JPH09289613A - Image conversion method and its device - Google Patents

Image conversion method and its device

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JPH09289613A
JPH09289613A JP9987996A JP9987996A JPH09289613A JP H09289613 A JPH09289613 A JP H09289613A JP 9987996 A JP9987996 A JP 9987996A JP 9987996 A JP9987996 A JP 9987996A JP H09289613 A JPH09289613 A JP H09289613A
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JP
Japan
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image
visual field
view
range
line
Prior art date
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Application number
JP9987996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisaya Kotani
尚也 小谷
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a plane image obtained by directing a virtual sight line vector of the user in an optional direction from a source image obtained from one exposure through the use of one camera. SOLUTION: A read section 6 reads a still image from a camera 1 or a moving image from a video camera 4, a field angle calculation section 7 and a visual field range calculation section 8 calculate a field angle and the range of visual field segmented from the image based on a direction and zooming designated by the user, and a coordinate conversion section 9 relates all points in the range of visual field to correspond to the read image. The attribute of picture elements at each point is mapped to a point corresponding to the range of visual field as corresponding transformation, a visual field range display section 10 obtains the image signal subject to coordinate transformation as a display signal for a CRT 11 and the plane image in an optional direction and at the visual field range is obtained through one exposure by one camera or a frame image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報処理装置
において入力画像情報に対して利用者の指定した視野範
囲の静止画像又は動画像を表示するための画像変換方
法、ならびに装置に関るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image conversion method and an apparatus for displaying a still image or a moving image in a visual field range specified by a user with respect to input image information in an image information processing apparatus. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ある場所に設定された利用者の仮
想的視点を中心としてある範囲内の任意の方向に仮想的
視線ベクトルを向けることによって得られる平面画像を
得るためには、以下の2つの方法がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to obtain a plane image obtained by directing a virtual line-of-sight vector in an arbitrary direction within a certain range around a virtual viewpoint of a user set at a certain place, There are two ways.

【0003】(A)広角レンズ特有の画面歪みが無視で
きる程度に広い画角を持ったレンズを装着したカメラを
利用者の仮想的視野が動く範囲を全てカバーするように
利用者の仮想的視点が置かれる場所に複数台配置して撮
影しておき、この撮影画像から利用者が設定する方向の
画像を切り出す方法。
(A) A virtual perspective of a user is set so that a camera equipped with a lens having a wide angle of view such that the screen distortion peculiar to a wide-angle lens can be ignored covers the entire range in which the virtual visual field of the user moves. A method of arranging multiple cameras in the place where is placed and taking a picture, and cutting out the image in the direction set by the user from the taken images.

【0004】(B)利用者の仮想的視野が動く範囲を全
てカバーできるよう1台のカメラを複数の方向に向けて
複数回撮影しておき、この撮影画像から利用者が設定す
る方向の画像を切り出す方法。
(B) One camera is photographed a plurality of times in a plurality of directions so as to cover the entire range in which the user's virtual visual field moves, and from this photographed image, the image in the direction set by the user How to cut out.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の(A)広角レン
ズ特有の画面歪みが無視できる程度の広い画角を持った
レンズを装着したカメラを利用者の仮想的視野が動く範
囲を全てカバーするように利用者の仮想的視点が置かれ
る位置に複数台配置して撮影する方法では、撮影には複
数のカメラが必要であるというコスト面での間題があ
る。
A camera equipped with a lens having a wide angle of view such that the screen distortion peculiar to the conventional (A) wide-angle lens is negligible covers the entire range in which a user's virtual visual field moves. In such a method of arranging a plurality of cameras at a position where the user's virtual viewpoint is placed, there is a problem in terms of cost that a plurality of cameras are required for the camera.

【0006】また、(B)利用者の仮想的視野が動く範
囲を全てカバーできるよう1台のカメラを複数の方向に
向けて複数回撮影する方法では、1つの画像を得るのに
複数回の露光が必要となる。しかも複数回の露光が必要
なため基本的に動画を撮影することができないという問
題があった。
[0006] (B) In the method of shooting one camera in a plurality of directions so as to cover the entire range in which the user's virtual visual field moves, a plurality of times is taken to obtain one image. Exposure is required. Moreover, there is a problem in that basically a moving image cannot be taken because it requires multiple exposures.

