WO2004102479A1

WO2004102479A1 - 画像変換プログラム、画像変換方法、及びプログラムを担持した媒体

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Publication number: WO2004102479A1
Application number: PCT/JP2004/006559
Authority: WO
Inventors: Kenji Shigeki
Original assignee: Loarant Corporation; Marubun Corporation
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2004-11-25
Also published as: WO2004102480A1; JPWO2004102479A1

Abstract

　２次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系の画像を構成する各画素を２次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させて変換するようにした。これにより、従来のように円環座標系の画像の画素を２次元直交座標系の画像の画素に１対１で変換した場合と異なり、円環座標系の画像上の中心部の画素が少ないことに起因する２次元直交座標系の画像上における画素の欠落を防止することができ、また、双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づき円環座標系の画像を２次元直交座標系の画像に変換した場合に生じる左右両端の画像の歪曲をなくすことができる。

Description

明細書

画像変換プログラム、画像変換方法、及びプログラムを担持した媒体技術分野

[0001] 本発明は、全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を、画面等への表示出力用の画像を構成する 2次元直交座標系の画像に変換する画像変換プログラム及びその画像変換方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、周囲の視野を撮影可能な 360度カメラ等の全方位撮影装置が知られている（例えば、特開平 6 - 152938号公報参照）。全方位撮影装置では、一般的に双曲面ミラーが用いられている。この双曲面ミラーを有する全方位撮影装置で撮影された画像は、円環座標系の画像であるため、ユーザにとって見やすいものではない。従って、この種の装置で撮影された円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換して、ユーザにとって見やすい画像にする必要があった。そこで、従来は、全方位撮影装置で撮影された円環座標系の画像の画素を、双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づいて、 2次元直交座標系の画像の画素に、 1対 1で変換していた。

[0003] ここで、上記の変換方法について説明する。この変換方法の適用対象となる全方位撮影装置は、図 13に示されるような鉛直方向下向きに配設された双曲面ミラーと、その下に鉛直方向上向きに配設されたカメラから構成される。この全方位撮影装置では、双曲面ミラーの焦点〇とカメラのレンズ中心〇とは、それぞれ 2葉双曲面の 2

M C

焦点 (0，0,+c)，(0,0,_c)に位置し、 2次元直交座標系の画像面 xyは XY平面に平行で力メラのレンス"中心 O力、らカメラの焦点距離 f ^'け離れた平面となる。双曲面ミラーのミ

C

ラー面、双曲面ミラーの焦点〇、及びカメラのレンズ中心〇は、以下の各式で表わ

M C

される。

双曲面ミラーのミラー面 · · . { (X² + Y²) /a²}- (Z²/b²) =-1

(ただし、 Z > 0)

双曲面ミラーの焦点 O · · · (〇， 0, + c)

M

カメラのレンズ中心 O · · · (()， 0，一 c) [0004] また、空間内の任意の点 P (X, Υ, Z)に対する画像面 xy上での写像点を p (x, y)とすると、双曲面ミラーの焦点 O からの点 Pの方位角 Θは次式で表わされる。

M

[数 1]

tan^ =— = · · . ( 1 )

X x '

[0005] すなわち、 Y/Xで定まる（双曲面ミラーの焦点〇からの）点 Pの方位角 Θは、 y/x

M

で定まる（カメラのレンズ中心 O力の）写像点 pの方位角 Θを算出することで得られ

C

る。この様に 360度ハ。ノラマ状の領域内にある対象物体の方位角 Θ力その物体の画像面上の写像の方位として直接現れる。

[0006] また、図 14に示されるように、点 Pと軸を含む鉛直断面とを想定すると、点 Pとその写像点 Pとの間には次式の関係が成り立つ。

[数 2]

Z = x^z + Y¹ tana + c · · ■ ( 2 )

( ² + C- ) sm y - 2bc , _ηヽ

α = tan ¹ -—— _{2 2} . · ■ ( 3 )

(b —c )cos/ γ = tan"¹ ^ · · · ( 4 )

