(57)【要約】  【課題】魚眼レンズなどを介して撮像された画像をできるだけ広角に画像変換すると共に、Ｙ軸とＺ軸との直線の歪がなくてＸ軸方向で直線の歪が少なく、かつ、人間にとって見易い画像に変換する画像データ変換装置の提供する。  【解決手段】表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）を一旦、補正面３の画素位置Ｈ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に変換し、さらに、この座標を仮想物体面２の半球面の極座標Ｋ（ｒ２，φ２，θ２）に変換し、最終的に入力画像１の画素位置Ｉ（ｘ３，ｙ３）へ変換する。この変換を表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）の全てにおいて計算し、計算された結果を記憶素子（変換ＲＯＭ）に記憶させておく。そして、変換ＲＯＭのアドレスにｘ０，ｙ０を入力し、出力データの内容（ｘ３，ｙ３の値）を用いて入力画像１の画素を取り出す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
魚眼レンズを用いて撮像された球形歪を含む被写体の画像を入力画像の信号として入力
し、同入力画像の信号から前記球形歪を除去するように画像変換して出力画像を信号出力
する画像変換手段を備えた画像データ変換装置において、
前記画像変換手段は、前記魚眼レンズの光軸に向かう直線状の前記被写体と、縦方向に
直線の前記被写体とを前記出力画像内でほぼ直線状となるように前記入力画像全体を画像
変換し、
かつ、横方向に直線の前記被写体を、前記出力画像の中央部分、及び同中央部分と左右
に連なる左側部分と右側部分とでほぼ直線状に、また、前記出力画像の中央部分と、左側
部分及び右側部分の境目付近で屈曲するように、前記入力画像全体を画像変換してなるこ
とを特徴とする画像データ変換装置。
【請求項２】
前記画像変換手段は仮想的な画像変換モデルに基づいて構成されてなり、
前記画像変換モデルは、円形の平面からなる前記入力画像と、前記魚眼レンズと対応し
て前記被写体が映し出される半球状の仮想物体面と、前記球形歪を補正する補正面と、画
像変換される表示面とを順に並べ、前記魚眼レンズの光軸と対応する仮想光軸が、前記入
力画像の中央に位置する光軸原点からこれらの面の中央を直角に挿通し、前記補正面は、
中央に配置された中央面と、同中央面の左右にそれぞれ配置された左側面、及び右側面と
で構成され、同左側面と右側面とは前記光軸原点に向かって屈曲してなり、
前記仮想光軸方向の前記補正面に投射された前記仮想物体面上の画像は、前記表示面へ
正射影方式で投射され、投射された前記表示面の画像を前記出力画像としてなる構成であ
ることを特徴とする請求項１記載の画像データ変換装置。
【請求項３】
前記補正面を形成する変換モデルは、前記表示面の横と縦の座標をｘ，ｙとし、前記補
正面の３次元座標をｘ，ｙ，ｚとする時、前記仮想光軸方向のｚは、
2008311890.tif 000005
の式で算出されてなることを特徴とする請求項２記載の画像データ変換装置。
【請求項４】
前記画像データ変換装置を内部に備え、撮像した画像を前記画像データ変換装置によっ
て画像変換して出力してなることを特徴とするカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ変換装置やこれを備えたカメラ装置に係わり、より詳細には、魚
眼レンズなどを通して撮像した球形歪を含む画像を入力して歪を補正し、人間の目で見た
場合に違和感が少ない画像に変換して出力する画像補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、魚眼レンズを通して撮像するカメラ装置や、このカメラ装置が撮像した画像を入
力し、画像補正して出力する画像データ変換装置としては図１１のブロック図に示す構成
が一般的である。図１１において、カメラ装置８０は魚眼レンズ８１と、これを介して入
力される光を撮像して電気信号に変換する撮像素子８２と、同撮像素子８２に対して画素
の読み出しアドレスを順次指定しながら画素信号を取り込んで、デジタルの画像信号とし
