(57)【要約】【課題】平面上において簡易な構成で立体的に見える画像を生成する。【解決手段】上部に平坦部を具備する物体の立体画像を生成する画像生成システムであって、物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた方向から平坦部を撮影するカメラ１０ａと、物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、カメラ１０ａにおける撮影方向よりも下方の方向から物体の側面部を撮影するカメラ１０ｂと、カメラ１０ｂにて撮影された側面部の画像を、物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大し、カメラ１０ａにて撮影された平坦部の画像を、その画像の水平方向の幅が、拡大した側面部の画像のうち上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大／縮小する画像変形部２３と、画像変形部２３にて拡大された側面部の画像と、画像変形部２３にて拡大／縮小された平坦部の画像とを合成する画像合成部２４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に平坦部を具備する物体の立体画像を生成する画像生成方法であって、
前記物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた第１の方向から前記平坦部を撮影する処理と、
前記物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、前記第１の方向よりも下方の第２の方向から前記物体の側面部を撮影する処理と、
前記第１の方向から撮影された前記物体の画像から前記平坦部の画像のみを切り出す処理と、
前記第２の方向から撮影された前記物体の画像から前記側面部の画像のみを切り出す処理と、
前記切り出された前記側面部の画像を、前記物体の前記上部側に近づくに連れて水平方向に拡大する処理と、
前記切り出された前記平坦部の画像を、該画像の水平方向の幅が、前記拡大した前記側面部の画像のうち前記上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大／縮小する処理と、
前記拡大された前記側面部の画像と、前記拡大／縮小された前記平坦部の画像とを合成する処理とを有する画像生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像生成方法において、
前記合成された画像を、前記側面部の画像のうち前記物体の底部側となる部分を中心として傾けることにより影部を生成する処理と、
前記合成された画像と前記生成された影部とを合成する処理とを有する画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なる角度から撮影した２つの画像を合成することにより立体画像を生成する画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像を平面上で立体的に見せる技術として、互いに異なる角度から撮影した２つの画像を合成することにより立体画像を生成する技術がある。このような技術においては、人間が物体を見る場合、その物体を両目によって互いに異なる角度から視認し、視認した物体の画像を脳内で合成することによって物体を立体として認識することを用いている。そのため、撮影された２つの画像については、合成した画像を人間に見せる際、両目で見る画像が互いに異なるような処理が行われている。
【０００３】
このように、１つの物体を互いに異なる角度から撮影した２つの画像について、両目で見る画像が互いに異なるようにする技術としては、２つの画像を互いに異なる色でフィルタリングして合成し、その後、人間が画像を見る際に、フィルタリングした色のフィルムを両目の前にそれぞれ配置するアナグリフ方式や、撮影された２つの画像をスライスすることにより複数に分割してこれらを交互に配置し、人間が画像を見る際に、その画像上に、縦長のかまぼこ型レンズが複数配置されたレンチキュラーレンズを配置する技術が用いられている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【特許文献１】特開２００７−３３５９４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１５３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなアナグリフ方式によるものやレンチキュラーレンズを用いたものにおいては、人間が画像を見る際に、画像をフィルタリングした色のフィルムや、レンチキュラーレンズが必要となり、簡易な構成で画像を平面上で立体的に見せることができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、平面上において簡易な構成で立体的に見える画像を生成することができる画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、
