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JPH06109449A - Plural-visual point three-dimensional image input device - Google Patents

Plural-visual point three-dimensional image input device

Info

Publication number
JPH06109449A
JPH06109449A JP4254662A JP25466292A JPH06109449A JP H06109449 A JPH06109449 A JP H06109449A JP 4254662 A JP4254662 A JP 4254662A JP 25466292 A JP25466292 A JP 25466292A JP H06109449 A JPH06109449 A JP H06109449A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
distance
distance image
long
image input
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.)
Granted
Application number
JP4254662A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2842740B2 (en
Inventor
Mitsuo Oshima
光雄 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP4254662A priority Critical patent/JP2842740B2/en
Publication of JPH06109449A publication Critical patent/JPH06109449A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2842740B2 publication Critical patent/JP2842740B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
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  • Image Input (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the device characterized by that a storage capacity value is small, that a transmission time is short, that the distance accuracy of a long distance image is excellent and that there is not parallax when a line of sight is changed. CONSTITUTION:The distance images S32-1-S32-n outputted from 3D cameras 30-1-30-n are separated into a short distance image S34 and a long distance image 35 by a distance image separator 33. Further, the long distance image S35 is separated into a middle distance image S37 and a long distance image S38 by re-searching the mutual corresponding points of the 3D cameras by a corresponding point re-searching device 36. The short distance image 34 and the middle distance image 37 are selected as images effective for images having the max. numbers of subject expression pixels by a selector 39 and the selected effective distance image S40 is stored in a memory 40. The long distance image 38 is converted to a noneffective distance image 42 by an one-layer face sequence arrangement device 41 to be stored in the memory 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータビジョン
(CV)及びコンピュータグラフィックス(CG)等の
3次元画像情報技術において、3次元画像を入力して一
時記憶し、それを合成して3次元に画像を表示する等の
複数視点3次元画像入力装置、特に画像記憶容量値の削
減化が可能な複数視点3次元画像入力装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to three-dimensional image information technology such as computer vision (CV) and computer graphics (CG). The present invention relates to a multi-viewpoint three-dimensional image input device for displaying an image on a screen, and more particularly to a multi-viewpoint three-dimensional image input device capable of reducing an image storage capacity value.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがある。 文献1;テレビジョン学会誌、45[4](1991)
P.446−452 文献2;テレビジョン学会誌、45[4](1991)
P.453−460 従来、3次元画像入力方式には、受動的手法(パッシブ
手法)と能動的手法(アクティブ手法)とがある。能動
的手法とは、3次元情報を取得するために、巧みに制御
され、その形状パターンや濃淡、スペクトル等に対し何
等かの意味を持ったエネルギー(光波、電波、音波)を
対象に照射する手法のことを指す。これに対して受動的
手法とは、対象に対して通常の照明等は行なうにして
も、計測に関して意味のあるエネルギーを利用しない計
測のことをいう。一般的にいって、能動的手法の方が、
受動的手法のものより計測の信頼性が高くなる。受動的
手法の代表的なものがステレオ画像法であり、それを図
2に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique in such a field,
For example, there are those described in the following documents. Reference 1; Journal of Television Society, 45 [4] (1991).
P. 446-452 Document 2; Journal of the Television Society, 45 [4] (1991).
P. 453-460 Conventionally, a three-dimensional image input method includes a passive method (passive method) and an active method (active method). The active method irradiates the target with energy (light wave, radio wave, sound wave) that is skillfully controlled to obtain three-dimensional information and has some meaning with respect to its shape pattern, density, spectrum, etc. Refers to the method. On the other hand, the passive method means a measurement that does not use meaningful energy for measurement, even if the target is normally illuminated. Generally speaking, the active method is
The measurement is more reliable than that of the passive method. A typical passive method is a stereo image method, which is shown in FIG.

【0003】図2は、前記文献2に記載された従来の3
次元画像入力方式の一つであるステレオ画像法の説明図
である。このステレオ画像法では、2次元画像入力装置
である2台のカメラ1,2を所定距離離間して配置し、
左右のカメラ1,2で撮られた被写体3の結像位置の
差、即ち位相差を利用し、三角測量法によって被写体3
までの距離を計る方法である。
FIG. 2 shows the conventional 3 described in the above document 2.
It is explanatory drawing of the stereo image method which is one of the three-dimensional image input systems. In this stereo image method, two cameras 1 and 2 which are two-dimensional image input devices are arranged at a predetermined distance from each other,
The difference between the imaging positions of the subject 3 taken by the left and right cameras 1 and 2, that is, the phase difference is used, and the subject 3 is triangulated.
Is a way to measure the distance to.

【0004】図3は、図2のステレオ画像法で得られた
信号の濃淡画像と距離画像の2枚の画像の説明図であ
る。濃淡画像は、図2のカメラ1,2で得られるカラー
や白黒の画像である。距離画像は、3次元位置に関する
画像であり、マトリクスデータで一つ一つの画素が対象
物(被写体3)の奥行きに関する情報を持つものであ
る。このような濃淡画像と距離画像とから、偏光フイル
タを用いた両眼融合方式によって立体画像表示を行なっ
たり、レンチキュラ板を用いて立体画像表示を行なった
りしている。立体画像表示の一例を図4に示す。
FIG. 3 is an explanatory diagram of two images, a grayscale image of a signal and a distance image obtained by the stereo image method of FIG. The grayscale image is a color or monochrome image obtained by the cameras 1 and 2 in FIG. The distance image is an image regarding a three-dimensional position, and each pixel in the matrix data has information regarding the depth of the object (subject 3). From such a grayscale image and a range image, a stereoscopic image is displayed by a binocular fusion method using a polarization filter, or a stereoscopic image is displayed using a lenticular plate. An example of a stereoscopic image display is shown in FIG.

