JP7581638B2 - Information processing device and information processing method - Google Patents
Information processing device and information processing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7581638B2 JP7581638B2 JP2020050539A JP2020050539A JP7581638B2 JP 7581638 B2 JP7581638 B2 JP 7581638B2 JP 2020050539 A JP2020050539 A JP 2020050539A JP 2020050539 A JP2020050539 A JP 2020050539A JP 7581638 B2 JP7581638 B2 JP 7581638B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information
- unit
- dimensional
- imaging
- image
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
本発明は、情報処理装置および情報処理方法に関する。 The present invention relates to an information processing device and an information processing method.
特許文献1には、物体までの距離を安定して精度良く測定することができる測距装置が記載されている。 Patent document 1 describes a distance measuring device that can stably and accurately measure the distance to an object.
特許文献2には、指などの写り込みが発生した場合に、写り込みの影響を少なくする画像処理を行う撮像装置が記載されている。 Patent document 2 describes an imaging device that performs image processing to reduce the effect of inclusion of a finger or other object in the image.
本発明は、所望の3次元情報が取得されていることを、容易に確認できる情報処理装置および情報処理方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide an information processing device and information processing method that allows easy confirmation that the desired three-dimensional information has been acquired.
本発明に係る情報処理装置は、受光した光に基づいて決定される3次元情報を出力し、2次元画像情報を撮像する撮像部と、対象に光を投射する投射部と、前記撮像部の画角と少なくとも一部が一致する画角を有し、前記対象から反射してきた前記光を受光する受光部と、前記受光部の出力に基づき前記3次元情報を決定する3次元情報決定部と、前記2次元画像情報を、前記3次元情報を決定する前に出力する出力部と、を備える。 The information processing device of the present invention outputs three-dimensional information determined based on received light and comprises an imaging unit that captures two-dimensional image information , a projection unit that projects light onto an object, a light receiving unit that has an angle of view that at least partially coincides with the angle of view of the imaging unit and receives the light reflected from the object, a three-dimensional information determination unit that determines the three-dimensional information based on the output of the light receiving unit, and an output unit that outputs the two-dimensional image information before determining the three -dimensional information.
本発明によれば、所望の3次元情報が取得されていることを、容易に確認できる情報処理装置および情報処理方法を提供することができる。 The present invention provides an information processing device and information processing method that can easily confirm that the desired three-dimensional information has been acquired.
以下に添付図面を参照して、撮像装置および撮像処理方法の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of the imaging device and imaging processing method are described in detail below with reference to the attached drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置の外観の一例を示す図である。図2は、撮像装置の構成を説明するための図である。図2には、図1の撮像装置の内部の構成を示している。 Fig. 1 is a diagram showing an example of the external appearance of an imaging device according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a diagram for explaining the configuration of the imaging device. Fig. 2 shows the internal configuration of the imaging device of Fig. 1.
撮像装置1は、受光した光に基づいて決定される3次元情報を出力する情報処理装置の一例であり、撮像部(カメラ)11と、可視光以外の光を投射する投射部(距離センサの発光部に相当する部分)12と、投射部12が投射した光に基づいて距離情報を取得する距離情報取得部(距離センサの受光部に相当する部分)13とを筐体10に対して一体に設けたものである。各部は、筐体10内部の処理回路14と同期信号線Lにより電気的に接続されており、それぞれ同期して動作する。 The imaging device 1 is an example of an information processing device that outputs three-dimensional information determined based on received light, and has an imaging unit (camera) 11, a projection unit (corresponding to the light-emitting unit of the distance sensor) 12 that projects light other than visible light, and a distance information acquisition unit (corresponding to the light-receiving unit of the distance sensor) 13 that acquires distance information based on the light projected by the projection unit 12, all of which are provided integrally with the housing 10. Each unit is electrically connected to a processing circuit 14 inside the housing 10 by a synchronization signal line L, and operates synchronously with each other.
撮影スイッチ15は、ユーザが処理回路14に撮影指示信号を入力するためのものである。表示部20は、処理回路14の出力信号に応じた内容を表示するものであり、液晶画面等により構成される。表示部20は、タッチパネル等により構成され、ユーザの操作入力を受け付けるようにしてもよい。撮影指示に基づき処理回路14は各部を制御してRGB画像や距離情報のデータを取得し、取得した距離情報のデータをRGB画像や距離情報のデータに基づいて高密度3次元点群データに再構築する処理を行う。距離情報のデータは、そのまま使用しても3次元点群データを構築することが可能だが、その場合、3次元点群データの精度が距離情報取得部13の画素数(解像度)に制限される。本例では、それを高密度の3次元点群データに再構築する場合の処理についても示す。再構築したデータは可搬型の記録媒体や通信などを介して外部のPCなどに出力され、3次元復元モデルの表示に利用される。 The photographing switch 15 is for the user to input a photographing instruction signal to the processing circuit 14. The display unit 20 displays the contents according to the output signal of the processing circuit 14 and is composed of a liquid crystal screen or the like. The display unit 20 may be composed of a touch panel or the like and be configured to accept user operation input. Based on the photographing instruction, the processing circuit 14 controls each part to acquire RGB image and distance information data, and performs processing to reconstruct the acquired distance information data into high-density three-dimensional point cloud data based on the RGB image and distance information data. The distance information data can be used as is to construct three-dimensional point cloud data, but in that case, the accuracy of the three-dimensional point cloud data is limited by the number of pixels (resolution) of the distance information acquisition unit 13. In this example, the processing for reconstructing it into high-density three-dimensional point cloud data is also shown. The reconstructed data is output to an external PC or the like via a portable recording medium or communication, and is used to display a three-dimensional reconstruction model.
各部や処理回路14には、筐体10内部に収容されるバッテリから電力が供給される。この他にも、筐体10の外部から接続コードにより電力供給を受ける構成としてもよい。 Each unit and the processing circuit 14 are supplied with power from a battery housed inside the housing 10. Alternatively, power may be supplied from outside the housing 10 via a connection cord.
撮像部11は、撮像素子11a、11Aや、魚眼レンズ(広角レンズ)11b、11Bなどを有する。投射部12は、光源部12a、12Aや広角レンズ12b、12Bなどを有する。距離情報取得部13は、TOF(Time Of Fright)センサ13a、13Aや広角レンズ13b、13Bなどを有する。なお、各部は、図示を省略しているがプリズムやレンズ群などの光学系を構成してよい。例えば、撮像部11に、魚眼レンズ11b、11Bが集めた光を撮像素子11a、11Aに結像するための光学系を構成してよい。また、投射部12に、光源部12a、12Aの光を広角レンズ12b、12Bに導く光学系を構成してよい。また、距離情報取得部13に広角レンズ13b、13Bが集めた光をTOFセンサ13a、13Aに結像するための光学系を構成してよい。各光学系については、撮像素子11a、11A、光源部12a、12A、TOFセンサ13a、13Aなどの構成や配置に応じて適宜決めてよいものとし、ここでは、プリズムやレンズ群などの光学系については省略して説明する。 The imaging unit 11 has imaging elements 11a, 11A, fisheye lenses (wide-angle lenses) 11b, 11B, etc. The projection unit 12 has light source units 12a, 12A, wide-angle lenses 12b, 12B, etc. The distance information acquisition unit 13 has TOF (Time Of Flight) sensors 13a, 13A, wide-angle lenses 13b, 13B, etc. Each unit may be configured as an optical system such as a prism or a lens group, although not shown. For example, the imaging unit 11 may be configured as an optical system for forming an image on the imaging elements 11a, 11A using light collected by the fisheye lenses 11b, 11B. The projection unit 12 may be configured as an optical system for guiding the light of the light source units 12a, 12A to the wide-angle lenses 12b, 12B. In addition, an optical system may be configured in the distance information acquisition unit 13 to focus the light collected by the wide-angle lenses 13b and 13B on the TOF sensors 13a and 13A. Each optical system may be appropriately determined depending on the configuration and arrangement of the image pickup elements 11a and 11A, the light source units 12a and 12A, the TOF sensors 13a and 13A, etc., and the optical systems such as prisms and lens groups will not be described here.
撮像素子11a、11A、光源部12a、12A、およびTOFセンサ13a、13Aは、筐体10の内部に一体的に収められている。魚眼レンズ11bと、広角レンズ12bと、広角レンズ13bと、表示部20とは、それぞれ筐体10の正面側の第1の面に設けられている。第1の面において、魚眼レンズ11b、広角レンズ12b、および広角レンズ13bのぞれぞれの内側の範囲は開口している。 The image sensors 11a, 11A, the light sources 12a, 12A, and the TOF sensors 13a, 13A are housed integrally inside the housing 10. The fisheye lens 11b, the wide-angle lens 12b, the wide-angle lens 13b, and the display unit 20 are each provided on a first surface on the front side of the housing 10. On the first surface, the inner ranges of the fisheye lens 11b, the wide-angle lens 12b, and the wide-angle lens 13b are each open.
魚眼レンズ11Bと、広角レンズ12Bと、広角レンズ13Bと、撮影スイッチ15とは、それぞれ筐体10の背面側の第2の面に設けられている。第2の面において、魚眼レンズ11B、広角レンズ12B、および広角レンズ13Bのぞれぞれの内側の範囲は開口している。 The fisheye lens 11B, the wide-angle lens 12B, the wide-angle lens 13B, and the shooting switch 15 are each provided on a second surface on the rear side of the housing 10. On the second surface, the inner ranges of the fisheye lens 11B, the wide-angle lens 12B, and the wide-angle lens 13B are each open.
撮像素子11a、11Aは、2次元解像度のイメージセンサ(エリアセンサ)である。撮像素子11a、11Aは、2次元方向に各画素の受光素子(フォトダイオード)が多数配列された撮像エリアを有する。撮像エリアには可視光を受光するためにベイヤ配列等のR(Red)とG(Green)とB(Blue)のカラーフィルタが設けられており、カラーフィルタを通過した光がフォトダイオードに蓄電される。ここでは、広角(例えば図2に示す撮像方向を正面とする周囲180度の半天球の範囲など)の2次元画像を高解像度で取得することができるように画素数の多いイメージセンサを使用する。撮像素子11a、11Aは、その撮像エリアに結像した光を各画素の画素回路で電気信号に変換して高解像度のRGB画像を出力する。魚眼レンズ11b、11Bは、広角(例えば図2に示す撮像方向を正面とする周囲180度の半球の範囲など)から光を集め、その光を撮像素子11a、11Aの撮像エリアに結像する。 The imaging elements 11a and 11A are two-dimensional resolution image sensors (area sensors). The imaging elements 11a and 11A have an imaging area in which a large number of light receiving elements (photodiodes) for each pixel are arranged in a two-dimensional direction. The imaging area is provided with R (Red), G (Green), and B (Blue) color filters such as a Bayer array to receive visible light, and light that passes through the color filters is stored in the photodiodes. Here, an image sensor with a large number of pixels is used so that a wide-angle (for example, a range of a hemisphere of 180 degrees around the imaging direction shown in FIG. 2) two-dimensional image can be obtained with high resolution. The imaging elements 11a and 11A convert the light imaged in the imaging area into an electrical signal using the pixel circuit of each pixel, and output a high-resolution RGB image. The fisheye lenses 11b and 11B collect light from a wide angle (for example, a hemispherical range of 180 degrees around the imaging direction shown in FIG. 2) and focus the light on the imaging areas of the imaging elements 11a and 11A.
光源部12a、12Aは、半導体レーザであり、距離の計測に用いる可視光領域以外(ここでは一例として赤外とする)の波長帯のレーザ光を出射する。光源部12a、12Aには、1つの半導体レーザを用いてもよいし、複数の半導体レーザを組み合わせて使用してもよい。また、半導体レーザとして例えばVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER)などの面発光型の半導体レーザを使用してもよい。また、半導体レーザの光を光学レンズにより縦に長くなるように成形し、縦長にした光を、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーなどの光偏向素子で計測範囲の一次元方向に走査するような構成にしてもよい。本実施の形態では、光源部12a、12Aとして、半導体レーザLAの光をMEMSミラーなどの光偏向素子を使用せずに広角レンズ12b、12Bを介して広角の範囲に広げる形態を示している。 The light source units 12a and 12A are semiconductor lasers that emit laser light in a wavelength band other than the visible light region used for measuring distances (infrared is used here as an example). For the light source units 12a and 12A, one semiconductor laser may be used, or multiple semiconductor lasers may be used in combination. In addition, a surface-emitting semiconductor laser such as a VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting LASER) may be used as the semiconductor laser. In addition, the light of the semiconductor laser may be shaped to be vertically elongated by an optical lens, and the vertically elongated light may be scanned in a one-dimensional direction of the measurement range by an optical deflection element such as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror. In this embodiment, the light source units 12a and 12A are configured to expand the light of the semiconductor laser LA to a wide angle range via wide-angle lenses 12b and 12B without using an optical deflection element such as a MEMS mirror.
光源部12a、12Aの広角レンズ12b、12Bは、光源部12a、12Aが出射した光を広角(例えば図2に示す撮像方向を正面とする周囲180度の半球の範囲など)の範囲に広げる機能を有する。 The wide-angle lenses 12b and 12B of the light source units 12a and 12A have the function of expanding the light emitted by the light source units 12a and 12A to a wide-angle range (for example, a hemispherical range of 180 degrees around the imaging direction as shown in FIG. 2).
