。
示系の一般的な構成を図９（モノクロ），図１０（カラ
ー）に示す。基本的にカラーの場合は、モニクロの系
を、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色にそれぞれ持たせたものと考えるこ
とができる。
【０００５】図９によれば、液晶パネルに表示される画
像を光源より発せられた光を集光レンズで集光させた光
で照明し、投写レンズで拡大してスクリーンに投写する
ようになっている。所謂液晶プロジェクタと称されるも
のである。
像を光源より発せられた光を集光レンズで集光させた光
で照明し、投写レンズで拡大してスクリーンに投写する
ようになっている。所謂液晶プロジェクタと称されるも
のである。
【０００６】図１０はＲ，Ｇ，Ｂ各色成分ごとに画像形
成用の液晶を備え、光源からの光をフィルタ、複数の反
射鏡とダイクロイックミラーによって合成し、投写レン
ズを介してスクリーンへと投射するものである。原理的
には図９のモノクロタイプと同様のシステムである。
成用の液晶を備え、光源からの光をフィルタ、複数の反
射鏡とダイクロイックミラーによって合成し、投写レン
ズを介してスクリーンへと投射するものである。原理的
には図９のモノクロタイプと同様のシステムである。
【０００７】ディスプレイを観察する観察者に対する画
角は大きいほうが臨場感が得られる。これは通常のＴＶ
のような表示装置でも望まれることであるが、カメラ一
体型ビデオのファインダには、より一層重要な機能であ
る。それは、ファインダを覗いているときは、限られた
範囲の情報以外は一切見ることができず、自分のすぐ近
くに障害物があるかどうかも知覚できないからである。
角は大きいほうが臨場感が得られる。これは通常のＴＶ
のような表示装置でも望まれることであるが、カメラ一
体型ビデオのファインダには、より一層重要な機能であ
る。それは、ファインダを覗いているときは、限られた
範囲の情報以外は一切見ることができず、自分のすぐ近
くに障害物があるかどうかも知覚できないからである。
【０００８】一方、映像表現の面から考えても、例えば
運動会のとき、自分の子供は高解像度で、その周辺は広
範囲に低解像度で撮影したいと希望する人も少なくない
であろう。
運動会のとき、自分の子供は高解像度で、その周辺は広
範囲に低解像度で撮影したいと希望する人も少なくない
であろう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
画像入力装置では、固定均一サンプリングの入力系で
は、画像の情報がない領域に対しても、画像情報のある
領域と同じ解像度ピッチで入力するため、このようなデ
ータに対しては、時間を費やす割に得られる情報は少な
い。
画像入力装置では、固定均一サンプリングの入力系で
は、画像の情報がない領域に対しても、画像情報のある
領域と同じ解像度ピッチで入力するため、このようなデ
ータに対しては、時間を費やす割に得られる情報は少な
い。
【００１０】そこで、本願発明の課題は、上述した問題
点を解決し、高解像度で高速、かつ時間的効率の良い画
像入力装置を提供することにある。
点を解決し、高解像度で高速、かつ時間的効率の良い画
像入力装置を提供することにある。
【００１１】また上述の画像記録再生装置では、有効な
画面は座標系が歪まない範囲に限られており、また解像
度に関しても、画像全域に渡って均一になるように構成
されていた。このような構成で臨場感を得るために画角
を広げる方法として、以下の２とおりが考えられる。第
１に、画像の解像度を保持するためには、画像の画素数
を大きくしなければならない。第２に、画像の画素サイ
ズを保持しようとする解像度を犠牲にしなければならな
い。
画面は座標系が歪まない範囲に限られており、また解像
度に関しても、画像全域に渡って均一になるように構成
されていた。このような構成で臨場感を得るために画角
を広げる方法として、以下の２とおりが考えられる。第
１に、画像の解像度を保持するためには、画像の画素数
を大きくしなければならない。第２に、画像の画素サイ
ズを保持しようとする解像度を犠牲にしなければならな
い。
【００１２】そこで本願発明の課題は、上述した問題点
を解決し、画像の重要な部分を高解像度で、その周辺を
低解像度でというように、その目的に応じて解像度を可
変し、広画角で効率の良い画像記録再生を可能とした画
像記録再生装置を提供することにある。
を解決し、画像の重要な部分を高解像度で、その周辺を
低解像度でというように、その目的に応じて解像度を可
変し、広画角で効率の良い画像記録再生を可能とした画
像記録再生装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願における請求項１に記載の発明によれば、レ
ンズ系（実施の形態では、魚眼レンズ１０１に相当す
る）と、アレイセンサと、前記アレイセンサより出力さ
れた画像データを格納するバッファ（実施の形態ではバ
ッファ１０２〜１０５に相当する）と、前記アレイセン
サより読み出され、前記バッファに格納された画像デー
タより、画像の特徴点を検出するとともに、その特徴点
の変化から、画像の変化のある部分と変化のない部分と
を識別し、この識別結果に基づいて前記レンズ系の光軸
を制御する光軸制御手段（実施の形態では光軸位置制御
装置１１６に相当する）と、前記光軸制御手段及びアレ
イセンサを制御することにより画像の変化する部分の画
像を取り込むように制御する制御手段（実施の形態では
状態ビット１〜６に相当する）とを備えた画像入力装置
を特徴とする。
めに、本願における請求項１に記載の発明によれば、レ
ンズ系（実施の形態では、魚眼レンズ１０１に相当す
る）と、アレイセンサと、前記アレイセンサより出力さ
れた画像データを格納するバッファ（実施の形態ではバ
ッファ１０２〜１０５に相当する）と、前記アレイセン
サより読み出され、前記バッファに格納された画像デー
タより、画像の特徴点を検出するとともに、その特徴点
の変化から、画像の変化のある部分と変化のない部分と
を識別し、この識別結果に基づいて前記レンズ系の光軸
を制御する光軸制御手段（実施の形態では光軸位置制御
装置１１６に相当する）と、前記光軸制御手段及びアレ
イセンサを制御することにより画像の変化する部分の画
像を取り込むように制御する制御手段（実施の形態では
状態ビット１〜６に相当する）とを備えた画像入力装置
を特徴とする。
【００１４】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、請求項１において、前記制御手段を、複数の状
態ビットを有し、これらの状態ビットによって、各構成
要素を制御するように構成する。
よれば、請求項１において、前記制御手段を、複数の状
態ビットを有し、これらの状態ビットによって、各構成
要素を制御するように構成する。
【００１５】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、請求項２において、さらにバッファに格納され
た画像を補正する画像データ補正手段（実施の形態では
画像データ補正装置１１７に相当する）と、前記バッフ
ァに格納された画像を復元する画像データ復元手段（実
施の形態では画像データ復元装置１１８に相当する）を
備えた構成とする。
よれば、請求項２において、さらにバッファに格納され
た画像を補正する画像データ補正手段（実施の形態では
画像データ補正装置１１７に相当する）と、前記バッフ
ァに格納された画像を復元する画像データ復元手段（実
施の形態では画像データ復元装置１１８に相当する）を
備えた構成とする。
【００１６】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項１において、前記レンズ系は、魚眼レン
ズを含む構成とする。
よれば、請求項１において、前記レンズ系は、魚眼レン
ズを含む構成とする。
【００１７】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、所定の光学特性を有する光学レンズ系（実施の
