JP6494402B2 - Image processing apparatus, imaging apparatus, image processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、視点の異なる複数枚の画像から焦点距離と視点を変更した画像を生成するための位置合わせ技術に関するものである。 The present invention relates to an alignment technique for generating an image in which a focal length and a viewpoint are changed from a plurality of images having different viewpoints.
異なる視点位置で撮影された複数枚の画像を用いて焦点距離と視点位置を変更し、変更後の視点(任意視点)で撮影した画像を後処理で生成する方法がある。以下では、任意視点で得られる画像を「任意視点画像」と称する。任意視点画像の生成処理では、手前側の被写体に隠されることで、撮影されていない領域となる遮蔽領域(オクルージョンとも呼ぶ)が発生する。このため、異なる視点から撮影された複数枚の画像を用いて遮蔽領域を埋める補間処理が行われる。
特許文献1に開示された装置では、任意視点画像で発生する遮蔽領域を補間するために、任意視点に相当する撮影位置と近い位置で撮影された画像を使用する。
There is a method in which the focal length and the viewpoint position are changed using a plurality of images shot at different viewpoint positions, and an image shot at the changed viewpoint (arbitrary viewpoint) is generated by post-processing. Hereinafter, an image obtained from an arbitrary viewpoint is referred to as an “arbitrary viewpoint image”. In the arbitrary viewpoint image generation process, a hidden area (also referred to as occlusion) that is an unphotographed area is generated by being hidden by the subject on the near side. For this reason, an interpolation process for filling the shielding area using a plurality of images taken from different viewpoints is performed.
In the apparatus disclosed in
複数枚の画像を用いて遮蔽領域の補間処理を行う場合、異なる視点位置へのカメラの移動量が小さいと、視点の異なる画像にて撮影されている遮蔽領域の大きさが小さい。このため、補間し得る遮蔽領域の大きさが小さくなるが、画像間の対応点の数が多いので位置合わせのズレ量は小さい。一方、異なる視点位置へのカメラの移動量が大きいと、視点の異なる画像にて撮影されている遮蔽領域の大きさは大きいが、対応点の数は少なくなる。このため撮影状況によっては、位置合わせのズレ量が大きくなるか、または位置合わせを行うことができない可能性がある。
本発明の目的は、異なる視点位置で得られる複数の画像を処理する場合に、画像間の位置合わせのズレ量を小さくし、遮蔽領域の補間処理にて補間し得る遮蔽領域を大きくすることである。
When performing interpolation processing of a shielding area using a plurality of images, if the amount of camera movement to a different viewpoint position is small, the size of the shielding area captured by images with different viewpoints is small. For this reason, the size of the occluded area that can be interpolated is reduced, but the amount of misalignment is small because the number of corresponding points between images is large. On the other hand, if the amount of movement of the camera to a different viewpoint position is large, the size of the occluded area captured by images with different viewpoints is large, but the number of corresponding points is small. For this reason, depending on the shooting situation, there is a possibility that the amount of misalignment becomes large or the alignment cannot be performed.
An object of the present invention is to reduce the amount of misalignment between images when processing a plurality of images obtained at different viewpoint positions, and to increase the shielding area that can be interpolated in the shielding area interpolation process. is there.
本発明の第1の側面に係る装置は、第1の画像と、前記第1の画像と異なる視点で取得される複数の第2の画像を入力する入力手段と、前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出手段と、前記入力手段から複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定手段と、前記第1の画像と前記決定手段により決定された前記第2の画像、および前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間手段を備える。前記決定手段は、前記位置合わせ手段が用いる画像間の対応点の数と、前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像を決定する。 An apparatus according to a first aspect of the present invention includes a first image, input means for inputting a plurality of second images acquired at a different viewpoint from the first image, the first image, and the first image Alignment means for aligning the first and second images using corresponding points with the second image, and detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images A detecting unit; a plurality of the second images obtained from the input unit; a determining unit that determines the second image to be used for the interpolation processing of the shielding region in the first image; and the first unit The image processing apparatus includes an interpolation unit that acquires an image, the second image determined by the determination unit, and information on the shielding area detected by the detection unit and performs interpolation processing on the shielding area. The determining means is not shielded by the subject area in the second image with respect to the number of corresponding points between images used by the positioning means and the size of the shielding area detected by the detecting means. An image to be used for the interpolation process is determined from the plurality of second images using the information on the size of the region.
本発明の第2の側面に係る装置は、第1の画像と、前記第1の画像と異なる視点で取得される複数の第2の画像を入力する入力手段と、前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、前記第1の画像と前記第2の画像との位置合わせのズレ量を算出する算出手段と、前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出手段と、前記入力手段から複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定手段と、前記第1の画像と前記決定手段により決定された前記第2の画像、および前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間手段を備える。前記決定手段は、前記算出手段により算出された位置合わせのズレ量と、前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像を決定する。 An apparatus according to a second aspect of the present invention includes: a first image; input means for inputting a plurality of second images acquired from a different viewpoint from the first image; the first image; Alignment means for aligning the first and second images using corresponding points with the second image, and calculating a misalignment amount between the first image and the second image A plurality of second images obtained from the calculating means, a detecting means for detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images, and the input means; Determination means for determining the second image used for interpolation processing of the shielding area, the first image, the second image determined by the determination means, and the shielding detected by the detection means Interpolation processing of the shielding area by acquiring area information It comprises interpolation means for performing. The determination unit is a region that is not shielded by the subject region in the second image with respect to the misalignment amount calculated by the calculation unit and the size of the shielding region detected by the detection unit. An image to be used for the interpolation process is determined from the plurality of second images using the size information.
本発明によれば、異なる視点位置で得られる複数の画像を処理する場合に、画像間の位置合わせのズレ量を小さくし、遮蔽領域の補間処理にて補間し得る遮蔽領域を大きくすることができる。 According to the present invention, when processing a plurality of images obtained at different viewpoint positions, it is possible to reduce the amount of misalignment between images and increase the shielding area that can be interpolated in the shielding area interpolation process. it can.
以下に、本発明の各実施形態について、添付図面を参照して画像処理装置を備える撮像装置を例示して説明する。
[第1実施形態]
図1から図12を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、画像間の位置合わせに用いる画像の特徴点の組において相関が高い点(対応点)の数と、被写体によって隠れる領域(遮蔽領域)のうちで別視点の画像(別視点画像)に撮影されている領域の大きさを算出する。算出結果に基づいて、遮蔽領域を埋める補間処理で使用する別視点画像が決定される。以下では、撮像装置に近づく側を手前側とし、撮像装置から離れる側を奥側と定義して被写体の位置関係を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by exemplifying an imaging apparatus including an image processing apparatus with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an image of a different viewpoint (an image of another viewpoint) among the number of points (corresponding points) having a high correlation in a set of image feature points used for alignment between images and an area (shielded area) hidden by the subject. ) To calculate the size of the area being photographed. Based on the calculation result, another viewpoint image used in the interpolation process for filling the occluded region is determined. In the following, the positional relationship of the subject will be described by defining the side closer to the imaging device as the near side and the side away from the imaging device as the back side.
