"光軸が並行に配置された二つの撮像手段と、二つの前記撮像手段が撮影した画像データを等距離射影画像に投影する二つの光学系と、二つの前記等距離射影画像からエピポーラ線が直線になる第一の変形画像データ及び第二の変形画像データを生成する第一の画像生成手段と、二つの前記等距離射影画像の所定領域から前記第一の変形画像データ及び第二の変形画像データよりも倍率が大きくエピポーラ線が直線になる第三の変形画像データ及び第四の変形画像データを生成する第二の画像生成手段と、前記第一の変形画像データと前記第二の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第一の視差画像を生成する第一の視差画像生成手段と、前記第三の変形画像データと前記第四の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第二の視差画像を生成する第二の視差画像生成手段と、前記第一の変形画像データ又は第二の変形画像データと、前記第三の変形画像データ又は第四の変形画像データの倍率により定まる前記第一の視差画像の画素の画素値を、前記第二の視差画像の画素の画素値で置き換える画像合成手段と、を有するステレオカメラ装置。前記第二の視差画像生成手段は、基準画像となる前記第三の変形画像データ又は前記第四の変形画像データの画素値を前記倍率に応じて所定数の画素毎に抽出し、比較対象の前記第三の変形画像データ又は前記第四の変形画像データの画素値と一画素毎に画素値の相関情報を求めることで、前記第二の視差画像を生成する、ことを特徴とする請求項1記載のステレオカメラ装置。二つの前記等距離射影画像の所定領域から前記第三の変形画像データ及び第四の変形画像データよりも第二の倍率が大きくエピポーラ線が直線になる第五の変形画像データ及び第六の変形画像データを生成する第三の画像生成手段、を有し、前記画像合成手段は、前記第二の視差画像よりも優先して、前記第五の変形画像データと前記第六の変形画像データを比較して得られた第三の視差画像によって、前記第二の倍率により定まる前記第一の視差画像の画素の画素値を置き換える、ことを特徴とする請求項1又は2記載のステレオカメラ装置。二つの前記光学系は、等距離射影画像、等立体角射影若しくは正射影の特性を備えたレンズ、又は、樽型の歪曲収差を持つ中心射影特性の特性を備えたレンズを有する、ことを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載のステレオカメラ装置。前記第一の画像生成手段は、二つの前記等距離射影画像を円筒面に投影した円筒面画像データを生成し、前記第二の画像生成手段は、二つの前記円筒面画像データの縦方向中央部を含み横幅が縦幅よりも広い所定領域から、前記円筒面画像データよりも倍率が大きい前記第三の変形画像データ及び前記第四の変形画像データを生成する、ことを特徴とする請求項1項記載のステレオカメラ装置。光軸が並行に配置された二つの撮像手段と、二つの前記撮像手段が撮影した画像データを等距離射影画像に投影する2つの光学系と、を有するステレオカメラ装置の視差画像生成方法であって、第一の画像生成手段が、二つの前記等距離射影画像からエピポーラ線が直線になる第一の変形画像データ及び第二の変形画像データを生成するステップと、第二の画像生成手段が、二つの前記等距離射影画像の所定領域から前記第一の変形画像データ及び第二の変形画像データよりも倍率が大きくエピポーラ線が直線になる第三の変形画像データ及び第四の変形画像データを生成するステップと、第一の視差画像生成手段が、前記第一の変形画像データと前記第二の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第一の視差画像を生成するステップと、第二の視差画像生成手段が、前記第三の変形画像データと前記第四の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第二の視差画像を生成するステップと、画像合成手段が、前記第一の変形画像データ又は第二の変形画像データと、前記第三の変形画像データ又は第四の変形画像データの倍率により定まる前記第一の視差画像の画素の画素値を、前記第二の視差画像の画素の画素値で置き換えるステップと、を有する視差画像生成方法。