【0005】図4は、前記文献1に記載された従来の3
次元画像表示方式の一つである多眼式レンチキュラ方式
の原理を示す図である。多眼式レンチキュラ方式は、複
数のかまぼこ状のレンズ板からなるレンチキュラ板10
を用い、各レンズ板の焦点面に左右画像をストライプ状
に配置した方式である。1個のレンズ板内にはa,b,
c,…,fの部分に、それぞれa1 ,b1 ,c1 ,…,
1 という多方向から撮像したストライプ状の多眼像1
1を表示する。レンズ板の作用によって各方向のストラ
イプ状の多眼像11は左右の眼12,13に別々に入
り、視点を移動すれば、横方向の立体映像を見ることが
できる。
FIG. 4 shows the conventional 3 described in the above document 1.
It is a figure which shows the principle of the multi-lens type lenticular system which is one of the three-dimensional image display systems. The multi-lens lenticular system is a lenticular plate 10 including a plurality of kamaboko-shaped lens plates.
Is used to arrange the left and right images in stripes on the focal plane of each lens plate. A, b, in one lens board
c, ..., the portion of the f, respectively a 1, b 1, c 1 , ...,
f 1 striped multiview image captured from multiple directions of 1
1 is displayed. By the action of the lens plate, the striped multi-view image 11 in each direction enters the left and right eyes 12 and 13 separately, and if the viewpoint is moved, a horizontal stereoscopic image can be viewed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の装置では、次のような課題があった。 (1) 3次元画像表示方式として、レンチキュラ板1
0を使用した場合、平面画像を立体的に見れるものの、
観察者の視線を変えたときのものの見え方は、立体視可
能な観察領域として約5m離れて見たときに、左右方向
で5〜10cm、前後方向に±30cm程度と狭い。また、
両眼融合方式においては、平面画像の立体的表現のみ
で、視線を変えても、画像そのものは変わらないという
問題があった。 (2) そこで、本願発明者は、前記の観察視野が狭い
とか、視線を変えても画像が変わらない等の問題を解決
するため、先に特願平4−192272号明細書(先の
提案)において3次元画像入力装置に関する提案を行な
った。この提案では、濃淡画像と距離画像の2枚の画像
を出力できる3次元カメラ(以下、3Dカメラという)
からなる3次元画像入力装置を少なくとも2台離間して
配置し、それらの各3Dカメラからそれぞれ出力される
濃淡画像と距離画像とから、表示用画像を合成し、3次
元の画像を表示できるようにしている。 (3) ところが、先の提案のように3Dカメラを2台
用いる場合には、撮像できる被写体が限定され、特に凹
部のある被写体では死角が生じてしまうという問題があ
る。この死角を補償するためには、図5に示すように3
Dカメラの台数を増やす方法が考えられる。図5は、3
Dカメラを2台から5台に増やしたときの本願発明者が
先に提案した複数視点3次元画像入力装置の概略の構成
ブロック図である。この複数視点3次元画像入力装置
は、5台の3Dカメラ20−1〜20−5を備え、それ
らの光軸H20−1〜H20−5が交点Kに集まるよう
に配置されている。各3Dカメラ20−1〜20−5
は、図示しない被写体の画像を入力してその被写体を表
現する濃淡画像20−1v〜20−5vと距離画像20
−1r〜20−5rの信号をそれぞれ出力する機能を有
している。この種の複数視点3次元画像入力装置では、
各3Dカメラ20−1〜20−5によって被写体の画像
が入力され、濃淡画像20−1v〜20−5vと距離画
像20−1r〜20−5rが出力され、記憶装置(メモ
リ)に記憶される。これらの記憶された濃淡画像20−
1v〜20−5vと距離画像20−1r〜20−5rと
を画像合成し、3次元画像を表示するようになってい
る。特に、3Dカメラ20−1〜20−5の台数を増や
したので、凹部のある被写体の死角を少なくでき、さら
に台数を増やせば、死角を完全に防止することが可能と
なる。 (4) しかし、図5の装置では、各3Dカメラ20−
1〜20−5毎に濃淡画像メモリと距離画像メモリとを
備えているので、例えばデータを記録して保存する場合
や、データを回線等を用いて伝送する場合に、膨大な記
憶容量値を必要としたり、多大な伝送時間が必要である
等の問題が生じる。又、各3Dカメラ20−1〜20−
5は、電荷結合素子(以下、CCDという)等の固体撮
像素子からなる2次元画像入力装置を少なくとも2個有
し、それらが狭い間隔で配置されて構成されている。そ
のため、各3Dカメラ20−1〜20−5から出力され
る距離画像20−1r〜20−5rとしては、狭い間隔
で配置した2次元画像入力装置の結果を用いているの
で、近距離画像においては十分機能するが、長距離画像
においては距離精度が悪く、該3Dカメラ配置間隔が広
い間隔で配置されているので、その視差が生じてしまう
という問題があり、未だ技術的に十分満足のゆく複数視
点3次元画像入力装置を提供することが困難であった。
本発明は、前記従来技術が持っていた課題として、記憶
容量値が大きい、伝送時間が長い、及び長距離画像の距
離精度の悪いことにより生じる視線を変えたときの視差
等の点について解決した、複数視点3次元画像入力装置
を提供するものである。
However, the apparatus having the above structure has the following problems. (1) Lenticular plate 1 as a three-dimensional image display system
When 0 is used, a two-dimensional image can be viewed three-dimensionally,
When the observer's line of sight is changed, the appearance of the object is as narrow as 5 to 10 cm in the left-right direction and ± 30 cm in the front-back direction when viewed at a distance of about 5 m as a stereoscopic viewing area. Also,
In the binocular fusion method, there is a problem that the image itself does not change even if the line of sight is changed, only with a stereoscopic representation of a two-dimensional image. (2) Therefore, in order to solve the above-mentioned problems such as the observation field of view being narrow, and the image not changing even if the line of sight is changed, Japanese Patent Application No. 4-192272 (the prior proposal) ) Proposed a three-dimensional image input device. In this proposal, a three-dimensional camera that can output two images, a grayscale image and a range image (hereinafter referred to as 3D camera)
At least two three-dimensional image input devices each composed of are arranged so that a display image can be synthesized from a grayscale image and a distance image respectively output from each of the 3D cameras to display a three-dimensional image. I have to. (3) However, when two 3D cameras are used as in the above proposal, there is a problem that the subjects that can be imaged are limited, and blind spots occur especially in subjects having concave portions. In order to compensate for this blind spot, as shown in FIG.
A method of increasing the number of D cameras can be considered. Figure 3
It is a schematic block diagram of a multi-viewpoint three-dimensional image input device previously proposed by the present inventor when the number of D cameras is increased from two to five. This multi-viewpoint three-dimensional image input device includes five 3D cameras 20-1 to 20-5, and their optical axes H20-1 to H20-5 are arranged so as to gather at an intersection K. Each 3D camera 20-1 to 20-5
Is a grayscale image 20-1v to 20-5v and a distance image 20 which express an image of a subject (not shown).
It has a function of outputting signals of -1r to 20-5r. In this kind of multi-viewpoint three-dimensional image input device,
An image of a subject is input by each of the 3D cameras 20-1 to 20-5, grayscale images 20-1v to 20-5v and distance images 20-1r to 20-5r are output, and stored in a storage device (memory). . These stored grayscale images 20-
The 1v to 20-5v and the distance images 20-1r to 20-5r are image-synthesized to display a three-dimensional image. In particular, since the number of 3D cameras 20-1 to 20-5 is increased, it is possible to reduce the blind spot of an object having a concave portion, and it is possible to completely prevent the blind spot if the number of 3D cameras is further increased. (4) However, in the device of FIG. 5, each 3D camera 20-
Since a grayscale image memory and a range image memory are provided for each 1 to 20-5, an enormous storage capacity value can be obtained when, for example, data is recorded and stored, or when data is transmitted using a line or the like. There is a problem in that it is necessary or requires a large amount of transmission time. Also, each 3D camera 20-1 to 20-
Reference numeral 5 has at least two two-dimensional image input devices each including a solid-state image sensor such as a charge-coupled device (hereinafter referred to as CCD), which are arranged at narrow intervals. Therefore, as the range images 20-1r to 20-5r output from the respective 3D cameras 20-1 to 20-5, the results of the two-dimensional image input devices arranged at narrow intervals are used, and therefore, in the near range image. Function sufficiently, but in long-distance images, the distance accuracy is poor, and the 3D cameras are arranged at wide intervals, which causes a parallax problem, which is still technically sufficiently satisfactory. It has been difficult to provide a multi-viewpoint three-dimensional image input device.
The present invention has solved the problems that the above-mentioned conventional art has such as a large storage capacity value, a long transmission time, and parallax when changing the line of sight caused by poor distance accuracy of a long-distance image. A multi-viewpoint three-dimensional image input device is provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、照射された被写体の画像を入力して
その被写体を表現する濃淡画像及び距離画像の信号をそ
れぞれ出力する3次元画像入力装置を複数台、それらの
光軸が1点で交わるように配置した複数視点3次元画像
入力装置において、第1の分離手段と第2の分離手段と
を設けている。第1の分離手段は、前記複数台の3次元
画像入力装置からの距離画像をもとに、所望の位相差以
上の短距離画像と所望位相差以下の長距離画像とに分離
する機能を有している。第2の分離手段は、前記長距離
画像に対し前記複数台の3次元画像入力装置の濃淡画像
を用いて再度対応点検索を行ない、有位相差画像である
中距離画像と無位相差画像である遠距離画像とに分離す
る機能を有している。第2の発明では、第1の発明の遠
距離画像を、前記短距離画像及び中距離画像とは異なる
記憶手段に記憶する構成にしている。第3の発明では、
第2の発明において、遠距離画像は前記複数台の3次元
画像入力装置の配置に従がい所定の記憶手段番地に順次
配列する配置手段を、設けている。第4の発明では、第
2の発明の各3次元画像入力装置の配置角と画角を一定
の関係に保つ構成にしている。第5の発明では、第2の
発明に、前記各3次元画像入力装置の配置角と画角を一
定の関係に保ち、かつ一定距離以上を撮像していること
を識別する設定手段と、前記短距離画像及び中距離画像
の中から、前記被写体を表現する画素数の最も多い画像
を有効な有距離画像として選択する選択手段とを、設け
ている。第6の発明では、第2の発明において、前記短
距離画像と中距離画像の記憶容量値を、前記遠距離画像
の記憶容量値よりも大きくしている。第7の発明では、
第3の発明において順次配列された前記遠距離画像は所
定の記憶容量値と整合がとれるように所定の画面数へ画
素密度を変換する変換手段を、設けている。第8の発明
では、第6又は第7の発明において、前記各3次元画像
入力装置の配置角と画角は前記遠距離画像の記憶容量値
に整合するように連動して動作させる手段を、設けてい
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention inputs an image of an illuminated object and outputs signals of a grayscale image and a distance image representing the object, respectively. In a multi-viewpoint three-dimensional image input device in which a plurality of three-dimensional image input devices are arranged so that their optical axes intersect at one point, a first separating means and a second separating means are provided. The first separating means has a function of separating the short distance image having a desired phase difference or more and the long distance image having a desired phase difference or less based on the distance images from the plurality of three-dimensional image input devices. is doing. The second separating means performs a corresponding point search again on the long-distance image by using the grayscale images of the plurality of three-dimensional image input devices, and extracts a middle-distance image and a non-phase-difference image which are phase difference images. It has a function of separating it into a certain long-distance image. In the second invention, the long-distance image of the first invention is stored in a storage unit different from the short-distance image and the medium-distance image. In the third invention,
In the second invention, the long-distance image is provided with an arrangement means for sequentially arranging it in a predetermined storage means address according to the arrangement of the plurality of three-dimensional image input devices. In the fourth invention, the arrangement angle and the field angle of each of the three-dimensional image input devices of the second invention are kept constant. In a fifth aspect based on the second aspect, a setting means for keeping the arrangement angle and the field angle of each of the three-dimensional image input devices in a constant relationship and for identifying that an image is captured at a certain distance or more; Selecting means for selecting, as an effective distance image, an image having the largest number of pixels expressing the subject from the short distance image and the medium distance image. In a sixth aspect based on the second aspect, the storage capacity values of the short distance image and the middle distance image are made larger than the storage capacity values of the long distance image. In the seventh invention,
In the third invention, the long-distance images sequentially arranged are provided with conversion means for converting the pixel density into a predetermined number of screens so as to be matched with a predetermined storage capacity value. According to an eighth invention, in the sixth or seventh invention, a means for operating the three-dimensional image input device in conjunction with each other so that the arrangement angle and the angle of view are matched with the storage capacity value of the long-distance image, It is provided.

【0008】[0008]

【作用】第1の発明によれば、以上のように複数視点3
次元画像入力装置を構成したので、第1の分離手段は、
各3次元画像入力装置の距離画像から、短距離画像と長
距離画像に分離する。第2の分離手段は、分離された長
距離画像に対し、複数の3次元画像入力装置の濃淡画像
を用いて再度対応点検索を行ない、中距離画像と遠距離
画像とに分離する。このように、長距離画像から中距離
画像と遠距離画像とが分離され、該中距離画像を得るこ
とで、視差の発生を防止できる。第2の発明によれば、
遠距離画像は短距離画像及び中距離画像とは異なる記憶
手段に記憶される。そして、遠距離画像の記憶手段の容
量と短距離画像及び中距離画像の記憶手段の容量とを適
確に設定することにより、記憶容量値の無駄をなくすこ
とが可能となる。さらに、観察者の視線に合わせた表示
の際に、複雑な演算をすることなしに簡単な番地指定の
みで表示が行なえる。第3の発明によれば、配置手段
は、遠距離画像を所定の記憶手段番地に順次配列し、そ
れを例えば3次元画像入力装置の画角及び配置角等によ
り決めた記憶容量を持つ記憶手段に記憶させる。これに
より、3次元画像入力装置の台数が増加しても、記憶容
量値に無駄のない、しかも視差の生じない中距離画像の
記憶が行なえる。第4の発明によれば、各3次元画像入
力装置の配置角及び画角が一定許容値内に保たれ、遠距
離画像の記憶手段における記憶容量値の削減化が図れ
る。第5の発明によれば、設定手段は、各3次元画像入
力装置の配置角と画角を一定の関係に保ち、かつ一定距
離以上を撮像していることを識別する。選択手段は、短
距離画像と中距離画像から有効な画素信号のみを取り出
し、それを設定手段の出力によって所望撮像最短距離に
合わせた記憶手段に記憶させる。これにより、その記憶
手段の記憶容量値の削減化が図れる。第6の発明によれ
ば、短距離画像と中距離画像の記憶容量値は、遠距離画
像の記憶容量値よりも大きくなっているので、その大き
な記憶容量値までの距離に対応した被写体の撮像が可能
となる。第7の発明によれば、変換手段は、遠距離画像
に対し、3次元画像入力装置の画角及び配置角等により
決められた所定の記憶容量値と整合がとれるように、所
定の画面数へ画素密度の変換を行なう。これにより、初
期設定最低被写体距離にマージンが生じ、撮像の際の複
数視点3次元画像入力装置の設置の自由度が向上する。
第8の発明によれば、遠距離の被写体のズーム比を変え
て撮像するときに、遠距離画像を記憶する記憶手段の記
憶容量値を超えないように、3次元画像入力装置の画角
と配置角が連動して変化し、ズーム比変更による遠距離
画像の抜けの発生が防止される。従って、前記課題を解
決できるのである。
According to the first aspect of the invention, as described above, the plural viewpoints 3
Since the three-dimensional image input device is configured, the first separating means is
The distance image of each three-dimensional image input device is separated into a short distance image and a long distance image. The second separating means performs a corresponding point search again on the separated long-distance image by using the grayscale images of the plurality of three-dimensional image input devices, and separates the medium-distance image and the long-distance image. In this way, by separating the medium-distance image and the long-distance image from the long-distance image and obtaining the medium-distance image, it is possible to prevent the occurrence of parallax. According to the second invention,
The long-distance image is stored in a storage unit different from the short-distance image and the medium-distance image. Then, by properly setting the capacity of the storage means for the long-distance image and the capacity of the storage means for the short-distance image and the medium-distance image, it is possible to eliminate waste of the storage capacity value. Furthermore, when the display is made in line with the line of sight of the observer, the display can be performed by simply specifying the address without performing complicated calculation. According to the third aspect of the invention, the arranging means sequentially arranges the long-distance images at predetermined storage means addresses, and has a storage capacity having a storage capacity determined by, for example, the angle of view and the arrangement angle of the three-dimensional image input device. To memorize. As a result, even if the number of three-dimensional image input devices increases, it is possible to store a medium-distance image in which the storage capacity value is not wasted and parallax does not occur. According to the fourth aspect, the arrangement angle and the angle of view of each three-dimensional image input device are kept within a certain allowable value, and the storage capacity value in the storage unit of the long distance image can be reduced. According to the fifth aspect, the setting means keeps the arrangement angle and the field angle of each three-dimensional image input device in a constant relationship and identifies that the image is captured over a certain distance. The selecting means extracts only effective pixel signals from the short-range image and the medium-range image and stores them in the storage means according to the desired shortest imaging distance by the output of the setting means. As a result, the storage capacity value of the storage means can be reduced. According to the sixth aspect, since the storage capacity values of the short-distance image and the medium-distance image are larger than the storage capacity value of the long-distance image, the imaging of the subject corresponding to the distance up to the large storage capacity value is performed. Is possible. According to the seventh aspect, the conversion means sets the predetermined number of screens so that the long-distance image can be matched with the predetermined storage capacity value determined by the angle of view and the arrangement angle of the three-dimensional image input device. The pixel density is converted to. As a result, a margin is created in the initially set minimum object distance, and the degree of freedom in installing the multi-viewpoint three-dimensional image input device at the time of image pickup is improved.
According to the eighth aspect, when the zoom ratio of a long-distance subject is changed and an image is taken, the angle of view of the three-dimensional image input device is set so as not to exceed the storage capacity value of the storage unit that stores the long-distance image. The arrangement angle changes in conjunction with each other, and the occurrence of omission of a long-distance image due to a change in zoom ratio is prevented. Therefore, the above problem can be solved.

