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Patent Searching and Data


Title:
IMAGE SYNTHESIS DEVICE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/040872
Kind Code:
A1
Abstract:
When superimposing and synthesizing a plurality of images, the degrees of coincidences of the images with one another in areas proximal to the boundary of a common area are calculated and the images are superimposed and synthesized so that an area proximal to the boundary, in which the degree of the coincidence is high, may appear on the superimposed image. This enables to prevent multiplexing of a subject in the common area and unnatural discontinuity of the boundary of superimposition while processing for synthesis is reduced.

Inventors:
MURASHITA KIMITAKA (JP)
SHIMIZU MASAYOSHI (JP)
CHUJO KAORU (JP)
KAWAKATSU YASUHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/001038
Publication Date:
April 02, 2009
Filing Date:
September 25, 2007
Export Citation:
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Assignee:
FUJITSU LTD (JP)
MURASHITA KIMITAKA (JP)
SHIMIZU MASAYOSHI (JP)
CHUJO KAORU (JP)
KAWAKATSU YASUHIRO (JP)
International Classes:
G06T3/00; H04N5/225; H04N5/265
Foreign References:
JPH0993431A1997-04-04
JPH10105677A1998-04-24
Attorney, Agent or Firm:
OSUGA, Yoshiyuki (Nibancho Bldg.8-20, Nibanch, Chiyoda-ku Tokyo 84, JP)
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Claims:
撮像位置の異なる複数の画像につき、共通領域と判定された領域の位置を合わせて合成する画像合成装置であって、
 前記複数の画像の共通領域を判定する共通領域判定手段と、
 前記共通領域判定手段により判定された複数の画像の間の一致の程度を示す一致度を算出する一致度算出手段と、
 前記一致度に基づいて、前記複数の画像を重ね合わせるパターンを決定する重ね合わせパターン決定手段とを備え、
 前記パターンに基づいて前記複数の画像を重ね合わせる画像合成手段とを有する
 ことを特徴とする画像合成装置。
前記所定の領域は、前記複数の画像を重ね合わせる境界近傍である、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
前記所定の領域は、前記複数の画像が重なり合う共通領域の外周の少なくとも一部である、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
前記所定の領域は、前記複数の画像が重なり合う共通領域の外周から所定幅だけ共通領域内に入った領域である、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。 
前記一致度算出手段は、前記複数の画像の各々から前記所定の領域内の画素を取得し、前記画素の統計量に基づいて一致度を算出する、
 ことを特徴とする請求項4に記載の画像合成装置。 
前記画素の統計量は明るさの統計量である、
 ことを特徴とする請求項5に記載の画像合成装置。
前記画素の統計量は、前記複数の画像において対応する位置にある画素の画素値の差が所定の値以上にある画素の数である、
 ことを特徴とする請求項5に記載の画像合成装置。
前記画素の統計量は、前記複数の画像において対応する位置にある画素の画素値の差の絶対値の累計である、
 ことを特徴とする請求項5に記載の画像合成装置。 
前記重ね合わせパターン決定手段は、前記一致度に基づいて、前記複数の画像が重なる領域において、前記複数の画像のうちいずれかが画像が主として用いられるように、重ね合わせパターンを決定する、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
前記重ね合わせパターン決定手段は、前記一致度が高い前記所定の領域が、重ね合わせ後の画像上に出るように、重ね合わせパターンを決定する、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
前記重ね合わせパターン決定手段は、前記一致度が低い前記所定の領域が、重ね合わせ後の画像下に隠れるように、重ね合わせパターンを決定する、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
重ね合わせる境界近傍の領域で前記複数の画像を重畳させる重畳手段を更に備える、
 ことを特徴とする請求項1に記載の画像合成装置。
前記重畳手段は、前記重ね合わせパターンに基づいて前記複数の画像を重ね合わせた場合に重ね合わせ後の画像上に出る境界近傍の領域で、重畳処理を行う、 ことを特徴とする請求項12に記載の画像合成装置。
前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像を撮影する撮影装置に対し、先に撮影された画像の位置座標とその画像とのずれ量とに基づいて補助情報を作成して出力する撮影補助手段を、
 更に備えることを特徴とする請求項1記載の画像合成装置。
前記複数の画像のずれ量を算出するずれ量算出手段と、
 前記ずれ量に基づいて、前記ずれ量が少なくなるように前記複数の画像のうち少なくとも1つの画像を変換する画像変換手段と、
 を更に備え、
 前記変換後に、前記複数の画像を重ね合わせる、
ことを特徴とする請求項1記載の画像合成装置。
請求項1に記載の画像合成装置を備える画像撮影装置。
請求項1に記載の画像合成装置を有する画像撮影装置を備える携帯電話。
 撮像位置の異なる複数の画像につき、共通領域と判定された領域の位置を合わせて合成する処理をコンピュータに実行させる画像合成プログラムであって、
前記コンピュータを、
 前記複数の画像の共通領域を判定する共通領域判定手段と、
 前記共通領域判定手段により判定された複数の画像の間の一致の程度を示す一致度を算出する一致度算出手段と、
 前記一致度に基づいて、前記複数の画像を重ね合わせるパターンを決定する重ね合わせパターン決定手段と、
 前記パターンに基づいて前記複数の画像を重ね合わせる画像合成手段、と
して機能させることを特徴とする画像合成プログラム。
 撮像位置の異なる複数の画像につき、共通領域と判定された領域の位置を合わせて合成する処理をコンピュータに実行させる画像合成プログラムを記録した記録媒体であって、
前記コンピュータを、
 前記複数の画像の共通領域を判定する共通領域判定手段と、
 前記共通領域判定手段により判定された複数の画像の間の一致の程度を示す一致度を算出する一致度算出手段と、
 前記一致度に基づいて、前記複数の画像を重ね合わせるパターンを決定する重ね合わせパターン決定手段と、
 前記パターンに基づいて前記複数の画像を重ね合わせる画像合成手段、と
して機能させることを特徴とする画像合成プログラムを記録した記録媒体。
 撮像位置の異なる複数の画像につき、共通領域と判定された領域の位置を合わせて合成する処理を行うコンピュータが、
 前記複数の画像の共通領域を判定する共通領域判定し、
 前記判定された複数の画像の間の一致の程度を示す一致度を算出し、
 前記一致度に基づいて、前記複数の画像を重ね合わせるパターンを決定する重ね合わせを行い、
 前記パターンに基づいて前記複数の画像を重ね合わせる、
ことを特徴とする画像合成プログラム。
Description:
画像合成装置及び方法

 本発明は、複数のデータ化された静止画 を合成する技術に関し、特に動きのある被 体を含む複数の静止画像を合成する技術に する。

 従来、複数の画像をつなぎ合わせた画像 得る際、各画像をつなぎ合わせるために複 の画像で重複又は共通する領域を「のりし 」として設定する(以下、のりしろとする領 域を共通領域という)。そして、複数の画像 の相対位置を算出して、その相対位置に基 いて複数の画像の位置合わせを行う。位置 わせ後に複数の画像をつなぎ合わせて合成 るが、共通領域内であっても複数の画像は 影した時間のズレによる被写体の動きや変 を含んでおり、完全には一致しないため、 通領域と各画像との境界に不自然な断裂が じてしまう。

 そのため、通常は境界が不自然にならな ように、境界近傍に位置する共通領域の一 (以下、合成領域)を複数の画像を重畳させ 合成する。したがって、つなぎ合わせた結 得られる画像は、1枚の画像のみからなる領 と、複数の画像を重畳して得られた合成画 からなる領域とが混在する画像となる。

