説明

撮影装置および映像生成方法

【課題】ステレオ映像の撮影前に2台のカメラ調整の基準とする基準カメラの位置調整を容易に行う。
【解決手段】ステレオ映像を撮影する撮影システムを構成する撮影装置であって、被写体を撮影し、映像信号を生成する撮影部と、前記生成した映像信号のうち少なくとも一部の映像信号に対して水平反転、垂直反転および水平垂直反転のうち少なくとも1つの反転方法を適用した反転信号を生成する生成部と、前記一部の映像信号および前記反転信号を合成した合成映像を出力する出力部と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、被写体に対する光軸ズレを補正することが可能な撮影装置および撮影方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
両眼視差をもって左右の映像を撮影し、撮影した左右の映像を独立して左右の目に投影できる表示装置に表示することにより、3D映像信号を再現する手法(以下、3D視聴と称す)が知られている。左右の映像を取得する方法としては、2台のカメラを並べ同期撮影する方法が一般的である。
【0003】
2台のカメラを用いて高品位な立体映像を撮影するには、撮影前に2台のカメラから得られる映像特性をいかに一致させるかが重要となる。特にハーフミラーを用いたリグ構成の場合、ステレオベース0点における映像特性を一致させることをキャリブレーション(CB)とよび、この精度がステレオ撮影の品質のひとつを決定する。
【0004】
従来、特定パターンの画像データを撮影することで、ステレオカメラにおける1対のレンズの調整を行うものがあった(特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−278993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、一般的に2台のカメラで視差映像を撮影することにより、立体視用の映像を取得する。しかし、2台のカメラの位置関係によっては、2つの映像間に視差以外に、縦ずれ、回転ずれ、大きさずれなどが生じる可能性がある。このようなずれを生じた状態で撮影された立体視用の映像は、視聴者にとって3D映像と知覚するのが困難な映像となる。また、人体に対しても悪影響を及ぼすことがわかっている。そのため、安全で高品位な3D撮影をおこなうには、撮影前に2台のカメラ調整の基準とする基準カメラの位置調整(以下、カメラキャリブレーションと称する)を行うことが重要となる。より具体的には、基準カメラの光軸と2台のカメラ調整に用いる被写体との直交性が重要となる。
【0007】
そこで本発明では、カメラキャリブレーションを容易にするための様々な映像情報を出力することで、使用者が容易に撮影装置の光軸と被写体との直交性を調整することができる撮影装置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】
【0008】
上記の目的を達成するために、本発明の撮影装置は、ステレオ映像を撮影する撮影システムを構成する撮影装置であって、被写体を撮影し、映像信号を生成する撮影部と、前記生成した映像信号のうち少なくとも一部の映像信号に対して水平反転、垂直反転および水平垂直反転のうち少なくとも1つの反転方法を適用した反転信号を生成する生成部と、前記一部の映像信号および前記反転信号を合成した合成映像を出力する出力部と、を備える。
【0009】
このように構成することにより、撮影装置は反転信号と一部の映像信号を合成した合成映像を出力することができる。これにより、使用者は合成映像を視認するだけで容易に撮影システムに対する撮影装置の位置調整を実施することができる。
【0010】
また好ましくは、撮影する際の条件を設定する複数の撮影モードのうちいずれかの撮影モードを設定する設定部を有し、前記生成部は、前記設定部が前記撮影装置の前記撮影システムに対する位置調整を行うモードを設定している場合に前記反転信号を生成する。
【0011】
また好ましくは、入力される信号に基づいて前記撮影システムに対する前記撮影装置の位置が調整可能な雲台装置に前記撮影装置が取り付けられている場合、前記合成映像に基づいて前記撮影装置の位置を変更する信号を前記雲台装置に出力する制御部を備える。
【0012】
また好ましくは、前記出力部は、前記反転信号と前記一部の信号を加算した映像を合成映像として出力する。
【0013】
また好ましくは、前記出力部は、前記反転信号と前記一部の信号を減算した映像を合成映像として出力する。
【発明の効果】
【0014】
以上により、撮影した映像と、その映像の水平反転、垂直反転および水平垂直反転映像のうち何れかの映像とを合成した合成映像を出力できるため、当該差分情報を見た使用者に対してカメラにおけるずれを直感的に把握させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】撮影システム1の構成図