図1は、本実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すシステム図である。撮影時には画像情報の他に、撮像装置から各被写体までの距離情報(奥行き方向の距離情報であり、以下、被写体距離情報という)や撮影時の焦点距離などのカメラパラメータが取得されているものとする。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。 FIG. 1 is a system diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the present embodiment. In addition to image information at the time of shooting, camera parameters such as distance information from the imaging device to each subject (distance information in the depth direction, hereinafter referred to as subject distance information) and focal length at the time of shooting are acquired. To do. One or more of the functional blocks shown in FIG. 1 may be realized by hardware such as an ASIC or a programmable logic array (PLA), or may be realized by a programmable processor such as a CPU or MPU executing software. May be. Further, it may be realized by a combination of software and hardware. Therefore, in the following description, even when different functional blocks are described as the operation subject, the same hardware can be realized as the subject.
図1に示す画像入力部101は、撮影画像として基準画像と別視点画像の各画像データの入力処理を行う。各画像データは、対応点探索部102および画像決定部105に出力される。対応点探索部102は、基準画像と別視点画像において対応点の探索(検出)を行う。対応点探索部102の検出情報は遮蔽領域検出部103、画像決定部105(1205は第2実施形態にて説明する)、位置合わせ部106にそれぞれ出力される。遮蔽領域検出部103は、対応点探索部102が検出した対応点の情報を用いて、遮蔽領域を検出する。遮蔽領域検出部103は遮蔽領域の検出情報を、画像決定部105、位置合わせ部106、画像補間部107にそれぞれ出力する。距離情報入力部104は被写体距離情報の入力処理を行い、被写体距離情報を任意視点画像生成部108に出力する。
An
画像決定部105は、画像入力部101から画像データを取得するとともに、対応点探索部102と遮蔽領域検出部103から取得した各情報に基づき、遮蔽領域の補間処理で使用する画像を決定する。画像決定部105が決定した画像のデータは位置合わせ部106に出力される。位置合わせ部106は、画像決定部105で決定された別視点画像を変形し、基準画像と別視点画像との間で位置合わせ処理を行う。位置合わせ処理後の画像データは画像補間部107に出力される。画像補間部107は、位置合わせ部106にて変形処理された別視点画像データを用いて、基準画像における遮蔽領域を埋める補間処理を行う。画像補間部107は補間処理を行った基準画像のデータを任意視点画像生成部108に出力する。任意視点画像生成部108は、被写体距離情報に基づいて算出した変形パラメータを用いて、補間処理後の基準画像を幾何変形し、任意視点画像のデータを生成する。画像出力部109は、任意視点画像生成部108により生成された任意視点画像のデータを出力する。
The image determination unit 105 acquires image data from the
図2は、本実施形態に係る画像処理装置を備える撮像装置が撮像時に行う処理例を示すフローチャートである。S201からS207の各ステップに示す処理が順次に実行される。各ステップは、図1に不図示の制御部(CPU)か、CPUの指示により図1に示した各ブロックが主体となって実行される。
・S201[複数枚の画像の取得]
画像入力部101が、撮像装置によって撮像された複数の画像を取得する。これら複数の画像はそれぞれ異なる視点で撮像された画像であり、例えば時系列で一番初めに撮像された画像を基準画像とする。基準画像とは異なる視点で撮影された1枚以上の画像を別視点画像とする。ここで、基準画像および別視点画像の各データは、画像入力部101から対応点探索部102と画像決定部105にそれぞれ入力される。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of processing performed when an imaging apparatus including the image processing apparatus according to the present embodiment performs imaging. The processing shown in each step from S201 to S207 is sequentially executed. Each step is executed mainly by a control unit (CPU) (not shown in FIG. 1) or each block shown in FIG.
S201 [Acquisition of multiple images]
The
・S202[対応点の探索]
対応点探索部102は、入力された基準画像と別視点画像において対応点を検出する。対応点の探索について図3、図4を用いて説明する。
図3は対応点探索の説明図であり、左側に基準画像301を示し、右側に別視点画像311を示す。基準画像301における特徴点302〜306と、別視点画像311における特徴点312〜316を示す。基準画像301における特徴点をPと記し、別視点画像311における特徴点をQと記して、対応する特徴点の組を(P,Q)で表現すると、図3では、(302,312)、(303,313)、(304,314)となる。
図3の例では、基準画像301の特徴点305と306、および別視点画像311の特徴点315と316は、対応する点がないこと(つまり対応画素がないこと)を示している。
S202 [corresponding point search]
The corresponding
FIG. 3 is an explanatory diagram of the corresponding point search, in which the
In the example of FIG. 3, the feature points 305 and 306 of the
図4は対応点探索における階層処理の説明図である。図4は、基準画像431とその低解像度画像401を左側に示すとともに、別視点画像441とその低解像度画像411および動きベクトルを右側に示す図である。各画像における特徴点と、別視点画像441とその低解像度画像411における、探索範囲444、413をそれぞれ示す。
まず対応点探索部102は、画像中の特徴点を検出する。図3の基準画像301と別視点画像311に対してバンドパスフィルタやエッジ検出器を用いて、信号の変化が大きい領域や、エッジの強度が大きい領域が抽出され、特徴点が検出される。
FIG. 4 is an explanatory diagram of hierarchical processing in corresponding point search. FIG. 4 is a diagram showing the
First, the corresponding
次に対応点探索部102は、各画像にある特徴点の相関の度合いを計算することで画像間の対応関係の有無を検出する。相関値の算出には下記の式(1)を用いる。
f(i,j):基準画像の画素値
g(i,j):別視点画像の画素値
RSAD:相関値
変数i,jは、画像に設定される2次元座標系にて座標軸ごとの座標値を表す整数の変数である。基準画像431と別視点画像441の画素位置ごとに、画素値の差分の絶対値が計算され、その総和を算出することにより相関値RSADが得られる。SADは“Sum of Abusolute Difference”の略号である。
Next, the corresponding
f (i, j): pixel value of the reference image g (i, j): pixel value of the different viewpoint image R SAD : correlation value The variables i, j are for each coordinate axis in the two-dimensional coordinate system set in the image. It is an integer variable that represents the coordinate value. The absolute value of the difference between the pixel values is calculated for each pixel position of the
対応点探索部102は、算出した相関値が所定の閾値以下となる特徴点の組を対応点と判定する。本実施形態では、画素値の差分絶対値を用いた相関値の算出を例示して説明するが、これに限定されるものではなく、他の算出方法を用いてもよい。
The corresponding