形態では光学レンズ系３０１に相当する）と、前記光学
レンズ系によって結像された画像を光電変換して撮像信
号を出力する撮像センサ（実施の形態ではアレイセンサ
３０３に相当する）と、前記撮像センサより出力された
画像情報を記録媒体に記録する記録手段（実施の形態で
は信号記録装置３０５に相当する）と、前記信号記録手
段によって前記記録媒体（実施の形態では信号記録媒体
３０６に相当する）上に記録された画像情報を再生する
再生手段（実施の形態では信号再生装置に相当する）
と、前記信号再生手段によって再生された前記画像情報
を前記光学レンズ系の前記光学特性の逆写像で表示する
表示手段（実施の形態では信号処理装置３１２、平行光
源３０８、液晶パネル３０９、光学レンズ系３１０に相
当する）とを備えた構成とする。
よれば、所定の光学特性を有する光学レンズ系（実施の
形態では光学レンズ系３０１に相当する）と、前記光学
レンズ系によって結像された画像を光電変換して撮像信
号を出力する撮像センサ（実施の形態ではアレイセンサ
３０３に相当する）と、前記撮像センサより出力された
画像情報を記録媒体に記録する記録手段（実施の形態で
は信号記録装置３０５に相当する）と、前記信号記録手
段によって前記記録媒体（実施の形態では信号記録媒体
３０６に相当する）上に記録された画像情報を再生する
再生手段（実施の形態では信号再生装置に相当する）
と、前記信号再生手段によって再生された前記画像情報
を前記光学レンズ系の前記光学特性の逆写像で表示する
表示手段（実施の形態では信号処理装置３１２、平行光
源３０８、液晶パネル３０９、光学レンズ系３１０に相
当する）とを備えた構成とする。
【００１８】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、請求項５において、前記光学レンズ系を、魚眼
レンズを含む構成とする。
よれば、請求項５において、前記光学レンズ系を、魚眼
レンズを含む構成とする。
【００１９】また本願における請求項７に記載の発明に
よれば、請求項６において、前記表示手段を、平行光源
を有し、該平行光源と、前記魚眼レンズと逆の光学特性
を有する表示装置によって構成する。
よれば、請求項６において、前記表示手段を、平行光源
を有し、該平行光源と、前記魚眼レンズと逆の光学特性
を有する表示装置によって構成する。
【００２０】また本願における請求項８に記載の発明に
よれば、請求項５において、前記表示装置を、液晶表示
装置と、背面投射型ディスプレイによって構成した。
よれば、請求項５において、前記表示装置を、液晶表示
装置と、背面投射型ディスプレイによって構成した。
【００２１】また本願における請求項９に記載の発明に
よれば、請求項８において、前記表示装置を、前記液晶
表示手段と、前記再生手段によって再生された再生信号
を処理する信号処理装置と、集光レンズとから構成す
る。
よれば、請求項８において、前記表示装置を、前記液晶
表示手段と、前記再生手段によって再生された再生信号
を処理する信号処理装置と、集光レンズとから構成す
る。
【００２２】また本願における請求項１０の発明によれ
ば、請求項５において、少なくとも前記光学レンズ光学
系と、前記撮像センサとを配した第１の筐体を２軸方向
に回転可能に支持する第１の回転機構と、前記回転機構
の前記２軸方向の回転量を検出する検出手段と、前記表
示手段を配した第２の筐体を２軸方向に回転可能に支持
する第２の回転機構とを備え、前記記録手段を前記撮像
センサによって入力された画像信号と、前記検出手段に
よって検出された回転量情報とを前記記録媒体に記録す
る構成とし、前記再生手段を前記記録媒体より前記画像
信号と前記回転量情報を再生する構成とし、前記表示手
段を前記画像信号を表示するとともに、前記回転量情報
に基づいて前記第２の筐体を２軸方向に回転制御するよ
うに構成する。
ば、請求項５において、少なくとも前記光学レンズ光学
系と、前記撮像センサとを配した第１の筐体を２軸方向
に回転可能に支持する第１の回転機構と、前記回転機構
の前記２軸方向の回転量を検出する検出手段と、前記表
示手段を配した第２の筐体を２軸方向に回転可能に支持
する第２の回転機構とを備え、前記記録手段を前記撮像
センサによって入力された画像信号と、前記検出手段に
よって検出された回転量情報とを前記記録媒体に記録す
る構成とし、前記再生手段を前記記録媒体より前記画像
信号と前記回転量情報を再生する構成とし、前記表示手
段を前記画像信号を表示するとともに、前記回転量情報
に基づいて前記第２の筐体を２軸方向に回転制御するよ
うに構成する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２４】本発明の第１の実施の形態は、魚眼レンズ
撮像系を用いたスキャナ等の撮像系において、画像の取
り込みの効率化を図ったものであり、２次元画像入力装
置、２次元画像の特徴量抽出装置、符号化装置等を適宜
制御することによって、上記効率化を実現するものであ
る。
撮像系を用いたスキャナ等の撮像系において、画像の取
り込みの効率化を図ったものであり、２次元画像入力装
置、２次元画像の特徴量抽出装置、符号化装置等を適宜
制御することによって、上記効率化を実現するものであ
る。
【００２５】次に図１を用いて詳細に説明する。
【００２６】図１の実施例によれば、１０１は画像入力
光学系としての魚眼レンズである。ここでは魚眼レンズ
として立体射影レンズを取上げるが、他の魚眼レンズ、
例えば正射影レンズ、等立体角レンズ等を用いることも
できる。
光学系としての魚眼レンズである。ここでは魚眼レンズ
として立体射影レンズを取上げるが、他の魚眼レンズ、
例えば正射影レンズ、等立体角レンズ等を用いることも
できる。
【００２７】この魚眼レンズ１０１の光学系において、
γをレンズ中心から距離Ｌ離れた位置にある画像面上に
おける極座標の動径、ρを魚眼レンズで画像が変換され
た後の極座標系の動径、θを方位角、φを光軸に対する
光の入射角度、ξをレンズの焦点距離とすると、γ及び
ρは、 ρ＝２ξｔａｎ（φ／２） …（１） γ＝Ｌｔａｎ（φ） …（２） の式でそれぞれ表すことができる。これらより、γはρ
の関数として次式で表すことができる。この関数を魚眼
レンズ光学系の逆写像の関数ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）の
ように表すことにすると、 γ＝ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）＝Ｌ（ρ／ξ）／（１−（ρ／２ξ）2 …（３） のようになる。これが立体射影レンズにおける（ρ，
θ）座標系の、（γ，θ）座標系への座標変換を意味す
るものである。
γをレンズ中心から距離Ｌ離れた位置にある画像面上に
おける極座標の動径、ρを魚眼レンズで画像が変換され
た後の極座標系の動径、θを方位角、φを光軸に対する
光の入射角度、ξをレンズの焦点距離とすると、γ及び
ρは、 ρ＝２ξｔａｎ（φ／２） …（１） γ＝Ｌｔａｎ（φ） …（２） の式でそれぞれ表すことができる。これらより、γはρ
の関数として次式で表すことができる。この関数を魚眼
レンズ光学系の逆写像の関数ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）の
ように表すことにすると、 γ＝ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）＝Ｌ（ρ／ξ）／（１−（ρ／２ξ）2 …（３） のようになる。これが立体射影レンズにおける（ρ，
θ）座標系の、（γ，θ）座標系への座標変換を意味す
るものである。
【００２８】また１１２は撮像用のアレイセンサであ
り、本実施例では、センサを２次元格子状に配列した２
次元撮像センサを用いている。
り、本実施例では、センサを２次元格子状に配列した２
次元撮像センサを用いている。
【００２９】１０２はアレイセンサの出力データを格納
するバッファ１、１０３は画像データ補正部１１７から
の画像データを格納するバッファ２、１０４は画像デー