【図2】調整モードに利用するチャートを示す図
【図3】調整モードの動作フローを説明する図
【図4】水平反転映像の生成を説明するための図
【図5】垂直反転映像の生成を説明するための図
【図6】水平垂直反転映像の生成を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【0016】
本実施形態における撮影装置2は、撮影システム1に2台の撮影装置を構成し、視差量がゼロになる位置、即ちステレオベースがゼロになる位置において、2台の撮影装置の撮影映像を一致させるように撮影装置2の位置合わせを行なう。
【0017】
(実施形態)
以下、本実施形態における撮影システムおよび撮影システムに用いる撮影装置について図面を参照しながら説明する。
【0018】
まず、撮影システム1の構成に関して図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1は、本実施形態1における撮影システム1を示す模式図である。
【0020】
撮影システム1は、撮影装置2(a)、撮影装置2(b)、筐体101、ハーフミラー102、雲台装置103(a)、雲台装置103(b)から構成される。
【0021】
撮影装置2(a)は、ハーフミラー102において反射される被写体像を撮影し、画像データを生成する機能を有する。撮影装置2(a)は、必要に応じてハーフミラー102までの距離、光軸方向が調整できるように雲台装置103(a)に取り付けられる。
【0022】
撮影装置2(b)は、ハーフミラー102を透過する被写体像を撮影し、画像データを生成する機能を有する。略同時刻に撮影装置2(a)において生成した画像データと、撮影装置2(b)において生成した画像データとにより、立体視用の映像が構成される。撮影装置2(b)は、必要に応じてハーフミラー102までの距離、光軸方向が調整できるように雲台装置103(b)に取り付けられる。
【0023】
筐体101は、ハーフミラー102、雲台装置103(a)および雲台装置103(b)が取り付けられる部材である。筐体101は、被写体像がハーフミラー102および撮影装置2(b)に到来可能な構成となっている。つまり、撮影装置2(b)の光軸方向は、光が透過できる構成となっている。また、筐体101は、ハーフミラー102で反射した被写体像が撮影装置2(a)に到来可能な構成となっている。
【0024】
ハーフミラー102は、被写体像の一部を透過させるとともに、被写体像の一部を反射させる分光機能を有する。
【0025】
上記の構成においては、筐体101およびハーフミラー102は別々の構成として記載したが、筐体101およびハーフミラー102が一体構成となったプリズムを用いても構わない。この場合、筐体101は直方体形状の樹脂加工物で構成され、当該直方体の対角線にハーフミラー102における分光機能を備える。
【0026】
雲台装置103(a)は、筐体101に取り付けられる支持部材である。雲台装置103(a)は、撮影装置2(a)の光軸方向に撮影装置2(a)を移動可能な構造、例えばレール機構を有しても構わない。
【0027】
雲台装置103(b)は、筐体101に取り付けられる支持部材である。雲台装置103(b)は、撮影装置2(b)の光軸方向に撮影装置2(b)を移動可能な構造、例えばレール機構を有しても構わない。
【0028】
なお、雲台装置103(b)は撮影装置2(b)を水平方向、垂直方向、前後方向、ヨー角方向、ピッチ角方向、回転方向に位置調整可能な機構を有する構成でも構わない。この場合、調整数を削減するため雲台装置103(a)は、例えば光軸方向、ヨー角方向、ピッチ角方向のみ位置調整可能とする構成が好ましい。視差量の調整は撮影装置2(b)を水平方向に移動することで実現する。
【0029】
(撮影装置2の詳細な機能の説明)
以下、撮影装置2が有する詳細な機能について説明する。
【0030】
撮影装置2は、ユーザによって選択される調整モードと通常の撮影モードを備えており、それに応じて映像処理を変更する。通常モードの場合、撮影装置2は、撮影装置2が備えるCCDイメージセンサから入力されるデータから表示用の画像データ(以下、レビュー画像と称す)を生成する。また、別の機能として、撮影装置2は、CCDイメージセンサから入力されるデータに基づいて、メモリカード240に再格納するための映像信号を生成する。
【0031】
調整モードの場合、撮影装置2は、入力した調整用映像を調整モードの設定にしたがって、水平反転映像、垂直反転映像、水平垂直反転映像を生成し、前記調整用元映像とから位置調整のための制御情報を生成する。
【0032】
なお、撮影装置2(a)は、設置条件にしたがって、上下反転映像または上下左右反転映像に変換して出力する機能を有しても構わない。
【0033】
なお、上記の「調整モード」とはカメラの位置合わせをおこなうための画像情報、制御情報を出力するモードで、これらの情報にしたがって、カメラ位置を調整できるようにするものである。
【0034】
なお、調整モードの場合、使用者は、筐体101に対して平行に設営した図2に示される上下左右対称のチャート201を撮影するのが好ましい。上記のようなチャート201を撮影することにより、使用者はより直感的に上下反転映像または上下左右反転映像を確認することができる。
【0035】
(撮影装置2の位置調整動作に関して)
以下、撮影装置2における位置調整動作について説明を行う。
【0036】
撮影装置2は、使用者から調整モードまたは通常の撮影モードの選択操作を受け付ける。
【0037】
撮影装置2は、通常の撮影モードを受け付けた場合、入力される被写体像に基づいて画像データを生成する。このとき、撮影装置2(a)は、入力される被写体像を上下反転または上下左右反転した後、処理する。これは被写体像がハーフミラー102に反射することによって、像が反転するためである。このようにすることで、入力される被写体像に対して撮影装置2(b)と同じ処理を実施することができる。
【0038】
図4は、調整モードが設定されている撮影装置2の動作を説明するためのフローチャートである。
【0039】
以下、撮影装置2は、図2に示されるチャート201を撮影するものとする。
【0040】
(S401)まず、撮影装置2(a)または撮影装置2(b)は、ハーフミラー102において反射される被写体像を撮影する撮像装置であるかを判断する。反射される被写体像を撮影する撮像装置である場合、S402に移行する。
【0041】
(S402)反射側カメラである場合には、入力される被写体像を上下反転または上下左右反転した後、処理する。これは被写体像がハーフミラー102に反射することによって、像が反転するためである。
【0042】
(S403)撮影装置2は、チャート201を撮影してえら得る画像データを水平反転し、水平反転映像を作成する。具体的に、撮影装置2に備えられるCCDイメージセンサから入力された画像データを、水平方向の画素配置を逆順に並べ変えた映像を生成する。つまり、撮影装置2は、図4に示される領域401(チャート201の左半分に位置する映像部分)を反転軸402を反転中心として反転させた映像を生成する。
【0043】
(S404)撮影装置2は、チャート201を撮影してえら得る画像データを垂直反転し、垂直反転映像を作成する。具体的に撮影装置2に備えられるCCDイメージセンサから入力された画像データを、垂直方向の画素配置を逆順に並べ変えた映像を生成する。つまり、撮影装置2は、図5に示される領域501(チャート201の上半分に位置する映像部分)を反転軸502を反転中心として反転させた映像を生成する。
【0044】
(S405)撮影装置2は、チャート201を撮影してえら得る画像データを水平反転し、さらに垂直反転し、水平垂直反転映像を作成する。具体的に撮影装置2に備えられるCCDイメージセンサから入力された画像データを、水平方向の画素配置を逆順に並べ変え、さらに垂直方向の画素配置を逆順に並べ変えた映像を生成する。つまり、撮影装置2は、図6に示される領域601(チャート201の上左半分に位置する映像部分)を反転軸402および反転軸502を反転中心として反転させた映像を生成する。
【0045】
(S406)次に、S403からS405で生成した水平反転映像、垂直反転映像、水平垂直反転映像からいずれかの映像を選択する。撮影装置2は、時間的に順に水平反転映像、垂直反転映像、水平垂直反転映像を選択し、出力する構成にしても構わない。また、使用者が選択する構成にしても構わない。
【0046】
(S407)そして、撮影装置2は、S406で選択した映像と、反転処理する前の映像とに基づいて、新たな画像である合成映像を生成し出力する。例えば、撮影装置2は、S406で選択した映像と、反転処理する前の映像を加算して得られる映像を出力しても構わない。また、撮影装置2は、S406で選択した映像と、反転処理する前の映像を減算して得られる映像を出力しても構わない。さらに、撮影装置2は、S406で選択した映像と、反転処理する前の映像を加算または減算して得られる映像の一部の映像を出力する構成にしても構わない。
【0047】
調整モード時に撮影される映像が撮影システム1に対して平行に設置された上下左右対称のチャートであって、撮影装置2がチャート面に対して直角に設置されている場合、合成映像は元映像と一致する。つまり、使用者は合成映像を確認すれば直感的に撮影装置2がチャート201に対して直角に設置されているか判断できる。逆に、出力する映像が元映像と一致しない場合は、カメラの設置がずれていると判定できる。なお、S406で選択した映像と、反転処理する前の映像を減算して得られる映像を出力する場合、減算した映像が0になった場合は一致していることになり、差分が残る場合は一致していないと判断することができる。