 このように複数の画像を重畳させてつな 合わせる際に、複数の画像のそれぞれの合 領域内に動きのある被写体が含まれていた 合、被写体が多重化してしまうという問題 あった。 

 このような問題を解決するために、特許 献1記載の画像合成装置によれば複数の画像 を重ね合わせた画像を作成する際に、まず、 重ね合わせの対象となる画像を複数の領域に 分割し、それぞれの領域毎に複数の画像のう ち1つ又は複数の画像を選択する。次に、領 毎に選択された画像を用いて、領域毎に合 された画像を作成し、全領域についてこの うにして合成画像を作成することにより重 合わせ画像を作成する。

 しかし、特許文献1記載の画像合成装置は 、画像を複数の領域に分割し、領域毎に処理 を行う必要があるため、プロセッサが行う処 理量が多くなるという技術的課題があった。 また、領域毎の画像選択も、画像合成装置に よって適切に自動選択することは困難である という技術的課題もあった。

 また、特許文献2記載の画像合成装置によ れば、まず、2つの画像から被写体と背景と 分離し、2つの画像の背景の部分を合成させ 画像を得る。次に、2つの画像から分離され た2つの被写体のうちいずれを用いるのかユ ザが選択し、選択された被写体を、背景を 成させて得られた画像にさらに合成させる

 しかし、特許文献2記載の画像合成装置は、 重ね合わせ画像を被写体と背景とに分離する 必要があるため、プロセッサが行う処理が多 くなるという技術的課題があった。また、ユ ーザはいずれの画像から分離された被写体を 用いるのか選択する必要があるという技術的 課題もあった。

特開2000-316125号公報

特開2004-72685号公報

 本発明の目的は、プロセッサの作業量を 減させつつも、自動で共通領域での多重化 びその境界での不自然な断裂を解消するこ が可能な画像合成技術を提供することであ 。

本発明に係わる画像合成装置の原理図 ある。 第1実施形態に係わる画像合成装置の構 成図である。 第1実施形態に係わる画像合成装置の行 う処理の流れを示すフローチャートである。 2画像が2次元方向にずれている場合の 致度算出領域を説明する図である。 一致度算出部の構成例を示す図(その1) ある。 一致度算出部の行う処理の流れを示す ローチャートである。 一致度算出部の構成例を示す図(その2) ある。 一致度算出部の構成例を示す図(その3) ある。 1次元方向に2つの画像が互いにずれて る場合の、2画像の重ね合わせのパターンを 説明する図(その1)である。 1次元方向に2つの画像が互いにずれて る場合の、2画像の重ね合わせのパターンを 説明する図(その2)である。 2次元方向に2つの画像が互いにずれて いる場合の重ね合わせのパターンを説明する 図(その1)である。 2次元方向に2つの画像が互いにずれて いる場合の重ね合わせのパターンを説明する 図(その2)である。 2次元方向に2つの画像が互いにずれて いる場合の重ね合わせのパターンを説明する 図(その3)である。 動きのある被写体を含む2画像の重ね わせを説明する図(その1)である。 動きのある被写体を含む2つの画像の ね合わせを説明する図(その2)である。 2つの画像を合成する処理の流れを示 フローチャートである。 画像の重ね合わせの境界からの距離に 対する2つの画像の合成比率の変化を示す図 ある。 合成領域で画像P1及びP2を重畳させて 成した結果を示す図(その1)である。 合成領域で画像P1及びP2を重畳させて 成した結果を示す図(その2)である。 第2実施形態に係わる画像合成装置の 成図である。 第2実施形態に係わる画像合成装置の う処理の流れを示すフローチャートである 第3実施形態に係わる画像合成装置の 成図である。 第3実施形態に係わる画像合成装置の う処理の流れを示すフローチャートである 1次元方向にずれた2つの画像のパター マッチングを説明する図である。 回転が加わった画像の特徴点の対応 係を説明する図(その1)である。 回転が加わった画像の特徴点の対応 係を説明する図(その2)である。

 以下、本発明の実施形態を図面を参照し がら説明する。これらの実施形態は、当業 が実施できるように十分詳細に説明されて るが、その他の実施形態も利用可能である 例えば、実施形態に対する構成的な、論理 な、電気的な変更は、本発明の主題の範囲 ら逸脱することなくなされ得る。故に、以 の説明は、限定的に捉えるべきではなく、 明の主題の範囲は、特許請求の範囲および れらの法的均等物によって画定されるべき ある。

 さらに、ここに説明されているシステム 機能は、ソフトウェア、ハードウェア、フ ームウェア、またはそれらの任意の組合せ よって実現することができる。ここに提示 れている例は、ユニットごとに一つもしく それ以上の機能を組み合わせることができ が、機能の別の組み合わせも本発明の主題 範囲を逸脱することなく実現化することが きる。

 図1は、本発明の原理図である。図1に示 ように、本発明にかかわる画像合成装置10は 、複数の画像間の一致又は類似の程度を示す 一致度を算出する一致度算出手段11、複数の 像を重ね合わせる重ね合わせのパターンを 定する上下決定手段12(重ね合わせパターン 定手段)及び決定されたパターンに基づいて 複数の画像を重ね合わせる重ね合わせ手段13 備える。

 まず、一致度算出手段11に複数の画像が 力される。一致度算出手段11は、入力された 複数の画像間の所定の領域内での一致の程度 を示す一致度を算出する。より具体的には、 一致度算出手段11は、複数の画像を重ね合わ る境界近傍の領域(一致度算出領域という。 後に詳しく説明する。)内において対応する 置にある画素をおのおのの画像から取得し それらの画素に基づいて、一致度算出領域 の複数の画像の一致度を算出する。

 一致度とは、その領域での複数の画像間 一致又は類似の程度(度合い)を示し、画素 統計量に基づいて算出される値である。一 度が低いことは、その領域で明るさや色等 画像間で大きく異なっていることを意味す 。ここで、画素の統計量として、例として 対応する位置にある画素の画素値の差分が 定値より上である画素の数、画素値の差分 絶対値の累計値、所定の領域内における各 の画像の明るさの平均の差分、などが挙げ れる。

 また、所定の領域とは、より具体的には 複数の画像を重ね合わせる境界近傍の領域 ある。言い換えると、複数の画像が重なり う共通領域の外周から所定幅だけ共通領域 に入った領域、または重ね合わせの境界上 いう。

 この一致度によって、その領域に動いて る被写体があるか否か判断することができ 。例えば、動きのない背景となっている領 の場合、画像間で互いに対応する位置にあ 画素の明るさや色が大きく変化することは まりないため、その領域の一致度は高くな 。したがって、一致度が高い場合、その領 は背景となっていると推定できる。逆に、 いている被写体が含まれる領域の場合、画 間で被写体が動いた部分にある画素は、画 間で明るさや色が大きく異なるため、その 域の一致度は低くなる。したがって、一致 が低い場合、その領域に動いている被写体 含まれていると推定できる。

 上下決定手段12(重ね合わせパターン決定手 )は、一致度算出手段11が算出した一致度に づいて、複数の画像を重ね合わせるパター を決定する。
 より具体的には、上下決定手段12は、複数 画像を重ね合わせる際に、一致度が高い境 近傍が重ね合わせ後の画像上に出るような ターンを重ね合わせパターンとして決定す 。言い換えると上下決定手段12は、一致度に 基づいて、複数の画像が重なる領域において 、複数の画像のうちいずれかの画像が主とし て用いられるように、重ね合わせパターンを 決定する。

 重ね合わせ手段13は、上下決定手段12が決 定した重ね合わせパターンに基づいて複数の 画像を重ね合わせる。この結果、一致度が低 い境界近傍が重ね合わせ後の画像の下に隠れ る。