距離情報取得部13の広角レンズ13b、13Bは、投射部12により投射された光源部12a、12Aの光の反射光を、計測範囲である広角(例えば図2に示す撮像方向を正面とする周囲180度の半球の範囲など)の各方向から取り込み、それらの光をTOFセンサ13a、13Aの受光エリアに結像する。計測範囲には一つまたは複数の被投射物(例えば建物など)が含まれており、被投射物で反射した光(反射光)が広角レンズ13b、13Bに入射する。反射光は、例えば広角レンズ13b、13Bの表面全体に赤外領域の波長以上の光をカットするフィルタを設けるなどして取り込んでよい。なお、これに限らず、受光エリアに赤外領域の光が入射すればよいため、広角レンズ13b、13Bから受光エリアまでの光路にフィルタなど赤外領域の波長の光を通す手段を設けてもよい。 The wide-angle lenses 13b and 13B of the distance information acquisition unit 13 capture reflected light of the light from the light source units 12a and 12A projected by the projection unit 12 from each direction of the wide angle (for example, a hemispherical range of 180 degrees around the imaging direction shown in FIG. 2) that is the measurement range, and form an image of that light on the light receiving area of the TOF sensors 13a and 13A. The measurement range includes one or more projection objects (for example, buildings, etc.), and light reflected by the projection objects (reflected light) enters the wide-angle lenses 13b and 13B. The reflected light may be captured by, for example, providing a filter that cuts light with wavelengths in the infrared range or longer on the entire surface of the wide-angle lenses 13b and 13B. Note that this is not limited to this, and since it is sufficient that light in the infrared range enters the light receiving area, a means for passing light with wavelengths in the infrared range, such as a filter, may be provided on the optical path from the wide-angle lenses 13b and 13B to the light receiving area.
TOFセンサ13a、13Aは、2次元解像度の光センサである。TOFセンサ13a、13Aは多数の受光素子(フォトダイオード)が2次元方向に配列された受光エリアを有する。この意味で「第2の撮像受光手段 」と言えるである。TOFセンサ13a、13Aは、計測範囲の各エリア(各エリアを位置とも言う)の反射光を、各エリアに対応する受光素子で受光し、各受光素子で検出した光に基づき各エリアまでの距離を計測(算出)する。 TOF sensors 13a and 13A are optical sensors with two-dimensional resolution. TOF sensors 13a and 13A have a light receiving area in which many light receiving elements (photodiodes) are arranged in a two-dimensional direction. In this sense, they can be called "second imaging light receiving means." TOF sensors 13a and 13A receive reflected light from each area (each area is also called a position) in the measurement range using light receiving elements corresponding to each area, and measure (calculate) the distance to each area based on the light detected by each light receiving element.
本実施形態では、位相差検出方式で距離を計測する。位相差検出方式では、基本周波数で振幅変調したレーザ光を計測範囲に照射し、その反射光を受光して照射光と反射光との位相差を測定することで時間を求め、その時間に光速をかけて距離を算出する。この方式では、ある程度の解像度が見込めることが強みである。 In this embodiment, distance is measured using a phase difference detection method. In this method, laser light that has been amplitude modulated at a fundamental frequency is irradiated onto the measurement range, the reflected light is received, and the phase difference between the irradiated light and the reflected light is measured to determine the time, which is then multiplied by the speed of light to calculate the distance. An advantage of this method is that it can provide a certain degree of resolution.
TOFセンサ13a、13Aは、投射部12による光の照射に同期して駆動し、各受光素子(画素に対応)で反射光との位相差から各画素に対応する距離を算出し、画素情報に計測範囲内の各エリアまでの距離を示す情報を対応付けた距離情報画像データ(後において「距離画像」や「TOF画像」とも言う)を出力する。TOFセンサ13a、13Aは、画素情報に位相情報を対応付けた位相情報画像データを出力し、後処理にて位相情報画像データに基づき距離情報画像データを取得してもよい。 TOF sensors 13a and 13A are driven in synchronization with the irradiation of light by projection unit 12, calculate the distance corresponding to each pixel from the phase difference with the reflected light at each light receiving element (corresponding to a pixel), and output distance information image data (hereinafter also referred to as "distance image" or "TOF image") in which pixel information is associated with information indicating the distance to each area within the measurement range. TOF sensors 13a and 13A may output phase information image data in which pixel information is associated with phase information, and acquire distance information image data based on the phase information image data in post-processing.
なお、測定範囲を分割することができるエリア数は、受光エリアの解像度によって決まる。従って、小型化のため解像度が低いものを使用した場合、距離画像データの画素情報の数が減少するため、3次元点群の数も少なくなる。 The number of areas into which the measurement range can be divided is determined by the resolution of the light receiving area. Therefore, if a low resolution is used to reduce size, the number of pixels of distance image data will decrease, and the number of 3D point clouds will also decrease.
なお、他の形態として、位相差検出方式に代えて、パルス方式で距離を計測してもよい。その場合、例えば、光源部12a、12Aで、立ち上がり時間が数ナノ秒(ns)で且つ光ピークパワーが強い超短パルスの照射パルスP1を出射し、これに同期してTOFセンサ13a、13Aにより、光源部12a、12Aが出射した照射パルスP1の反射光である反射パルスP2の受光までにかかる時間(t)を計測する。この方式を採用する場合、例えばTOFセンサ13a、13Aとして、受光素子の出力側に時間の計測を行う回路などを実装したものを使用する。各回路では、受光素子毎に、光源部12a、12Aが照射パルスP1を出射してから反射パルスP2を受光するまでにかかる時間を距離に換算し、各エリアまでの距離を得る。 As another embodiment, distance may be measured using a pulse method instead of the phase difference detection method. In this case, for example, the light source unit 12a, 12A emits an ultrashort pulse irradiation pulse P1 with a rise time of several nanoseconds (ns) and a strong optical peak power, and the TOF sensor 13a, 13A measures the time (t) required to receive the reflected pulse P2, which is the reflected light of the irradiation pulse P1 emitted by the light source unit 12a, 12A, in synchronization with this. When this method is adopted, for example, the TOF sensor 13a, 13A is used that is equipped with a circuit that measures time on the output side of the light receiving element. In each circuit, the time required from the light source unit 12a, 12A emitting the irradiation pulse P1 to receiving the reflected pulse P2 is converted into a distance for each light receiving element, and the distance to each area is obtained.
この方式は、ピーク光を使用し強力な光を出力することができるので、撮像装置1の広角化に適している。また、MEMSミラーなどを使用して光を振る(走査する)構成にした場合には、強力な光を、広がりを抑えつつ遠くまで照射することができるため、測定距離の拡大に繋がる。この場合、光源部12a、12Aから出射されたレーザ光を、MEMSミラーにより広角レンズ12b、12Bへ向けて走査(偏向)するような配置関係とする。 This method is suitable for widening the angle of the imaging device 1 because it can output powerful light using peak light. Also, if a MEMS mirror or the like is used to deflect (scan) the light, powerful light can be emitted farther while suppressing the spread, which leads to an increase in the measurement distance. In this case, the laser light emitted from the light source units 12a and 12A is arranged so that it is scanned (deflected) by the MEMS mirror toward the wide-angle lenses 12b and 12B.
なお、撮像部11の有効画角と距離情報取得部13の有効画角は例えば180度以上で一致していることが望ましいが、必ずしも一致していなくてもよい。必要に応じて撮像部11の有効画角と距離情報取得部13の有効画角とをそれぞれ減じてもよい。本実施例では、撮像部11および距離情報取得部13は画角に干渉するものがないように例えば100度~180度の範囲内などに有効画素を減じている。また、TOFセンサ13a、13Aの解像度は、撮像装置1の小型化を優先して撮像素子11a、11Aの解像度よりも低く設定してよい。TOFセンサ13a、13Aを撮像素子11a、11Aよりも低解像度のものとすることにより、受光エリアのサイズ拡大を抑えることができるため、撮像装置1の小型化に繋げることができる。このためTOFセンサ13a、13Aは低解像度になり、TOFセンサ13a、13Aで得られる3次元点群は低密度となるが、「取得手段」である処理回路14を設けているため高密度の3次元点群に変換することができる。処理回路14において高密度の3次元点群に変換する処理については後述する。 Note that, although it is desirable that the effective angle of view of the imaging unit 11 and the effective angle of view of the distance information acquisition unit 13 are the same, for example, at 180 degrees or more, they do not necessarily have to be the same. If necessary, the effective angle of view of the imaging unit 11 and the effective angle of view of the distance information acquisition unit 13 may be reduced. In this embodiment, the effective pixels of the imaging unit 11 and the distance information acquisition unit 13 are reduced, for example, to within a range of 100 degrees to 180 degrees so that there is no interference with the angle of view. In addition, the resolution of the TOF sensors 13a and 13A may be set lower than the resolution of the imaging elements 11a and 11A, prioritizing the miniaturization of the imaging device 1. By making the TOF sensors 13a and 13A lower resolution than the imaging elements 11a and 11A, the size expansion of the light receiving area can be suppressed, which can lead to the miniaturization of the imaging device 1. For this reason, the TOF sensors 13a and 13A have low resolution, and the 3D point clouds obtained by the TOF sensors 13a and 13A have low density, but because the processing circuit 14, which is the "acquisition means," is provided, it can be converted into a high-density 3D point cloud. The process of converting into a high-density 3D point cloud in the processing circuit 14 will be described later.
本実施の形態では、一例として、撮像素子11aと、光源部12aと、TOFセンサ13aとは筐体10の長手方向に直線上に並ぶように設けている。同様に、撮像素子11Aと、光源部12Aと、TOFセンサ13Aとは筐体10の長手方向に直線上に並ぶように設けている。以下、撮像素子11aと、光源部12aと、TOFセンサ13aの例で説明する。 In this embodiment, as an example, the image sensor 11a, the light source unit 12a, and the TOF sensor 13a are arranged so as to be aligned in a straight line in the longitudinal direction of the housing 10. Similarly, the image sensor 11A, the light source unit 12A, and the TOF sensor 13A are arranged so as to be aligned in a straight line in the longitudinal direction of the housing 10. Below, an example of the image sensor 11a, the light source unit 12a, and the TOF sensor 13a will be described.
撮像素子11aの撮像エリア(撮像面)やTOFセンサ13aの受光エリア(受光面)は、図2に示すように長手方向に直交する方向に向けて配置してもよいし、光の直進方向(光路)を90度変換して入射させるプリズムなどを設けることで長手方向に向けて配置してもよい。この他にも、構成に応じて任意の向きに配置してもよい。つまりは、撮像素子11aと、光源部12aと、TOFセンサ13aとは、同じ計測範囲が対象となるように配置される。撮像部11と、投射部12と、距離情報取得部13とが筐体10の一面側から、その測定範囲に向けて配置される。 この際に、撮像素子11aとTOFセンサ13aとを、平行ステレオ化するように同一基線上に配置できればよい。平行ステレオ化するように配置することにより、撮像素子11aが1つであっても、TOFセンサ13aの出力を利用して視差データを得ることが可能になる。光源部12aは、TOFセンサ13aの計測範囲に光を照射することができるように構成する。 The imaging area (imaging surface) of the imaging element 11a and the light receiving area (light receiving surface) of the TOF sensor 13a may be arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction as shown in FIG. 2, or may be arranged in the longitudinal direction by providing a prism that changes the straight-line direction (optical path) of light by 90 degrees and makes it incident. In addition, they may be arranged in any direction depending on the configuration. In other words, the imaging element 11a, the light source unit 12a, and the TOF sensor 13a are arranged so that the same measurement range is the target. The imaging unit 11, the projection unit 12, and the distance information acquisition unit 13 are arranged from one side of the housing 10 toward the measurement range. In this case, it is sufficient that the imaging element 11a and the TOF sensor 13a are arranged on the same baseline so as to be parallel stereo. By arranging them so as to be parallel stereo, even if there is only one imaging element 11a, it is possible to obtain parallax data using the output of the TOF sensor 13a. The light source unit 12a is configured to irradiate light into the measurement range of the TOF sensor 13a.
(処理回路)
続いて、処理回路14の処理について説明する。TOFセンサ13a、13Aだけで得たTOF画像は、そのままでは解像度が低い。このため、本例では処理回路14により高解像度化し、高密度の3次元点群データを再構築する例を示す。なお、処理回路14における「情報処理手段」としての以下に示す処理の一部または全ては、外部装置で行ってもよい。
(Processing circuit)
Next, the processing of the processing circuit 14 will be described. The TOF image obtained only by the TOF sensors 13a and 13A has low resolution as it is. For this reason, in this example, the resolution is increased by the processing circuit 14, and high-density three-dimensional point cloud data is reconstructed. Note that some or all of the processing described below as "information processing means" in the processing circuit 14 may be performed by an external device.
前述したように、撮像装置1で再構築された3次元点群データは、可搬型の記録媒体や通信などを介してPCなどの外部装置に出力され、3次元復元モデルの表示に利用される。 As mentioned above, the 3D point cloud data reconstructed by the imaging device 1 is output to an external device such as a PC via a portable recording medium or communication, and is used to display the 3D reconstruction model.
これにより、撮像装置1自体が3次元復元モデルの表示を行う場合に比べて、高速化、小型化、軽量化により携帯性に優れた撮像装置1を提供することができる。 This makes it possible to provide an imaging device 1 that is faster, smaller, and lighter, making it more portable than when the imaging device 1 itself displays the 3D reconstruction model.