【0009】[0009]

【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例を示す複数視点3次元画
像入力装置の構成ブロック図である。この装置は、複数
台の3次元画像入力装置(例えば、3Dカメラ)30−
1〜30−nを備え、それらの光軸H30−1〜H30
−nが交点kで交わるように配置されている。各3Dカ
メラ30−1〜30−nは、被写体の画像を入力してそ
の被写体を表現する濃淡画像S31−1〜S31−nと
距離画像S32−1〜S32−nの信号をそれぞれ出力
する機能を有し、それらの濃淡画像S31−1〜S31
−nと距離画像S32−1〜S32−nが、通常、濃淡
画像メモリ31−1〜31−nと距離画像メモリ32−
1〜32−nにそれぞれ格納されるようになっている。
濃淡画像メモリ31−1〜31−n及び距離画像メモリ
32−1〜32−nの出力側には、距離画像分離装置3
3が接続され、さらにその出力側に短距離画像メモリ3
4及び長距離画像メモリ35が接続されている。距離画
像分離装置33は、複数の濃淡画像S31−1〜S31
−nと距離画像S32−1〜S32−nから、所望位相
差以上の距離画像(短距離画像)S34と所望位相差以
下の距離画像(長距離画像)S35とに分離し、それら
を短距離画像メモリ34と長距離画像メモリ35にそれ
ぞれ格納する機能を有している。長距離画像メモリ35
の出力側には、対応点再検索装置36を介して中距離画
像メモリ37及び遠距離画像メモリ38が接続され、さ
らに短距離画像メモリ34の出力側に、被写体表現最大
画素数選択装置39が接続されている。対応点再検索装
置36は、長距離画像S35を再度精度の良い距離画像
とするために、その距離画像S35に対し、複数の濃淡
画像S31−1〜S31−nを用いて再度対応点検索を
行ない、位相差ずれがあるときの有位相差画像である中
距離画像S37と、位相差ずれのない無位相差画像であ
る遠距離画像S38とに分離し、それらを中距離画像メ
モリ37と遠距離画像メモリ38にそれぞれ格納する機
能を有している。被写体表現最大画素数選択装置39
は、短距離画像S34及び中距離画像S37の中から、
被写体を表現する画素数の最も多い画像を、有効な有距
離画像S40として選択する機能を有している。被写体
表現最大画素数選択装置39の出力側には、有距離画像
メモリ40が接続され、さらに遠距離画像メモリ38の
出力側に、一層画面順次配置装置41を介して無距離画
像メモリ42が接続されている。有距離画像メモリ40
は、被写体表現最大画素数選択装置39から出力される
有距離画像S40を一定ルールに従って格納していく、
例えば5層構造のメモリである。一層画面順次配置装置
41は、遠距離画像メモリ38に格納された各3Dカメ
ラ30−1〜30−nの遠距離画像メモリ38を、該3
Dカメラ30−1〜30−nの配置角及び画角に合わせ
て一層画面に順次配置することによって無距離画像S4
2を生成し、それを所望の記憶容量を有する1層構造の
無距離画像メモリ42に格納させる機能を有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a multi-viewpoint three-dimensional image input device showing a first embodiment of the present invention. This device includes a plurality of three-dimensional image input devices (for example, 3D cameras) 30-
1-30-n and their optical axes H30-1 to H30
-N is arranged so as to intersect at the intersection point k. Each of the 3D cameras 30-1 to 30-n has a function of inputting an image of a subject and outputting signals of grayscale images S31-1 to S31-n and distance images S32-1 to S32-n expressing the subject. And their grayscale images S31-1 to S31
-N and range images S32-1 to S32-n are normally grayscale image memories 31-1 to 31-n and range image memory 32-
1 to 32-n are respectively stored.
At the output side of the grayscale image memories 31-1 to 31-n and the range image memories 32-1 to 32-n, the range image separation device 3 is provided.
3 is connected to the output side of the short-distance image memory 3
4 and the long-distance image memory 35 are connected. The range image separation device 33 uses the plurality of grayscale images S31-1 to S31.
-N and range images S32-1 to S32-n are separated into a range image (short range image) S34 having a desired phase difference or more and a range image (long range image) S35 having a desired phase difference or less, and these are short range. The image memory 34 and the long-distance image memory 35 each have a function of storing. Long-distance image memory 35
The intermediate distance image memory 37 and the long distance image memory 38 are connected to the output side of the through the corresponding point re-search device 36, and the subject expression maximum pixel number selection device 39 is further provided on the output side of the short distance image memory 34. It is connected. The corresponding point re-search device 36 performs a corresponding point search again on the distance image S35 by using a plurality of grayscale images S31-1 to S31-n in order to make the long distance image S35 a highly accurate distance image again. The intermediate distance image S37, which is a phase difference image when there is a phase difference shift, and the long distance image S38, which is a non-phase difference image with no phase difference shift, are separated from the medium distance image memory 37. The distance image memory 38 has a function of storing each. Object representation maximum pixel number selection device 39
Is from the short-range image S34 and the medium-range image S37,
It has a function of selecting the image having the largest number of pixels representing the subject as the effective distance image S40. The distance image memory 40 is connected to the output side of the object expression maximum pixel number selection device 39, and the non-distance image memory 42 is connected to the output side of the long distance image memory 38 via the one-layer screen sequential arrangement device 41. Has been done. Distance image memory 40
Stores the distance image S40 output from the subject expression maximum pixel number selection device 39 according to a certain rule,
For example, it is a memory having a five-layer structure. The one-layer screen sequential arrangement device 41 stores the long-distance image memory 38 of each of the 3D cameras 30-1 to 30-n stored in the long-distance image memory 38 into the long-distance image memory 38.
The non-distance image S4 is obtained by sequentially arranging the D cameras 30-1 to 30-n on the screen one by one according to the arrangement angle and the angle of view.
2 is generated and stored in the one-layer structure non-distance image memory 42 having a desired storage capacity.

【0010】次に、図6〜図13を参照しつつ、図1の
装置の動作を説明する。図6は図1の動作説明図であ
り、この図を参照しつつ、図1の装置における各画像の
処理の模様を2つの3Dカメラの画像で説明する。図6
において、i番目の3Dカメラ30−iとj番目の3D
カメラ30−jから距離画像S32−i,S32−jが
それぞれ出力される。各距離画像S32−i,S32−
jに対応して、それらの背後には図示しない濃淡画像が
位置している。各距離画像S32−i,S32−jは、
縦がV、横がHの大きさを有し、それらの中には短い距
離値の被写体51、及び長い距離値の被写体52,53
が存在している。距離画像S32−i,S32−jは、
図1の距離画像分離装置33により、短距離画像S34
i,S34jと長距離画像S35とに分離される。分離
する距離値の閾値は、図1の対応点再検索装置36の処
理能力及び得たい画像の距離分布によって変えるように
なっているが、最小値としては各3Dカメラ30−i,
30−jでの最小距離分解能(即ち、1画素の位相差)
を閾値として、その閾値よりも短い距離を短距離画像S
34i,S34j、長い距離を長距離画像S35に振り
分けている。この例では、被写体51が短い距離値であ
ったので、短距離画像S34iへ、被写体52,53が
長い距離値であったので長距離画像S35に振り分けら
れる。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 1, and the pattern of processing of each image in the apparatus of FIG. 1 will be described with images of two 3D cameras with reference to this figure. Figure 6
, The i-th 3D camera 30-i and the j-th 3D
Distance images S32-i and S32-j are output from the camera 30-j, respectively. Each distance image S32-i, S32-
A grayscale image (not shown) is located behind them corresponding to j. The distance images S32-i and S32-j are
The vertical dimension is V and the horizontal dimension is H. Among them, a short distance object 51 and long distance objects 52 and 53 are included.
Exists. The range images S32-i and S32-j are
The distance image separation device 33 of FIG.
i, S34j and the long-distance image S35 are separated. The threshold value of the distance value to be separated is changed according to the processing capability of the corresponding point re-search device 36 in FIG.
Minimum distance resolution at 30-j (ie phase difference of 1 pixel)
Is set as a threshold value, and a distance shorter than the threshold value
34i, S34j, the long distance is allocated to the long distance image S35. In this example, since the object 51 has a short distance value, the objects 52 and 53 have a long distance value, and thus the object 51 and the object 52 are allocated to the long distance image S35.