タ復元部１１８からの画像データを格納するバッファ
３、１０５はバッファ１に格納されている画像データに
対応する光軸位置のデータを格納するバッファ４であ
る。
するバッファ１、１０３は画像データ補正部１１７から
の画像データを格納するバッファ２、１０４は画像デー
タ復元部１１８からの画像データを格納するバッファ
３、１０５はバッファ１に格納されている画像データに
対応する光軸位置のデータを格納するバッファ４であ
る。
【００３０】１０６，１０７，１０８，１０９，１１
０，１１１は、それぞれ本実施例における画像入力装置
の各種動作及び状態制御を行うための状態ビット１，
２，３，４，５，６で、それぞれのビットが、０，１の
２値を格納する。これらの状態ビットはマイクロコンピ
ュータの制御を代表して表している。
０，１１１は、それぞれ本実施例における画像入力装置
の各種動作及び状態制御を行うための状態ビット１，
２，３，４，５，６で、それぞれのビットが、０，１の
２値を格納する。これらの状態ビットはマイクロコンピ
ュータの制御を代表して表している。
【００３１】アレイセンサ１１２は、魚眼レンズによっ
て結像された光学像を、空間座標が離散化されたデジタ
ル画像に変換して出力し、状態ビット１が１で、かつ状
態ビット２及び３が０のときに限り処理を実行する。
て結像された光学像を、空間座標が離散化されたデジタ
ル画像に変換して出力し、状態ビット１が１で、かつ状
態ビット２及び３が０のときに限り処理を実行する。
【００３２】横方向のセンサインデクス及びセンサピッ
チをそれぞれｍ，ΔＸ、縦方向のそれらをｎ，ΔＹと
し、インデクス（ｍ，ｎ）のセンサの出力をｇm,n と書
く。
チをそれぞれｍ，ΔＸ、縦方向のそれらをｎ，ΔＹと
し、インデクス（ｍ，ｎ）のセンサの出力をｇm,n と書
く。
【００３３】アレイセンサ平面上の極座標との関係は、
極座標の原点（これは魚眼レンズの光軸がスキャン対象
画像平面と交わる点に対応する）に対応するセンサイン
デクスを（ＭC,ＮC ）とすると、以下の式で表すことが
できる。
極座標の原点（これは魚眼レンズの光軸がスキャン対象
画像平面と交わる点に対応する）に対応するセンサイン
デクスを（ＭC,ＮC ）とすると、以下の式で表すことが
できる。
【００３４】 ΔX （ｍ−ＭC ）＝ρｃｏｓθ ΔY （ｎ−ＮC ）＝ρｓｉｎθ …（４） バッファ１への格納処理が終了したら、状態ビット１を
０に、状態ビット２及び３を１に設定する。
０に、状態ビット２及び３を１に設定する。
【００３５】また１１３は、魚眼レンズ１０１とアレイ
センサを固定する本実施例装置の筐体、１１４は本実施
例の画像入力装置を初期化する初期化装置、１１５は入
力パラメータを外部より入力するとともに、入力画像デ
ータを外部へと出力する入出力ポートである。
センサを固定する本実施例装置の筐体、１１４は本実施
例の画像入力装置を初期化する初期化装置、１１５は入
力パラメータを外部より入力するとともに、入力画像デ
ータを外部へと出力する入出力ポートである。
【００３６】１１６は光軸制御装置であり、状態ビット
４が１のときに処理を開始し、状態ビット１，２及び３
の値には依らない。
４が１のときに処理を開始し、状態ビット１，２及び３
の値には依らない。
【００３７】バッファ１に格納されている画像データに
基づいて、魚眼レンズの光軸の移動量を演算し、筐体を
２次元的に移動させる。光軸移動量の演算方法を以下に
示す。
基づいて、魚眼レンズの光軸の移動量を演算し、筐体を
２次元的に移動させる。光軸移動量の演算方法を以下に
示す。
【００３８】（ａ）バッファ１に格納されている２次元
画像の、インデクス（ｍ，ｎ）の画素の強度（カラーの
場合は３次元ベクトル）を１m,n とする。
画像の、インデクス（ｍ，ｎ）の画素の強度（カラーの
場合は３次元ベクトル）を１m,n とする。
【００３９】（ｂ）画像データ｛１m,n ｝m,n に適当な
画像処理を施すことによって特徴点を検出し、現在の光
軸位置から最も近いセンサを選択する。例えば、（ｍ1,
ｎ1）と（ｍ2 ，ｎ2 ）とのセンサで、背景以外の色を
検出した場合には、まず（ｎ1 −ｎC ）2 と（ｎ2 −Ｎ
C ）2 とを比較し、小さいほうを次の光軸中心位置とし
て選択する。これらの値が等しいときは、（ｍ1 −Ｍ
C ）2 と（ｍ2 −ＭC ）2 のうち、小さい値に対応する
点を次の光軸中心位置として選択する。
画像処理を施すことによって特徴点を検出し、現在の光
軸位置から最も近いセンサを選択する。例えば、（ｍ1,
ｎ1）と（ｍ2 ，ｎ2 ）とのセンサで、背景以外の色を
検出した場合には、まず（ｎ1 −ｎC ）2 と（ｎ2 −Ｎ
C ）2 とを比較し、小さいほうを次の光軸中心位置とし
て選択する。これらの値が等しいときは、（ｍ1 −Ｍ
C ）2 と（ｍ2 −ＭC ）2 のうち、小さい値に対応する
点を次の光軸中心位置として選択する。
【００４０】（ｃ）ここでインデクス（ｍ1 ，ｎ1 ）の
センサが選択されたとする。このインデクスをもとに、
現在の光軸位置に対する、インデクス（ｍ1 ，ｎ1 ）
の、実際の画像平面上の相対的位置（直交座標表示）
（ｘ1 ，ｙ1 ）を演算する。
センサが選択されたとする。このインデクスをもとに、
現在の光軸位置に対する、インデクス（ｍ1 ，ｎ1 ）
の、実際の画像平面上の相対的位置（直交座標表示）
（ｘ1 ，ｙ1 ）を演算する。
【００４１】
【外１】 ここで、
【００４２】
【外２】 この（ｘ1 ，ｙ1 ）が、光軸の２次元移動量を与える。
光軸位置制御装置は、上記（ｘ1 ，ｙ1 ）に光軸が一致
するように該筐体を移動させる。処理が終了したら状態
ビット４を０に、状態ビット１を１に設定する。
光軸位置制御装置は、上記（ｘ1 ，ｙ1 ）に光軸が一致
するように該筐体を移動させる。処理が終了したら状態
ビット４を０に、状態ビット１を１に設定する。
【００４３】１１７は画像データ補正手段である。この
画像データ補正手段は、状態ビット１が０、状態ビット
２が１のときに限り処理を開始する。処理は、光軸から
予め定められた範囲内にある画像データを補正すること
である。例えば、光軸に対応するアレイセンサのセンサ
番号を（ＭC ，ＮC ）とし、範囲を定める定数がＲで、
これが半径を表わす場合の具体的処理を説明する。
画像データ補正手段は、状態ビット１が０、状態ビット
２が１のときに限り処理を開始する。処理は、光軸から
予め定められた範囲内にある画像データを補正すること
である。例えば、光軸に対応するアレイセンサのセンサ
番号を（ＭC ，ＮC ）とし、範囲を定める定数がＲで、
これが半径を表わす場合の具体的処理を説明する。
【００４４】（ａ）バッファ１に格納されている画像デ
ータから、画素座標（ｍ，ｎ）が、（ｍ−ＭC ）2 ＋
（ｎ−ＮC ）2 ＜Ｒ2 を満たす画素だけを抽出して部分
画像を作る。
ータから、画素座標（ｍ，ｎ）が、（ｍ−ＭC ）2 ＋
（ｎ−ＮC ）2 ＜Ｒ2 を満たす画素だけを抽出して部分
画像を作る。
【００４５】（ｂ）魚眼レンズの写像関数の逆写像を施
し、部分画像の各画素の位置（ｍ，ｎ）を（ｍ′，
ｎ′）に補正する。補正は次式による。
し、部分画像の各画素の位置（ｍ，ｎ）を（ｍ′，
ｎ′）に補正する。補正は次式による。
【００４６】 ｍ′＝ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）ｃｏｓ（θ）， ｎ′＝ＦＩＳＨＥＹＥ-1（ρ）ｓｉｎ（θ） …（８） ただし、
【００４７】
【外３】 （ｃ）補正された画像データをバッファ２に書き込む。
【００４８】処理が終了したら状態ビット２を０に設定
する。
する。
【００４９】１１８は画像データ復元ブロックである。
【００５０】状態ビット２が０で状態３が１のときに限
り処理を実行する。画像データ復元手段で実行される処
理は、バッファ２に格納されている画像データと、バッ
ファ４に格納されている光軸座標をもとに、１枚の２次
元画像を復元することである。
り処理を実行する。画像データ復元手段で実行される処
理は、バッファ２に格納されている画像データと、バッ
ファ４に格納されている光軸座標をもとに、１枚の２次
