[发明专利]坐标计算装置和方法、以及图像处理装置和方法

说明书

在对通过鱼眼镜头或全方位镜等超广角光学系统进行的摄影而得到的失真图像进行校正来得到透视投影方式的图像的图像处理中，计算组合投影球面上的高度和距光轴的距离而得到的合成指标(Rn)(301)，使用合成指标(Rn)，计算失真图像中的距原点的距离(Rf)(302)。而且，使用距原点的距离(Rf)来计算失真图像中的二维坐标(p，q)(303)，使用由二维坐标确定的失真图像中的位置或其附近的像素来求出输出图像的像素值。可以在抑制运算量的同时，高精度地进行从投影球面向摄像面的投影、即坐标面上的坐标的计算。

技术领域

本发明涉及对通过使用了鱼眼镜头或全方位镜等超广角光学系统的摄影而得到的失真图像进行校正来得到透视投影方式的图像的图像处理装置和方法、以及在这样的图像处理装置和方法中使用的坐标计算装置和方法。

背景技术

鱼眼镜头或全方位镜等超广角光学系统可以将180度或180度以上的视场角的影像投影到一个摄像面，它们在要求宽广的摄像视野的各种领域中被使用。

然而，使用超广角光学系统所拍摄的影像与通常的透视投影的图像相比，看起来被摄体的形状失真为桶形，因而将所拍摄的图像(失真图像)直接显示时会带来不协调感。因此，在显示由超广角光学系统所拍摄的影像的情况下，做法是，截取作为图像的一部分的关注区域，将所截取的图像转换成通常的透视投影方式来显示。

在该转换时，假想出位于摄像面的一侧的半球面上的投影面(投影球面)，进行从该投影球面朝摄像面的投影。该投影包含有求出与投影球面上的关注点对应的摄像面上的位置的处理。为了在该处理中计算摄像面上的像高(距光轴的距离)，在专利文献1中示出使用天顶角的内容(第7栏)。当使用天顶角时，例如在使用正投影、立体投影、或者等立体角投影进行投影的情况下，有必要求出天顶角的三角函数。在专利文献1中作了这样的启示：为了简化求出三角函数的处理，使用查找表。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3126955号说明书

发明内容

发明要解决的课题

还可以考虑使用光轴方向上的位置(高度)而取代天顶角。在使用高度的情况下，不需要三角函数的运算，可以减小运算量。然而，在投影球面的天顶附近，由于高度的变化相对于天顶角的变化减少，因而为了以期望的精度进行计算，有必要在天顶附近增多表示高度的数据的位(bit)数。

替代于此，还可以考虑使用距光轴的距离。在该情况下，也不需要运算三角函数，可以减小运算量。然而，在投影球面的地平面附近，由于距光轴的距离的变化相对于天顶角的变化减少，因而为了以期望的精度进行计算，有必要在地平面附近增多表示距光轴的距离的数据的位数。

本发明是为了解决上述问题而提出的，目的是可以在抑制运算量的同时，高精度地进行从投影球面向摄像面的投影、即坐标面上的坐标的计算。

用于解决课题的手段

本发明的坐标计算装置将投影球面上的三维坐标转换成失真图像上的二维坐标，其特征在于，具有：合成指标计算部，其计算合成指标，该合成指标是组合根据所述三维坐标得到的投影球面上的关注点的高度和距光轴的距离而得到的；距离计算部，其根据所述合成指标，计算所述失真图像中的与所述关注点对应的点距所述失真图像中的原点的距离；以及坐标计算部，其根据距所述失真图像中的所述原点的距离，计算所述失真图像中的二维坐标，当以(x，y，z)表示所述三维坐标、以Rb表示所述投影球面的半径时，所述合成指标计算部在z≥√(x²+y²)的情况下，通过Rn＝√(x²+y²)求出所述合成指标Rn，在z＜√(x²+y²)的情况下，通过Rn＝√2×Rb-z求出所述合成指标Rn。

发明效果