^" + y²

[0007] すなわち、双曲面ミラーの焦点〇力の点の方位角 Θ及び伏角 e は、カメラのレ

M

ンズ中心 O を双曲面ミラーの他方の（外面側の）焦点位置にすることで、写像点 p (x

C

、 y)より、一意に求められる。このとき、双曲面ミラーの（内面側の）焦点 O は固定な

M

ため、入力画像を、双曲面ミラーの焦点 O に配したカメラを軸周りに回転して得

M

られる画像（円筒状の全方位画像)や、双曲面ミラーの焦点〇に配したカメラから見

M

た画像（一般のカメラで撮影した画像）に変換することが可能である。

[0008] また、上記の式（1)一（4)を X, yを求める形に変形した式力下記の式（5)及び式（ 6)である。

[数 3]

v , (b¹ - c² ) , 、

(b² + c² )Z - 2bc^X² + Y² + Z ²

[0009] 上記の式（5)及び式 (6)を利用することで、 3次元空間中の点 Ρ (Χ, Υ, Z)に対応する 2次元直交座標系の画像面 xy上の点 p (X, y)を求めることができる。

[0010] し力、しながら、上記のような双曲線の傾きに基づいて、（双曲面ミラーの外面側の焦点位置にレンズ中心 O を配した)カメラで撮影した円環座標系の画像の画素を、 2次

C

元直交座標系の画像の画素に変換する方法では、 2次元直交座標の中央近傍の画像は、人間の視覚通りに見える力左右両端の画像が歪曲してしまう。この理由は、以下の通りである。すなわち、上記の式（2)—（4)は、カメラの魚眼レンズと双曲面ミラーの形状が数学上の 2葉双曲面（双曲線を Z軸周りに回転させることで得られる曲面）の形状と同じであることを前提として導かれた式であるが、カメラの魚眼レンズや双曲面ミラーの物理的な形状を数学上の 2葉双曲面の形状に合わせることが難しい力である。また、双曲面ミラーの外面側の焦点位置とレンズ中心〇との位置合わせ

C

を正確に行うことが難しいからでもある。

[0011] また、カメラで撮影した円環座標系の画像の画素と 2次元直交座標系の画像の画素との対応関係を考えると、円環座標系の画像の画素は、円環の中心に近づくに従つて画素数が減少するため、上記のように円環座標系の画像の画素を 2次元直交座標系の画像の画素に 1対 1で変換する方法では、 2次元直交座標系の画像上において、円環座標系の画像上の中心部に相当する部分の画素が欠落してしまう。

発明の開示

[0012] 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、 2次元直交座標系の画像上における左右両端部の歪曲を防ぎ、また、 2次元直交座標系の画像上において、円環座標系の画像上の中心部に相当する部分の画素が欠落しないようにすることが可能な、円環座標系の画像から 2次元直交座標系の画像への画像変換プロダラム及びその画像変換方法を提供することを目的とする。 [0013] 上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る画像変換プログラムは、双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を、画面等への表示出力用の画像を構成する 2次元直交座標系の画像に変換するために、プロセッサ一を、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する対応画素判定手段、対応画素判定手段による判定結果を記憶する記憶手段、及び記憶手段に格納された判定結果に基づいて、円環座標系の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換する変換手段として機能させる。

[0014] また、本発明の一態様に係る方法は、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定し、上記判定の結果を記憶し、上記記憶された判定の結果に基づいて、円環座標系の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換する。

[0015] さらにまた、本発明の一態様に係るプロセッサ一により読み取り可能な媒体は、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する手順と、上記判定の結果を記憶する手順と、上記記憶された判定の結果に基づいて、円環座標系の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換する手順とをプロセッサーに実行させるためのプログラムを少なくとも備える。