しかしながら、特許文献2に開示された画像処理装置は、円筒面を利用して広い視野角と平行エピポーラ線を両立することができるが、この方法による広い視野角は、画面上の縦方向についてしか成り立たないという問題がある。すなわち、投影により得られた画像は、画面上エピポーラ線と直交する方向縦方向と呼ぶについては等距離射影と同等な投影特性を持つために広い視野角を実現できるが、画面上でエピポーラ線と平行な方向横方向に関しては中心射影と同等な特性を持つため、視野角を広くとることは中心射影と同様に困難である。ステレオマッチング処理を容易にするためにエピポーラ線を横方向の直線とする限り、広い視野角をとることができるのは縦方向に限定される。ところで、ステレオ測距の距離精度は基線長×焦点距離に比例して向上する。よって、距離精度を向上させるには、基線長か焦点距離を大きくとればよいことになる。また、距離精度は対象距離に反比例して劣化するので、距離精度を良くすることは同じ精度のまま測距範囲を広げることとも等価である。しかし、同じ撮像素子撮像面積を利用する限り、焦点距離を長くすることは視野を狭くすることになる。したがって視野角と分解能測距精度はトレードオフの関係にある。そこで、広い視野角と高い分解能を両立させるため、高い距離精度かつ狭い視野のステレオペア広い視野かつ低い距離精度のステレオペアという2つのペア、合計4つの撮像手段を備えた画像処理装置を考案することも検討される。例えば、ステレオカメラを自動車に搭載して障害物を発見するために利用する場合、自動車の進行方向には、前方道路上にある遠距離の障害物を発見したいが、進行方向と直交する方向では、あまり遠距離の物体を検知する必要性は低い。画像処理装置が4つの撮像手段を有していれば、このように広い視野を持ち、かつ、その一部だけを高精度に距離計測したい用途に好適である。しかしながら、2つのペアのステレオカメラを利用するために4つのカメラが必要になるのでは、コスト像や装置の大型化をもたらす。また、2つのペアのステレオカメラの間に微小ながら視差が存在するため、二つのステレオペアの測距結果を合成する際に、単純な貼り合わせでは画像上の位置ずれが生じ、ずれを無くすためには追加の補正処理が必要となる。1つのペアのステレオカメラだけで、広い視野角と高い分解能を両立させる際の問題点を説明する。例えば、片側視野80度の等距離射影特性を持つレンズと、縦横1000画素の撮像素子を持つ2つカメラからなるステレオ測距システムを考える。ここで、視野中心の片側20度の視野領域で、特に高精度な距離計測が必要なものとする。等距離射影では、図2bで説明したように、被写体角度と画像上距離が比例するので、両側視野160度で1000画素をカバーするとして、1000250より、片側20度の注視領域は、1000x1000画素の全画面中、中央250x250画素領域に写ることになる。図3aは1000x1000画素における中央250x250画素を模式的に示す図の一例である。次に、従来技術と同様に、この等距離射影画像を中心射影画像に変換することを考える。tan≒035tan≒567tantan≒0064なので、1000x1000画素の等距離射影画像を同じ1000x1000画素の中心射影画像に変換すると、中央の視野20度領域は、64x64画素の大きさになる。図3bは1000x1000画素における中央64x64画素を模式的に示す図の一例である。図3aとbを比較すると分かるように、中心射影画像への変換は縦横約14の縮小面積では1/16となり、その分距離計測精度が落ちてしまうことを意味している。中心領域を縮小せずにほぼ等倍となるように、等距離射影画像の中央250x250画素を中心射影画像の中央250x250画素に変換すると、約4倍拡大することになるので、画面全体は4000x4000の画素が必要になる。すなわち、処理すべき画素数が、元の画像の16倍に増えてしまうことになる。このため距離計測に必要な演算量も増え、例えば同じフレームレートで距離計測処理を実行するためには、10倍以上の演算速度が必要となってしまう。このように、視野が90度に近い広角魚眼レンズで撮影した等距離射影画像を、単純に中心射影画像に変換すると、視野中央付近の計測精度が劣化する画面全体の画素数が増え、必要な演算量、処理速度が膨大になるのいずれかの問題が生じてしまう。