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JP4536231B2 - Imaging device - Google Patents
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JP4536231B2 - Imaging device - Google Patents

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JP4536231B2
JP4536231B2 JP2000259489A JP2000259489A JP4536231B2 JP 4536231 B2 JP4536231 B2 JP 4536231B2 JP 2000259489 A JP2000259489 A JP 2000259489A JP 2000259489 A JP2000259489 A JP 2000259489A JP 4536231 B2 JP4536231 B2 JP 4536231B2
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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像を取り扱う撮像装置に係わり、特に多眼式ステレオ画像の撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
被写体等など画像を立体的情報を含んで撮影記録し、これを再生観察する方式には、多種多様な提案がある。その中でも、左右両眼の視点に対応する視差を持った2画像を記録し、これを左右両眼に対してそれぞれ提示するいわゆる2眼式ステレオ方式は、構成が最も簡単で安価な割に効果が大きいため、古くから今日に至るまで利用されている。
【0003】
この2眼式ステレオ方式においても表示方式にはまた各種あり、例えば大画面による多人数同時観察を行う場合には、偏光メガネを併用した偏光投影方式や、シャッタメガネを併用した時分割提示方式が使用されているが、これらは何れも大がかりで高価なシステムを必要とするため、特殊な業務用と以外には使用されることは少ない。そこで、いわゆるパーソナルユースに対しては、同時には1人しか観察できないと云う制約はあるものの、最も基本的且つ古典的な方法であるステレオペア画像を用いる方式が、極めて安価にまた鮮明な画像を観察できる方式として、今日なお広く使用されている。
【0004】
このステレオペア画像について詳述すれば、左眼視点対応画像であるL画像と右眼視点対応画像であるR画像とが、通常僅かな隙間を介して2枚並列に並べられて1つの画像を構成している。この種の画像の最も手軽な撮影装置として普及している35ミリ1眼レフカメラ+ステレオアダプタのシステム上の制約等のため、LR画像は実際には1つの標準横位置画像(横3:縦2)を縦に2分割した形で構成されており、従って各画像即ち観察される立体画像は横位置(横縦比約3:4程度)になっているのが一般的である。
【0005】
本明細書においては、このようにLR2画像が空間的に(画像平面上に)併置されて1つの画像を構成しているものをステレオペア画像と称する。なお、上記した具体的な構成(数値等)は一例に過ぎないが、説明を簡単にするために、特記しない場合は上記具体例のものが例として取り上げられていることを前提に説明する。
【0006】
このステレオペア画像は、
(1) 記録,印画,電送,印刷等に際して何らかの特殊なシステムを要しない。
(2) 適切な条件を満たせば直接立体観察できる。即ち、左右像の融合が何らの装置を用いることなくできる。
という極めて優れた特長を有している。
【0007】
特に、(2) に関して詳述すれば、LR画像が正しく左右眼によって捕らえられ、2つの異なる画像ではなく1つの立体画像として認識される状態を左右像の融合と称するが、例えば適当な大きさ(具体的には横幅が眼幅の2倍よりやや小さい程度=10〜13cm)に印画された「平行配置」(Lを左、Rを右に配置)のものであれば、観察に際しても視線を平行に向けるいわゆる「平行法」(人によっては若干の練習を要するが)を用いることで融合可能である。また、これとは左右の画像を入れ替えた「交差配置」も使用され、こちらは印画サイズの制約が無く、視線を交差させる「交差法」によってやはり直接立体観察できるが、観察時の目の疲労と立体観察時の不自然さ(箱庭現象)がやや大きいため、上記平行配置の方がより普及しているものである。
【0008】
いずれにせよ、このように(1) システムを選ばず(2) 直接観察も可能であるという2つの大きな特長を持つステレオペア画像は、特にインターネットやデジタルカメラの普及などいわゆるメディアミックス化が進めば進むほどその価値が見直され、利用され続けるものと予想される。
【0009】
そこで本出願人は、先に電子的なステレオペア画像たるSPM(Stereo Pear in Multimedia)を用いて臨場感の高い高画質観察を容易に行うために、LR画像に異なるシフトを与える観察方法及び観察装置(ビュアー)に関する技術を提案している(特願2000−115357号)。この技術では、通常は、2つの表示デバイスには同一の画像が表示されるが(モノキュラモード)、SPMをメモリカードから読み出して表示する場合には、左眼画像側と右眼画像側とで互いに異なるシフト処理がステレオペア画像シフト処理部によって施され、そのシフト処理後の画像信号がそれぞれ左眼画像及び右眼画像として表示デバイスから表示される(ステレオモード)。そして、このシフト処理により、左眼画像側におけるSPMのL画像と右眼画像側におけるSPMのR画像とが1つの立体画像として融合するようになり、臨場感の高い高画質の立体画像を容易に観察することが可能となる。