て出力する画像処理部８３とで構成されている。
【０００３】
また、画像データ変換装置９０は、カメラ装置８０から出力されるデジタル画像信号を
入力するデジタル入力端子９１と、アナログ画像信号を入力するアナログ入力端子９２と
、同アナログ画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ９３と、同変換された
デジタル信号、又はデジタル入力端子９１から入力される画像データを１フレーム毎に記
憶する画像メモリ部９４と、同記憶された画像データの画素データの座標位置を所定の方
法で変換すると共に、変換された画像データの画素補間を指示する画像変換手段９６と、
画像メモリ部９４から出力される変換画像を画像変換手段９６の指示にしたがって画素の
補間を行なう画像補間部９５と、同画素補間された画像データをアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａコンバータ９７と、同アナログ信号を出力するアナログ映像出力端子９８とを備え
ている。
【０００４】
各入力端子には、魚眼レンズを介して撮像されたアナログ、または、デジタルの映像信
号が接続される。画像メモリ部９４にはこれらの入力信号のうち、いずれか一方の信号が
入力されて画像データ変換が行なわれる。
【０００５】
この画像変換手段９６で行なわれる変換の方式としては、大きく分けて２つの方式に分
類される。図６は一方の変換方式を説明する画像データ変換モデル図であり、図６（Ａ）
は入力画像と出力画像との関係を示す斜視図、図６（Ｂ）はその上面図をそれぞれ示す。
【０００６】
図６（Ａ）により、まず変換される座標の位置関係を説明する。座標系の設定は次のよ
うに行う。まず、被写体の位置を示すための空間として、魚眼レンズの位置を原点とし、
光軸の方向をｚ軸とする、（ｘ、ｙ、ｚ）座標空間を考える。また、上記原点から見た被
写体位置を示すパラメータとして、方位角（ψ）、天頂角（θ）を考える。
【０００７】
魚眼レンズで撮影される被写体は、その魚眼レンズから見た角度で撮像素子上での位置
が決まるので、被写体は半径１の半球面上に位置しているものと仮定する。なお、この半
球面を仮想物体面と呼ぶこととする。そして、結果として求めたい平面画像については、
図６（Ａ）に（ｕ，ｖ）座標系で示されており、（ｕ，ｖ）座標系の中心（原点）は、（
ｘ、ｙ、ｚ）座標系の原点から距離１の位置にあり、前述の仮想物体面である半球面に接
しているものとする。この（ｕ，ｖ）座標系で表わされる平面は、表示用画像の画素と対
応づけられるものである。
【０００８】
魚眼レンズを通して得られる画像平面（魚眼画像）は、図６（Ａ）のように（ｐ，ｑ）
座標系で表わすものとする。（ｐ，ｑ）座標系は、（ｘ，ｙ）平面と平行な位置関係にあ
り、その原点はｚ軸上にあるものとする。撮像面上の位置では、撮像素子の寸法や、魚眼
レンズの焦点距離によりイメージサークル径が異なってくるため、レンズ正面から９０度
の位置（ｚ＝０）にある被写体が投影される映像の半径を１とする円に魚眼画像が映って
いるものとする。
【０００９】
図１０にこの魚眼画像の一例を示す。この画像は屋外での直線道路、及び、この道路に
平行な電線、この道路脇に垂直に建てられた街灯、道路沿いの家屋などが映っている。画
像は光軸中央、つまり、画像の中心から周囲に向かうに従って歪が大きくなっており、画
面の上下左右が湾曲している。
【００１０】
画像変換は、平面画像上の点（ｕ，ｖ座標）が、撮像面（ｐ，ｑ座標）のどの位置に投
影されているかを演算により求め、その点の輝度情報を参照することにより、結果として
得たい平面画像のデータを生成することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
なお、視点（ψ、θ、α）や平面画像のサイズとなる拡大率（ズーム倍率）の情報は、
あらかじめ演算のためのデータとして設定されている。
【００１２】
この方式は比較的画像の歪が少ないことが特徴である。なお、この方式により、図１０
の画像を変換した結果の画像を図７に示す。
【００１３】
一方、図９は他方の変換方式を説明する画像データ変換モデル図であり、図９（Ａ）は