しかしながら、3次元情報を取得する現場から離れて、外部装置により3次元情報を復元した後に、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことに気づく場合があり、その場合、3次元情報を取得する現場を再訪問する手間がかかる。 However, after leaving the site where the 3D information was acquired and restoring the 3D information using an external device, it may be noticed that the photographer or the tripod is still visible in the captured image, or that the 3D information was not captured in the desired layout. In such cases, it may be necessary to go to the trouble of revisiting the site where the 3D information was acquired.
これを解決するには、現場に3次元復元装置を持ち込むことが考えられるが、そうすると、高速化、小型化、軽量化というメリットがなくなってしまう。 One solution to this problem would be to bring in a 3D reconstruction device on-site, but this would negate the benefits of high speed, compact size, and lightweight design.
また、取得した3次元情報を通信回線により外部装置に送信し、復元された3次元情報を受信することも考えられるが、高速化のメリットが無くなるのと、そもそも3次元情報は情報量が多いので、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みを目視で確認するのは困難である。 It is also possible to transmit the acquired 3D information to an external device via a communication line and receive the restored 3D information, but this would eliminate the benefit of high speed, and in addition, 3D information contains a large amount of information, making it difficult to visually check whether the photographer, the tripod, etc. are reflected in the captured image.
特に全天球3次元情報の場合は、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みを目視で確認するのは極めて困難である。 In particular, when it comes to spherical 3D information, it is extremely difficult to visually check whether the photographer, a tripod, or other objects are reflected in the captured image.
本実施形態は、以上の課題に鑑み、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことをリアルタイムで容易に確認できる撮像装置1を提供することを目的とする。 In view of the above problems, this embodiment aims to provide an imaging device 1 that makes it easy to check in real time whether the photographer himself or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been acquired.
図3は、同実施形態における撮像装置の使用状況を説明するための図である。 Figure 3 is a diagram for explaining the usage status of the imaging device in this embodiment.
図3(a)に示す状態では、撮影者Mおよび撮像装置1を支持する自撮り棒1Aは、全天球撮像範囲Rに含まれておらず、撮影者Mおよび自撮り棒1Aが、全天球の撮像画像に写りこむことはない。 In the state shown in FIG. 3(a), the photographer M and the selfie stick 1A supporting the imaging device 1 are not included in the spherical imaging range R, and the photographer M and the selfie stick 1A are not captured in the spherical captured image.
図3(b)に示す状態では、撮影者Mが全天球撮像範囲Rに含まれており、撮影者Mが、全天球の撮像画像に写りこんでしまう。 In the state shown in FIG. 3(b), the photographer M is included in the spherical imaging range R, and the photographer M is captured in the spherical captured image.
図3(c)に示す状態では、撮像装置1を支持する三脚1Bが全天球撮像範囲Rに含まれており、三脚1Bが、全天球の撮像画像に写りこんでしまう。 In the state shown in FIG. 3(c), the tripod 1B supporting the imaging device 1 is included in the omnidirectional imaging range R, and the tripod 1B is captured in the omnidirectional captured image.
図3(d)に示す状態では、撮影者Mおよび撮像装置1を支持する自撮り棒1Aは、全天球撮像範囲Rに含まれておらず、撮影者Mおよび自撮り棒1Aが、全天球の撮像画像に写りこむことはないが、外光が強いため、写りこみを誤判定する可能性がある。 In the state shown in FIG. 3(d), the photographer M and the selfie stick 1A supporting the imaging device 1 are not included in the spherical imaging range R, and the photographer M and the selfie stick 1A are not captured in the spherical captured image. However, because of the strong external light, there is a possibility that the photographer M and the selfie stick 1A are erroneously determined to be captured.
また、図3(b)および図3(c)に示す状態では、写りこむ物体の色や種類、およびその見え方が多様であるため、一律に写りこみの有無を判断するのは困難であった。 In addition, in the conditions shown in Figures 3(b) and 3(c), the colors and types of objects reflected in the image, as well as the way they appear, are diverse, making it difficult to uniformly determine whether or not an object is reflected.
以上の状況に対して、TOFセンサ13a、13Aから出力される距離情報画像データに基づき、撮影者自身や三脚等の特定の対象物(近接物)の有無を判断する場合、本当に特定の対象物が存在するのか、外光が強すぎるのか、区別することが困難であった。 In the above situation, when determining whether or not there is a specific object (nearby object) such as the photographer himself or a tripod based on the distance information image data output from the TOF sensors 13a and 13A, it is difficult to distinguish whether a specific object is actually present or whether the external light is too strong.
すなわち、TOFセンサ13a、13Aの特定の画素の蓄電量が飽和している場合、特定の対象物が存在しているのが原因なのか、外光の強度が強すぎるのか、TOFセンサ13a、13Aの出力からだけでは、区別することが困難であった。 In other words, when the charge storage amount of a particular pixel of the TOF sensors 13a and 13A becomes saturated, it is difficult to distinguish from the output of the TOF sensors 13a and 13A alone whether this is due to the presence of a particular object or because the intensity of external light is too strong.
本実施形態は、以上の課題に鑑み、外光の影響と区別して、撮影者自身や三脚等の特定の対象物の撮像画像への写り込みの有無を正確に確認することができる撮像装置1を提供することを他の目的とする。 In view of the above problems, another objective of this embodiment is to provide an imaging device 1 that can accurately check whether or not a specific object, such as the photographer himself or herself or a tripod, is reflected in a captured image, distinguishing it from the effects of external light.
図4は、処理回路14の処理ブロックの構成の一例を示す図である。図4に示す処理回路14は、制御部141と、RGB画像データ取得部142と、モノクロ処理部143と、TOF画像データ取得部144と、高解像度化部145と、マッチング処理部146と、再投影処理部147と、セマンティックセグメンテーション部148と、視差計算部149と、3次元再構成処理部150と、判断部160と、出力部の一例である表示制御部170と、出力部の一例である送受信部180とを有する。なお、図4において、実線矢印は信号の流れを示し、破線矢印はデータの流れを示している。 Figure 4 is a diagram showing an example of the configuration of the processing block of the processing circuit 14. The processing circuit 14 shown in Figure 4 has a control unit 141, an RGB image data acquisition unit 142, a monochrome processing unit 143, a TOF image data acquisition unit 144, a high resolution unit 145, a matching processing unit 146, a reprojection processing unit 147, a semantic segmentation unit 148, a parallax calculation unit 149, a 3D reconstruction processing unit 150, a judgment unit 160, a display control unit 170 which is an example of an output unit, and a transmission/reception unit 180 which is an example of an output unit. In Figure 4, the solid arrows indicate the flow of signals, and the dashed arrows indicate the flow of data.
制御部141は、撮影スイッチ15からON信号(撮影開始信号)を受けると撮像素子11a、11A、光源部12a、12A、およびTOFセンサ13a、13Aに同期信号を出力し、処理回路14全体を制御する。制御部141は、先ず光源部12a、12Aに超短パルスの出射を指示する信号を出力し、これと同じタイミングでTOFセンサ13a、13AにTOF画像データの生成を指示する信号を出力する。さらに、制御部141は、撮像素子11a、11Aに撮像を指示する信号を出力する。なお、撮像素子11a、11Aにおける撮像は、光源部12a、12Aから出射されている期間でもよいし、その前後の直近の期間でもよい。 When the control unit 141 receives an ON signal (shooting start signal) from the shooting switch 15, it outputs a synchronization signal to the image pickup elements 11a, 11A, the light source units 12a, 12A, and the TOF sensors 13a, 13A, and controls the entire processing circuit 14. The control unit 141 first outputs a signal to the light source units 12a, 12A to instruct them to emit ultrashort pulses, and at the same timing outputs a signal to the TOF sensors 13a, 13A to instruct them to generate TOF image data. Furthermore, the control unit 141 outputs a signal to the image pickup elements 11a, 11A to instruct them to capture images. Note that the image pickup at the image pickup elements 11a, 11A may be during the period when light is emitted from the light source units 12a, 12A, or may be during the period immediately before or after that.
RGB画像データ取得部142は、制御部141による撮像指示に基づき、撮像素子11a、11Aが撮像したRGB画像データを取得して、全天球のRGB画像データを出力する。モノクロ処理部143は、TOFセンサ13a、13Aから得られるTOF画像データとのマッチング処理のためにデータ種を揃えるための処理を行う。この例では、モノクロ処理部143は、全天球のRGB画像データを全天球のモノクロ画像に変換する処理を行う。 The RGB image data acquisition unit 142 acquires RGB image data captured by the image capture elements 11a and 11A based on an image capture instruction from the control unit 141, and outputs RGB image data of the entire celestial sphere. The monochrome processing unit 143 performs processing to align data types for matching processing with TOF image data obtained from the TOF sensors 13a and 13A. In this example, the monochrome processing unit 143 performs processing to convert the RGB image data of the entire celestial sphere into a monochrome image of the entire celestial sphere.
TOF画像データ取得部144は、制御部141によるTOF画像データの生成指示に基づき、TOFセンサ13a、13Aが生成したTOF画像データを取得して、全天球のTOF画像データを出力する。 The TOF image data acquisition unit 144 acquires the TOF image data generated by the TOF sensors 13a and 13A based on an instruction to generate TOF image data from the control unit 141, and outputs TOF image data of the entire celestial sphere.
高解像度化部145は、全天球のTOF画像データをモノクロ画像に見立て、その解像度を高解像度化する。具体的に、高解像度化部145は、全天球のTOF画像データの各画素に対応付けられている距離の値を、全天球のモノクロ画像の値(グレースケール値)に置き換えて使用する。さらに、高解像度化部145は、全天球のモノクロ画像の解像度を撮像素子11a、11Aから得られた全天球のRGB画像データの解像度まで高解像度化する。高解像度への変換は、例えば通常のアップコンバート処理を施すことにより行う。その他の変換方法としては、例えば連続して生成された全天球のTOF画像データを複数フレーム取得し、それらを利用して隣接する地点の距離を追加して超解像度処理を施すなどしてもよい。 The high-resolution unit 145 treats the TOF image data of the celestial sphere as a monochrome image and increases the resolution of the image. Specifically, the high-resolution unit 145 replaces the distance value associated with each pixel of the TOF image data of the celestial sphere with the value (grayscale value) of the monochrome image of the celestial sphere and uses the result. Furthermore, the high-resolution unit 145 increases the resolution of the monochrome image of the celestial sphere to the resolution of the RGB image data of the celestial sphere obtained from the image sensors 11a and 11A. The conversion to high resolution is performed, for example, by performing a normal up-conversion process. As another conversion method, for example, multiple frames of TOF image data of the celestial sphere that are generated continuously may be obtained, and the distances of adjacent points may be added using the frames to perform super-resolution processing.
マッチング処理部146は、全天球のTOF画像データを高解像度化した全天球のモノクロ画像と、全天球のRGB画像データの全天球のモノクロ画像とについて、テクスチャのある部分の特徴量を抽出し、抽出した特徴量によりマッチング処理を行う。例えば、マッチング処理部146は、各モノクロ画像からエッジを抽出し、抽出したエッジ情報同士でマッチング処理を行う。この他の方法として、例えばSIFT等のテクスチャの変化を特徴量化した手法でマッチング処理を行ってもよい。ここでマッチング処理とは、対応画素の探索のことを意味する。 The matching processing unit 146 extracts features of textured portions of a monochrome image of the celestial sphere obtained by increasing the resolution of the TOF image data of the celestial sphere and a monochrome image of the celestial sphere obtained by increasing the resolution of the TOF image data of the celestial sphere, and performs a matching process using the extracted features. For example, the matching processing unit 146 extracts edges from each monochrome image and performs a matching process between the extracted edge information. As another method, the matching process may be performed using a method that converts changes in texture into features, such as SIFT. Here, the matching process refers to a search for corresponding pixels.
マッチング処理の具体的な手法として、例えばブロックマッチングがある。ブロックマッチングは、参照する画素の周辺で、M×M(Mは正の整数)ピクセルサイズのブロックとして切り出される画素値と、もう一方の画像のうち、探索の中心となる画素の周辺で、同じくM×Mピクセルのブロックとして切り出される画素値の類似度を計算し、最も類似度が高くなる中心画素を対応画素とする方法である。 One example of a specific matching technique is block matching. Block matching is a method that calculates the similarity between pixel values cut out as a block of M x M pixels (M is a positive integer) around a reference pixel and pixel values cut out as a block of M x M pixels around a pixel that is the center of the search in another image, and then determines the central pixel with the highest similarity as the corresponding pixel.
類似度の計算方法は様々である。例えば、正規化自己相関係数CNCC(NCC:Normalized Correlation Coefficient)を示す式を用いても良い。正規化自己相関係数CNCCは数値が高いほど類似度が高いことを示し、ブロックの画素値が完全に一致していれる場合に1となる。 There are various methods for calculating similarity. For example, an equation showing the normalized autocorrelation coefficient (CNCC) may be used. The higher the normalized autocorrelation coefficient (CNCC) value, the higher the similarity, and the value is 1 when the pixel values of the blocks are perfectly identical.
また、全天球のTOF画像データからテクスチャレス領域の距離のデータも得られるため、領域に応じてマッチング処理に重みをつけてもよい。例えばCNCCを示す式の計算において、エッジ以外の箇所(テクスチャレス領域)に重みをかける計算を行ってもよい。 In addition, because distance data for textureless regions can also be obtained from spherical TOF image data, weighting may be applied to the matching process depending on the region. For example, in calculating the formula showing CNCC, a calculation may be performed in which weighting is applied to areas other than edges (textureless regions).
また、NCCを示す式の代わりに、選択的正規化相関(SCC:Selective Correlation Coefficient)などを用いてもよい。 In addition, instead of the formula indicating NCC, selective correlation coefficient (SCC) or the like may be used.