本発明は、上記課題に鑑み、1つのペアのステレオカメラだけで、広い視野角と視野内の特定領域では高い測距精度を両立し、対応点探索も容易なステレオカメラ装置を提供することを目的とする。上記課題に鑑み、本発明は、光軸が並行に配置された二つの撮像手段と、二つの前記撮像手段が撮影した画像データを等距離射影画像に投影する2つの光学系と、二つの前記等距離射影画像からエピポーラ線が直線になる第一の変形画像データ及び第二の変形画像データを生成する第一の画像生成手段と、二つの前記等距離射影画像の所定領域から前記第一の変形画像データ及び第二の変形画像データよりも倍率が大きくエピポーラ線が直線になる第三の変形画像データ及び第四の変形画像データを生成する第二の画像生成手段と、前記第一の変形画像データと前記第二の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第一の視差画像を生成する第一の視差画像生成手段と、前記第三の変形画像データと前記第四の変形画像データを比較して画素に視差情報が配置された第二の視差画像を生成する第二の視差画像生成手段と、前記第一の変形画像データ又は第二の変形画像データと、前記第三の変形画像データ又は第四の変形画像データの倍率により定まる前記第一の視差画像の画素の画素値を、前記第二の視差画像の画素の画素値で置き換える画像合成手段と、を有するステレオカメラ装置を提供する。1つのペアのステレオカメラだけで、広い視野角と視野内の特定領域では高い測距精度を両立し、対応点探索も容易なステレオカメラ装置を提供することができる。以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図4は、本実施形態の測距方法の概略を説明する図の一例である。1左右のカメラはそれぞれ等距離射影画像を撮影する。これにより、広い視野角の撮影画像が得られる。2ステレオカメラは、等距離射影画像の全体を中心射影画像Aに変換する。3ステレオカメラは、等距離射影画像の中心部を中心射影画像Bに変換する。中心部の大きさは2の中心射影画像Aの4倍程度の倍率を有するように決定する図1の1撮影画像の点線領域。図1の斜線部の各矩形は同程度の視野領域を示すが、中心射影画像Bでは、中心射影画像Aよりも、同じ視野領域が4倍の解像度をもって大きく撮影される。4ステレオカメラは中心射影画像A、Bのそれぞれの視差画像を生成する。すると、中心射影画像Aでは広視野角の視差画像が、中心射影画像Bでは狭視野角の高分解能な視差画像が、それぞれ得られたことになる。5ステレオカメラは、中心射影画像Aのうち、中心射影画像Bに対応する狭視野角の視差画像を中心射影画像Bで置き換える。こうすることで、広角画像中心射影画像Aの視野範囲の全画素について視差画像が得られ、そのうち中央付近の画素については、高精度に視差を求めることができる。このように本実施形態のステレオカメラは、1つのペアのステレオカメラだけで、広い視野角と視野内の特定領域で高い測距精度を両立し、対応点探索も容易なステレオカメラ装置を提供することができる。構成図5は、ステレオカメラ100の該略構成図の一例を示す。カメラ部110には右カメラC1と左カメラC0が配置されている。右カメラC1と左カメラC0は、同じレンズ、同じCMOSイメージセンサを有し、右カメラC1と左カメラC0は互いの光軸が平行に、かつ、二つの撮像面が同一平面になるように配置されている。左カメラC0と右カメラC1は同じレンズ21、絞り22、CMOSイメージセンサ23を有する。CMOSイメージセンサ23は、カメラ制御部13が出力する、制御信号を入力として動作する。CMOSイメージセンサ23は1000x1000画素のモノクロイメージセンサであるとし、レンズ21は、上下左右共に片側80度、両側160度の視野の像を、等距離射影方式でCMOSイメージセンサ23の撮像領域内に結像する特性を持つ。なお、レンズ特性は等距離射影特性に限られず、等立体角射影や正射影など、魚眼レンズとして利用されるレンズや、強い樽型の歪曲収差を持つ中心射影特性などをもつレンズでもよい。いずれのレンズも等距離射影と同様に、中心射影に比べ画像周辺の拡大率が小さいため、本実施形態と同等の効果が得られる。