元画像を復元することである。
【００５１】（ａ）バッファ２に格納されている画像デ
ータをＩ（ｍ，ｎ）、バッファ３に格納すべき画像デー
タをＪ（ｋ，ｌ）、バッファ４に格納されている光軸座
標を（ｘ1 ，ｙ1 ）とする。ただし光軸座標は、ホーム
ポジションを原点として表現されているとする。本発明
における画像入力装置の解像度を横方向ｐx 、縦方向ｐ
y 、対象とする画像の大きさが横Ｌx ，Ｌy とすると、
最終的に得られる出力画像は、画素数が横Ｌx ／ｐx 、
縦ＬY ／ｐy のデジタル画像である。
ータをＩ（ｍ，ｎ）、バッファ３に格納すべき画像デー
タをＪ（ｋ，ｌ）、バッファ４に格納されている光軸座
標を（ｘ1 ，ｙ1 ）とする。ただし光軸座標は、ホーム
ポジションを原点として表現されているとする。本発明
における画像入力装置の解像度を横方向ｐx 、縦方向ｐ
y 、対象とする画像の大きさが横Ｌx ，Ｌy とすると、
最終的に得られる出力画像は、画素数が横Ｌx ／ｐx 、
縦ＬY ／ｐy のデジタル画像である。
【００５２】（ｂ）光軸座標に対応する画素インデクス
（ｍ0 ，ｎ0 ）は次式で与えられる： ｍ0 ＝ｘ1 ／ｐx ， ｎ0 ＝ｙ1 ／ｐy ． …（１０） （ｃ）Ｊ（ｋ，ｌ）のインデクス（ｍ0 ，ｎ0 ）の画素
を中心にＩ（ｍ，ｎ）と同じ大きさのＪ（ｋ，ｌ）の部
分画像をＩ（ｍ，ｎ）に書き換える。
（ｍ0 ，ｎ0 ）は次式で与えられる： ｍ0 ＝ｘ1 ／ｐx ， ｎ0 ＝ｙ1 ／ｐy ． …（１０） （ｃ）Ｊ（ｋ，ｌ）のインデクス（ｍ0 ，ｎ0 ）の画素
を中心にＩ（ｍ，ｎ）と同じ大きさのＪ（ｋ，ｌ）の部
分画像をＩ（ｍ，ｎ）に書き換える。
【００５３】状態ビット３を０にする。
【００５４】上述のように構成される画像入力装置は、
与えられた対象画像を以下のように入力する。
与えられた対象画像を以下のように入力する。
【００５５】１．何らかの方法（例えばスタートキーや
入出力ポートからの信号）で画像入力開始が指定される
と、初期化装置は、状態ビット４と６をそれぞれ１に、
それ以外の状態ビットを０に設定する。
入出力ポートからの信号）で画像入力開始が指定される
と、初期化装置は、状態ビット４と６をそれぞれ１に、
それ以外の状態ビットを０に設定する。
【００５６】２．状態ビット４と６以外が０の状況で処
理を実行できるのは光軸位置制御装置である。光軸位置
制御装置は、交代ビットの４および６の両方が１である
ので、光軸をホームポジションへ移動させる。移動が完
了したら、状態ビット４と６を０に、状態ビット１を１
に設定する。
理を実行できるのは光軸位置制御装置である。光軸位置
制御装置は、交代ビットの４および６の両方が１である
ので、光軸をホームポジションへ移動させる。移動が完
了したら、状態ビット４と６を０に、状態ビット１を１
に設定する。
【００５７】３．状態ビット１が１、それ以外の状態ビ
ットが０のとき、処理を実行できるのはアレイセンサで
ある。より正確には、アレイセンサは常に状態ビット１
から４の値をチェックしており、状態ビット１が１で２
から４が全て０のときのみ、処理を開始する。アレイセ
ンサは、センサによって検出された信号を、バッファ１
に２次元画像として格納する。バッファ１への格納処理
が終了したら、状態ビット１を０に、２、３、および４
を１に設定する。
ットが０のとき、処理を実行できるのはアレイセンサで
ある。より正確には、アレイセンサは常に状態ビット１
から４の値をチェックしており、状態ビット１が１で２
から４が全て０のときのみ、処理を開始する。アレイセ
ンサは、センサによって検出された信号を、バッファ１
に２次元画像として格納する。バッファ１への格納処理
が終了したら、状態ビット１を０に、２、３、および４
を１に設定する。
【００５８】４．画像データ補正装置は、状態ビット１
と２の値をチェックしており、状態ビット１が０で状態
ビット２が１のときに限り処理を開始する。画像データ
補正装置はバッファ１に格納されている画像データを、
上述の補正処理によって補正し、バッファ２に書き込
む。処理が終了したら、状態ビット２を０にする。
と２の値をチェックしており、状態ビット１が０で状態
ビット２が１のときに限り処理を開始する。画像データ
補正装置はバッファ１に格納されている画像データを、
上述の補正処理によって補正し、バッファ２に書き込
む。処理が終了したら、状態ビット２を０にする。
【００５９】５．画像データ復元装置は状態ビット２と
３の値を常時チェックしており、状態ビット２が０で状
態ビット３が１のときに限り処理を開始する。画像デー
タ復元装置はバッファ２に格納されている画像データと
バッファ４に格納されている光軸位置座標に基づいて、
上述の処理方式に従って復元し、バッファ３に格納され
ている画像データを逐次更新する。処理が終了したら、
状態ビット３を０に設定する。
３の値を常時チェックしており、状態ビット２が０で状
態ビット３が１のときに限り処理を開始する。画像デー
タ復元装置はバッファ２に格納されている画像データと
バッファ４に格納されている光軸位置座標に基づいて、
上述の処理方式に従って復元し、バッファ３に格納され
ている画像データを逐次更新する。処理が終了したら、
状態ビット３を０に設定する。
【００６０】６．光軸位置制御装置は状態ビット４の値
を常時チェックしており、状態ビット４が１のときに処
理を開始する。状態ビット１、２、および３の値には依
らない。状態ビット４が１のときは、先ず状態ビット６
をチェックし、これが１なら初期化処理、０なら通常の
光軸移動処理を行う。上述の処理が終了したら、状態ビ
ット１を１に設定する。
を常時チェックしており、状態ビット４が１のときに処
理を開始する。状態ビット１、２、および３の値には依
らない。状態ビット４が１のときは、先ず状態ビット６
をチェックし、これが１なら初期化処理、０なら通常の
光軸移動処理を行う。上述の処理が終了したら、状態ビ
ット１を１に設定する。
【００６１】状態ビットの値によって処理の実行を決定
するので、光軸位置制御装置は、アレイセンサが作動し
ているとき以外は、処理を実行できる。つまり、光軸位
置制御装置と、画像データ補正装置、画像データ復元装
置のいづれかは、同時に処理の実行ができる。
するので、光軸位置制御装置は、アレイセンサが作動し
ているとき以外は、処理を実行できる。つまり、光軸位
置制御装置と、画像データ補正装置、画像データ復元装
置のいづれかは、同時に処理の実行ができる。
【００６２】すなわち、上述の実施例によれば、初期化
装置と、魚眼レンズと、アレイセンサと、筐体と、バッ
ファ１とバッファ２とバッファ３と、画像データ補正装
置と、画像データ復元装置と、画像データ記録装置と、
状態ビット１と、状態ビット２と、状態ビット３と、状
態ビット４と、状態ビット５と、入出力ポートと、光軸
位置制御手段とで構成される画像入力装置において、該
初期化装置は、状態ビット１、２、３、５をそれぞれ０
に、状態ビット４および６を１に設定し、該アレイセン
サは、該状態ビット１が１かつ該状態ビット２が０かつ
該状態ビット３が０のときに限り、検出信号をバッファ
１に対して出力し、１画面分出力したら状態ビット１を
０に、状態ビット２、３および４を１に、それぞれ書き
換え、バッファ４に現在の光軸座標値を書き込み、該画
像データ補正装置は状態ビット１が０かつ状態ビット２
が１のときに限り、バッファ１に記録されている画像デ
ータを所定の補正方式によって補正し、補正した画像デ
ータをバッファ２に出力し、記録し終わったら状態ビッ
ト２を０に書き換える。
装置と、魚眼レンズと、アレイセンサと、筐体と、バッ
ファ１とバッファ２とバッファ３と、画像データ補正装
置と、画像データ復元装置と、画像データ記録装置と、
状態ビット１と、状態ビット２と、状態ビット３と、状
態ビット４と、状態ビット５と、入出力ポートと、光軸
位置制御手段とで構成される画像入力装置において、該
初期化装置は、状態ビット１、２、３、５をそれぞれ０
に、状態ビット４および６を１に設定し、該アレイセン
サは、該状態ビット１が１かつ該状態ビット２が０かつ