【0010】
ところで一方、ステレオ画像を撮像するデジタルスチルカメラ(電子カメラ)としては、例えば本発明者の考案による特開平5−30538号公報に記載のものがある。これは、2つの撮像系(レンズ+撮像素子)を用いてLRの画像を得て、各画像個別にステレオペアコードデータ(ステレオ画像であるというデータ、LとRの識別情報など)を付加して記録するものであり、簡単にステレオ撮像が可能な優れたものである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の電子カメラにあっては、以下に示す不十分な点が存在する。
(a) 撮像系を2系統必要とするから、大型化・高価格化を免れない。
(b) 得られるステレオ画像は上記SPM(並列配置されたステレオペア)とは異なるから、上記SPMを得るためには別途処理を必要とする。
【0012】
ここで、一般的な(単眼の)デジタルカメラに、従来のステレオアダプタを組み合わせて使用すれば、一見上記 (a)(b) とも解決されるように見えるが、この場合も
(c) 当該画像がステレオ画像であるということを含めてステレオに関するデータが付随しない。従って、通常の平面(非ステレオ)画像との混在状況において管理が煩雑となるし、上記先願のようなビュアーにおける再生に際して画像のシフトを自動化するような応用も不可能となる。
【0013】
特にこの問題に対しては、上記公報に記載のように、L,R各画像を記録した各画像ファイルにそれぞれステレオペアコードを付加して対応すると云うことも考え得るが、従来の単眼撮像のカメラにステレオアダプタを組み合わせたものでは、L,R各画像を個別の画像として扱うことはできないから、実際には不可能であった。
【0014】
また、(d) 通常の単眼カメラの撮像系に外付けのステレオアダプタを追加した場合には、アダプタ方式特有のオーバーラップやケラレなどの不具合現象を回避できないという問題があった。図5(a)はF値が小さい(開放側の)場合であり、LR画像のオーバーラップが生じている。図5(b)はF値が大きい(絞り込み側の)場合であり、LR画像間にケラレが生じている。
【0015】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、簡単に高画質のステレオデータの付加された多眼式ステレオ画像を撮像することができ、またステレオアダプタを使用した場合の各種不具合現象の影響を回避できる撮像装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
(構成)
上記課題を解決するために本発明は次のような構成を採用している。
【0017】
即ち本発明は、多眼式ステレオ画像を撮像するための撮像装置において、撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系の前段に配置され、視差に応じた異なる位置で前記被写体からの光を受光して、前記撮像素子の異なる領域に導くミラー型ステレオアダプタと、前記撮像素子の出力に基づいて被写体画像信号を得る撮像手段と、前記被写体画像信号に対して所定のトリミングを行うことで、前記撮像素子の撮像領域の中に、1つの多眼式ステレオ画像の構成要素である複数のモノキュラ画像に対応した複数の撮影画枠を設定する撮影画枠設定手段と、前記複数の撮影画枠に対応して得られた複数のモノキュラ画像を、1つの画像上の異なる位置領域に配置することで、1つの平面画像である並列配置型ステレオ画像を合成する画像合成手段と、前記並列配置型ステレオ画像を記録する記録手段と、を具備してなり、前記画像合成手段は、前記並列配置型ステレオ画像の合成に際して、当該並列配置型ステレオ画像上の各モノキュラ画像の境界領域に或いはさらに当該並列配置型ステレオ画像の周囲に、枠線を表す画枠画像を重畳するように構成されたことを特徴とする。
【0018】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものが挙げられる。
【0020】
(1) 複数のモノキュラ画像は、2眼式ステレオ画像の構成要素であるL及びR画像であり、画像合成手段が合成する並列配置型ステレオ画像は、L及びR画像を左右に配置したステレオペア画像であること。
【0022】
(作用)
本発明によれば、1つの撮像素子の撮像領域の中に複数のモノキュラ画枠を設定し、これから得られた複数のモノキュラ画像によりステレオ画像を生成しているので、多眼式ステレオ画像を撮像するために複数の撮像素子を要せず、ステレオアダプタと1つの撮像素子で済むことになる。即ち、装置構成の小型化,低価格化が可能となる。また、モノキュラ画枠を適切に設定することで、アダプタ方式特有のオーバーラップやケラレなどの不具合も回避することが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【0024】
図1は、本発明の一実施形態に係わる電子カメラの回路構成を示すブロック図である。