[0016] このように、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させて変換することにより、双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づき円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換した場合に生じる左右両端の画像の歪曲をなくすことができる。また、上記のように、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系から 2次元直交座標系への画像変換を行うようにしたことにより、円環座標系の画像を構成する 1つの画素が 2次元直交座標系の画像を構成する複数の画素に対応することはあっても、従来のように円環座標系の画像の画素を 2次元直交座標系の画像の画素に 1対 1で変換した場合と異なり、円環座標系の画像上の中心部の画素が少ないことに起因する 2次元直交座標系の画像上における画素の欠落を防止することができる。

[0017] 望ましくは、アークタンジェント関数を用いて、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する。上記の双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像では、円の中心部に向力に従って被写体が縦軸方向に圧縮されるが、上記のように、アークタンジェント関数を用いて、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素と、円環座標系の画像を構成する各画素との対応関係を判定することにより、縦軸方向に圧縮された円環座標系の画像を、通常のカメラで撮影した画像と同様な（縦軸方向に引き伸ばされた） 2次元直交座標系の画像に変換することができる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]本発明の一実施形態に係る画素補間プログラムを格納した DSPボードを搭載したパソコンと全方位カメラとから構成される全方位カメラシステムの構成図。

[図 2]上記 DSPボードの構成図。

[図 3]図 2中の DSP本体の構成図。

[図 4]上記 DSPボードにおいて行われる画像処理のフローチャート。

[図 5]上記 DSPボードから転送された画像データに対してパソコン本体部が行う画像処理のフローチャート。

[図 6]上記 DSPボードにおいて行われる 2次元直交座標系の画像上の線分と円環座標系の画像上の線分との対応関係を示す図。

[図 7]上記 DSPボードにおいて行われる 2次元直交座標系の画像上の画素位置に対応する円環座標系の画像上の画素位置を求める処理の説明図。

[図 8]上記処理の対象となる 2次元直交座標系の画像上の画素位置 Pを示す図。

[図 9]上記処理の対象となる円環座標系の画像上の画素位置 P'を示す図。 [図 10]上記処理において求められる円環座標系における弧長 sを示す図。

[図 11]従来の双曲面を用いた画像変換方法による 2次元直交座標系の画像示す図

[図 12]本実施形態の画像変換方法による 2次元直交座標系の画像を示す図。

[図 13]従来の画像変換方法の適用対象となる全方位撮影装置における双曲面ミラ一とカメラのレンズ中心との位置関係を示す図。

[図 14]上記従来の全方位撮影装置において、 3次元空間中の点 Pに対応する 2次元直交座標系の画像面上の点 Pを求める方法を示す図。

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態による画像変換プログラムは、パソコンに搭載される DSP (Digital Signal Processor )ボードで使用可能なプログラムである。図 1は、これらのプログラムを格納した DSP ボードを搭載したパソコンと全方位カメラとから構成される全方位カメラシステムを示す。このカメラシステム 1を構成する全方位カメラ 3 (全方位撮影手段）は、周囲 360度の視野を撮影可能なカメラである。パソコン 2は、全方位カメラ 3で撮影された画像に対して各種の画像処理等を行うための DSPボード 4と、 DSPボード 4から出力された圧縮輝度信号の形式の画像データを RGB輝度信号の形式の画像データに変換してモニタ 5に出力するパソコン本体部 5と、パソコン本体部 5から出力された RGB輝度信号の形式の画像データを表示するモニタ 6とから構成されている。また、 DSPボード 4とパソコン本体部 5との間のデータの入出力は、 PCI(Peripheral Component Interconnect)バス 7を介して行われる。

[0020] 次に、図 2を参照して、上記 DSPボード 4内の構成について説明する。 DSPボード

4は、 DSP本体 11、 FPGA(Field-Programmable Gate array) 12, FIF〇13— 15、入力画像を記憶するための入力画像用 SDRAM(Static Dynamic Random Access Memory)16、及び出力画像等の記憶用の SDRAM17から構成されている。 FPGA 12は、全方位カメラ 3より入力された輝度信号 Yと色信号 Cb, Crの形式の画像データを、 DSP本体 11による処理効率を向上させるために、 32ビットの圧縮輝度信号 Y C (4： 4： 4)の形式の画像データに変換させたり、 DSP本体 11とパソコン本体部 5との間のコマンドの仲介等の処理を行うための回路である。 DSPボード 4内における各回路間のデータの入出力には、ローカルバス 18が用いられ、また、 DSPボード 4とパソコン本体部 5との間における画像等のデータの入出力には、 PCIバス 7が用いられる。