 上述のように、画像を重ね合わせる境界( つまり共通領域の境界)の近傍での画像間の 致度が高い場合、それらの画像のその領域 は動いている被写体が含まれていない可能 が高い。ゆえに、一致度が高い境界近傍が ね合わせ後の画像上に出るように画像を重 合わせると、その共通領域には動いている 写体が含まれないので多重化の問題が生じ くいことになる。また、境界近傍に動いて る被写体が含まれない画像の場合でも、一 度が高い境界近傍が重ね合わせ後の画像上 出るように画像を重ね合わせると、境界近 の不自然な断裂が生じにくくなる。

 ここで、重ね合わせパターンを決定する 、複数の画像が重なる領域において主とし 用いられる画像も同時に決定される。つま 、上下決定手段12は、複数の画像が重なる 域において主として用いられるべき画像を 定するともいえる。

 以上のように、本発明に係わる画像合成 置10は、共通領域の境界近傍の領域におけ 複数の画像の一致度を算出し、一致度が高 境界近傍の領域が重ね合わせ後の画像上に るように複数の画像を重ね合わせて合成す 。これにより、被写体が含まれる画像の場 、被写体の多重化を防ぐことができる。ま 、被写体が含まれない画像の場合、画像を ね合わせた境界に不自然な断裂が生じるこ を防ぐことができる。

 さらに、本発明に係わる画像合成装置10 よれば、画像を複数の領域に分割して領域 に重ね合わせる処理や、画像内で被写体と 景とを分離する処理のような作業量の多い 理は不要である。そして、画像合成装置10の 一致度の算出処理の作業量は少ないため、従 来と比べてプロセッサにかかる負荷が少なく なる。

 さらに、本発明に係わる画像合成装置10 実現するために、従来の画像合成装置とく べて大幅な回路規模の増加は必要ないため 画像合成装置10を比較的安価に実現すること が可能である。

 また、画像合成装置10は、上記構成に加 、重ね合わせる境界近傍の領域で前記複数 画像を重畳させる重畳手段を更に備えるこ としてもよい。画像合成装置10は、一致度に 基づいて複数の画像が重なり合う境界が目立 たないようなパターンで画像を重ね合わせる が、そのまま重ね合わせると、目立たないな がらも画像のつなぎ目ができる。重畳手段が 境界近傍の領域で複数の画像を重畳させるこ とにより、そのつなぎ目が一層目立たなくな る。なお、重畳処理が行われる領域は、具体 的には、複数の画像を重ね合わせた場合に重 ね合わせ後の画像上にでる境界近傍の領域で ある。

 また、画像合成装置10は、更に、上記構 に加え、複数の画像のうち少なくとも1つを 影する撮影装置に対し、先に撮影された画 の位置座標とその画像とのずれ量とに基づ て補助情報を作成して出力する撮影補助手 を更に備えることとしてもよい。

 これにより、撮影者は決められたずれ幅で 像を容易に撮影することが可能となる。
 また、画像合成装置10は、上記構成に加え 複数の画像のずれ量を算出するずれ量算出 段と、ずれ量に基づいて、ずれ量が少なく るように前記複数の画像のうち少なくとも1 の画像を変換する画像変換手段とを更に備 、変換後に、前記複数の画像を重ね合わせ こととしてもよい。

 これにより、予め位置合わせがされていな 複数の画像が入力された場合でも、複数の 像の位置合わせをした後、重ね合わせるこ が可能となる。
 また、画像合成装置10は、画像撮影装置に えられることとしてもよい。

 また、画像合成装置10を有する画像撮影装 を、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、 ソコン等に備えることとしてもよい。
 また、画像合成装置10を構成する各手段に り行われる処理の過程からなる方法も本発 に係わるものであり、この方法によっても 述の目的を達成することが可能である。

 また、画像合成装置10を構成する各手段 より行なわれる機能と同様の制御をプロセ サに行なわせるプログラム、そのプログラ を記録した記録媒体及びプログラム・プロ クトも本発明に係わるものである。このプ グラムをプロセッサに読み出させて、その ログラムに基づいてプロセッサに、それに 続された各種インターフェース等を制御さ ることによっても、上述の目的を達成する とが可能である。

 以下、2つの画像を重ね合わせると仮定し て説明するが、それは説明をわかりやすくす るためであり、画像は2以上であってもよい さらに、画像を四辺形であると仮定して説 するが、画像の形状は四辺形以外の形状で ってもよい。

 まず、本発明の第1実施形態にかかわる画 像合成装置について説明する。第1実施形態 係わる画像合成装置100は、予め位置決めさ た画像P1及び画像P2を重ね合わせて合成する

 図2は、第1実施形態にかかわる画像合成 置100の構成図である。図2に示すように、画 合成装置100は、一致度算出部110、上下決定 150及び重ね合わせ部160を備える。

 一致度算出部110には、予め位置合わせさ た画像P1及びP2が入力される。一致度算出部 110は、画像P1及びP2から、一致度算出領域内 互いに対応する位置にある画素を取得し、 の一致度算出領域について一致度を算出す 。なお、一致度算出領域は、通常、複数で るため、一致度算出部110はそれぞれの一致 算出領域について一致度を算出する。

 上下決定部150は、一致度算出部によって 出された一致度に基づいて、画像P1及びP2の 重ね合わせ方を決定する。より具体的には、 画像P1及びP2のうちいずれが重ね合わせ後の 像上に出るようにして画像P1及びP2を重ね合 せるのか、決定する。重ね合わせ部160は、 下決定部150の決定に基づいて、画像P1及びP2 を重ね合わせて合成する。合成された画像は 出力される。

 以下、図3を用いて画像合成装置100が行う処 理の流れについて説明する。
 まず、画像合成装置100に画像P1及びP2が入力 されると(ステップS1)、一致度算出部110は複 の一致度算出領域のそれぞれについて一致 を算出する(ステップS2)。続いて、上下決定 150は、複数の一致度算出領域のうち、どの 域の一致度が高いか判定し(ステップS3)、そ の結果に基づいて、画像P1及びP2の重ね合わ のパターンを決定する(ステップS4及びステ プS5)。重ね合わせ部160は、上下決定部150の 定に基づいて画像P1及びP2を重ね合わせて合 する(ステップS6)。

 次に、一致度算出部110が一致度を算出す 領域である一致度算出領域について説明す 。まず、画像P1及びP2が上下方向又は水平方 向のいずれか1次元方向にずれている場合に いて説明する。

 画像P1及びP2が1次元方向にずれている場 、共通領域は、画像P1の外周のうちの1辺(画 P1側の境界という)、画像P2の外周のうちの1 (画像P2側の境界という)、及び画像P1及びP2 辺の一部が重ね合わさって形成された2辺に って構成される四辺形となる。この場合、 致度算出領域は2つある。1つは、共通領域 画像P1側の境界からある画素数分(ある幅分) け共通領域内に入った領域であり、1つは画 像P2側の境界からある画素数分(ある幅分)だ 共通領域内に入った領域である。

 図4を用いて画像P1及びP2が2次元方向にず ている場合の一致度算出領域について説明 る。図4に、画像P1に対して画像P2が右下に れた場合の共通領域と一致度算出領域を示 。画像P1とP2が重なり合った領域が共通領域 ある。共通領域の外周、つまり境界を形成 る4辺のうち2辺は、画像P1の外周を形成する 四辺形の隣り合う2辺の一部であり、共通領 の境界の残りの2辺は画像P2の外周を形成す 四辺形の隣り合う2辺の一部である。以下、 者を画像P1側の境界といい、後者を画像P2側 の境界という。