上部に平坦部を具備する物体の立体画像を生成する画像生成方法であって、
前記物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた第１の方向から前記平坦部を撮影する処理と、
前記物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、前記第１の方向よりも下方の第２の方向から前記物体の側面部を撮影する処理と、
前記第１の方向から撮影された前記物体の画像から前記平坦部の画像のみを切り出す処理と、
前記第２の方向から撮影された前記物体の画像から前記側面部の画像のみを切り出す処理と、
前記切り出された前記側面部の画像を、前記物体の前記上部側に近づくに連れて水平方向に拡大する処理と、
前記切り出された前記平坦部の画像を、該画像の水平方向の幅が、前記拡大した前記側面部の画像のうち前記上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大／縮小する処理と、
前記拡大された前記側面部の画像と、前記拡大／縮小された前記平坦部の画像とを合成する処理とを有する。
【０００７】
上記のように構成された本発明においては、物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた第１の方向から物体の上部の平坦部を撮影し、また、物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、第１の方向よりも下方の第２の方向から物体の側面部を撮影する。次に、第１の方向から撮影された物体の画像から平坦部の画像のみを切り出し、また、第２の方向から撮影された物体の画像から物体の側面部の画像のみを切り出す。そして、切り出された側面部の画像を、物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大し、さらに、切り出された平坦部の画像を、この画像の水平方向の幅が、拡大した側面部の画像のうち上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大／縮小し、その後、拡大された側面部の画像と拡大／縮小された平坦部の画像とを合成する。
【０００８】
このように、物体に対して鉛直上方向側から撮影された物体の上部の平坦部の画像と、物体に対して水平方向側から撮影された物体の側面部の画像とを合成するので、物体の上部の平坦部の画像と側面部の画像とがそれぞれ鮮明に視認可能となり、かつ、側面部の画像が物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大されているので、側面部の画像が鮮明になりながらも立体的となり、それにより、合成された画像が、その画像を人間が見る際にフィルムやレンズ等を用いることなく、平面上にて立体的に見えるようになる。
【０００９】
また、合成された画像を、側面部の画像のうち物体の底部側となる部分を中心として傾けることにより影部を生成し、合成された画像と生成された影部とを合成すれば、画像がさらに立体的に見えるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本発明においては、上部に平坦部を具備する物体の立体画像を生成する画像生成方法であって、物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた第１の方向から平坦部を撮影する処理と、物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、第１の方向よりも下方の第２の方向から物体の側面部を撮影する処理と、第１の方向から撮影された物体の画像から平坦部の画像のみを切り出す処理と、第２の方向から撮影された物体の画像から側面部の画像のみを切り出す処理と、切り出された側面部の画像を、物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大する処理と、切り出された平坦部の画像を、この画像の水平方向の幅が、拡大した側面部の画像のうち上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大／縮小する処理と、拡大された側面部の画像と、拡大／縮小された平坦部の画像とを合成する処理とを有する構成としたため、物体の上部の平坦部と側面部とが鮮明に見え、かつ、物体全体が立体的に見える画像を簡易な構成で生成することができる。
【００１１】
また、合成された側面部の画像を、側面部の画像のうち物体の底部側となる部分を中心として傾けることにより影部を生成する処理と、合成された画像と生成された影部とを合成する処理とを有するものにおいては、画像がさらに立体的に見えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の画像生成方法の実施の一形態を実現するシステム構成を示す図である。