再投影処理部147は、計測範囲の各位置の距離を示す全天球のTOF画像データを撮像部11の2次元座標(スクリーン座標系)に再投影する処理を行う。再投影するとは、TOFセンサ13a、13Aが算出する3次元点が、撮像素子11a、11Aの画像ではどの座標に写るかを求めることである。全天球のTOF画像データは、距離情報取得部13(主に広角レンズ13b、13B)を中心とする座標系における3次元点の位置を示す。従って、全天球のTOF画像データが示す3次元点を、撮像部11(主に魚眼レンズ11b、11B)を中心とする座標系に再投影する。例えば、再投影処理部147は、全天球のTOF画像データの3次元点の座標を撮像部11を中心とする3次元点の座標に平行移動し、平行移動後に、全天球のRGB画像データが示す2次元の座標系(スクリーン座標系)に変換する処理を施す。 The reprojection processing unit 147 performs a process of reprojecting the TOF image data of the celestial sphere, which indicates the distance of each position in the measurement range, onto the two-dimensional coordinates (screen coordinate system) of the imaging unit 11. Reprojection means determining at which coordinates the three-dimensional points calculated by the TOF sensors 13a and 13A are reflected in the images of the imaging elements 11a and 11A. The TOF image data of the celestial sphere indicates the position of the three-dimensional point in a coordinate system centered on the distance information acquisition unit 13 (mainly the wide-angle lenses 13b and 13B). Therefore, the three-dimensional points indicated by the TOF image data of the celestial sphere are reprojected onto a coordinate system centered on the imaging unit 11 (mainly the fisheye lenses 11b and 11B). For example, the reprojection processing unit 147 translates the coordinates of three-dimensional points in the TOF image data of the celestial sphere to the coordinates of three-dimensional points centered on the imaging unit 11, and after the translation, performs processing to convert the coordinates into a two-dimensional coordinate system (screen coordinate system) indicated by the RGB image data of the celestial sphere.
視差計算部149は、マッチング処理により得られた対応画素との距離のズレから各位置の視差を計算する。 The parallax calculation unit 149 calculates the parallax at each position from the difference in distance to the corresponding pixel obtained by the matching process.
なお、視差のマッチング処理は、再投影処理部147が変換した再投影座標を利用して、再投影座標の位置の周辺画素を探索することで、処理時間の短縮や、より詳細で高解像度な距離情報を取得することが可能になる。 The parallax matching process uses the reprojection coordinates converted by the reprojection processing unit 147 to search for surrounding pixels around the position of the reprojection coordinates, making it possible to reduce processing time and obtain more detailed, high-resolution distance information.
また、視差のマッチング処理にセマンティックセグメンテーション部148のセマンティックセグメンテーション処理により得られたセグメンテーションデータを利用してもよい。その場合、さらに詳細で高解像度の距離情報を取得することができるようになる。 In addition, the segmentation data obtained by the semantic segmentation process of the semantic segmentation unit 148 may be used for the disparity matching process. In this case, it becomes possible to obtain even more detailed and high-resolution distance information.
また、エッジのみや、強い特徴量のある部分のみ、視差のマッチング処理を行い、その他の部分は、全天球のTOF画像データも利用し、例えば全天球のRGB画像特徴や確率的な手法を利用し、伝搬処理を行ってもよい。 In addition, disparity matching processing may be performed only on edges or only on parts with strong features, and propagation processing may be performed for other parts using spherical TOF image data, for example, using spherical RGB image features or probabilistic methods.
セマンティックセグメンテーション部148は、深層学習を利用して、計測範囲の入力画像に対して対象物を示すセグメンテーションラベルを付与する。これにより、全天球のTOF画像データの各画素を、距離毎に分けた複数の距離領域の何れかに拘束させることができるので、計算の信頼性がさらに高まる。 The semantic segmentation unit 148 uses deep learning to assign segmentation labels indicating the object to the input image in the measurement range. This makes it possible to constrain each pixel of the omnidirectional TOF image data to one of multiple distance regions divided by distance, further increasing the reliability of the calculation.
3次元再構成処理部145は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得し、視差計算部149が出力した距離情報に基づいて全天球の3次元データを再構成し、各3次元点に色情報を付加した全天球の高密度3次元点群を出力する。3次元再構成処理部150は、3次元情報を決定する3次元情報決定部の一例である。 The 3D reconstruction processing unit 145 acquires RGB image data of the celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, reconstructs three-dimensional data of the celestial sphere based on the distance information output by the parallax calculation unit 149, and outputs a high-density three-dimensional point cloud of the celestial sphere in which color information is added to each three-dimensional point. The 3D reconstruction processing unit 150 is an example of a three-dimensional information determination unit that determines three-dimensional information.
判断部160は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得するとともに、再投影処理部147から全天球のRGB画像データが示す2次元の座標系に変換された全天球のTOF画像データを取得し、これらのデータに基づき、特定の対象物の撮像画像への写り込みの有無を判断し、判断結果を表示制御部170へ出力する。 The determination unit 160 acquires RGB image data of the celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, and acquires TOF image data of the celestial sphere converted into a two-dimensional coordinate system indicated by the RGB image data of the celestial sphere from the reprojection processing unit 147. Based on these data, the determination unit 160 determines whether or not a specific object is reflected in the captured image, and outputs the determination result to the display control unit 170.
表示制御部170は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得し、取得した全天球のRGB画像データに基づく2次元画像情報を表示部20に表示させる。また、表示制御部170は、判断部160から取得した判断結果を示す情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる。 The display control unit 170 acquires RGB image data of the entire celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, and causes the display unit 20 to display two-dimensional image information based on the acquired RGB image data of the entire celestial sphere. The display control unit 170 also causes the display unit 20 to display information indicating the judgment result acquired from the judgment unit 160 by superimposing it on the two-dimensional image information.
表示制御部170は、3次元情報とは別に撮像部11により撮像された2次元画像情報を出力する出力部の一例であり、表示部20は、2次元画像情報を出力する出力先の一例である。 The display control unit 170 is an example of an output unit that outputs two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 separately from the three-dimensional information, and the display unit 20 is an example of an output destination that outputs the two-dimensional image information.
表示制御部170は、3次元再構成処理部145から全天球の3次元データを取得し、3次元情報を表示部20に表示させてもよい。具体的には、表示制御部170は、2次元画像情報を表示部20に表示させる場合と、3次元情報を表示部20に表示させる場合を所定の条件に従って選択してもよい。これにより、表示制御部170は、3次元情報とは別に2次元画像情報を出力することができる。 The display control unit 170 may acquire three-dimensional data of the entire celestial sphere from the three-dimensional reconstruction processing unit 145, and cause the display unit 20 to display the three-dimensional information. Specifically, the display control unit 170 may select, according to a predetermined condition, whether to display two-dimensional image information on the display unit 20 or to display three-dimensional information on the display unit 20. This allows the display control unit 170 to output the two-dimensional image information separately from the three-dimensional information.
送受信部180は、有線または無線技術により外部装置と通信を行うものであり、3次元再構成処理部145から出力される全天球の3次元データおよびRGB画像データ取得部142から出力される全天球の2次元画像情報をネットワーク400経由で3次元復元処理を行う外部装置300へ送信(出力)する。 The transmission/reception unit 180 communicates with an external device using wired or wireless technology, and transmits (outputs) the three-dimensional data of the celestial sphere output from the three-dimensional reconstruction processing unit 145 and the two-dimensional image information of the celestial sphere output from the RGB image data acquisition unit 142 via the network 400 to the external device 300 that performs three-dimensional reconstruction processing.
送受信部180は、3次元情報を出力する出力部の一例であり、外部装置300は、3次元情報を出力する出力先の一例である。 The transmitter/receiver 180 is an example of an output unit that outputs three-dimensional information, and the external device 300 is an example of an output destination that outputs three-dimensional information.
送受信部180は、全天球の2次元画像情報は送信せず、全天球の3次元データのみ送信してもよい。また、送受信部180は、SDカード等の可搬型の記憶媒体やパーソナルコンピュータなどとのインターフェース回路により構成されてもよい。 The transmitting/receiving unit 180 may transmit only the three-dimensional data of the celestial sphere, without transmitting the two-dimensional image information of the celestial sphere. The transmitting/receiving unit 180 may also be configured with an interface circuit for a portable storage medium such as an SD card, a personal computer, or the like.
(処理回路の動作)
図5は、撮像装置1の処理回路14の動作の一例を示すフロー図である。処理回路14の制御部141は、ユーザにより撮影スイッチ15がONされ、撮影指示信号が入力されると、次のような方法で高密度3次元点群を生成する動作を行う(撮像処理方法および情報処理方法の一例)。
(Operation of the Processing Circuit)
5 is a flow diagram showing an example of the operation of the processing circuit 14 of the imaging device 1. When the user turns on the imaging switch 15 and inputs an imaging instruction signal, the control unit 141 of the processing circuit 14 performs an operation of generating a high-density three-dimensional point cloud in the following manner (an example of an imaging processing method and an information processing method).
先ず、制御部141は、光源部12a、12Aと、TOFセンサ13a、13Aと、撮像素子11a、11Aとを駆動して計測範囲を撮影する(ステップS1)。制御部141による駆動により、光源部12a、12Aが赤外光を照射し(投射ステップの一例)、その反射光をTOFセンサ13a、13Aが受光する(受光ステップの一例)。また、撮像素子11a、11Aが、光源部12a、12Aの駆動開始のタイミングあるいはその直近の期間に計測範囲を撮像する(撮像ステップの一例)。 First, the control unit 141 drives the light source units 12a and 12A, the TOF sensors 13a and 13A, and the image sensors 11a and 11A to capture an image of the measurement range (step S1). Driven by the control unit 141, the light source units 12a and 12A irradiate infrared light (an example of a projection step), and the TOF sensors 13a and 13A receive the reflected light (an example of a light reception step). In addition, the image sensors 11a and 11A capture an image of the measurement range at the timing when the light source units 12a and 12A start to be driven or in the period immediately prior to that (an example of an image capture step).
次に、RGB画像データ取得部142が、撮像素子11a、11Aから計測範囲のRGB画像データを取得する(ステップS2)。そして、表示制御部170は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得し、取得した全天球のRGB画像データに基づく2次元画像情報を表示部20に表示させる(2次元画像情報出力ステップの一例)(ステップS3)。 Next, the RGB image data acquisition unit 142 acquires RGB image data of the measurement range from the image sensors 11a and 11A (step S2). The display control unit 170 then acquires RGB image data of the entire celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, and causes the display unit 20 to display two-dimensional image information based on the acquired RGB image data of the entire celestial sphere (an example of a two-dimensional image information output step) (step S3).
表示制御部170は、取得した全天球のRGB画像データのうちの一部の領域の2次元画像情報を表示部20に表示させ、ユーザの各種入力により、表示部20に表示される2次元画像情報の領域を変更する。ユーザの各種入力は、撮影スイッチ15以外の操作スイッチを設けることや、表示部20をタッチパネル等の入力部として構成することにより、実現できる。 The display control unit 170 displays two-dimensional image information of a partial area of the acquired spherical RGB image data on the display unit 20, and changes the area of the two-dimensional image information displayed on the display unit 20 according to various inputs from the user. Various inputs from the user can be realized by providing an operation switch other than the shooting switch 15, or by configuring the display unit 20 as an input unit such as a touch panel.
この段階で、撮影者は、表示部20に表示された2次元画像情報により、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの2次元画像情報が取得されていないことを確認することができる。 At this stage, the photographer can check from the two-dimensional image information displayed on the display unit 20 that the photographer himself or the tripod is not reflected in the captured image, and that two-dimensional image information of the desired layout has not been obtained.
次に、TOF画像データ取得部144が、TOFセンサ13a、13Aから2次元領域の各位置の距離を示すTOF画像データを取得する(ステップS4)。 Next, the TOF image data acquisition unit 144 acquires TOF image data indicating the distance from the TOF sensors 13a and 13A to each position in the two-dimensional area (step S4).
次に、モノクロ処理部143が、RGB画像データをモノクロ画像へ変換する(ステップS5)。TOF画像データとRGB画像データとでは、それぞれが距離データとRGBデータとでデータ種が異なり、そのままではマッチングを行うことができない。従って、先ず一旦、それぞれのデータをモノクロ画像に変換する。TOF画像データについては、高解像度化部145が高解像度化の前に各画素の距離を示す値を、そのままモノクロ画像の値に置き換えることで変換する。 Next, the monochrome processing unit 143 converts the RGB image data into a monochrome image (step S5). The TOF image data and the RGB image data are different data types, namely distance data and RGB data, and matching cannot be performed as is. Therefore, each data is first converted into a monochrome image. For the TOF image data, the high resolution unit 145 converts the values indicating the distance of each pixel before high resolution conversion by directly replacing them with the values of the monochrome image.
次に、高解像度化部145がTOF画像データの解像度を高解像度化する(ステップS6)。 Next, the high-resolution unit 145 increases the resolution of the TOF image data (step S6).
次に、マッチング処理部146が、各モノクロ画像についてテクスチャのある部分の特徴量を抽出し、抽出した特徴量でマッチング処理を行う(ステップS7)。 Next, the matching processing unit 146 extracts features of the textured parts of each monochrome image and performs matching processing using the extracted features (step S7).
次に、視差計算部149が、対応画素の距離のズレから各位置の視差を計算して距離を計算する(ステップS8)。 Next, the parallax calculation unit 149 calculates the parallax at each position from the difference in distance between corresponding pixels to calculate the distance (step S8).