該状態ビット３が０のときに限り、検出信号をバッファ
１に対して出力し、１画面分出力したら状態ビット１を
０に、状態ビット２、３および４を１に、それぞれ書き
換え、バッファ４に現在の光軸座標値を書き込み、該画
像データ補正装置は状態ビット１が０かつ状態ビット２
が１のときに限り、バッファ１に記録されている画像デ
ータを所定の補正方式によって補正し、補正した画像デ
ータをバッファ２に出力し、記録し終わったら状態ビッ
ト２を０に書き換える。
【００６３】該画像データ復元装置は状態ビット２が０
かつ状態ビット３が１のときに限り、バッファ２に記録
されている画像データをバッファ４に記録されている光
軸座標値をもとに変換した画像を、バッファ３に記録さ
れている画像データと合成し、処理が終わったら状態ビ
ット３を０に書き換え、該光軸位置制御装置は状態ビッ
ト４および６が１のときは、予め定められたホームポジ
ションに該筐体を移動させ、移動が終わったら状態ビッ
ト４を０に状態ビット１を１に書き換える。
かつ状態ビット３が１のときに限り、バッファ２に記録
されている画像データをバッファ４に記録されている光
軸座標値をもとに変換した画像を、バッファ３に記録さ
れている画像データと合成し、処理が終わったら状態ビ
ット３を０に書き換え、該光軸位置制御装置は状態ビッ
ト４および６が１のときは、予め定められたホームポジ
ションに該筐体を移動させ、移動が終わったら状態ビッ
ト４を０に状態ビット１を１に書き換える。
【００６４】また該光軸位置制御装置は状態ビット４が
１で６が０のときには、バッファ１に記録されている画
像データを読み込み、予め定められた処理方式によって
画像データの１画素を選択し、該選択した画素のインデ
クスから、該画素に対応する入力対象物上での座標値を
算出し、該算出座標値が予め定められた値より大きい時
には状態ビット５を１に書き換え、該算出座標値が予め
定められた値より大きくないときには、該算出座標値に
基づいて該筐体を２次元移動させ、移動が終わったら状
態ビット４を０に状態ビット１を１に書き換え、該入出
力ポートは、該状態ビット５が１のときに限り、バッフ
ァ３に記録された画像データを出力する。
１で６が０のときには、バッファ１に記録されている画
像データを読み込み、予め定められた処理方式によって
画像データの１画素を選択し、該選択した画素のインデ
クスから、該画素に対応する入力対象物上での座標値を
算出し、該算出座標値が予め定められた値より大きい時
には状態ビット５を１に書き換え、該算出座標値が予め
定められた値より大きくないときには、該算出座標値に
基づいて該筐体を２次元移動させ、移動が終わったら状
態ビット４を０に状態ビット１を１に書き換え、該入出
力ポートは、該状態ビット５が１のときに限り、バッフ
ァ３に記録された画像データを出力する。
【００６５】すなわち、魚眼レンズで画像を撮影し、ア
レイセンサで画像を電気信号に変換するか、状態ビット
を制御することにより、画像を一律にすべて均一にサン
プリングするのではなく、画像の特徴点を検出し、その
特徴点の変化を検出することによって画像の変化する部
分を識別し、撮像系を移動しながら画像のサンプリング
を行うことができる。これによって画像変化のない背景
部分と撮像したい主たる画像とを識別し、効率のよい撮
像を行うことができる。
レイセンサで画像を電気信号に変換するか、状態ビット
を制御することにより、画像を一律にすべて均一にサン
プリングするのではなく、画像の特徴点を検出し、その
特徴点の変化を検出することによって画像の変化する部
分を識別し、撮像系を移動しながら画像のサンプリング
を行うことができる。これによって画像変化のない背景
部分と撮像したい主たる画像とを識別し、効率のよい撮
像を行うことができる。
【００６６】次に本発明の第２の実施形態として、画像
記録再生装置について説明する。本実施形態は、撮像側
の光学レンズ系として魚眼レンズを用いることにより、
光軸付近では高解像度、周辺では低解像度、画角１８０
度以上を達成することができるようにし、これによっ
て、正確に記録したい限られた領域と、その周辺の広い
範囲を同時に記録することができるようにするものであ
る。また表示側に、魚眼レンズの逆写像を行う処理系を
設けることにより、魚眼レンズで歪んだ像から画角１８
０度以上の像として見ることができる。
記録再生装置について説明する。本実施形態は、撮像側
の光学レンズ系として魚眼レンズを用いることにより、
光軸付近では高解像度、周辺では低解像度、画角１８０
度以上を達成することができるようにし、これによっ
て、正確に記録したい限られた領域と、その周辺の広い
範囲を同時に記録することができるようにするものであ
る。また表示側に、魚眼レンズの逆写像を行う処理系を
設けることにより、魚眼レンズで歪んだ像から画角１８
０度以上の像として見ることができる。
【００６７】図２は、本実施例をもっとも良く表わす図
であり、２０１は、光学レンズ系であり、光学レンズ系
には魚眼レンズが含まれる。魚眼レンズで変換された後
の極座標系の動径であるγ1 は、光軸に対する入射角度
θ1 を用いて、以下のように書ける： （ａ）正射影レンズγ1 ＝ξｓｉｎ（θ1 ），（ｂ）等
距離射影レンズγ1 ＝ξθ1 ，（ｃ）等立体角射影レン
ズγ1 ＝２ξｓｉｎ（θ1 ／２），（ｄ）立体射影レン
ズγ1 ＝２ξｔａｎ（θ1 ／２）．ここで、ξはレンズ
の焦点距離である。また本光学系は回転対称であるの
で、図及び以下の説明は、全て動径方向に限って行う。
であり、２０１は、光学レンズ系であり、光学レンズ系
には魚眼レンズが含まれる。魚眼レンズで変換された後
の極座標系の動径であるγ1 は、光軸に対する入射角度
θ1 を用いて、以下のように書ける： （ａ）正射影レンズγ1 ＝ξｓｉｎ（θ1 ），（ｂ）等
距離射影レンズγ1 ＝ξθ1 ，（ｃ）等立体角射影レン
ズγ1 ＝２ξｓｉｎ（θ1 ／２），（ｄ）立体射影レン
ズγ1 ＝２ξｔａｎ（θ1 ／２）．ここで、ξはレンズ
の焦点距離である。また本光学系は回転対称であるの
で、図及び以下の説明は、全て動径方向に限って行う。
【００６８】２０２は光学系に挿入されたフィルタ系を
示しており、特にカラー画像を得る場合には、フィルタ
によって入射光をＲＧＢ成分に分解する。
示しており、特にカラー画像を得る場合には、フィルタ
によって入射光をＲＧＢ成分に分解する。
【００６９】２０３は２次元アレイセンサで、例えばＣ
ＣＤ等の撮像素子でよく、魚眼レンズの像を２次元的に
サンプリングする。センサピッチが均一な、通常のアレ
イセンサを用いる。
ＣＤ等の撮像素子でよく、魚眼レンズの像を２次元的に
サンプリングする。センサピッチが均一な、通常のアレ
イセンサを用いる。
【００７０】２０４は撮像系を収納する筐体１で、光学
レンズ系とフィルタ系と２次元アレイセンサを固定する
ものである。
レンズ系とフィルタ系と２次元アレイセンサを固定する
ものである。
【００７１】２０５は信号記録装置で、２次元アレイセ
ンサの出力信号を記録媒体に記録する装置である。
ンサの出力信号を記録媒体に記録する装置である。
【００７２】２０６は信号記録媒体で、２次元アレイセ
ンサの出力信号を記憶する記録媒体であり、半導体メモ
リ、磁気記録媒体、光学的記録媒体等、何でもよい。
ンサの出力信号を記憶する記録媒体であり、半導体メモ
リ、磁気記録媒体、光学的記録媒体等、何でもよい。
【００７３】２０７は信号再生装置で、信号記録媒体に
記録された信号を読み出す装置である。
記録された信号を読み出す装置である。
【００７４】２０８は信号再生装置によって再生された
画像を表示するディスプレイの照明となる平行光源を発
生するバックライト装置である。
画像を表示するディスプレイの照明となる平行光源を発
生するバックライト装置である。
【００７５】２０９は信号再生装置２０７によって再生
された画像を表示するための液晶パネルで、信号再生装
置によって読み出された２次元信号に基づいて、各画素
の透過率を制御することができる。これによって画像が
形成される。
された画像を表示するための液晶パネルで、信号再生装