【0025】
図中101は各種レンズからなるレンズ系、102はレンズ系101を駆動するためのレンズ駆動機構、103はレンズ系101の絞り及びシャッタを含む露出制御機構、104は光学式ローパスフィルタなどのフィルタ系、105はCCDカラー撮像素子、106は撮像素子105を駆動するためのCCDドライバ、107はA/D変換器等を含むプリプロセス回路、108は色信号生成処理,マトリックス変換処理,その他各種のデジタル処理を行うためのデジタルプロセス回路、109はカードインターフェース、110はCF等のメモリカード、111はLCD画像表示系を示している。
【0026】
また、図中の112は各部を統括的に制御するためのシステムコントローラ(CPU)、113は各種SWからなる操作スイッチ系、114は操作状態及びモード状態等を表示するための操作表示系、115はレンズ駆動機構102を制御するためのレンズドライバ、116は発光手段としてのストロボ、117は露出制御機構103及びストロボ116を制御するための露出制御ドライバ、118は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ(EEPROM)を示している。
【0027】
本実施形態の電子カメラにおいては、システムコントローラ112が全ての制御を統括的に行っており、露出制御機構103とCCDドライバ106によるCCD撮像素子105の駆動を制御して露光(電荷蓄積)及び信号の読み出しを行い、それをプリプロセス回路107を介してデジタルプロセス回路108に取込んで、各種信号処理を施した後にカードインターフェース109を介してメモリカード110に記録するようになっている。なお、CCD撮像素子105は、例えば縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン型である。
【0028】
ここまでの基本的な構成は従来一般的な電子カメラと同様であるが、本実施形態ではこれに加えて、操作スイッチ系113には、通常モードとステレオモードを切り替えるためのモード切り替えスイッチが設けられている。さらに、システムコントローラ112には、撮像エリアのトリミング領域を設定するための画枠設定部,モノキュラ画像からSPM画像を合成するためのSPM合成部,SPM画像からJPEG画像データを生成するためのSGM生成部が設けられている。
【0029】
本実施形態の電子カメラにおいては、図2に示すように、カメラ本体100にミラー式ステレオアダプタ200が着脱可能となっている。このアダプタ200は、視差程度離れた位置にミラー201,202をそれぞれ配置し、更にこれらのミラー201,202で反射した光をカメラ側に導くためのミラー203,204を配置して構成される。アダプタ200の右側のミラー201に入射した光はミラー203及び撮影レンズ101を介して撮像素子105の左側領域Lに結像され、左側のミラー202に入射した光はミラー204及び撮影レンズ101を介して撮像素子105の右側領域Rに結像されるようになっている。
【0030】
通常モードでは、アダプタ200を取り付けることなく、通常(単眼)カメラと同様に撮像される。なお、通常モードとステレオモードの切り替えは前記したモード切り替えスイッチで行われるが、ミラー式ステレオアダプタ200を取り付けているか否かに応じて自動的に切り替えるようにしてもよい。
【0031】
ステレオモードでは、ステレオアダプタ200を取り付けた状態でトリガー操作によって、通常のカメラと全く同様の撮像を行う。そして、撮像エリアの全領域から読み出した画像信号に対して、以下の処理を行う。
【0032】
まず、システムコントローラ112に含まれる画枠設定部によって、デジタルプロセス回路108においてトリミングが行われる。即ち、図3に示すように、画面を縦に2分割し、左半分をL画像、右半分をR画像と割り当てる(100%トリミング)。なお、100%トリミングで使用することも可能であるが、本実施形態ではオーバーラップやケラレが画像に出るのを防ぐために横幅を90%に制限し、更に(必須ではないが)縦横バランスを整えるために縦幅も同率でトリミングしたものをそれぞれL,R画像に割り当てる。
【0033】
次いで、システムコントローラ112に含まれるSPM合成部によって、デジタルプロセス回路108においてSPM画像が生成される。即ち、上記のトリミングにより得られたL,R画像は、図4に示すように合成され、2つの画像が左右に隙間無く並列配置された1つの画像(SPM画像)となる。このとき、境界領域に或いはさらにSPM画像の周囲に1〜数画素幅の枠線(例えばR=G=B=0の黒)を配して、SPM画像であることが視覚的にも明確となるようにすることも好適な変形例である。
【0034】
そして、SPM画像は、システムコントローラ112に含まれるSGM(Stereo Gram in Multimedia)生成部によって、ステレオデータをヘッダ部として付加されたJPEG画像データに生成される。即ち、記録や伝送に際して画像情報を圧縮しておくことが好適であり、その際任意の方法を用いることが可能であるが、最も標準的な公知のJPEG圧縮を用いる。その際、例えばヘッダ部のユーザー情報領域の所定のタグにステレオ情報を割り当てる。記録する情報は、
a:ステレオであるか否か(デフォルト:Y)
b:ステレオの場合の画像枚数(デフォルト:2)