次に、判断部160は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得するとともに、再投影処理部147からRGB画像データが示す2次元の座標系に変換された全天球のTOF画像データを取得し、これらのデータに基づき、特定の対象物としての近接物の撮像画像への写り込みの有無を判断し、判断結果を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得した判断結果を示す情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる(表示ステップの一例)(ステップS9)。 Next, the determination unit 160 acquires RGB image data of the entire celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, and acquires TOF image data of the entire celestial sphere converted into the two-dimensional coordinate system indicated by the RGB image data from the reprojection processing unit 147, and determines whether or not a nearby object as a specific target is reflected in the captured image based on these data, and outputs the determination result to the display control unit 170. The display control unit 170 superimposes information indicating the determination result acquired from the determination unit 160 on the two-dimensional image information and displays it on the display unit 20 (an example of a display step) (step S9).
そして、3次元再構成処理部145が、RGB画像データ取得部142からRGB画像データを取得し、視差計算部149が出力した距離情報に基づいて3次元データを再構成し、各3次元点に色情報を付加した高密度3次元点群を出力する(ステップS10)。 Then, the 3D reconstruction processing unit 145 acquires the RGB image data from the RGB image data acquisition unit 142, reconstructs the 3D data based on the distance information output by the parallax calculation unit 149, and outputs a high-density 3D point cloud with color information added to each 3D point (step S10).
次に、送受信部180は、3次元再構成処理部145から出力される3次元データおよびRGB画像データ取得部142から出力される2次元画像情報をネットワーク400経由で3次元復元処理を行う外部装置300へ送信する(3次元情報出力ステップの一例)(ステップS11)。 Next, the transmission/reception unit 180 transmits the three-dimensional data output from the three-dimensional reconstruction processing unit 145 and the two-dimensional image information output from the RGB image data acquisition unit 142 via the network 400 to the external device 300 that performs the three-dimensional reconstruction process (an example of a three-dimensional information output step) (step S11).
送受信部180は、RGB画像データ取得部142から出力される2次元画像情報は送信することなく、3次元再構成処理部145から出力される3次元データを送信してもよい。 The transmitter/receiver 180 may transmit the three-dimensional data output from the three-dimensional reconstruction processing unit 145 without transmitting the two-dimensional image information output from the RGB image data acquisition unit 142.
以上説明したように、撮像装置1は、撮像部11と、3次元情報とは別に撮像部11により撮像された2次元画像情報を出力する表示制御部170備える。 As described above, the imaging device 1 includes an imaging unit 11 and a display control unit 170 that outputs two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 separately from the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認することなく、2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the 2D image information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, without checking the 3D information.
したがって、3次元情報を取得する現場に居ながら、3次元情報再取得することが可能になり、3次元情報を取得する現場から離れた後で、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことに気づく場合に比べて、再度、3次元情報を取得する現場を訪問する手間が低減される。 This makes it possible to reacquire 3D information while still at the site where the 3D information is being acquired, reducing the effort required to revisit the site where the 3D information is being acquired, compared to when, after leaving the site where the 3D information is being acquired, one realizes that the photographer or the tripod is still in the captured image, or that 3D information of the desired layout has not been acquired.
3次元情報は、全天球3次元情報を含む。この場合、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、確認することが困難な全天球3次元情報においても、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、撮像部11により撮像された2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 The three-dimensional information includes spherical three-dimensional information. In this case, even in the case of spherical three-dimensional information in which it is difficult to confirm that the photographer himself, the tripod, etc. are not captured in the captured image, or that three-dimensional information of the desired layout has not been obtained, it becomes possible to easily confirm from the two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 that the photographer himself, the tripod, etc. are not captured in the captured image, or that three-dimensional information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170は、ステップS11で送受信部180が3次元情報を送信(出力)する前に、ステップS3で2次元画像情報Gを出力する。表示制御部170は、ステップS10で3次元再構成処理部150が3次元情報を決定する前に、ステップS3で2次元画像情報Gを出力する。 The display control unit 170 outputs the two-dimensional image information G in step S3 before the transmitting/receiving unit 180 transmits (outputs) the three-dimensional information in step S11. The display control unit 170 outputs the two-dimensional image information G in step S3 before the three-dimensional reconstruction processing unit 150 determines the three-dimensional information in step S10.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認する前に、2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the 2D image information before checking the 3D information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170は、表示部20に2次元画像情報を表示させる。撮像装置1は、表示部20を備える。 The display control unit 170 causes the display unit 20 to display two-dimensional image information. The imaging device 1 is equipped with the display unit 20.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、表示部20に表示される2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the two-dimensional image information displayed on the display unit 20 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether three-dimensional information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170は、送受信部180が3次元情報を出力する外部装置300とは異なる表示部20へ、2次元画像情報を出力する。 The display control unit 170 outputs the two-dimensional image information to a display unit 20 that is different from the external device 300 to which the transmission/reception unit 180 outputs the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、外部装置300に出力される3次元情報を確認することなく、外部装置300とは異なる表示部20に出力される2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check whether the photographer himself/herself, the tripod, etc. are captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, from the 2D image information output to a display unit 20 different from the external device 300, without checking the 3D information output to the external device 300.
撮像装置1は、距離情報取得部13の出力に基づき3次元情報を決定する3次元再構成処理部150を備える。3次元再構成処理部150は、距離情報取得部13の出力と、2次元画像情報に基づき、3次元情報を決定する。 The imaging device 1 includes a 3D reconstruction processing unit 150 that determines 3D information based on the output of the distance information acquisition unit 13. The 3D reconstruction processing unit 150 determines 3D information based on the output of the distance information acquisition unit 13 and 2D image information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元再構成処理部150で決定される3次元情報を確認することなく、撮像部11により撮像された2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the 2D image information captured by the imaging unit 11 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, without checking the 3D information determined by the 3D reconstruction processing unit 150.
図6は、同実施形態における全天球画像データ生成フロー図である。 Figure 6 shows a flow diagram of spherical image data generation in this embodiment.
図6(a)は、図5で説明したステップS2に対応する全天球のRGB画像データの生成処理を示すフローチャートである。 Figure 6 (a) is a flowchart showing the process of generating spherical RGB image data corresponding to step S2 described in Figure 5.
RGB画像データ取得部142は、魚眼画像形式の2つのRGB画像データを入力する(ステップS201)。 The RGB image data acquisition unit 142 inputs two pieces of RGB image data in fisheye image format (step S201).
RGB画像データ取得部142は、各RGB画像データを正距円筒画像形式に変換する(ステップS202)。RGB画像データ取得部142は、2つのRGB画像データを同じ座標系に基づいて正距円筒画像形式に変換することで、次のステップでの画像結合を容易にする。 The RGB image data acquisition unit 142 converts each RGB image data into an equirectangular image format (step S202). The RGB image data acquisition unit 142 converts the two RGB image data into an equirectangular image format based on the same coordinate system, making it easier to combine the images in the next step.
ここで、正距円筒画像形式について説明する。正距円筒画像形式は、全天球画像を表現可能な方式であり、正距円筒図法を用いて作成される画像(正距円筒画像)の形式である。正距円筒図法とは、地球儀の緯度経度のような、2変数で3次元の方向を表し、緯度経度が直交するように平面表示した図法である。従って、正距円筒画像は、正距円筒図法を用いて生成された画像であり、球面座標系の2つの角度変数を2軸とする座標で表現されている。 Here, we will explain the equirectangular image format. The equirectangular image format is a method that can represent a full celestial sphere image, and is a format for images (equirectangular images) created using equirectangular projection. Equirectangular projection is a projection that represents three-dimensional directions with two variables, such as the latitude and longitude of a globe, and displays the image on a plane so that the latitude and longitude are orthogonal. Therefore, an equirectangular image is an image created using equirectangular projection, and is represented in coordinates with two axes that are the two angular variables of a spherical coordinate system.
RGB画像データ取得部142は、ステップS202で生成された2つのRGB画像データを結合し、1枚の全天球RGB画像データを生成する(ステップS203)。入力された2つのRGB画像データは、全画角180度超の領域をカバーしている。このため、この2つのRGB画像データを適切に繋ぐことで生成された全天球RGB画像データは、全天球領域をカバーすることができる。 The RGB image data acquisition unit 142 combines the two RGB image data generated in step S202 to generate one piece of spherical RGB image data (step S203). The two pieces of input RGB image data cover an area with a full angle of view of more than 180 degrees. Therefore, the spherical RGB image data generated by appropriately connecting the two pieces of RGB image data can cover the spherical area.
なお、ステップS203における結合処理は、複数画像を繋ぐための既存の技術を用いることができ、特に方法を限定しない。 The combining process in step S203 can use existing technology for joining multiple images, and there are no particular limitations on the method.
図6(b)は、図5で説明したステップS4に対応する全天球のTOF画像データの生成処理を示すフローチャートである。 Figure 6(b) is a flowchart showing the process of generating TOF image data of the entire celestial sphere, which corresponds to step S4 described in Figure 5.
TOF画像データ取得部144は、魚眼画像形式の2つの距離画像データを取得する(ステップS401)。 The TOF image data acquisition unit 144 acquires two distance image data in fisheye image format (step S401).
TOF画像データ取得部144は、魚眼画像形式の2つのTOF画像データをそれぞれ正距円筒画像形式に変換する(ステップS402)。正距円筒画像形式は、上述の通り、全天球画像を表現可能な方式である。本ステップS402において、2つのTOF画像データを同じ座標系に基づいて正距円筒画像形式に変換することで、次のステップS403での画像結合を容易にする。 The TOF image data acquisition unit 144 converts the two TOF image data in the fisheye image format into an equirectangular image format (step S402). As described above, the equirectangular image format is a method capable of expressing a celestial sphere image. In this step S402, the two TOF image data are converted into the equirectangular image format based on the same coordinate system, which makes it easier to combine the images in the next step S403.
TOF画像データ取得部144は、ステップS402で生成された2つのTOF画像データを結合し、1枚の全天球TOF画像データを生成する(ステップS403)。入力された2つのTOF画像データは、全画角180度超の領域をカバーしている。このため、この2つのTOF画像データを適切に繋ぐことで生成された全天球TOF画像データは、全天球領域をカバーすることができる。 The TOF image data acquisition unit 144 combines the two TOF image data generated in step S402 to generate one piece of spherical TOF image data (step S403). The two input TOF image data cover an area with a full angle of view of more than 180 degrees. Therefore, the spherical TOF image data generated by appropriately connecting the two TOF image data can cover the entire spherical area.
なお、ステップS403における結合処理は、複数画像を繋ぐための既存の技術を用いることができ、特に方法を限定しない。 The combining process in step S403 can use existing technology for joining multiple images, and there are no particular limitations on the method.
図7は、同実施形態における近接物判断フロー図である。 Figure 7 shows a flow diagram for determining nearby objects in this embodiment.
図7は、図5で説明したステップS9に対応する近接物の撮像画像への写り込みの有無の判断処理を示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing the process of determining whether or not a nearby object is captured in the captured image, which corresponds to step S9 described in Figure 5.
判断部160は、再投影処理部147から取得した全天球のTOF画像データに基づき、全天球のTOF画像データの中に蓄電量が飽和している画素があるか判断する(ステップS801)。 Based on the TOF image data of the entire celestial sphere acquired from the reprojection processing unit 147, the determination unit 160 determines whether there is a pixel in the TOF image data of the entire celestial sphere whose charge amount is saturated (step S801).
判断部160は、ステップS801で蓄電量が飽和している画素があった場合、RGB画像データ取得部142から取得した全天球のRGB画像データに基づき、全天球のRGB画像データのうち、ステップS801で蓄電量が飽和していた画素と同一座標の画素について、蓄電量が飽和しているか判断する(ステップS802)。 When a pixel with saturated charge is found in step S801, the determination unit 160 determines whether the charge is saturated for pixels at the same coordinates as the pixel with saturated charge in step S801 in the RGB image data of the entire celestial sphere, based on the RGB image data of the entire celestial sphere acquired from the RGB image data acquisition unit 142 (step S802).
判断部160は、ステップS802で蓄電量が飽和している場合、ステップS801で蓄電量が飽和している画素は、外光によるものであると判断し、エラー情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得したエラー情報に基づき、エラー情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる(ステップS803)。 If the amount of stored power is saturated in step S802, the determination unit 160 determines that the pixel whose amount of stored power is saturated in step S801 is due to external light, and outputs error information to the display control unit 170. Based on the error information acquired from the determination unit 160, the display control unit 170 superimposes the error information on the two-dimensional image information and displays it on the display unit 20 (step S803).
判断部160は、ステップS802で蓄電量が飽和していない場合、ステップS801で蓄電量が飽和している画素は、近接物の存在によるものであると判断し、ステップS801で蓄電量が飽和していた画素の座標位置情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、近接物を識別する識別情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる(ステップS804)。 If the charge amount is not saturated in step S802, the determination unit 160 determines that the pixel whose charge amount is saturated in step S801 is due to the presence of a nearby object, and outputs the coordinate position information of the pixel whose charge amount is saturated in step S801 to the display control unit 170. Based on the coordinate position information of the pixel acquired from the determination unit 160, the display control unit 170 superimposes identification information that identifies the nearby object on the two-dimensional image information and displays it on the display unit 20 (step S804).