図4を参照し、特徴点検出と相関の度合いを用いた対応点探索について、解像度の異なる画像を用いた階層処理について具体的に説明する。まず、基準画像431の低解像度画像401と別視点画像441の低解像度画像411を用いて対応点の探索処理が行われる。別視点画像の低解像度画像411において、探索範囲413を実線の矩形枠内に示す。基準画像431の低解像度画像401の特徴点402に対し、低解像度画像411における探索範囲413内で相関が高いと判定された対応点は特徴点412である。この対応点の探索結果から、動きベクトル421が算出される。
With reference to FIG. 4, hierarchical processing using images with different resolutions will be specifically described for feature point detection and corresponding point search using the degree of correlation. First, the corresponding point search process is performed using the
対応点探索部102は、検出した動きベクトル421を、等倍画像(431,441)にて対応する位置に配置する。基準画像431と別視点画像441において、対応点はそれぞれ特徴点432と特徴点442である。つまり動きベクトル421は、特徴点432を始点とし、特徴点442を終点とするベクトルである。別視点画像441内に配置された特徴点442を中心とした探索範囲444を、実線の矩形枠内に示す。探索範囲444において対応点の探索処理が行われる。その結果、対応点として検出された、探索範囲444内の特徴点443が、基準画像431での特徴点432の対応点となる。このように対応点探索部102は、解像度の異なる画像を用いた階層処理を行う。低解像度画像では探索範囲が大きくなるため、カメラ移動量が大きい場合においても対応点の検出を行うことができる。
The corresponding
以上の処理を行った結果、図3に示すように基準画像301と別視点画像311とで各特徴点の対応関係が得られる。すなわち、特徴点の組(302,312)、(303,313)、(304,314)に関して、それぞれの対応関係がとれていることになる。一方で、図3の特徴点305と特徴点315、特徴点306と特徴点316については対応関係がとれていない。対応点探索部102は、検出した画像間の対応関係の情報、対応点数(Finと記す)、特徴点数(Fallと記す)の情報を遮蔽領域検出部103、画像決定部105、位置合わせ部106にそれぞれ出力する。次に図2のS203に移行する。
As a result of the above processing, as shown in FIG. 3, the correspondence relationship between the feature points is obtained between the
・S203[遮蔽領域の検出]
遮蔽領域検出部103は、対応点探索部102によって得られた画像間の対応関係に基づいて遮蔽領域を検出する。図5を参照して、遮蔽領域の検出について説明する。図5は遮蔽領域の検出の説明図であり、基準画像501と別視点画像511を示す。基準画像501における特徴点502〜506と、別視点画像511における特徴点512〜516をそれぞれ示す。基準画像501において最も手前側に位置する被写体の画像を被写体像507とし、別視点画像511において最も手前側に位置する被写体の画像を被写体像517とする。また、別視点画像511において基準画像501の被写体像507に対応する位置を、点線518で示す。基準画像501と別視点画像511において対応する特徴点の組(502,512)、(503,513)、(504,514)を図5に例示する。特徴点505,506、および特徴点515,516については対応関係がとれていないものとする。画像521は、別視点画像511にて撮影されている遮蔽領域の大きさを算出するために使用する画像例を示す。
S203 [Detection of shielding area]
The occlusion
遮蔽領域は、被写体に隠された領域である。つまり、ある視点位置から撮影された画像にて手前側にある被写体の領域により隠される領域が遮蔽領域であるが、異なる視点位置で撮影された画像において、当該遮蔽領域の一部は被写体の領域によって隠れることなく撮影された領域となり得る。このため、対応点探索部102から取得される対応関係の情報に基づいて、対応関係がとれていない特徴点の存在する領域が、別視点画像での撮影されている遮蔽領域の候補となる。相関が低い特徴点は対応点がないと判定されるため、相関値を算出する式(1)を用いることで、相関値が閾値以上となる特徴点を、対応関係がとれていない特徴点であると判定することができる。遮蔽領域検出部103は遮蔽領域の候補に対して、別視点画像における基準画像の被写体領域(被写体像の領域)の位置を用いて遮蔽領域であるかどうかを判定する。具体的には、図5の場合、別視点画像511の特徴点515は点線518で示す領域に含まれるため、基準画像501において遮蔽領域内であると判定される。これに対し、別視点画像511の特徴点516は点線518で示す領域に含まれないため、遮蔽領域外であると判定される。
The shielding area is an area hidden by the subject. In other words, in the image taken from a certain viewpoint position, the area hidden by the subject area on the near side is the shielding area, but in the image photographed at a different viewpoint position, a part of the shielding area is the subject area. Can be an area that has been captured without being hidden. For this reason, based on the information on the correspondence acquired from the corresponding
画像521において、点線522は基準画像の被写体領域を示しており、撮影されている遮蔽領域523は斜線を付して示す領域である。遮蔽領域523の大きさについては、基準画像の被写体領域の位置を示す点線522において、対応関係がとれていない特徴点の総和として算出される。遮蔽領域検出部103は、別視点画像にて撮影されている遮蔽領域の大きさ(Sinと記す)を算出するとともに、遮蔽領域全体の大きさ(Sallと記す)、すなわち点線522で示す範囲内における特徴点の総和を算出する。遮蔽領域検出部103は、遮蔽領域に関する検出情報(Sin,Sall)を、画像決定部105、位置合わせ部106、画像補間部107にそれぞれ出力する。次に図2のS204に処理を進める。
In the
・S204[補間で使用する画像の決定]
画像決定部105は、対応点探索部102と遮蔽領域検出部103から得られた各情報に基づいて、遮蔽領域を埋める補間処理で使用する別視点画像を決定する。画像の決定処理について図6から図8を用いて説明する。図6から図8は遮蔽領域の補間で使用する別視点画像の決定処理を説明する図である。
S204 [Determination of image used for interpolation]
The image determination unit 105 determines another viewpoint image to be used in the interpolation process for filling the occluded region based on the information obtained from the corresponding
図6は、被写体605〜607と、複数の撮影位置601〜604との位置関係を例示する。奥行き方向にて撮像装置に近い順に、被写体605、606、607がそれぞれ位置する場合を想定する。図7は、撮影位置601にて撮影された基準画像611と、撮影位置602,603,604にてそれぞれ撮影された、別視点画像612,613,614を例示する。また、図8は各撮影位置における対応点数と、撮影されている遮蔽領域との関係を説明する図である。各撮影位置601〜604で撮影された画像に関する対応点数と、撮影されている遮蔽領域との関係を例示する。横軸は対応点数を表し、縦軸は撮影されている遮蔽領域の大きさを表す。撮影位置602は点702に、撮影位置603は点703に、撮影位置604は点704にそれぞれ対応する。
FIG. 6 illustrates the positional relationship between the
図7の基準画像611で発生する遮蔽領域は、図6の被写体605によって隠れる領域であり、点線608で示す領域である。なお、実際上は被写体606により発生する遮蔽領域609も考慮する必要があるが、以降の処理で説明を分かり易くするために1つの遮蔽領域を用いて説明する。
The occlusion area generated in the
基準画像611の撮影位置601からカメラを撮影位置602〜604へと、図6の右側へ順次に移動することにより、基準画像611での遮蔽領域に対応する領域を撮影することができる。この場合、撮影位置602で撮影された別視点画像612は、カメラの移動量が小さいため、撮影されている遮蔽領域615の大きさは小さい。つまり、基準画像611での遮蔽領域に対応する領域の一部だけが撮影される。撮影位置603で撮影された別視点画像613では撮影されている遮蔽領域615の大きさが大きくなる。撮影位置604で撮影された別視点画像614ではさらにカメラの移動量が大きいため、撮影されている遮蔽領域617の大きさが大きくなる。このように、撮影位置601に対するカメラの移動量が大きいほど、別視点画像において撮影されている遮蔽領域の大きさが大きくなることがわかる。
By sequentially moving the camera from the
一方、撮影位置602で撮影された別視点画像612の場合、カメラの移動量が小さく、基準画像611に対して一致する画像の範囲が大きい。このため、基準画像611と別視点画像612との間の対応点の数が多い。他方、撮影位置604で撮影された別視点画像614の場合にはカメラの移動量が大きく、基準画像611に対して一致する画像の範囲が小さい。このため、基準画像611と別視点画像614との間の対応点の数が少ない。このように、撮影位置601に対するカメラの移動量が小さいほど、撮影されている画像間の対応点数が多くなるので、位置合わせにおいてズレが小さくなることがわかる。
On the other hand, in the case of the
以上の結果を図8に示すと、撮影位置602では点702に示すように、対応点数が相対的に多く、撮影されている遮蔽領域の大きさが小さい。撮影位置603では点703に示すように、点702に比べて対応点数が少なく、撮影されている遮蔽領域の大きさが大きくなる。撮影位置604では点704に示すように、点703に比べて対応点数が少なく、撮影されている遮蔽領域の大きさが大きくなる。遮蔽領域を補間するために用いる画像としては、撮影されている遮蔽領域の大きさが大きく、位置合わせのズレ量が小さい画像が好ましい。しかし、対応点数と撮影されている遮蔽領域の大きさとはトレードオフの関係にあるので、両方の条件に合った画像を選択することはできない。そこで、図8に示す点703のように、対応点数と撮影されている遮蔽領域の大きさとのバランスがとれている画像を選択する処理が実行される。これにより、補間される遮蔽領域の大きさと位置合わせのズレ量を考慮した画像を用いて補間処理を行うことができる。画像決定部105は画像選択の際に下式(2)を用いて判定を行う。
When the above results are shown in FIG. 8, the number of corresponding points is relatively large at the photographing
Fin:検出された対応点数
Fall:画像の全特徴点数
Sin:撮影されている遮蔽領域の大きさ
Sall:遮蔽領域の全体の大きさ
Rout:評価値
式(2)に示すαとβは、画像間での対応点数の比率と、撮影されている遮蔽領域の大きさの比率に対して乗算される、重み付け係数をそれぞれ表している。つまり画像決定部105は、重み付け演算によって式(2)から評価値Routを算出し、当該評価値が最大となる画像(別視点画像)を決定する。本例では説明の便宜上、画像の選択と同時に決定処理が行われるものとするが、選択された画像を所定の基準にしたがってチェックした上で画像の決定処理を行ってもよい。次に図2のS205に処理を進める。
F in : the number of detected corresponding points F all : the number of all feature points of the image S in : the size of the shielded area being photographed S all : the overall size of the shielded area R out : the evaluation value α shown in Expression (2) And β respectively represent weighting coefficients that are multiplied by the ratio of the number of corresponding points between the images and the ratio of the size of the shielded area being shot. That is, the image determination unit 105 calculates the evaluation value R out from Expression (2) by weighting calculation, and determines an image (another viewpoint image) that maximizes the evaluation value. In this example, for convenience of explanation, it is assumed that the determination process is performed simultaneously with the selection of the image. However, the image determination process may be performed after checking the selected image according to a predetermined standard. Next, the process proceeds to S205 in FIG.
・S205[位置合わせ]
位置合わせ部106は、対応点探索部102からの情報を用いて画像決定部105で決定された別視点画像を変形し、位置合わせ処理を行う。図9は位置合わせ処理の説明図であり、図9(A)は基準画像801と別視点画像811との間の対応関係を示し、図9(B)は基準画像821と別視点画像831との間の対応関係を示す。
・ S205 [Alignment]
The
位置合わせ部106は、別視点画像811を変形するために、対応点の組を用いて変換行列を算出する。図9(A)の基準画像801における特徴点802〜808は、別視点画像811における特徴点812〜818にそれぞれ対応している。この対応関係を用いることで下式(3)に示す射影変換係数を算出する処理が実行される。式(3)を用いて別視点画像を変形することで位置合わせ処理が実行される。
(x,y):別視点画像の座標
(x*,y*):別視点画像の射影変換後の座標
hij:射影変換係数(i,j=1〜3)
The
(X, y): coordinates of another viewpoint image (x * , y * ): coordinates after projective transformation of another viewpoint image h ij : projective transformation coefficient (i, j = 1 to 3)
式(3)に示す射影変換係数を算出するために式(3)を展開すると、下式(4)が得られる。
・S206[画像の補間]
画像補間部107は、位置合わせ部106から入力された変形後の別視点画像と、遮蔽領域検出部103による検出結果を用いて、遮蔽領域の補間処理を行う。図10は遮蔽領域の補間を説明する図である。図10(A)は基準画像901、図10(B)は変形後の別視点画像911、図10(C)は遮蔽領域の補間後の画像921をそれぞれ例示する。黒色領域902は遮蔽領域を示す。図10(D)は、補間に用いる合成比率の変化量をグラフ線931で示している。横軸は位置合わせのズレ量を表し、縦軸は合成比率の変化量を表す。一例としてグラフ線931を右上がりの直線で示す。
S206 [Image interpolation]
The
画像補間部107は、基準画像にて検出された遮蔽領域に対して、変形後の別視点画像にて撮影されている遮蔽領域を合成することで補間処理を行う。図10(C)に示す領域912は、別視点画像911において、撮影されている遮蔽領域を示している。補間後の画像921において、領域922は別視点画像を合成した領域を示す。画像921に示す黒色領域923は、別視点画像911で撮影されていない領域であり、遮蔽領域として残っている領域となる。
The
補間処理では、画像決定部105により決定された別視点画像によっては、位置合わせのズレ量が大きくなる場合がある。例えば、撮影された別視点画像において、背景にある被写体の特徴が少ないシーンで撮影を行った場合や、検出される特徴点の数が少ない場合がある。あるいは、被写体が遠くにあり、視差がつきにくいため、カメラを大きく移動させないと遮蔽領域が撮影されない場合等が挙げられる。このような場合、対応点数が少なくなり、位置合わせのズレ量が大きくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、位置合わせのズレ量を考慮した画像の補間処理が行われる。 In the interpolation process, the misalignment amount may increase depending on the different viewpoint image determined by the image determination unit 105. For example, in a different viewpoint image that has been shot, there may be a case where shooting is performed in a scene where there are few features of the subject in the background, and there are cases where the number of detected feature points is small. Another example is a case where the subject is far away and parallax is not easily generated, and the shielding area is not photographed unless the camera is largely moved. In such a case, the number of corresponding points decreases, and the amount of misalignment may increase. Therefore, in this embodiment, image interpolation processing is performed in consideration of the amount of misalignment.