置によって読み出された２次元信号に基づいて、各画素
の透過率を制御することができる。これによって画像が
形成される。
【００７６】２１０は、観察者によって視認されるスク
リーンであり、背面投写型スクリーンである。
リーンであり、背面投写型スクリーンである。
【００７７】２１１は、平行光源と液晶パネルとスクリ
ーンを図の位置関係で固定することによって画像表示装
置を構成する筐体２である。
ーンを図の位置関係で固定することによって画像表示装
置を構成する筐体２である。
【００７８】次に上記構成の動作を以下に示す。撮像側
は明白であるので、表示側について説明する。
は明白であるので、表示側について説明する。
【００７９】魚眼レンズによって歪められてはいるが広
角に撮像された像が２次元アレイセンサでサンプリング
され、得られた画像（列）が信号記録装置を介して記録
媒体に記録されている。そして信号再生装置によって記
録媒体２０６より記録画像（列）が読み出され、液晶パ
ネル２０９へと供給される。スクリーンは、光軸からγ
2 の距離にある液晶パネルの画素が、観察者から見て入
射角度がθ2 の位置になるような形状をしているもので
ある。このときγ2 とθ2 とは、上記魚眼レンズの関係
を満たしいる（図３参照）。
角に撮像された像が２次元アレイセンサでサンプリング
され、得られた画像（列）が信号記録装置を介して記録
媒体に記録されている。そして信号再生装置によって記
録媒体２０６より記録画像（列）が読み出され、液晶パ
ネル２０９へと供給される。スクリーンは、光軸からγ
2 の距離にある液晶パネルの画素が、観察者から見て入
射角度がθ2 の位置になるような形状をしているもので
ある。このときγ2 とθ2 とは、上記魚眼レンズの関係
を満たしいる（図３参照）。
【００８０】このようにして、液晶パネルという有限の
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。
【００８１】すなわち魚眼レンズで歪んでいても、広角
に取り込んだ画像を魚眼レンズの写像関数に対応したス
クリーンに投写することによって歪みを補償し、結果と
して画角１８０度で歪みのない広角画像を得ることがで
きる。
に取り込んだ画像を魚眼レンズの写像関数に対応したス
クリーンに投写することによって歪みを補償し、結果と
して画角１８０度で歪みのない広角画像を得ることがで
きる。
【００８２】図４は、さらに他の実施例を示す図であ
り、本実施例は、実施例１の表示系のスクリーンの画像
変換機能を、光学レンズ系に持たせたものである。
り、本実施例は、実施例１の表示系のスクリーンの画像
変換機能を、光学レンズ系に持たせたものである。
【００８３】３０１は実施形態２と同じ魚眼レンズを含
む光学レンズ系、３０２は実施形態２と同じフィルタ
系、３０３は実施形態２と同じ２次元アレイセンサ、３
０４は実施形態２と同じ筐体１、３０５は実施形態２と
同じ信号記録装置、３０６は実施形態２と同じ信号記録
媒体、３０７は実施形態２と同じ信号再生装置、３０８
は実施形態２と同じ平行光源、３０９は実施形態２と同
じ液晶パネルである。また３１２は信号再生装置の出力
に所定の信号処理を施して液晶パネル３０９に表示する
ための信号処理装置である。３１０は画像表示部の光学
レンズ系２であり、３１１は平行光源と液晶パネルと光
学レンズ系２を図のような位置関係に固定する筐体３を
示すものである。
む光学レンズ系、３０２は実施形態２と同じフィルタ
系、３０３は実施形態２と同じ２次元アレイセンサ、３
０４は実施形態２と同じ筐体１、３０５は実施形態２と
同じ信号記録装置、３０６は実施形態２と同じ信号記録
媒体、３０７は実施形態２と同じ信号再生装置、３０８
は実施形態２と同じ平行光源、３０９は実施形態２と同
じ液晶パネルである。また３１２は信号再生装置の出力
に所定の信号処理を施して液晶パネル３０９に表示する
ための信号処理装置である。３１０は画像表示部の光学
レンズ系２であり、３１１は平行光源と液晶パネルと光
学レンズ系２を図のような位置関係に固定する筐体３を
示すものである。
【００８４】上記構成の動作例を以下に示す。撮像側は
明白であるので、表示側について図５を参照して説明す
る。
明白であるので、表示側について図５を参照して説明す
る。
【００８５】前述の実施例と同様に魚眼レンズによって
歪められた像が２次元アレイセンサでサンプリングさ
れ、得られた画像（列）が記録媒体に記録されている。
信号再生装置によって記録画像（列）が読み出される。
光学レンズ系２は、光軸からγ2 の距離にある液晶パネ
ルの画素が、観察者から見て入射角度がθ2 の位置にな
るように構成されているものである。このとき、γ2 と
θ2 とは、上記魚眼レンズの関係を満たしている（図５
参照）。
歪められた像が２次元アレイセンサでサンプリングさ
れ、得られた画像（列）が記録媒体に記録されている。
信号再生装置によって記録画像（列）が読み出される。
光学レンズ系２は、光軸からγ2 の距離にある液晶パネ
ルの画素が、観察者から見て入射角度がθ2 の位置にな
るように構成されているものである。このとき、γ2 と
θ2 とは、上記魚眼レンズの関係を満たしている（図５
参照）。
【００８６】このようにして、液晶パネルという有限の
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。すなわち、魚眼レンズ撮像系
で撮像した画像の歪みを表示系のレンズによって半球面
画像に変換するものである。
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。すなわち、魚眼レンズ撮像系
で撮像した画像の歪みを表示系のレンズによって半球面
画像に変換するものである。
【００８７】図６はさらに他の実施形態を示す図であ
り、本実施例は、表示系をスクリーンに画像を表示する
プロジェクタータイプにしたものである。
り、本実施例は、表示系をスクリーンに画像を表示する
プロジェクタータイプにしたものである。
【００８８】４０１は実施形態２と同じ光学レンズ系、
４０２は実施形態２と同じフィルタ系、４０３は実施形
態２と同じ２次元アレイセンサ、４０４は実施形態２と
同じ筐体１、４０５は実施形態２と同じ信号記録装置、
４０６は実施形態２と同じ信号記録媒体、４０７は実施
形態２と同じ信号再生装置、４０８は実施形態２と同じ
平行光源、４０９は実施形態２と同じ液晶パネル、４１
０は光学レンズ系３、４１１は平行光源と液晶パネルと
光学レンズ系３を図に示す位置関係に固定する筐体４で
ある。４１２は前面投写型スクリーンである。
４０２は実施形態２と同じフィルタ系、４０３は実施形
態２と同じ２次元アレイセンサ、４０４は実施形態２と
同じ筐体１、４０５は実施形態２と同じ信号記録装置、
４０６は実施形態２と同じ信号記録媒体、４０７は実施
形態２と同じ信号再生装置、４０８は実施形態２と同じ
平行光源、４０９は実施形態２と同じ液晶パネル、４１
０は光学レンズ系３、４１１は平行光源と液晶パネルと
光学レンズ系３を図に示す位置関係に固定する筐体４で
ある。４１２は前面投写型スクリーンである。
【００８９】上記構成の動作例を以下に示す。撮像側は
明白であるので、表示側について説明する。
明白であるので、表示側について説明する。
【００９０】魚眼レンズによって歪められた像が２次元
アレイセンサでサンプリングされ、得られた画像（列）
が記録媒体に記録されている。信号再生装置によって記
録画像（列）が読み出される。光学レンズ系３は、光軸
からγ2 の距離にある液晶パネルの画素を通過した光線
が、θ2 の角度で放射されるように構成されているもの
である。このとき、γ2 とθ2 とは、上記魚眼レンズの
関係を満たす（図７参照）。
アレイセンサでサンプリングされ、得られた画像（列）
が記録媒体に記録されている。信号再生装置によって記
録画像（列）が読み出される。光学レンズ系３は、光軸
からγ2 の距離にある液晶パネルの画素を通過した光線
が、θ2 の角度で放射されるように構成されているもの
である。このとき、γ2 とθ2 とは、上記魚眼レンズの
関係を満たす（図７参照）。