[0021] 次に、図 3を参照して、上記 DSP本体 11内における回路の構成について説明する。 DSP本体 11は、装置全体の制御や FIRフィルター処理等の各種演算処理を行う C PU21と、各種のプログラムを格納したプログラム用 RAM22と、画像変換用のテーブルを含む各種のデータを格納するデータ用 RAM23 (記憶手段）と、パソコン本体部 5等の外部装置との間でデータの入出力を行うための各種入出力装置を有するぺリフエラル 24とから構成されている。 CPU21は、請求項における対応画素判定手段及び変換手段としても機能する。また、プログラム用 RAM22には、全方位カメラ 3で撮影された円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換する画像変換プログラムや、全方位カメラ 3で撮影された画像を構成する画素を補間する画素補間プログラムが格納されている。このプログラム用 RAM22が、請求項における「プロセッサ一を制御するためのプログラムを担持した、プロセッサ一により読み取り可能な媒体」に相当する。

[0022] 次に、図 4のフローチャートを参照して、上記の DSPボード 4において行われる画像処理について説明する。全方位カメラ 3で撮影された画像データは、輝度信号 Yと色信号 C (Cr及び Cb)に分離されて DSPボード 4側の FPGA12へ送られる。 FPGA12 は、 DSP本体 11による画像処理の効率を向上させるために、受信した輝度信号 Yと色信号 Cr, Cbの形式の画像データを、輝度信号 Yと色信号 Crと色信号 Cbとの比率が 4： 4： 4である 32ビットの圧縮輝度信号 YC (4 : 4 : 4)の形式に変換して、 FIFO 14 にセットする（Sl)。 DSP本体 11は、 FIF〇14内に画像データが蓄積されたことを検知すると、この圧縮輝度信号形式の画像データを FIF014から入力画像用 SDRA M16に転送すると共に（S2)、この圧縮輝度信号形式の画像データを、画像変換プログラムにより円環座標系の画像から 2次元直交座標系の画像に変換する（S3)。そして、この変換後の画像に対していわゆるパン処理を行う際に、画素補間プログラムを用いて画像中の画素の補間処理を行う（S4)。この補間処理における画素修正は、人間の視覚感度性を考慮して、圧縮輝度信号 YC (4 : 4 : 4)中の輝度信号 Yに対してのみ行われ、色信号 Cr, Cbに対しては行われない。上記 S4に示される画素補間処理が終了すると、 DSP本体 11は、補間処理後の画像データを、 FIF015と PCIバス 7とを介してパソコン本体部 5へ転送する（S5)。そして、 DSP本体 11及び FPGA1 2は、全方位カメラ 3からの画像信号の入力が終了するまで（S6で N〇）、上記 S1乃至 S5の処理を繰り返す。

[0023] 次に、図 5のフローチャートを参照して、上記 S5の処理でパソコン本体部 5へ転送された画像データが、パソコン本体部 5においてどのように処理されるかについて説明する。パソコン本体部 5は、 DSPボード 4内の DSP本体 11から転送された圧縮輝度信号 YC (4 : 4 : 4)の形式の画像データを受信すると、受信した画像データを RGB の形式の画像データに変換して（SI 1)、変換後の画像データをモニタ 6上に画面表示する（S 12)。そして、 DSP本体 11から送信された画像データの受信が終了するまで（S 13で NO)、上記 S 11及び S 12の処理を繰り返す。