判断部160は、ステップS801で蓄電量が飽和している画素がなかった場合、再投影処理部147から取得した全天球のTOF画像データに基づき、全天球のTOF画像データのうち、0.5m以下の距離情報を示す画素があるか判断する(ステップS805)。 If there are no pixels whose charge levels are saturated in step S801, the determination unit 160 determines whether there are any pixels in the TOF image data of the celestial sphere that indicate distance information of 0.5 m or less based on the TOF image data of the celestial sphere acquired from the reprojection processing unit 147 (step S805).
判断部160は、ステップS805で0.5m以下の距離情報を示す画素がない場合、処理を終了する。 If there are no pixels indicating distance information of 0.5 m or less in step S805, the judgment unit 160 ends the process.
判断部160は、ステップS805で0.5m以下の距離情報を示す画素がある場合、前述したステップS804へ移行し、ステップS805で0.5m以下の距離情報を示す画素は、近接物の存在によるものであると判断し、ステップS805で0.5m以下の距離情報を示していた画素の座標位置情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、近接物を識別する識別情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる。 If there is a pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S805, the determination unit 160 proceeds to step S804 described above, determines that the pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S805 is due to the presence of a nearby object, and outputs the coordinate position information of the pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S805 to the display control unit 170. The display control unit 170 superimposes identification information identifying the nearby object on the two-dimensional image information based on the coordinate position information of the pixel acquired from the determination unit 160 and displays it on the display unit 20.
以上説明したように、表示制御部170は、近接物が存在すると判断した場合には識別情報を2次元画像情報に重畳させ、近接物が存在すると判断しない場合には識別情報を2次元画像情報に重畳させない。 As described above, the display control unit 170 superimposes the identification information on the two-dimensional image information when it determines that a nearby object exists, and does not superimpose the identification information on the two-dimensional image information when it does not determine that a nearby object exists.
すなわち、表示制御部170は、近接物の存在の有無に応じて、表示部20に異なる表示をさせる。 In other words, the display control unit 170 causes the display unit 20 to display differently depending on whether or not a nearby object is present.
また、表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、近接物を識別する識別情報を2次元画像情報に重畳させて表示部20に表示させる。 In addition, the display control unit 170 superimposes identification information that identifies nearby objects on the two-dimensional image information based on the pixel coordinate position information acquired from the determination unit 160 and displays it on the display unit 20.
すなわち、表示制御部170は、近接物の位置に応じて、表示部20に異なる位置の表示をさせる。 In other words, the display control unit 170 causes the display unit 20 to display a different position depending on the position of the nearby object.
図8は、同実施形態における表示部の表示内容を説明するための図である。 Figure 8 is a diagram for explaining the display content of the display unit in this embodiment.
図8は、図5に示したステップS2、図7に示したステップS803およびステップS804に対応する説明図である。 Figure 8 is an explanatory diagram corresponding to step S2 shown in Figure 5 and steps S803 and S804 shown in Figure 7.
表示部20には、表示制御部170により、2次元画像情報Gが表示されている。また、表示部20には、表示制御部170により、近接物を識別する識別情報G1、G2およびエラー情報G3が、それぞれ2次元画像情報Gに重畳して表示されている。 The display control unit 170 displays two-dimensional image information G on the display unit 20. The display control unit 170 also displays identification information G1, G2 for identifying nearby objects, and error information G3, each of which is superimposed on the two-dimensional image information G on the display unit 20.
以上説明したように、撮像装置1は、対象を撮像する撮像部11と、対象に光を投射する投射部12と、対象から反射してきた光を受光する距離情報取得部13と、距離情報取得部13の出力と、撮像部11の出力と、に基づき判断される近接物の有無に応じて、表示部20に異なる表示をさせる表示制御部170と、を備える。 As described above, the imaging device 1 includes an imaging unit 11 that images an object, a projection unit 12 that projects light onto the object, a distance information acquisition unit 13 that receives light reflected from the object, and a display control unit 170 that causes the display unit 20 to display different images depending on the presence or absence of a nearby object determined based on the output of the distance information acquisition unit 13 and the output of the imaging unit 11.
これにより、撮影者は、外光の影響と区別して、撮影者自身や三脚等の近接物の撮像画像への写り込みの有無を正確に確認することができる。 This allows the photographer to distinguish between the effects of external light and accurately check whether the photographer himself or nearby objects such as a tripod are reflected in the captured image.
撮像装置1は、表示部20を備える。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの有無を確実に確認することができる。 The imaging device 1 is equipped with a display unit 20. This allows the photographer to reliably check whether or not a nearby object is captured in the captured image.
表示制御部170は、近接物の位置に応じて、表示部20に異なる位置の表示をさせる。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの位置を確認することができる。 The display control unit 170 causes the display unit 20 to display different positions depending on the position of the nearby object. This allows the photographer to check the position of the nearby object reflected in the captured image.
表示制御部170は、撮像部11が撮像した画像情報Gを表示部20に表示させるとともに、近接物を識別する識別情報G1、G2を画像情報に重畳させて表示部20に表示させる。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの位置を確実に確認することができる。 The display control unit 170 causes the display unit 20 to display the image information G captured by the imaging unit 11, and also causes the display unit 20 to display the identification information G1, G2 for identifying nearby objects superimposed on the image information. This allows the photographer to reliably confirm the position of the nearby object reflected in the captured image.
撮像装置1は、距離情報取得部13が受光した光による蓄電量が飽和しており、かつ撮像部11の画素の蓄電量が飽和していない場合、近接物があると判断する判断部160を備える。 The imaging device 1 includes a determination unit 160 that determines that an object is present nearby when the amount of charge stored by the light received by the distance information acquisition unit 13 is saturated and the amount of charge stored in the pixels of the imaging unit 11 is not saturated.
これにより、撮影者は、外光の影響と区別して、近接物の撮像画像への写り込みの有無を正確に確認することができる。 This allows the photographer to distinguish between the effects of external light and accurately check whether nearby objects are reflected in the captured image.
図9は、同実施形態の変形例に係る撮像装置の外観を示す図である。図10は、変形例における処理回路の処理ブロックの構成を示す図である。 Figure 9 is a diagram showing the appearance of an imaging device according to a modified example of the embodiment. Figure 10 is a diagram showing the configuration of a processing block of a processing circuit according to the modified example.
本変形例において、表示制御部170は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得し、取得した全天球のRGB画像データに基づく2次元画像情報を表示装置500の表示部520に表示させる。表示部520は、2次元画像情報を出力する出力先の一例である。 In this modified example, the display control unit 170 acquires RGB image data of the entire celestial sphere from the RGB image data acquisition unit 142, and causes the display unit 520 of the display device 500 to display two-dimensional image information based on the acquired RGB image data of the entire celestial sphere. The display unit 520 is an example of an output destination that outputs the two-dimensional image information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、表示部520に表示される2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the two-dimensional image information displayed on the display unit 520 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether three-dimensional information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170は、送受信部180が3次元情報を出力する外部装置300とは異なる表示部520へ、2次元画像情報を出力する。 The display control unit 170 outputs the two-dimensional image information to a display unit 520 that is different from the external device 300 to which the transmission/reception unit 180 outputs the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、外部装置300に出力される3次元情報を確認することなく、外部装置300とは異なる表示部520に出力される2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, from the 2D image information output to a display unit 520 different from the external device 300, without checking the 3D information output to the external device 300.
表示制御部170は、3次元再構成処理部145から全天球の3次元データを取得し、3次元情報を表示部520に表示させてもよい。具体的には、表示制御部170は、2次元画像情報を表示部520に表示させる場合と、3次元情報を表示部520に表示させる場合を所定の条件に従って選択してもよい。これにより、表示制御部170は、3次元情報とは別に2次元画像情報を出力することができる。 The display control unit 170 may acquire three-dimensional data of the entire celestial sphere from the three-dimensional reconstruction processing unit 145, and display the three-dimensional information on the display unit 520. Specifically, the display control unit 170 may select whether to display two-dimensional image information on the display unit 520 or to display three-dimensional information on the display unit 520 according to a predetermined condition. This allows the display control unit 170 to output the two-dimensional image information separately from the three-dimensional information.
表示制御部170は、判断部160から取得したエラー情報に基づき、エラー情報を2次元画像情報に重畳させて表示部520に表示させる The display control unit 170 superimposes the error information obtained from the judgment unit 160 onto the two-dimensional image information and displays it on the display unit 520.
表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、近接物を識別する識別情報を2次元画像情報に重畳させて表示部520に表示させる The display control unit 170 superimposes identification information for identifying nearby objects on the two-dimensional image information based on the pixel coordinate position information acquired from the determination unit 160 and displays it on the display unit 520.
すなわち、表示制御部170は、距離情報取得部13の出力と、撮像部11の出力と、に基づき判断される近接物の有無に応じて、表示部520に異なる表示をさせる。 In other words, the display control unit 170 causes the display unit 520 to display different images depending on the presence or absence of a nearby object determined based on the output of the distance information acquisition unit 13 and the output of the imaging unit 11.
これにより、撮影者は、外光の影響と区別して、撮影者自身や三脚等の近接物の撮像画像への写り込みの有無を正確に確認することができる。 This allows the photographer to distinguish between the effects of external light and accurately check whether the photographer himself or nearby objects such as a tripod are reflected in the captured image.
表示制御部170は、近接物の位置に応じて、表示部520に異なる位置の表示をさせる。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの位置を確認することができる。 The display control unit 170 causes the display unit 520 to display different positions depending on the position of the nearby object. This allows the photographer to confirm the position of the nearby object reflected in the captured image.
表示制御部170は、撮像部11が撮像した画像情報を表示部520に表示させるとともに、近接物を識別する識別情報を画像情報に重畳させて表示部520に表示させる。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの位置を確実に確認することができる。 The display control unit 170 causes the display unit 520 to display the image information captured by the imaging unit 11, and also causes the display unit 520 to display identification information for identifying the nearby object superimposed on the image information. This allows the photographer to reliably confirm the position of the nearby object reflected in the captured image.
図11は、本発明の実施形態の第2の変形例に係る撮像装置の外観を示す図である。図12は、第2の変形例における処理回路の処理ブロックの構成を示す図である。 Figure 11 is a diagram showing the external appearance of an imaging device according to a second modified embodiment of the present invention. Figure 12 is a diagram showing the configuration of a processing block of a processing circuit in the second modified embodiment.
図11に示す第2の変形例において、撮像装置1は、図1に示した表示部20に代えて、複数の表示部20A、20aを備える。表示部20A、20aは、LED等により構成され、処理回路14の出力信号に応じ点滅または点灯する。 In the second modified example shown in FIG. 11, the imaging device 1 has a plurality of display units 20A, 20a instead of the display unit 20 shown in FIG. 1. The display units 20A, 20a are composed of LEDs or the like, and blink or light up in response to the output signal of the processing circuit 14.
表示部20aは、筐体10の正面側の第1の面に設けられ、表示部20Aは、筐体10の背面側の第2の面に設けられている。 Display unit 20a is provided on a first surface on the front side of housing 10, and display unit 20A is provided on a second surface on the rear side of housing 10.
図12に示す第2の変形例において、表示制御部170は、判断部160から取得した判断結果を示す情報を表示部20A、20aに表示させる。 In the second modified example shown in FIG. 12, the display control unit 170 causes the display units 20A and 20a to display information indicating the judgment result obtained from the judgment unit 160.
また、送受信部180は、RGB画像データ取得部142から出力される全天球の2次元画像情報をネットワーク400経由で表示装置500へ送信(出力)する。表示装置500は、2次元画像情報を出力する出力先の一例である。 The transmitter/receiver 180 also transmits (outputs) the spherical two-dimensional image information output from the RGB image data acquisition unit 142 to the display device 500 via the network 400. The display device 500 is an example of an output destination to which the two-dimensional image information is output.
すなわち、第2の変形例では、図5に示したステップS3において、送受信部180は、RGB画像データ取得部142から全天球のRGB画像データを取得し、取得した全天球のRGB画像データに基づく2次元画像情報を表示装置500へ送信(出力)する。 That is, in the second modified example, in step S3 shown in FIG. 5, the transmitting/receiving unit 180 acquires RGB image data of the entire celestial sphere from the RGB image data acquiring unit 142, and transmits (outputs) two-dimensional image information based on the acquired RGB image data of the entire celestial sphere to the display device 500.
表示装置500の送受信部510は、撮像装置1の送受信部180から送信された2次元画像情報を受信する。 The transmitter/receiver 510 of the display device 500 receives the two-dimensional image information transmitted from the transmitter/receiver 180 of the imaging device 1.
表示装置500の制御部530は、送受信部510が受信した2次元画像情報を表示部520へ表示させる。 The control unit 530 of the display device 500 causes the two-dimensional image information received by the transmission/reception unit 510 to be displayed on the display unit 520.
以上説明したように、撮像装置1は、撮像部11と、3次元情報とは別に撮像部11により撮像された2次元画像情報を出力する送受信部180を備える。 As described above, the imaging device 1 includes an imaging unit 11 and a transmission/reception unit 180 that outputs two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 separately from the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認することなく、2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the 2D image information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, without checking the 3D information.
したがって、3次元情報を取得する現場に居ながら、3次元情報再取得することが可能になり、3次元情報を取得する現場から離れた後で、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことに気づく場合に比べて、再度、3次元情報を取得する現場を訪問する手間が低減される。 This makes it possible to reacquire 3D information while still at the site where the 3D information is being acquired, reducing the effort required to revisit the site where the 3D information is being acquired, compared to when, after leaving the site where the 3D information is being acquired, one realizes that the photographer or the tripod is still in the captured image, or that 3D information of the desired layout has not been acquired.