入力画像と出力画像との関係を示す斜視図、図９（Ｂ）はその上面図をそれぞれ示す。
【００１４】
この変換方法では、円形面上の画像データを円筒面上へと変換する。図９（Ａ）は例え
ば魚眼レンズにより撮影される全周面を仮想的に想定した半球面Ｏ上の任意の点Ｐ0 と変
換する面である円筒面Ｃの点Ｐ2 との関係を示す図である。半球面Ｏはｘｙｚ座標系にお
いて、底円（半球面の縁を構成する円）が原点を中心としてｘｙ平面上に位置している。
ｚ軸は魚眼レンズの光軸方向と一致する。
【００１５】
また、円筒面Ｃはｚ軸を中心軸とする半径Ｒの円筒である。即ち、円筒面ＣはＲを定数
とするｒψｚ円柱座標系における曲面として表すことができる。また、ここでは、円筒面
Ｃ上の点をｒψｚ円柱座標系上の点として（Ｒ、ψ、ｚ）で表す。但し、ψは、ｘｙ平面
に降ろした垂線とｘｙ平面との交点と原点とでできる線分がｘ軸となす角である。そして
、原点から半球面Ｏ上の任意の点Ｐ0を結ぶ線分を延長した直線が円筒面Ｃと交わる点が
Ｐ2 となる。なお、原点から点Ｐ0とを結ぶ線分とｚ軸とのなす角が点Ｐ0に関する画角θ
となる。
【００１６】
魚眼レンズで撮像された画像における、ある画素Ｐ1 の位置は、原点から像高ｈの距離
でかつ原点とＰ1 を結んだ線分とＸ軸とがなす角がψとなる位置となる。ｈは上記1)式に
より表され、画角θにより定まる。
【００１７】
従ってこの方式における画像変換とはＰ1 をＰ2 へと変換するものである。以下に、具
体的な計算について説明する。まず、パラメータをθ、ψとする場合を考える。この場合
ＸＹ平面上におけるＰ1 の座標は（ｈ・ｃｏｓψ，ｈ・ｓｉｎψ）であり、上記式1)より
ｈを消去すると（２ｆ・ｔａｎ（θ／２）・ｃｏｓψ，２ｆ・ｔａｎ（θ／２）・ｓｉｎ
ψ）と表される。
【００１８】
一方、Ｐ2 の座標はＲは定数であり、ｚはｚ＝Ｒ／ｔａｎθの関係があるので、（Ｒ，
ψ，Ｒ／ｔａｎθ）と表される。従って、パラメータθ、ψを動かして、ＸＹ平面上にお
ける円形画像上のＰ1 を特定でき、これに対するｒψｚ円柱座標系上の点、即ち円筒面Ｃ
上の点も特定できるので、上記Ｐ1 、Ｐ2 を示す式に従って画像データを変換することが
できる（例えば、特許文献２参照。）。
。但し、θ＝０の場合はＰ2 のｚ座標が無限大となってしまうので、現実にはθの値はあ
る値以上のものを使用することになる。
【００１９】
なお、図１０の画像をこの方式で画像変換した結果の画像を図８に示す。ただし、図１
０は１８０度の画角なので、図８もこの画角に対応した部分のみ変換している。この方式
の特徴は左右の画角が広いことであり、最大で３６０度を表示できる。
【００２０】
しかしながら、図６で説明した方式では、比較的見易い画像に変換できる一方、光軸原
点から直線的にＰ（ｕ，ｖ）の平面座標に変換するので画角に実用的な制限があり、この
平面での上下左右の端部付近の画像は表示できない。また、全て表示させようとすると無
限大の平面が必要になる。理論的には１８０度以上の画角には対応できない。
【００２１】
さらに、図７に示すようにＺ方向（画像の奥行方向）に長い物体、例えば道の左右に建
っている家屋の端が極端に拡大され、人の目には違和感がある。
【００２２】
一方、図９の方法では上下方向に、図６の方式と同様の画角制限があるものの、左右方
向に関しては制限がなく、完全な範囲を表示させることができる。
【００２３】
しかしながら、図８に示すように、Ｘ方向（画面の左右方向）の直線とＺ方向の直線と
は全て湾曲し、非常に見にくい画像になっている。
【００２４】
また、前述したように、それぞれの方式では一長一短があり、カメラ装置の用途に応じ
て何れかの画像データ変換方式による画像データ変換装置を選択する必要がある。このた
め、カメラ装置に画像データ変換装置を内蔵させると、２つの画像データ変換方式に対応
した２種類のカメラ装置を生産することになり、部品調達や生産管理、在庫管理や販売管
理などの管理業務が増加し、１機種の場合と比較して、管理コストが上昇してしまう問題
があった。
