JP6395423B2 - 画像処理装置、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する一実施形態は、画像処理装置の一例としての、撮影により得られた画像から異なる撮影条件の画像を生成可能なPCに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、撮影により得られた画像から異なる撮影条件の画像を生成することが可能な任意の機器に適用可能である。
ここで、本実施形態のPCにおいて、撮影により得られた画像(入力画像)から生成される画像(出力画像)の構成について説明する。本実施形態では、入力画像を撮影した際の撮影環境における主被写体及び背景被写体の位置関係を維持しつつ、撮影時とは異なる仮想的な撮影条件に対応させた出力画像の一例として、入力画像から所謂ドリーズームした関係にある画像を生成する。
図1は、本発明の実施形態に係るPC100の機能構成のうち、ドリーズーム画像の生成を行う画像処理に係る機能構成を示したブロック図である。以下に説明する各ブロックは、例えばPC100が有する不図示の制御部が、HDD等の記録装置に記録された対応するアプリケーションプログラムをRAM等に展開して実行することで実現される、画像処理に係る各モジュールであるものとして説明する。しかしながら、本発明の実施において画像処理はプログラムにより実現されるものに限らず、1以上のモジュールに対応する機能を有する情報処理回路等のハードウェアによって動作が実現されるものであってもよい。
以下、変形パラメータ算出部107における変形パラメータの算出に係る、ドリーズーム画像の生成原理について図を参照して詳細を説明する。
が成り立つ。
となり、ドリーズーム画像を仮想的に撮影する場合の式1の中央の行列は、
となる。従って、wは撮影時はZ、ドリーズーム画像生成時はZ+t3となる。なお、(X、Y、Z)は撮影画像を3次元座標に投影しものであり、
により算出される。ここで、(u,v)は撮影した画像における被写体の座標であり、dは距離情報である。またfx0及びfy0は撮影時に設定されていた焦点距離、cx0及びcy0は撮影した画像の左上を原点(0,0)としたときの画像中心の座標とする。なお、fx0及びfy0は、撮影時の焦点距離を撮像素子の水平方向及び垂直方向の画素ピッチで各々除した値、dは対角の画素ピッチで除した値である。
が成立するため、上記2式からy2を消去することで
が得られる。
が成立するため、上述の主被写体の像に係る入力画像301とドリーズーム画像における拘束条件を考慮してy1を消去することで
が得られる。
を得ることができる。
となる。ここで、Dは被写体距離比を指す。また式6は式4の関係を用いることで、
となり、仮想撮像装置の移動量t3も得ることができる。即ち、背景被写体の拡大率が指定されれば、式1の必要なパラメータである仮想焦点距離fT及び入力画像301の撮影位置から仮想撮影位置への移動量t3を算出することができる。つまり、変形パラメータ算出部107は、これらの情報に従って式1から変形パラメータを算出できる。図5(a)は、背景被写体の拡大率Nに応じた仮想撮影位置への移動量及び焦点距離の関係を示している。図5(a)において、横軸が背景被写体の拡大率Nを示しており、左側の縦軸が入力画像301の撮影位置から仮想撮影位置への移動量を示し、右側の縦軸が仮想焦点距離を示している。
上述のような原理に基づく本実施形態のPC100で行われるドリーズーム画像生成処理について、図2のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。本ドリーズーム画像生成処理は、例えばドリーズーム画像を生成する基準となる撮影画像(入力画像)が選択された際に開始されるものとして説明する。
上述した実施形態では、入力画像の背景領域に含まれる背景被写体の像の、生成するドリーズーム画像における拡大率指定することにより、ドリーズーム画像に対応する仮想的な撮影条件である変形パラメータを求める方式について説明した。しかしながら、本発明の実施において、ドリーズーム画像の生成条件として拡大率以外の情報が指定されてもよい。
となるため、指定された仮想焦点距離fTを用いれば仮想撮影位置までの移動量を特定することができる。図5(b)は、仮想焦点距離に応じた仮想撮影位置への移動量の関係を示している。図5(b)において、横軸が仮想焦点距離を示し、縦軸が入力画像の撮影位置から仮想撮影位置への移動量を示している。
また、上述した実施形態及び変形例では出力画像を、入力画像と主被写体の像の位置及び大きさが同一であるドリーズーム画像であるものとして説明したが、本発明の実施はこれに限られるものではない。例えば出力画像における主被写体の像の拡大率の情報が得られれば、該情報により入力画像と出力画像における主被写体の像の大きさに係る拘束条件を変更することで、同様に変形パラメータを算出することができる。この場合、変形部103あるいは合成部104が、主被写体画像を拡大する処理を行って出力画像を生成すればよい。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (11)