【００９１】このようにして、液晶パネルという有限の
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。
２次元平面領域で表現された画像から、画角１８０度の
映像を得ることができる。
【００９２】図８はさらに他の実施例を示す図であり、
本実施例はさらに撮像系を２軸で回転可能とすることに
より、画角の高解像度部分を変化させることができるよ
うにしたものである。
本実施例はさらに撮像系を２軸で回転可能とすることに
より、画角の高解像度部分を変化させることができるよ
うにしたものである。
【００９３】５０１は実施形態２と同じ光学レンズ系、
５０２は実施形態２と同じフィルタ系、５０３は実施形
態２と同じ２次元アレイセンサ、５０４は実施形態２と
同じ筐体１、５０５は２軸回転装置１で、筐体１を２軸
回転可能にするものである。すなわち、任意の画角を撮
像可能となっている。５０６は回転角検出装置で、筐体
１の回転角度を検出する装置である。５０７は実施形態
２と同じ信号記録装置、５０８は実施形態２と同じ信号
記録媒体、５０９は実施形態２と同じ信号再生装置、５
１０は実施形態２と同じ平行光源、５１１は実施形態２
と同じ液晶パネル、５１２は実施形態２と同じ光学レン
ズ系３、５１３は実施形態２と同じ筐体４、５１４は２
軸回転装置２で筐体４を２軸回転可能にするものであ
る。５１５は回転制御装置で、筐体４の回転角を制御す
る装置である。５１６は実施形態５と同じスクリーンで
ある。
５０２は実施形態２と同じフィルタ系、５０３は実施形
態２と同じ２次元アレイセンサ、５０４は実施形態２と
同じ筐体１、５０５は２軸回転装置１で、筐体１を２軸
回転可能にするものである。すなわち、任意の画角を撮
像可能となっている。５０６は回転角検出装置で、筐体
１の回転角度を検出する装置である。５０７は実施形態
２と同じ信号記録装置、５０８は実施形態２と同じ信号
記録媒体、５０９は実施形態２と同じ信号再生装置、５
１０は実施形態２と同じ平行光源、５１１は実施形態２
と同じ液晶パネル、５１２は実施形態２と同じ光学レン
ズ系３、５１３は実施形態２と同じ筐体４、５１４は２
軸回転装置２で筐体４を２軸回転可能にするものであ
る。５１５は回転制御装置で、筐体４の回転角を制御す
る装置である。５１６は実施形態５と同じスクリーンで
ある。
【００９４】上記構成の動作例を以下に示す。先ず撮像
側について説明する。
側について説明する。
【００９５】撮像側では、２次元アレイセンサによって
サンプリングされた画像信号と、回転角検出装置によっ
て検出された撮像系の光軸の回転角度信号がそれぞれ得
られる。これらの信号は、適当な符号化方式によって符
号化され、信号記録装置によって信号記録媒体にともに
記録される。
サンプリングされた画像信号と、回転角検出装置によっ
て検出された撮像系の光軸の回転角度信号がそれぞれ得
られる。これらの信号は、適当な符号化方式によって符
号化され、信号記録装置によって信号記録媒体にともに
記録される。
【００９６】次に表示側について説明する。
【００９７】魚眼レンズによって歪められた像が２次元
アレイセンサでサンプリングされ、得られた画像（列）
が記録媒体に記録されている。更に光軸の回転角度信号
も記録されている。信号再生装置によって記録画像
（列）と回転角度信号が読み出される。光学レンズ系３
は、光軸からγ2 の距離にある液晶パネルの画素を通過
した光線が、θ2 の角度で放射されるように構成されて
いるものである。このとき、γ2 とθ2 とは、上記魚眼
レンズの関係を満たす（図７参照）。回転制御装置は、
読み出された回転角度信号に基づき、５１４の２軸回転
装置２によって筐体４を回転させる。
アレイセンサでサンプリングされ、得られた画像（列）
が記録媒体に記録されている。更に光軸の回転角度信号
も記録されている。信号再生装置によって記録画像
（列）と回転角度信号が読み出される。光学レンズ系３
は、光軸からγ2 の距離にある液晶パネルの画素を通過
した光線が、θ2 の角度で放射されるように構成されて
いるものである。このとき、γ2 とθ2 とは、上記魚眼
レンズの関係を満たす（図７参照）。回転制御装置は、
読み出された回転角度信号に基づき、５１４の２軸回転
装置２によって筐体４を回転させる。
【００９８】以上のように、実施例４では、高解像度で
表示される領域をダイナミックに変化させることができ
る。
表示される領域をダイナミックに変化させることができ
る。
【００９９】
【発明の効果】以上述べたように、本願における請求項
１乃至３に記載の発明によれば、入力された画像の変化
のない領域は粗くサンプリングし、画像の変化の激しい
領域は密なサンプリングを施すことができ、時間的に
も、データ処理の点からも、効率のよい画像入力を行う
ことができる。
１乃至３に記載の発明によれば、入力された画像の変化
のない領域は粗くサンプリングし、画像の変化の激しい
領域は密なサンプリングを施すことができ、時間的に
も、データ処理の点からも、効率のよい画像入力を行う
ことができる。
【０１００】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、魚眼レンズの使用により、広画角で画像を圧縮
して取り込むことができ、画像処理の効率を向上するこ
とができる。光学特性を、また本願における請求項５に
記載の発明によれば、画像入力時の光学系の特性を任意
に選択することができるため、任意の広画角で画像を取
り込み、光軸付近では高解像度、周辺領域では低解像度
という記録、再生処理が可能となり、広範囲の画像を同
時に、且つ少ないデータ規模で記録再生することが可能
となる。
よれば、魚眼レンズの使用により、広画角で画像を圧縮
して取り込むことができ、画像処理の効率を向上するこ
とができる。光学特性を、また本願における請求項５に
記載の発明によれば、画像入力時の光学系の特性を任意
に選択することができるため、任意の広画角で画像を取
り込み、光軸付近では高解像度、周辺領域では低解像度
という記録、再生処理が可能となり、広範囲の画像を同
時に、且つ少ないデータ規模で記録再生することが可能
となる。
【０１０１】また記録時の光学特性を再生時に表示手段
側で補正するので、任意の画角の画像を歪みなく再生、
表示することができる。
側で補正するので、任意の画角の画像を歪みなく再生、
表示することができる。
【０１０２】また本願における請求項６乃至９に記載の
発明によれば、魚眼レンズの使用により、１８０度の画
角で画像を取り込むことができ、かつ再生時には、歪み
のない画像を表示することができ、広い画角の画像を効
率良く記録再生することができる。
発明によれば、魚眼レンズの使用により、１８０度の画
角で画像を取り込むことができ、かつ再生時には、歪み
のない画像を表示することができ、広い画角の画像を効
率良く記録再生することができる。
【０１０３】また本願における請求項１０に記載の発明
によれば、画像入力時の撮像部の姿勢を入力画像ととも
に記録し、再生時には、再生された姿勢情報に基づいて
表示手段の姿勢を制御するようにしたので、画像入力時
の画像の画角、方向等を再生時に正確に表示することが
できるとともに、光軸近傍を高解像度で撮像し、周辺を
低解像度で撮像した画像を再生時にも、同様の状態で再
生することができる。
によれば、画像入力時の撮像部の姿勢を入力画像ととも
に記録し、再生時には、再生された姿勢情報に基づいて
表示手段の姿勢を制御するようにしたので、画像入力時
の画像の画角、方向等を再生時に正確に表示することが
できるとともに、光軸近傍を高解像度で撮像し、周辺を
低解像度で撮像した画像を再生時にも、同様の状態で再
生することができる。
【０１０４】また画像の歪みも補正されるため、品位の
よい画像を忠実に、かつ効率良く記録再生することがで
きる。
よい画像を忠実に、かつ効率良く記録再生することがで
きる。