c:各モノキュラ画像の配置(縦横画素数を含む存在領域)
が基本情報となる。
【0035】
これらの情報があれば、自身或いは他の装置はこの情報を読み取ることによって、元の各モノキュラ画像を分離、再現することができる(画像を伸張した後に数,配置情報に従って各画像を切り出せばよい)。このようなSGMは、1つのステレオ画像の全画像データと、画像データ以外に必要なステレオデータとを1ファイル、即ち取り扱い単位としたものであるから、(狭義の)構造化ステレオ画像の一例である。一般の、例えば汎用PCでの使用やインターネット上での伝送に際しての不可分な取り扱い単位であるから、このうちの一部だけが誤って記録,伝送,消去されるような不具合は生じない。
【0036】
但し、本発明においては、構造化ステレオ画像としては広義のものを対象とする。従って、上記例以外にも、従来例に示したような画像データが複数ファイルに分かれているような形でSGMを構成してもよい。即ち、SGMの形式に拘わらず、小型軽量化やアダプタ使用時の不具合回避などの効果が同様に得られることは自明である。なお、このような複数ファイル形式のSGMを構成するためには、上記トリミング(1つの撮像画枠からのL、R各画像の切り出し)が不可欠となる。
【0037】
生成されたSGMを、システムコントローラ112の指示により働くデジタルプロセス回路108内の記録手段でカードインターフェース109を介してメモリカード110に記録する。
【0038】
なお、SGMが記録されたカードは、例えば汎用PC等のスロット等に差し替えて使用される。カメラ本体は他に入出力ポートを持っており、有線又は無線接続により、生成されたSGMを入出力可能である。また、カード(カードインターフェース)経由で、SGMを入出力することも可能である。
【0039】
このように本実施形態によれば、通常の単眼式電子カメラと同様の構成である電子カメラ100にミラー型ステレオアダプタ200を取り付け、1つの撮像素子105の撮像エリア上に、複数のモノキュラ画枠を設定し、これから得た複数のモノキュラ画像によりステレオ画像を得るようにしているので、複数の撮像素子を要しない。このため、小型化及び低価格化が可能となる。また、画枠を適切に設定することで、アダプタ方式特有のオーバーラップやケラレなどの不具合を回避することができる。
【0040】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態においては、SPMやSGM等は静止画の場合を例示したが、これに限られることなく、例えば動画であっても全く同様に適用可能である。即ち、上記SPM合成のやり方、SGM生成に際して付加するステレオデータに関しては、静止画動画の別によらない要素しか含まれていないから、従来の動画撮像技術をそのまま使用し、例えば代表的な動画圧縮フォーマットの1つであるMPEGを上記JPEGに代えて用いることによって、全く同様に実施して効果を得ることができるものである。
【0041】
また、実施形態では撮像エリアに2つの画枠を設定したが、例えば、公知のレンチキュラー方式(レンチキュラーシートプリントやレンチキュラースクリーンを用いたマルチプロジェクション方式など)に用いられる一般の多眼式立体画像を得るべく、3眼以上のミラーアダプタとこれに対応した3つ以上の画枠設定を使用しても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ミラー型ステレオアダプタを用いて1つの撮像素子でステレオ画像を撮像すると共に、撮像素子の撮像領域の中にモノキュラ画像に対応した複数の撮影画枠を設定し、これから得られた複数のモノキュラ画像によりステレオ画像を生成しているので、ステレオ撮像に際して複数の撮像素子を要することなく、装置構成の小型化及び低価格化が可能となる。また、画枠を適当に設定することで、アダプタ方式特有のオーバーラップやケラレなどの不具合も回避可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる電子カメラの回路構成を示すブロック図。
【図2】実施形態の電子カメラに装着するミラー式ステレオアダプタの構成を示す図。
【図3】撮像エリアに設定する画枠を示す図。
【図4】L,R画像を合成してSPM画像を生成し、更にSGMを生成する様子を示す図。
【図5】従来の問題点であるアダプタ方式特有のオーバーラップとケラレを示す図。
【符号の説明】
100…カメラ本体
101…レンズ系
102…レンズ駆動機構
103…露出制御機構
104…フィルタ系
105…CCDカラー撮像素子
106…CCDドライバ
107…プリプロセス部
108…デジタルプロセス部
109…カードインターフェース
110…メモリカード
111…LCD画像表示系
112…システムコントローラ(CPU)
113…操作スイッチ系
114…操作表示系
115…レンズドライバ
116…ストロボ
117…露出制御ドライバ
118…不揮発性メモリ(EEPROM)
200…ミラー式ステレオアダプタ
201〜204…ミラー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus that handles stereoscopic images, and more particularly to an imaging apparatus for multi-view stereo images.