【特許文献１】特許第３１２６９５５号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特許第３０２５２５５号公報（第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は以上述べた問題点を解決し、魚眼レンズなどを介して撮像された画像をできる
だけ広角に画像変換すると共に、Ｙ軸とＺ軸との直線の歪がなくてＸ軸方向で直線の歪が
少なく、かつ、人間にとって見易い画像に変換する画像データ変換装置の提供と、画像デ
ータ変換装置を内蔵したカメラ装置の管理コストを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は上述の課題を解決するため、魚眼レンズを用いて撮像された球形歪を含む被写
体の画像を入力画像の信号として入力し、同入力画像の信号から前記球形歪を除去するよ
うに画像変換して出力画像を信号出力する画像変換手段を備えた画像データ変換装置にお
いて、
前記画像変換手段は、前記魚眼レンズの光軸に向かう直線状の前記被写体と、縦方向に
直線の前記被写体とを前記出力画像内でほぼ直線状となるように前記入力画像全体を画像
変換し、
かつ、横方向に直線の前記被写体を、前記出力画像の中央部分、及び同中央部分と左右
に連なる左側部分と右側部分とでほぼ直線状に、また、前記出力画像の中央部分と、左側
部分及び右側部分の境目付近で屈曲するように、前記入力画像全体を画像変換する。
【００２７】
また、前記画像変換手段は仮想的な画像変換モデルに基づいて構成されてなり、
前記画像変換モデルは、円形の平面からなる前記入力画像と、前記魚眼レンズと対応し
て被写体が映し出される半球状の仮想物体面と、前記球形歪を補正する補正面と、画像変
換される表示面とを順に並べ、前記魚眼レンズの光軸と対応する仮想光軸が、前記入力画
像の中央に位置する光軸原点からこれらの面の中央を直角に挿通し、前記補正面は中央に
配置された中央面と、同中央面の左右にそれぞれ配置された左側面、及び右側面とで構成
され、同左側面と右側面とは前記光軸原点に向かって屈曲してなり、
前記仮想光軸方向の前記補正面に投射された前記仮想物体面上の画像は、前記表示面へ
正射影方式で投射され、投射された前記表示面の画像を前記出力画像としてなる構成とす
る。
【００２８】
そして、前記画像変換手段は仮想的な変換モデルに基づいて構成されてなり、
前記変換モデルは、円形の平面からなる前記入力画像と、前記魚眼レンズと対応して被
写体が映し出される半球状の仮想物体面と、前記球形歪を補正する補正面と、画像変換さ
れる表示面とを順次離間して並べ、前記魚眼レンズの光軸と対応する仮想光軸が、前記入
力画像の中央に位置する光軸原点からこれらの面の中央を直角に挿通し、前記補正面は、
中央に配置された中央面と、同中央面の左右に配置された左右側面とで構成され、同左右
側面は前記光軸原点に向かって屈曲してなり、
前記仮想光軸方向の前記補正面に投射された前記仮想物体面上の画像は、前記表示面へ
正射影方式で投射され、投射された前記表示面の画像を前記出力画像としてなる構成にす
る。
【００２９】
さらに、前記補正面を形成する変換モデルは、前記表示面の横と縦の座標をｘ，ｙとし
、前記補正面の３次元座標をｘ，ｙ，ｚとする時、前記仮想光軸方向のｚは、
2008311890.tif 000003
【００３０】
の式で算出する。
【００３１】
さらに、カメラ装置に前記画像データ変換装置を内部に設け、撮像した画像を前記画像
データ変換装置によって画像変換して出力する。
【発明の効果】
【００３２】
以上の手段を用いることにより、本発明による画像データ変換装置によれば、
請求項１に係わる発明は、車両用のカメラで撮像した画像を運転者が見易い画像に変換
できる。具体的には、表示される画角が広くて、かつ、実際の風景の直線が画像データ変
換装置を介して表示された時に直線的に表されることである。
【００３３】
本発明では上下方向と光軸の奥行方向とに湾曲歪がなく、また、運転者の視野中心、つ
まり、光軸の周辺と画面の左右付近とは横方向の湾曲歪がほとんど無いため、運転者にと
って違和感が少ない画像になっている。
【００３４】
請求項２に係わる発明は、
画像変換モデルにおいて補正面を中央面と左右側面とで構成し、仮想物体面を囲むよう
