JPS6172367A - 視点位置決定装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一枚の撮影された自然画像に対してその画像が
実際の風景をいかなる視点から撮影したものであるかを
決定する視点位置決定装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、撮影された画像に対する視点情報は撮影時に測定
しておく必要があるが３次元視点位置、ズーム量、角度
等を測定するには基準線の設定等面倒であり撮影本来業
務への支障も多い。また根本的欠点は、その画像の撮影
時点だけしか情報が得られないことである。

発明の目的 本発明は直接的にカメラ等の幾何学的データを測定する
のでなく、画像の中に描浩の既知のものが含まれて撮影
されていることが多いことを利用して画像よりそれを撮
影した視点の幾何学的データを求めることを目的とした
ものである。

発明の構成 本発明の視点位置決定装置は記憶装置に接続された透視
変換演算装置において、外部から操作者により対話的に
与えられる視点位置パラメータに対し、その記憶装置内
に蓄えられた幾何学データである構造モデルの透視図形
を生成し、画像合成器の２つの入力端力のうちの一方に
入力し、該画像合成器の他方の入力端子に自然画像を入
力して該透視図形と該自然画像の合成画像を該画像合成
器に接続された表示装置に表示し、該表示装置の＋→◆
令→俵示画面上で該自然画像中の既知物体像とその構造
モデルより計算された透視図形の対応点を一致させる構
成により、画像よりその画像を撮影した視点の幾何学的
データが求められるものである。

実施例の説明 以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図１に本発明を説明するための自然画像例と同図す
にそれに対応した構造モデルの透視図形例を示す。例え
ば室内の実空間を撮影した第１図ｉ　　　　　　　ａの
ような画像に対して部屋の構造モデルと相対的な視点位
置を対応すけて決定することが目的である。第２図に本
発明でおこなう演算処理を説明するための原理図を示す
。また第３図に本発明の構成例を示す。第１図１のよう
な画像に対してこの部屋の構造は既知であることが多く
例えばその構造モデルを第２図の２０で示すような直方
体と定義して第３図の記憶装置１に幾何学データとして
蓄えておく。第３図の透視変換演算回路２において第２
図０１点に仮想のカメラ２２を置いてそのカメラでの構
造モデルの撮影像を計算する。数学的には０１点を視点
として構造モデル２０の投影面２１への透視図形を計算
する。その計算式は次式のようになる。ＰＯ（ｘＯ＋　
Ｙｏ　＋　ｚＯ）を構造モデルのある点Ｏ８を原点とす
る構造モデル座標系で表わした任意の点とし、その投影
面上の点をＰ′とすれば Ｐ’　＝（ｘ’＋３’′、”）＝（”ｘ／ｚ＋ａ−ｙ／
ｚ、ｄ）ただし Ｐｌ：原点を０１とするカメラ座標系での点Ｐ。

の座標値 Ｍ　；構造モデル座標系よりカメラ座標系への座標変換
マトリックス （βｒ　”　ｒ　ｎ）　’構造モデル座標系での視点０
１点の座標値 （ｉｌｊ　、ｋ）：構造モデル座標系とカメラ座標系と
の各軸単位比 すなわち第３図の該透視変換演算装置２では上式の演算
をおこなって透視図形を生成する。生成された透視図形
は第３図の画像合成器４の一方の入力端子３に入力され
る。一方接画像合成器４の他方の入力端８には例えばテ
レビカメラにより撮像され、端子Ｓａに加わった信号を
人／Ｄ変換器６によりディジタル化し、フレームメモリ
７に蓄えられた自〜然画像が入力され該画像合成器４で
該透視図形と合成されその合成画像は表示装置５の表示
画面上に表示される。第１図に示す画像例では同図乙の
自然画像とｂの透視図形が合成されて表示される。操作
者は該透視変換演算装置２に端子２ａを介して加える視
点位置パラメータを対話的に変化させ自然画像と透視図
形の対応点を一致させる。具体的には第２図および削成
で示す視点位置０１に関するパラメータ（ｅ、ｍ、ｎ）
の値、仮想カメラのズーム量に対応する値である視点位
置ｏ１と投影面までの距離ｄ、仮想カメラの向きに関す
る回転角θｙ、θＸを変化させそれに伴なって透視図形
を変化させる。操作者は表示装置６の表示画面上で第１
図に示す画像例では例えば壁と天井との稜線を一致させ
るよう上記のパラメータを変える。一致したときのパラ
メータが自然画像に対する定義した構造モデルと相対的
な視点の位置パラメータである。数学的には３点を一致
させることによって位置パラメータが決定できる。

発明の効果 本発明の装置によってすでに撮影された自然画像に対し
てその画像の中区既知の物体がある時その画像の撮影位
置およびそのカメラアングル等撮影条件を決定できる。

このことによりある自然画像に対して別の物体の画像を
３次元的な演算によって生成して合成する場合などに有
用なる手段を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明を説明するための自然画像とそれに対応
した透視図形例、第２図に本発明でおこなう演算処理を
説明するための原理図、第３図は本発明の一実施例によ
る視点位置決定装置のプロッタ図である。 １　・・・・記憶装置、２・・・・・透視変換演算装置
、４・・画像合成器、５・・・・表示装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名宵１
図　　（の　　　　　　　（ｂｔ ＷＩ２図 富　３　因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部から操作者により対話的に与えられる視点位置パラ
   メータに対し、記憶装置内に蓄えられた幾何学データで
   ある構造モデルの透視図形を生成する手段と、２つの入
   力端子のうちの一方に前記透視図形が入力され、他方の
   入力端子に自然画像が入力される画像合成器と、前記画
   像合成器に接続され前記透視図形と前記自然画像の合成
   画像を表示する表示装置とを備え、この表示装置の表示
   画面上で該自然画像中の既知物体像とその構造モデルよ
   り計算された透視図形の対応点を一致させることによっ
   て該自然画像に対する視点の位置パラメータを決定する
   ことを特徴とする視点位置決定装置。