【図１】本願発明の第１の実施形態の画像入力装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本願発明の第２の実施形態の画像記録再生装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図３】本願発明の第２の実施形態の画像記録再生装置
における表示系の構成を示す図である。
における表示系の構成を示す図である。
【図４】本願発明の第３の実施形態の画像記録再生装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図５】本願発明の第４の実施形態の画像記録再生装置
における表示系の構成を示す図である。
における表示系の構成を示す図である。
【図６】本願発明の第５の実施形態の画像記録再生装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図７】本願発明の第６の実施形態の画像記録再生装置
における表示系の構成を示す図である。
における表示系の構成を示す図である。
【図８】本願発明の第７の実施形態の画像記録再生装置
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図９】従来の画像記録再生装置の表示部の一例を示す
図である。
図である。
【図１０】従来の画像記録再生装置の表示部の他の例を
示す図である。
示す図である。
１０１ 魚眼レンズ １０２ バッファ １１２ アレイセンサ １１６ 光軸位置制御装置 １１７ 画像データ補正装置 １１８ 画像データ復元装置 ３０１ 光学レンズ系１ ３０３ アレイセンサ ３０５ 信号記録装置 ３０６ 信号記録媒体 ３０７ 信号再生装置 ３０９ 液晶パネル ３１２ 信号処理装置
Claims (10)
- 【請求項１】 レンズ系と、 アレイセンサと、 前記アレイセンサより出力された画像データを格納する
バッファと、 前記アレイセンサより読み出され、前記バッファに格納
された画像データより、画像の特徴点を検出するととも
に、その特徴点の変化から、画像の変化のある部分と変
化のない部分とを識別し、この識別結果に基づいて前記
レンズ系の光軸を制御する光軸制御手段と、 前記光軸制御手段及びアレイセンサを制御することによ
り画像の変化する部分の画像を取り込むように制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記制御手段は、複数の状態ビットを有し、これらの状
態ビットによって、各構成要素を制御するように構成さ
れていることを特徴とする画像入力装置。 - 【請求項３】 請求項２において、 さらにバッファに格納された画像を補正する画像データ
補正手段と、前記バッファに格納された画像を復元する
画像データ復元手段を備えたことを特徴とする画像入力
装置。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記レンズ系は、魚眼レンズを有することを特徴とする
画像入力装置。 - 【請求項５】 所定の光学特性を有する光学レンズ系
と、 前記光学レンズ系によって結像された画像を光電変換し
て撮像信号を出力する撮像センサと、 前記撮像センサより出力された画像情報を記録媒体に記
録する記録手段と、 前記信号記録手段によって前記記録媒体上に記録された
画像情報を再生する再生手段と、 前記信号再生手段によって再生された前記画像情報を前
記光学レンズ系の前記光学特性の逆写像で表示する表示
手段と、を備えたことを特徴とする画像記録再生装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記光学レンズ系
は、魚眼レンズを備えてなる画像記録再生装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記表示手段は、平
行光源を有し、該平行光源と、前記魚眼レンズと逆の光
学特性を有する表示装置によって、構成されていること
を特徴とする画像記録再生装置。 - 【請求項８】 請求項５において、前記表示装置が液晶
表示装置と、背面投射型ディスプレイよりなることを特
徴とする画像記録再生装置。 - 【請求項９】 請求項８において、前記表示装置が、前
記液晶表示手段と、前記再生手段によって再生された再
生信号を処理する信号処理装置と、集光レンズとからな
ることを特徴とする画像記録再生装置。 - 【請求項１０】 請求項５において、少なくとも前記光
学レンズ光学系と、前記撮像センサとを配した第１の筐
体を２軸方向に回転可能に支持する第１の回転機構と、 前記回転機構の前記２軸方向の回転量を検出する検出手
段と、 前記表示手段を配した第２の筐体を２軸方向に回転可能
に支持する第２の回転機構とを備え、 前記記録手段は、前記撮像センサによって入力された画
像信号と、前記検出手段によって検出された回転量情報
とを前記記録媒体に記録し、 前記再生手段は、前記記録媒体より前記画像信号と前記
回転量情報を再生し、 前記表示手段は前記画像信号を表示するとともに、前記
回転量情報に基づいて前記第２の筐体を２軸方向に回転
制御するように構成されていることを特徴とする画像記
録再生装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8070011A JPH09261523A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 画像入力装置及び画像記録再生装置 |
| US08/623,224 US6493031B1 (en) | 1995-03-31 | 1996-03-28 | Visual information processing method and apparatus for extracting feature quantities from a two-dimensional image signal |
| CA002173091A CA2173091C (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Visual information processing method and apparatus |
| DE69633589T DE69633589T2 (de) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Verfahren und Gerät zur Verarbeitung von visuellen Informationen |
| EP96302245A EP0735745B1 (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Visual information processing method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8070011A JPH09261523A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 画像入力装置及び画像記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09261523A true JPH09261523A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13419244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8070011A Withdrawn JPH09261523A (ja) | 1995-03-31 | 1996-03-26 | 画像入力装置及び画像記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09261523A (ja) |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP8070011A patent/JPH09261523A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |