JP2004004357A - Image pick up apparatus - Google Patents
Image pick up apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004004357A JP2004004357A JP2002160427A JP2002160427A JP2004004357A JP 2004004357 A JP2004004357 A JP 2004004357A JP 2002160427 A JP2002160427 A JP 2002160427A JP 2002160427 A JP2002160427 A JP 2002160427A JP 2004004357 A JP2004004357 A JP 2004004357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- cameras
- camera
- chart
- reference material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位や全周等広い範囲を撮影することができる撮像装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、多数のビデオカメラを1つの筐体に収納し、全方位あるいは全周を同時に撮像するカメラが種々開発されている。
【0003】
その方法の1つとして、例えば多角錐状に配置されたミラーを用いて、撮像視点を仮想的に一致させることにより複数カメラ間で発生するパララックス(視差)を解消する方法が提案されている(米国特許6115176号参照)。
【0004】
上述した多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮像装置の一例の概略構成図を図12に示す。
この撮像装置は、多角錐状、この場合は8角錐状に配置された8枚の平面ミラー54と、各平面ミラー54に対向してそれぞれ1個ずつ配置されたカメラ51とを備えて成る。図12では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある2枚の平面ミラー54及び2個のカメラ51が示されている。
各カメラ51にはレンズ52及び撮像素子53が設けられ、撮像素子53やその他の部品が収納された図示しないカメラ本体にレンズ52が取り付けられてカメラ51が構成される。
【0005】
この撮像装置において、画角最上部の画角端光線56A、画角最下部の画角端光線56B、レンズ光軸57上を通過する光線は、ミラー54で反射してレンズ52に入射し、撮像素子53上に結像する。
【0006】
そして、複数のカメラ51において、平面ミラー54による仮想的な視点中心55を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ51による画像を貼り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【0007】
また、レンズ光軸57を通る光線の平面ミラー54への入射角度が45度となっているため、レンズ光軸57を通る光線は水平に平面ミラー54へ入射し、平面ミラー54で反射されて鉛直方向に向かってレンズ52に入射するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
従来、このように複数のカメラ51で広画角を撮影し、撮影された画像をつなぎ合せて連続した1つの画像とする場合、各カメラ51毎に輝度・色調に差があることにより、画像のつなぎ目において違和感を生じることがあった。
【0009】
このような画像のつなぎ目における画像の違いは、充分な時間をかければ違和感のないように補正することが可能になる。
【0010】
しかしながら、例えば映像など動きのある画像を撮影する場合には、補正に要する時間が膨大となるため、短時間例えばほぼリアルタイムに近い時間で画像のつなぎ目が補正された良質の画像を得ることは困難であった。
【0011】
上述した問題の解決のために、本発明においては、複数のカメラで撮影した画像から広範囲の画像を得ると共に、各カメラ毎の画像の差を比較的短い時間で補正することが可能であり、高画質の画像を得ることが可能である撮像装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、カメラを複数設けて成り、隣同士のカメラの撮像領域が互いに隣接又は重複するように複数のカメラが配置され、それぞれのカメラは撮像領域内に同一の基準材が設けられ、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて各カメラが撮影した画像全体の補正が行われるものである。
【0013】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、それぞれのカメラの撮像領域内に同一の基準材を設けることにより、各カメラの画像に基準材を撮影した画像が映りこむ。そして、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて各カメラが撮影した画像全体の補正を行うことにより、全てのカメラが撮影した画像が、つなぎ目で違和感なく貼り合わされる。
【0014】
本発明の撮像装置は、カメラを複数設けて成り、隣同士のカメラの撮像領域が互いに重複するように複数のカメラが配置され、それぞれのカメラは少なくとも隣のカメラと互いに撮像領域が重複する部分に同一の基準材が設けられ、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて、隣同士のカメラがそれぞれ撮影した画像全体に対して補正が行われ、さらに全てのカメラが撮影した画像全体の補正が行われるものである。
【0015】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、それぞれのカメラは少なくとも隣のカメラと互いに撮像領域が重複する部分に同一の基準材が設けられていることにより、各カメラの画像の、特に撮像領域が重複し画像が重複する部分に基準材を撮影した画像が映りこむ。そして、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて、隣同士のカメラがそれぞれ撮影した画像全体に対して補正が行われることにより、隣同士のカメラが撮影した画像の互いに重複する部分を基準として補正が行われ、隣同士のカメラがそれぞれ撮影した画像を、つなぎ目で違和感なく貼り合わせることが可能になる。このとき、これら画像の互いに重複するが部分ほぼ同一の光線状態を有するため、容易に比較的簡単に補正を行うことができる。
さらに全てのカメラが撮影した画像全体の補正が行われることにより、全てのカメラが撮影した画像が、つなぎ目で違和感なく貼り合わされる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、カメラを複数設けて成り、隣同士のカメラの撮像領域が互いに隣接又は重複するように複数のカメラが配置され、それぞれのカメラは撮像領域内に同一の基準材が設けられ、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて各カメラが撮影した画像全体の補正が行われる撮像装置である。
【0017】
また本発明は、上記撮像装置において、各カメラに対向してミラーが設けられた構成とする。
【0018】
また本発明は、上記撮像装置において、基準材がミラーの表面に設けられた基準板により構成されている構成とする。
【0019】
本発明は、カメラを複数設けて成り、隣同士のカメラの撮像領域が互いに重複するように複数のカメラが配置され、それぞれのカメラは少なくとも隣のカメラと互いに撮像領域が重複する部分に同一の基準材が設けられ、各カメラが基準材を撮影した画像を用いて、隣同士のカメラがそれぞれ撮影した画像全体に対して補正が行われ、さらに全てのカメラが撮影した画像全体の補正が行われる撮像装置である。
【0020】
また本発明は、上記撮像装置において、各カメラに対向してミラーが設けられた構成とする。
【0021】
また本発明は、上記撮像装置において、基準材がミラーの表面に設けられた基準板により構成されている構成とする。
【0022】
図1は、本発明の一実施の形態として、撮像装置の概略構成図を示す。この図1は、撮像装置の中心線を通る鉛直面における断面図となっている。
【0023】
この撮像装置は、多角錐状、この場合は8角錐状に配置された8枚の平面ミラー4と、各平面ミラー4に対向してそれぞれ1個ずつ配置されたカメラ1とを備えて成る。図1では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある2枚の平面ミラー4及び2個のカメラ1が示されている。
各カメラ1にはレンズ2及び撮像素子3が設けられ、撮像素子3等が収納された図示しないカメラ本体にレンズ2が取り付けられてカメラ1が構成されている。
【0024】
入射光線は、ミラー4で反射されてレンズ2に入射して、撮像素子3上に結像する。
【0025】
そして、複数のカメラ1において、平面ミラー4による仮想的な視点中心(図示せず)を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ1による画像を貼り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【0026】
本実施の形態の撮像装置においては、特に、ミラー4の下方の表面に、チャート(基準板)11を設けている。
これにより、カメラ1の垂直方向の画角θのうち、下方の角度βの部分にチャート11が撮影され、その他の角度αの部分にミラー4に反射した映像が撮影される。
【0027】
図1に示した撮像装置の各ミラー4の平面図を図2に示す。
図2に示すように、1枚のミラー4は台形状に形成されており、表面の破線より下方の部分4Aにチャート(基準板)11が設けられる。
【0028】
このチャート(基準板)11は、全て(本実施の形態では8個)のカメラ1の画像をつないで広範囲の画像とする際に、つなぎ目で違和感がなくなるように補正を行うための基準材として設けられるものである。
従って、各ミラー4に設けるチャート(基準板)11は、色の三要素(明度、彩度、色相)が等しくなるように、同一のものとする。
例えば色や表面状態が均一に形成された板を分割して、各チャート11を形成すればよい。
【0029】
図1に示した撮像装置における、チャート11の具体的な形態を、図3A〜図3Dに示す。
【0030】
図3Aは、図2に示したミラー4の部分4Aのうち、外側にチャート(基準板)11A及び11Bを設けてチャート11を構成している。チャート11(11A,11B)が部分4Aの外側に設けられていることにより、隣のカメラと撮像領域が重複する部分、即ち画像が重複する部分(以下画像重複部とする)に設けられることになる。
尚、各チャート11A及び11Bは、少なくとも画像重複部を含んで形成されていれば、画像重複部の範囲と必ずしも一致した寸法形状でなくてもよい。
【0031】
図3Bは、図3Aに示した各チャート11A,11Bを、それぞれ赤R,緑G,青Bの3色のチャート(基準板)に分けたものである。これにより、チャート11A,11Bが単一色である場合と比較して、より詳細な補正を行うことが可能になる。
【0032】
図3Cは、図2に示したミラー4の部分4Aのうち、内側にチャート(基準板)11(11C)を設けている。即ち主として画像重複部以外の部分にチャート11が設けられている。
このように画像重複部以外の部分にチャート11を設けても、各カメラ1の画像の補正を行うことが可能である。
【0033】
図3Dは、図3Aのチャート11A,11Bと、図3Cのチャート11Cを組み合わせて、全体のチャートとしたものである。これにより、様々な補正方法が可能になる。
内側のチャート11Cは、外側のチャート11A,11Bと同一色であっても、異なる色であってもよい。また、内側のチャート11C又は外側のチャート11A,11Bは、図3BのR,G,Bのように異なる色に分割されていてもよい。
【0034】
図4は、より具体的なチャートの一形態を示す図である。
内側のチャート11Cが、色の異なる左右の2つのチャート11D,11Eに分割されている。
そして、外側のチャート11A,11Bを、例えば白色とする。
内側のチャート11Cは、右のチャート11Dを例えば黒色、左のチャート11Eを例えば灰色とする。
【0035】
この形態では、白色、灰色、黒色といった明度の異なるチャート11A,11B,11C,11Dを設けていることにより、例えば非常に明るい画像と暗い画像とに対応してそれぞれ補正を最適化することが可能になる。
また、ガンマ特性の補正等を含んだ、より厳密な色合わせにも有効である。
【0036】
尚、チャート(基準板)11には、好ましくは光拡散性のチャート(基準板)を使用する。
チャート11が光拡散性でないと、チャート11が光ってしまい、チャート11を撮影した映像が変化することがあるため、その分複数のカメラ1によって撮影された映像の補正の演算が複雑化することが考えられる。
光拡散性のチャート11を使用することにより、チャート11が光って映像の色が変化することを防いで、複数のカメラ1によって撮影された映像の補正を、比較的単純な演算で容易に行うことができる利点を有する。
【0037】
艶消ししたチャートを用いれば、容易に光拡散性のチャートを構成することができる。
例えば艶消しの白色のチャートを使用することができる。
【0038】
次に、チャート11を基準として用いて、カメラ1が撮影した画像を補正する方法を説明する。
ここでは、画像重複部に設けられたチャート11を用いて補正する方法を説明する。
【0039】
図5Aは、本実施の形態の撮像装置の各カメラ1で撮影された画像を繋ぎ合わせた状態を示す図である。また、図5Bは説明のために隣り合うカメラ1の画像を上下に離して並べた図である。図5Bにおいて、下に並べた画像C2,C4,C6,C8(偶数番目のカメラ1の画像)を太い矢印に示すように上に並べた画像C1,C3,C5,C7(奇数番目のカメラ1の画像)に重ね合わせると図5Aの状態となる。
図5A及び図5Bにおいて、各カメラ1の画像C1〜C8の画像重複部13は、斜線を付して示している。
図5A及び図5Bに示す各カメラ1の画像C1〜C8のうち、横線よりも上部は図2の角度αの部分に相当する映像、横線よりも下部(領域14)は図2の角度βの部分に相当する映像即ちチャート11が映っている映像である。
【0040】
まず、完全にレンズ視点中心が一致する位置(図中略)から図1中の矢印12の方向(鉛直方向Vと略一致する方向)に各カメラ1を適量ずらして配置することにより、画像重複部13を生じさせることができる。
このとき、各カメラ1をずらす量は、各カメラ1で撮影した画像のパララックスを問題ない程度に抑制することができる範囲内とする。
【0041】
ここで、図5Bにおいて、第1のカメラの画像C1と第2のカメラの画像C2との補正について考える。
隣り合うカメラの画像C1,C2の画像重複部13のうち、それぞれチャート11を撮影している領域15及び16は、光拡散性を有するチャート11を使用していることにより、被写体から発せられた光のうちほぼ同一の光線を捉えているとみなせる。
【0042】
よって、図6に示すように、領域15及び領域16内のそれぞれ同一座標の位置P1及びP2の各画素が同じ画素値(RGB値)になるように、隣り合うカメラの画像C1,C2の全体の画素データを変換すれば、画像C1,C2のつなぎ目の目立たない画像が得られる。
【0043】
上述の画素データの変換は、例えば次のように行うことができる。
第1のカメラの画像C1の位置P1の画素値がRGB(175,156,171)であり、第2のカメラの画像C2の位置P2の画素値がRGB(173,173,156)であるとすると、まず第2のカメラの画像C2の各画素のR値に175/173、G値に156/173、B値に171/156の係数を掛ける。
続いて、第2のカメラ(画像C2)と第3のカメラ(画像C3)、第3のカメラと第4のカメラ(画像C4)、第4のカメラと第5のカメラ(画像C5)、第5のカメラと第6のカメラ(画像C6)、第6のカメラと第7のカメラ(画像C7)、第7のカメラと第8のカメラ(画像C8)についても順次同様の処理を行う。
一連の処理が終わって、第8のカメラの画像C8と第1のカメラの画像C1の画像重複部13の画素値が大きく異なる場合、その誤差を全てのカメラ1の画像重複部13に分散させる処理を行う。具体的には、例えば、第1のカメラの画像C1と第8のカメラの画像C8との画像重複部13の画素値の比の8乗根(8分の1乗)を、第1のカメラの画像C1から順に乗算していく処理等が考えられる。
このようにして、各カメラ1毎のばらつきを緩和して、画像のつなぎ目で違和感を生じることを抑制することができる。
【0044】
尚、画像データの変換の具体的な処理方法は、上述した方法に限定されるものではなく、従来公知の演算処理方法を用いることができる。
さらに、チャート11の映像信号情報を基に調整する輝度調整及び色相調整のアルゴリズムに関しては、従来公知の様々な方法を採用することができる。
【0045】
また、チャート11の映像信号情報をいったんコンピュータ等に記録(記憶)させておいて、その後に色補正を行ってもよい。
また、チャート11の映像信号情報を基にリアルタイムで計算した補正値を、カメラ21のRゲイン、Gゲイン、Bゲイン等に反映させて利用することも可能である。
【0046】
一方、画像重複部13以外の部分に設けたチャート(図3Cの11C等)を基準として、各カメラ1の画像の補正を行う場合は、前述した隣同士のカメラにより順次変換していく方法も可能であるが、全部のカメラ1の画像C1〜C8が合うように一括して変換する方法も可能である。
このように一括して変換する場合には、例えばいずれか1つのカメラの画像のチャートを撮影した部分の画素値に他のカメラの画像のチャートを撮影した部分の画素値を合わせる、例えば特定の画素値に全てのカメラの画像のチャートを撮影した部分の画素値を合わせる、といった変換方法が考えられる。
【0047】
上述の本実施の形態によれば、各ミラー4の下部に同一のチャート(基準板)11が設けられていることにより、各カメラ1の画像C1〜C8にチャート11を撮影した画像が映りこむ。
そして、同一のチャート11を撮影した映像信号情報を各カメラ1の画像C1〜C8で比較して、この比較の結果を基にして、各カメラ1の画像C1〜C8全体の画像データを変換することができる。例えば隣り合うカメラ1の画像で比較して、この比較の結果を基にして隣り合うカメラの画像全体の画像データを変換することができる。
このような画像データの変換を行って、各カメラ1の画像C1〜C8の輝度や色調を調整することにより、比較的単純な演算で容易に画像データの変換を行って、画像の補正を行うことができ、これにより画像C1〜C8のつなぎ目で違和感のないスムーズな広画角の映像が得られる。
【0048】
特に、各カメラ1の画像C1〜C8の少なくとも画像重複部13に相当する部分にチャート11を設けた場合には、隣り合うカメラの画像の画像重複部13のチャート11を撮影した映像信号情報で比較を行うことができ、この隣り合うカメラの画像の画像重複部13は互いにほぼ光線状態が一致するため、より正確に画像の補正を行うことができると共に、画像データの変換を行う演算をより単純化することが可能になる利点を有する。
【0049】
また、本実施の形態によれば、同一のチャート11を基準として補正を行っているため、実際に使用する被写体を撮影した画像同士から補正を行う場合よりも、簡単な演算で補正を行うことが可能である。
これにより、比較的短時間で補正を行うことが可能になる。さらに、比較的簡単な装置構成で画像を補正することが可能になる。
従って、リアルタイムで画像の補正を行うことも可能となるため、高画質な全方位ライブ放送が可能となる。
【0050】
次に、本発明の他の実施の形態として、撮像装置の概略構成図を図7に示す。この図7は、撮像装置の中心線を通る鉛直面における断面図となっている。
この撮像装置は、放射状に配置された複数のカメラ21を備えて成る。図7では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある2個のカメラ21が示されている。
各カメラ21には、それぞれ同一構成であるレンズ20及び撮像素子(図示せず)が設けられており、各カメラ21の画角もほぼ同一となっている。
【0051】
入射光線は、カメラ21のレンズ20に入射して、撮像素子上に結像する。
そして、複数のカメラ21が撮影した画像を貼り合わせて、全周等の広い範囲の画像が得られる。
【0052】
本実施の形態の撮像装置は、各カメラ21が撮影した画像の補正の基準となる基準材22をカメラ21のレンズ20より前方の光路内に設けている。
この基準材22は、画像重複部に配置してもよく、画像重複部以外に配置してもよい。もちろん両方に跨って配置してもよい。
【0053】
本実施の形態の構成では、カメラ21と被写体との間にミラーがないので、カメラ21の画角を広くすれば、カメラ21をレンズ視点中心が略一致する位置からずらさなくても画像重複部を形成することができる。例えば4個のカメラ21で360°を撮影する場合には、各カメラの画角を90°より広くすればよい。
【0054】
4個のカメラ21により、放射状に全周(360°)の撮像範囲をカバーする構成において、基準材22の配置を図8と図9に示す。
図8は画像重複部に基準材22を配置する場合を示し、図9は画像重複部以外に基準材22を配置する場合を示す。
図8では、両隣のカメラ21との各画像重複部をカバーするために、各カメラ21に対して2つずつ基準材22を設けている。
図9では、各カメラ21に対して1つずつ基準材22を設けている。
【0055】
本実施の形態の撮像装置では、基準材22として、例えば図10Aや図10Bに示す形態を使用することができる。
図10Aは、横長の基準材22を1つ設けている。基準材22は図3Bと同様に、R,G,Bの3色に分割されている。
図10Bは、隣のカメラ21との画像重複部に対応して、縦長の基準材22を2つ設けている。各基準材22は図3Bと同様に、R,G,Bの3色に分割されている。
尚、基準材22の色の分割は、これらの形態の3色以外でもよく、また単色の基準材22としてもよい。
【0056】
また、図7に示した実施の形態の撮像装置を変形した構成を図11に示す。この図11に示す構成は、カメラ21の前面に基準材23を取り付けている。
このように構成すれば、基準材23がカメラ21にくっついているため、図7のように基準材22をカメラ21より前方に配置した場合よりも撮像装置を小型化することができる利点を有する。
【0057】
上述のようにミラーを使用しない構成の撮像装置では、基準材22,23として、チャート(基準板)の代わりに、光透過型のフィルタを用いた基準フィルタを使用することも可能である。
基準フィルタを使用する場合には、図9のように画像重複部以外に配置するよりも、図8のように画像重複部に配置する方が望ましい。これは、画像重複部に配置することにより、隣同士のカメラにおいて各々の画像重複部の基準フィルタを透過する光がほぼ同じになるため、補正がしやすくなるからである。
【0058】
上述の本実施の形態によれば、各カメラ21に対して、その前方に同一の基準材22を設けることにより、或いはその前面に同一の基準材23を取り付けることにより、各カメラ21の画像に基準材22又は23を撮影した画像が映りこむ。
そして、同一の基準材22又は23を撮影した映像信号情報を各カメラ21の画像で比較して、この結果を基にして、各カメラ21の画像全体の画素データを変換して、画像の輝度や色調を調整することができる。
これにより、先の実施の形態と同様に、比較的単純な演算で容易に画像データの変換を行って画像の補正を行うことができ、画像のつなぎ目で違和感のないスムーズな広画角の映像が得られる。
【0059】
また、本実施の形態によれば、同一の基準材22,23を基準として補正を行っているため、先の実施の形態と同様に、実際に使用する被写体を撮影した画像同士から補正を行う場合よりも、簡単な演算で補正を行うことが可能である。
これにより、比較的短時間で補正を行うことが可能になる。さらに、比較的簡単な装置構成で画像を補正することが可能になる。
従って、リアルタイムで画像の補正を行うことも可能となるため、高画質な全方位ライブ放送が可能となる。
【0060】
尚、ミラーを使用する構成の撮像装置でも、ミラーの表面以外(ミラーより被写体側、ミラーとカメラの間、カメラの前面)に基準材を設ける場合には、基準フィルタを使用することが可能である。
【0061】
上述の各実施の形態では、カメラ1,21の画像がそれぞれ画像重複部を有する、即ち隣同士のカメラの撮像領域が重複する構成であったが、前述した画像重複部以外の部分に同一のチャート(基準板)11や同一の基準材22を設ける構成を採用すれば、隣同士のカメラの撮像領域が隣接する場合でも同様にチャート11や基準材22を撮影した画像を用いて補正を行うことができる。例えば4個のカメラを放射状に配置して、各カメラの画角を90°として各カメラの撮像領域を隣接させて全周360°を撮影する場合にも、本発明により同様に補正を行うことができる。
【0062】
また、上述の各実施の形態では、平面ミラーを有する場合やミラーを設けない場合に適用して説明したが、その他の構成にも広く本発明を適用することができる。
【0063】
例えば平面ミラーの代わりに、放物面形状や双曲面形状等の曲面を有してなる曲面ミラーを配置して撮像装置を構成する場合にも本発明を適用することができる。
この場合、曲面ミラーの鏡面に複数のカメラを対向して配置して、隣同士のカメラの撮像領域が隣接又は重複するように構成する。
【0064】
また、上述の各実施の形態は、いずれも各カメラの撮像領域の物空間における光軸が同一平面上にある場合で説明しているが、例えば全てのカメラが水平より少し上方或いは下方を向いている場合(この場合光軸は円錐の側面上にある)等、各カメラの撮像領域の物空間における光軸が同一平面上にはない場合にも同様に適用することができる。
【0065】
さらに、上述の各実施の形態では、いずれも各カメラの撮像領域の物空間における光軸が水平方向となっていて、撮像装置全体の中心軸が鉛直方向Vとなっているが、この撮像装置全体の中心軸を水平方向やその他の方向としてもよい。その場合も、隣同士のカメラの撮像領域が隣接又は重複するように構成する。
【0066】
さらに、上述の各実施の形態では、いずれも複数のカメラにより帯状の領域の360°即ち全周を撮影する構成として説明を行っているが、本発明では、複数のカメラにより全周の一部(例えば120°、180°、240°等)を撮影する構成としてもよい。
【0067】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【0068】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、同一の基準材を撮影した画像に基いて、各カメラ全体の画像を補正して、各カメラの画像の輝度や色調を調整することができる。
これにより、比較的単純な演算で容易に画像の補正を行うことができ、画像のつなぎ目で違和感のないスムーズな広画角の映像が得られる。
従って、本発明により、画像のつなぎ目で違和感なく、高画質な画像を広範囲で得ることができる。
【0069】
また、本発明によれば、実際に使用する被写体を撮影した画像同士から補正を行う場合よりも、簡単な演算で補正を行うことが可能であるため、比較的短時間で補正を行うことが可能になる。さらに、比較的簡単な装置構成で画像を補正することが可能になる。
従って、リアルタイムで画像の補正を行うことも可能となるため、高画質な全方位ライブ放送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の撮像装置の概略構成図である。
【図2】図1の撮像装置の各ミラーの平面図である。
【図3】A〜D 図1のチャートの形態を示す図である。
【図4】図1のチャートの他の形態を示す図である。
【図5】A、B 各カメラの画像の補正方法を説明する図である。
【図6】各カメラの画像の補正方法を説明する図である。
【図7】本発明の他の実施の形態の撮像装置の概略構成図である。
【図8】図7の撮像装置において、各カメラの画像重複部に基準材を設けた場合の平面図である。
【図9】図7の撮像装置において、各カメラの画像重複部以外の部分に基準材を設けた場合の平面図である。
【図10】A、B 図7の撮像装置における基準材の形態を示す図である。
【図11】図7の撮像装置を変形した構成を示す図である。
【図12】多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮像装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
1,21 カメラ、2,20 レンズ、3 撮像素子、4 ミラー、11 チャート(基準板)、13 画像重複部、22,23 基準材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device capable of capturing a wide range such as all directions and all circumferences.
[0002]
[Prior art]
As is well known, various cameras have been developed in which a large number of video cameras are housed in a single housing and images are taken in all directions or all around at the same time.
[0003]
As one of the methods, there has been proposed a method of eliminating parallax (parallax) occurring between a plurality of cameras by virtually matching imaging viewpoints using, for example, mirrors arranged in a polygonal pyramid shape. (See US Pat. No. 6,115,176).
[0004]
FIG. 12 shows a schematic configuration diagram of an example of an imaging apparatus having a configuration using mirrors arranged in a polygonal pyramid shape as described above.
This imaging apparatus includes eight
Each
[0005]
In this image pickup apparatus, an angle-of-
[0006]
Then, in the plurality of
[0007]
Further, since the incident angle of the light beam passing through the lens
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, in the case where a wide angle of view is photographed with a plurality of
[0009]
It is possible to correct such a difference in the image at the seam of the images so that there is no unnaturalness if sufficient time is taken.
[0010]
However, for example, when a moving image such as a video is captured, the time required for the correction becomes enormous, so that it is difficult to obtain a high-quality image in which the joints of the images are corrected in a short time, for example, in a time almost near real time. Met.
[0011]
In order to solve the above-described problem, in the present invention, it is possible to obtain a wide range of images from images captured by a plurality of cameras, and to correct a difference between images of each camera in a relatively short time. An object of the present invention is to provide an imaging device capable of obtaining a high-quality image.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The imaging apparatus of the present invention includes a plurality of cameras, and a plurality of cameras are arranged so that imaging regions of adjacent cameras are adjacent to or overlap with each other, and each camera is provided with the same reference material in the imaging region. The correction of the entire image captured by each camera is performed using the image captured by each camera of the reference material.
[0013]
According to the configuration of the imaging device of the present invention described above, by providing the same reference material in the imaging region of each camera, an image of the reference material is reflected in the image of each camera. Then, by correcting the entire image photographed by each camera using the image photographed by each camera using the reference material, the images photographed by all the cameras are stuck together at the joints without any discomfort.
[0014]
The imaging apparatus of the present invention includes a plurality of cameras, and a plurality of cameras are arranged so that the imaging regions of the adjacent cameras overlap each other. Each of the cameras has at least a portion where the imaging region overlaps with the adjacent camera. The same reference material is provided, and correction is performed on the entire image captured by each of the adjacent cameras using the image captured by each camera, and further, the entire image captured by all the cameras is captured. Correction is performed.
[0015]
According to the above-described configuration of the imaging device of the present invention, each camera is provided with the same reference material at least in a portion where the imaging region overlaps with the adjacent camera, so that the image of each camera can be captured. An image of the reference material is reflected in a portion where the regions overlap and the images overlap. Then, correction is performed on the entire image captured by the adjacent camera using the image captured by each camera with the reference material, so that the overlapping portion of the image captured by the adjacent camera is referenced. Is corrected, and the images captured by the adjacent cameras can be stuck together at the joint without any discomfort. At this time, since these images have the same ray state, although they overlap each other, the correction can be performed easily and relatively easily.
Further, the correction of the entire image captured by all cameras is performed, so that the images captured by all cameras are stuck together at the seams.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention is configured by providing a plurality of cameras, a plurality of cameras are arranged so that the imaging regions of adjacent cameras are adjacent to or overlap each other, each camera is provided with the same reference material in the imaging region, This is an imaging device in which the entire image captured by each camera is corrected using the image captured by the camera of the reference material.
[0017]
Further, according to the present invention, in the above-described imaging apparatus, a mirror is provided to face each camera.
[0018]
Further, according to the present invention, in the above-described imaging apparatus, the reference material is configured by a reference plate provided on a surface of a mirror.
[0019]
The present invention includes a plurality of cameras, and a plurality of cameras are arranged so that the imaging regions of adjacent cameras overlap with each other. Each of the cameras has at least the same portion at which the imaging region overlaps with the adjacent camera. A reference material is provided, and correction is performed on the entire image captured by each of the adjacent cameras using an image obtained by capturing the reference material by each camera, and further, the entire image captured by all cameras is corrected. This is an imaging device.
[0020]
Further, according to the present invention, in the above-described imaging apparatus, a mirror is provided to face each camera.
[0021]
Further, according to the present invention, in the above-described imaging apparatus, the reference material is configured by a reference plate provided on a surface of a mirror.
[0022]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view in a vertical plane passing through the center line of the imaging device.
[0023]
This imaging apparatus includes eight plane mirrors 4 arranged in a polygonal pyramid shape, in this case, an octagonal pyramid, and a camera 1 arranged one by one so as to face each plane mirror 4. FIG. 1 shows two plane mirrors 4 and two cameras 1 on a vertical plane passing through the center line of the imaging device.
Each camera 1 is provided with a
[0024]
The incident light beam is reflected by the mirror 4 and enters the
[0025]
Then, in the plurality of cameras 1, parallax can be suppressed by substantially matching the virtual viewpoint center (not shown) by the plane mirror 4. As a result, images from a plurality of cameras 1 are pasted together to obtain an image in a wide range such as omnidirectional or entire circumference.
[0026]
In the imaging device of the present embodiment, a chart (reference plate) 11 is provided on a surface below the mirror 4.
Thus, the
[0027]
FIG. 2 is a plan view of each mirror 4 of the imaging device shown in FIG.
As shown in FIG. 2, one mirror 4 is formed in a trapezoidal shape, and a chart (reference plate) 11 is provided in a
[0028]
The chart (reference plate) 11 is used as a reference material for performing correction so as to eliminate discomfort at a joint when all (eight in the present embodiment) images of the camera 1 are connected to form a wide-range image. It is provided.
Therefore, the chart (reference plate) 11 provided on each mirror 4 is the same so that the three elements of color (lightness, saturation, hue) are equal.
For example, each
[0029]
3A to 3D show specific forms of the
[0030]
FIG. 3A shows a
Note that each of the
[0031]
FIG. 3B divides each of the
[0032]
FIG. 3C shows a chart (reference plate) 11 (11C) provided inside the
Thus, even if the
[0033]
FIG. 3D shows an overall chart obtained by combining the
The
[0034]
FIG. 4 is a diagram showing one form of a more specific chart.
The
The
In the
[0035]
In this embodiment, since the
It is also effective for more strict color matching including gamma characteristic correction.
[0036]
As the chart (reference plate) 11, a light diffusion chart (reference plate) is preferably used.
If the
By using the light-diffusing
[0037]
The use of a matte chart makes it easy to construct a light-diffusing chart.
For example, a matte white chart can be used.
[0038]
Next, a method of correcting an image captured by the camera 1 using the
Here, a method of correcting using the
[0039]
FIG. 5A is a diagram illustrating a state in which images captured by each camera 1 of the imaging apparatus according to the present embodiment are connected. FIG. 5B is a diagram in which images of the adjacent cameras 1 are vertically arranged for explanation. In FIG. 5B, images C1, C3, C5, and C7 (images of odd-numbered cameras 1) arranged below images C2, C4, C6, and C8 (images of even-numbered cameras 1) arranged as indicated by thick arrows. 5A).
5A and 5B, the
In the images C1 to C8 of the cameras 1 shown in FIGS. 5A and 5B, an image above the horizontal line corresponds to the portion of the angle α in FIG. 2, and a portion below the horizontal line (region 14) corresponds to the angle β in FIG. This is an image corresponding to the portion, that is, an image showing the
[0040]
First, by displacing each camera 1 by an appropriate amount in a direction indicated by an
At this time, the amount by which each camera 1 is shifted is set within a range in which parallax of an image captured by each camera 1 can be suppressed to a level that causes no problem.
[0041]
Here, in FIG. 5B, the correction of the image C1 of the first camera and the image C2 of the second camera will be considered.
In the
[0042]
Therefore, as shown in FIG. 6, the entirety of the images C1 and C2 of the adjacent cameras is set so that the pixels at the positions P1 and P2 having the same coordinates in the
[0043]
The above conversion of the pixel data can be performed, for example, as follows.
If the pixel value of the position P1 of the image C1 of the first camera is RGB (175, 156, 171), and the pixel value of the position P2 of the image C2 of the second camera is RGB (173, 173, 156). Then, first, the R value of each pixel of the image C2 of the second camera is multiplied by a coefficient of 175/173, the G value is multiplied by 156/173, and the B value is multiplied by 171/156.