【0007】また、(A)と(B)の両者ともに、撮影
後に得られた複数の画像を繋ぎ目が分からないように繋
ぎ合わせる処理が必要なために撮影前に予めカメラのセ
ッティングをかなり注意深く行わねばならないという問
題がある。また、その複数の画像を繋ぎ合わせる処理が
撮影後に必要であることから基本的にライブ画像をソー
スとすることができないという間題があった。
Further, in both (A) and (B), since it is necessary to join a plurality of images obtained after photography so that the joints cannot be seen, it is necessary to carefully set the camera before photography. There is a problem that must be done. In addition, there is a problem that a live image cannot be basically used as a source because a process of connecting the plurality of images is necessary after shooting.

【0008】本発明の目的は、1台のカメラを使い1回
の露光によって得られるソース画像から利用者の仮想的
視線ベクトルを任意の方向に向けて得られる平面画像を
得る画像変換方法、ならびに装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an image conversion method for obtaining a plane image obtained by directing a virtual line-of-sight vector of a user in an arbitrary direction from a source image obtained by one exposure using one camera, and To provide a device.

【0009】本発明の他の目的は、1台のカメラを使っ
た動画像、特にライブ画像をソース画像として利用者の
仮想的視線ベクトルの方向を任意の方向に向けて得られ
る平面画像を得る画像変換方法、ならびに装置を提供す
ることにある。
Another object of the present invention is to obtain a plane image obtained by using a moving image using one camera, in particular, a live image as a source image and arranging a virtual line-of-sight vector of a user in an arbitrary direction. An object is to provide an image conversion method and an apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(第1の発明)上記目的を達成するために、本発明の画
像変換方法は、ある角度の画角を持ちその全視野を写し
込めるレンズを用いて撮影された画像を用意し、この画
像の領域内に向けて到達する視線ベクトルの始点及び方
向を決め、この始点からの視線ベクトルが上記の画像に
到達する線を中心とする任意の視野範囲を決め、この視
線ベクトルの始点から上記の視野範囲を経由して上記の
画像を見通したときに該視野範囲に得られる平面画像を
上記の画像から生成することを特徴とする。
(First invention) In order to achieve the above object, the image conversion method of the present invention prepares an image photographed by using a lens having an angle of view of a certain angle and capable of projecting the entire field of view, and Determine the starting point and direction of the line-of-sight vector that reaches toward the area, determine an arbitrary field of view centered on the line from which the line-of-sight vector reaches the above image, and from the starting point of this line-of-sight vector to the above field of view The present invention is characterized in that a plane image obtained in the visual field range when the above image is viewed through the range is generated from the above image.

【0011】上記の画像変換方法によれば、全周魚眼レ
ンズなどある角度の画角を持ちその全視野を写し込める
レンズを装着したカメラで撮影した静止画像又は動画像
を元にし、この画像が撮影された領域内に任意に設定す
る始点(視点)と方向を設定又は計算から求め、始点か
ら視野ベクトルの方向に一致させた視野範囲を設定又は
計算から求め、この視野範囲内の各点座標を画像上の各
点座標に変換する座標変換により平面画像を生成するこ
とにより、1台のカメラによる1回の露光による静止画
像又はビデオカメラ等による動画像をソースとして利用
者の仮想的視線ベクトルを任意の方向に向けた平面画像
が得られる。
According to the above-described image conversion method, this image is captured based on a still image or a moving image captured by a camera equipped with a lens having an angle of view such as an all-round fisheye lens and capable of capturing the entire field of view. Set or calculate the starting point (viewpoint) and direction that are arbitrarily set in the specified area, and set or calculate the viewing range that matches the direction of the viewing vector from the starting point, and calculate the coordinates of each point in this viewing range. By generating a plane image by coordinate conversion for converting each point coordinate on the image, the virtual line-of-sight vector of the user can be obtained by using a still image by one exposure by one camera or a moving image by a video camera as a source. A plane image oriented in an arbitrary direction can be obtained.

【0012】また、画像が撮影された領域内に任意に設
定する始点は、カメラが撮影時に置かれた位置とは異な
る位置に利用者の仮想的視点を置くことを含み、この場
合はカメラの置かれた場所と同じ位置に利用者の仮想的
視点を置いた場合よりも仮想的視野の移動範囲を広くと
れることになる。
Further, the starting point arbitrarily set in the area where the image is photographed includes placing the virtual viewpoint of the user at a position different from the position where the camera is placed at the time of photographing. In this case, The range of movement of the virtual visual field can be made wider than when the virtual viewpoint of the user is placed at the same position as the place where the user is placed.

【0013】(第2の発明)上記の第1の発明におい
て、本発明の画像変換方法は、上記の視線ベクトルの始
点が上記の画像から見て、該画像を撮影したと見なされ
る点と一致していることを特徴とする。
(Second invention) In the first invention, the image conversion method of the present invention is characterized in that the starting point of the line-of-sight vector is regarded as having been photographed when viewed from the image. It is characterized by what you are doing.

【0014】この発明は、視線ベクトルの始点を画像を
撮影したと見なされる点と一致させる場合である。
The present invention is a case in which the starting point of the line-of-sight vector is made to coincide with the point considered to have taken the image.

【0015】(第3の発明)上記の第1又は第2の発明
において、本発明の画像変換方法は、上記の画像は、全
方向に180度の画角を持ちその全視野を写し込める全
周魚眼レンズを用いて撮影された静止画像又は動画像と
することを特徴とする。
(Third Invention) In the above first or second invention, the image conversion method of the present invention is such that the above image has an angle of view of 180 degrees in all directions and can capture the entire field of view. It is characterized in that it is a still image or a moving image taken by using a periscopic lens.

【0016】この発明は、入力画像として、全周魚眼レ
ンズを用いて撮影された静止画像又は動画像とする場合
である。
The present invention is a case where the input image is a still image or a moving image photographed by using the all-round fisheye lens.

【0017】(第4の発明)上記目的を達成するため
に、本発明の画像変換装置は、撮影された静止画像又は
動画像を読み込む画像読み込み部と、利用者が指定する
方向とズーミングから上記の画像から切り出す画像の画
角と視野範囲を計算する計算手段と、上記の視野範囲内
の全ての点が上記画像読み込み部で読み込んだ画像のど
の座標に対応しているかを求め、各点の画素の属性を視
野範囲の対応する点に移す座標変換部と、この座標変換
部による座標変換結果になる画像信号を画像表示信号と
して得る視野範囲表示部とを備えたことを特徴とする。
(Fourth Invention) In order to achieve the above object, the image conversion apparatus of the present invention is based on an image reading unit for reading a photographed still image or a moving image, and a direction and zooming specified by a user. The calculation means for calculating the angle of view and the visual field range of the image cut out from the image, and which coordinates in the visual field range all the points correspond to in the image read by the image reading unit are obtained, and The present invention is characterized by including a coordinate conversion unit that moves the attribute of a pixel to a corresponding point in the visual field range, and a visual field range display unit that obtains an image signal that is the coordinate conversion result of this coordinate conversion unit as an image display signal.

【0018】この発明は、上記の第1〜第3の発明の画
像変換方法に利用される画像変換装置の構成であり、計
算手段では利用者が視線ベクトルの方向と仮想的なカメ
ラの焦点距離を指定することで仮想的画角を求め、この
仮想的画角と視線ベクトルの方向から最終的に表示され
る利用者の仮想的視野を求め、座標変換部では仮想的視
野内部の全ての点について読み込み画像と対応させて画
素の属性を移す座標変換を行う。
The present invention is a configuration of an image conversion apparatus used in the image conversion methods of the above-mentioned first to third inventions, wherein the calculation means allows the user to determine the direction of the line-of-sight vector and the focal length of the virtual camera. The virtual angle of view is obtained by specifying, and the virtual field of view of the user to be finally displayed is obtained from this virtual angle of view and the direction of the line-of-sight vector. The coordinate conversion is performed to transfer the pixel attribute in association with the read image.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
装置構成図である。同図ではソースとなる画像を入力す
る例として、静止画は静止画カメラ1によって撮影され
た後、印画紙に焼きつけられた静止画像2をイメージス
キャナ3によって画像信号に変換する方式、または、動
画像はビデオカメラ4によって撮影されたビデオ信号を
直接読み込む方式としている。しかしながら、画像入力
方式は、もちろんこれらの方式に限定されるものではな
い。
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, as an example of inputting a source image, a still image is photographed by a still image camera 1, and then a still image 2 printed on photographic paper is converted into an image signal by an image scanner 3 or a moving image. The image is of a system in which the video signal captured by the video camera 4 is directly read. However, the image input method is of course not limited to these methods.