 一致度算出領域は2つあり、1つが画像P1側 の境界からある画素数分(ある幅分)だけ共通 域内に入った領域にある、P1側の一致度算 領域M1である。他の1つが画像P2側の境界から ある画素数分(ある幅分)だけ共通領域内に入 た領域にある、P2側の一致度算出領域M2であ る。

 図4に示すように、一致度算出領域M1及びM 2は共通領域内にあり、共通領域の4つの角の ち向かい合う2角付近の鉤状の領域である。 共通領域内で斜線がされた領域については、 一致度を算出する必要はない。斜線がされた 領域のうち、共通領域の中心付近の領域R1に いては、この部分は画像の重ね合わせの境 から離れているからである。斜線がされた 域のうち、共通領域の角部付近の領域R2及 R3については、この部分について一致度を算 出しても、一致度算出領域M1及びM2で同じ結 が得られるため、画像の上下を決定するた にはあまり役に立たないからである。

 以下、一致度算出部110についてより詳し 説明する。一致度算出部110は一致度を算出 るが、その方法は幾つか考えられる。例え 、対応する位置にある2画素の画素値の差分 、画像P1及びP2の明るさの統計量、及び・又 境界での画像の連続性に基づいて一致度を 出することとしてもよい。なお、一致度の 出は厳密である必要はないので、例えば縦 1/2にサブサンプリングした縮小画像につい 一致度を算出することとしても良い。

 まず、例として、画素値の差分に基づい 一致度を算出する場合について説明する。 5に、画素値の差分に基づいて一致度を算出 する一致度算出部110の構成例を示す。図5に すように、一致度算出部110は、境界領域選 部111、差分算出部112-1及び112-2、比較部113-1 び113-2、カウンタ114-1及び114-2並びに閾値格 部115を備える。

 差分算出部112-1、比較部113-1及びカウンタ 114-1は、一致度算出領域M1について一致度を 出し、差分算出部112-2、比較部113-2、カウン 114-2は、一致度算出領域M2について一致度を 算出する。前者を画像P1側算出部といい、後 を画像P2側算出部ということとする。両者 基本的に同じ構成である。

 以下、一致度算出部110が行う処理の大まか 流れについて説明する。この処理は、図3の ステップS2に相当する。
 画像P1及びP2が境界領域選択部111に入力され る。境界領域選択部111は、入力された画素が 、一致度算出領域M1内にあるか、一致度算出 域M2内にあるか、それ以外の領域にあるの 、各画素の画像P1又はP2での位置を示す座標 報に基づいて判定する。境界領域選択部111 、画素がP1側の一致度算出領域M1内にある場 合はP1側算出部にその画素を出力し、P2側の 域M2内にある場合はP2側にその画素を出力し 領域M1及びM2のいずれの領域にもない場合は 、その画素は出力せずに他の画素についての 処理に移る。境界領域選択部111は、入力され た画素の全てについてこの処理を行う。

 以下、P1側に注目して説明するが、P2側も 基本的に同じ処理をする。まず、画素が入力 されると、差分算出部112-1(P2側では112-2)は画 P1及びP2で対応する位置にある2つの画素の 分を算出し、その差分の絶対値を比較部113-1 (M2側では113-2)に出力する。比較部113-1(P2側で 113-2)は、差分の絶対値を閾値格納部115に格 された閾値と比較する。差分の絶対値が閾 よりも大きい場合、カウンタ114-1(P2側では11 4-2)は、カウント値を1インクリメントする。P 1側及びP2側で入力された画像についてカウン トが終了すると、カウンタ114-1及び114-2はカ ント結果に基づく一致度を比較部116に出力 る。この場合、一致度は(カウント値+1)の逆 として得られる。

 上下決定部150の一部を構成する比較部116 、P1側で算出された一致度(この場合はカウ ト値)と、P2側で算出された一致度を比較し いずれが高いか判定し、判定結果を重ね合 せ部160に判定結果を出力する。

 以下、図6を用いて、一致度を算出する処理 の流れを詳しく説明する。以下の説明におい て、P1側について説明する。
 まず、差分算出部112-1は画素の入力を待つ( テップS10)。差分算出部112-1は画素の入力が ると(ステップS10:Yes)、画像P1及びP2の対応す る位置にある画素の画素値の差分を算出する (ステップS11)。続いて、比較部113-1は閾値を 値格納部115から取得し(ステップS12)、その閾 値より差分が大きいか否か判定する(ステッ S13)。差分の方が大きいと判定した場合(ステ ップS13:Yes)、カウンタ114-1はカウント値を1イ クリメントし(ステップS14)、ステップS10に る。所定時間待っても画素の入力がない場 (ステップS10:No)、カウンタ114-1はカウントを 了する。そして、カウンタ114-1は、(カウン 値+1)の逆数、つまりカウント値に1を足した 値の逆数を一致度として比較部116に出力して (ステップS15)、処理を終了する。P2側の処理 あるステップS20からS25は、P1側の処理である ステップS10からS15と基本的に同じであるため 、説明を省略する。この後、比較部116は、P1 からの一致度とP2側からの一致度を比較す ことになる。

 ところで、上記構成ではP1側とP2側で個別 の処理ブロックを備えるが、カウンタ114-1、1 14-2のみ2つ持ち、それ以外の各部をP1側とP2側 で共有化するように構成しても良い。

 なお、画素値の差が閾値より大きい画素 数をカウントする場合について説明したが 画像P1及び画像P2で対応する位置にある画素 の画素値の差(絶対値)の累積値を算出し、そ 累積値の逆数を一致度としても良い。この 合も、画素値の差が大きい画素が少ないほ 一致度が高くなる。

 次に、画像の明るさの統計量に基づいて 致度を算出する場合について説明する。こ では、テレビ等でよく使われるYCbCr空間又 YPbPr色空間を例として用いて説明する。これ らの色空間では明るさをY値で示す。なお、 れは例示にすぎず、デバイスによってさま まな色空間があり、そのいずれの色空間に いても基本的に同様な方法で適用可能であ 。

 図7に、画像の明るさの統計量に基づいて 一致度を算出する一致度算出部110の構成例を 示す。図7に示すように、一致度算出部110は 境界領域選択部111、Y平均算出部117-1、117-2、 118-1及び118-2、差分算出部119-1及び119-2を備え 。

 Y平均算出部117-1、Y平均算出部118-1及び差 算出部119-1はP1側を構成し、Y平均算出部117-2 、Y平均算出部118-2及び差分算出部119-2はP2側 構成する。両者は基本的に同じ構成である

 境界領域選択部111は、画像P1及びP2の入力 があると、画素の座標情報に基づいて、P1側 一致度算出領域M1内にある画素をP1側に出力 し、P2側の一致度算出領域M2内にある画素をP2 側に出力する。以下、P1側の各部について説 するが、P2側も基本的に同様である。

 境界領域選択部111からの画素のうち、画 P1の画素はY平均算出部117-1に入力され、画 P2の画素はY平均算出部118-1に入力される。Y 均算出部117-1は入力された画像P1の画素のY値 の平均値を算出して差分算出部119-1に出力し Y平均算出部118-1は入力された画像P2の画素 Y値の平均値を算出して差分算出部119-1に出 する。差分算出部119-1は、画像P1の画素のY値 の平均値と画像P1の画素のY値の平均値の差分 を算出し、その差分の絶対値を一致度として 比較部116に出力する。なお、Y値の平均値を いる場合について説明したが、平均値では く、Y値の分散や偏差を用いることにしても い。

