JP3021556B2 - 映像情報処理装置とその方法 - Google Patents
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Description
て再生できるようにする映像情報処理装置とその方法に
関するものである。
し、あるいは記録した映像情報を再生する映像情報処理
装置とその方法において、 撮影の際に、撮影位置や撮影方位などのコマ間もしく
はカット間を関係づける情報を検出して映像とともに記
録し、これらの映像を再生する際には、記録されたコマ
間もしくはカット間を関係づける情報に基づいて再生
し、その表示を行うことにより、 記録された映像の各コマ間もしくは各カット間の位置
関係を再現できるようにしたものである。
しては、カメラが用いられ、近年ではその記録をフロッ
ピーディスクやメモリーカード等の記録メディアに電子
的に行う電子スチルカメラも実用化されている。この電
子スチルカメラあるいはビデオカメラでは、映像情報が
電子的に取り出せるので、後で映像情報を種々に処理で
きる点で応用性に富んでいる。
間の位置関係を表現する能力が非常に高いにもかかわら
ず、コマ間,カット間を関係づける情報は、日時記録を
除いて記録されないため、コマ間,カット間をまたがる
物体の位置関係を保持し再現することが困難であった。
法としては、第6図に示すように数コマでパノラマ写真
を撮る方法がある。即ち、例えば景色をカメラ101で撮
影するとき、あるショット102aの右端と次のショット10
2bの左端が重なるように連続して撮ることにより、後で
各ショット(コマ)間の位置関係を机に広げてはり合わ
せて再現する。
で、 (2)途中抜けがないように、 (3)撮影位置(足場)を固定して、 撮影を行わなければならないという制約がある。ところ
が、一般には同じような場所で複数ショット(コマ)を
撮る場合、倍率を高くした詳細や、様々な位置関係を必
要とすることが多く、上記の(1),(2),(3)の
制約を満たすことは難しい。例えば、遺跡等の調査であ
れば、様々な視点から様々な倍率で、興味の対象となる
ものだけ撮影する場合が多いので、上記(1),
(2),(3)を満たし難い。
く、撮影時にその撮影の位置や視点をメモしなければな
らない。しかし、位置情報というのは記録しにくく、大
まかな地図を書いて、その上に大まかな位置と方向を示
すような手法しか存在しない。
段であるカメラが、オフィスや倉庫の物の整理や管理に
活用されないのは、上述したように位置保持機構が欠如
しているためである。
ので、撮影位置や撮影倍率などの異なる映像の各コマ間
もしくは各カット間の三次元空間内の位置関係を再現
し、指示体により位置を指示して検索可能にするように
する映像情報処理装置とその方法を提供することを目的
とする。
置の構成は、物体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段
によって撮影された映像情報が記録される記録手段と、
前記撮影手段の撮影位置と撮影方向に関する位置方位情
報を検出する位置方位検出手段と、前記撮影手段によっ
て撮影された映像情報に付随して、前記位置方位検出手
段によって検出された位置方位情報を、前記記録手段に
記録する記録制御手段と、前記記録手段から複数画面分
の映像情報を読み出すと共に、各映像情報に付随する撮
影位置と撮影方向に関する位置方位情報を読み出す読出
制御手段と、前記読出制御手段によって読み出された複
数画面分の映像情報を、各々の映像情報に付随して読み
出された各映像情報の撮影位置と撮影方向に関する位置
方位情報に基づいて再構成する再生手段とを有し、前記
再生手段は、前記位置方位情報に基づいて、検索物体の
位置を求め、前記映像情報内の前記検索物体の位置を指
示体によって指示するようになすものであることを特徴
とする。
をさらに具備し、前記記録制御手段は、前記操作手段に
よる指示を契機として、前記撮影手段によって撮影され
た映像情報に付随して、前記位置方位検出手段によって
検出された位置方位情報を対応づけて、前記記録手段に
記録することを特徴とする。
カス検出手段をさらに具備し、前記記録制御手投は、前