さらに、歪曲の小さい中心射影特性を持つレンズを利用した場合でも、変形画像の画素数を小さくすることで、同傾向の効果が得られる。CMOSイメージセンサ23が出力した画像信号は、CDS24に出力され相関二重サンプリングによるノイズ除去が行われ、AGC25により信号強度に応じて利得制御され、A/D26によりA/D変換される。画像信号はCMOSイメージセンサ23の全体を記憶可能なフレームメモリ27に記憶される。フレームメモリ27に記憶された画像信号はデジタル信号処理部28により、距離の算出等が行われ、仕様によってはフォーマット変換され液晶などの表示手段に表示される。デジタル信号処理部28は、DSP、CPU、ROM、RAMなどを備えたLSIである。後述する機能ブロックは、例えばこのデジタル信号処理部28により、ハード的又はソフト的に提供される。なお、カメラ制御部13をデジタル信号処理部28に配置してもよく、図示する構成は一例である。デジタル信号処理部28は、水平同期信号HD、垂直同期信号VD及びクロック信号の各パルスをカメラ制御部13に出力する。または、カメラ制御部13が水平同期信号HD及び垂直同期信号VDを生成することも可能である。カメラ制御部13は、タイミングジェネレータやクロックドライバを有し、HD,VD及びクロック信号からCMOSイメージセンサ23を駆動するための制御信号を生成する。図6は、ステレオカメラ100の機能ブロック図の一例を示す。ステレオカメラ100は、画像を撮影する、平行配置された2台のカメラ左カメラC0,右カメラC12台のカメラで撮影された画像から、広角画像及び望遠画像をそれぞれ生成する4つの画像生成部右広角画像生成部31、右望遠画像生成部32、左広角画像生成部33、左望遠画像生成部34左右の広角画像、及び、左右の望遠画像から、それぞれの視差を検出する二つの視差検出部広角視差検出部35、望遠視差検出部362つの視差検出処理部の出力する広角視差画像及び望遠視差画像を合成し、最終的な視差画像を出力する視差画像合成部37を有する。以下、それぞれの構成と動作を説明する。4つの画像生成部右広角画像生成部31、右望遠画像生成部32、左広角画像生成部33、及び、左望遠画像生成部34は、それぞれ右カメラC1又は左カメラC0が出力する撮影画像を変形処理して中心射影画像を出力する。<広角画像及び望遠画像の生成>図7は、広角画像及び望遠画像の生成を説明する図の一例である。右広角画像生成部31は、右カメラC1の撮影画像から、撮影画像と同じ、上下左右片側80度の視野範囲を持つ1000x1000画素の中心射影画像以下、右広角画像というを生成する。同様に、左広角画像生成部33は、左カメラC0の撮影画像から、撮影画像と同じ、上下左右片側80度の視野範囲を持つ1000x1000画素の中心射影画像以下、左広角画像というを生成する。また、右望遠画像生成部32は、右カメラC1の撮影画像の中心部から、右広角画像に対して4倍の倍率を持つ1000x1000画素の中心射影画像以下、右望遠画像というを生成する。同様に、左望遠画像生成部34は、左カメラC0の撮影画像の中心部から、左広角画像に対して4倍の倍率を持つ1000x1000画素の中心射影画像以下、左望遠画像というを生成する。図3で説明したように、等距離射影画像の片側20度の視野領域は、中心射影画像では等距離射影画像の約14倍の大きさに縮小される。したがって、右広角画像又は左広角画像の片側20度の視野領域の4倍の倍率の右望遠画像又は左望遠画像は、その20度視野領域の大きさが右カメラC1の撮影画像又は左カメラC0の撮影画像の20度視野領域とほぼ等倍=14×4になる。したがって、撮影画像に含まれる狭視野の情報を捨てることなく望遠画像に含めることができる。右望遠画像を生成するため右望遠画像生成部32は、右カメラC1の撮影画像の20度視野領域が、右望遠画像において250×250画素を占めるように、撮影画像の中心部の画素を中心射影画像に変換する。tanx/tan80=025からxを求めると約55度約095radの視野角が得られるので、右望遠画像生成部32は、右カメラC1の撮影画像の55度視野領域を中心射影画像に変換する。左望遠画像生成部34についても同様である。