 次に、境界の連続性に基づいて一致度を 出する場合について説明する。図8に、境界 の連続性に基づいて一致度を算出する一致度 算出部110の構成例を示す。図8に示すように 一致度算出部110は、境界領域選択部111、差 算出部120-1及び120-2並びに累積加算部121-1及 121-2を備える。差分算出部120-1及び累積加算 121-1は画像P1側の一致度を算出し、差分算出 部120-2及び累積加算部121-1は画像P2側の一致度 を算出する。P1側とP2側は基本的に同じ装置 より構成される。

 境界の連続性に基づいて一致度を算出す 場合、一致度算出部110は、一致度算出領域 の画素ではなく境界上の画素について一致 を算出する。この場合、境界領域選択部111 、入力された画像P1及びP2の画素の座標情報 に基づいて、画像P1側の境界上にあると判定 れた画素をP1側に出力し、画像P2側の境界上 にあると判定された画素をP2側に出力する。

 以下、P1側の各部について説明するが、P2側 も基本的に同様である。
 P1側の一致度は、画像P1及びP2のそれぞれに いてP1側の境界上にある2つの画素の差分の 対値を累積加算することにより算出される つまり、差分算出部120-1は、画像P1及びP2上 対応する位置にある2画素の画素値の差分を 算出する。累積加算部121-1は、差分算出部120- 1により算出された差分の絶対値を累積加算 、画像P1側の境界上にある全ての画素につい ての処理が終了すると、累積加算の結果がP1 の一致度として比較部116へ出力される。

 以上のようにしてP1側及びP2側の一致度算 出領域(又はP1側及びP2側の境界)について一致 度が算出されると、その一致度に基づいて、 上下決定部150は、P1側の境界近傍及びP2側の 界近傍のいずれを重ね合わせ後の画像上に るようにして画像P1及びP2を重ね合わせるか 定する。より具体的には、上下決定部150は 一致度算出部110によって算出された画像P1 及び画像P2側の一致度を比較する。そして、 画像P1側の一致度が高いと判定した場合は、 像P1を画像P2の上に重ね合わせることを決定 し、画像P2側の一致度が高いと判定した場合 、画像P2を画像P1の上に重ね合わせることを 決定する。なお、画像P1側の一致度と画像P2 の一致度が同じ場合、デフォルトとしてい れを上にするか予め決定することとしても いし、ユーザに決定させることとしてもよ 。

 以下、画像P1及びP2を重ね合わせる場合の パターンについて説明する。まず、左右方向 又は上下方向の1次元方向にずれている2つの 像P1及びP2を重ね合わせる場合のパターンに ついて説明する。図9A及び9Bでは、図の向か て左右方向(1次元方向)に画像P1及びP2が互い ずれている。このような画像P1及びP2を重ね 合わせる場合、画像P1が上に重なるのか、画 P2が上に重なるのか、2通りのパターンがあ 。

 まず、いずれのパターンでも、共通領域 外の領域では重ね合わせ前と同様に画像P1 はP2のいずれかが用いられる。例えば、共通 領域以外の領域のうち、重ね合わせ前に画像 P1であった部分は重ね合わせ後の画像でも画 P1が用いられ、重ね合わせ前に画像P2であっ た部分は重ね合わせ後の画像でも画像P2が用 られる。

 共通領域については、画像P1及びP2のいず れが上に重なるパターンであるかによって、 用いられる画像が異なる。図9Aに示すように 画像P1が画像P2の上に重なる場合、共通領域 のP1側の境界が重ね合わせ後の画像上に出る 一方、P2側の境界は画像P1の下に隠される。 そして、共通領域内では画像P1が使用される 同様に、図9Bに示すように、画像P2が画像P1 上に重なる場合、画像P2側の境界が重ね合 せ後の画像上に出て、画像P1側の境界は画像 P2の下に隠れる。共通領域内では画像P2が使 される。

 次に、左右方向及び上下方向の2次元方向 にずれている2つの画像P1及びP2を重ね合わせ 場合のパターンについて説明する。この場 、重ね合わせのパターンは4通りある。図10 そのうち3通りを示す。図10Aから図10Cに、図 の向かって上下方向及び左右方向に2つの画 がずれている場合の重ね合わせのパターン 示す。

 図10A及び10Bは、画像P2が画像P1に対して、図 面に向かって右下にずれている場合の重ね合 わせの2パターンを示す。図10Aに示すように 画像P2が画像P1の上に重なる場合、画像P2側 境界が重ね合わせ後の画像上に出て、画像P1 側の境界は重ねあわせ後の画像の下に隠れる 。共通領域内では画像P2が使用される。逆に 図10Bに示すように、画像P1が画像P2の上に重 なる場合、画像P1側の境界が重ね合わせ後の 像上に出て、画像P2側の境界は重ねあわせ の画像の下に隠れる。そして共通領域内で 画像P1が使用される。

 画像P2が画像P1に対して、図面に向かって右 上にずれている場合の重ね合わせも2パター ある。図10Cに示すように、画像P1がP2の上に なる場合、画像P1側の境界が重ね合わせ後 画像上に出る。そして共通領域内では画像P1 が使用される。画像P2がP1の上に重なる場合 図は省略する。

 共通領域以外の領域については、1次元方 向に2画像がずれている場合と同様に、重ね わせ前に画像P1であった部分には画像P1が用 られ、重ね合わせ前に画像P2であった部分 は画像P2が用いられる。

 以上のようにして上下決定部150によって 像P1及びP2のいずれを上にして重ね合わせる べきか決定されると、重ね合わせ部160は、そ の決定に基づいて画像P1と画像P2の何れかを にして画像P1及びP2を重ね合わせる。

 このように、画像合成装置100は、一致度 高い境界近傍が重ね合わせ後の画像上にで ように複数の画像を重ね合わせる。その結 、重ね合わせで上になった境界近傍の領域 、重ねあわせ後の画像上に現れ、重ね合わ で下になった境界近傍の領域は、重ねあわ 後の画像の下に隠れる。

 上述のように、一致度が高い場合、複数 画像のその境界近傍の領域(一致度算出領域 )には動いている被写体が含まれていない可 性が高い。ゆえに、一致度が高い共通領域 境界が外周となっている画像を上にして画 を重ね合わせると、その共通領域には動い いる被写体が含まれる恐れが少ないため多 化の問題が生じにくい。

 また、境界近傍の領域に動いている被写 が含まれていない場合であっても、一致度 高い場合、複数の画像のその境界近傍の領 は互いに似通っているため、一致度が高い 界近傍が外周となっている画像を上にして 像を重ね合わせると、重ねあわせ後の画像 境界に不自然な断裂ができるという問題が じにくい。

 以下、図11及び図12を用いて、動きのある 被写体を含む2画像を重ね合わせる場合につ て説明する。図11に示すように、画像P1及びP 2には歩いている人物が被写体として撮影さ ている。人物は図11の向かって右から左に移 動しており、画像P1が画像P2より先に撮影さ たと仮定する。

 画像P1では、画像P1側の境界近傍の領域( の領域は一致度算出領域でもある)に人物が まれている。一方、画像P2では、画像P1側の 境界近傍及び画像P2側の境界近傍の両方の領 に人物が含まれていない。この場合、一致 算出部110が算出する画像P2側の一致度算出 域の一致度は、画像P1側の一致度算出領域の 一致度よりも高くなる。したがって、上下決 定部150は、画像P2を画像P1の上に重ねること 決定し、重ね合わせ部160は、画像P1を画像P2 上に重ね合わせた画像を作成する。