Subsequently, the second camera (image C2) and the third camera (image C3), the third camera and the fourth camera (image C4), the fourth camera and the fifth camera (image C5), The same processing is sequentially performed for the fifth camera and the sixth camera (image C6), the sixth camera and the seventh camera (image C7), and the seventh camera and the eighth camera (image C8).
When a series of processing is completed and the pixel value of the
In this way, it is possible to alleviate the variation among the cameras 1 and suppress occurrence of a sense of incongruity at a joint between images.
[0044]
The specific processing method for converting image data is not limited to the above-described method, and a conventionally known arithmetic processing method can be used.
Furthermore, as for the algorithm of the luminance adjustment and the hue adjustment based on the video signal information of the
[0045]
Further, the video signal information of the
Further, the correction value calculated in real time based on the video signal information of the
[0046]
On the other hand, when correcting the image of each camera 1 based on a chart (11C in FIG. 3C) provided in a portion other than the
When the conversion is performed collectively in this way, for example, the pixel value of the portion where the chart of the image of any one camera is captured is matched with the pixel value of the portion where the chart of the image of another camera is captured, for example, a specific value. A conversion method is conceivable in which a pixel value of a portion where a chart of an image of all cameras is captured is matched with a pixel value.
[0047]
According to the above-described embodiment, since the same chart (reference plate) 11 is provided below each mirror 4, an image obtained by photographing the
Then, video signal information obtained by photographing the
By converting the image data and adjusting the brightness and the color tone of the images C1 to C8 of the respective cameras 1, the image data can be easily converted by a relatively simple calculation to correct the image. As a result, it is possible to obtain a smooth wide-angle image with no discomfort at the joint between the images C1 to C8.
[0048]
In particular, when the
[0049]
Further, according to the present embodiment, since the correction is performed based on the
This makes it possible to perform the correction in a relatively short time. Further, the image can be corrected with a relatively simple device configuration.
Therefore, the image can be corrected in real time, and high-quality omnidirectional live broadcasting can be performed.
[0050]
Next, as another embodiment of the present invention, a schematic configuration diagram of an imaging apparatus is shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view in a vertical plane passing through the center line of the imaging device.
This imaging device includes a plurality of
Each
[0051]
The incident light beam enters the
Then, images taken by the plurality of
[0052]
In the imaging apparatus according to the present embodiment, a
This
[0053]
In the configuration of the present embodiment, since there is no mirror between the
[0054]
FIGS. 8 and 9 show the arrangement of the
FIG. 8 shows a case where the
In FIG. 8, two
In FIG. 9, one
[0055]
In the imaging device according to the present embodiment, for example, the form shown in FIGS. 10A and 10B can be used as
In FIG. 10A, one horizontally
In FIG. 10B, two vertically
Note that the
[0056]
FIG. 11 shows a modified configuration of the imaging apparatus according to the embodiment shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 11, a
With this configuration, since the
[0057]
As described above, in the imaging apparatus having a configuration that does not use a mirror, a reference filter using a light transmission type filter can be used as the
When the reference filter is used, it is more preferable to arrange in the image overlapping portion as shown in FIG. 8 than to arrange in the portion other than the image overlapping portion as in FIG. This is because, by arranging in the image overlapping portion, the light transmitted through the reference filter of each image overlapping portion in the adjacent cameras becomes substantially the same, so that the correction becomes easier.
[0058]
According to the above-described embodiment, by providing the
Then, the video signal information obtained by photographing the
As a result, as in the previous embodiment, it is possible to easily perform image data conversion with a relatively simple operation to correct the image, and to realize a smooth wide-angle image without a sense of incongruity at the seam of the images. Is obtained.
[0059]
Further, according to the present embodiment, since the correction is performed based on the
This makes it possible to perform the correction in a relatively short time. Further, the image can be corrected with a relatively simple device configuration.
Therefore, the image can be corrected in real time, and high-quality omnidirectional live broadcasting can be performed.
[0060]
It should be noted that even in an image pickup apparatus using a mirror, a reference filter can be used when a reference material is provided other than on the surface of the mirror (on the subject side of the mirror, between the mirror and the camera, and in front of the camera). is there.
[0061]
In each of the above-described embodiments, the images of the
[0062]
Further, in each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a case where a plane mirror is provided or a case where no mirror is provided. However, the present invention can be widely applied to other configurations.
[0063]
For example, the present invention can be applied to a case where a curved mirror having a curved surface such as a paraboloid or a hyperboloid is arranged in place of a plane mirror to constitute an imaging device.
In this case, a plurality of cameras are arranged to face each other on the mirror surface of the curved mirror so that the imaging areas of adjacent cameras are adjacent or overlap.
[0064]
Also, in each of the above-described embodiments, the case where the optical axis in the object space of the imaging region of each camera is on the same plane, for example, all the cameras are slightly upward or downward from the horizontal. In the case where the optical axis is in the object space of the imaging region of each camera (for example, the optical axis is on the side surface of the cone in this case), the present invention can be similarly applied.
[0065]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the optical axis in the object space of the imaging area of each camera is horizontal and the central axis of the entire imaging apparatus is vertical V. The central axis of the whole may be a horizontal direction or another direction. Also in that case, the imaging areas of the adjacent cameras are configured to be adjacent or overlap.
[0066]
Furthermore, in each of the above-described embodiments, a configuration in which a plurality of cameras capture an image of 360 °, that is, the entire circumference of a band-shaped area, is described. However, in the present invention, a plurality of cameras partially capture the entire circumference. (For example, 120 °, 180 °, 240 °, etc.).
[0067]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may take various other configurations without departing from the gist of the present invention.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, it is possible to correct the image of each camera as a whole based on an image obtained by photographing the same reference material, and adjust the brightness and color tone of the image of each camera.