[0024] 次に、上記図 4中の S3に示される円環座標系の画像から 2次元直交座標系の画像への変換処理に用いられている画像変換方法について概念的に説明する。いま、図 6を参照して円環座標系の画像と 2次元直交座標系の画像との関係を考えると、図中の線分 1と線分、及び線分 mと線分 m'とはそれぞれ対応していることが解る。また、円環座標系の画像では円の中心に行くに従って被写体が縦軸方向に圧縮されることになる。本実施形態による画像変換処理では、この圧縮具合を関数で表すと共に、上記の円環座標系の画像上における各線分と 2次元直交座標系の画像上における各線分との対応関係を利用することにより、計算量の軽減を行なうことができる。

[0025] 上記の円環座標系の画像上における各線分と 2次元直交座標系の画像上における各線分との対応関係の利用について具体的に述べる。先ず、 2次元直交座標系の画像上における α =0の位置に存在する線分上の各画素位置から、順番に円環座標系の画像上における各画素位置への変換を行う。より詳細に説明すると、 2次元直交座標系の画像上における X軸方向の画素位置 Xを固定しつつ、 y軸方向の画素位置 yを y =0— Nと変ィヒさせて、 2次元直交座標系の画像上の各画素位置 (X , y )に対応する円環座標系の画像上の各画素位置 (x， y.)を求める。そして、 X軸方向の画素位置 ^を ^=0— Nと変化させて、上記の処理を繰り返すのである。

[0026] 次に、上記の画像変換方法について、詳細に説明する。一般に、人間の視野に入る 3次元の写像体は、網膜上で 2次元直交座標軸上に展開されている。そこで、まず、 2次元直交座標系の画像上の被写体を考えて、その被写体の各画素が円環座標系の画像上のどの画素に対応するかを求める。このとき、人間の目の視点動作を水平軸方向に大地と平行して動くものと仮定して、 2次元直交座標系の画像上の各画素が円環座標系の画像上のどの画素に対応しているかを考える。図 7は、 2次元直交座標系 31の画像 32上の画素位置 Pが円環座標系 33の画像 34上の画素位置 P' に対応していることを示す。このように、 2次元直交座標系 31の画像 32を構成する各画素が、円環座標系 33の画像 34を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系 33の画像 34から 2次元直交座標系 31の画像 32への変換を行う。

[0027] 次に、図 8乃至図 10を参照して、具体的に 2次元直交座標系 31における、ある画素位置が円環座標系 33におけるどの画素位置に対応するかについて説明する。図 8に示される y軸、 X軸、直線 y=m、及び直線 x=nで囲まれた長方形 35上に被写

2 1

体 36が投影されているものとし、また、図 8中の画素位置 P (x， y )は、図 9中の円環

0 0

座標系 33における画素位置 P' (X , y )と対応しているものとする。直交座標系 31上

0 0

における被写体 36の X軸方向の中点 n (図 8中の点 A及び点 Cに相当）に対しての画素位置 P (x , y )の開き角 φを求める。ここで、図 8中の点 Oに視点を置いて直角三

0 0

角形 OACを角 φ度回転させたときの直角三角形を OA' C 'として、この直角三角形 OA' C 'を含む平面が直線 y=mと交わる点が求める画素位置 P (x , y )であるとす

2 0 0

る。この 2次元直交座標系 31上の画素位置 P (x， y )の画素が図 9に示される円環

0 0

座標系 33上のどの位置に写像されるかを以下のように計算する。

[0028] まず、図 10に示される円環座標系 33における弧長 sを下記の式（7)で求める。

[数 4]

ただし、図 8より、 tan-¹ とするそして、下記の式 (8)のように、上記式（7)で求めた弧長 sに対応した開き角（式 (8) の sZRで表される角度）にプログラマーが任意に指定するオフセットである Biasをカロえて、図 9に示される円環座標系 33における開き角 φ を求める。

1

[数 5] φ₁ =— + Bias . · · ( 8 ) 次に、上記の φ を用いて円環座標系 33における画素位置 P' (X )を求めるに

1 0， y

0

は、図 9に示される長さ rを求めなければならなレ、。そこで、図 8と図 9との対応関係を考慮して、下記の式（9)を用いて rを求める。ただし、下記の式中の dは、見かけ上の高さ方向の調整用のパラメータである。