送受信部180は、ステップS11で3次元情報を送信(出力)する前に、ステップS3で2次元画像情報Gを送信(出力)する。送受信部180は、ステップS10で3次元再構成処理部150が3次元情報を決定する前に、ステップS3で2次元画像情報Gを送信(出力)する。 The transmitting/receiving unit 180 transmits (outputs) the two-dimensional image information G in step S3 before transmitting (outputting) the three-dimensional information in step S11. The transmitting/receiving unit 180 transmits (outputs) the two-dimensional image information G in step S3 before the three-dimensional reconstruction processing unit 150 determines the three-dimensional information in step S10.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認する前に、2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the 2D image information before checking the 3D information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained.
送受信部180は、表示装置500に2次元画像情報を送信し、表示装置500は表示部520に2次元画像情報を表示させる。 The transmitter/receiver 180 transmits the two-dimensional image information to the display device 500, and the display device 500 displays the two-dimensional image information on the display unit 520.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、表示部520に表示される2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the two-dimensional image information displayed on the display unit 520 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether three-dimensional information of the desired layout has not been obtained.
送受信部180は、3次元情報を出力する外部装置300とは異なる表示装置500へ、2次元画像情報を送信する。 The transmitter/receiver 180 transmits the two-dimensional image information to a display device 500 that is different from the external device 300 that outputs the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、外部装置300に出力される3次元情報を確認することなく、外部装置300とは異なる表示装置500の表示部520に出力される2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check whether the photographer himself/herself or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, from the 2D image information output to the display unit 520 of the display device 500, which is different from the external device 300, without checking the 3D information output to the external device 300.
送受信部180は、3次元情報を表示装置500へ送信してもよい。具体的には、送受信部180は、2次元画像情報を表示装置500へ送信する場合と、3次元情報を表示装置500へ送信する場合を所定の条件に従って選択してもよい。これにより、送受信部180は、表示装置500に対して3次元情報とは別に2次元画像情報を送信することができる。 The transmitting/receiving unit 180 may transmit the three-dimensional information to the display device 500. Specifically, the transmitting/receiving unit 180 may select whether to transmit the two-dimensional image information to the display device 500 or the three-dimensional information to the display device 500 in accordance with a predetermined condition. This allows the transmitting/receiving unit 180 to transmit the two-dimensional image information to the display device 500 separately from the three-dimensional information.
図13は、第2の変形例における近接物判断フロー図である。 Figure 13 shows a flow diagram for determining nearby objects in the second modified example.
図13は、第2の変形例における図5で説明したステップS9に対応する近接物の撮像画像への写り込みの有無の判断処理を示すフローチャートである。 Figure 13 is a flowchart showing the process of determining whether or not a nearby object is captured in a captured image, which corresponds to step S9 described in Figure 5 in the second modified example.
判断部160は、再投影処理部147から取得した全天球のTOF画像データに基づき、全天球のTOF画像データの中に蓄電量が飽和している画素があるか判断する(ステップS811)。 Based on the TOF image data of the entire celestial sphere acquired from the reprojection processing unit 147, the determination unit 160 determines whether there is a pixel in the TOF image data of the entire celestial sphere whose charge amount is saturated (step S811).
判断部160は、ステップS811で蓄電量が飽和している画素があった場合、RGB画像データ取得部142から取得した全天球のRGB画像データに基づき、全天球のRGB画像データのうち、ステップS811で蓄電量が飽和していた画素と同一座標の画素について、蓄電量が飽和しているか判断する(ステップS812)。 When a pixel with saturated charge is found in step S811, the determination unit 160 determines whether the charge is saturated for pixels at the same coordinates as the pixel with saturated charge in step S811 in the RGB image data of the entire celestial sphere, based on the RGB image data of the entire celestial sphere acquired from the RGB image data acquisition unit 142 (step S812).
判断部160は、ステップS812で蓄電量が飽和している場合、ステップS811で蓄電量が飽和している画素は、外光によるものであると判断し、エラー情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得したエラー情報に基づき、エラー情報を表示部20A、20aに表示させる(ステップS813)。 If the amount of stored power is saturated in step S812, the determination unit 160 determines that the pixel whose amount of stored power is saturated in step S811 is due to external light, and outputs error information to the display control unit 170. The display control unit 170 causes the display units 20A and 20a to display the error information based on the error information acquired from the determination unit 160 (step S813).
判断部160は、ステップS812で蓄電量が飽和していない場合、ステップS811で蓄電量が飽和している画素は、近接物の存在によるものであると判断し、ステップS811で蓄電量が飽和していた画素の座標位置情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、座標位置情報が筐体10の正面側であるか判断する(ステップS814)。 If the charge amount is not saturated in step S812, the determination unit 160 determines that the pixel whose charge amount is saturated in step S811 is due to the presence of a nearby object, and outputs the coordinate position information of the pixel whose charge amount is saturated in step S811 to the display control unit 170. The display control unit 170 determines whether the coordinate position information is on the front side of the housing 10 based on the coordinate position information of the pixel acquired from the determination unit 160 (step S814).
判断部160は、ステップS811で蓄電量が飽和している画素がなかった場合、再投影処理部147から取得した全天球のTOF画像データに基づき、全天球のTOF画像データのうち、0.5m以下の距離情報を示す画素があるか判断する(ステップS815)。 If there are no pixels whose charge levels are saturated in step S811, the determination unit 160 determines whether there are any pixels in the TOF image data of the celestial sphere that indicate distance information of 0.5 m or less based on the TOF image data of the celestial sphere acquired from the reprojection processing unit 147 (step S815).
判断部160は、ステップS815で0.5m以下の距離情報を示す画素がない場合、処理を終了する。 If there are no pixels indicating distance information of 0.5 m or less in step S815, the judgment unit 160 ends the process.
判断部160は、ステップS815で0.5m以下の距離情報を示す画素がある場合、前述したステップS814へ移行し、ステップS815で0.5m以下の距離情報を示す画素は、近接物の存在によるものであると判断し、ステップS815で0.5m以下の距離情報を示していた画素の座標位置情報を表示制御部170へ出力する。表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、座標位置情報が筐体10の正面側であるか判断する。 If there is a pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S815, the determination unit 160 proceeds to step S814 described above, determines that the pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S815 is due to the presence of a nearby object, and outputs the coordinate position information of the pixel showing distance information of 0.5 m or less in step S815 to the display control unit 170. The display control unit 170 determines whether the coordinate position information is on the front side of the housing 10 based on the coordinate position information of the pixel acquired from the determination unit 160.
表示制御部170は、ステップS814で正面側であると判断した場合には、筐体10の正面側に配置された表示部20aを点滅させる(ステップS816)。 If the display control unit 170 determines in step S814 that the display is on the front side, it causes the display unit 20a located on the front side of the housing 10 to blink (step S816).
表示制御部170は、ステップS814で正面側であると判断しなかった場合には、筐体10の背面側に配置された表示部20Aを点滅させる(ステップS817)。 If the display control unit 170 does not determine in step S814 that the display is on the front side, it causes the display unit 20A located on the rear side of the housing 10 to blink (step S817).
以上説明したように、表示制御部170は、近接物が存在すると判断した場合には表示部20aまたは表示部20Aを点滅させ、近接物が存在すると判断しない場合には表示部20aおよび表示部20Aを点滅させない。 As described above, the display control unit 170 blinks the display unit 20a or the display unit 20A when it determines that a nearby object is present, and does not blink the display unit 20a or the display unit 20A when it does not determine that a nearby object is present.
すなわち、表示制御部170は、近接物の存在の有無に応じて、表示部20aおよび表示部20Aに異なる表示をさせる。 In other words, the display control unit 170 causes the display unit 20a and the display unit 20A to display different images depending on whether or not a nearby object is present.
これにより、撮影者は、外光の影響と区別して、撮影者自身や三脚等の近接物の撮像画像への写り込みの有無を正確に確認することができる。 This allows the photographer to distinguish between the effects of external light and accurately check whether the photographer himself or nearby objects such as a tripod are reflected in the captured image.
また、表示制御部170は、判断部160から取得した画素の座標位置情報に基づき、表示部20aまたは表示部20Aを点滅させる。 In addition, the display control unit 170 blinks the display unit 20a or the display unit 20A based on the pixel coordinate position information obtained from the determination unit 160.
すなわち、表示制御部170は、近接物の位置に応じて、表示部20aおよび表示部20Aに異なる位置の表示をさせる。これにより、撮影者は、近接物の撮像画像への写り込みの位置を確認することができる。 In other words, the display control unit 170 causes the display units 20a and 20A to display different positions depending on the position of the nearby object. This allows the photographer to confirm the position of the nearby object reflected in the captured image.
そして、表示制御部170は、表示部20A、20aのうち、近接物に近い側の表示部に、近接物の有無に応じて異なる表示をさせる。これにより、撮影者は、特定の対象物の撮像画像への写り込みの位置を確実に確認することができる。 Then, the display control unit 170 causes the display unit 20A, 20a that is closer to the nearby object to display different information depending on whether or not the nearby object is present. This allows the photographer to reliably confirm the position of a specific object reflected in the captured image.
図14は、本発明の実施形態の第3の変形例に係る撮像装置の構成を説明するための図である。 Figure 14 is a diagram for explaining the configuration of an imaging device according to a third modified embodiment of the present invention.
図14に示す第3の変形例において、撮像装置1は、図2に示した構成に加えて、他の撮像素子111a、111Aや、他の魚眼レンズ(広角レンズ)111b、111Bなどを有する他の撮像部111を備える。 In the third modified example shown in FIG. 14, the imaging device 1 includes, in addition to the configuration shown in FIG. 2, another imaging section 111 having other imaging elements 111a, 111A, other fisheye lenses (wide-angle lenses) 111b, 111B, etc.
第3の変形例では、RGBの撮像部11と他の撮像部111を同一基線上に設けている。この場合、処理回路14において多眼での処理が可能になる。つまり、一面において所定距離離して設けた撮像部11と他の撮像部111を同時に駆動することにより2つの視点のRGB画像が得られる。このため、2つのRGB画像に基づいて計算した視差の使用が可能になり、さらに測定範囲全体の距離精度を向上させることができる。 In the third modified example, the RGB imaging unit 11 and the other imaging unit 111 are provided on the same baseline. In this case, multi-eye processing becomes possible in the processing circuit 14. In other words, by simultaneously driving the imaging unit 11 and the other imaging unit 111, which are provided a specified distance apart on one surface, RGB images from two viewpoints can be obtained. This makes it possible to use parallax calculated based on the two RGB images, further improving the distance accuracy over the entire measurement range.
具体的には、RGBの撮像部11と他の撮像部111設けた場合、従来の視差計算のように、SSSDを使ったマルチベースラインステレオ(MSB)やEPI処理などが利用可能になる。このため、これを利用することで視差の信頼度があがり、高い空間解像度と精度を実現することが可能になる。 Specifically, when an RGB imaging unit 11 and another imaging unit 111 are provided, multi-baseline stereo (MSB) using SSSD and EPI processing can be used, as in conventional parallax calculations. Therefore, by using this, the reliability of parallax increases, making it possible to achieve high spatial resolution and accuracy.
以上のように、撮像装置1は、他の撮像部111を備え、3次元再構成処理部150は、距離情報取得部13の出力と、2次元画像情報と、他の撮像部111により撮像された他の2次元画像情報と、に基づき3次元情報を決定する。 As described above, the imaging device 1 includes another imaging unit 111, and the 3D reconstruction processing unit 150 determines 3D information based on the output of the distance information acquisition unit 13, the 2D image information, and other 2D image information captured by the other imaging unit 111.
撮像装置1は、距離情報取得部13の出力によらずに、他の撮像部111と、2次元画像情報と他の撮像部111により撮像された他の2次元画像情報とに基づき3次元情報を決定する3次元情報決定部と、を備えてもよい。 The imaging device 1 may also include another imaging unit 111 and a three-dimensional information determination unit that determines three-dimensional information based on the two-dimensional image information and other two-dimensional image information captured by the other imaging unit 111, regardless of the output of the distance information acquisition unit 13.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、2次元画像情報に基づき3次元再構成処理部150で決定される3次元情報を確認することなく、撮像部11により撮像された2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether three-dimensional information of the desired layout has not been obtained, without checking the three-dimensional information determined by the three-dimensional reconstruction processing unit 150 based on the two-dimensional image information.
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る撮像装置1(情報処理装置の一例)は、受光した光に基づいて決定される3次元情報を出力し、撮像部11と、3次元情報とは別に撮像部11により撮像された2次元画像情報Gを出力する表示制御部170(出力部の一例)または送受信部180(出力部の一例)と、を備える。 As described above, the imaging device 1 (an example of an information processing device) according to one embodiment of the present invention outputs three-dimensional information determined based on received light, and includes an imaging unit 11, and a display control unit 170 (an example of an output unit) or a transmission/reception unit 180 (an example of an output unit) that outputs two-dimensional image information G captured by the imaging unit 11 separately from the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認することなく、2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the 2D image information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, without checking the 3D information.
したがって、3次元情報を取得する現場に居ながら、3次元情報再取得することが可能になり、3次元情報を取得する現場から離れた後で、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことに気づく場合に比べて、再度、3次元情報を取得する現場を訪問する手間が低減される。 This makes it possible to reacquire 3D information while still at the site where the 3D information is being acquired, reducing the effort required to revisit the site where the 3D information is being acquired, compared to when, after leaving the site where the 3D information is being acquired, one realizes that the photographer or the tripod is still in the captured image, or that 3D information of the desired layout has not been acquired.