【0011】次に、長距離画像S35は、図1の対応点
再検索装置36により、再度精度の良い距離画像に変換
され、中距離画像S37と遠距離画像S38とに分離さ
れる。対応点再検索装置36による変換の理由は次のよ
うである。即ち、距離画像S32−iあるいはS32−
j等は、2次元画像入力装置の少なくとも2個を配置し
て構成した3Dカメラ30−i,30−j,…により得
られる。ところが、この際、2次元画像入力装置の配置
間隔が狭いので、ある距離以上にある被写体はそれ以上
分解できない装置での距離画像となっている。一方、各
3Dカメラ30−i,30−j,…を配置した複数視点
3次元画像入力装置においては、3Dカメラ30−i,
30−j,…の配置間隔が1台の3Dカメラの配置間隔
よりも十分広いので、本装置では距離画像S32−iあ
るいはS32−j等で分解できない距離でも視差が生じ
ている。そこで、図1の対応点再検索装置36により、
さらに精度の良い距離画像に変換する処理を行なってい
る。但し、この場合の対応点再検索は、3Dカメラ30
−i,30−jの配置、該3Dカメラ30−i,30−
jの配置間隔、及び2次元画像入力装置の配置間隔がわ
かっているので、対応点再検索範囲が限定されている。
そのため、従来の図2に示すような対応点検索よりも容
易な処理となっている。対応点再検索装置36によって
分離された中距離画像S37と遠距離画像S38とにお
いて、被写体52は中距離画像S37に、被写体53は
遠距離画像S38に振り分けられている。この振り分け
の基準は、例えば次のようになっている。即ち、中距離
画像S37の方へは位相差が検出された画像を入れ、遠
距離画像S38の方へは距離分解能以下(位相差が1画
素以下)の画像を入れるように振り分けている。
Next, the long-distance image S35 is converted into a high-precision distance image again by the corresponding point re-search device 36 in FIG. 1, and separated into a medium-distance image S37 and a long-distance image S38. The reason for the conversion by the corresponding point re-search device 36 is as follows. That is, the distance image S32-i or S32-
j and the like are obtained by the 3D cameras 30-i, 30-j, ... Which are configured by arranging at least two two-dimensional image input devices. However, at this time, since the two-dimensional image input device is arranged at a narrow interval, a subject at a certain distance or more becomes a distance image in a device that cannot be decomposed any further. On the other hand, in the multi-viewpoint three-dimensional image input device in which the respective 3D cameras 30-i, 30-j, ... Are arranged, the 3D cameras 30-i,
Since the arrangement interval of 30-j, ... Is sufficiently wider than the arrangement interval of one 3D camera, parallax occurs even at a distance that cannot be resolved by the distance image S32-i or S32-j in this device. Therefore, by the corresponding point re-search device 36 of FIG.
Further, processing for converting to a more accurate range image is performed. However, the corresponding point re-search in this case is performed by the 3D camera 30.
-I, 30-j arrangement, the 3D cameras 30-i, 30-
Since the arrangement interval of j and the arrangement interval of the two-dimensional image input device are known, the corresponding point re-search range is limited.
Therefore, the process is easier than the conventional corresponding point search as shown in FIG. In the medium-distance image S37 and the long-distance image S38 separated by the corresponding point re-search device 36, the subject 52 is divided into the medium-distance image S37 and the subject 53 is divided into the long-distance image S38. The standard of this distribution is as follows, for example. That is, the image in which the phase difference is detected is inserted into the medium distance image S37, and the image with the distance resolution or less (the phase difference is 1 pixel or less) is inserted into the far distance image S38.

【0012】遠距離画像S38は、図1の一層画面順次
配置装置41により、無距離画像S42に変換され、図
1の無距離画像メモリ42に格納される。このときの格
納の仕方は、無距離画像S42の画面の中のどの番地
(水平方向)に遠距離画像S38の1画素目が対応する
かは3Dカメラ30−i,30−jの配置からわかるの
で、例えば無距離画像S42中の破線で示される対応部
分に格納されるようになっている。他の3Dカメラ30
−jの遠距離画像も、前記と同様に、所定の位置に格納
される。この場合、ある3Dカメラの遠距離画像と違う
3Dカメラの遠距離画像が重複する場合があるが、その
ときには3Dカメラ配置による無距離画像メモリ42内
の優先づけを行ない、優先される画像を格納している。
優先づけの境界においては、図7及び図8に示す方法で
対処している。
The long-distance image S38 is converted into a non-distance image S42 by the single-layer screen sequential arrangement device 41 of FIG. 1 and stored in the non-distance image memory 42 of FIG. How to store at this time is to know which address (horizontal direction) on the screen of the non-distance image S42 corresponds to the first pixel of the long-distance image S38 from the arrangement of the 3D cameras 30-i and 30-j. Therefore, for example, it is stored in the corresponding portion indicated by the broken line in the non-distance image S42. Other 3D camera 30
The long-distance image of -j is also stored at a predetermined position, as described above. In this case, a long-distance image of a certain 3D camera and a long-distance image of a different 3D camera may overlap, but in that case, priority is given to the non-distance image memory 42 by the arrangement of the 3D cameras, and the priority image is stored. is doing.
At the boundary of prioritization, the method shown in FIGS. 7 and 8 is used.

【0013】図7は、遠距離における3Dカメラの画角
の重なりの説明図である。図8は、無距離画像メモリ4
2への書込み方の一例の説明図である。図7のδは3D
カメラ30−i,30−jの配置角度、Δδはその配置
角度差であり、Δδ/(δ/m)≠M(但し、M;整
数)である。この図7のA部分の拡大図が図8に示され
ている。図7に示すように、配置角度δの差Δδが、1
画素を表現する角度で割り切れれば、それぞれの優先づ
けの画像データを無距離画像メモリ42に書込むが、割
り切れないような場合には両者の重なり具合を比較し
て、重なりの大きい方を境界番地に書込むようにしてい
る。なお、この継ぎ目において画像ずれか生じるが、垂
直方向Vの位置によって水平方向の継ぎ目位置をランダ
ムに変えているので、画質の劣化がほとんど無視できる
ように配慮されている。これらの機能は全て図1の一層
画面順次配置装置41に設けられている。
FIG. 7 is an explanatory view of the overlap of the angle of view of the 3D camera at a long distance. FIG. 8 shows the non-distance image memory 4
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of how to write data in 2; 7 is 3D
The arrangement angle of the cameras 30-i and 30-j, Δδ, is the arrangement angle difference, and Δδ / (δ / m) ≠ M (where M is an integer). An enlarged view of the portion A of FIG. 7 is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the difference Δδ in the arrangement angle δ is 1
If it is divisible by the angle expressing the pixel, the respective prioritized image data is written in the non-distance image memory 42. However, if it is not divisible, the overlapping degree of both is compared, and the one with the larger overlap is the boundary. I try to write at the address. Although an image shift occurs at this seam, the seam position in the horizontal direction is randomly changed depending on the position in the vertical direction V, so that the deterioration of the image quality can be almost ignored. All of these functions are provided in the one-layer screen sequential arrangement device 41 of FIG.

【0014】一方、図6の短距離画像S34i及び中距
離画像S37は、図1の被写体表現最大画素数選択装置
39により、各3Dカメラ30−i,30−jの画像の
中から最も被写体を表現する画素数の多い3Dカメラの
信号のみを有効とし、残りの該被写体の他の3Dカメラ
の信号は捨て去るような処理が行なわれる。被写体表現
最大画素数選択装置39によって選択された有距離画像
S40は、図1の有距離画像メモリ40に格納される。
各3Dカメラ30−i,30−jに残った画像は有効画
像S39となる。この例の場合には、短距離画像S34
j内の被写体51と中距離画像S37内の被写体52と
が、結果的に有距離画像メモリ40内に格納される。こ
の有距離画像S40を格納する有距離画像メモリ40
は、図9に示すような構成になっている。
On the other hand, the short-distance image S34i and the medium-distance image S37 shown in FIG. 6 are selected by the subject expression maximum pixel number selection device 39 shown in FIG. 1 from the images of the respective 3D cameras 30-i and 30-j. Processing is performed in which only the signals of the 3D camera having a large number of pixels to be expressed are validated and the signals of the remaining 3D cameras of the subject are discarded. The distance image S40 selected by the object expression maximum pixel number selection device 39 is stored in the distance image memory 40 of FIG.
The image remaining on each of the 3D cameras 30-i and 30-j becomes an effective image S39. In the case of this example, the short-distance image S34
The subject 51 in j and the subject 52 in the medium-distance image S37 are consequently stored in the distance image memory 40. Distance image memory 40 for storing this distance image S40
Has a configuration as shown in FIG.

【0015】図9は、有距離画像メモリ40への書込み
方の一例の説明図である。この図に示すように、有距離
画像メモリ40は、各3Dカメラ30−i,30−jの
画像の中の有距離画像S40を順次格納していくもので
あるが、濃淡画像値、距離画像値、それらの画像値の水
平方向(X)番地と垂直方向(Y)番地、及びその画像
値が得られた3DカメラNO.(即ち、画角δ、及び3
Dカメラが交点Kを見る配置角θi)が層状に記憶され
るようになっている。なお、ここでは、層状で説明した
が、前記の値が1組となっていれば、どの様な配列にし
ても良い。次に、図10(a),(b)、図11
(a),(b)、及び図12を参照しつつ、有距離画像
S40を格納する有距離画像メモリ40と無距離画像S
42を格納する無距離画像メモリ42との記憶容量につ
いて説明する。図10(a),(b)は無距離画像S4
2の説明図であり、同図(a)は無距離画像S42を1
画素で分解できなくなる説明図、及び同図(b)は無距
離画像S42を1画素で分解できなくなるときの説明図
で、真正面のとき距離の算出例を示す。図10(a)の
δは画角、mは画素数、k1 は任意係数である。図11
(a),(b)は無距離画像S42の必要な画面数の算
出例を説明する図であり、同図(a)は隙間無しの例、
及び同図(b)は隙間有りの例を示す図である。図12
は、画角最小値の説明図である。
FIG. 9 is an illustration of an example of how to write to the distance image memory 40. As shown in this figure, the distance image memory 40 sequentially stores the distance images S40 in the images of the respective 3D cameras 30-i and 30-j. Values, the horizontal (X) and vertical (Y) addresses of those image values, and the 3D camera NO. (That is, the angle of view δ and 3
The arrangement angle θi) at which the D camera looks at the intersection K is stored in layers. It should be noted that, although the layered structure is described here, any arrangement may be used as long as the above values form one set. Next, FIGS. 10 (a), (b), and FIG.
With reference to (a), (b), and FIG. 12, the distance image memory 40 storing the distance image S40 and the non-distance image S are stored.
The storage capacity of the non-distance image memory 42 for storing 42 will be described. 10A and 10B show the non-distance image S4.
2A is an explanatory diagram of FIG. 2A, in which FIG.
The explanatory diagram in which the pixel cannot be decomposed and FIG. 14B is an explanatory diagram when the non-distance image S42 cannot be decomposed in one pixel, and shows an example of calculating the distance when the image is directly in front. In FIG. 10A, δ is the angle of view, m is the number of pixels, and k 1 is an arbitrary coefficient. Figure 11
(A), (b) is a figure explaining the example of calculation of the required number of screens of non-distance image S42, the figure (a) is an example without a gap,
And FIG. 6B is a diagram showing an example with a gap. 12
[Fig. 7] is an explanatory view of a minimum value of a view angle.