記撮影手段によって撮影された映像情報に付随して、前
記位置方位検出手段によって検出された位置方位情報
と、前記フォーカス検出手段によって検出されたフォー
カス量とを対応づけて、前記記録手段に記録することを
特徴とする。
手段をさらに具備し、前記記録制御手段は、前記撮影手
段によって撮影された映像情報に付随して、前記位置方
位検出手段によって検出された位置方位情報と、前記ズ
ーム検出手段によって検出されたズーム量とを対応づけ
て、前記記録手段に記録することを特徴とする。
カス検出手段と、前記撮影手段のズーム量を検出するズ
ーム検出手段とをさらに具備し、前記記録制御手段は、
前記撮影手段によって撮影された映像情報に付随して、
前記位置方位検出手段によって検出された位置方位情報
と、前記フォーカス検出手段によって検出されたフォー
カス量と、前記ズーム検出手段によって検出されたズー
ム量とを対応づけて、前記記録手段に記録することを特
徴とする。
カス量およびズーム量の一方または双方とに基づいて、
検索物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索物体
の位置を指示体によって指示するようになすものである
ことを特徴とする。
って撮影された映像情報が記録される記録手段と、前記
撮影手段の撮影位置に関する三次元位置情報を検出する
位置検出手段と、前記撮影手段によって撮影された映像
情報に付随して、前記位置検出手段によって検出された
三次元位置情報を、前記記録手段に記録する記録制御手
段と、を有する撮影装置によって撮影された前記映像情
報を再生する映像情報処理装置であって、前記記録手段
から、映像情報を読み出すと共に、該映像情報に付随す
る撮影位置に関する三次元位置情報を読み出す読出制御
手段と、前記読出制御手段によって読み出された映像情
報を、該映像情報に付随して読み出された撮影位置に関
する三次元位置情報に基づいて再構成する再生手段とを
有し、前記再生手段は、前記三次元位置情報に基づい
て、検索物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索
物体の位置を指示体によって指示するようになすもので
あることを特徴とする。
グシステムを利用することを特徴とする。
映像情報処理方法の構成は、物体の撮影タイミングを指
示する操作手段による指示を契機として、撮影手段によ
って撮影された物体の映像情報を取り込む映像取得処理
ステップと、前記映像取得処理ステップで取り込まれた
映像情報に付随して、位置方位検出手段によって検出さ
れた前記撮影手段の撮影位置と撮影方向に関する位置方
位情報を対応づけて、記録手段に記録する記録処理ステ
ップと、前記記録手段から複数画面分の映像情報を読み
出すと共に、各映像情報に付随する撮影位置と撮影方向
に関する位置方位情報を読み出す読出制御ステップと、
前記読み出された複数画面分の映像情報を、各々の映像
情報に付随して読み出された各映像情報の撮影位置と撮
影方向に関する位置方位情報に基づいて再構成する再生
ステップとから構成され、前記再生ステップにより、前
記位置方位情報に基づいて、検索物体の位置を求め、前
記映像情報内の前記検索物体の位置を指示体によって指
示するようになす、ことを特徴とする。
って撮影された映像情報が記録される記録手段と、前記
撮影手段の撮影位置に関する三次元位置情報を検出する
位置検出手段と、前記撮影手段によって撮影された映像
情報に付随して、前記位置検出手段によって検出された
三次元位置情報を、前記記録手段に記録する記録制御手
段と、を有する撮影装置によって撮影された前記映像情
報を再生する映像情報処理方法であって、前記記録手段
から、映像情報を読み出すと共に、該映像情報に付随す
る撮影位置に関する三次元位置情報を読み出す読出制御
ステップと、前記読み出された映像情報を、該映像情報
に付随して読み出された各映像情報の撮影位置に関する
三次元位置情報に基づいて再構成する再生手段とで構成
され、前記再生ステップにより、前記三次元位置情報に
基づいて、検索物体の位置を求め、前記映像場内の前記
検索物体の位置を指示体によって指示するようになすこ
とを特徴とする。
ングシステムによって得られることを特徴とする。
はそれらに加えてフォーカス量やズーム量を検出し、そ
れらからの情報をコマ間もしくはカット間を関係づける
情報として映像情報とともに記録し、その映像情報を再
生する際には、対応して記録されたコマ間もしくはカッ
ト間を関係づける情報に基づいて、記録された映像の各
コマ間もしくは各カット間の三次元空間内の位置関係を
再構成して再現し、検索物体の位置を求めて指示体によ
り映像情報内の検索物体の位置を指示することで撮影物
体の検索を可能とする。
る。本発明の情報処理装置は、電子式カメラ部分と、再
生装置部分とから構成されている。
説明する。第1図はその一実施例を示す透視的な傾斜
図、第2図はその接続構成を示すブロック図である。本
実施例は、電子スチルカメラ等の静止画記録装置で記録
する場合を例とする。本実施例の電子式カメラ1は、カ
メラ筐体1aにレンズ部1bとシャッタボタン1cを有し、そ
の筐体1a内には、三次元位置および方位センサ2と、レ
ンズ部1bの結像を撮影するイメージセンサ3と、シャッ
タボタン1cの押下を契機としてイメージセンサ3の映像
信号をフロッピーディスク4a等の記録メディアに記録す
る磁気記録装置4と、その映像信号の記録に際し映像時
の三次元位置,方位,フォーカス量,ズーム量等の情報
あるいはそれを加工した情報を同時に記録できる形式に
した付帯情報を作成し磁気記録装置4にその記録を指示
する演算処理装置5とが内蔵され、レンズ部1bあるいは
その制御部(図示省略)には、上記演算処理装置5に入
力されるフォーカス量(手動またはオートフォーカスに
より設定された目標までの距離)を検出するフォーカス
検出装置6と、同じく演算処理装置5に入力されるズー
ム量を検出するズーム量検出装置7とが設けられて構成
される。三次元位置および方位センサ2としては、既に
実用に供されており、人工衛星の発信電波を用いて位
置,方位を検出するGPS(グローバル ポジショニング
システム)が使用可能であり、また方位を単独で検出
するものとしては地磁気センサがある。GPSの三次元位
置検出では、現在のところ誤差が10〜20mであることか
ら、それ以上の精度を必要とする場合には、超音波源を
少くとも3個配置してそれぞれの超音波を検出すること
により三次元位置と方位を求める超音波センサや、電磁
気を利用する発信源を撮影場所に配置し、3方向に指向
性を持つコイルに発生する電流で三次元位置と方位を求
めるセンサを用いることができる。
構成を述べる。第3図は、その一実施例を示すブロック
図である。本実施例の再生装置10の構成において、11は
電子式カメラ1で記録されたフロッピーディスク等の記
録メディア4aから映像信号とそれに対応する三次元位置
や方位,フォーカス量,ズーム量等の付帯情報を再生す
るディスクドライブ、12は再生されたアナログの映像信
号をデジタル情報に変換するA/D変換器(もちろん映像
信号がデジタル情報で記録されていれば不要である)、
13は映像のコマごとにデジタル化された映像情報を付帯
情報とともに格納するメモリ、14はA/D変換器12からの
デジタル化された映像情報と付帯情報を受けメモリ13に
書き込みを行うとともに利用者の指示によりメモリ13の
画像情報を付帯情報などに基づいて編集し加工し検索す
るコンピュータ(CPU)、15は上記の編集や加工や検索
などにおいて使用され表示画面に対応して映像を記憶す
るフレームメモリ、16はコンピュータ14に上記の編集や
加工や検索などを指示するためマウス、17はフレームメ
モリ15の内容を画面に表示する表示装置である。
次元位置(x,y,z)とその中心方向の方位と、目標物
(撮影の対象物)までの距離と視野角度などであり、そ
れぞれ第1図の電子式カメラ1の三次元位置および方位
センサ2の検出出力およびフォーカス量,ズーム量から
求められるものであり、電子式カメラ1側の演算処理装
置5で求めて記録メディア4aに記録するか、または再生
装置10側のコンピュータ14で求めても良い。各コマの編
集例としては、パノラマ的な各コマのはり合わせや各コ
マの縮小一覧の表示などがあり、加工としてはある映像
の一部の詳細を見る場合のズーミングや目的物の指示体
