(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法であって、
全方位撮像手段により環状画像を撮像する撮像ステップと、
情報処理手段により前記環状画像の内円と外円の輪郭を明確化した画像に環状画像を加工する加工ステップと、
前記情報処理手段により前記加工画像中の前記輪郭を利用して前記環状画像をパノラマ展開画像へ変換する際の環状画像の展開領域を指定する基準位置を算出する算出ステップとを有し、
前記算出ステップは、
前記加工画像の４隅から順番に中央に向けて加工画像をサーチして前記外円の輪郭上の点を検出するステップと、
検出された外円の輪郭上の少なくとも３点に基づいて外円の方程式を算出するステップと、
算出された外円の方程式から前記外円の中心座標位置と半径を算出するステップと、
前記中心座標位置から遠心方向に前記加工画像をサーチして前記内円の輪郭を検出し、内円の半径を算出するステップと
を有することを特徴とする基準位置検出方法。
【請求項２】
全方位撮像による環状画像の基準位置検出装置であって、
環状画像を撮像する全方位撮像手段と、
前記環状画像の内円と外円の輪郭を明確化した画像に環状画像を加工し、加工画像として出力する加工手段と、
前記加工画像中の前記輪郭を利用して前記環状画像をパノラマ展開画像へ変換する際の環状画像の展開領域を指定する基準位置を算出する算出手段とを備え、
前記算出手段は、
前記加工画像の４隅から順番に中央に向けて加工画像をサーチして前記外円の輪郭上の点を検出する手段と、
検出された外円の輪郭上の少なくとも３点に基づいて外円の方程式を算出する手段と、
算出された外円の方程式から前記外円の中心座標位置と半径を算出する手段と、
前記中心座標位置から遠心方向に前記加工画像をサーチして前記内円の輪郭を検出し、内円の半径を算出する手段と
を備えることを特徴とする基準位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位撮像レンズ（PAL）を用いて全方位撮影することにより得られた環状画像をパノラマ画像に変換する際に必要な基準位置を検出する方法および装置に係るものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
全方位撮像レンズを用いて撮影された画像は図２に示すように環状画像となる。この環状画像をＭＰＵを用いて図３に示すようにパノラマ展開画像に変換する。この画像変換の際に、図２に示すように、中心座標位置と内円および外円の位置からなる画像変換のための基準位置が環状画像に適合しておれば、ＭＰＵは図３に示すように適正なパノラマ展開画像を得るように変換することができるが、図４に示すように基準位置が不適合な状態にあれば、パノラマ展開画像は図５に示すように湾曲したひずみ画像となってしまう。
【０００３】
従来では、このようなパノラマ展開画像の湾曲ひずみを解消するために、全方位撮像光学系並びに撮像素子の機械的取り付け位置の精度を上げるべく機械的取り付けの調整を行ったり、あるいは、環状画像をディスプレイに表示して目視で展開領域の基準位置を決定していた。
【０００４】
本発明の目的は、上記に鑑みなされたもので、撮像光学系並びに撮像素子の取り付け後の調整作業をソフトウエア技術を用いて吸収し機械的ハードウエア調整を不要にした、全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法および装置を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、環状画像をパノラマ展開画像に変換する際の環状画像における基準位置を自動的に検出し決定するようにした、全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法および装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、全方位撮像装置により撮影された環状画像を、パノラマ画像への展開領域を表す内円および外円の輪郭が明確に表現された輪郭画像に画像加工を施し、その輪郭画像に基づき外円、内円および中心を求めるようにした、全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法および装置を提供する。
【０００７】
本発明の一実施態様によれば、全方位撮像装置により撮影された環状画像の内円および外円における輪郭を鮮明化フィルタを使って明確化した輪郭画像を得て、更にその輪郭画像の各画素の濃度値の平均値に対応するしきい値を用いて、その輪郭画像を２値化変換して内円と外円が明確に表現された２値化画像に画像加工を施し、その２値化画像に基づき外円、内円および中心からなる基準位置を求めるようにした、全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法および装置を提供する。
【０００８】
本発明の他の実施態様によれば、環状画像の基準位置を求めるに当たり、内円と外円が鮮明化された画像の周辺の少なくとも３点から中心に向かって外円の輪郭位置をサーチし、外円が検出された３点を用いて外円の位置を表す円の方程式を計算して求めると共にその外円の中心座標を計算し、次に、求められた中心座標から遠心方向に向かって内円をサーチして検出された内円上の点を用いて内円の半径または内円の方程式を計算して、環状画像の中心座標、内円の位置および外円の位置からなる基準位置を求める、全方位撮像による環状画像の基準位置検出方法および装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る全方位撮像による環状画像の基準位置検出装置を含む全体構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１において、全方位撮像レンズ１によって周囲３６０度の全方位にある被写体からの光線を受光し、撮像素子２に被写体像を映し出す。撮像素子２はその被写体像を電気信号に変換してデジタル画像データとしてＭＰＵ３へ転送する。ＭＰＵ３は、そのデジタル画像データを図２に示すような環状画像としてメモリに保持し、かつ、図３に示すようなパノラマ展開画像に変換する。そして、このパノラマ画像はディスプレイ４によって表示される。