[数 6]

2R m +d

r =—— tan ( 9 )

π l² +(n₂ -n)

[0031] 上記の式（7)—（9)より長さ rを求めた上で、図 9中の円環座標系 33における画素位置 P' (X , y )を、下記の式（10)—（12)を用いて求める。

0 0

R， =R— Γ· · . (10)

χ =R

0 ，cos )

1 …（11)

y =R'sin( <i) ) · · · (12)

0 1

[0032] 上記のアルゴリズムを用いることにより、図 8に示される 2次元直交座標系 31における全ての点を、図 9に示される円環座標系 33における画素と対応付けることができる。この対応関係に基づき、円環座標系 33の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系 31の画像を構成する各画素に対応させて変換する。これにより、円環座標系 33 の画像を構成する 1つの画素が 2次元直交座標系 31の画像を構成する複数の画素に対応することはあっても、従来のように円環座標系 33の画像の画素を 2次元直交座標系 31の画像の画素に単純に 1対 1で変換した場合と異なり、円環座標系 33の画像上の中心部の画素が少ないことに起因する 2次元直交座標系 31の画像上における画素の欠落を防止することができる。また、従来のように、双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づき（カメラの魚眼レンズ及び双曲面ミラーの形状が数学上の 2葉双曲面の形状と同じであると仮定して）、円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換した場合には、カメラの魚眼レンズや双曲面ミラーの物理的な形状を数学上の 2葉双曲面の形状に合わせることが難しいことから、図 1 1に示されるように、 2次元直交座標系の画像上における左右両端部には画像の歪曲が生じていた。しかし、上記の画像変換方法を用いることにより、図 12に示されるように、 2次元直交座標系 31の画像 32上における左右両端部の歪曲をなくすことができる。

[0033] 次に、上記の画像変換処理に採用されている演算の高速化を図るための工夫について説明する。上記の画像変換処理では、三角関数の値のテーブルを用いて、上記の画像変換処理における Arctan, sin, cosの演算を避けることにより、画像変換処理に要する時間の大幅な短縮を行っている。このテーブルは、 DSP本体 11内のデータ用 RAM23に格納されている。このテーブルは、整数型のデータによって構成されており、高速演算処理及び ASIC化アルゴリズムに対応したものである。ここで、画像変換及び画素補間の過程で生じる乗算並びに加算が実数型演算である場合の処理速度と整数型演算である場合の処理速度とを比較すると、圧倒的に整数型演算である場合の処理速度の方が早レ、。従って、上記のように、 Arctan, sin, cosを含む数式の全体を整数型のデータによって構成されたテーブルを用いて演算することにより、処理時間を短縮することができる。

[0034] 上記のテーブルの作成は、全方位カメラシステム 1の初期化時に行うのが一般的であるが、必ずしも実機で行う必要はない。つまり、テーブルを別の機器で作成して、フアイルとして本システムに登録してもよレ、。また、全方位カメラ 3のレンズを変更して、 R, 1のパラメータが変わった場合でも、テーブルの入れ換えのみで対応することができる。

[0035] 上述したように、本実施形態の画像変換プログラム、及びその画像変換方法によれば、 2次元直交座標系 31の画像を構成する各画素力 S、円環座標系 33の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系 33の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系 31の画像を構成する各画素に対応させて変換するようにした。これにより、従来のように双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づき円環座標系 33の画像を 2次元直交座標系 31の画像に変換した場合に生じる左右両端の画像の歪曲をなくすことができる。また、上記のように、 2次元直交座標系 31の画像を構成する各画素が、円環座標系 33の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系 33 力、ら 2次元直交座標系 31への画像変換を行うようにしたことにより、円環座標系 33の画像を構成する 1つの画素が 2次元直交座標系 31の画像を構成する複数の画素に対応することはあっても、従来のように円環座標系 33の画像の画素を 2次元直交座標系 31の画像の画素に 1対 1で変換した場合と異なり、円環座標系 33の画像上の中心部の画素が少ないことに起因する 2次元直交座標系 31の画像上における画素の欠落を防止することができる。

[0036] なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなぐ様々な変形が可能である。例えば、本実施形態では、画像変換プログラムを DSP本体 11により実行した力これらのプログラムを実行するためのプロセッサ一は、これに限られず、例えばパソコン本体部であってもよレ、。また、データ用 RAM23内の三角関数の値のテーブルに格納されるデータは、整数型に限られず、実数型であってもよい。

[0037] 本願は日本国特許出願 2003-136504に基づいており、その内容は、上記特許出願の明細書及び図面を参照することによって結果的に本願発明に合体されるべきものである。

[0038] また、本願発明は、添付した図面を参照した実施の形態により十分に記載されているけれども、さまざまな変更や変形が可能であることは、この分野の通常の知識を有するものにとって明らかであろう。それゆえ、そのような変更及び変形は、本願発明の範囲を逸脱するものではなぐ本願発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。産業上の利用分野

[0039] 以上説明したように、本発明によれば、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系の画像を構成する各画素を 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させて変換するようにした。これにより、従来のように双曲面ミラーの双曲線の傾きに基づき円環座標系の画像を 2次元直交座標系の画像に変換した場合に生じていた左右両端の画像の歪曲をなくすことができる。また、上記のように、 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定して、その判定結果に基づき円環座標系から 2次元直交座標系への画像変換を行うようにしたことにより、従来のように円環座標系の画像の画素を 2次元直交座標系の画像の画素に 1対 1で変換した場合と異なり、円環座標系の画像上の中心部の画素が少ないことに起因する 2 次元直交座標系の画像上における画素の欠落を防止することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を、画面等への表示出力用の画像を構成する 2次元直交座標系の画像に変換するために、プロセッサーを、

前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する対応画素判定手段、前記対応画素判定手段による判定結果を記憶する記憶手段、及び

前記記憶手段に格納された判定結果に基づいて、前記円環座標系の画像を構成する各画素を前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、前記円環座標系の画像を前記 2次元直交座標系の画像に変換する変換手段として機能させるための画像変換プログラム。

[2] 前記対応画素判定手段は、アークタンジェント関数を用いて、前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定するようにした請求項 1に記載の画像変換プログラム。

[3] プログラムされたプロセッサーによって、双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を、画面等への表示出力用の画像を構成する 2次元直交座標系の画像に変換する方法であって、

前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定するステップと、

前記判定の結果を記憶するステップと、

前記記憶された判定の結果に基づいて、前記円環座標系の画像を構成する各画素を前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、前記円環座標系の画像を前記 2次元直交座標系の画像に変換するステップとからなることを特徴とする画像変換方法。

[4] 前記判定するステップにおいて、アークタンジェント関数を用いて、前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定するようにした請求項 3に記載の画像変換方法。

[5] 双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を、画面等への表示出力用の画像を構成する 2次元直交座標系の画像に変換するためにプロセッサ一を用いる方法において、

前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定し、

前記の判定の結果に基づいて、前記円環座標系の画像を構成する各画素を前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、前記円環座標系の画像を前記 2次元直交座標系の画像に変換すること。

[6] 前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する際に、アークタンジェント関数を用いる請求項 5の方法。

[7] プロセッサーを制御するためのプログラムを担持した、プロセッサ一により読み取り可能な媒体であって、

2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、双曲面ミラーを有する全方位撮影手段で撮影された円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する手順と、

前記判定の結果を記憶する手順と、

前記記憶された判定の結果に基づいて、前記円環座標系の画像を構成する各画素を前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素に対応させることにより、前記円環座標系の画像を前記 2次元直交座標系の画像に変換する手順とを前記プロセッサ一に実行させるためのプログラムを少なくとも備えることを特徴とする媒体。

[8] 前記 2次元直交座標系の画像を構成する各画素が、前記円環座標系の画像を構成する各画素のうち、どの画素に対応するかを判定する手順において、アークタンジェント関数を用いる請求項 7の媒体。