<等距離射影から中心射影画像への変換>図8は、等距離射影の座標と中心射影画像の座標の対応を説明する図の一例である。x、yを中心射影画像の画素位置、x0、y0を等距離射影画像の画素位置、投影中心からの被写体方向をθ、前側焦点面における光軸からの被写体方向をφとしてθ、φを被写体方向で表す。中心射影画像の画素位置に対応する被写体方向は、θarctanfφarctanである。また、被写体方向に対応する、等距離射影画像上の位置は、x0fθcosy0fθsinとなる。この座標変換式に従って画像を変形することで、右カメラC1及び左カメラC0が撮影した等距離射影画像を中心射影画像へ変換することができる。または、等距離射影画像と中心射影画像を画素毎に対応づけるテーブルを用いて変換してもよい。なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、右カメラC1及び左カメラC0は等距離射影特性のレンズを持ち平行に配置されている、としたが、現実のカメラではレンズの歪曲収差や、カメラ間の配置ずれなどが避けられない。これらの特性のずれは、撮影画像が理想的な等距離射影画像とは異なる形状を持つことで現れる。そこで、これらのずれを予め計測しておき、4つの画像生成処理部でこのずれを補正することが望ましい。<視差検出処理>広角視差検出部35と望遠視差検出部36は、一般的なステレオマッチング処理により、左右画像の視差を検出する。つまり、各画素位置について以下の処理を行う。有効ブロック選択濃淡変化の少ない領域では視差が検出できないので、濃淡変化の激しい領域だけ選択する。具体的には、広角視差検出部35と望遠視差検出部36は、基準画像ここでは左画像を基準とするの隣接画素値間の差分の絶対値を近傍4x4画素ブロック内で合計し、所定の閾値以上のブロックを抽出して、次の最大相関位置検出ステップに出力する。閾値未満の画素位置は、その画素位置では視差が検出できなかったことを表す255を視差画像の画素値とする以下、無効画素と呼ぶ。最大相関位置検出広角視差検出部35と望遠視差検出部36は、右画像のうち、基準となる左画像上のブロック位置から、左方向へ1画素ずつずらしながら、左右の画像の4x4画素ブロック間の相関値を計算する。探索範囲は100画素とし、探索範囲内で最大の相関を持つずらし量画素単位を、その画素位置の視差として出力する。この結果、視差画像は0以上100以下の画素値をとるただし無効画素は255。ただし、望遠画像については、広角画像への合成のため後に14に縮小されるので、全画素に対してではなく、基準画像の縦横4画素おきに1画素ずつ取り出し、右画像で1画素ずつずらしながら画素単位で視差を検出する。このように視差を検出する画素数を14にすることで計算負荷を低減し処理時間を短縮できる。ここで、望遠視差画像は、広角視差画像の4倍の分解能で視差が検出されたもの14画素単位の視差が得られているとなるので、被写体との距離を高精度に算出することを可能にする。以上の視差検出処理により、広角視差検出部35は1000x1000画素の広角視差画像を出力し、望遠視差検出部36は入力1000x1000画素のうち縦横4画素に1画素だけ視差を求めたので250x250画素の望遠視差画像を出力する。なお、1画素は例えば8bitの濃淡を有するものとする。なお、視差を画素単位で検出するのでなく、相関値がピーク付近のいくつかの画素の相関値好ましくは隣接した画素のを2次曲線で補間するなどの周知の技術を利用して、画素単位以下の分解能で視差を検出することもできる。そのような場合でも、2つの望遠画像と2つの広角画像で同じ画素精度の視差検出を行えば、望遠画像の倍率分だけ望遠視差画像の分解能はよくなる。<視差合成処理>視差画像合成部37は、広角視差検出部35と望遠視差検出部36がそれぞれ出力する広角視差画像と望遠視差画像を入力に、それらを合成して最終的な視差画像を出力する。画像生成処理で説明した通り、望遠画像は、広角画像に対して約4倍の倍率を持つ。したがって1000x1000画素の広角画像のうち、中央250x250画素の部分が、250x250画素の望遠視差全体に相当する。そこで、1000x1000画素の広角視差画像の中央250x250画素の領域に、望遠視差画像をはめ込むことで2つの視差画像を合成する。