【0020】静止画カメラ1及びビデオカメラ4のどち
らのカメラにも全周魚眼レンズが装着されており、本実
施形態では全周魚眼レンズの軸線は天頂方向に設定され
ているものとして説明する。さらに、本実施形態では静
止画を入力した場合についての説明を行うが、ここで説
明する処理が高速に行えればそのまま動画像を入力した
場合に拡張できる。
Both the still image camera 1 and the video camera 4 are equipped with an all-round fisheye lens, and in this embodiment, the axis of the all-round fisheye lens is set in the zenith direction. Furthermore, in the present embodiment, the case where a still image is input will be described, but if the process described here can be performed at high speed, it can be expanded to the case where a moving image is input as it is.

【0021】図1において、破線ブロック5で示す部分
が画像変換装置である。画像読み込み部1は、外部装置
になるカメラ1や4によって撮影された画像を読み込
む。この画像読み込みに平行して、利用者は自分が見た
い方向(仮想的視線ベクトル)とズーミング(仮想的な
カメラの焦点距離f(mm))を指定する。
In FIG. 1, a portion indicated by a broken line block 5 is an image conversion device. The image reading unit 1 reads images taken by the cameras 1 and 4 which are external devices. In parallel with this image reading, the user specifies the direction (virtual line-of-sight vector) he or she wants to see and zooming (focal length f (mm) of the virtual camera).

【0022】ズーミングは利用者が仮想的に持っている
視野円錐の頂角(以下仮想的画角と呼ぶ)の値を直接利
用者が指定しても良いが、ここでは利用者は仮想的なカ
メラの焦点距離の値を指定することとし、その値を使っ
て画角度計算部7が仮想的画角を求める。
In zooming, the user may directly specify the value of the apex angle (hereinafter referred to as a virtual angle of view) of the visual field cone that the user virtually has, but here, the user is a virtual one. The value of the focal length of the camera is designated, and the angle-of-view calculation unit 7 uses this value to obtain the virtual angle of view.

【0023】利用者から指定された仮想的視線ベクトル
と画角計算部7で求められた仮想的画角を使って視野範
囲計算部8により最終的にCRTに表示される利用者の
仮想的視野(視野円錐に内接する長方形一以下単に仮想
的視野と呼ぶ)が決定される。
Using the virtual line-of-sight vector designated by the user and the virtual angle of view calculated by the angle-of-view calculation unit 7, the visual-field range calculation unit 8 finally displays the virtual visual field of the user on the CRT. (A rectangle inscribed in the field cone is hereinafter referred to simply as a virtual field) is determined.

【0024】座標変換部9は、視野範囲計算部8で求め
られた仮想的視野内部の全ての点においてその点が画像
読み込み部6で読み込まれたソース画像のどの座標に対
応しているかを求める座標変換を行い、その点のRGB
やCMYK等で表現される画素の属性(以下色情報と呼
ぶ)を仮想的視野の対応する点に移す。すなわち、平面
画像の生成を行う。
The coordinate conversion unit 9 finds which coordinates in the source image read by the image reading unit 6 correspond to all the points in the virtual visual field obtained by the visual field range calculation unit 8. Coordinate conversion is performed and RGB of that point is converted.
The attribute of the pixel represented by CMYK or the like (hereinafter referred to as color information) is moved to the corresponding point in the virtual visual field. That is, a plane image is generated.