 図12に、重ね合わせ部160が、図11の画像P1 びP2を重ね合わせて作成する画像を示す。 12に示すように、画像P2を画像P1の上に重ね 結果、画像P1側の境界近傍の領域に含まれて いた人物は画像P2の下に隠れている。逆に、 物の含まれていない画像P2側の境界近傍の 域は画像P1の上に重ねられているが、この部 分には動きのある被写体は含まれていない。 そして、画像P2の共通領域外の領域に含まれ いた人物が、重ねあわせ後の画像に表れて る。このように、画像合成装置100によれば 重ねあわせ後の画像上での被写体の多重化 避けられる。

 次に、重ねあわせ部160による画像の重ね わせの変形例について説明する。重ねあわ 部160は、画像P1及びP2を重ね合わせる際に、 上に重ねられた画像側の境界近傍に現れる断 裂を目立たなくするために、境界近傍の画像 P1及びP2を重畳させて合成する処理を行うこ としてもよい。以下、重ね合わせ部160の行 処理について説明する前に、画像P1及びP2を 成するべき領域、つまり合成領域について 明する。

 まず、図9A及び9Bを用いて、左右方向又は 上下方向の1次元方向にずれている2つの画像P 1及びP2を重ね合わせる場合の合成領域につい て説明する。図9Aに示すように、画像P1が画 P2の上に重なる場合、共通領域の画像P1側の 界からある画素数分(ある幅分)だけ共通領 内に入った領域が、画像P1及びP2を合成する き合成領域となる。同様に、図9Bに示すよ に、画像P2が画像P1の上に重なる場合、共通 域の画像P2側の境界からある画素数分だけ 通領域内に入った領域が合成領域となる。

 次に、図10Aから10Cを用いて、左右方向及 上下方向の2次元方向にずれている画像P1及 P2を重ね合わせる場合の合成領域について 明する。図10Aに示すように、画像P2が画像P1 上に重なる場合、画像P2側の境界からある 素数分だけ共通領域内に入った領域(網掛け れた領域)が合成領域となる。図に示すよう に、2画像が2次元方向にずれている場合、合 領域の形状は鉤状になる。なお、図10Aでは 画像P2が画像P1に対して右下にずれている場 合を示しているが、画像P1が画像P2に対して 下にずれている場合も同様である。

 一方、図10B及び図10Cに示すように、画像P 1が画像P2の上に重なる場合、画像側の境界か らある画素数分だけ共通領域内に入った領域 (網掛けされた領域)が合成領域となる。

 なお、共通領域内にどれだけの画素数分 け入るのか、つまり合成領域の幅は、画像 体の大きさによって異なる。画像全体の幅 数パーセントから10数パーセント程度に相 する長さ(画素数)を合成領域の幅としてもよ い。

 次に、図13を用いて、重ね合わせ部160が 画像P1及びP2を合成する処理の流れについて 明する。この処理は、図3のステップS6に対 する。この説明では、重ね合わせ部160は、2 画像を重ね合わせた結果を不図示の出力手段 に出力すると仮定して説明する。

 まず、重ね合わせ部160には、上下決定部1 50による決定結果及び2画像が入力される。重 ね合わせ部160は、入力された2つの画像の画 の座標情報に基づいて、ある座標が共通領 内にあるか否か判定し(ステップS30)、共通領 域内にあると判定する場合(ステップS30:Yes)、 重ね合わせ部160は、さらにその座標が合成領 域内にあるのか否か判定する(ステップS31)。

 共通領域内にないと判定する場合(ステッ プS30:No)、その座標の画素を重ね合わせ後の 標とともに出力する(ステップS33)。これによ り、重ね合わせ前に画像P1であった部分には 像P1が用いられ、重ね合わせ前に画像P2であ った部分には画像P2が用いられることになる

 S31において、重ね合わせ部160が、その座 が合成領域内にあると判定する場合、(ステ ップS31:Yes)、重ね合わせ部160は、座標で互い 対応する画素を画像P1及びP2から取得し、そ れら2つの画素を重畳させる(ステップS34)。そ の後、重ね合わせ部160は、重畳の結果得られ た画素を重ね合わせ後のその画素の座標とと もに出力する。

 ステップS31で、座標が合成領域内にない 判定する場合(ステップS31:No)、重ね合わせ 160は、さらに、座標情報と上下決定部150に る重ね合わせパターンの決定結果に基づい 、重ね合わせ後に共通領域で画像P1が用いら れる場合には(ステップS32:Yes)、重ね合わせ部 160は重ね合わせ後の座標とともに、画像P1か の画素を出力する(ステップS35)。あるいは 重ね合わせ後に共通領域で画像P2が用いられ る場合には(ステップS32:No)、重ね合わせ部160 、重ね合わせ後の座標とともに画像P2から 画素を出力する(ステップS36)。

 重ね合わせ部160は、入力された全ての画素 ついてこれらの処理を行うと(ステップS37) 処理を終了する。
 ここで、重ね合わせ部160が画像P1及びP2を重 畳させて合成する場合に、2画像の合成比率 、画像の境界からその画素までの距離に応 て変化させることとしてもよい。図14に、画 像P1及びP2が左右方向にずれている場合に、 像の重ね合わせの境界からの距離に対する 像P1及びP2を合成する合成比率の変化の例を す。なお、図14で画像P1より画像P2が小さく 現されているが、これは2画像が重なってい ることが分るようにするためであり、両者の 大きさが異なっている必要はない。

 図14では、画像P2が画像P1の上に重なって るため、画像P2側の境界が重ねあわせ後の 像上に出ている。この場合、画像P2側の境界 で画像P1とP2の合成比率を画像P1:画像P2=1:0と 、合成領域の境界で合成比率を画像P1:画像P2 =0:1としてもよい。そして、画像P2側の境界か ら合成領域の境界までの間は、画像P1の合成 率を1から0に徐々に下げ、画像P2の合成比率 を0から1に徐々に上げることとしてもよい。 た、図14では、画像P1とP2の合成比率をリニ に(一次関数的に)変化させる場合を示すが 他の関数を用いることとしてもよい。

 図15A及び15Bを用いて、合成領域で画像P1 びP2を重畳させて合成した結果について説明 する。図15A及び14Bに、画像P2が画像P1に対し 右下にずれている場合の重ね合わせ結果を す。図15Aでは、画像P1が画像P2の上に重ねあ されている。この場合、共通領域の画像P1 の境界近傍が合成領域となっている。そし 、画像P1側の境界での画像P2の合成比率は1か ら、合成領域の境界に近づくにつれ、0まで げられる。その結果、図15Aに示すように、 い灰色で示される画像P2と白色で示される画 像P1の境界近傍の領域は、濃い灰色から薄い 色を経て白色まで徐々に変化する。このよ に、重ね合わせ部160が、画像P1及びP2を重ね 合わせる際に、画像P1及びP2を重畳させて合 するため、画像の境界近傍に現れる断裂を 立たなくすることができる。

 図15Bでは、画像P2が画像P1の上に重ねあわ されている。この場合、図15Aとは逆に、共通 領域の画像P2側の境界近傍が合成領域となり 画像P2側の境界での画像P1の合成比率が1か 、合成領域の境界に近づくにつれ、0まで下 られる。図15Bに示すように、白色で示され 画像P1と濃い灰色で示される画像P2の境界近 傍の領域は、白色から薄い灰色を経て濃い灰 色まで徐々に変化し、画像の境界が目立たな くなっている。