As a result, the image can be easily corrected by a relatively simple calculation, and a video having a smooth wide angle of view without a sense of incongruity at the joint of the images can be obtained.
Therefore, according to the present invention, a high-quality image can be obtained in a wide range without discomfort at the joint of images.
[0069]
Further, according to the present invention, it is possible to perform the correction with a simpler calculation than in the case where the correction is performed from the images obtained by actually photographing the subjects, so that the correction can be performed in a relatively short time. Will be possible. Further, the image can be corrected with a relatively simple device configuration.
Therefore, the image can be corrected in real time, and high-quality omnidirectional live broadcasting can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of each mirror of the imaging device in FIG. 1;
3A to 3D are diagrams showing forms of the chart of FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram showing another form of the chart of FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of correcting images of cameras A and B.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of correcting an image of each camera.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an imaging apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view in the case where a reference material is provided in an image overlapping portion of each camera in the imaging device of FIG. 7;
9 is a plan view in a case where a reference material is provided in a portion other than an image overlapping portion of each camera in the imaging device in FIG. 7;
10A and 10B are diagrams showing a form of a reference material in the imaging device of FIG. 7;
FIG. 11 is a diagram illustrating a modified configuration of the imaging device of FIG. 7;
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device having a configuration using mirrors arranged in a polygonal pyramid shape.
[Explanation of symbols]
1, 21 camera, 2, 20 lens, 3 image pickup device, 4 mirror, 11 chart (reference plate), 13 image overlapping part, 22, 23 reference material
Claims (6)
隣同士の上記カメラの撮像領域が互いに隣接又は重複するように、複数の上記カメラが配置され、
それぞれの上記カメラは、撮像領域内に同一の基準材が設けられ、
各上記カメラが上記基準材を撮影した画像を用いて、各上記カメラが撮影した画像全体の補正が行われる
ことを特徴とする撮像装置。It consists of multiple cameras,
A plurality of the cameras are arranged so that the imaging regions of the adjacent cameras are adjacent to or overlap each other,
Each of the above cameras is provided with the same reference material in the imaging area,
An image pickup apparatus, wherein an entire image captured by each camera is corrected using an image captured by each camera of the reference material.
隣同士の上記カメラの撮像領域が互いに重複するように、複数の上記カメラが配置され、
それぞれの上記カメラは、少なくとも隣のカメラと互いに撮像領域が重複する部分に、同一の基準材が設けられ、
各上記カメラが上記基準材を撮影した画像を用いて、隣同士の上記カメラがそれぞれ撮影した画像全体に対して補正が行われ、さらに全ての上記カメラが撮影した画像全体の補正が行われる
ことを特徴とする撮像装置。It consists of multiple cameras,
A plurality of the cameras are arranged so that the imaging regions of the adjacent cameras overlap each other,
Each of the above cameras is provided with the same reference material at least in a portion where an imaging region overlaps with an adjacent camera,
Correction is performed on the entire image captured by each of the adjacent cameras using the image captured by each of the cameras, and correction is performed on the entire image captured by all the cameras. An imaging device characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002160427A JP2004004357A (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Image pick up apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002160427A JP2004004357A (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Image pick up apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004004357A true JP2004004357A (en) | 2004-01-08 |
Family
ID=30429843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002160427A Pending JP2004004357A (en) | 2002-05-31 | 2002-05-31 | Image pick up apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004004357A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007288569A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Funai Electric Co Ltd | Panorama photographing apparatus |
JP2009049759A (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Kddi Corp | Color correction apparatus, method and program |
JP2012048278A (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Nec Corp | Feature information adding system, device, method, and program |
-
2002
- 2002-05-31 JP JP2002160427A patent/JP2004004357A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007288569A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Funai Electric Co Ltd | Panorama photographing apparatus |
JP2009049759A (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Kddi Corp | Color correction apparatus, method and program |
JP2012048278A (en) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Nec Corp | Feature information adding system, device, method, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8155478B2 (en) | Image creation with software controllable depth of field | |
CN104935915B (en) | Imaging device, 3-D imaging system and three-D imaging method | |
JP7170810B2 (en) | IMAGING DEVICE, IMAGE GENERATING METHOD AND COMPUTER PROGRAM | |
US20110292258A1 (en) | Two sensor imaging systems | |
JP2010093472A (en) | Imaging apparatus, and signal processing circuit for the same | |
WO2006064751A1 (en) | Multi-eye imaging apparatus | |
US20050046703A1 (en) | Color calibration in photographic devices | |
WO2019082820A1 (en) | Camera system | |
TWI599809B (en) | Lens module array, image sensing device and fusing method for digital zoomed images | |
JPWO2019026287A1 (en) | Imaging device and information processing method | |
JP2006279538A (en) | Imaging apparatus | |
JP2010283743A (en) | Omnidirectional imaging device, and method and program for synthesizing panorama image | |
CN206450959U (en) | Light field panorama camera | |
JP3232408B2 (en) | Image generation device, image presentation device, and image generation method | |
JP2014158062A (en) | Imaging element for capturing stereoscopic dynamic image and plane dynamic image, and imaging device mounting this imaging element | |
JP2004004357A (en) | Image pick up apparatus | |
JP2000134640A (en) | Receiver, position recognition device therefor, position recognition method therefor and virtual image stereoscopic synthesizer | |
JPH11355650A (en) | Image fetching device | |
JPH08289329A (en) | Stereoscopic image pickup device | |
JP4206765B2 (en) | Panorama video camera | |
JP2006108988A (en) | Calibration device | |
JPH11196315A (en) | Image reader | |
JP6022428B2 (en) | Image photographing apparatus and image photographing method | |
JP5340973B2 (en) | Floating 3D display system | |
JP3375604B2 (en) | Optical system in projection television receiver |