- 撮影により得られた画像であって、主被写体に対応する画像と背景に対応する画像とを取得する取得手段と、
前記主被写体と前記背景の位置関係に基づいて、仮想的な撮影条件を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記仮想的な撮影条件に基づいて前記背景に対応する画像を変形し、背景画像を生成する生成手段と、
前記主被写体に対応する画像と前記生成手段により生成された前記背景画像とを合成して出力画像を生成する合成手段と、
を有し、
前記仮想的な撮影条件は、焦点距離を含み、
前記合成手段により生成された前記出力画像において、前記主被写体と前記背景とが、前記仮想的な撮影条件で定められた焦点距離での撮影に対応する関係を示すことを特徴とする画像処理装置。 - 前記仮想的な撮影条件はさらに、前記出力画像に対応する撮影位置を含み、
前記画像処理装置は、前記出力画像に対応する撮影位置、焦点距離、及び前記背景に含まれる所定の被写体の拡大率の少なくともいずれかの情報を指定する情報指定手段をさらに有し、
前記決定手段は、前記情報指定手段により指定された情報と前記主被写体と前記背景の位置関係とに基づいて、前記出力画像に対応する撮影位置及び焦点距離を前記仮想的な撮影条件として決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記仮想的な撮影条件で定められた撮影位置の前記撮影に対応する撮影位置からの移動量と、前記仮想的な撮影条件で定められた焦点距離とに基づく座標変換により、前記背景画像を生成することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記背景に対応する画像を、前記撮影が行われた際の位置関係に基づいて各々深度の範囲が異なる複数の領域に分類する分類手段をさらに有し、
前記生成手段は、前記複数の領域の各々に分類された画像に対してそれぞれ異なる変形を行う
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記合成手段は、前記主被写体に対応する画像を、前記出力画像における該画像の位置及び大きさが、前記撮影により得られた画像における前記主被写体に対応する画像の位置及び大きさと同一となるように合成し、
前記決定手段は、前記出力画像における前記主被写体に対応する画像の位置及び大きさ条件に基づいて前記仮想的な撮影条件を決定する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記合成手段は、前記出力画像における前記主被写体に対応する画像の大きさを指定する拡大率指定手段を有し、
前記決定手段は、前記拡大率指定手段により指定された前記主被写体に対応する画像の大きさに基づいて前記仮想的な撮影条件を決定し、
前記合成手段は、前記主被写体に対応する画像を前記拡大率指定手段により指定された大きさに変形し、前記背景画像と合成する
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記合成手段は、前記撮影が行われた際の位置関係に基づいて前記背景画像に低域通過フィルタを適用して合成することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記合成手段は、前記主被写体に対応する画像と前記背景に対応する画像の境界の周辺領域において、前記主被写体に対応する画像と前記背景画像とを加重加算合成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記撮影により得られた画像を前記主被写体に対応する領域と前記背景に対応する領域とに分類することで、前記主被写体に対応する画像と前記背景に対応する画像とを取得することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 撮影により得られた画像であって、主被写体に対応する画像と背景に対応する画像とを取得する取得工程と、
前記主被写体と前記背景の位置関係に基づいて、仮想的な撮影条件を決定する決定工程と、
前記決定工程において決定された前記仮想的な撮影条件に基づいて前記背景に対応する画像を変形し、背景画像を生成する生成工程と、
前記主被写体に対応する画像と前記生成工程において生成された前記背景画像とを合成して出力画像を生成する合成工程と、
を有し、
前記仮想的な撮影条件は、焦点距離を含み、
前記合成工程において生成された前記出力画像において、前記主被写体と前記背景とが、前記仮想的な撮影条件で定められた焦点距離での撮影に対応する関係を示すことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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