の表示,各コマの縮小イメージの作成などがあり、検索
の例としては倉庫やオフィス等の棚などに置かれた物品
の検索などが考えられる。
る。
び方位センサ2を内蔵してカメラ1の三次元位置,方位
を検出するとともに、フォーカス量とズーム量を検出し
て、これらのデータを演算処理装置5に送り、ここで位
置座標,方位,対象物までの距離,ズーム倍率を求め、
磁気記録できる形式に変換し、付帯情報としてイメージ
センサ3からの映像情報に対応づけて記録メディア4aに
同時に記録する。
生装置10にかけて、映像情報を再生する。このとき、本
実施例では、通常の再生に加えて上記付帯情報に基づい
て種々の再生を行う。このため、記録メディア4aに記録
されたデータはコンピュータ14に取り込まれ、そのコン
ピュータ14内部で三次元空間に再構成される。
映像はズーム倍率情報により等倍率に変換されて、位置
情報と方位情報に基づいてフレームメモリにはり付けら
れ、上下にスクロールするなどして表示され、パノラマ
映像を見ることができる。このとき特定の対象物を拡大
して見たい場合には、ズーミングして見ることができ、
その位置,方位を含む大きなズーム倍率の映像が撮られ
ていれば、それを検索して詳細を表示することもでき
る。
る。第4図(a),(b),(c)は、その説明図であ
る。始めに、表示装置17の画面上には、(a)に示す各
コマの縮小一覧を編集し表示する。利用者は、この中か
ら目的とするものを見つけ、マウス16などでカーソルを
移動して指示する。これを受けてコンピュータ14は、そ
のコマの映像情報に対応する付帯情報の撮影位置,方
位,目的物(検索の対象物)までの距離に基づいて、そ
の目的物の座標を求め、その座標に当るポイントを他の
全体像が写っている映像に指示体(例えば星マーク)で
プロットすることで、正確にその目的物の存在場所がわ
かるようにすることができる。図例では、(a)の各コ
マの一覧で指示された物品が、(b)の倉庫の棚の映像
上では星マークの指示表示によりどの棚位置に存在する
かがわかり、さらに(c)のダンボールの箱の映像上の
星マークによりそのダンボールのどこに入っているかが
わかる。
まれているかどうかの判断の動作を説明する。第5図
(a),(b),(c)はそのための説明図であり、
(a)はカメラ1と対象物20の位置関係を上から見た
図、(b)は同じ位置関係を横から見た図、(c)は映
像上に対象物の指示体(マーク)をプロットした図であ
る。地面と水平方向にx,y座標をとり、垂直方向にz座
標をとる。ここで、空間中のある1点を原点としたと
き、対象物の位置座標を(x0,y0,z0)、格納された映
像のうちある一つの映像Xに対応する付帯情報データと
して撮影時のカメラの位置座標を(x,y,z)、同じく撮
影時のカメラの向きを表す方向ベクトルを(a,b,c)、
同じく撮影時のカメラの水平方向の画角をα、同じく撮
影時のカメラの垂直方向の画角をβ(ただし0°<α,
β<180°)とし、撮影の構図は地面に対し傾けないも
のとすると、以下の評価式(1),(2)を満足すると
き映像Xに関する映像情報を持つ候補と判断することが
できる。
表されている場合、映像上の原点を画の中心にとると、
対象物の座標に対応する位置を映像上の下式の値の座標
(w′,h′)にプロットすることができる。
をとり、負のときcos-1は負の値をとる。
をとり、負のときcos-1は負の値をとる。
置に限らず、ビデオカメラなどにも適用可能である。ま
た、本発明は、検索システム以外に、位置情報のつき合
わせと補正による立体視の作成や、イメージ処理をする
ことで、全ての物の三次元配置を認識または近似し、三
次元空間の自由なナビゲーションをシミュレートするこ
となどに応用することができる。実施例では、映像の付
帯情報として、撮影時のカメラの位置や方位,フォーカ
ス量,ズーム量のすべてを利用したが、場合によっては
いずれか一つあるいは二以上の組み合わせのみを利用可
能であることは当然である。このように、本発明はその
主旨に沿って種々に応用され、種々の実施態様を取り得
るものである。
装置とその方法によれば、撮影した映像情報のコマ間あ
るいはカット間を関係づける情報を電子カメラの即時