また、右望遠画像と左望遠画像から求められた1画素の視差は、右広角画像と左広角画像から求められた視差に対し14画素に相当する。このため、視差画像合成部37は、視差の画素単位を合わせるため、右広角画像と左広角画像から求められた視差量を4倍し、14画素単位の整数値で視差を表した視差画像を生成する。図9は、視差画像合成処理の手順の一例を示すフローチャート図である。視差画像合成部37は、1000x1000画素の広域視差画像の全画素位置について、この処理を実行し各画素の画素値視差情報を決定する。S10まず、視差画像合成部37は、着目している広域視差画像の画素位置が、20度視野に相当する望遠視差画像の範囲内にあるか否かを判定する。広域視差画像の中央250x250画素が、望遠視差画像に含まれているので、ijが以下の条件を満たす場合、広域視差画像の画素位置が中央250x250画素のいずれかであることになる。375≦i624かつ375≦j624S20着目している広域視差画像の画素位置が、20度視野領域に相当する望遠視差画像の範囲内にある場合S10のYes、視差画像合成部37は、望遠視差画像の画素位置klを計算する。望遠視差画像はすでに250×250画素に縮小されているので、広域視差画像の中央250x250画素についてはijとklは1対1に対応する。ki-375lj-375S30次に、視差画像合成部37は、望遠視差画像が有効か否かを判定する。画素に格納されている画素値が255の場合は望遠視差画像が無効なので、望遠視差画像の画素値を参照すればよい。S40望遠視差画像が有効だった場合S30のYes、視差画像合成部37は、その望遠視差画像の画素値をそのまま出力視差画像の画素値として採用する。S50望遠視差画像の範囲内でない場合S10のNo、及び、望遠視差画像が有効でなかった場合S30のNo、視差画像合成部37は、位置ijの広角視差画像の画素の画素値を4倍した値を出力視差画素値として採用する。このような合成処理により、広角画像中心射影画像の視野範囲の全画素について14画素単位の視差画像が得られ、そのうち中央250x250画素については、拡大した望遠画像に基づいて特に高精度に視差を求めることができる。その他の構成例<円筒面へ再投影>上記の実施形態では撮影画像を中心射影画像へ変換したが、円筒面撮像面へ投影してもよい。図10aは等距離射影画像の円筒面撮像面への投影を模式的に示す図の一例である。図示するように右カメラC1及び左カメラC0で撮影された広角の撮影画像は、縦方向が円形状の円筒面に投影される。d=fθこのように、円筒面に投影された円当面撮像画像は縦方向には元々広い視野を持つので、望遠画像は画像中央部を横方向にのみ拡大すればよい。図10bは、円筒面撮像画像と望遠画像の一例を示す図である。右望遠画像生成部32と左望遠画像生成部34は円筒面撮像画面の、縦方向の中央部を含む幅広な領域以下、横幅広領域というを、1000×1000画素の望遠画像中心射影画像に変換する。1000×1000画素になるように横幅広領域を決定してもよいし、所望の横幅広領域を決定しておき1000×1000画素内の有効画素に配置してもよい。このような望遠画像に対し、望遠視差検出部36は、横幅広領域のサイズに合わせて、基準画像左望遠画像の例えば横方向には1画素ずつ縦方向にはn画素毎に1画素ずつ画素を取り出して、右画像を1画素ずつずらしながら相関値を求めることで視差画像を生成する。そして、視差画像合成部37が視差画像を円筒面撮像画像の横幅広領域に合成することで、縦方向に広い視野で測距が可能で、かつ、横方向に高精度に視差を求めることができるステレオカメラ100が得られる。なお、等距離射影画像の投影方向を90度変更して、横方向に広い視野を得ておき縦長領域の望遠画像を生成してもよい。<2種類以上の視野画像>上記の実施形態では、左カメラC0と右カメラC1が撮影した撮像画像を、望遠と広角の2つの画像に変形処理したが、たとえば20度、40度、80度といった3種類又はそれ以上の種類の視野をもつ画像に変形処理することもできる。この場合、中心の画素ほど視差精度が高く、かつ、広い視野の視差画像が得られる。なお、視差画像合成部37は、より倍率の高い画像による視差画像を優先的に採用すればよく、より倍率の高い画像がない領域では倍率に応じて視差を変倍すればよい。"