【００１４】
本形態におけるシステムは図１に示すように、物体を互いに異なる方向から撮影する２つのカメラ１０ａ，１０ｂと、カメラ１０ａ，１０ｂにて撮影された画像を合成することにより立体画像を生成する画像処理装置２０と、画像処理装置２０にて生成された立体画像を印字出力するプリンタ３０とから構成されており、上部に平坦部を具備する物体の立体画像を生成するものである。
【００１５】
画像処理装置２０は、カメラ１０ａ，１０ｂにて撮影された画像をそれぞれ取り込む画像取込部２１ａ，２１ｂと、画像取込部２１ａ，２１ｂにて取り込まれた画像について特定の画像を切り出す画像切り出し部２２ａ，２２ｂと、画像切り出し部２２ａ，２２ｂにて切り出された画像それぞれを拡大あるいは縮小によって変形する画像変形部２３と、画像切り出し部２２ａ，２２ｂにてそれぞれ切り出され、画像変形部２３にて変形された２つの画像を合成する画像合成部２４と、画像合成部２４にて合成された画像の影部を生成する影部生成部２５と、画像合成部２４にて合成された画像に影部生成部２５にて生成された影部を合成してプリンタ３０に出力する画像出力部２６とから構成されている。
【００１６】
カメラ１０ａは、立体画像を生成する対象となる物体に対する鉛直上方向から第１の角度だけ下方に傾いた第１の方向から、物体の上部の平坦部を撮影する。
【００１７】
カメラ１０ｂは、立体画像を生成する対象となる物体に対する水平方向から第２の角度だけ上方に傾き、かつ、カメラ１０ａにおける撮影方向よりも下方の第２の方向から物体の側面部を撮影する。
【００１８】
画像取込部２１ａは、カメラ１０ａにて撮影された画像を取り込む。
【００１９】
画像取込部２１ｂは、カメラ１０ｂにて撮影された画像を取り込む。
【００２０】
画像切り出し部２２ａは、カメラ１０ａにて撮影されて画像取込部２１ａにて取り込まれた画像から物体の平坦部の画像のみを切り出す。
【００２１】
画像切り出し部２２ｂは、カメラ１０ｂにて撮影されて画像取込部２１ｂにて取り込まれた画像から物体の側面部の画像のみを切り出す。
【００２２】
画像変形部２３は、まず、画像切り出し部２２ｂにて切り出された側面部の画像を、物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大する。そして、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部の画像を、その画像の水平方向の幅が、上述したように物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大した側面部の画像のうち上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大あるいは縮小する。
【００２３】
画像合成部２４は、画像変形部２３にて物体の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大された側面部の画像と、画像変形部２３にて拡大あるいは縮小された平坦部の画像とを合成する。
【００２４】
影部生成部２５は、画像合成部２３にて合成された画像を、側面部の画像のうち物体の底部側となる部分を中心として傾けることにより影部を生成する。
【００２５】
画像出力部２６は、画像合成部２４にて合成された画像に影部生成部２５にて生成された影部を合成してプリンタ３０に出力する。
【００２６】
以下に、上記のように構成された画像生成システムにおいて立体画像を生成する画像生成方法について説明する。
【００２７】
図２は、図１に示した画像生成システムにおいて立体画像を生成する際のカメラ１０ａ，１０ｂと物体の配置を示す図である。また、図３は、図１に示した画像生成システムにおいて立体画像を生成する画像生成方法を説明するためのフローチャートである。また、図４は、図１に示した画像生成システムにおいて立体画像が生成されるまでに処理されていく画像を示す図である。
【００２８】
本形態にて立体画像が生成される物体は、図２に示すように、上部に平坦部４１を具備するとともに側面部４２を有する円柱体の対象物４０である。
【００２９】
図１に示した画像生成システムにおいて立体画像を生成する場合、図２に示すように、立体画像を生成する物体となる対象物４０に対する鉛直上方向から第１の角度であるαだけ下方に傾いた領域に対象物４０に向かってカメラ１０ａを配置するとともに、対象物４０に対する水平方向から第２の角度であるβだけ上方に傾いた領域に対象物４０に向かってカメラ１０ｂを配置する。なお、カメラ１０ａ，１０ｂの相対位置は、カメラ１０ｂがカメラ１０ａよりも下方に配置されている。すなわち、カメラ１０ａ，１０ｂは、対象物４０に対する鉛直上方向と水平方向との間に配置されていることになり、αとβとの関係は、９０°−α＞βとなっている。