【0025】この座標変換部9による座標変換は、予め
画角計算部7と視野範囲計算部8により仮想的視野範囲
を求めておくことで必要かつ充分な計算回数だけ行わ
れ、視野範囲内の平面画像を生成する。
The coordinate conversion by the coordinate conversion unit 9 is performed a necessary and sufficient number of times by calculating the virtual visual field range by the field angle calculation unit 7 and the visual field range calculation unit 8 in advance. Generate a planar image.

【0026】視野範囲表示部10は、座標変換部9によ
り仮想的視野内部の全ての点の色情報がソース画像から
移された結果になる画像信号を画像表示装置としてのC
RT11の画像信号とし、CRT11に視野範囲の画像
を表示させる。
The field-of-view range display unit 10 outputs an image signal as a result of the color information of all the points in the virtual field of view being transferred from the source image by the coordinate conversion unit 9 as a C image display device.
The image signal of RT11 is used, and the image of the visual field range is displayed on the CRT11.

【0027】図2は、利用者側の視点に関する用語の定
義を示すものである。点Aは利用者の視点を示し、矢印
Bは利用者が見たい方向すなわち視線ベクトルを示し、
角度Cは画角を示す。矢印Bの視線ベクトルの方向と角
度Cの画角が決まれば利用者の視野範囲全体が決まり、
それは視野円錐Dになる。
FIG. 2 shows definitions of terms relating to the viewpoint on the user side. Point A indicates the user's viewpoint, arrow B indicates the direction in which the user wants to look, that is, the line-of-sight vector,
The angle C indicates the angle of view. If the direction of the line-of-sight vector of the arrow B and the angle of view of the angle C are determined, the entire visual field range of the user is determined,
It becomes the field cone D.

【0028】CRTに表示される部分は通常長方形であ
るため、この視野円錐Dから内接する長方形を切り出
す。それが長方形Eで示す視野範囲となる。点Aの視点
から長方形Eの視野範囲内の任意の点に向かうベクトル
が矢印Fで示す視線である。
Since the portion displayed on the CRT is usually a rectangle, an inscribed rectangle is cut out from this field cone D. That is the visual field range indicated by the rectangle E. A vector from the viewpoint of the point A to an arbitrary point within the field of view of the rectangle E is the line of sight indicated by the arrow F.

【0029】したがって、破線ブロック5で示す画像変
換装置は、全周魚眼レンズなどある角度の画角を持ちそ
の全視野を写し込めるレンズを用いて撮影された画像を
画像読み込み部6で読み込み、この画像の領域内に向け
て到達する視線ベクトルの始点(視点)と画角を設定
し、この設定から画角計算部7及び視野範囲計算部8に
より視線ベクトルが画像に到達する線を中心とする任意
の視野範囲を計算し、座標変換部9によりこの視線ベク
トルの始点から上記の視野範囲を経由して画像を見通し
たときに得れらる平面画像を生成することにより、1台
のカメラかつ1回の露光による静止画像又は動画像の各
コマ画像について利用者の仮想的視線ベクトルを任意の
方向に向けた平面画像を得ることができる。
Therefore, in the image conversion device shown by the broken line block 5, the image reading section 6 reads an image photographed by using a lens having an angle of view such as an all-round fisheye lens and capable of projecting the entire field of view, and this image is read. The starting point (viewpoint) and the angle of view of the line-of-sight vector arriving toward the inside of the area are set, and from this setting, the angle-of-view calculation unit 7 and the field-of-view range calculation unit 8 arbitrarily set the line of sight as the center By calculating the field of view range of the camera and generating a plane image obtained when the image is viewed through the field of view from the starting point of the line-of-sight vector by the coordinate conversion unit 9. It is possible to obtain a plane image in which the virtual line-of-sight vector of the user is directed in an arbitrary direction for each frame image of a still image or a moving image by one exposure.

【0030】ここで、仮想的視線ベクトルの始点の設定
は、画像を撮影した点と一致させる方法の他に、始点を
移動させることで仮想的視野範囲を拡大した平面画像を
得ることもできる。これら画像変換について図3と図4
を参照して以下に説明する。
Here, the setting of the starting point of the virtual line-of-sight vector is not limited to the method of making it coincide with the point at which the image is photographed, but it is also possible to obtain a planar image in which the virtual visual field range is expanded by moving the starting point. Regarding these image conversions, FIG. 3 and FIG.
This will be described below with reference to FIG.