性,データ同時保存性を生かして記録し、映像情報の再
生に際してはコマ間,カット間を関係づけて再構成して
3次元空間内の位置関係を再現し、検索物体の位置を求
めて映像情報内の検索物体の位置を指示体で指示し、撮
影物体の検索を可能にすることにより、カメラの空間の
位置関係の表現能力を生かして、物にあてて測定するこ
となく、格納状態での細かい物の位置関係を直観的に理
解可能に、その物の管理に役立てることが可能になる。
さらに、各コマやカットを三次元に展開可能になり、種
々の三次元のアップリケーションに応用可能になる。
示す透視的な斜視図、第2図は上記実施例のブロック
図、第3図は本発明の再生装置部分の一実施例を示すブ
ロック図、第4図(a),(b),(c)および第5図
(a),(b),(c)は検索の用途における動作説明
図、第6図は従来例の動作説明図である。 1……電子式カメラ、2……三次元位置および方位セン
サ、3……イメージセンサ、4……磁気記録装置、4a…
…記録メディア、5……演算処理装置、6……フォーカ
ス検出装置、7……ズーム量検出装置、10……再生装
置、11……ディスクドライブ、13……メモリ、14……コ
ンピュータ、15……フレームメモリ、17……表示装置。
Claims (11)
- 【請求項1】物体を撮影する撮影手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報が記録される
記録手段と、 前記撮影手段の撮影位置と撮影方法に関する位置方位情
報を検出する位置方位検出手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報に付随して、
前記位置方位検出手段によって検出された位置方位情報
を、前記記録手段に記録する記録制御手段と、 前記記録手段から複数画面分の映像情報を読み出すと共
に、各映像情報に付随する撮影位置と撮影方向に関する
位置方位情報を読み出す読出制御手段と、 前記読出制御手段によって読み出された複数画面分の映
像情報を、各々の映像情報に付随して読み出された各映
像情報の撮影位置と撮影方向に関する位置方位情報に基
づいて再構成する再生手段とを有し、 前記再生手段は、前記位置方位情報に基づいて、検索物
体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索物体の位置
を指示体によって指示するようになすものである ことを特徴とする映像情報処理装置。 - 【請求項2】前記物体の撮影タイミングを指示する操作
手段をさらに具備し、 前記記録制御手段は、前記操作手段による指示を契機と
して、前記撮影手段によって撮影された映像情報に付随
して、前記位置方位検出手段によって検出された位置方
位情報を対応づけて、前記記録手段に記録する ことを特徴とする請求項1に記載の映像情報処理装置。 - 【請求項3】前記撮影手段のフオーカス量を検出するフ
ォーカス検出手段をさらに具備し、 前記記録制御手段は、前記撮影手段によって撮影された
映像情報に付随して、前記位置方位検出手段によって検
出された位置方位情報と、前記フォーカス検出手段によ
って検出されたフォーカス量とを対応づけて、前記記録
手段に記録することを特徴とする請求項1に記載の映像
情報処理装置。 - 【請求項4】前記撮影手段のズーム量を検出するズーム
検出手段をさらに具備し、 前記記録制御手段は、前記撮影手段によって撮影された
映像情報に付随して、前記位置方位検出手段によって検
出された位置方位情報と、前記ズーム検出手段によって
検出されたズーム量とを対応づけて、前記記録手段に記
録する ことを特徴とする請求項1に記載の映像情報処理装置。 - 【請求項5】前記撮影手段のフォーカス量を検出するフ
ォーカス検出手段と、 前記撮影手段のズーム量を検出するズーム検出手段とを
さらに具備し、 前記記録制御手段は、前記撮影手段によって撮影された
映像情報に付随して、前記位置方位検出手段によって検
出された位置方位情報と、前記フォーカス検出手段によ
って検出されたフォーカス量と、前記ズーム検出手段に
よって検出されたズーム量とを対応づけて、前記記録手
段に記録する ことを特徴とする請求項1に記載の映像情報処理装置。 - 【請求項6】前記再生手段は、前記位置方位情報と、フ