 このように、この変形例では、境界近傍 不自然な断裂が生じないように、重ね合わ 部160は境界近傍の領域で画像P1及びP2を重畳 させて合成する。画像合成装置100によれば、 画像P1及びP2を重畳する前に、一致度に基づ て共通領域で多重化の問題が生じにくいよ に画像P1及びP2のいずれかを上にして2画像を 重ね合わせるのか決定している。そして、重 ね合わせ部160は、その決定に基づいて2画像 重ね合わせてから画像を重ね合わせた境界 傍の画像を重畳させる。したがって、画像 成装置100によれば、境界近傍の画像を重畳 せても、多重化の問題が避けることができ 。

 次に、第2実施形態に係わる画像合成装置 200について説明する。第2実施形態にかかわ 画像合成装置200は、予め定められた幅だけ 置がずらされて撮影された複数の静止画像 重ね合わせて合成する。予め定められた幅 けずらすために、撮影装置に回転可能な軸 備え付け、その軸を利用して撮影装置を一 角度回転させることとしてもよいし、撮影 が体を回転させることとしてもよい。

 その際、画像合成装置200は、画像合成装 に接続された撮影装置に、先に撮影された 像に対して予め定められた幅だけずらして の画像を撮影するための補助情報を出力す 。なお、画像合成装置200と撮影装置とに互 に通信する機能を与え、補助情報を画像合 装置200から撮影装置に送信することとして よい。また、撮影装置としてスチルカメラ びビデオカメラが考えられる。さらに、そ 撮影装置は、携帯電話やPDA(Personal Digital As sistant)、パソコン等に備えられることとして よい。

 図16に、撮影装置に補助情報を出力又は 信する機能を有する画像合成装置200の構成 示す。図16に示すように、画像合成装置200は 、ずれ量格納部210、撮影補助部220、一致度算 出部110、上下決定部150及び重ね合わせ部160を 備える。

 ずれ量格納部210は、ずれ量として予め定め れた幅を格納する。このずれ量は、ユーザ 設定させることとしてもよいし、装置の製 当初から設定することとしてもよい。
 撮影補助部220は、先に撮影された画像(1枚 の画像)及びずれ量に基づいて撮影装置のフ インダ上に、1枚目の画像の端及びずれ量と して予め定められた幅を示すための補助情報 を作成し、その補助情報を撮影装置に出力又 は送信する。

 撮影装置は、補助情報にもとづいて、1枚 目の画像の端及びずれ量を示す線又は枠を、 撮影対象が出力されたファインダ上に重畳さ せる。撮影者は2枚目以降を撮影する際に、 ァインダ上に重畳された線又は枠に基づい 、1枚目の画像に対して予め定められた幅だ ずれた次の画像を簡単に撮影できる。

 撮影された2枚目の画像は、画像合成装置 200に入力される。一致度算出部110、上下決定 部150及び重ね合わせ部160は、1枚目及び2枚目 画像を重ね合わせる。この重ねあわせ処理 ついてはすでに説明した。

 以下、図17を用いて画像合成装置200の行 処理の流れについて説明する。図17に示すよ うに、第2実施形態では、第1実施形態のステ プS1の代わりにステップS40及びS41を行う。

 まず、ユーザは撮影装置を用いて1枚目の 画像を撮影し、撮影装置から、その1枚目の 像が画像合成装置200に出力又は送信される( テップS40)。画像合成装置200は、1枚目の画 及びずれ量格納部220に格納されたずれ量に づいて、1枚目の画像の端を示す枠、及びそ 枠から予め決められた幅だけ離れた位置を す線の座標を計算し、その計算結果を補助 報として撮影装置に出力又は送信する。

 撮影装置は、補助情報にもとづいて、1枚 目の画像の端を示す枠及びずれ量を示す線を 、撮影対象が出力されたファインダ上に重畳 させる。ユーザは2枚目以降を撮影する際に ファインダ上に重畳された線又は枠に基づ て、1枚目に対して予め定められた幅だけず た画像を撮影し、撮影された2枚目の画像が 画像合成装置200に出力又は送信される(ステ プS41)。

 続いて、ステップS2以降において、1枚目 び2枚目の画像をそれぞれ画像P1及びP2とし 画像を重ね合わせる処理が行われる。ステ プS2以降の処理は第1実施形態と同様である め説明を省略する。

 このように、第2実施形態に係わる画像合 成装置200によれば、第2実施形態に係わる画 合成装置100によって達成される利点に加え 2枚目の画像を撮影する際に利用可能な補助 報を作成することができる。これにより、 め定められた幅だけずらされた複数の画像 失敗なく撮影することが可能となる。

 次に、第3実施形態について説明する。第 3実施形態によれば、ずれ量は予め決まって ないため、画像合成装置300が画像P1及びP2間 ずれ量を計算し、ずれを補正した後、画像P 1及びP2を重ね合わせる。

 図18を用いて、本発明に第3実施形態にか わる画像合成装置300の構成を説明する。図1 8に示すように、画像合成装置300は、ずれ量 出部310、画像変換部320、一致度算出部110、 下決定部150及び重ね合わせ部160を備える。

 ずれ量算出部310は、入力された画像P1及 P2間のずれ量を算出する。画像変換部320は、 ずれ量に基づいて、2画像中の同じ被写体が じ座標に位置するように、一方の画像を変 する。一致度算出部110、上下決定部150及び ね合わせ部160については、すでに説明した

 以下、図19を用いて、画像合成装置300の う処理の流れについて説明する。図19に示す ように、図3に示す第1実施形態と比べて、第3 実施形態ではステップS1とS2の間にステップS5 0からS52を行う。

 まず、画像合成装置300に2画像P1及びP2が 力すると(ステップS1)、ずれ量算出部310は、2 画像のずれ量を算出する(ステップS50)。続い 、画像変換部320は、算出されたずれ量に基 いて画像P1及びP2のいずれか一方を、ずれが なくなるように変換する(ステップS51)。そし 、一致度算出部110は、変換後の画像P1及びP2 に基づいて共通領域を決定し(ステップS52)、 テップS2以下を行う。ステップS2以下の処理 についてはすでに説明した。

 次に、ずれ量算出部310によるずれ量の算出 原理について説明する。
 画像P1の特徴点の座標(x,y)と画像P2の対応す 座標(x’,y’)の関係は、ずれ量をδx、δyと た場合、以下の式で示すことができる。

 x’=x+δx
 y’=y+δy
 画像のずれが平行方向のみの場合、画像内 どの座標であってもδx及びδyの値は一定で る。このとき、δx及びδyを検出する方法と ては、例えばパターンマッチングがある。 として、図20に示すような、パソコンを被 体とし、互いに左右方向にずれた画像P1及び P2を用いてこのパターンマッチングについて 明する。

 まず、ずれ量算出部310は、入力された画 P1及びP2の両者をSobel フィルタにかけるこ により、エッジ画像E1及びE2を得る。なお、S obel フィルタは空間1次微分を計算し、輪郭 検出するフィルタである。次に、ずれ量算 部310は、エッジ画像E1とE2の何れか、ここで エッジ画像E1から特徴点を抽出し、他の画 、ここではエッジ画像E2からその特徴点に対 応する座標の近傍部分を抽出する。続いて、 ずれ量算出部310は、エッジ画像E1とE2の特徴 近傍の画像を重ね合わせて(パターンマッチ グ)、ずれ量を算出する。

 より具体的には、パターンマッチング法 は、背景画像内の小領域画像データ(以下、 窓という)が設定され、この窓内の画素値と 致する同一サイズの領域が、対象画像を走 することより探し出される。一致する領域 見つかれば、背景画像の窓の座標と対象画 の窓の座標との差がδx及びδyとなる。