に配置しているため、表示される画角が広く、かつ、補正面が複数の面で構成され、補正
面上の横方向は各面上での直線状の部分が連結された構成であるため、横方向の湾曲歪を
低減でき、見易い画像に変換できる。
【００３５】
請求項３に係わる発明は、
画像変換モデルにおいて、補正面を表す式を簡単に構成でき、画像変換手段を容易に構
成できる。
【００３６】
請求項４に係わる発明は、カメラ装置に画像データ変換装置を内部に設けることにより
、異なる方式の画像データ変換装置を内蔵したカメラ装置を２種類生産しなくても、１つ
の方式の画像データ変換装置を内蔵したカメラ装置を１種類だけ生産すればよいため、カ
メラ装置の管理コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１（Ａ）は入力画像と出力画像との仮想的な関係を示す画像データ変換モデルにおけ
る斜視図、図１（Ｂ）はその上面図をそれぞれ示す。本発明による変換方法では、円形面
上の画像である入力画像１を一旦、所定形状の補正面３（三次元）上へ変換し、さらに、
この補正面３上の画像を正射影法により矩形の表示面４へ目的とする出力画像として投影
する。従って、この補正面３の形状、実際は変換式を変更することにより任意の画像変換
を行なうようになっている。
【００３９】
背景技術でも説明したように、魚眼レンズで撮影される被写体は、その魚眼レンズから
見た角度で撮像素子上での位置が決まるので、被写体は半径１の半球面２上に位置してい
るものと仮定し、その被写体の画像である入力画像１は半径１の円内、具体的には図示し
ない撮像素子の撮像面上に結像しているものとする。なお、この半球面を仮想物体面２と
呼ぶこととする。また、円形の入力画像１の中心は、撮像に使用されるレンズの原点と対
応する光軸原点：Ｏであり、この点から垂直に延出した仮想的な線が光軸５である。
【００４０】
図１（Ａ）に示すように、補正面３は、光軸５の正面に位置する中央面３ａと、光軸５
の進行方向右側に配置された右側面３ｂと、光軸５進行方向左側に配置された左側面３ｃ
とで構成されている。そして、補正面３の中央面３ａと表示面４とは光軸５に対して垂直
に配置され、また、補正面３は仮想物体面２を包み込むように配置される。また、この補
正面３の中心点と表示面４の中心点とは、光軸原点からの光軸で貫かれる位置となってい
る。さらに、補正面３と表示面４とは上下方向には直線状であり、表示面４は左右方向に
対しても直線状である。
【００４１】
従って、仮想物体面２からの画像が写される補正面３の画像の縦（Ｙ）方向は、横（Ｘ
）方向がどの位置であっても、縦の直線が湾曲するような歪みがない。さらに、この補正
面中心を通る横（Ｘ）方向のライン上では、横方向の直線が湾曲するような歪みがない。
【００４２】
補正面の横方向では、この補正面中心を通る横方向のライン上以外の場所で、横方向の
直線が屈曲する歪が発生する。
【００４３】
図２は魚眼レンズを介して撮像した図１０の画像を本発明によって画像補正した例を表
す画像である。この図２の全ての範囲において、実際の風景での縦方向の直線は直線とし
て変換されており、画像中央（光軸奥）方向へ向かう道路のセンターラインや脇線、電線
、建物の稜線なども歪みがなくて、実際の風景通りに直線状になっている。また、画像の
左右方向の中心付近は実際の風景通りに直線状になっている。さらに、画像の左右付近の
横方向の直線は傾斜しているものの、ほぼ直線状に補正されている。なお、画像の左右方
向の中心付近と左右付近の横方向の直線とがなだらかに屈曲して接続する部分で湾曲歪が
発生している。
【００４４】
これは前述したように、補正面３が中央面３ａと右側面３ｂと左側面３ｃとで構成され
、これらがなめらかに接続されているからである。それぞれの面自体を見れば、光軸方向
になだらかに湾曲する平面状であり、これらの面の接続部分が屈曲している。従って、補
正された画像もこの特性で変換されている。
【００４５】
この横方向の直線が歪む様子を本発明による画像変換を施した図３の画像で説明する。
この図も他の画像と同じく、光軸の奥方向（画像中心に向かう方向）へ道路や電線、建物
の稜線が直線状になっている。
【００４６】
図３の中で、左端から右端へ接続される白線からなる複数の曲線が、横方向の直線歪を