ォーカス量およびズーム量の一方または双方とに基づい
て、検索物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索
物体の位置を指示体によって指示するようになすもので
ある ことを特徴とする請求項5に記載の映像情報処理装置。 - 【請求項7】物体の撮影タイミングを指示する操作手段
による指示を契機として、撮影手段によって撮影された
物体の映像情報を取り込む映像取得処理ステップと、 前記映像取得処理ステップで取り込まれた映像情報に付
随して、位置方位検出手段によって検出された前記撮影
手段の撮影位置と撮影方向に関する位置方位情報を対応
づけて、記録手段に記録する記録処理ステップと、 前記記録手段から複数画面分の映像情報を読み出すと共
に、各映像情報に付随する撮影位置と撮影方向に関する
位置方位情報を読み出す読出制御ステップと、 前記読み出された複数画面分の映像情報を、各々の映像
情報に付随して読み出された各映像情報の撮影位置と撮
影方向に関する位置方位情報に基づいて再構成する再生
ステップとから構成され、 前記再生ステップにより、前記位置方位情報に基づい
て、検索物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索
物体の位置を指示体によって指示するようになす ことを特徴とする映像情報処理方法。 - 【請求項8】物体を撮影する撮影手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報が記録される
記録手段と、 前記撮影手段の撮影位置に関する三次元位置情報を検出
する位置検出手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報に付随して、
前記位置検出手段によって検出された三次元位置情報
を、前記記録手段に記録する記録制御手段と、を有する
撮影装置によって撮影された前記映像情報を再生する映
像情報処理装置であって、 前記記録手段から、映像情報を読み出すと共に、該映像
情報に付随する撮影位置に関する三次元位置情報を読み
出す読出制御手段と、 前記読出制御手段によって読み出された映像情報を、該
映像情報に付随して読み出された撮影位置に関する三次
元位置情報に基づいて再構成する再生手段とを有し、 前記再生手段は、前記三次元位置情報に基づいて、検索
物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索物体の位
置を指示体によって指示するようになすものである ことを特徴とする映像情報処理装置。 - 【請求項9】前記位置検出手段は、グローバルポジショ
ニングシステムを利用する ことを特徴とする請求項8に記載の映像情報処理装置。 - 【請求項10】物体を撮影する撮影手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報が記録される
記録手段と、 前記撮影手段の撮影位置に関する三次元位置情報を検出
する位置検出手段と、 前記撮影手段によって撮影された映像情報に付随して、
前記位置検出手段によって検出された三次元位置情報
を、前記記録手段に記録する記録制御手段と、を有する
撮影装置によって撮影された前記映像情報を再生する映
像情報処理方法であって、 前記記録手段から、映像情報を読み出すと共に、該映像
情報に付随する撮影位置に関する三次元位置情報を読み
出す読出制御ステップと、 前記読み出された映像情報を、該映像情報に付随して読
み出された各映像情報の撮影位置に関する三次元位置情
報に基づいて再構成する再生手段とで構成され、 前記再生ステップにより、前記三次元位置情報に基づい
て、検索物体の位置を求め、前記映像情報内の前記検索
物体の位置を指示体によって指示するようになす ことを特徴とする映像情報処理装置。 - 【請求項11】前記三次元位置情報は、グローバルポジ
ショニングシステムによって得られる ことを特徴とする請求項10に記載の映像情報処理方法。
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