【0048】
次に、使用者による撮影装置2の調整方法について説明する。
【0049】
使用者は、水平反転映像と元映像との合成映像を視聴している際に合成映像にずれがあると認識する場合、撮影装置2におけるヨー(YAW)方向あるいは水平方向の調整をおこないずれを調整する。
【0050】
また、使用者は、垂直反転映像と元映像との合成映像を視聴している際に合成映像にずれがあると認識する場合、撮影装置2におけるピッチ(PITCH)方向あるいは垂直方向の調整をおこないずれを調整する。
【0051】
このように、水平反転映像との合成でずれを生じている場合には、撮影装置2が水平方向の位置にずれていることになり、ヨー角や水平方向へ平行移動して調整することによりずれを調整する。逆に垂直反転映像との合成でずれを生じている場合には、撮影装置2が垂直方向の位置にずれていることになり、ピッチ角や垂直方向へ平行移動して位置調整をおこない調整をおこなう。
【0052】
水平や垂直方向のように平行移動方向に調整するか、ピッチ角あるいはヨー角のようにあおり角で調整するかの判断は、複数のチャートを撮影装置2に対して異なる距離に設置して、すべ
なお、上記の調整においては垂直反転映像に基づく合成映像と、水平反転映像に基づく合成映像と別々に記載したが、水平垂直反転映像との合成映像により、同時に判断して調整をおこなってもよい。
【0053】
以上のようにして、撮影装置2の位置調整を反射側カメラ及び透過側カメラの双方に対して実施することにより、チャート面と撮影装置2との直角性について容易に調整できる。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明は、例えば、ビデオカメラ、デジタルカメラ等、立体視用の映像を2台の撮影装置で撮影する撮影システムに対して有用である。
【符号の説明】
【0055】
1 撮影システム
2 撮影装置
101 筐体
102 ハーフミラー
103 雲台装置
201 チャート
401、501、601 領域
402、502 反転軸

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステレオ映像を撮影する撮影システムを構成する撮影装置であって、
被写体を撮影し、映像信号を生成する撮影部と、
前記生成した映像信号のうち少なくとも一部の映像信号に対して水平反転、垂直反転および水平垂直反転のうち少なくとも1つの反転方法を適用した反転信号を生成する生成部と、
前記一部の映像信号および前記反転信号を合成した合成映像を出力する出力部と、を備える、
撮影装置。
【請求項2】
撮影する際の条件を設定する複数の撮影モードのうちいずれかの撮影モードを設定する設定部を有し、
前記生成部は、前記設定部が前記撮影装置の前記撮影システムに対する位置調整を行うモードを設定している場合に前記反転信号を生成する、
請求項1に記載の撮影装置。
【請求項3】
入力される信号に基づいて前記撮影システムに対する前記撮影装置の位置が調整可能な雲台装置に前記撮影装置が取り付けられている場合、前記合成映像に基づいて前記撮影装置の位置を変更する信号を前記雲台装置に出力する制御部を備える、
請求項1または請求項2に記載の撮影装置。
【請求項4】
前記出力部は、前記反転信号と前記一部の信号を加算した映像を合成映像として出力する請求項1に記載の撮影装置。
【請求項5】
前記出力部は、前記反転信号と前記一部の信号を減算した映像を合成映像として出力する請求項1に記載の撮影装置。
【請求項6】
ステレオ映像を撮影する撮影システムにおける撮影装置の位置調整に用いる映像生成方法であって、
被写体を撮影した後、映像信号を生成し、
前記生成した映像信号のうち少なくとも一部の映像信号に対して水平反転、垂直反転および水平垂直反転のうち少なくとも1つの反転方法を適用した反転信号を生成し、
前記一部の映像信号および前記反転信号を合成した合成映像を出力する、
映像生成方法。

【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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【公開番号】特開2013−46081(P2013−46081A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−180144(P2011−180144)
【出願日】平成23年8月22日(2011.8.22)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】