画像補間部107は、下式(6)を用いて加重加算(重み付け加算)を行う。
γ :重み付け係数(合成比率は「γ:1−γ」である。0≦γ≦1)
In1:基準画像の画素値
In2:変形後の別視点画像の画素値
Out:補間後の画素値
γ値については、位置合わせのズレ量に基づいて決定され、画像補間部107はγ値を変化させることで、基準画像と別視点画像との合成比率を変更する。対応点数が少ない場合には、位置合わせのズレを目立ちにくくするための設定が行われる。すなわち画像補間部107は、図10(D)に示すように、グラフ線931に基づいてγ値の変化量を小さく設定することで、基準画像と別視点画像とを合成する範囲を大きくする。位置合わせのズレ量が大きいほど、γ値の変化量が相対的に大きく設定される。次に図2のS207に処理を進める。
The
γ: weighting coefficient (composition ratio is “γ: 1−γ”, 0 ≦ γ ≦ 1)
In1: Pixel value of the reference image In2: Pixel value of another viewpoint image after transformation Out: Pixel value after interpolation The γ value is determined based on the amount of misalignment, and the
・S207[任意視点画像の生成]
任意視点画像生成部108は、画像補間部107から入力された補間後の画像を用いて、撮影画像の任意視点画像を生成する。本実施形態では、任意視点画像の一例として、主被写体(合焦被写体)の大きさを固定あるいは所定の変倍率に固定した上で、任意の撮影位置、撮影光学系の任意の焦点距離での撮影画像を仮想的に生成する。より具体的には、ユーザによる指示あるいは画像解析等により決定される仮想的な撮影位置(視点位置)と焦点距離に基づいて主被写体以外の背景領域が変形処理される。当該変形処理された背景領域の画像と主被写体領域の画像を合成することで、任意視点画像が生成される。このとき、変形後の背景領域には、変形前には主被写体領域によって遮蔽されていた遮蔽領域を含む場合がある。その場合、ステップS206で生成された補間画像を変形し、主被写体領域の画像と合成することで、画像の抜けのない(または画像の抜けが少ない)画像が生成される。S207では、距離情報入力部104から入力された被写体距離情報に基づき、任意視点画像を生成するために必要な変形パラメータが算出される。被写体距離情報の算出処理においては、レーザーなどを用いたアクティブ方式や、ステレオ方式などを用いたパッシブ方式を用いてもよく、特定の手段には限定されない。図11は、任意視点でのカメラ位置と焦点距離との関係を説明する模式図である。図11では変形パラメータの算出方法の説明を分かり易くするために、2つの被写体として、合焦被写体(主被写体)と背景を撮影した場合を想定する。合焦被写体とは、撮影時に焦点を合わせる被写体である。なお、撮像系の光軸にて図11の右側が被写体側であり、左側が撮像面側である。また、合焦被写体に対する合焦距離と同じ距離にある領域を合焦被写体領域と定義する。図11中の各記号は以下の内容を示す。
S207 [Generation of arbitrary viewpoint image]
The arbitrary viewpoint
y1:合焦被写体の大きさ
y2:背景の大きさ
fw:撮影時の焦点距離
yw1:y1に対応する撮影時の像面上の大きさ
yw2:y2に対応する撮影時の像面上の大きさ
Sw1:撮影時の合焦被写体までの距離
Sw2:撮影時の背景までの距離
fT:任意視点での焦点距離
yT1:任意視点で撮影した場合の、y1に対応する像面上の大きさ
yT2:任意視点で撮影した場合の、y2に対応する像面上の大きさ
ST1:任意視点での被写体距離(合焦被写体までの距離)
ST2:任意視点での被写体距離(背景までの距離)
t3:撮影時を基準とするカメラ移動量
y 1 : Size of focused subject y 2 : Background size f w : Focal length at the time of shooting y w1 : Size on the image plane at the time of shooting corresponding to y 1 y w2 : Shooting corresponding to y 2 Size on the image plane at the time S w1 : Distance to the focused subject at the time of shooting S w2 : Distance to the background at the time of shooting f T : Focal length at an arbitrary viewpoint y T1 : When shooting at an arbitrary viewpoint Size on the image plane corresponding to y 1 y T2 : Size on the image plane corresponding to y 2 when shooting from an arbitrary viewpoint S T1 : Subject distance at the arbitrary viewpoint (distance to the focused subject)
S T2 : Subject distance at an arbitrary viewpoint (distance to the background)
t 3 : Amount of camera movement relative to the time of shooting
合焦被写体像の大きさを変化させずに背景画像を大きくした画像を生成する場合、撮影時における合焦被写体の像面上の大きさyw1に対して、任意視点で撮影した場合の合焦被写体の像面上の大きさyT1が同じとなる。このため、三角形の相似関係とレンズの公式から、背景の変倍率として下記の式(7)が成立する。
図12に示す補間後の背景領域の画像1111にて、点線1112と1113は別視点画像から補間された領域であり、黒色領域1114は補間されなかった領域である。そのため、任意視点画像生成部108は、画像内に黒色領域1114、すなわち遮蔽領域が出現しない変倍率に変更し、変更後の変倍率を用いて幾何変形処理を行うことで任意視点画像1121を生成する。
In the
本実施形態では、別視点画像における撮影されている遮蔽領域の大きさと、位置合わせに使用する対応点数に基づいて、両方のバランスがとれている画像を選択して使用する。補間に使用する画像の決定処理では、画像の全特徴点数(総数)に対して検出された対応点数が占める第1の比率と、遮蔽領域の全体の大きさに対して撮影されている遮蔽領域の大きさが占める第2の比率に基づいて評価値が算出される。本実施形態によれば、評価値が最大となる画像を用いることにより、位置合わせのズレ量が小さく、補間し得る遮蔽領域が大きくなるように補間処理を行える。
また、本実施形態では、基準画像の遮蔽領域に対して別視点画像から補間を行った補間画像を生成してから、任意視点画像生成のための仮想的な撮影条件に基づき補間画像を生成した。このような例に限らず、基準画像を用いて任意視点画像を生成してから、このとき発生する遮蔽領域について別視点画像を用いて補間を行ってもよい。
In the present embodiment, an image in which both are balanced is selected and used based on the size of the occluded area captured in the different viewpoint image and the number of corresponding points used for alignment. In the determination process of the image used for interpolation, the first ratio occupied by the number of detected corresponding points with respect to the total number of feature points (total number) of the image, and the shielding area captured with respect to the entire size of the shielding area An evaluation value is calculated based on the second ratio occupied by the size of. According to the present embodiment, by using an image having the maximum evaluation value, the interpolation processing can be performed so that the amount of misalignment is small and the shielding area that can be interpolated is large.