【0016】まず、無距離画像メモリ42に格納される
無距離画像S42であるが、この画像S42は3Dカメ
ラ30−1〜30−n同士で見ても誤差が生じない遠方
の距離にある被写体の情報を収納しておくものである。
図10(a),(b)で説明すると、この図は本実施例
による3Dカメラ配置の中心点O0 で半円を描き、両端
の3Dカメラで被写体を見たときの例である。半円上の
点a1 とa2 が1画素として分離できない距離が前記の
遠方距離lであり、次の(1),(2),(3)式に基
づき、(4)式で表される。
First, regarding the non-distance image S42 stored in the non-distance image memory 42, the image S42 is a subject at a distant distance that does not cause an error even when viewed between the 3D cameras 30-1 to 30-n. The information is stored.
Explaining with reference to FIGS. 10A and 10B, this figure shows an example in which a semicircle is drawn at the center point O 0 of the 3D camera arrangement according to the present embodiment and the subject is viewed by the 3D cameras at both ends. The distance at which the points a 1 and a 2 on the semicircle cannot be separated as one pixel is the far distance l described above, and is represented by the equation (4) based on the following equations (1), (2) and (3). It

【0017】[0017]

【数1】 図10(b)において、分離できない角度xは、3Dカ
メラ配置方向の真正面において1番大きな角度となるの
で、この角度xが画角δを水平方向画素数mで割算した
値よりも小さければ良く、その結果が(4)式である。
なお、(4)式において係数k1 は任意であるが、遠方
距離の被写体の空間周波数が大きければ、該係数k1
1より大きくしても良い。
[Equation 1] In FIG. 10B, the inseparable angle x is the largest angle in front of the 3D camera arrangement direction. Therefore, if this angle x is smaller than the value obtained by dividing the angle of view δ by the number of horizontal pixels m. Well, the result is equation (4).
Although the coefficient k 1 is arbitrary in the equation (4), the coefficient k 1 may be larger than 1 if the spatial frequency of the distant object is large.

【0018】図6に示すような距離画像S32−i,S
32−jは、1画素に分離できない画像なので、その画
像は図10(a)に示すような半円上に記録したものと
同じに扱って問題はない。そのため、この半円上の点c
から点dまでを表現する角度をもって、無距離画像メモ
リ42の記憶容量値(記憶画素数)とすれば良いことが
解る。画角δと3Dカメラ配置角度θの関係から、それ
らの表現に必要な角度θ1,θ2を求めたのが、図11
(a),(b)である。図11(a)は、半円の直線に
対して直角の線(本装置の中心視線)よりも両端の3D
カメラの画角の外側の線が開いている例(2/πよりも
大きい)であり、同図(b)は小さい例の説明図であ
る。図11(b)の場合には、両端の3Dカメラの画角
の外側の線は点Qで交わることになる。
Distance images S32-i, S as shown in FIG.
Since 32-j is an image that cannot be separated into one pixel, there is no problem in handling that image as if it was recorded on a semicircle as shown in FIG. Therefore, point c on this semicircle
It can be understood that the storage capacity value (the number of stored pixels) of the non-distance image memory 42 may be set with an angle representing from the point to the point d. From the relationship between the angle of view δ and the 3D camera arrangement angle θ, the angles θ1 and θ2 necessary for expressing them are found in FIG.
(A) and (b). FIG. 11 (a) shows 3D at both ends of a line perpendicular to the straight line of the semicircle (center line of view of this device).
This is an example in which the line outside the angle of view of the camera is open (larger than 2 / π), and FIG. 7B is an explanatory diagram of a small example. In the case of FIG. 11B, the lines outside the angle of view of the 3D cameras at both ends intersect at the point Q.

【0019】図11(a),(b)共に、必要な角度θ
1,θ2は次式(5),(6)で示され、同じ式とな
る。 θ1=2δ−(δ−π+2θ) =δ+π−2θ ・・・(5) θ2=2δ+(π−δ−2θ) =δ+π−2θ ・・・(6) なお、両端の3Dカメラは今扱う遠方の被写体に対して
点0に収束した状態と考えて良く、(5)式及び(6)
を表している。従って、必要な画素数Mは次式(7)で
求まり、1台の3Dカメラの画素数Hと(7)式の画素
数の積が、図6に示すように無距離画像メモリ42にお
ける水平方向の記憶画素数(m1 H)となる。垂直方向
は、1台の3Dカメラの垂直方向の画素数Vである。
In both FIGS. 11A and 11B, the required angle θ
1 and θ2 are represented by the following equations (5) and (6) and have the same equation. [theta] 1 = 2 [delta]-([delta]-[pi] +2 [theta]) = [delta] + [pi] -2 [theta] ... (5) [theta] 2 = 2 [delta] + ([pi] [delta] -2 [theta]) = [delta] + [pi] -2 [theta] ... It can be considered that the object has converged to the point 0, and equations (5) and (6)
Is represented. Therefore, the required number of pixels M is obtained by the following equation (7), and the product of the number of pixels H of one 3D camera and the number of pixels of the equation (7) is the horizontal in the non-distance image memory 42 as shown in FIG. This is the number of pixels stored in the direction (m 1 H). The vertical direction is the number V of pixels in the vertical direction of one 3D camera.

【0020】[0020]

【数2】 又、図11(b)の例では、点Qより遠方に不感部分が
生じるので、この例のような使い方の場合、2台の3D
カメラだけでは不十分で、不感部分を補完する他の3D
カメラを用いることが必要となる。この不感部分を補完
するには、図12に示すように、(8)式の条件を満た
せば良い。
[Equation 2] Further, in the example of FIG. 11 (b), since an insensitive part occurs farther than the point Q, in the case of the usage like this example, two 3D units are used.
The camera alone is not enough, other 3D that complements the blind spots
It is necessary to use a camera. In order to complement this insensitive portion, it is sufficient to satisfy the condition of Expression (8) as shown in FIG.

【0021】[0021]

【数3】 図12及び(8)式において、θはカメラ配置角度、δ
は1台の3Dカメラの画角、nは配置する3Dカメラの
台数、δmin は1台の3Dカメラの画角でとりうる最小
画角である。(8)式より明らかなように、最小画角δ
min を使用した場合には、無距離画像メモリ42におい
てn枚の画面数が必要となる。次に、図13を参照しつ
つ、有距離画像S40を格納する有距離画像メモリ40
の記憶容量について説明する。図13は、近距離におけ
る有距離画像メモリ40の必要画面数の説明図である。
この図では、例えば5台の3Dカメラ30−1〜30−
5の光軸H30−1〜H30−5を交点Kを中心に円弧
上に等間隔で配置した図である。O1 〜O5 は各3Dカ
メラ30−1〜30−5の中心点であり、その両端の中
心点O1 ,O5の間隔はL0 である。距離Lは、中心点
3 から測ると、次式(9)より求められる。
[Equation 3] In FIGS. 12 and (8), θ is the camera arrangement angle, and δ
Is the angle of view of one 3D camera, n is the number of 3D cameras to be arranged, and δ min is the minimum angle of view that can be taken by the angle of view of one 3D camera. As is clear from the equation (8), the minimum angle of view δ
When min is used, n number of screens is required in the non-distance image memory 42. Next, with reference to FIG. 13, a distance image memory 40 for storing the distance image S40.
The storage capacity of will be described. FIG. 13 is an explanatory diagram of the required number of screens of the distance image memory 40 at a short distance.
In this figure, for example, five 3D cameras 30-1 to 30-
5 is a diagram in which optical axes H30-1 to H30-5 of No. 5 are arranged at equal intervals on an arc centering on an intersection K. FIG. O 1 to O 5 are the center points of the 3D cameras 30-1 to 30-5, and the distance between the center points O 1 and O 5 at both ends is L 0 . The distance L is calculated from the following equation (9) when measured from the center point O 3 .

【0022】[0022]

【数4】 近距離の被写体を見るには、必要とする画面数が増加す
るが、一定距離以上の被写体を見る場合には、画面数を
減らせることを意味している。図13で、2面、3面、
5面と記してあるのが、その距離の例である。図11
(b)の点Qの距離までは、(9)式の関係で、図6に
示す有距離画像メモリ40の記憶容量(m0 H)を決定
できる。図11(b)に示すQ点以遠(点QC1 2
囲まれる3角形以外の部分)の場合には、長距離画像S
35のうちの中距離画像S37も含まれるので、有距離
画像メモリ40は少なくとも無距離画像メモリ42の記
憶容量を持っていないと、有距離画像S40を全て格納
できないことになる。被写体は一般的に距離値が不定で
あるので、前記のように有距離画像S40の全てを格納
するには、無距離画像メモリ42の記憶容量より有距離
画像メモリ40の記憶容量が下回ってはならないことに
なる。なお、(9)式で、画面数nを減らせる意味は、
その距離に依存する面を空間サンプリングする画素数
が、その画面数で表せる数しかないことによる。
[Equation 4] This means that the number of screens required increases when viewing a subject at a short distance, but the number of screens can be reduced when viewing a subject at a certain distance or more. In FIG. 13, two sides, three sides,
An example of the distance is shown as 5 planes. Figure 11
Up to the distance of the point Q in (b), the storage capacity (m 0 H) of the distance image memory 40 shown in FIG. 6 can be determined by the relationship of the equation (9). In the case of points Q and beyond (parts other than the triangle surrounded by points QC 1 C 2 ) shown in FIG. 11B, the long distance image S
Since the medium distance image S37 of 35 is also included, the distance image memory 40 must have at least the storage capacity of the non-distance image memory 42 to store all the distance images S40. Since the distance value of a subject is generally indefinite, in order to store all of the ranged image S40 as described above, the storage capacity of the ranged image memory 40 is lower than the storage capacity of the non-ranged image memory 42. It will not happen. Note that the meaning of reducing the number of screens n in equation (9) is
This is because the number of pixels for spatially sampling the surface depending on the distance can be represented by the number of screens.

【0023】以上のように、3Dカメラ30−1〜30
−5の画角δ、該3Dカメラ30−1〜30−5の配置
角度θ、及び撮像最低距離を決めると、最終的に保存し
ておく図6の有距離画像S40及び無距離画像S42の
記憶容量を低減することが可能となる。最低距離を下回
った場合には、図1の短距離画像S34にフラグが立
ち、有距離画像メモリ40へ送られ、その旨記憶され表
示されるようになっている。このことは、3Dカメラ3
0−1〜30−5の台数をさらに増加させたときに、そ
の低減比を大きくできる。
As described above, the 3D cameras 30-1 to 30
When the angle of view δ of −5, the arrangement angle θ of the 3D cameras 30-1 to 30-5, and the minimum imaging distance are determined, the distance image S40 and the non-distance image S42 of FIG. It is possible to reduce the storage capacity. When the distance is shorter than the minimum distance, a flag is set on the short distance image S34 in FIG. 1, the flag is sent to the distance image memory 40, and that effect is stored and displayed. This is 3D camera 3
When the number of 0-1 to 30-5 is further increased, the reduction ratio can be increased.

【0024】本実施例では、次のような利点を有してい
る。 (1) 3Dカメラ30−1〜30−nから出力される
距離画像S32−1〜S32−nを距離画像分離装置3
3で短距離画像S34と長距離画像S35とに分離し、
さらに該長距離画像S35のみを、対応点再検索装置3
6によって3次元カメラ同士で対応点再検索を行なって
中距離画像S37と遠距離画像S38とに分離するよう
にしたので、精度の良い距離画像を、従来に比べて短時
間で得られる。 (2) 遠距離画像S38を一層画面順次配置装置41
で無距離画像S42に変換し、その無距離画像S42を
有距離画像S40とは別に扱っているので、観察者の視
線に合わせた表示の際に、複雑な演算をすることなし
に、簡単な番地指定のみで表示できるので、表示するま
での演算時間を短縮できる。
The present embodiment has the following advantages. (1) The distance image separation device 3 converts the distance images S32-1 to S32-n output from the 3D cameras 30-1 to 30-n.
In 3 the short distance image S34 and the long distance image S35 are separated,
Furthermore, only the long-distance image S35 is processed by the corresponding point re-search device 3
Since the corresponding points are re-searched between the three-dimensional cameras by 6 to separate the medium-distance image S37 and the long-distance image S38, an accurate distance image can be obtained in a shorter time than the conventional one. (2) The long-distance image S38 is displayed on the one-layer screen sequential arrangement device 41.
Since the non-distance image S42 is converted into the non-distance image S42 and the non-distance image S42 is handled separately from the ranged image S40, a simple calculation can be performed without performing a complicated calculation when displaying the image in accordance with the line of sight of the observer. Since it can be displayed only by specifying the address, the calculation time before displaying can be shortened.

【0025】第2の実施例 図14は、本発明の第2の実施例を示す複数視点3次元
画像入力装置の構成ブロックであり、第1の実施例を示
す図1中の要素と共通の要素には共通の符号が付されて
いる。この複数視点3次元画像入力装置では、図1の装
置に、3Dカメラ配置装置60、距離判断装置61、3
Dカメラ設定指示装置62、及び画素密度変換装置63
が付加されており、その他の構成は図1の装置と同一で
ある。3Dカメラ配置装置60は、複数台の3Dカメラ
30−1〜30−nの配置角度θ、及び画角δを所望の
値に設定する装置である。距離判断装置61は、短距離
画像S34の出力側に接続され、被写体の中の1番近い
距離値がいくらかを判断する装置であり、それには3D
カメラ設定指示装置62が接続されている。3Dカメラ
設定指示装置62は、3Dカメラ配置装置60に対して
各3Dカメラ30−1〜30−nの画角δ及び配置角度
θの望ましい値を指示すると共に、所望画面数を保持す
るように動作し、かつ画面内の画素密度に合わせてデー
タを処理する指示を行なう装置である。この3Dカメラ
設定指示装置62は、画面数を保持するリードオンリメ
モリ(以下、ROMという)等のメモリ、リミッタ、及
びズーム比(画角δ)の変更をマニュアル操作等で行な
うための機能等を有している。画素密度変換装置63
は、一層画面順次配置装置41の出力側と無距離画像メ
モリ42の入力側との間に接続され、3Dカメラ設定指
示装置62の指示に基づき、現在得られている遠距離画
像S42の画面数から所定の画面数へ画素密度を変換す
る装置である。
Second Embodiment FIG. 14 is a block diagram of a multi-viewpoint three-dimensional image input apparatus showing a second embodiment of the present invention, which is common to the elements in FIG. 1 showing the first embodiment. Elements are given common reference numerals. In this multi-viewpoint three-dimensional image input device, the device of FIG.
D camera setting instruction device 62 and pixel density conversion device 63
Is added, and the other structure is the same as that of the apparatus of FIG. The 3D camera placement device 60 is a device that sets the placement angle θ and the field angle δ of the plurality of 3D cameras 30-1 to 30-n to desired values. The distance determination device 61 is a device that is connected to the output side of the short-distance image S34 and determines what is the closest distance value in the subject.
A camera setting instruction device 62 is connected. The 3D camera setting instruction device 62 instructs the 3D camera arrangement device 60 about desired values of the angle of view δ and the arrangement angle θ of each of the 3D cameras 30-1 to 30-n, and holds the desired number of screens. It is a device that operates and gives an instruction to process data according to the pixel density in the screen. The 3D camera setting instruction device 62 has a memory such as a read-only memory (hereinafter referred to as a ROM) for holding the number of screens, a limiter, and a function for manually changing the zoom ratio (angle of view δ). Have Pixel density converter 63
Is connected between the output side of the one-layer screen sequential arrangement device 41 and the input side of the non-distance image memory 42, and is based on the instruction of the 3D camera setting instruction device 62, the number of screens of the long-distance image S42 currently obtained. Is a device for converting the pixel density from a predetermined number of screens.

【0026】次に、図14の装置の動作を説明する。本
実施例の複数視点3次元画像入力装置では、第1の実施
例と同様の基本プロセスに従い、有距離画像S40及び
無距離画像S42を求める。以下、第1の実施例に追加
された機能の動作を説明する。まず、有距離画像S40
及び無距離画像S42の画面数を予め所定枚数にしてお
く。例えば、画面数をそれぞれ3枚と2枚にした場合、
1台の3Dカメラの画面の3倍及び2倍の水平方向の画
面数となっている。そこで、無距離画像S42の画面数
が2枚になるように、画角δ及び配置角θを初期設定す
る。当然、配置角θより、角3Dカメラ30−1〜30
−nの光軸H30−1〜H30−nの交わる交点Kの、
該3Dカメラ30−1〜30−nからの距離が変わるの
で、各3Dカメラ30−1〜30−nの配置角θiも、
交点Kと光軸H30−1〜H30−nが交わるように配
置される。この場合には、前記(9)式の関係から、一
定距離以上、3Dカメラ30−1〜30−nから離れた
被写体の撮像は、距離判断装置61により、全画像が所
定画面数に入り、問題なしの信号を出す。これにより、
3Dカメラ設定指示装置62が現状の指示を保持するの
で、画素密度変換装置63の画素密度変換比も1となっ
ている。従って、第1の実施例と同一の動作となる。
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 14 will be described. In the multi-viewpoint three-dimensional image input device of this embodiment, the distance image S40 and the non-distance image S42 are obtained according to the same basic process as in the first embodiment. The operation of the function added to the first embodiment will be described below. First, the distance image S40
And the number of screens of the non-distance image S42 is set to a predetermined number in advance. For example, if the number of screens is 3 and 2 respectively,
The number of screens in the horizontal direction is three times and twice the number of screens of one 3D camera. Therefore, the angle of view δ and the arrangement angle θ are initialized so that the number of screens of the non-distance image S42 is two. Of course, from the arrangement angle θ, the angle 3D cameras 30-1 to 30-30
Of the intersection K where the optical axes H30-1 to H30-n of −n intersect,
Since the distance from the 3D cameras 30-1 to 30-n changes, the arrangement angle θi of each 3D camera 30-1 to 30-n also becomes
The intersection K and the optical axes H30-1 to H30-n are arranged so as to intersect with each other. In this case, from the relationship of the equation (9), when the subject is separated from the 3D cameras 30-1 to 30-n by a certain distance or more, the distance determining device 61 causes the entire image to enter a predetermined number of screens. Give a good signal. This allows
Since the 3D camera setting instruction device 62 holds the current instruction, the pixel density conversion ratio of the pixel density conversion device 63 is also 1. Therefore, the operation is the same as that of the first embodiment.

【0027】次に、被写体が画面数3枚に対応する距離
よりも近い距離に存在した場合には、次のように動作す
る。短距離画像S34内に近すぎる距離が入っているの
で、距離判断装置61では3Dカメラ設定指示装置62
の指示による許容値と違う旨の信号を発生する。この信
号を受けた3Dカメラ設定指示装置62は、最短距離値
を受けて、有距離画像S40の画面数を満たすように画
角δを変えるとか、配置角θを変える等の指示を行な
う。この指示値は、初期設定時の画角δ及び配置角θを
もとに、距離値に対応した該画角δ及び配置角θの値が
3Dカメラ設定指示装置62内のROM等に予めセット
されている。又、画角δを変えるには、ズームレンズを
使用し、3Dカメラ設定指示装置62によってズーム比
を変えることで対応している。本実施例においては、画
角δで対応できるときはその画角δで対処し、それ以外
のときに配置角θを変えるようにしている。画角δでは
そのδが広がるように動き、配置角θではそのθが小さ
くなるように動く。
Next, when the subject is present at a distance shorter than the distance corresponding to three screens, the following operation is performed. Since the distance that is too close is included in the short-distance image S34, the distance determination device 61 uses the 3D camera setting instruction device 62.
Generates a signal indicating that the value is different from the allowable value according to the instruction. Receiving this signal, the 3D camera setting instruction device 62 receives the shortest distance value and gives an instruction to change the angle of view δ so as to satisfy the number of screens of the distance image S40 or change the arrangement angle θ. This instruction value is set in advance in the ROM or the like in the 3D camera setting instruction device 62 based on the angle of view δ and the arrangement angle θ at the time of initial setting, the values of the angle of view δ and the arrangement angle θ corresponding to the distance value. Has been done. To change the angle of view δ, a zoom lens is used and the zoom ratio is changed by the 3D camera setting instruction device 62. In the present embodiment, when the view angle δ can be dealt with, the view angle δ is dealt with, and at other times, the arrangement angle θ is changed. The angle of view δ moves so that δ expands, and the arrangement angle θ moves so that θ decreases.

【0028】このように、3Dカメラ配置装置60が被
写体を撮れるようにセットされると、距離判断装置61
で問題なしの信号が出力される。各3Dカメラ30−1
〜30−nの次の画面(3Dカメラ配置装置60による
再配置後の画面)が入ってくると、距離判断装置61か
ら問題なしの信号が出力されるので、その後の動作は第
1の実施例と同一である。そして、有距離画像S40の
3DカメラNO.に対応する画角δ及び配置角θは、再
配置後のそれぞれの値が3Dカメラ設定指示装置62内
のROM等に記憶されることになる。それ以前の信号に
は、再配置前の画角δ及び配置角θが3Dカメラ設定指
示装置62に記憶されているし、画面数不足分が切捨て
られている。
In this way, when the 3D camera placement device 60 is set so that the subject can be photographed, the distance determination device 61
Will output a signal with no problem. Each 3D camera 30-1
When the next screen (the screen after the rearrangement by the 3D camera placement device 60) next to 30-n comes in, a signal without any problem is output from the distance determination device 61, and the subsequent operation is the first implementation. Same as the example. Then, the 3D camera NO. For the angle of view δ and the arrangement angle θ corresponding to, the respective values after rearrangement are stored in the ROM or the like in the 3D camera setting instruction device 62. For the signals before that, the angle of view δ and the angle of arrangement θ before rearrangement are stored in the 3D camera setting instruction device 62, and the shortage of the number of screens is truncated.