表示制御部170または送受信部180は、3次元情報を出力する前に、2次元画像情報Gを出力する。表示制御部170または送受信部180は、3次元情報を決定する前に、2次元画像情報Gを出力する。 The display control unit 170 or the transmission/reception unit 180 outputs the two-dimensional image information G before outputting the three-dimensional information. The display control unit 170 or the transmission/reception unit 180 outputs the two-dimensional image information G before determining the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元情報を確認する前に、2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the 2D image information before checking the 3D information whether the photographer or a tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170は、表示部20、520に2次元画像情報Gを表示させる。撮像装置1は、表示部20を備える。 The display control unit 170 causes the display unit 20, 520 to display the two-dimensional image information G. The imaging device 1 includes a display unit 20.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、表示部に表示される2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 This makes it easy to check from the 2D image information displayed on the display unit whether the photographer or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained.
表示制御部170または送受信部180は、3次元情報を出力する外部装置300(出力先の一例)とは異なる表示部20、520(出力先の一例)へ、2次元画像情報Gを出力する。 The display control unit 170 or the transmission/reception unit 180 outputs the two-dimensional image information G to a display unit 20, 520 (an example of an output destination) that is different from the external device 300 (an example of an output destination) that outputs the three-dimensional information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、外部装置300に出力される3次元情報を確認することなく、外部装置300(出力先の一例)とは異なる表示部20、520に出力される2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, from the 2D image information output to a display unit 20, 520 other than the external device 300 (an example of an output destination), without checking the 3D information output to the external device 300.
撮像装置1は、対象に光を投射する投射部12と、対象から反射してきた光を受光する距離情報取得部13(受光部の一例)と、距離情報取得部13の出力に基づき3次元情報を決定する3次元再構成処理部150(3次元情報決定部の一例)と、を備える。3次元再構成処理部150は、距離情報取得部13の出力と、2次元画像情報に基づき、3次元情報を決定する。 The imaging device 1 includes a projection unit 12 that projects light onto an object, a distance information acquisition unit 13 (an example of a light receiving unit) that receives light reflected from the object, and a 3D reconstruction processing unit 150 (an example of a 3D information determination unit) that determines 3D information based on the output of the distance information acquisition unit 13. The 3D reconstruction processing unit 150 determines the 3D information based on the output of the distance information acquisition unit 13 and the 2D image information.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、3次元再構成処理部150で決定される3次元情報を確認することなく、撮像部11により撮像された2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the 2D image information captured by the imaging unit 11 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether 3D information of the desired layout has not been obtained, without checking the 3D information determined by the 3D reconstruction processing unit 150.
撮像装置1は、他の撮像部111を備え、3次元再構成処理部150は、距離情報取得部13の出力と、2次元画像情報と、他の撮像部111により撮像された他の2次元画像情報と、に基づき3次元情報を決定する。 The imaging device 1 includes another imaging unit 111, and the three-dimensional reconstruction processing unit 150 determines three-dimensional information based on the output of the distance information acquisition unit 13, the two-dimensional image information, and other two-dimensional image information captured by the other imaging unit 111.
撮像装置1は、距離情報取得部13の出力によらずに、他の撮像部111と、2次元画像情報と他の撮像部111により撮像された他の2次元画像情報とに基づき3次元情報を決定する3次元情報決定部と、を備えてもよい。 The imaging device 1 may also include another imaging unit 111 and a three-dimensional information determination unit that determines three-dimensional information based on the two-dimensional image information and other two-dimensional image information captured by the other imaging unit 111, regardless of the output of the distance information acquisition unit 13.
これにより、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、2次元画像情報に基づき3次元再構成処理部150で決定される3次元情報を確認することなく、撮像部11により撮像された2次元画像情報から確認することが可能になる。 This makes it possible to check from the two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 whether the photographer himself or the tripod is captured in the captured image, or whether three-dimensional information of the desired layout has not been obtained, without checking the three-dimensional information determined by the three-dimensional reconstruction processing unit 150 based on the two-dimensional image information.
3次元情報は、全天球3次元情報を含む。この場合、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、確認することが困難な全天球3次元情報においても、撮影者自身や三脚等の撮像画像への写り込みや、所望のレイアウトの3次元情報が取得されていないことを、撮像部11により撮像された2次元画像情報から容易に確認することが可能になる。 The three-dimensional information includes spherical three-dimensional information. In this case, even in the case of spherical three-dimensional information in which it is difficult to confirm that the photographer himself, the tripod, etc. are not captured in the captured image, or that three-dimensional information of the desired layout has not been obtained, it becomes possible to easily confirm from the two-dimensional image information captured by the imaging unit 11 that the photographer himself, the tripod, etc. are not captured in the captured image, or that three-dimensional information of the desired layout has not been obtained.
1 撮像装置(情報処理装置の一例)
10 筐体
11 撮像部
11a、11A 撮像素子
11b、11B 魚眼レンズ
12 投射部
12a、12A 光源部
12b、12B 広角レンズ
13 距離情報取得部(受光部の一例)
13a、13A TOFセンサ
13b、13B 広角レンズ
14 処理回路
15 撮影スイッチ
20 表示部
20A、20a 表示部
111 他の撮像部
150 3次元再構成処理部(3次元情報決定部の一例)
160 判断部
170 表示制御部(出力部の一例)
180 送受信部(出力部の一例)
300 外部装置(出力先の一例)
500 表示装置(出力先の一例)
520 表示部(出力先の一例)
L 同期信号線
1. Imaging device (an example of an information processing device)
REFERENCE SIGNS LIST 10 Housing 11 Imaging unit 11a, 11A Imaging element 11b, 11B Fisheye lens 12 Projection unit 12a, 12A Light source unit 12b, 12B Wide-angle lens 13 Distance information acquisition unit (an example of a light receiving unit)
13a, 13A TOF sensor 13b, 13B wide-angle lens 14 processing circuit 15 shooting switch 20 display unit 20A, 20a display unit 111 other imaging unit 150 3D reconstruction processing unit (an example of a 3D information determination unit)
160 Determination unit 170 Display control unit (an example of an output unit)
180 Transmitting/receiving unit (an example of an output unit)
300 External device (an example of an output destination)
500 Display device (an example of an output destination)
520 Display unit (an example of an output destination)
L Synchronous signal line
Claims (9)
2次元画像情報を撮像する撮像部と、
対象に光を投射する投射部と、
前記撮像部の画角と少なくとも一部が一致する画角を有し、前記対象から反射してきた前記光を受光する受光部と、
前記受光部の出力に基づき前記3次元情報を決定する3次元情報決定部と、
前記2次元画像情報を、前記3次元情報を決定する前に出力する出力部と、
を備えた情報処理装置。 An information processing device that outputs three-dimensional information determined based on received light,
An imaging unit that captures two-dimensional image information ;
A projection unit that projects light onto a target;
a light receiving unit having an angle of view at least partially coincident with an angle of view of the imaging unit and configured to receive the light reflected from the object;
a three-dimensional information determination unit that determines the three-dimensional information based on an output from the light receiving unit;
an output unit that outputs the two-dimensional image information before determining the three-dimensional information;
An information processing device comprising:
前記3次元情報決定部は、前記受光部の出力と、前記2次元画像情報と、前記他の撮像部により撮像された他の2次元画像情報と、に基づき前記3次元情報を決定する請求項5に記載の情報処理装置。 Another imaging unit is provided,
The information processing apparatus according to claim 5 , wherein the three-dimensional information determination section determines the three-dimensional information based on an output from the light receiving section, the two-dimensional image information, and other two-dimensional image information captured by the other imaging section.
前記2次元画像情報と前記他の撮像部により撮像された他の2次元画像情報とに基づき前記3次元情報を決定する3次元情報決定部と、を備えた請求項1~6の何れか一項に記載の情報処理装置。 Other imaging units,
The information processing device according to any one of claims 1 to 6 , further comprising: a three-dimensional information determination unit that determines the three-dimensional information based on the two-dimensional image information and other two-dimensional image information captured by the other imaging unit.
対象に光を投射する投射ステップと、
前記撮像部の画角と少なくとも一部が一致する画角を有する受光部により、前記対象から反射してきた前記光を受光する受光ステップと、
前記受光部の出力に基づき3次元情報を決定する3次元情報決定ステップと、
前記2次元画像情報を、前記3次元情報を決定する前に出力する2次元画像情報出力ステップと、
を備えた情報処理方法。 an imaging step of capturing two-dimensional image information by an imaging unit ;
A projection step of projecting light onto an object;
a light receiving step of receiving the light reflected from the object by a light receiving unit having an angle of view at least partially coincident with an angle of view of the imaging unit;
a three-dimensional information determination step of determining three-dimensional information based on an output of the light receiving unit;
a two-dimensional image information output step of outputting the two-dimensional image information before determining the three-dimensional information;
An information processing method comprising:
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020050539A JP7581638B2 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Information processing device and information processing method |
| JP2020092827A JP6868168B1 (en) | 2020-03-23 | 2020-05-28 | Imaging device and imaging processing method |
| EP21706036.7A EP4128748A1 (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing apparatus and method of processing information |
| US17/796,306 US12118259B2 (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing apparatus and information processing method for adjusting display based on presence or absence of an object in a space |
| CA3166988A CA3166988A1 (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing apparatus and method of processing information |
| PCT/IB2021/051052 WO2021191694A1 (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing apparatus and method of processing information |
| CN202180021368.4A CN115280767B (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing device and information processing method |
| KR1020227029613A KR102660776B1 (en) | 2020-03-23 | 2021-02-10 | Information processing devices and information processing methods |
| US18/907,636 US20250028493A1 (en) | 2020-03-23 | 2024-10-07 | Information processing apparatus and information processing method for adjusting display based on presence or absence of an object in a space |
| JP2024190421A JP2025010305A (en) | 2020-03-23 | 2024-10-30 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020050539A JP7581638B2 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Information processing device and information processing method |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020092827A Division JP6868168B1 (en) | 2020-03-23 | 2020-05-28 | Imaging device and imaging processing method |
| JP2024190421A Division JP2025010305A (en) | 2020-03-23 | 2024-10-30 | Imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021150880A JP2021150880A (en) | 2021-09-27 |
| JP7581638B2 true JP7581638B2 (en) | 2024-11-13 |
Family
ID=77849581
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020050539A Active JP7581638B2 (en) | 2020-03-23 | 2020-03-23 | Information processing device and information processing method |
| JP2024190421A Pending JP2025010305A (en) | 2020-03-23 | 2024-10-30 | Imaging device |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024190421A Pending JP2025010305A (en) | 2020-03-23 | 2024-10-30 | Imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP7581638B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012239139A (en) | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Sharp Corp | Portable terminal capable of taking three-dimensional image and program for controlling portable terminal |
| JP2013156109A (en) | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Hitachi Ltd | Distance measurement device |
| JP2015005925A (en) | 2013-06-21 | 2015-01-08 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
| JP2016103806A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-02 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, image processing apparatus, imaging system, image processing method, and program |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6859763B2 (en) * | 2017-03-10 | 2021-04-14 | 株式会社リコー | Program, information processing device |
| JP2019185757A (en) * | 2018-03-31 | 2019-10-24 | 株式会社リコー | Image processing device, imaging system, image processing method, and program |
-
2020
- 2020-03-23 JP JP2020050539A patent/JP7581638B2/en active Active
-
2024
- 2024-10-30 JP JP2024190421A patent/JP2025010305A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012239139A (en) | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Sharp Corp | Portable terminal capable of taking three-dimensional image and program for controlling portable terminal |
| JP2013156109A (en) | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Hitachi Ltd | Distance measurement device |
| JP2015005925A (en) | 2013-06-21 | 2015-01-08 | キヤノン株式会社 | Image processing apparatus and image processing method |
| JP2016103806A (en) | 2014-11-28 | 2016-06-02 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus, image processing apparatus, imaging system, image processing method, and program |
| US20160156844A1 (en) | 2014-11-28 | 2016-06-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Image capturing apparatus, image processing apparatus, image capturing system, image processing method, and storage medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021150880A (en) | 2021-09-27 |
| JP2025010305A (en) | 2025-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2025186309A (en) | Information processing device and information processing method | |
| JP7409443B2 (en) | Imaging device | |
| JPWO2020183711A1 (en) | Image processing equipment and 3D measurement system | |
| JP2026034619A (en) | Image capture device and image capture processing method | |
| US20240163549A1 (en) | Imaging device, imaging method, and information processing device | |
| JP7040660B1 (en) | Information processing equipment and information processing method | |
| JP6868168B1 (en) | Imaging device and imaging processing method | |
| JP6868167B1 (en) | Imaging device and imaging processing method | |
| JP7581638B2 (en) | Information processing device and information processing method | |
| JP7006824B1 (en) | Information processing equipment | |
| WO2022202536A1 (en) | Information processing apparatus and information processing method | |
| JP2022147124A (en) | Information processing equipment | |
| CN115280767B (en) | Information processing device and information processing method | |
| JP7120365B1 (en) | IMAGING DEVICE, IMAGING METHOD AND INFORMATION PROCESSING DEVICE | |
| JP6966011B1 (en) | Imaging device, imaging method and information processing device | |
| JP7031771B1 (en) | Imaging device, imaging method and information processing device | |
| Gurbuz et al. | Optical alignment technique of 3D geometric camera system for 3D imaging |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230116 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20231013 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231114 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240604 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240805 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20241001 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20241014 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7581638 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |