WO2006016534A1 - 画像撮影装置 - Google Patents

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WO2006016534A1
WO2006016534A1 PCT/JP2005/014425 JP2005014425W WO2006016534A1 WO 2006016534 A1 WO2006016534 A1 WO 2006016534A1 JP 2005014425 W JP2005014425 W JP 2005014425W WO 2006016534 A1 WO2006016534 A1 WO 2006016534A1
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WO
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photographing
image
recording means
recording
distance
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/014425
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koutaro Hosoda
Ryuji Kitaura
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Kabushiki Kaisha filed Critical Sharp Kabushiki Kaisha
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/293—Generating mixed stereoscopic images; Generating mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
    • H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance

Definitions

  • the present invention relates to an image photographing device capable of generating a two-dimensional image or a three-dimensional image from a photographed image.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the field sequential method.
  • the left eye image and the right eye image are arranged alternately in one pixel in the vertical direction, and the display of the left eye image and the display of the right eye image are alternated. It is displayed by switching to.
  • the left-eye and right-eye images have a vertical resolution of 1Z2 compared to normal 2D display.
  • the observer wears shatter-type glasses that open and close in synchronization with the display switching cycle.
  • the shatter used here has the left eye image displayed! When the left eye side is open, the right eye side is closed and the right eye image is displayed! When the left eye side is closed, the right eye side is closed. open. In this way, the left eye image is observed only with the left eye, and the right eye image is observed only with the right eye, and stereoscopic viewing can be performed.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the parallax barrier method.
  • Fig. 7 (A) is a diagram showing the principle of parallax.
  • FIG. 7B is a diagram showing a screen displayed by the parallax barrier method.
  • FIG. 7A an image in which the left eye image and the right eye image are alternately arranged every other pixel in the horizontal direction as shown in FIG. 7B is displayed on the image display panel 701.
  • the image is displayed on the image display panel.
  • the left eye image is observed only by the left eye 703 and the right eye image is observed only by the right eye 704, so that stereoscopic viewing can be performed.
  • the left-eye image and the right-eye image to be displayed are each photographed with a digital camera or the like.
  • a digital camera or the like when photographing each image with two cameras, When shooting two cameras with a stereo camera using a mirror or prism and shooting with a single camera, there is a problem that the mirror and prism must be properly positioned. It was.
  • Patent Document 1 relates to a stereo camera that measures the distance to a subject and changes the convergence angle formed by the optical axes of a pair of imaging optical systems in accordance with the information.
  • Figure 8 shows the configuration.
  • the imaging recording means 816 measures the subject distance, and inputs the measured value to the camera parameter calculation means 812.
  • the camera parameter calculation means 812 calculates the convergence angle from the input subject distance measurement value and inputs it to the convergence angle adjustment means 814.
  • the convergence angle adjusting unit 814 adjusts the convergence angle of the imaging / recording unit 816 according to the input convergence angle.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-22014
  • 2D refers to two dimensions
  • 3D refers to three dimensions
  • a 2D image is a conventional image composed of only one viewpoint image.
  • a 3D image is an image configured by a set of a plurality of images having parallax.
  • Figure 9 shows an example of a 3D image.
  • 3D image of this example The image 903 is a 3D image in which images corresponding to the two viewpoints of the left eye image 901 and the right eye image 902 are thinned out in half in the horizontal direction and then arranged side by side.
  • the parallel method refers to shooting with the optical axes of two cameras parallel to each other
  • the intersection method refers to shooting with the optical axes of two cameras intersecting.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to allow the distance between any assumed position and the photographing recording means to be arbitrarily set,
  • An object of the present invention is to provide an image photographing apparatus which can automatically calculate an invalid area in parallel method photographing and can select an optimum photographing method based on the invalid area.
  • the present invention provides an angle of convergence formed by a straight line connecting two photographing recording means for photographing an image for generating a 3D image, a convergence point where the optical axes of the photographing recording means intersect, and the photographing recording means.
  • an image photographing apparatus comprising a convergence angle adjusting means for adjusting the angle, when photographing with the optical axis of the photographing / recording means being parallel, a point assumed to be an object and the photographing / recording means
  • a setting unit that can arbitrarily set the distance, an invalid area that does not have a common corresponding point in the photographing area of the photographing recording means, the distance, a baseline length that is an interval between the photographing recording means, and the photographing recording means And an invalid area calculating means for calculating from the performance information angle of view.
  • the invalid area calculated by the invalid area calculating unit is deleted from the photographed image, and the remaining area is stored.
  • the invalid area calculation means where x is the ratio of the invalid area, L is the distance, d is the base length, and the angle of view of the photographing recording means is 0,
  • the optical axis of the imaging / recording unit intersects from the imaging with the optical axis of the imaging / recording unit being parallel. It is characterized by switching to shooting.
  • the present invention is characterized in that imaging information display means for displaying invalid area information calculated by the invalid area calculation means is provided.
  • the present invention provides two photographic recording means for capturing an image for generating a 3D image, and radiation formed by a straight line connecting the convergence point where the optical axes of the photographic recording means intersect with the photographic recording means.
  • an image photographing apparatus comprising a convergence angle adjusting means for adjusting a convergence angle
  • the distance between the convergence point and the photographing and recording means can be arbitrarily set It comprises setting means and calculation means for calculating an angle of convergence based on the distance.
  • the present invention it is possible to arbitrarily set the distance to the position without any subject in parallel method shooting or cross method shooting. For example, when performing stereoscopic shooting with the same composition every time, the setting is required. You can shoot without changing. In addition, since the invalid area can be calculated in parallel imaging, processing is facilitated when generating a 3D image from the captured image.
  • the entire left and right images can be stereoscopically viewed.
  • the parallel normal force is automatically switched to the cross method according to the ratio of the invalid area, so that stereoscopic shooting of the foreground and the distant view can be performed seamlessly.
  • the user can confirm the calculation contents.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an image recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the positional relationship between two cameras and a convergence point at the time of crossing method photography.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing an area captured by a camera during parallel photography.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the position of the invalid area in the left and right images taken by the parallel method.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a field sequential method. [7] It is a conceptual diagram for explaining the parallax barrier method.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of an image recording apparatus according to a conventional technique.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram showing an example of a 3D image.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image capturing device according to an embodiment of the present invention.
  • the image photographing apparatus includes a control unit 101 and a photographing unit 102.
  • the control unit 101 includes a photographing information display unit 111, a camera parameter calculation unit 112, and an invalid area calculation unit 113.
  • the photographing unit 102 includes a convergence angle adjusting unit 114, a baseline length adjusting unit 115, and an imaging / recording unit 116.
  • the camera parameter calculation means 112 is based on a setting distance (a distance to the point force imaging and recording means 116 on the assumption that there is an object) on which the user also inputs a setting means (operation button or the like) force (not shown).
  • the angle and baseline length are calculated and output to the photographing means 102.
  • the shooting information is output to the shooting information display means 111. This shooting information includes the set distance, convergence angle, baseline length, and the image being shot. The setting distance, convergence angle, and baseline length will be described later.
  • the invalid area calculation means 113 receives the set distance, the base line length, and the shooting / recording means performance information as input, calculates the invalid area of the video being shot, and outputs the invalid area information to the shooting means 102.
  • the photographing / recording means performance information is information input or held as information specific to the photographing / recording means 116 in the photographing means 102.
  • the information includes the angle of view of the camera.
  • the shooting information display unit 111 displays shooting information based on the shooting information input from the camera parameter calculation unit 112.
  • the invalid area information calculated by the invalid area calculation means 113 can also be displayed.
  • the convergence angle adjusting unit 114 in the imaging unit 102 adjusts the convergence angle of the imaging / recording unit 116 using the convergence angle from the camera parameter calculation unit 112 as an input.
  • Baseline length adjusting means 115 receives the baseline length from camera parameter calculating means 112 as input, and adjusts the baseline length of imaging recording means 116.
  • the imaging / recording means 116 is a camera part provided with imaging elements such as two CCDs, and shoots images. Further, based on the invalid area information input from the invalid area calculation means 113, the area of the video output by each CCD can be changed.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing the positional relationship between the two cameras (shooting and recording means 116) and the convergence point at the time of crossing method shooting.
  • the convergence point is the point where the optical axes of the two cameras intersect, and the distance to the convergence point is called the convergence point distance.
  • L indicates the value of the convergence point distance.
  • the setting distance at the time of crossing photography is the convergence point distance, and this value can be set arbitrarily by the user.
  • ⁇ represents the value of the convergence angle.
  • the convergence angle is the angle between the convergence point and the straight line connecting the two cameras.
  • d represents the value of the baseline length. Baseline length is the distance between two cameras.
  • Fig. 3 is a conceptual diagram showing the area captured by the camera during parallel photography.
  • d is the baseline length value.
  • the convergence point distance is infinite and the convergence angle is 0 degrees.
  • the user can set the setting distance for parallel photography.
  • the invalid area information that occurs when it is assumed that there is an object at a set distance from the camera is calculated from this set distance.
  • ⁇ is a value indicating an angle of a range captured by one camera and indicates an angle of view. This is a camera-specific value.
  • L1 is a value indicating the range of the area that can be seen only by one camera in terms of length.
  • L2 is a value indicating the range of the area captured by both cameras. L is the camera force and the set distance. At this time, the ratio X of the invalid area to the area shown in the camera is calculated by the following formula.
  • FIG. 4 is a diagram showing the position of the invalid area in the captured left and right images.
  • the left camera is on the left side and the right camera is on the right side by the ratio of X above.
  • the invalid area is discarded as shown in FIG. 4 and the remaining area is saved as a valid area in a recording medium such as a memory, only an area usable for stereoscopic viewing can be obtained.
  • the region 411 corresponding to the ratio of X in the left end force is an invalid region, and the remaining region 412 is an effective region. Width of invalid area 411
  • the ratio can be expressed by the following equation.
  • the region 413 corresponding to the ratio of X in the right end force is an invalid region, and the remaining region 414 is an effective region.
  • the ratio can be expressed by the following formula.
  • a user inputs a set distance to the photographing apparatus according to the present invention (step S1).
  • the camera parameter calculation means 112 first calculates the baseline length at the time of parallel photographing from the input set distance, and outputs it to the invalid area calculation means 113 (step S2).
  • the baseline length is calculated as follows.
  • the baseline length is set to 65mm, which is the eye interval.
  • the invalid area calculation means 113 calculates an invalid area from the base line length d, the set distance L, and the angle of view ⁇ included in the imaging / recording means performance information according to the above formula, and performs imaging with the camera parameter calculation means 112.
  • the data is input to the recording means 116 (step S3).
  • the camera parameter calculation means 112 compares the invalid area ratio X with respect to the entire imaging area based on the input invalid area information and the value ex (step S4). (Step S8), otherwise select the parallel method (Step S5).
  • step S5 the case where the process proceeds to step S5 will be described.
  • the optical axes of the cameras are parallel to each other. Therefore, the convergence angle is adjusted to 0 degree by the convergence angle adjusting means 114.
  • the base line length is adjusted from the base line length input from the camera parameter calculating unit 112 to the base line length adjusting unit 115 (step S6).
  • the imaging recording means 116 sets an area to be imaged from the input invalid area information (step S7).
  • the setting to the photographing means 102 is completed and the photographing state is set (step S12).
  • step S8 will be described.
  • the camera parameter calculation unit 112 calculates the convergence angle and the base line length so as to match the input set distance, and outputs them (step S9).
  • the baseline length is calculated in the same manner as in the parallel method.
  • the camera parameter calculation means 112 holds the base line length calculated in step S2, and the value may be used as it is as the base line length at the time of the crossing photographing.
  • the width convergence angle is calculated so that the set distance becomes the convergence point distance.
  • the convergence angle adjusting means 114 receives the convergence angle and adjusts the convergence angle of the photographing means.
  • the baseline length adjusting means 115 receives the baseline length and adjusts the baseline length of the imaging means (step S10). At the time of the crossing method photographing, it is set in the imaging recording means 116 with no invalid area (step Sll). Thus, the setting for the photographing means 102 is completed, and the photographing state is set (step S12).
  • the apparatus of the present invention by inputting the distance to the convergence point, it is possible to set the convergence point at an arbitrary assumed position, and it is possible to correspond to the left and right images taken by the parallel method.
  • the invalid area By making each area an invalid area, the invalid area is automatically cut out and saved, and the intersection method and parallel method are automatically switched according to specific conditions. Can be taken in better condition.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Indication In Cameras, And Counting Of Exposures (AREA)

Description

明 細 書
画像撮影装置
技術分野
[0001] 本発明は、撮影画像から 2次元画像や 3次元画像を生成可能な画像撮影装置に関 するものである。
背景技術
[0002] 従来、 3次元画像を表示する様々な方法が提案されてきた。その中でも一般的に 用いられているのは両眼視差を利用する「2眼式」と呼ばれるものである。すなわち、 両眼視差を持った左眼用画像と右眼用画像を用意し、それぞれ独立に左右の眼に 投影することにより立体視を行うことができる。
2眼式の代表的な方式としてフィールドシーケンシャル方式やパララタスノリア方式 が提案されている。
[0003] 図 6は、フィールドシーケンシャル方式を説明するための概念図である。このフィー ルドシーケンシャル方式は、図 6のように、左眼画像と右眼画像が垂直方向 1画素お きに交互にならんだ形に配置され、左眼画像の表示と右眼画像の表示が交互に切り 換えて表示されるものである。左眼画像および右眼画像は通常の 2次元表示時に比 ベて垂直解像度が 1Z2になっている。観察者はディスプレイの切り替え周期に同期 して開閉するシャツタ式のメガネを着用する。ここで使用するシャツタは、左眼画像が 表示されて!、る時は左眼側が開 、て右眼側が閉じ、右眼画像が表示されて!、る時は 左眼側が閉じて右眼側が開く。こうすることで、左眼画像は左眼だけで、右眼画像は 右眼だけで観察されることになり、立体視を行うことができる。
[0004] 図 7は、パララクスバリア方式を説明するための概念図である。図 7 (A)は、視差が 生じる原理を示す図である。一方、図 7 (B)は、パララクスバリア方式で表示される画 面を示す図である。
[0005] 図 7 (A)では、図 7 (B)に示すような左眼画像と右眼画像が水平方向 1画素おきに 交互にならんだ形に配置された画像を、画像表示パネル 701に表示し、同一視点の 画素の間隔よりも狭い間隔でスリットを持つパララタスノ リア 702を画像表示パネル 7 01の前面に置くことにより、左眼画像は左眼 703だけで、右眼画像は右眼 704だけ で観察することになり、立体視を行うことができる。
[0006] 以上のような立体視を行うために、表示する左眼画像や右眼画像をデジタルカメラ などでそれぞれ撮影するが、各画像を撮影するために、 2台のカメラで撮影する場合 は 2台のカメラの配置を、ミラーやプリズムを使ったステレオアダプタを用いて 1台の力 メラで撮影する場合はそのミラーやプリズムの配置を、適切にする調整する必要があ るという問題があった。
[0007] このような問題を解決するために、特許文献 1では、被写体までの距離を計測し、そ の情報に応じて一対の撮影光学系の光軸がなす輻輳角を変化させるステレオカメラ に関する技術が開示されている。図 8にその構成を示す。まず撮像記録手段 816が 被写体距離を測定し、その測定値をカメラパラメータ算出手段 812に入力する。カメ ラパラメータ算出手段 812は入力された被写体距離測定値から、輻輳角を算出し、 輻輳角調整手段 814に入力する。輻輳角調整手段 814は入力された輻輳角に従つ て撮像記録手段 816の輻輳角を調整する。
特許文献 1：特開 2001— 22014号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、特開 2001— 22014号公報では、被写体までの距離を自動的に測 定して輻輳点を決めるため、被写体が無 、場所に輻輳点を置くことができな 、と 、う 問題があった。被写体が無い場所に輻輳点を置くことができると、あら力じめカメラを セッティングしておき、後から被写体を用意して、即座に撮影する、あるいは、その輻 輳角などの設定値を保ったまま、次々に被写体を変更して撮影する、といったことが 可能になるというメリットがある。また、 2台のカメラの光軸が平行な状態で撮影した場 合に、左右の対応点が存在しない無効領域を含んで撮影されるため、立体視できな Vヽ領域が存在すると!/ヽぅ問題があった。
[0009] ここで、 2Dとは 2次元、 3Dとは 3次元を指し、 2D画像とは、従来の、 1つの視点の 画像のみにより構成される画像である。これに対し、 3D画像とは、視差のある複数の 画像の組により構成される画像である。図 9に 3D画像の一例を示す。この例の 3D画 像 903は、左眼画像 901と右眼画像 902の 2つの視点に対応する画像を、水平方向 に 2分の 1に間引きした後、横並びに配置した 3D画像である。また、平行法とは、 2台 のカメラの光軸を平行にした状態で撮影することを指し、交差法とは、 2台のカメラの 光軸を交差させた状態で撮影することを指す。
[0010] 一般に、平行法による撮影は遠景の撮影に適している力 撮影した画像内に無効 領域が多く発生したり、立体感が乏しくなったりするため、近景撮影には適していな い。
また交差法による撮影の場合、立体感が出やすいために近景の撮影を行うには適 しているが、遠景の撮影には、逆に立体感が強すぎて適していない。
[0011] 本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的 は、任意の想定する位置と撮影記録手段との距離を任意に設定可能とするとともに、 平行法撮影における無効領域を自動算出可能とし、その無効領域により最適な撮影 法を選択することができる画像撮影装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明は、 3D画像を生成するための画像を撮影する 2つの撮影記録手段と、該撮 影記録手段の光軸が交わる輻輳点と該撮影記録手段とを結ぶ直線がなす輻輳角を 調整する輻輳角調整手段とを備える画像撮影装置にお!ヽて、前記撮影記録手段の 光軸が平行な状態で撮影する場合に、物体があると仮定した地点と前記撮影記録手 段との距離を任意に設定できる設定手段と、該撮影記録手段の撮影領域に共通の 対応点が無い無効領域を、前記距離と、前記撮影記録手段同士の間隔である基線 長と、前記撮影記録手段の性能情報画角とから算出する無効領域算出手段とを備 えることを特徴とする。
[0013] また、撮影した画像から前記無効領域算出手段により算出した無効領域を削除し、 残りの領域を保存することを特徴とする。
[0014] また、前記無効領域算出手段は、無効領域の割合を x、前記距離を L、前記基線長 を d、前記撮影記録手段の画角を 0とすると、
x= d/ (2L-tan ( Θ /2) )
により算出することを特徴とする。 [0015] また、前記無効領域の割合が、所定の閾値より大きくなつた場合、前記撮影記録手 段の光軸が平行な状態での撮影から前記撮影記録手段の光軸が交差する状態で の撮影に切り換えることを特徴とする。
[0016] また、無効領域算出手段が算出した無効領域情報を表示する撮影情報表示手段 を備えることを特徴とする。
[0017] また、本発明は、 3D画像を生成するための画像を撮影する 2つの撮影記録手段と 、該撮影記録手段の光軸が交わる輻輳点と該撮影記録手段とを結ぶ直線がなす輻 輳角を調整する輻輳角調整手段とを備える画像撮影装置において、前記撮影記録 手段の光軸が交差する状態で撮影する場合に、前記輻輳点と前記撮影記録手段と の距離を任意に設定できる設定手段と、該距離に基づいて輻輳角を算出する算出 手段とを備えることを特徴とする。
発明の効果