【0031】全周魚眼レンズを天頂に向けて撮影した画
像は、図3に示すような視野半球Gの原点にy軸に向け
てカメラを置き、視野半球Gにマッピングされた視野内
の全ての被写体画像がフィルム面Hに投影されたもので
ある。ここで、y軸は天頂方向に向かっており、x軸は
紙面と垂直な方向に向かっている。
An image photographed with the all-round fish-eye lens facing the zenith is placed on the y-axis at the origin of the visual field hemisphere G as shown in FIG. 3, and all the objects in the visual field mapped to the visual field hemisphere G are mapped. The image is projected on the film surface H. Here, the y-axis is directed in the zenith direction, and the x-axis is directed in the direction perpendicular to the paper surface.

【0032】したがって、画像変換は、最も単純には、
利用者の仮想的視点Aを同じ視野半球Gの原点におき、
原点から仮想的視野内部の任意の点に向かう視野ベクト
ルIと視野半球Gとの交点Jの座標を求め、その交点J
の座標をフィルム面H上に座標変換し、その結果得られ
るフイルム面H上の座標の色情報を仮想的視野内部の対
応する点の色情報とすることで平面画像を生成すること
ができる。
Therefore, the image conversion is the simplest.
Put the virtual viewpoint A of the user at the origin of the same field hemisphere G,
The coordinates of the intersection J of the visual field vector I and the visual field hemisphere G from the origin toward an arbitrary point inside the virtual visual field are obtained, and the intersection J is obtained.
It is possible to generate a two-dimensional image by converting the coordinates of the coordinates on the film surface H and using the resulting color information of the coordinates on the film surface H as the color information of the corresponding points inside the virtual visual field.

【0033】これにより、図1の構成において、読み込
み部6が読み込む画像として、全周魚眼レンズを装着し
た1台のカメラを使い1回の露光によって得られる画像
を元にして撮影された範囲内で利用者の仮想的視線ベク
トル任意の方向に向けた平面画像を得ることができ、カ
メラの撮影位置及び方向の設定としては自由度の高いカ
メラセッティングができる。
As a result, in the configuration of FIG. 1, the image read by the reading unit 6 is within a range photographed on the basis of an image obtained by one exposure using one camera equipped with an all-round fisheye lens. A virtual image of the user's virtual line-of-sight vector can be obtained in a planar image, and a camera setting with a high degree of freedom can be set as the shooting position and direction of the camera.

【0034】また、ビデオカメラ等を用いて撮影される
動画像、特にライブ画像をソースとする場合にも、セッ
ティングを固定した1台のカメラによる撮影で、また、
コマ画像を繋ぎ合わせることなく仮想的視野ベクトルを
任意の方向に向けた平面画像を得ることができる。
Further, even when a moving image taken by using a video camera or the like, particularly a live image is used as a source, the image can be taken by one camera whose setting is fixed,
It is possible to obtain a plane image in which the virtual visual field vector is oriented in an arbitrary direction without connecting the frame images.

【0035】次ぎに、上記の仮想的視線ベクトルの始点
を画像を撮影した点と一致させる方法においては、視点
が乗った水平面内すなわちxz平面より下に仮想的視野
を移動させることができない。これは仮想的画角の大き
さによる程度の差はあるが常に視線ベクトルを上に向け
ておかなければいけないことを意味し、利用者の仮想的
視野範囲が制限される。
Next, in the method of matching the starting point of the virtual line-of-sight vector with the point at which the image is captured, the virtual visual field cannot be moved within the horizontal plane on which the viewpoint is placed, that is, below the xz plane. This means that the line-of-sight vector must always be directed upward, although there is a degree of difference depending on the size of the virtual angle of view, and the virtual visual field range of the user is limited.