【0029】一方、遠距離画像S38の方では、画角δ
が広がる、あるいは配置角θが小さくなると、必要画面
数が増加してしまう。そこで、画素密度変換装置63
で、所定画面数になるように、一層画面順次配置装置6
1から出力される画像に対して画素数変換をし、無距離
画像S42を無距離画像メモリ42に記憶する。画素密
度変換装置63における画素密度変換には種々の方法が
あるが、ここでは単純に、画素数変換比に応じて、必要
画面の中からランダムに画素を間引くことで対応してい
る。なお、このとき、必要画面数は有距離画像画面数を
超えないところまでが動作範囲として制限するようなリ
ミッタが、3Dカメラ設定指示装置62内に設けられて
いる。
On the other hand, in the case of the long-distance image S38, the angle of view δ
Is widened or the arrangement angle θ is reduced, the number of required screens is increased. Therefore, the pixel density conversion device 63
Then, the one-layer screen sequential arrangement device 6 is arranged so that the predetermined number of screens is obtained.
The pixel number conversion is performed on the image output from No. 1 and the non-distance image S42 is stored in the non-distance image memory 42. There are various methods for pixel density conversion in the pixel density conversion device 63, but here, it is simply handled by thinning out pixels randomly from the required screen according to the pixel number conversion ratio. At this time, a limiter is provided in the 3D camera setting instruction device 62 so that the required number of screens does not exceed the number of ranged image screens as an operation range.

【0030】次のケースとして、被写体が3Dカメラ3
0−1〜30−nの初期配置関係に比較して遠方に位置
しているような場合について説明する。このように被写
体が遠方に位置している場合にも、距離判断装置61に
おいて被写体の最短距離値を知ることができるので、そ
の値が、3Dカメラ設定指示装置62に設けられた表示
装置で知ることができるようになっている。但し、遠距
離画像S38においては、例えば地面等も映っているの
で、観察者が画面内の窓枠等で注目する被写体を指示で
きるようになっている。そこで、観察者が、その被写体
をズームアップして見たいようなときには、次の動作で
対応できるようになっている。ここで、ズームアップ
は、3Dカメラ設定指示装置62によってマニュアル操
作が可能な構成になっている。
In the next case, the subject is the 3D camera 3
A case will be described in which it is located far from the initial arrangement relationship of 0-1 to 30-n. Even when the subject is located far away in this way, the shortest distance value of the subject can be known by the distance determination device 61, and the value is known by the display device provided in the 3D camera setting instruction device 62. Is able to. However, in the long-distance image S38, for example, the ground and the like are also reflected, so that the observer can designate a subject of interest by a window frame or the like in the screen. Therefore, when the observer wants to zoom in and see the subject, the following operation can be dealt with. Here, the zoom-up is configured to be manually operated by the 3D camera setting instruction device 62.

【0031】3Dカメラ設定指示装置62のマニュアル
操作によってズーム比(画角δ)を変えると、被写体を
大きく見ることが可能となるが、その結果、画角δが小
さくなってしまう。そのため、無距離画像S42の必要
画面数が増加してしまうので、所定枚数(例えば、2
枚)になるように、配置角θを変更する指示が3Dカメ
ラ設定指示装置62より出され、所定枚数以内の画面が
得られるように動作する。ここで、配置角θを変えて
も、2枚に入りきらない配置角θまでしか変えられない
ときには、有距離画像S40の画面数3までの画角δを
最小画角として制限するリミッタが、3Dカメラ設定指
示装置62内に設けられている。このときは、画素密度
変換装置63で前記と同様に画素数変換され、無距離画
像メモリ42に格納される。
If the zoom ratio (angle of view δ) is changed by manually operating the 3D camera setting instruction device 62, the subject can be seen larger, but as a result, the angle of view δ becomes smaller. Therefore, the required number of screens of the non-distance image S42 increases, so that the predetermined number (for example, 2
The 3D camera setting instruction device 62 issues an instruction to change the arrangement angle θ so that the number of screens is within a predetermined number. Here, even if the arrangement angle θ is changed, if the arrangement angle θ cannot be changed to more than two, the limiter that limits the view angle δ up to the number of screens 3 of the distance image S40 as the minimum view angle, It is provided in the 3D camera setting instruction device 62. At this time, the number of pixels is converted by the pixel density conversion device 63 in the same manner as described above and stored in the non-distance image memory 42.

【0032】なお、この後、有距離画像S40及び無距
離画像S42に対し、従来より行なわれている画像圧縮
を行なうことも可能である。有距離画像S40は、可逆
形の画像圧縮・伸張が望ましいが、無距離画像S42は
非可逆形でもかまわない。本実施例では、第1の実施例
とほぼ同様の利点の他に、次のような利点も有してい
る。 (i) 各3Dカメラ30−1〜30−nの配置角θ及
び画角δを3Dカメラ設定指示装置62によって一定許
容値内に保つようにしたので、無距離画像S42の画面
数(即ち、無距離画像メモリ42の記憶容量値)を3D
カメラ30−1〜30−nの台数に無関係に所望値に削
減できる。 (ii) 各3Dカメラ30−1〜30−nの配置角θ及
び画角δを3Dカメラ設定指示装置62によって一定許
容値内に保ち、一定距離以上を撮像するようにし、かつ
被写体表現最大画素数選択装置39によって各3Dカメ
ラ30−1〜30−nの中から被写体表現最大画素数を
持つ画像を有効な画像として選択し、その他は廃棄処分
にしている。そのため、有距離画像メモリ40の記憶容
量値を、3Dカメラ30−1〜30−nの台数に関係な
く、所望値に削減できる。 (iii) 有距離画像メモリ40の記憶容量値を無距離画
像メモリ42の記憶容量値よりも大きくし、かつ無距離
画像S42の方では画素密度変換装置63によって画素
密度変換が可能な構成になっている。そのため、有距離
画像メモリ40の記憶容量値までの距離に対応した被写
体を撮像でき、初期設定最低被写体距離にマージンが生
じ、撮像の際の本装置の設定の自由度が増大する。 (iv) 3Dカメラ設定指示装置62によって遠距離の
被写体をズーム比を変えて撮像するときに、無距離画像
メモリ42の記憶容量値を超えないようにズーム比(画
角δ)と配置角θが連動するので、ズーム比変更による
遠距離画像S38の抜けが発生しない、安定した撮像が
可能となる。 (v) 3Dカメラ設定指示装置62によって遠距離の
被写体をズーム比を変えて撮像するときに、3Dカメラ
30−1〜30−nの配置角θが変更最大可能な限界値
の場合でも、有距離画像メモリ40の記憶容量値まで画
素密度変換装置63によって画素密度変換して対処する
ので、ズーム比をその分大きくとれ、被写体の拡大が可
能となる。
After that, it is possible to perform the conventional image compression on the distance image S40 and the non-distance image S42. The distance image S40 is preferably reversible image compression / expansion, but the non-distance image S42 may be irreversible. The present embodiment has the following advantages in addition to the advantages substantially similar to those of the first embodiment. (I) Since the arrangement angle θ and the angle of view δ of each of the 3D cameras 30-1 to 30-n are kept within a certain allowable value by the 3D camera setting instruction device 62, the number of screens of the non-distance image S42 (that is, The storage capacity value of the non-distance image memory 42) is set to 3D
It can be reduced to a desired value regardless of the number of cameras 30-1 to 30-n. (Ii) The arrangement angle θ and the angle of view δ of each of the 3D cameras 30-1 to 30-n are kept within a certain allowable value by the 3D camera setting instruction device 62 so as to capture an image at a certain distance or more, and the maximum pixel representing the subject is represented. The number selection device 39 selects an image having the maximum number of pixels for subject expression from each of the 3D cameras 30-1 to 30-n as an effective image and discards the others. Therefore, the storage capacity value of the distance image memory 40 can be reduced to a desired value regardless of the number of 3D cameras 30-1 to 30-n. (Iii) The storage capacity value of the distance image memory 40 is set larger than the storage capacity value of the non-distance image memory 42, and the pixel density conversion device 63 can perform pixel density conversion for the non-distance image S42. ing. Therefore, a subject corresponding to the distance up to the storage capacity value of the distance image memory 40 can be imaged, a margin is created in the initially set minimum object distance, and the degree of freedom in setting the present device at the time of image pickup is increased. (Iv) When the long-distance subject is imaged by the 3D camera setting instruction device 62 while changing the zoom ratio, the zoom ratio (angle of view δ) and the arrangement angle θ are set so as not to exceed the storage capacity value of the non-distance image memory 42. Is linked with each other, stable imaging can be performed without omission of the long-distance image S38 due to the zoom ratio change. (V) When the long-distance subject is imaged by the 3D camera setting instruction device 62 while changing the zoom ratio, even if the arrangement angle θ of the 3D cameras 30-1 to 30-n is the maximum changeable limit value, it is present. Since the pixel density conversion device 63 handles the pixel density conversion up to the storage capacity value of the distance image memory 40, the zoom ratio can be increased accordingly and the object can be enlarged.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、第1の分離手段によって短距離画像と長距離
画像とに分離し、さらにその長距離画像のみを第2の分
離手段により、対応点再検索をした後に中距離画像と遠
距離画像とに分離するようにしたので、精度の良い距離
画像が、従来に比較して短時間で得られる。第2及び第
3の発明によれば、遠距離画像を無距離画として有距離
画像とは別に扱っているので、観察者の視線に合わせた
表示の際に、複雑な演算をすることなしに、簡単な番地
指定のみで表示でき、表示までの演算時間の短縮化が可
能となる。第4の発明によれば、各3次元画像入力装置
の配置角と画角を一定許容値内に保つようにしたので、
遠距離画像の記憶容量値を3次元画像入力装置の台数に
無関係に、所望値に削減できる。第5の発明によれば、
各3次元画像入力装置の配置角及び画角を一定許容値に
保ち、一定距離以上を撮像するようにし、さらに各3次
元画像入力装置の中から被写体表現最大画素数を持つ画
像を有効な画像として選択し、その他は廃棄するように
している。そのため、短距離画像及び中距離画像の記憶
容量値を、3次元画像入力装置の台数に関係なく、所望
値に削減できる。第6及び第7の発明によれば、短距離
画像及び中距離画像の記憶容量値を、遠距離画像の記憶
容量値よりも大きくし、さらに遠距離画像の方では画素
密度変換が可能な構成になっているので、短距離画像及
び中距離画像の記憶容量値までの距離に対応した被写体
を撮像でき、初期設定最大被写体距離にマージンが生
じ、撮像の際の複数視点3次元画像入力装置の設置の自
由度が増大する。第8の発明によれば、遠距離の被写体
をズーム比を変えて撮像するときに、遠距離画像の記憶
容量値を超えないように、各3次元画像入力装置の配置
角と画角が連動するので、ズーム比変更による遠距離画
像の抜けが発生しない、安定した撮像が可能となる。さ
らに、遠距離の被写体をズーム比を変えて撮像するとき
に、3次元画像入力装置の配置角が変更最大の限界値の
場合でも、短距離画像メモリ及び中距離画像メモリの記
憶容量値まで画素密度変換して対処されるので、ズーム
比をその分大きくとれ、被写体の拡大が可能となる。
As described in detail above, according to the first invention, the first separation means separates the short-distance image and the long-distance image, and further only the long-distance image is separated into the second separation image. By performing the corresponding point re-search by the means, the medium-distance image and the long-distance image are separated, so that a highly accurate distance image can be obtained in a shorter time than the conventional one. According to the second and third aspects, the long-distance image is treated as a non-distance image separately from the ranged image, so that complicated display is not required when displaying the image in line with the line of sight of the observer. , It can be displayed by simply specifying the address, and the calculation time until display can be shortened. According to the fourth aspect, the arrangement angle and the angle of view of each three-dimensional image input device are kept within a certain allowable value.
The storage capacity value of a long-distance image can be reduced to a desired value regardless of the number of three-dimensional image input devices. According to the fifth invention,
The arrangement angle and the angle of view of each three-dimensional image input device are maintained at a certain permissible value so as to capture an image at a certain distance or more, and an image having the maximum number of pixels for expressing a subject is selected from each three-dimensional image input device as an effective image. And choose to discard the others. Therefore, the storage capacity values of the short distance image and the medium distance image can be reduced to desired values regardless of the number of three-dimensional image input devices. According to the sixth and seventh inventions, the storage capacity value of the short-distance image and the medium-distance image is made larger than the storage capacity value of the long-distance image, and further, the pixel density conversion can be performed in the long-distance image. Therefore, the object corresponding to the distance up to the storage capacity value of the short-distance image and the medium-distance image can be imaged, a margin is generated in the initial maximum object distance, and the multi-viewpoint three-dimensional image input device at the time of imaging The degree of freedom of installation is increased. According to the eighth aspect of the invention, the arrangement angle and the angle of view of each three-dimensional image input device are interlocked so that the storage capacity value of the long-distance image is not exceeded when a long-distance subject is imaged with a different zoom ratio. Therefore, stable imaging can be performed without causing omission of a long-distance image due to a change in zoom ratio. Furthermore, when a long-distance object is imaged with a different zoom ratio, even if the arrangement angle of the three-dimensional image input device is changed to the maximum limit value, pixels are stored up to the storage capacity values of the short-distance image memory and the medium-distance image memory. Since the density is converted and dealt with, the zoom ratio can be increased correspondingly, and the object can be enlarged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す複数視点3次元画
像入力装置の構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a multi-viewpoint three-dimensional image input device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の3次元画像入力方式の1つであるステレ
オ画像法の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a stereo image method which is one of conventional 3D image input methods.