【００３０】
この状態でカメラ１０ａ，１０ｂによって対象物４０を撮影すると、カメラ１０ａにおいては、対象物４０に対する鉛直上方向からαだけ下方に傾いた第１の方向となる鉛直上方向側から対象物４０が撮影されることとなり（ステップＳ１）、また、カメラ１０ｂにおいては、対象物４０に対する水平方向からβだけ上方に傾き、かつ、カメラ１０ａにおける撮影方向よりも下方の第２の方向となる水平方向側から対象物４０が撮影されることになる（ステップＳ２）。なお、カメラ１０ａにて撮影される対象物４０の画像には少なくとも対象物４０の平坦部４１が含まれ、カメラ１０ｂにて撮影される対象物４０の画像には少なくとも対象物４０の側面部４２が含まれるようにする。すなわち、カメラ１０ａによって対象物４０を撮影する第１の方向と、カメラ１０ｂによって対象物４０を撮影する第２の方向とは、上述した９０°−α＞βの関係を満たす範囲内において、対象物４０の大きさや形状、カメラ１０ａ，１０ｂによる対象物４０からの撮影距離等に応じて適宜設定される。例えば、カメラ１０ａ，１０ｂによる対象物４０からの撮影距離が近い場合は、カメラ１０ａによって対象物４０を撮影する第１の方向とカメラ１０ｂによって対象物４０を撮影する第２の方向とのなす角度を大きくしないと、カメラ１０ａ，１０ｂによってそれぞれ撮影された画像がほとんど同一となってしまう場合があるため、カメラ１０ａによって対象物４０を撮影する第１の方向と、カメラ１０ｂによって対象物４０を撮影する第２の方向とが、カメラ１０ａによって対象物４０を撮影する第１の方向とカメラ１０ｂによって対象物４０を撮影する第２の方向とのなす角度が大きくなるように設定される。
【００３１】
カメラ１０ａ，１０ｂにて撮影された対象物４０の画像は、画像処理装置２０の画像取込部２１ａ，２１ｂにそれぞれ取り込まれる。画像取込部２１ａには、対象物４０に対する鉛直上方向からαだけ下方に傾いた方向から対象物４０が撮影された画像が取り込まれるため、図４（ａ）に示すように、対象物４０の平坦部４１の平坦部画像２ａと対象物４０の側面部４２の側面部画像３ａとからなり、平坦部画像２ａが鮮明に撮影された画像１ａが取り込まれることになる。また、画像取込部２１ｂには、対象物４０に対する水平方向からβだけ上方に傾いた方向から対象物４０が撮影された画像が取り込まれるため、図４（ｂ）に示すように、対象物４０の平坦部４１の平坦部画像２ｂと対象物４０の側面部４２の側面部画像３ｂとからなり、側面部画像３ｂが鮮明に撮影された画像１ｂが取り込まれることになる。
【００３２】
カメラ１０ａ，１０ｂにて撮影された対象物４０の画像が画像取込部２１ａ，２１ｂにそれぞれ取り込まれると、画像切り出し部２２ａ，２２ｂにおいて、画像取込部２１ａ，２１ｂにて取り込まれた画像について特定の画像がそれぞれ切り出される。画像切り出し部２２ａにおいては、図４（ｃ）に示すように、カメラ１０ａにて撮影されて画像取込部２１ａにて取り込まれた画像１ａから対象物４０の平坦部４１の平坦部画像２ａのみが切り出される（ステップＳ３）。また、画像切り出し部２２ｂにおいては、図４（ｄ）に示すように、カメラ１０ｂにて撮影されて画像取込部２１ｂにて取り込まれた画像１ｂから対象物４０の側面部４２の側面部画像３ｂのみが切り出される（ステップＳ４）。
【００３３】
次に、画像変形部２３において、画像切り出し部２２ａ，２２ｂにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａ及び側面部４２の側面部画像３ｂの変形処理がそれぞれ行われる。
【００３４】
まず、画像切り出し部２２ｂにて切り出された側面部４２の側面部画像３ｂについて、その対象物４０の底部側が固定され、その状態において側面部画像３ｂが対象物４０の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大するように変形され、図４（ｅ）に示すような側面部画像３ｂ’が生成される（ステップＳ５）。
【００３５】
次に、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａについて、その水平方向の幅が、ステップＳ５にて変形された側面部画像３ｂ’のうち、対象物４０の上部側の水平方向の幅と同一となるように拡大され、図４（ｆ）に示すような平坦部画像２ａ’が生成される（ステップＳ６）。なお、本形態においては、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａの水平方向の幅が、ステップＳ５にて変形された側面部画像３ｂ’のうち対象物４０の上部側の水平方向の幅よりも狭いため、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａが拡大されるが、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａの水平方向の幅が、ステップＳ５にて変形された側面部画像３ｂ’のうち対象物４０の上部側の水平方向の幅よりも広い場合は、これらの幅が同一となるように、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の平坦部画像２ａが縮小されることになる。また、対象物４０が、平坦部４１と側面部４２とが水平方向の幅が同一となって繋がるものではない場合は、画像切り出し部２２ａにて切り出された平坦部４１の画像が、その画像の水平方向の幅が、ステップＳ５にて変形された側面部４２の画像のうち対象物４０の上部側の水平方向の幅に応じたものとなるように拡大あるいは縮小されることになる。