表している。つまり、実際の風景で左右方向に複数の直線が存在した場合、その直線が本
発明によりどのように変換されているかを示している。この図３では画像の中央付近では
ほぼ直線に、また、画像の左右端では傾斜しているものの、ほぼ直線となっている。
【００４７】
本発明による画像データ変換装置は、図示しないが、例えば、車両前方や後方に設置さ
れ、魚眼レンズを備えたフロント、又は、リヤカメラなどで撮像した画像をカーナビゲー
ションなどの表示装置で表示する時に用いられる。この場合、重要なことは画像を正確に
再現することでなく、運転者にとって見易い画像とすることである。
【００４８】
運転者にとって見易い画像とは、表示される画角が広くて、かつ、遠近感が正確に再現
された画像、つまり、実際の風景の直線は、それがカメラを介して表示された時でも直線
的に表されることである。従って湾曲歪のできるだけ少ない画像変換がこのような用途に
適したものであると言える。本発明では、図２と図３とで説明したように、上下方向と光
軸の奥行方向とに湾曲歪がなく、また、運転者の視野中心、つまり、光軸の周辺と、画面
の左右端付近では、風景の横方向の直線が傾斜して変換されるものの、横方向の湾曲歪が
２カ所以外ではほとんど無いようにしている。このため、運転者にとって違和感が少ない
画像になっている。
【００４９】
図４は本発明による画像データ変換モデルの具体例を説明する説明図であり、基本的に
は図１で説明した図と同じである。なお、参考までに撮像素子の撮像面６を点線で図示し
ている。一般的には円形の撮像素子はカメラに用いられることはなく、縦横比が３：４な
どの撮像素子が用いられ、カメラから出力される画像出力信号もこの比率の画像となって
いる。
【００５０】
画像データ変換装置自体は、入力した画像を変換して出力するものであるが、背景技術
の図１１で説明したように、出力画像、つまり、表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）と
、入力画像１の画素位置Ｉ（ｘ３，ｙ３）との関連を予めテーブル化しておき、実際の装
置において、入力したＩ（ｘ３，ｙ３）の画素をＰ（ｘ０，ｙ０）の位置に出力するよう
にしている。
【００５１】
従って図４では、表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）を一旦、補正面３の画素位置Ｈ
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に変換し、さらに、この座標を仮想物体面２の半球面の極座標Ｋ（
ｒ２，φ２，θ２）に変換し、最終的に入力画像１の画素位置Ｉ（ｘ３，ｙ３）へ変換す
る。この変換を表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）の全てにおいて計算し、計算された
結果を例えばＲＯＭ（以下、変換ＲＯＭと呼称）などの記憶素子に記憶させておく。なお
、この変換ＲＯＭは、そのアドレスにｘ０，ｙ０入力し、そしてこのアドレス値で示され
る場所に格納され、このアドレスのアクセスによって出力されるデータの内容がｘ３，ｙ
３の値となるように構成されている。
【００５２】
従って、例えば図１１の画像データ変換装置において、画像メモリ部９４に入力画像１
を画素位置Ｉ（ｘ３，ｙ３）を指定しながら全ての画素を格納する。そして、前述した本
発明による画像データ変換を行なう変換ＲＯＭを備えた画像変換手段９６において、変換
ＲＯＭのアドレスに、ｘ０，ｙ０を順次指定しながら、変換ＲＯＭの出力データ（アドレ
ス値）を画像メモリ部９４の画像メモリのアドレスとして使用し、結果的に得られる画像
メモリの画素データを表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）の画素データとして使用する
。
【００５３】
なお、この変換において、ｘ０，ｙ０に対して算出されたｘ３，ｙ３は小数を含む実数
であり、それをそのまま画像メモリ部９４の画像メモリのアドレスとして使用することは
できない。従って、算出されたｘ３，ｙ３の整数部分のアドレスを用いて、このアドレス