 しかし、撮影者が撮影用の三脚を用いず 、手に持って撮影した場合、2枚目に撮影さ れた画像には平行移動だけでなく回転も加わ ることが多い。この場合、ずれ量δx及びδyの 値は特徴点の座標によって全て異なるため、 全特徴点について個別にずれ量δx及びδyを算 出する必要がある。画像全体のずれ量を求め る方法として、例えば平面射影行列(Homography) がある。Homography法は、複数の画像の結合(モ イキング)に使用される技法であり、画像内 部の注目すべき複数個の小領域(特徴点)のず から画像全体のずれ量を算出するアルゴリ ムである。

 図21A及び21Bを用いて、画像に回転が加わ た場合の特徴点の対応関係について説明す 。図21Aでは、例として画像PT1から4つの特徴 点T1からT4が抽出され、それぞれの座標が以 のとおりとする。

 T1=(x1,y1)
 T2=(x2,y2)
 T3=(x3,y3)
 T4=(x4,y4)
 一方、図21Bでは画像PT2内の対応する特徴点T 1’からT4’が抽出され、それぞれの座標はそ れぞれ以下のとおりとする。

 T1’=(x1’,y1’)
 T2’=(x2’,y2’)
 T3’=(x3’,y3’)
 T4’=(x4’,y4’)
この場合、T1からT4とT1’からT4’との間には 下の式が成立する。

 Tn=MTn’
 ここで、Mは行列であり、Homography Matrix と ばれている。画像PT1及びPT2に共通に存在す 特徴点の座標の組からHomography Matrix を算 することができる。

 一方の画像の特徴点の座標を(x,y)、他方 画像の特徴点の画像を(x’,y’)とすると、両 者の関係を以下の行列式で表すことができる 。

 ここで、kは任意の0(零)でない数であり、m1 らm9は任意の数である。数組の特徴点座標 用いることで、このk及びm1からm9のパラメー タを算出することができる。算出したHomograph y Matrix と画像PT1の任意の座標点(x,y)を行列 算することにより、画像PT1(x,y)に対応する画 像PT2上の点(x’,y’)を求めることができる。

 このようにして、ずれ量算出部310は2画像 のずれ量を算出し、画像変換部320は算出され たずれ量に基づいて画像P1及びP2のいずれか 方を、ずれがなくなるように変換する。こ 後、一致度算出部110、上下決定部150及び重 合わせ部160によって、一致度に基づいて画 P1及びP2の重ね合わせパターンが決定され、 れに基づいて画像P1及びP2が重ね合わせられ る。したがって、画像合成装置300によれば、 予めずれを補正し、位置決めをされた画像で なくとも、画像を重ね合わせて合成すること が可能となる。

 本発明に係わる画像合成装置100、200及び3 00はさまざまな形で実現可能である。以下、 発明に係わる画像合成装置100、200及び300の 現形態について説明する。

 たとえば、画像合成装置100、200及び300は コンピュータを用いて実現可能である。コ ピュータ(不図示)は、例えばCPU(Central Process ing Unit )、メモリ及び入出力インタフェース を備え、これらは互いにバスを介して接続さ れる。入出力インターフェースとして、例え ば、液晶パネル、タッチパネル、種々のボタ ン、ダイヤル等が挙げられる。

 画像合成装置100、200及び300を、コンピュ タを用いて実現するために、まず画像合成 置を構成する各部によって行われる処理を ロセッサに行わせるためのプログラムをメ リに格納する。そして、CPUが、メモリを利 してそのプログラムを実行することにより 画像合成装置100、200及び300が実現される。

 さらに、この画像合成装置はさまざまな装 に搭載可能である。搭載する装置の例とし 、例えば、スチルカメラ及びビデオカメラ ような画像撮影装置等が上げられる。
 例として画像撮影装置に搭載する場合につ て説明する。画像撮影装置は、多くの場合 レンズ、撮像素子、コントローラ(非汎用プ ロセッサ)、ディスプレイ、メモリ、入出力 ンターフェース、及び補助記憶装置を備え 。レンズは被写体を撮像素子上に結像させ 。撮像素子は結像された画像を電子信号に 換してコントローラに出力する。コントロ ラはメモリ、記憶装置、インターフェース びディスプレイを制御する。そして、画像 成装置を構成する各部によって行われる処 をコントローラに行わせるためのプログラ をメモリに格納し、コントローラがこのプ グラムをメモリから読み出して実行する。 れにより、画像合成装置を搭載する画像撮 装置を実現する。

 さらに、画像合成装置を構成する各部に って行われる処理を各種インターフェース 行わせるように制御するコンピュータ・チ プ(マイクロコントローラ)を作成し、その ンピュータ・チップが画像撮影装置を構成 る各種機器を制御することにより、画像合 装置を搭載する画像撮影装置を実現するこ としてもよい。

 また、画像合成装置を構成する各部によ て行われる処理をプロセッサに行わせるた のプログラムをメモリ等に書き込んだ状態 画像撮影装置に組み込む(ファームウェア) とにより、画像合成装置を搭載する画像撮 装置を実現することとしてもよい。

 また、さらに、画像合成装置100、200及び300 有する画像撮影装置を備える装置として、P DA(Personal Digital Assistant)、パソコン等が挙げ れる。
 以下、プログラムのローディングについて 明する。上述の実施形態において説明した 像合成装置の機能をコンピュータ、画像撮 装置、並びに画像撮影装置を有する携帯電 及びPDA等に実現させるプログラムは、さま まな方法で取得可能である。

 例えば、そのプログラムを、コンピュー 等の画像合成装置を実現させるべき装置(プ ロセッサを含む装置)に接続された外部記憶 置に保存しておき、必要に応じてこのプロ ラムをメモリにロードさせることとしても い。

 また、コンピュータで読み取り可能な記 媒体に予め記憶させ、その記録媒体からプ グラムを画像合成装置を実現させるべき装 に読み出させて、そのコンピュータのメモ や外部記憶装置に一旦格納させ、この格納 れたプログラムをそのコンピュータの有す CPUに読み出させて実行させるように構成す ばよい。

 また、このプラグラムをプログラム・サ バが備える記憶装置に格納させ、画像合成 置を実現するべき装置に、入力インターフ ース及び通信回線を介してダウンロードさ ることとしてもよい。この場合、例えば、 ログラム・サーバは、上述のプログラムを 現するプログラム・データをプログラム・ ータ・シグナルに変換し、モデムを用いて 換されたプログラム・データ・シグナルを 調することにより伝送信号を得て、得られ 伝送信号を通信回線に出力する。プログラ を受信する装置では、モデムを用いて受信 た伝送信号を復調することにより、プログ ム・データ・シグナルを得て、得られたプ グラム・データ・シグナルを変換すること より、プログラム・データを得る。

 なお、送信側のコンピュータと受信側の ンピュータの間を接続する通信回線(伝送媒 体)がデジタル回線の場合、プログラム・デ タ・シグナルを通信することも可能である また、プログラムを送信するコンピュータ 、プログラムをダウンロードするコンピュ タとの間に、電話局等のコンピュータが介 しても良い。

 以上、本発明の幾つかの実施形態につい 説明したが、これらの実施形態は任意に組 合わせ可能である。また、本発明の主題を 明するための記述及び図面に基づいて、当 者がなしうるその他の変更は、本発明主題 よびそれらの均等物に該当する。

 本発明によれば、複数の画像を重ね合わ て合成する際に、共通領域の境界近傍の領 における複数の画像の一致の程度を示す一 度を算出し、一致度に基づいて、複数の画 の重ね合わせのパターンを決定し、そのパ ーンに基づいて複数の画像を重ね合わせて 成する。これにより、合成の際の処理を低 しつつ、共通領域での被写体の多重化及び ね合わせの境界の不自然な断裂を防ぐこと 可能となる。