【００３６】
画像変形部２３にて変形、生成された平坦部画像２ａ’及び側面部画像３ｂ’は、画像合成部２４に出力され、画像合成部２４において、画像変形部２３から出力された平坦部画像２ａ’と側面部画像３ｂ’とが合成され、図４（ｇ）に示すような合成画像１ｃが生成される（ステップＳ７）。なおこの際、画像変形部２３から出力された平坦部画像２ａ’と側面部画像３ｂ’とは、合成された場合にその境界部分の一部が互いに重なり合うことになるが、互いに重なり合う部分においては、平坦部画像２ａ’と側面部画像３ｂ’とのいずれか一方が削除されることになる。この場合、側面部画像３ｂ’の平坦部画像２ａ’と重なり合う部分を削除した方が平坦部画像２ａ’に歪みが生じず、見た目にも違和感が生じることがない。
【００３７】
次に、影部生成部２５において、画像合成部２３にて合成、生成された合成画像１ｃが、合成画像１ｃのうち、対象物４０の底部側となる部分を中心として任意の角度だけ傾けられ、その傾けられた画像が黒色化されるとともに、対象物４０の底部に近いほど黒色が濃くなるようにグラデーション処理が施されることにより、対象物４０の影部が生成される（ステップＳ８）。
【００３８】
次に、画像出力部２６において、画像合成部２４にて合成、生成された合成画像１ｃに影部生成部２５にて生成された影部が合成され、図４（ｈ）に示すように、合成画像１ｃに影部４が合成された立体画像１ｄが生成され、プリンタ３０に出力される（ステップＳ９）。なお、合成画像１ｃに影部４が合成される際、影部４が、合成画像１ｃの対象物４０の底部側となる部分を中心として任意の角度だけ傾けられることにより生成されるものであるため、合成画像１ｃと影部４とが重なり合う部分が生じる。そこで、影部生成部２５にて生成された影部４のうち、合成画像１ｃに重なり合う部分を削除する処理が行われる。
【００３９】
その後、プリンタ３０において、画像出力部２６から出力された立体画像１ｄが、対象物４０の立体画像として印字出力される。
【００４０】
上述したように本形態においては、カメラ１０ａにて対象物４０に対して鉛直上方向側から撮影された対象物４０の上部の平坦部４１の画像と、カメラ１０ｂにて対象物４０に対して水平方向側から撮影された対象物４０の側面部４２の画像とが合成されるので、対象物４０の上部の平坦部４１の画像と側面部４２の画像とがそれぞれ鮮明に視認可能となり、かつ、側面部４２の画像が対象物４０の上部側に近づくに連れて水平方向に拡大されているので、側面部４２の画像が明確になりながらも立体的となり、それにより、合成された画像が、その画像を人間が見る際にフィルムやレンズ等を用いることなく、平面上にて立体的に見えるようになる。また、影部生成部２５にて生成された影部を、画像合成部２４にて合成、生成された画像に合成することにより、対象物４０の画像がさらに立体的に見えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の画像生成方法の実施の一形態を実現するシステム構成を示す図である。
【図２】図１に示した画像生成システムにおいて立体画像を生成する際のカメラと物体の配置を示す図である。
【図３】図１に示した画像生成システムにおいて立体画像を生成する画像生成方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した画像生成システムにおいて立体画像が生成されるまでに処理されていく画像を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ａ，１ｂ    画像
１ｃ    合成画像
１ｄ    立体画像
２ａ，２ａ’，２ｂ    平坦部画像
３ａ，３ｂ，３ｂ’    側面部画像
４    影部
１０ａ，１０ｂ    カメラ
２０    画像処理装置
２１ａ，２１ｂ    画像取込部
２２ａ，２２ｂ    画像切り出し部
２３    画像変形部
２４    画像合成部
２５    影部生成部
２６    画像出力部
３０    プリンタ
４０    対象物
４１    平坦部
４２    側面部
【図１】
2010086245.tif 000003
【図２】
2010086245.tif 000004
【図３】
2010086245.tif 000005
【図４】
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