と、その周辺アドレスの画像メモリ部９４の画像データを読み出し、これらの画像データ
を算出されたｘ３，ｙ３の小数部分のアドレスと対応して、加算、配分するなどの画像補
正を画像補間部９５により行なう。なお、画像補間の方法はこれに限らず任意の方法でよ
いし、また、画像補間を行なわないで、算出されたｘ３，ｙ３の整数部分のアドレスで示
される画像データのみを用いてもよい。
【００５４】
次に図４と、ここで使用される各面での座標計算式を記載した図５の式１〜式４を用い
て、表示面４の画素位置Ｐ（ｘ０，ｙ０）と、入力画像１の画素位置Ｉ（ｘ３，ｙ３）と
の関連につて詳細な説明を行なう。
【００５５】
図４において、表示面４の光軸原点の座標位置を表示原点Ｐ（０，０）とし、この原点
を通過するｘ方向の右端をＰ（１，０）、左端をＰ（−１，０）とする。また、この原点
を通過するｙ方向の上端をＰ（０，−０．７５）、下端をＰ（０，０．７５）とする。な
お、ｙ方向の−０．７５〜０．７５とは、ｘ方向を−１〜１とした場合の縦方向の比率を
表しており、この場合は画面サイズが横４：縦３（横１：縦０．７５）を示している。従
って、図５の式１に示すように、平面直行座標系の表示座標Ｐ（ｘ０，ｙ０）の画素位置
はｘ０，ｙ０で規定されるものとする。
【００５６】
同様の考え方で補正面３は、３次元直行系座標のＨ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で示される。
なお、ｘ１，ｙ１はｘ０，ｙ０と同じ値である。また、ｚ１は光軸方向の位置を示してお
り、式２で示される式を用いてｘ０の関数として算出する。
【００５７】
次に、算出したこのｘ１，ｙ１，ｚ１を用いて、仮想物体面２に映っている画素の極座
標Ｋ（ｒ２，φ２，θ２）を式３を用いて算出する。なお、図４に示すように、ここでは
円形となる入力画像の論理的な半径のサイズを、ｒ２＝１で計算している。また、φ２は
入力画像のｘ軸から反時計回り方向の角度（方位角）を、θ２は、φ２での半径の直線と
光軸ｚとの間の角度（天頂角）を、それぞれ示している。
【００５８】
次に、算出したこのφ２，θ２を入力する式３を用いて、仮想物体面２に映っている被
写体の画素の位置を、平面直行系座標である入力画像座標Ｉ（ｘ３，ｙ３）に変換する。
これが撮像された画素の位置であるが、実際には、撮像素子の縦横比率、例えば横４：縦
３（横１：縦０．７５）に入力画像が収まるようにする。これが撮像座標Ｉ’（ｘ４，ｙ
４）であり、撮像時には光が到達しない範囲も含めて画像信号として、画像データ変換装
置に入力される。
【００５９】
以上、説明したように、本発明では上下方向と光軸の奥行方向とに湾曲歪がなく、また
、運転者の視野中心、つまり、光軸中心の周辺と画面の左右付近とは横方向の湾曲歪がほ
とんど無いため、運転者にとって違和感が少ない画像になっている。
【００６０】
さらに、本発明による画像変換モデルにおいて、補正面を中央面と左右側面とで構成し
、仮想物体面を囲むように配置しているため、表示される画角が広く、かつ、補正面が複
数の面で構成され、補正面上の横方向は各面上での直線状の部分が連結された構成である
ため、横方向の湾曲歪を低減でき、見易い画像に変換できる。また、補正面を表す式を簡
単に構成でき、画像変換手段を容易に構成できる。
【００６１】
また、実施例で説明した画像データ変換装置を、例えば図１１のカメラ装置８０の内部
に設けることにより、異なる方式の画像データ変換装置を内蔵したカメラ装置を２種類生
産しなくても、広角に対応しつつ画像の湾曲歪が少ない特性を備えた、本発明による画像
データ変換装置を内蔵したカメラ装置を１種類だけ生産すればよいため、カメラ装置の管
理コストを低減させることができる。
【００６２】
なお、この実施例では補正面を３つの面の組合せで説明しているが、これに限るもので
なく、例えは光軸正面に１面、その左右に各２面を配置し、合計５面で補正を行なうよう
にするなど、複数の面を組み合わせてもよい。この場合、仮想物体面をさらに包み込むこ
とができるので、さらに広角な入力画像にも対応できる。また、補正面を構成する複数の
面の面積比率は画像データ変換装置の用途に応じて任意に変更してもよい。
【００６３】