【図3】図2のステレオ画像法で得られた信号の濃淡画
像と距離画像の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a grayscale image and a distance image of a signal obtained by the stereo image method of FIG.

【図4】従来の3次元画像表示方式の1つである多眼式
レンチキュラ方式の原理図である。
FIG. 4 is a principle diagram of a multi-lens lenticular system, which is one of conventional 3D image display systems.

【図5】先の提案の複数視点3次元画像入力装置の概略
の構成ブロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram of the previously proposed multi-viewpoint three-dimensional image input device.

【図6】図1の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 1.

【図7】図1の装置の遠距離における3Dカメラの画角
の重なりの説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the overlap of the angle of view of the 3D camera at a long distance of the device of FIG.

【図8】図1の装置の遠距離画像メモリへの書込み方の
一例の説明図である。
8 is an explanatory diagram of an example of how to write into the long-distance image memory of the apparatus of FIG.

【図9】図1の装置の有距離画像メモリへの書込み方の
一例の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of how to write in the distance image memory of the apparatus of FIG.

【図10】図1の装置の無距離画像を1画素で分解でき
なくなる説明と、その真正面のときの距離の算出例の説
明図である。
10A and 10B are an explanatory diagram showing that a non-distance image of the apparatus of FIG. 1 cannot be decomposed with one pixel and an example of calculating a distance when the image is directly in front of the image.

【図11】図1の装置の無距離画像の隙間無しと隙間有
りのときの必要な画面数の算出例の説明図である。
11 is an explanatory diagram of a calculation example of a required number of screens in the apparatus of FIG. 1 when there is no gap in a non-distance image and when there is a gap.

【図12】図1の装置の画角最小値の説明図である。12 is an explanatory diagram of the minimum value of the angle of view of the apparatus of FIG.

【図13】図1の装置の近距離における必要画面数の説
明図である。
13 is an explanatory diagram of a required number of screens at a short distance of the device of FIG.

【図14】本発明の第2の実施例を示す複数視点3次元
画像入力装置の構成ブロック図である。
FIG. 14 is a configuration block diagram of a multi-viewpoint three-dimensional image input device according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30−1〜30−n 3Dカメラ 31−1〜31−n 濃淡画像メモリ 32−1〜32−n 距離画像メモリ 33 距離画像分離装置 34 短距離画像メモリ 35 長距離画像メモリ 36 対応点再検索装置 37 中距離画像メモリ 38 遠距離画像メモリ 39 被写体表現最大画素数選択
装置 40 有距離画像メモリ 41 一層画面順次配置装置 42 無距離画像メモリ 60 3Dカメラ配置装置 61 距離判断装置 62 3Dカメラ設定指示装置 63 画素密度変換装置 S31−1〜S31−n 濃淡画像 S32−1〜S32−n 距離画像 S34 短距離画像 S35 長距離画像 S37 中距離画像 S38 遠距離画像 S40 有距離画像 S42 無距離画像
30-1 to 30-n 3D camera 31-1 to 31-n grayscale image memory 32-1 to 32-n range image memory 33 range image separation device 34 short range image memory 35 long range image memory 36 corresponding point re-search device 37 Medium Distance Image Memory 38 Long Distance Image Memory 39 Subject Expression Maximum Number of Pixels Selection Device 40 Distance Image Memory 41 Single-Layer Screen Sequential Arrangement Device 42 Distanceless Image Memory 60 3D Camera Arrangement Device 61 Distance Judgment Device 62 3D Camera Setting Indication Device 63 Pixel density conversion device S31-1 to S31-n grayscale image S32-1 to S32-n distance image S34 short distance image S35 long distance image S37 medium distance image S38 long distance image S40 distance image S42 non-distance image

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照射された被写体の画像を入力してその
被写体を表現する濃淡画像及び距離画像の信号をそれぞ
れ出力する3次元画像入力装置を複数台、それらの光軸
が1点で交わるように配置した複数視点3次元画像入力
装置において、 前記複数台の3次元画像入力装置からの距離画像をもと
に、所望位相差以上の短距離画像と所望位相差以下の長
距離画像とに分離する第1の分離手段と、 前記長距離画像に対し前記複数台の3次元画像入力装置
の濃淡画像を用いて再度対応点検索を行ない、有位相差
画像である中距離画像と無位相差画像である遠距離画像
とに分離する第2の分離手段とを、 設けたことを特徴とする複数視点3次元画像入力装置。
1. A plurality of three-dimensional image input devices for inputting an image of an illuminated subject and outputting signals of a grayscale image and a range image representing the subject, such that their optical axes intersect at one point. In the multi-viewpoint three-dimensional image input device arranged in, the distance image from the plurality of three-dimensional image input devices is separated into a short-distance image having a desired phase difference or more and a long-distance image having a desired phase difference or less. The first separating means, and the long-distance image, the gray-scale images of the plurality of three-dimensional image input devices are used to perform the corresponding point search again, and the middle-distance image and the non-phase-difference image that are phase-difference images. A multi-viewpoint three-dimensional image input device, characterized in that a second separation means for separating the long-distance image is provided.
【請求項2】 前記遠距離画像は、前記短距離画像及び
中距離画像とは異なる記憶手段に記憶する構成にしたこ
とを特徴とする請求項1記載の複数視点3次元画像入力
装置。
2. The multi-viewpoint three-dimensional image input device according to claim 1, wherein the long-distance image is stored in a storage unit different from the short-distance image and the medium-distance image.
【請求項3】 前記遠距離画像は前記複数台の3次元画
像入力装置の配置に従がい所定の記憶手段番地に順次配
列する配置手段を、設けたことを特徴とする請求項2記
載の複数視点3次元画像入力装置。
3. A plurality of arranging means according to claim 2, further comprising arranging means for sequentially arranging the long-distance images in a predetermined storage means address according to the arrangement of the plurality of three-dimensional image input devices. Perspective 3D image input device.
【請求項4】 前記各3次元画像入力装置の配置角と画
角を一定の関係に保つ構成にしたことを特徴とする請求
項2記載の複数視点3次元画像入力装置。
4. The multi-viewpoint three-dimensional image input device according to claim 2, wherein the arrangement angle and the angle of view of each of the three-dimensional image input devices are kept in a constant relationship.
【請求項5】 前記各3次元画像入力装置の配置角と画
角を一定の関係に保ち、かつ一定距離以上を撮像してい
ることを識別する設定手段と、 前記短距離画像及び中距離画像の中から、前記被写体を
表現する画素数の最も多い画像を有効な有距離画像とし
て選択する選択手段とを、 設けたことを特徴とする請求項2記載の複数視点3次元
画像入力装置。
5. Setting means for maintaining that the arrangement angle and the angle of view of each of the three-dimensional image input devices are in a fixed relationship, and for identifying that the image is taken over a certain distance, the short-distance image and the medium-distance image The multi-viewpoint three-dimensional image input device according to claim 2, further comprising: a selection unit that selects an image having the largest number of pixels representing the subject as an effective distance image from among the above.
【請求項6】 前記短距離画像と中距離画像の記憶容量
値は、前記遠距離画像の記憶容量値よりも大きくしたこ
とを特徴とする請求項2記載の複数視点3次元画像入力
装置。
6. The multi-viewpoint three-dimensional image input device according to claim 2, wherein the storage capacity values of the short-distance image and the medium-distance image are larger than the storage capacity value of the long-distance image.
【請求項7】 順次配列された前記遠距離画像は所定の
記憶容量値と整合がとれるように所定の画面数へ画素密
度を変換する変換手段を、設けたことを特徴とする請求
項3記載の複数視点3次元画像入力装置。
7. The conversion means for converting the pixel density into a predetermined number of screens is provided so that the long-distance images sequentially arranged are matched with a predetermined storage capacity value. Multi-view 3D image input device.
【請求項8】 前記各3次元画像入力装置の配置角と画
角は前記遠距離画像の記憶容量値に整合するように連動
して動作させる手段を、設けたことを特徴とする請求項
6又は7記載の複数視点3次元画像入力装置。
8. A means for interlocking the arrangement angle and the angle of view of each of the three-dimensional image input devices so as to match the storage capacity value of the long-distance image is provided. Alternatively, the multi-viewpoint three-dimensional image input device according to item 7.
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