Further, in the present embodiment, after generating an interpolated image obtained by performing interpolation from another viewpoint image with respect to the occluded region of the reference image, the interpolated image is generated based on virtual shooting conditions for generating an arbitrary viewpoint image. . Not limited to such an example, an arbitrary viewpoint image may be generated using a reference image, and interpolation may be performed using a different viewpoint image for the occluded region generated at this time.
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態を説明する。本実施形態では、遮蔽領域の補間処理で使用する画像を決定するために、第1実施形態の処理に加え、画像間の対応点数および別視点画像で撮影されている遮蔽領域の大きさの優先度を変更して画像を決定する処理を行う。以下では、第1実施形態の場合と同様の構成要素について既に使用した符号を用いることでそれらの詳細な説明を省略し、相違点を中心に説明する。このような説明の省略の仕方は後述の実施形態でも同じである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in order to determine an image to be used in the interpolation process of the occluded area, in addition to the process of the first embodiment, priority is given to the number of corresponding points between the images and the size of the occluded area captured by another viewpoint image. The process of changing the degree and determining the image is performed. In the following, by using the same reference numerals as those used in the first embodiment, the detailed description thereof will be omitted, and differences will be mainly described. The way of omitting such description is the same in the embodiments described later.
図1にて第1実施形態との相違点は、距離情報入力部204の出力する被写体距離情報が画像決定部1205にも入力され、画像決定部1205が補間処理に用いる画像を決定するための情報として使用することである。 In FIG. 1, the difference from the first embodiment is that subject distance information output from the distance information input unit 204 is also input to the image determination unit 1205, and the image determination unit 1205 determines an image used for interpolation processing. It is to be used as information.
図13のフローチャートを参照して、本実施形態における画像処理について説明する。図2との差異は、画像を決定する優先度の変更処理S1304である。よって、S201からS207の説明を省略して、S1304のみ説明する。
S203の次にS1304で画像決定部1205は、対応点探索部202、遮蔽領域検出部203、距離情報入力部204から取得した各情報に基づき、画像を決定する優先度を変更する。優先度とは、遮蔽領域の補間処理において使用する別視点画像の決定に用いる、画像間の対応点数および別視点画像で撮影されている遮蔽領域の大きさの優先度のことである。任意視点画像を生成するために撮影した被写体の位置関係や大きさによって、遮蔽領域を補間するために必要なカメラの移動量が変わる。そのため、被写体の情報を考慮して画像間の対応点数と撮影されている遮蔽領域の大きさの優先度が変更される。遮蔽領域を補間するために必要なカメラの移動量について図14および図15を用いて説明する。図14および図15は被写体の位置関係や大きさによるカメラの移動量を示す図である。図14および図15において点線で示す領域1401、1411、1501、1511、1601、1602は、被写体による遮蔽領域を示している。
Image processing in this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The difference from FIG. 2 is the priority changing process S1304 for determining an image. Therefore, description of S201 to S207 is omitted, and only S1304 will be described.
In step S <b> 1304 subsequent to step S <b> 203, the image determination unit 1205 changes the priority for determining an image based on each piece of information acquired from the corresponding point search unit 202, the occlusion area detection unit 203, and the distance information input unit 204. The priority is the priority of the number of corresponding points between images and the size of the occluded area captured by the different viewpoint image, which are used to determine another viewpoint image used in the occlusion area interpolation process. The amount of camera movement required to interpolate the shielding area varies depending on the positional relationship and size of the subject photographed to generate the arbitrary viewpoint image. For this reason, the priority of the number of corresponding points between images and the size of the shielding area being photographed is changed in consideration of subject information. The amount of camera movement necessary to interpolate the shielding area will be described with reference to FIGS. 14 and 15 are diagrams showing the amount of camera movement depending on the positional relationship and size of the subject. 14 and 15,
図14(A)および(B)は被写体までの距離情報に応じたカメラの移動量を説明する図である。図14(A)はカメラから被写体1403までの距離が近い場合を示し、図14(B)はカメラから被写体1404までの距離が遠い場合を示す。図14(A)では、撮影位置1402に示すようにカメラの移動量が小さくても遮蔽領域1401を撮影することができる。一方、図14(B)の場合には視差がつきにくくなるので、基準位置に近い撮影位置1412では撮影できる遮蔽領域の大きさが小さくなる。そのため、カメラの移動量を大きくし、基準位置から撮影位置1413までカメラを移動させないと全ての遮蔽領域を撮影することができない。
FIGS. 14A and 14B are diagrams for explaining the movement amount of the camera according to the distance information to the subject. FIG. 14A shows a case where the distance from the camera to the subject 1403 is short, and FIG. 14B shows a case where the distance from the camera to the subject 1404 is long. In FIG. 14A, the
図14(C)および(D)は遮蔽領域の大きさに応じたカメラの移動量を説明する図である。図14(C)は被写体1503による遮蔽領域の大きさが小さい場合を示し、図14(D)は被写体1504による遮蔽領域の大きさが大きい場合を示す。図14(C)では、撮影位置1502に示すように、カメラの移動量が小さくても遮蔽領域を撮影することができる。一方、図14(D)では、基準位置に近い撮影位置1512にて撮影できる遮蔽領域が小さい。よって、カメラの移動量を大きくし、基準位置から撮影位置1513までカメラを移動させないと全ての遮蔽領域を撮影することができない。
FIGS. 14C and 14D are diagrams illustrating the amount of camera movement according to the size of the shielding area. FIG. 14C shows a case where the size of the shielding area by the subject 1503 is small, and FIG. 14D shows a case where the size of the shielding area by the subject 1504 is large. In FIG. 14C, as shown in the
図15は背景が多層の場合のカメラの移動量を説明する図である。図15で示すように背景の被写体が複数存在する場合、基準位置に近い撮影位置1603で撮影を行うと、被写体1605による遮蔽領域1601は撮影できるが、被写体1606による遮蔽領域1602を撮影することができない。そこで、遮蔽領域1601と1602を全て撮影するためには、基準位置から離れた撮影位置1604までカメラを移動させる必要がある。背景の被写体数が多くなるにつれて遮蔽領域の大きさが大きくなるので、カメラの移動量を大きくしないと全ての遮蔽領域を撮影することができない。このような傾向を鑑みて、画像決定部1205は、被写体距離情報、遮蔽領域の大きさ、被写体の数に基づき、画像間の対応点数と撮影されている遮蔽領域の大きさのうちで、どちらを優先して画像を選択するかの優先度を変更する。優先度の変更方法としては、前記の式(2)にてα、βの値が変更される。たとえば、図15のような多層の背景が存在する場合、補間を行う遮蔽領域の大きさが大きくなる。そこで画像決定部1205は、撮影されている遮蔽領域の大きさの比率に対する重み付け係数であるβ値をα値よりも大きくすることで、遮蔽領域の大きさに対する優先度を上げる。これとは逆に、α値をβ値よりも大きくすることで、画像間の対応点数の比率に対する優先度を上げることができる。画像決定部1205は、優先度にしたがい、重み付け演算によって式(2)から評価値Routを算出し、当該評価値が最大となる画像を補間処理で使用する別視点画像として決定する。
FIG. 15 is a diagram for explaining the movement amount of the camera when the background is multilayer. As shown in FIG. 15, when there are a plurality of subjects in the background, when shooting is performed at the
本実施形態では、画像間の対応点数および別視点画像で撮影されている遮蔽領域の大きさの優先度を変更することにより、遮蔽領域の補間処理で使用する画像を、奥行き方向の距離情報である被写体距離情報に応じて決定できる。 In the present embodiment, by changing the number of corresponding points between images and the priority of the size of the occluded area captured by another viewpoint image, the image used in the interpolation process of the occluded area can be represented by distance information in the depth direction. It can be determined according to certain subject distance information.