また、この実施例では変換ＲＯＭを用いて画像変換手段を構成しているが、これに限る
ものでなく、変換テーブルをＲＡＭに格納して用いたり、もしくは、前述した画像変換モ
デルでの計算を高速で行い、入力画像をリアルタイムで出力画像に変換するようにしても
よい。
【００６４】
さらに、この実施例では画面サイズを縦横比３：４として説明しているが、これに限る
ものでなく、例えば縦横比９：１６であれば、ｙ：−０．５６２５〜０．５６２５の値と
して使用する。
【００６５】
また、本発明による画像変換モデルにおいて、仮想物体面から入力画像への変換に式４
を用いているが、これは本実施例が等距離射影レンズを前提としたためであり、立体射影
によるレンズを前提とする場合は、レンズの特性を示すｇ（θ）である以下の式５や式６
などを使用してもよい。なお、本発明ではこのような視野角が１８０度を越えるレンズを
使用する場合でも応用することができ、特に視野角が１５０度を越える場合、図６で説明
した方式よりも大きな効果を得ることができる。
ｇ（θ）＝２ｆ・ｔａｎ（θ／２）・・・・式５    ただし、ｆは焦点距離を示す。
【００６６】
ｇ（θ）＝３ｆ・ｔａｎ（θ／３）・・・・式６    ただし、ｆは焦点距離を示す。
具体的には式４に代替して、
2008311890.tif 000004
【００６７】
の式７を用いる。
【００６８】
また、本発明による画像変換モデルにおいて、補正面のｚ方向の座標計算式を式２の中
で示しているが、これは１種類の補正面を示しているにすぎない。例えば、式２を用いた
場合には、光軸原点から補正面に投射できる限界の画角は約２１３°であり、このときの
ｘ１は約±１．５５となる。従って式２を用いた場合には、魚眼レンズで撮像できる画角
は約２１３°以内に限定される。
【００６９】
これより広い画角が必要であれば式２を変更して対応することができる。このように本
発明では、式２に限るものでなく、本発明による効果を奏し、この式に近似する有利多項
式や数列も本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による画像データ変換のモデルを示す、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその上面図である。
【図２】本発明による画像データ変換を行なった後の画像である。
【図３】本発明による画像データ変換の横方向の特性を説明する画像である。
【図４】本発明による画像データ変換モデルを用いた変換手順を説明するための斜視図である。
【図５】本発明による画像データ変換モデルで使用する変換式である。
【図６】従来の画像データ変換のモデルを示す、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその上面図である。
【図７】従来の画像データ変換のモデルを用いて画像変換した後の画像である。
【図８】従来の他の画像データ変換のモデルを用いて画像変換した後の画像である。
【図９】従来の他の画像データ変換のモデルを示す、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はその上面図である。
【図１０】魚眼レンズを介して撮像した画像（画像データ変換前）である。
【図１１】従来の画像データ変換装置とカメラ装置とを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  入力画像
２  仮想物体面
２  半球面
３  補正面
３ａ  中央面
３ｂ  右側面
３ｃ  左側面
４  表示面
５  光軸
６  撮像面
８０  カメラ装置
８１  魚眼レンズ
８２  撮像素子
８３  画像処理部
９０  画像データ変換装置
９１  デジタル入力端子
９２  アナログ入力端子
９３  Ａ／Ｄコンバータ
９４  画像メモリ部
９５  画像補間部
９６  画像変換手段
９７  Ｄ／Ａコンバータ
９８  アナログ映像出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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