【0036】この仮想的視野範囲を拡大する方法を説明
する。図4は、設定される最大の仮想的画角においてで
もなお水平方向に仮想的視線ベクトルを向けられるよう
に、仮想的祝野が移動できる範囲をxz平面よりも下に
延ばした視野GAとしている。視野GBは撮影されたフィ
ルム面Hが投影される半球である。視野GBは視野GA
仮想的視野が移動できる範囲を全てカバーできる分だけ
中心を視野GAの中心(原点)よりも下に移されてい
る。
A method of expanding this virtual visual field range will be described. FIG. 4 shows a visual field G A that extends the range in which the virtual holiday field can be moved below the xz plane so that the virtual line-of-sight vector can still be directed in the horizontal direction even at the maximum virtual angle of view that is set. There is. The field of view G B is a hemisphere onto which the film surface H taken is projected. Field G B is moved below the center of the field of view G A a virtual field center by an amount field can cover all the range that can be moved G A (origin).

【0037】座標変換には、原点に置かれた仮想的視点
より仮想的視野内部の任意の点に向かう仮想的視野ベク
トルIAと視野GAとの交点JAと、この交点JAと視野G
Bの原点とを結ぶ直線Lと視野GBとの交点JBを求め、
交点JBに対応するフィルム面H上の座標の色情報を、
求める仮想的視野内部の任意の点の色情報とする。
For the coordinate conversion, an intersection J A between the virtual visual field vector I A and the visual field G A that goes from the virtual visual point placed at the origin to an arbitrary point inside the virtual visual field, and the intersection J A and the visual field. G
Obtain the intersection J B of the straight line L and the field G B connecting the origin of B,
The color information of the coordinates on the film surface H corresponding to the intersection J B is
Color information of an arbitrary point inside the desired virtual visual field is used.

【0038】このように、視野の中心を移動した座標変
換を行うことにより、yz平面より下に仮想的視野を含
ませることが可能となり、カメラの置かれた位置に利用
者の仮想的視点を置いた場合に比べて、仮想的視野の移
動範囲を広く取ることができる。
As described above, by performing the coordinate transformation by moving the center of the visual field, it becomes possible to include the virtual visual field below the yz plane, and the virtual visual point of the user is set at the position where the camera is placed. The range of movement of the virtual visual field can be made wider than in the case where it is placed.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、全周魚眼
レンズなどある角度の画角を持ちその全視野を写し込め
るレンズを装着したカメラで撮影した静止画像又は動画
像を元にし、この画像の領域内に任意に設定する始点
(視点)と方向を決め、始点から視野ベクトルの方向に
一致させた視野範囲を決め、この視野範囲内の各点座標
を画像上の各点座標に変換する座標変換により平面画像
を生成するようにしたため、1台のカメラによる1回の
露光による静止画像又はビデオカメラ等による動画像を
ソースとして利用者の仮想的視線ベクトルを任意の方向
に向けた平面画像が得られる効果がある。
As described above, the present invention is based on a still image or a moving image taken by a camera equipped with a lens having a certain angle of view such as an all-round fisheye lens and capable of capturing the entire field of view. Set the start point (viewpoint) and direction to be set arbitrarily within the area of, and determine the view range that matches the direction of the view vector from the start point, and convert each point coordinate within this view range to each point coordinate on the image Since the plane image is generated by the coordinate conversion, the plane image in which the virtual line-of-sight vector of the user is directed in an arbitrary direction from the still image by one exposure of one camera or the moving image by the video camera as the source. There is an effect that can be obtained.

【0040】これにより、カメラのセッティングを自由
にすると共に、視野範囲の変更にも画像の繋ぎ合わせ処
理を不要にして繋ぎ合わせ部分を無くした平面画像を得
ることができる。
As a result, the setting of the camera can be freely performed, and even if the visual field range is changed, the joining process of the images is not required, and the planar image without the joining portion can be obtained.

【0041】また、画像の領域内に任意に設定する始点
は、カメラが撮影時に置かれた位置とは異なる位置に利
用者の仮想的視点を置く場合は、カメラの置かれた場所
と同じ位置に利用者の仮想的視点を置いた場合よりも仮
想的視野の移動範囲を広くとれることになる。
If the user's virtual viewpoint is placed at a position different from the position at which the camera was placed at the time of shooting, the starting point arbitrarily set in the image area is the same position as the position at which the camera is placed. Therefore, the moving range of the virtual visual field can be wider than that when the virtual viewpoint of the user is placed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態例を示す画像変換装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an image conversion apparatus showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の画像変換方法における単語の意味につ
いて解説する図である。
FIG. 2 is a diagram explaining the meaning of words in the image conversion method of the present invention.