[0002]
[Prior art]
There are various proposals for a method of photographing and recording an image such as a subject including three-dimensional information and reproducing and observing the image. Among them, the so-called binocular stereo system that records two images with parallax corresponding to the viewpoints of the left and right eyes and presents them to the left and right eyes is the simplest and cheapest configuration. Has been used since ancient times to today.
[0003]
In this binocular stereo method, there are various display methods. For example, when performing simultaneous observation of a large number of people on a large screen, there are a polarization projection method using polarized glasses and a time-sharing presentation method using shutter glasses. Although these are used, all of them are large and require an expensive system, so they are rarely used except for special business use. Therefore, for so-called personal use, there is a restriction that only one person can observe at the same time, but the method using stereo pair images, which is the most basic and classic method, is very inexpensive and produces clear images. It is still widely used today as an observable method.
[0004]
To describe this stereo pair image in detail, an L image that is an image corresponding to the left eye viewpoint and an R image that is an image corresponding to the right eye viewpoint are usually arranged in parallel with a small gap between two images. It is composed. The LR image is actually one standard horizontal position image (horizontal 3: vertical) due to restrictions on the system of 35 mm single-lens reflex camera + stereo adapter, which is popular as the most convenient image capturing device of this kind. 2) is vertically divided into two, and therefore, each image, that is, the observed stereoscopic image is generally in a horizontal position (aspect ratio of about 3: 4).
[0005]
In the present specification, an image in which LR2 images are spatially arranged on the image plane to form one image is referred to as a stereo pair image. Note that the specific configuration (numerical values) described above is merely an example, but for the sake of simplicity, the description will be made on the assumption that the specific example is taken as an example unless otherwise specified.
[0006]
This stereo pair image
(1) No special system is required for recording, printing, transmission, printing, etc.
(2) Direct observation is possible if appropriate conditions are met. That is, the left and right images can be fused without using any device.
It has an extremely excellent feature.
[0007]
In particular, with respect to (2), a state in which the LR image is correctly captured by the left and right eyes and recognized as one stereoscopic image instead of two different images is referred to as fusion of the left and right images. In the case of “parallel arrangement” (specifically, the width is slightly smaller than twice the eye width = 10 to 13 cm) (L is placed on the left and R is placed on the right), the line of sight is also observed during the observation. Fusion is possible by using the so-called “parallel method” (which requires some practice depending on the person). In addition, the “intersection arrangement” in which the left and right images are interchanged is also used, and there is no restriction on the print size, and it is possible to observe directly by the “intersection method” that intersects the lines of sight. Since the unnaturalness (a miniature garden phenomenon) at the time of stereoscopic observation is somewhat large, the parallel arrangement is more popular.
[0008]
In any case, stereo pair images with the two major features of (1) regardless of system (2) direct observation are possible in this way, especially if so-called media mixing is promoted, such as the spread of the Internet and digital cameras. It is expected that the value will be reviewed and continue to be used as it progresses.
[0009]
Therefore, the applicant of the present invention has previously observed an observation method and an observation that give different shifts to the LR image in order to easily perform high-quality observation with high presence using SPM (Stereo Pear in Multimedia) which is an electronic stereo pair image. A technology relating to a device (viewer) has been proposed (Japanese Patent Application No. 2000-115357). In this technique, the same image is usually displayed on the two display devices (monocular mode). However, when the SPM is read from the memory card and displayed, the left eye image side and the right eye image side are displayed. Different shift processes are performed by the stereo pair image shift processing unit, and the image signals after the shift process are displayed as left eye images and right eye images from the display device (stereo mode). By this shift processing, the L image of the SPM on the left eye image side and the R image of the SPM on the right eye image side are merged as one stereoscopic image, and a high-quality stereoscopic image with a high sense of reality can be easily obtained. It becomes possible to observe.
[0010]
On the other hand, as a digital still camera (electronic camera) for capturing a stereo image, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-30538 invented by the present inventor. This obtains an LR image using two image pickup systems (lens + image pickup device), and adds stereo pair code data (data indicating a stereo image, identification information of L and R, etc.) to each image individually. It is excellent because it can be easily recorded in stereo.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the electronic camera disclosed in the above publication has the following inadequate points.
(a) Since two imaging systems are required, an increase in size and price is inevitable.
(b) Since the obtained stereo image is different from the SPM (stereo pair arranged in parallel), a separate process is required to obtain the SPM.
[0012]
Here, if a conventional (monocular) digital camera is used in combination with a conventional stereo adapter, it seems that both (a) and (b) above are solved.
(c) No stereo data is included, including that the image is a stereo image. Therefore, the management becomes complicated in a mixed situation with a normal flat (non-stereo) image, and an application for automating image shift at the time of reproduction in the viewer as in the prior application becomes impossible.
[0013]
In particular, for this problem, as described in the above publication, it can be considered that a stereo pair code is added to each image file in which L and R images are recorded. In the case where a stereo adapter is combined with a camera, each of the L and R images cannot be handled as an individual image.
[0014]
In addition, (d) when an external stereo adapter is added to the image pickup system of a normal monocular camera, there is a problem that troubles such as overlap and vignetting peculiar to the adapter method cannot be avoided. FIG. 5A shows a case where the F value is small (on the open side), and LR images overlap. FIG. 5B shows a case where the F value is large (on the narrowing side), and vignetting occurs between the LR images.
[0015]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the object of the present invention is to easily capture a multi-view stereo image to which high-quality stereo data is added and to connect a stereo adapter. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of avoiding the effects of various malfunction phenomena when used.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
(Constitution)
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
[0017]
That is, the present invention provides an imaging device for capturing a multi-view stereo image, an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system, and a front stage of the imaging optical system, and according to parallax. A mirror-type stereo adapter that receives light from the subject at different positions and guides the light to different regions of the imaging device, an imaging unit that obtains a subject image signal based on the output of the imaging device, and the subject image signal A photographic image frame that sets a plurality of photographic image frames corresponding to a plurality of monocular images that are constituent elements of one multi-view stereo image in the imaging region of the imaging device by performing predetermined trimming on the image sensor. and setting means, a plurality of monocular images obtained in correspondence with the plurality of photographing frame, by arranging the different positions regions on one image, the parallel arrangement type is one planar image Image synthesizing means for synthesizing a teleo image; and recording means for recording the parallel arrangement type stereo image. The image synthesizing means is configured to combine the parallel arrangement type stereo image when synthesizing the parallel arrangement type stereo image. An image frame image representing a frame line is superimposed on a boundary region of each monocular image on the image or around the parallel stereo image .
[0018]
Here, preferred embodiments of the present invention include the following.
[0020]
( 1 ) A plurality of monocular images are L and R images which are components of a binocular stereo image, and a parallel arrangement type stereo image synthesized by the image synthesis means is a stereo pair in which L and R images are arranged on the left and right. It must be an image.
[0022]
(Function)
According to the present invention, since a plurality of monocular image frames are set in the imaging region of one image sensor, and a stereo image is generated from the plurality of monocular images obtained from the frame, a multi-view stereo image is captured. Therefore, a plurality of image sensors are not required, and a stereo adapter and one image sensor are sufficient. That is, the device configuration can be reduced in size and price. In addition, by appropriately setting the monocular image frame, it is possible to avoid problems such as overlap and vignetting peculiar to the adapter method.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
[0024]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic camera according to an embodiment of the present invention.
[0025]
In the figure, 101 is a lens system composed of various lenses, 102 is a lens driving mechanism for driving the lens system 101, 103 is an exposure control mechanism including an aperture and a shutter of the lens system 101, and 104 is a filter system such as an optical low-pass filter. 105 is a CCD color image sensor, 106 is a CCD driver for driving the image sensor 105, 107 is a preprocess circuit including an A / D converter, 108 is a color signal generation process, matrix conversion process, and other various digital A digital process circuit for performing processing, 109 is a card interface, 110 is a memory card such as a CF, and 111 is an LCD image display system.
[0026]
Also, 112 in the figure is a system controller (CPU) 112 for overall control of each part, 113 is an operation switch system composed of various SWs, 114 is an operation display system for displaying operation states and mode states, 115 Is a lens driver for controlling the lens driving mechanism 102, 116 is a strobe as a light emitting means, 117 is an exposure control driver for controlling the exposure control mechanism 103 and the strobe 116, and 118 is for storing various setting information and the like. A non-volatile memory (EEPROM) is shown.
[0027]
In the electronic camera according to the present embodiment, the system controller 112 performs overall control, and controls exposure (charge accumulation) and signals by controlling the driving of the CCD image sensor 105 by the exposure control mechanism 103 and the CCD driver 106. Is read into the digital process circuit 108 via the pre-process circuit 107 and subjected to various signal processing, and then recorded on the memory card 110 via the card interface 109. The CCD image sensor 105 is, for example, an interline type having a vertical overflow drain structure.
[0028]
The basic configuration so far is the same as that of a conventional general electronic camera, but in this embodiment, in addition to this, the operation switch system 113 is provided with a mode switch for switching between the normal mode and the stereo mode. It has been. Further, the system controller 112 includes an image frame setting unit for setting a trimming area of an imaging area, an SPM synthesis unit for synthesizing an SPM image from a monocular image, and an SGM generation for generating JPEG image data from the SPM image. Is provided.
[0029]
In the electronic camera of this embodiment, as shown in FIG. 2, a mirror stereo adapter 200 can be attached to and detached from the camera body 100. The adapter 200 is configured by disposing mirrors 201 and 202 at positions separated by a parallax, and further disposing mirrors 203 and 204 for guiding light reflected by the mirrors 201 and 202 to the camera side. Light incident on the right mirror 201 of the adapter 200 forms an image on the left region L of the image sensor 105 via the mirror 203 and the photographing lens 101, and light incident on the left mirror 202 passes through the mirror 204 and the photographing lens 101. Thus, an image is formed on the right region R of the image sensor 105.
[0030]
In the normal mode, an image is taken in the same manner as a normal (monocular) camera without attaching the adapter 200. Note that switching between the normal mode and the stereo mode is performed by the mode switch described above, but it may be automatically switched according to whether or not the mirror type stereo adapter 200 is attached.
[0031]
In the stereo mode, the same imaging as that of a normal camera is performed by a trigger operation with the stereo adapter 200 attached. Then, the following processing is performed on the image signals read from the entire imaging area.
[0032]
First, trimming is performed in the digital process circuit 108 by an image frame setting unit included in the system controller 112. That is, as shown in FIG. 3, the screen is vertically divided into two, and the left half is assigned as an L image and the right half is assigned as an R image (100% trimming). Although it is possible to use 100% trimming, in this embodiment, the horizontal width is limited to 90% in order to prevent overlap and vignetting from appearing in the image, and further (although it is not essential) the vertical and horizontal balance is adjusted. For this purpose, the trimmed images with the same vertical width are assigned to the L and R images, respectively.
[0033]
Next, an SPM image is generated in the digital process circuit 108 by an SPM synthesis unit included in the system controller 112. That is, the L and R images obtained by the above trimming are combined as shown in FIG. 4 and become one image (SPM image) in which two images are arranged in parallel on the left and right without any gap. At this time, a border line having a width of 1 to several pixels (for example, black of R = G = B = 0) is arranged in the boundary region or around the SPM image, so that it is visually clear that the image is an SPM image. It is also a preferable modification example.
[0034]
Then, the SPM image is generated by the SGM (Stereo Gram in Multimedia) generation unit included in the system controller 112 into JPEG image data added with stereo data as a header portion. That is, it is preferable to compress the image information during recording and transmission, and any method can be used at that time, but the most standard known JPEG compression is used. At that time, for example, stereo information is assigned to a predetermined tag in the user information area of the header portion. The information to record is
a: Stereo or not (default: Y)
b: Number of images in stereo (default: 2)
c: Arrangement of each monocular image (existing area including the number of vertical and horizontal pixels)
Is basic information.
[0035]
If these pieces of information are present, the device itself or another device can separate and reproduce each original monocular image by reading this information (the image may be cut out according to the number and arrangement information after the image is expanded). ). Such an SGM is an example of a (stereoscopic) structured stereo image because all the image data of one stereo image and necessary stereo data other than the image data are used as one file, that is, a handling unit. is there. Since it is an inseparable handling unit for general use, for example, on a general-purpose PC or for transmission on the Internet, there is no problem that only some of them are erroneously recorded, transmitted, or deleted.
[0036]
However, in the present invention, the structured stereo image is a broad definition. Therefore, in addition to the above example, the SGM may be configured such that the image data as shown in the conventional example is divided into a plurality of files. That is, it is self-evident that effects such as reduction in size and weight and avoidance of problems when using an adapter can be obtained in the same manner regardless of the SGM format. Note that the above-described trimming (cutting out L and R images from one captured image frame) is indispensable in order to configure such an SGM having a plurality of file formats.
[0037]
The generated SGM is recorded on the memory card 110 via the card interface 109 by a recording means in the digital process circuit 108 that operates according to an instruction from the system controller 112.
[0038]
Note that the card on which the SGM is recorded is used by being replaced with a slot of a general-purpose PC, for example. The camera body also has an input / output port, and the generated SGM can be input / output by wired or wireless connection. It is also possible to input / output SGM via a card (card interface).
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the mirror type stereo adapter 200 is attached to the electronic camera 100 having the same configuration as that of a normal monocular electronic camera, and a plurality of monocular image frames are formed on the imaging area of one imaging element 105. Since a stereo image is obtained from a plurality of monocular images obtained from this, a plurality of image sensors are not required. For this reason, size reduction and price reduction are possible. Further, by appropriately setting the image frame, it is possible to avoid problems such as overlap and vignetting peculiar to the adapter method.