[0018] 本発明によれば、平行法撮影や交差法撮影にお!、て被写体が無 、位置までの距 離を任意に設定でき、例えば毎回同じ構図で立体撮影をする場合は、設定を変更せ ずに撮影ができる。また、平行法撮影において、無効領域を算出できるので、撮影画 像から 3D画像を生成するときに、処理が容易になる。
例えば、無効領域を除いて残りの領域を保存することによって、保存された左右の 映像の全体が立体視可能となる。
また、無効領域の割合により、平行法力も交差法に自動的に切り換えるので、近景 と遠景の立体撮影がシームレスに行える。
さらに、撮影情報表示手段に無効領域情報を表示するので、ユーザが算出内容を 確認できる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の第 1の実施形態による画像記録装置の構成例を示すブロック図である
[図 2]交差法撮影時の 2台のカメラと、輻輳点の位置関係を示した概念図である。
[図 3]平行法撮影時のカメラに写る領域を示した概念図である。
[図 4]平行法撮影した左右画像における、無効領域の位置を示した概念図である。 圆 5]本発明の第 1の実施形態による画像記録装置が撮影を行う時のフロ である。
[図 6]フィールドシーケンシャル方式を説明するための概念図である。 圆 7]パララクスバリア方式を説明するための概念図である。
[図 8]従来技術による画像記録装置の構成例を示すブロック図である。
[図 9]3D画像の一例を示す概念図である。
符号の説明
101 制御手段
102 撮影手段
111 撮影情報表示手段
112 カメラパラメータ算出手段
113 無効領域算出手段
114 輻輳角調整手段
115 基線長調整手段
116 撮像記録手段
401 左カメラ撮影画像
402 右カメラ撮影画像
411 左カメラ撮影画像無効領域
412 左カメラ撮影画像有効領域
413 右カメラ撮影画像無効領域
414 右カメラ撮影画像有効領域
701 画像表示ノ ネノレ
702 パララクスバリア
703 左眼
704 右眼
801 制御手段
802 撮影手段
812 カメラパラメータ算出手段 814 輻輳角調整手段
816 撮像記録手段
901 左眼画像データ
902 右眼画像データ
903 3D画像データ
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[0022] 図 1は本発明の実施形態による画像撮影装置の構成例を示すブロック図である。
図 1において、画像撮影装置は、制御手段 101と撮影手段 102から構成される。そし て、制御手段 101は、撮影情報表示手段 111、カメラパラメータ算出手段 112、無効 領域算出手段 113から構成される。また、撮影手段 102は、輻輳角調整手段 114、 基線長調整手段 115、撮像記録手段 116から構成される。
[0023] カメラパラメータ算出手段 112は、ユーザが、図示しない設定手段 (操作ボタン等） 力も入力した設定距離 (物体があると仮定した地点力 撮像記録手段 116までの距 離)に基づいて、輻輳角、基線長を算出して撮影手段 102に出力する。また、撮影情 報を撮影情報表示手段 111に出力する。この撮影情報は、設定距離、輻輳角、基線 長や、撮影中の映像などを含んでいる。設定距離や、輻輳角、基線長については後 述する。
無効領域算出手段 113は、設定距離、基線長と、撮影記録手段性能情報を入力と して、撮影している映像の無効領域を算出し、無効領域情報を撮影手段 102に出力 する。ここで、撮影記録手段性能情報とは、撮影手段 102における撮影記録手段 11 6の固有の情報として入力もしくは保持されている情報である。例えばカメラの画角な どを含んだ情報である。
撮影情報表示手段 111は、カメラパラメータ算出手段 112から入力された撮影情報 に基づき、撮影情報を表示する。ここには、無効領域算出手段 113が算出した無効 領域情報も表示することができる。
[0024] 撮影手段 102における輻輳角調整手段 114は、カメラパラメータ算出手段 112から の輻輳角を入力として、撮影記録手段 116の輻輳角を調整する。 基線長調整手段 115は、カメラパラメータ算出手段 112からの基線長を入力として 、撮影記録手段 116の基線長を調整する。
撮像記録手段 116は、 2つの CCDなどの撮影素子を備えたカメラ部分であり、映像 を撮影する。また、無効領域算出手段 113から入力された無効領域情報に基づき、 それぞれの CCDが出力する映像の領域を変化させることができる。
[0025] 以下に、上記の設定距離や、輻輳角、基線長について説明する。
[0026] まず、交差法撮影時にお!、て説明する。
図 2は交差法撮影時の 2台のカメラ (撮影記録手段 116)と、輻輳点の位置関係を 示した概念図である。
輻輳点とは 2台のカメラの光軸が交わる点であり、輻輳点までの距離を輻輳点距離 と称す。 Lは輻輳点距離の値を示す。交差法撮影時の設定距離は輻輳点距離とし、 この値はユーザが任意に設定できる。 φは輻輳角の値を示す。輻輳角とは、輻輳点 と 2台のカメラをそれぞれ結んだ直線がなす角度である。 dは基線長の値を示す。基 線長とは 2台のカメラ同士の間隔である。
[0027] 次に、平行法撮影時において説明する。
図 3は平行法撮影時のカメラに写る領域を示した概念図である。
ここで、 dは基線長の値である。この場合、 2台のカメラの光軸は並行であるため、輻 輳点距離は無限大、輻輳角は 0度となる。また、平行法撮影時の設定距離は、ユー ザが任意に設定できるとする。平行法撮影時には、カメラからこの設定距離分離れた ところに物体があると仮定した場合に発生する無効領域情報をこの設定距離から計 算する。
[0028] ここで、無効領域算出手段 113による無効領域情報の計算方法を説明する。
Θは片方のカメラに写る範囲を角度で示した値であり、画角を示す。カメラ固有の 値である。 L1は片方のカメラにしか写らない領域の範囲を長さで示した値である。 L2 は両方のカメラに写る領域の範囲を長さで示した値である。 Lはカメラ力も設定距離 の値である。このとき、カメラに写る領域に対する無効領域の割合 Xは、以下のような 式で算出される。
x= (Ll) / (Ll +L2) ここで、
tan ( Θ /2) = (L1 +L2) /2L
Ll = d
より、
x= d/ (2L - tan ( Θ /2) )
となる。
[0029] 図 4は、撮影した左右画像における無効領域の位置を示す図である。
撮影した全領域から、上記 Xの割合だけ、左のカメラは左側を、右のカメラは右側を
、無効領域として図 4のように破棄し、残りの領域を有効領域としてメモリ等の記録媒 体に保存すれば、立体視に使用可能な領域のみが得られることになる。
図 4において、左側のカメラで撮影した像 401については、左端力も Xの割合分の 領域 41 1が無効領域となり、残りの領域 412が有効領域となる。無効領域 411の幅を
Wl、有効領域 412の幅を W2とおくと、その比は次の式で表せる。
W1 ： W2 = X ： ( 1 - x)
[0030] 右側のカメラで撮影した像 402については、右端力も Xの割合分の領域 413が無効 領域となり、残りの領域 414が有効領域となる。無効領域 413の幅を W3、有効領域 4
14の幅を W4とおくと、その比は次の式で表せる。
W3 ： W4 = X ： ( 1 - x)
[0031] また、 Xの値が所定のしきい値 aと比較し、 x > aとなった場合は無効領域が大きい ので平行法撮影をやめ、交差法撮影に切り換えることができる。
[0032] ここで、設定距離を入力してから、撮影に至るまでのフローを、図 5を参照して説明 する。
まず、本発明による撮影装置に、ユーザが設定距離を入力する (ステップ S l)。カメ ラパラメータ算出手段 112は、入力された設定距離から、まず平行法撮影時の基線 長を算出し、無効領域算出手段 113に出力する (ステップ S2)。例えば、基線長は以 下のようにして算出する。
1)設定距離が第 1の閾値以上であれば、基線長を 65mmより大きく設定する。
2)設定距離が第 2の閾値以下であれば、基線長を 65mmより小さく設定する。 3) 1)、 2)以外は、基線長を眼の間隔である 65mmと設定する。
[0033] 無効領域算出手段 113は、前記基線長 dや、設定距離 L、撮影記録手段性能情報 に含まれる画角 Θから、前記の式に従って無効領域を算出し、カメラパラメータ算出 手段 112と撮像記録手段 116に入力する (ステップ S 3)。
ここでカメラパラメータ算出手段 112は、入力された無効領域情報から、その撮影 領域全体に対する無効領域の割合 Xと、あるしき 、値 exとを比較して (ステップ S4)、 χ > αなら交差法を選択し (ステップ S8)、そうでないなら平行法を選択する (ステップ S5)。
[0034] まず、ステップ S5に進んだ場合を説明する。平行法が選択された場合、カメラの光 軸同士が平行であるので、輻輳角が 0度として、輻輳角調整手段 114により調整する 。また、カメラパラメータ算出手段 112から基線長調整手段 115に入力された基線長 から、基線長を調整する (ステップ S6)。また、撮像記録手段 116は、入力された無効 領域情報から、撮影する領域を設定する (ステップ S 7)。以上で撮影手段 102への設 定は終了し、撮影状態となる (ステップ S 12)。次に、ステップ S8に進んだ場合を説明 する。交差法が選択された場合、カメラパラメータ算出手段 112は、入力された設定 距離に適合するように、輻輳角と基線長を算出し、それぞれ出力する (ステップ S9)。
[0035] 交差法の場合も、平行法のときと同じように基線長を算出する。このとき、ステップ S 2で算出した基線長をカメラパラメータ算出手段 112は保持しておき、その値をその まま交差法撮影時の基線長としても構わない。次に、設定距離が輻輳点距離となるよ うな幅輳角を算出する。輻輳角調整手段 114は輻輳角を入力とし、撮影手段の輻輳 角を調整する。また、基線長調整手段 115は基線長を入力とし、撮影手段の基線長 を調整する (ステップ S 10)。交差法撮影時には、無効領域を無しとして撮像記録手 段 116に設定する (ステップ S l l)。以上で撮影手段 102への設定は終了し、撮影状 態となる (ステップ S 12)。
[0036] 以上、本発明の装置では、輻輳点までの距離を入力させることで、任意の想定する 位置に輻輳点を設定可能とするとともに、平行法で撮影した左右の画像にある対応 しな 、領域をそれぞれ無効領域とし、その無効領域を自動的に切り取って保存したり 、さらに特定の条件に従い、交差法と平行法を自動的に切り換えたりすることによつ て、より良い状態での撮影ができる。

Claims

請求の範囲
[1] 3D画像を生成するための画像を撮影する 2つの撮影記録手段と、該撮影記録手 段の光軸が交わる輻輳点と該撮影記録手段とを結ぶ直線がなす輻輳角を調整する 輻輳角調整手段とを備える画像撮影装置において、
前記撮影記録手段の光軸が平行な状態で撮影する場合に、物体があると仮定した 地点と前記撮影記録手段との距離を任意に設定できる設定手段と、
該撮影記録手段の撮影領域に共通の対応点が無い無効領域を、前記距離と、前 記撮影記録手段同士の間隔である基線長と、前記撮影記録手段の性能情報画角と 力 算出する無効領域算出手段とを備えることを特徴とする画像撮影装置。
[2] 撮影した画像から前記無効領域算出手段により算出した無効領域を削除し、残り の領域を保存することを特徴とする請求項 1に記載の画像撮影装置。
[3] 前記無効領域算出手段は、無効領域の割合を x、前記距離を L、前記基線長を d、 前記撮影記録手段の画角を Θとすると、
x=d/ (2L-tan ( Θ /2) )
により算出することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の画像撮影装置。
[4] 前記無効領域の割合が、所定の閾値より大きくなつた場合、前記撮影記録手段の 光軸が平行な状態での撮影から前記撮影記録手段の光軸が交差する状態での撮 影に切り換える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撮影装置。
[5] 無効領域算出手段が算出した無効領域情報を表示する撮影情報表示手段を備え ることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の画像撮影装置。
[6] 3D画像を生成するための画像を撮影する 2つの撮影記録手段と、該撮影記録手 段の光軸が交わる輻輳点と該撮影記録手段とを結ぶ直線がなす輻輳角を調整する 輻輳角調整手段とを備える画像撮影装置において、
前記撮影記録手段の光軸が交差する状態で撮影する場合に、前記輻輳点と前記 撮影記録手段との距離を任意に設定できる設定手段と、
該距離に基づいて輻輳角を算出する算出手段とを備えることを特徴とする画像撮 影装置。
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