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態を説明する。本実施形態では、位置合わせのズレ量と撮影されている遮蔽領域の大きさに基づいて、遮蔽領域の補間処理で使用する画像を決定する。第1実施形態との相違点は、前記式(2)で画像間の対応点数を変更した点である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an image to be used for the interpolation processing of the shielding area is determined based on the amount of misalignment and the size of the shielding area being photographed. The difference from the first embodiment is that the number of corresponding points between images is changed in the equation (2).
図16は本実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すシステム図である。図1に示す構成例との差異は位置ズレ量算出部1705を設けたことである。位置ズレ量算出部1705は、対応点探索部1702から対応点の情報を取得し、当該情報を用いて仮の変換係数を算出する。位置ズレ量算出部1705は、仮の変換係数に基づいて位置合わせのズレ量を算出し、算出結果である位置ズレ量を画像決定部1706に出力する。なお、1701から1704に示す各部は、図1の101から104に示す各部にそれぞれ相当し、1707から1710に示す各部は、図1の106から109に示す各部にそれぞれ相当する。よって、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
FIG. 16 is a system diagram illustrating a configuration example of the image processing apparatus according to the present embodiment. The difference from the configuration example shown in FIG. 1 is that a positional deviation
図17は本実施形態における画像処理例を説明するフローチャートである。図2に示す画像処理例との差異は、位置ズレ量の算出処理を行うS1804と、補間で使用する画像を決定する処理を行うS1805である。よって、以下ではS1804とS1805のみ説明する。
S203の次にS1804へ進み、位置ズレ量算出部1705は、対応点探索部1702から入力された対応点を用いて仮の変換係数を算出し、仮の変換係数に基づいて位置合わせのズレ量を算出する。位置合わせのズレ量を算出する処理について図18を用いて説明する。
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of image processing in the present embodiment. The difference from the image processing example shown in FIG. 2 is S1804 for performing a positional deviation amount calculation process and S1805 for performing a process for determining an image to be used for interpolation. Therefore, only S1804 and S1805 will be described below.
In step S1804 following step S203, the positional deviation
図18(A)は基準画像1901、図18(B)は別視点画像1911、図18(C)は変形後の別視点画像1921をそれぞれ例示する。変形後の別視点画像1921では、被写体位置1922、1923と、検出された特徴点1924を示すとともに、基準画像1901における被写体位置1925、1926を点線で示し、検出された特徴点1927を示す。
図2のS205で説明した式を用いて、入力された対応点から4組以上を選択し、仮の変換係数の算出処理が行われる。そして、算出された変換係数を用いて別視点画像の変形処理が行われる。これにより、変形後の別視点画像1921における各被写体の位置は1922と1923の位置に移動する。そのときの位置ずれは、基準画像1901における被写体位置1925、1926(点線参照)と、変形後の別視点画像1921における被写体位置1922、1923との差であり、この差が位置合わせのズレとなる。そこで、別視点画像1921における特徴点1924と基準画像1901における特徴点1927との間の、画素間距離をズレ量と定義する。画素間距離の算出処理には、下式(8)を用いる。
18A illustrates the
Using the formula described in S205 in FIG. 2, four or more sets are selected from the input corresponding points, and a temporary conversion coefficient calculation process is performed. Then, another viewpoint image is deformed using the calculated conversion coefficient. As a result, the positions of the subjects in the
(xi,yi):基準画像の特徴点座標
(xi *,yi *):変形された別視点画像の特徴点座標
Ei:i番目の特徴点における画素間距離
本実施形態では、画素間距離としてユークリッド距離を用いるが、この算出方法に限定される訳ではなく、他の方法を用いてもよい。
(X i , y i ): feature point coordinates (x i * , y i * ) of the reference image: feature point coordinates E i of the modified different viewpoint image: inter-pixel distance at the i-th feature point Although the Euclidean distance is used as the inter-pixel distance, the present invention is not limited to this calculation method, and other methods may be used.
次に位置ズレ量算出部1705は、各画像に対するズレ量の代表値として画素間距離Eiの最大値を算出する。算出処理では、外れ値やノイズ成分を除いた画素間距離の最大値を算出するために、標準偏差を用いて値のばらつき具合が考慮される。各特徴点において算出した画素間距離の標準偏差(σと記す)は、下式(9)を用いて算出される。
Ei:i番目の特徴点における画素間距離
Eavg:画素間距離の平均
N:特徴点の総数
σ:画素間距離の標準偏差
Next, the positional shift
E i : Inter-pixel distance at the i-th feature point E avg : Average inter-pixel distance N: Total number of feature points σ: Standard deviation of inter-pixel distance
位置ズレ量算出部1705は、3σの範囲内にある画素間距離の最大値を決定する。画素間距離の標準偏差を表したグラフ1931を図18(D)に例示する。横軸は画素間距離を表し、縦軸は個数(度数)を表す。グラフ1931における3σの範囲にある最大画素間距離を点1932に示す。点1932での値がズレ量として決定される。つまり位置ズレ量算出部1705は、3σの範囲内にある画素間距離の最大値を、各画像における位置ズレ量の代表値(Einと記す)として算出し、画像決定部1706に出力する。
The positional deviation
図17のS1805で画像決定部1706は、遮蔽領域検出部1703と位置ズレ量算出部1705から取得した情報に基づいて、遮蔽領域の補間処理で使用する別視点画像を決定する。その際、下式(10)を用いて評価値が算出される。
Ein:位置合わせのズレ量の代表値
Sin:撮影されている遮蔽領域の大きさ
Sall:遮蔽領域の全体の大きさ
Rout:評価値
α、βは、位置合わせのズレ量の逆数と撮影されている遮蔽領域の大きさの比率に対する重み付け係数をそれぞれ表している。画像決定部1706は、式(10)で算出した評価値Routが最大となる画像を決定し、当該画像の情報を位置合わせ部1707に出力する。
In step S1805 of FIG. 17, the
E in : representative value of misregistration amount S in : size of shielded area being photographed S all : total size of shielded area R out : evaluation value α and β are reciprocals of misalignment amount of alignment And weighting coefficients for the ratio of the size of the shielded area being photographed. The
本実施形態では、位置合わせのズレ量と撮影されている遮蔽領域の大きさに基づいて、遮蔽領域の補間処理で使用する画像が決定される。すなわち、位置合わせのズレ量(代表値)の逆数と、遮蔽領域の全体の大きさに対して撮影されている遮蔽領域の大きさが占める比率に基づいて評価値が算出される。評価値が最大の画像を用いることにより、位置合わせのズレ量が小さく、補間し得る遮蔽領域が大きくなるように補間処理が行われる。 In the present embodiment, an image to be used in the shielding area interpolation processing is determined based on the amount of misalignment and the size of the shielding area being photographed. That is, the evaluation value is calculated based on the reciprocal of the amount of misalignment (representative value) and the ratio of the size of the shielded area being captured to the overall size of the shielded area. By using the image having the maximum evaluation value, the interpolation processing is performed so that the amount of misalignment is small and the shielding area that can be interpolated is large.
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Embodiments]
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
101・・・画像入力部、102・・・対応点探索部、103・・・遮蔽領域検出部、104・・・距離情報入力部、105・・・画像決定部、106・・・位置合わせ部、107・・・画像補間部、108・・・任意視点画像生成部、109・・・画像出力部
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出手段と、
前記入力手段から複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定手段と、
前記第1の画像と前記決定手段により決定された前記第2の画像、および前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間手段を備え、
前記決定手段は、前記位置合わせ手段が用いる画像間の対応点の数と、前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像を決定することを特徴とする画像処理装置。 An input means for inputting a first image and a plurality of second images acquired at a different viewpoint from the first image;
Alignment means for aligning the first and second images using corresponding points between the first image and the second image;
Detecting means for detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images;
Determining means for obtaining a plurality of the second images from the input means and determining the second image to be used for interpolation processing of the shielding area in the first image;
Interpolating means for acquiring the first image, the second image determined by the determining means, and information on the shielding area detected by the detecting means and performing interpolation processing of the shielding area,
The determining means is not shielded by the subject area in the second image with respect to the number of corresponding points between images used by the positioning means and the size of the shielding area detected by the detecting means. An image processing apparatus for determining an image to be used for interpolation processing from a plurality of the second images using information on the size of a region.
前記生成手段は、前記指示手段による仮想的な撮影条件の指示に応じて前記被写体領域の画像および前記補間手段により補間されて生成された画像の少なくとも一部を変形し、前記任意視点画像を生成することを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 Having an instruction means for instructing virtual shooting conditions in an arbitrary viewpoint image;
The generation unit generates the arbitrary viewpoint image by deforming at least a part of the image of the subject region and the image generated by interpolation by the interpolation unit according to an instruction of a virtual shooting condition by the instruction unit. The image processing apparatus according to claim 10.
前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、
前記第1の画像と前記第2の画像との位置合わせのズレ量を算出する算出手段と、
前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出手段と、
前記入力手段から複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定手段と、
前記第1の画像と前記決定手段により決定された前記第2の画像、および前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間手段を備え、
前記決定手段は、前記算出手段により算出された位置合わせのズレ量と、前記検出手段により検出された前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像を決定することを特徴とする画像処理装置。 An input means for inputting a first image and a plurality of second images acquired from a different viewpoint from the first image;
Alignment means for aligning the first and second images using corresponding points between the first image and the second image;
Calculating means for calculating a misalignment amount between the first image and the second image;
Detecting means for detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images;
Determining means for obtaining a plurality of the second images from the input means and determining the second image to be used for interpolation processing of the shielding area in the first image;
Interpolating means for acquiring the first image, the second image determined by the determining means, and information on the shielding area detected by the detecting means and performing interpolation processing of the shielding area,
The determination unit is a region that is not shielded by the subject region in the second image with respect to the misalignment amount calculated by the calculation unit and the size of the shielding region detected by the detection unit. An image processing apparatus for determining an image to be used for an interpolation process from a plurality of the second images using information on the size of the image.
第1の画像と、前記第1の画像と異なる視点で取得される複数の第2の画像を入力する入力ステップと、
前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出ステップと、
複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定ステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせステップと、
前記第1の画像と前記決定ステップで決定された前記第2の画像、および前記検出ステップで検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間ステップを有し、
前記決定ステップでは、前記第1の画像と前記第2の画像との対応点および前記検出ステップで検出された前記遮蔽領域の情報を取得し、画像間の対応点の数、および前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像が決定されることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing apparatus that processes a plurality of images with different viewpoints,
An input step of inputting a first image and a plurality of second images acquired at a different viewpoint from the first image;
A detection step of detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images;
A determination step of acquiring a plurality of the second images and determining the second image to be used for the interpolation processing of the shielding area in the first image;
An alignment step of aligning the first and second images using corresponding points between the first image and the second image;
An interpolation step for acquiring the first image, the second image determined in the determination step, and information on the shielding area detected in the detection step and performing interpolation processing on the shielding area;
In the determining step, the corresponding points between the first image and the second image and information on the shielding area detected in the detecting step are acquired, the number of corresponding points between the images, and the shielding area An image to be used for interpolation processing is determined from a plurality of the second images by using information on the size of a region not covered by the subject region in the second image with respect to the size. An image processing method.
第1の画像と、前記第1の画像と異なる視点で取得される複数の第2の画像を入力する入力ステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像との位置合わせのズレ量を算出する算出ステップと、
前記第1および第2の画像にて被写体領域により遮蔽される遮蔽領域を検出する検出ステップと、
複数の前記第2の画像を取得し、前記第1の画像における前記遮蔽領域の補間処理に使用する前記第2の画像を決定する決定ステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像との対応点を用いて前記第1および第2の画像の位置合わせを行う位置合わせステップと、
前記第1の画像と前記決定ステップで決定された前記第2の画像、および前記検出ステップで検出された前記遮蔽領域の情報を取得して前記遮蔽領域の補間処理を行う補間ステップを有し、
前記決定ステップでは、前記算出ステップで算出された位置合わせのズレ量、および前記検出ステップで検出された前記遮蔽領域の大きさに対する、前記第2の画像にて前記被写体領域により遮蔽されていない領域の大きさの情報を用いて、複数の前記第2の画像から補間処理に使用する画像が決定されることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method executed by an image processing apparatus that processes a plurality of images with different viewpoints,
An input step of inputting a first image and a plurality of second images acquired at a different viewpoint from the first image;
A calculation step of calculating a misalignment amount between the first image and the second image;
A detection step of detecting a shielding area shielded by a subject area in the first and second images;
A determination step of acquiring a plurality of the second images and determining the second image to be used for the interpolation processing of the shielding area in the first image;
An alignment step of aligning the first and second images using corresponding points between the first image and the second image;
An interpolation step for acquiring the first image, the second image determined in the determination step, and information on the shielding area detected in the detection step and performing interpolation processing on the shielding area;
In the determination step, an area that is not shielded by the subject area in the second image with respect to the misalignment amount calculated in the calculation step and the size of the shielding area detected in the detection step An image processing method characterized in that an image to be used for interpolation processing is determined from a plurality of the second images using information on the size of the image.
A program for causing a computer of an image processing apparatus to execute each step of the image processing method according to claim 16 or 17.
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