[0040]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. In the embodiment, SPM, SGM, and the like have been exemplified for a still image, but the present invention is not limited to this, and can be applied in the same manner even for a moving image. That is, since the SPM composition method and the stereo data added at the time of SGM generation include only elements that are not different from still image moving images, the conventional moving image imaging technology is used as it is, for example, a typical moving image compression format. By using MPEG, which is one of the above, instead of the above-mentioned JPEG, the same effect can be obtained by carrying out in exactly the same way.
[0041]
In the embodiment, two image frames are set in the imaging area. For example, a general multi-view stereoscopic image used in a known lenticular method (such as a multi-projection method using a lenticular sheet print or a lenticular screen) is obtained. Therefore, three or more mirror adapters and three or more image frame settings corresponding thereto may be used. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a stereo image is picked up by a single image pickup device using a mirror type stereo adapter, and a plurality of shooting image frames corresponding to a monocular image are provided in the image pickup region of the image pickup device. Since a stereo image is generated from a plurality of monocular images set and obtained from this, it is possible to reduce the size and cost of the apparatus without requiring a plurality of imaging elements for stereo imaging. In addition, by appropriately setting the image frame, it is possible to avoid problems such as overlap and vignetting peculiar to the adapter method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an electronic camera according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a mirror type stereo adapter attached to the electronic camera of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an image frame set in an imaging area.
FIG. 4 is a diagram showing a state in which an SPM image is generated by combining L and R images, and further an SGM is generated.
FIG. 5 is a diagram showing overlap and vignetting peculiar to an adapter method, which is a conventional problem.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Camera body 101 ... Lens system 102 ... Lens drive mechanism 103 ... Exposure control mechanism 104 ... Filter system 105 ... CCD color image sensor 106 ... CCD driver 107 ... Pre-process part 108 ... Digital process part 109 ... Card interface 110 ... Memory card 111 ... LCD image display system 112 ... System controller (CPU)
113 ... Operation switch system 114 ... Operation display system 115 ... Lens driver 116 ... Strobe 117 ... Exposure control driver 118 ... Non-volatile memory (EEPROM)
200 ... Mirror type stereo adapter 201-204 ... Mirror

Claims (2)

撮像光学系により結像された被写体像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像光学系の前段に配置され、視差に応じた異なる位置で前記被写体からの光を受光して、前記撮像素子の異なる領域に導くミラー型ステレオアダプタと、
前記撮像素子の出力に基づいて被写体画像信号を得る撮像手段と、前記被写体画像信号に対して所定のトリミングを行うことで、前記撮像素子の撮像領域の中に、1つの多眼式ステレオ画像の構成要素である複数のモノキュラ画像に対応した複数の撮影画枠を設定する撮影画枠設定手段と、
前記複数の撮影画枠に対応して得られた複数のモノキュラ画像を、1つの画像上の異なる位置領域に配置することで、1つの平面画像である並列配置型ステレオ画像を合成する画像合成手段と
前記並列配置型ステレオ画像を記録する記録手段と、
を具備してなり、
前記画像合成手段は、前記並列配置型ステレオ画像の合成に際して、当該並列配置型ステレオ画像上の各モノキュラ画像の境界領域に或いはさらに当該並列配置型ステレオ画像の周囲に、枠線を表す画枠画像を重畳するように構成されたことを特徴とする撮像装置。
An image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system;
A mirror-type stereo adapter that is arranged in a front stage of the imaging optical system, receives light from the subject at different positions according to parallax, and guides the light to different areas of the imaging device;
An imaging unit that obtains a subject image signal based on the output of the imaging device, and performing predetermined trimming on the subject image signal, thereby allowing one multi-view stereo image to be captured in the imaging region of the imaging device. Photographing image frame setting means for setting a plurality of photographing image frames corresponding to a plurality of monocular images as constituent elements;
Image synthesizing means for synthesizing a parallel arrangement type stereo image which is one planar image by arranging a plurality of monocular images obtained corresponding to the plurality of photographed image frames in different position areas on one image. And
Recording means for recording the parallel arrangement type stereo image;
Comprising
The image synthesizing means, when synthesizing the parallel arrangement type stereo image, an image frame image representing a frame line in a boundary region of each monocular image on the parallel arrangement type stereo image or further around the parallel arrangement type stereo image An imaging apparatus characterized by being configured to superimpose .
前記複数のモノキュラ画像は、2眼式ステレオ画像の構成要素であるL及びR画像であり、前記画像合成手段が合成する並列配置型ステレオ画像は、前記L及びR画像を左右に配置したステレオペア画像であることを特徴とする請求項記載の撮像装置。The plurality of monocular images are L and R images which are components of a binocular stereo image, and the parallel arrangement type stereo image synthesized by the image synthesizing unit is a stereo pair in which the L and R images are arranged on the left and right. The imaging apparatus according to claim 1 , wherein the imaging apparatus is an image.
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