【図3】本発明における座標変換方法ならびに装置での
最も簡単な座標変換について説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the simplest coordinate conversion in a coordinate conversion method and device according to the present invention.

【図4】本発明における座標変換方法ならびに装置での
始点を原点から下げた場合の座標変換について説明する
図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining coordinate conversion when the starting point in the coordinate conversion method and apparatus according to the present invention is lowered from the origin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…カメラ 3…イメージスキャナ 4…ビデオカメラ 5…画像変換装置 6…画像読み込み部 7…画角計算部 8…視野範囲計算部 9…座標変換部 10…視野範囲表示部 11…CRT DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera 3 ... Image scanner 4 ... Video camera 5 ... Image conversion device 6 ... Image reading unit 7 ... View angle calculation unit 8 ... View range calculation unit 9 ... Coordinate conversion unit 10 ... View range display unit 11 ... CRT

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ある角度の画角を持ちその全視野を写し
込めるレンズを用いて撮影された画像を用意し、 この画像の領域内に向けて到達する視線ベクトルの始点
及び方向を決め、 この始点からの視線ベクトルが上記の画像に到達する線
を中心とする任意の視野範囲を決め、 この視線ベクトルの始点から上記の視野範囲を経由して
上記の画像を見通したときに該視野範囲に得られる平面
画像を上記の画像から生成することを特徴とする画像変
換方法。
1. An image taken using a lens having a certain angle of view and capable of projecting the entire field of view is prepared, and the starting point and the direction of the line-of-sight vector reaching toward the area of this image are determined. Determine an arbitrary visual field range around the line where the line-of-sight vector from the starting point reaches the above image, and when the above-mentioned image is seen from the starting point of this line-of-sight vector through the above visual field range, An image conversion method characterized in that the obtained plane image is generated from the above image.
【請求項2】 上記の視線ベクトルの始点が上記の画像
から見て、該画像を撮影したと見なされる点と一致して
いることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
2. The image conversion method according to claim 1, wherein the starting point of the line-of-sight vector is the same as the point at which the image is considered to be photographed when viewed from the image.
【請求項3】 上記の画像は、全方向に180度の画角
を持ちその全視野を写し込める全周魚眼レンズを用いて
撮影された静止画像又は動画像とすることを特徴とする
請求項1または2に記載の画像変換方法。
3. The image is a still image or a moving image captured by using an all-round fisheye lens having an angle of view of 180 degrees in all directions and capable of capturing the entire field of view. Alternatively, the image conversion method described in 2.
【請求項4】 撮影された静止画像又は動画像を読み込
む画像読み込み部と、 利用者が指定する方向とズーミングから上記の画像から
切り出す画像の画角と視野範囲を計算する計算手段と、 上記の視野範囲内の全ての点が上記画像読み込み部で読
み込んだ画像のどの座標に対応しているかを求め、各点
の画素の属性を視野範囲の対応する点に移す座標変換部
と、 この座標変換部による座標変換結果になる画像信号を画
像表示信号として得る視野範囲表示部と、を備えたこと
を特徴とする画像変換装置。
4. An image reading unit for reading a photographed still image or a moving image, calculation means for calculating an angle of view and a field of view range of an image cut out from the image based on a direction and zooming designated by a user, and A coordinate conversion unit that obtains which coordinates in the image read by the image reading unit all the points in the visual field range correspond to, and transfers the pixel attributes of each point to the corresponding points in the visual field range. An image conversion apparatus, comprising: a field-of-view range display unit that obtains an image signal as a result of coordinate conversion by the unit as an image display signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100399735B1 (en) * 2001-03-26 2003-09-29 이호균 Realization method of virtual navigation using still photograph
JP2009015730A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Location View:Kk Image display system with streoscopic measure display function and program of image display with stereoscopic measure display function

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