【００１１】
図２の環状画像を図３のパノラマ展開画像に変換する際に、図に付加されている環状画像の中心点位置、内円位置および外円位置からなる基準位置を正しく設定することが重要である。言い換えれば、基準位置は中心座標、内円半径および外円半径からなるということができる。
【００１２】
本発明は基準位置をソフトウエア技術を使って求めるものであり、以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図６は全方位撮像レンズ１および撮像素子２を通して撮影された環状画像の原画像であり図２および図４に相当するものである。この環状画像はＭＰＵ３によって図７に示すフローチャートに従って処理される。
【００１４】
図７のステップS１において、図６の原画像は鮮明化フィルタが施される。鮮明化フィルタは例えば図８の（ａ）または（ｂ）に示すように３×３画素のフィルタ行列を用いてもよい。この場合、ある画素の周りの８個の画素を含む９個の画素にフィルタ行列（ａ）または（ｂ）に示す数値を掛けて加算した値をその画素の濃度値とし、全ての画素について計算する。図８に示すフィルタ行列は中央値がプラスでその周りをマイナスとしているので、計算結果は隣り合う画素の濃度値の差が大きくなる。そのため、輪郭部分などでの濃度値の変化が大きくなり、輪郭が強調される。フィルタ行列は図８の（ｃ）に示すような５×５画素の形式にしてもよい。このように鮮明化フィルタ処理を施すことにより外円および内円の輪郭を際立たせた図９に示すような環状画像を得ることができる。
【００１５】
次に図７のステップ２において、図９に示す鮮明化された環状画像に更にエッジ抽出フィルタを施す。エッジ抽出フィルタは画像のエッジ部即ち輪郭を抜き出す作用をするもので、輪郭部分での濃度差は急激に変化するので、隣同士の画素値を引き算すると濃度値の差が大きくなり輪郭として取り出されるものである。このようにして鮮明化環状画像にエッジ抽出フィルタを施すことにより図１０に示すような輪郭画像を得ることができる。輪郭画像の各画素は０から２５５の濃度値で表されている。
【００１６】
次いで、ステップS３において、輪郭画像の全画素について濃度値の平均値Thを計算する。ただし、濃度値が０の画素は平均値計算から除外される。そしてステップS４において、平均値Thをしきい値とし、これより大きい濃度値を持つ画素を白（濃度値２５５）とし、またこれより小さい濃度値を有する画素を黒（濃度値０）として２値化処理をし、図１１に示すような２値化画像を得る。
【００１７】
次にステップS５において、図１２に示すように、２値化画像の４隅より順番に中心座標に向かってサーチをしてゆき、外円の輪郭のエッジを見つけ出したところの座標をメモリに記憶する。このようにして外円上の４点の座標を求めることができる。なお、ここでの中心座標は例えば画素が２００×２００の場合は座標（１００，１００）の位置となる。ステップS６において、上記のようにして求められた外円上の４点の内任意の３点を通る円の方程式を従来知られた方法で求める。その結果、外円の中心座標位置と半径からなる外円情報を算出することができる。
【００１８】
次にステップS７において、先に求めた外円の中心座標から２値化画像を遠心方向にサーチをして内円のエッジを検出して、ステップS８で内円の半径を求める。この場合のサーチは、中心座標から４隅に向かって行い、サーチの結果得られた内円上の４点の内の任意の３点を用いて内円の方程式を算出してもよいし、また、その４点のから求めた内円の半径の平均値を求める内円の半径としてもよい。
【００１９】
以上のようにして、環状画像の中心座標位置、内円の半径および外円の半径からなる環状画像の基準位置を検出することができる。
【００２０】
なお、以上のようにして決定された環状画像の基準位置により指定された領域、即ち環状画像のパノラマ画像への展開領域のみの画像データを他の装置へ転送するようにすれば、転送速度を向上することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、環状画像の中心座標位置、内円の半径および外円の半径をソフトウエア技術を用いて自動的に計算して求めることができるので、機械的調整は不要となるばかりでなく、環状画像の展開領域を目視により決定する操作が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。
【図２】全方位撮像レンズで撮影された環状画像を示す図であって正常な展開領域を示した図である。
【図３】図２の環状画像を矩形に変換したパノラマ展開画像を示す図である。
【図４】不適当な展開領域を指定した状態を示す環状画像を示す図である。
【図５】図４のように不適当な展開領域を指定した結果得られたパノラマ展開画像を示す図である。
【図６】全方位撮像レンズで撮影された環状画像を示す図である。
【図７】本発明に係る動作手順をしめすフローチャートである。
【図８】鮮明化フィルタのフィルタ行列を示す図である。
【図９】鮮明化フィルタを施した環状画像を示す図である。
【図１０】エッジ抽出フィルタを施して得られた輪郭画像を示す図である。
【図１１】輪郭画像を２値化処理を施して得た２値化画像を示す図である。
【図１２】４隅から中心に向かってサーチする概念を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  全方位撮像レンズ
２  撮像素子
３  ＭＰＵ
４  ディスプレイ
【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】
0003745301.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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