图像摄影系统、图像摄影方法以及存储图像摄影程序的存储介质技术领域
本发明涉及图像摄影系统、图像摄影方法以及存储图像摄影程序的存储介
质，具体来说，涉及高效率并且低成本地实现逻辑上没有矛盾的分割摄影和分
割图像的结合处理，容易生成高画质的结合图像的技术。
背景技术
通过参照进行的合并
本申请要求2009年11月26日申请的日本专利申请第2009-269035号的
优先权，通过参照将其内容并入本申请。
目前存在获得高画质图像的需求。特别是在绘画等美术品中，从研究、再
利用或保存的观点出发，进行了想要忠实地将真物数字图像画来再现的研究。
另一方面，为了将对象物作为图像来真实地再现，提出了进行用于获得高
分辨率的图像的分割摄影(划分对象物，针对每个区域来摄影)，将通过分割
摄影而得到的图像合成的技术(参照非专利文献1)。在该技术中使用分级方
法，从对象物全体的拍摄图像(以后称为全体图像)到最终需要的分辨率(以
后称为目标分辨率)的分割图像为止，分级地改变分辨率来进行摄影。另外，
在如此获得的分割图像的结合时，使用将全体图像作为下一分辨率的分割图像
的结合处理中的“基准图像”来进行图像结合作业，将结合后的图像作为再下
一分辨率的分割图像的结合图像中的基准图像来进行图像结合的分级方法，将
对象物更真实地作为图像来再现。
另外，还提出了与美术品对象不同，但是对全体图像和分割图像进行摄影，
对全体图像进行修正，求出分割图像相对于修正前的全体图像的位置，根据该
位置和修正后的全体图像结合分割图像，由此生成高分辨率的图像数据的技术
(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-338284号公报
非专利文献
非专利文献1：「投影特徴を利用した階的画像モザイク化手法による
絵画等静止画像の高精細デイジタル化」：竹内俊一ほか：電子情報通信学会
論文誌D-IIVol.J83-D-IINo.4PP.1090-10992000年4月
发明内容
发明要解决的课题
但是，在现有技术中存在以下问题。即，在使用分级方法的摄影中，为了
实现分级化的分辨率，改变摄影距离来进行分割摄影。因此，由于视点针对每
个分辨率改变，发生了所谓的视差问题，特别是在有凹凸的摄影对象(例如油
画等)中，在图像结合时容易发生矛盾。另外，为了确定分割摄影时的摄影位
置，将几何学图形投射在摄影对象上，以该投射的几何学图形作为标记，配合
摄影位置来手动进行摄影，因此摄影花费工夫和时间。而且，作为分割图像的
结合的标记，所投射的几何学图形也同时进行两种摄影，关于1个部位的分割
图像，需要摄影3幅图像，同样摄影花费工夫和时间。另外，在以一个分辨率
对分割图像进行摄影，根据全体图像将它们结合来直接生成结合图像的情况
下，若在全体图像和分割图像之间存在分辨率的差，则有可能发生结合作业时
的模式匹配的精度或结合后的图像不一致等不当情况。
因此，本发明鉴于上述问题而做出，其主要目的在于提供高效率并且低成
本地实现逻辑上没有矛盾的分割摄影和分割图像的结合处理，容易生成高画质
的结合图像的技术。
用于解决课题的手段
解决上述课题的本发明的图像摄影系统是与数字式摄像机及其电动云台
可通信地连接，并且控制数字式摄像机中的图像摄影的计算机，其具有以下功
能部。即，所述图像摄影系统具备距离计算部，其根据针对摄影对象的图像应
该获得的目标分辨率、数字式摄像机的CCD分辨率以及镜头的焦距，通过预
定公式计算从摄影对象到数字式摄像机固定位置的距离并存储在存储部中。
另外，所述图像摄影系统具备分辨率设定部，其在从摄影对象全体的摄影
图像的分辨率到所述目标分辨率之间分级地设定分辨率并存储在存储部中。
另外，所述图像摄影系统具备帧布置部，其针对在所述存储部中存储的每
个分辨率，执行以下处理：以预定角度分割进行摄影对象的摄影的纵横的大小
(以后，称为摄影范围)的视场角来生成划分所述摄影范围而得的分割帧，以
各分割帧内的对焦准确的范围(以后称为对焦范围)重合的方式对各分割帧进
行布置，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信息作为分割摄影方案存
储在存储部中。
另外，所述图像摄影系统具备分割摄影指示部，其基于在所述存储部中存
储的包含布置信息以及分辨率的信息的分割摄影方案，对在离摄影对象所述距
离处固定的所述数字式摄像机以及电动云台，通知朝向各分辨率下的各分割帧
的位置的基于单视点的图像摄影指示，从所述数字式摄像机取得针对各分辨率
下的各分割帧摄影而得的分割图像，并存储在存储部中。
另外，所述图像摄影系统具备分割图像结合部，其针对在所述存储部中存
储的每个分割摄影方案，执行以下处理：从存储部读出预定分割摄影方案的摄
影图像，将其放大处理成与所述分级的分辨率中高一级的分辨率的分割摄影方
案相同的分辨率后作为基础图像，关于所述高一级分辨率的分割摄影方案中的
分割图像，根据各分割图像的位置确定所述基础图像上的对应范围，在分割图
像和基础图像之间进行模式匹配来进行分割图像的对位，将各分割图像结合并
存储在存储部中。
另外，本发明的图像摄影方法，特征在于，与数字式摄像机及其电动云台
可通信地连接，并且控制数字式摄像机中的图像摄影的计算机执行以下处理。
即，所述计算机执行以下处理：根据针对摄影对象的图像应该获得的目标分辨
率、数字式摄像机的CCD分辨率以及镜头的焦距，通过预定公式计算从摄影
对象到数字式摄像机固定位置的距离并存储在存储部中。
另外，所述计算机执行以下处理：在从摄影对象全体的摄影图像的分辨率
到所述目标分辨率之间分级地设定分辨率并存储在存储部中。
另外，所述计算机执行以下处理：针对在所述存储部中存储的每个分辨率，
执行以下处理：以预定角度分割摄影范围的视场角来生成划分所述摄影范围而
得的分割帧，以各分割帧内的对焦范围重合的方式对各分割帧进行布置，至少
将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信息作为分割摄影方案存储在存储部
中。
另外，所述计算机执行以下处理：基于在所述存储部中存储的包含布置信
息以及分辨率的信息的分割摄影方案，对在离摄影对象所述距离处固定的所述
数字式摄像机以及电动云台，通知朝向各分辨率下的各分割帧的位置的基于单
视点的图像摄影指示，从所述数字式摄像机取得针对各分辨率下的各分割帧摄
影而得的分割图像，并存储在存储部中。
另外，所述计算机针对在所述存储部中存储的每个分割摄影方案，执行以
下处理：从存储部读出预定分割摄影方案的摄影图像，将其放大处理成与所述
分级的分辨率中高一级的分辨率的分割摄影方案相同的分辨率后作为基础图
像，关于所述高一级分辨率的分割摄影方案中的分割图像，根据各分割图像的
位置确定所述基础图像上的对应范围，在分割图像和基础图像之间进行模式匹
配来进行分割图像的对位，将各分割图像结合并存储在存储部中。
另外，本发明的图像摄影程序是使与数字式摄像机及其电动云台可通信地
连接，并且控制数字式摄像机中的图像摄影的计算机执行以下处理的程序，被
存储在计算机可读取的记录介质中。即，本发明的图像摄影程序，特征在于，
使计算机执行以下处理：根据针对摄影对象的图像应该获得的目标分辨率、数
字式摄像机的CCD分辨率以及镜头的焦距，通过预定公式计算从摄影对象到
数字式摄像机固定位置的距离并存储在存储部中；在从摄影对象全体的摄影图
像的分辨率到所述目标分辨率之间分级地设定分辨率并存储在存储部中；针对
在所述存储部中存储的每个分辨率，执行以下处理：以预定角度分割摄影范围
的视场角来生成划分所述摄影范围而得的分割帧，以各分割帧内的对焦范围重
合的方式对各分割帧进行布置，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信
息作为分割摄影方案存储在存储部中；基于在所述存储部中存储的包含布置信
息以及分辨率的信息的分割摄影方案，对在离摄影对象所述距离处固定的所述
数字式摄像机以及电动云台，通知朝向各分辨率下的各分割帧的位置的基于单
视点的图像摄影指示，从所述数字式摄像机取得针对各分辨率下的各分割帧摄
影而得的分割图像，并存储在存储部中；以及针对在所述存储部中存储的每个
分割摄影方案，执行以下处理：从存储部读出预定分割摄影方案的摄影图像，
将其放大处理成与所述分级的分辨率中高一级的分辨率的分割摄影方案相同
的分辨率后作为基础图像，关于所述高一级分辨率的分割摄影方案中的分割图
像，根据各分割图像的位置确定所述基础图像上的对应范围，在分割图像和基
础图像之间进行模式匹配来进行分割图像的对位，将各分割图像结合并存储在
存储部中。
发明效果
根据本发明，可以高效率并且低成本地实现逻辑上没有矛盾的分割摄影和
分割图像的结合处理，容易生成高画质的结合图像。
附图说明
图1是表示包含本实施方式的图像摄影系统的网络结构例的图。
图2是表示本实施方式的单视点摄影的概要例的图。
图3是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例1的图。
图4是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例2的图。
图5是示意性地举例表示了本实施方式中的摄影对象、镜头、CCD的关
系的图。
图6是表示本实施方式的分级的分辨率设定例的图。
图7是表示本实施方式中的分割帧的均等布置例的图。
图8是表示本实施方式中的摄像机角度均等的分割帧的布置例的图。
图9是表示本实施方式中的弥散圆的计算概念的图。
图10是表示本实施方式中的使摄像机旋转时的弥散圆的计算概念的图。
图11是表示本实施方式中的分割帧的允许弥散圆的范围例的图。
图12是表示本实施方式中的考虑了对焦范围的分割帧布置例的图。
图13是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例3的图。
图14是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例4的图。
具体实施方式
系统结构
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示包含本实施方式
的图像摄影系统10的网络结构例的图。图1所示的图像摄影系统10(以下称
为系统10)是高效率并且低成本地实现逻辑上没有矛盾的分割摄影和分割图
像的结合处理，容易生成高画质的结合图像的计算机系统。
在本实施方式的所述网络15上连接了所述图像摄影系统10的计算机100
和数字式摄像机200以及电动云台300。所述计算机100例如是由进行绘画等
美术品的数字存档化的企业等管理的服务器装置，可以设想经LAN或WAN
等各种网络15与在收纳了作为摄影对象5的绘画等美术品的美术馆、即摄影
场所中设置的数字式摄像机200或电动云台300可通信地连接的装置。当然，
所述计算机100和数字式摄像机200或电动云台300也可以不经由网络15而
做成一体。
所述数字式摄像机200是通过镜头250在CCD(Charge Coupled Device)
上对被拍摄体、即摄影对象5的图像进行成像，通过所述CCD将该像变换为
数字数据，然后存储在闪速存储器等存储介质203中的摄像机，也被称为数字
式静物摄像机。数字式摄像机200具备：经由网络15与所述计算机100通信
的通信部201；根据经由所述通信部201从计算机100接受的图像摄影指示控
制镜头250的变焦机构251而作为指定分辨率，对快门机构205指示摄影动作
的摄影控制部202。
另外，所述电动云台300是可动地支承/固定所述数字式摄像机200的装
置。电动云台300是设置在三脚架等支承部件301上的云台，具备：载置/固
定数字式摄像机200的载置部302；作为可使所述载置部302垂直/水平移动的
机构(例如：轴承、齿轮、液压缸、步进电动机等)的可动部303；对所述可
动部303(的步进电动机等)提供与来自所述计算机100的图像摄影指示对应
的驱动指示(例如：电动机等的旋转角度指示)的云台控制部304；经由网络
15与计算机100通信的通信部305。
本实施方式中，通过所述数字式摄像机200以及电动云台300进行单视点
分割摄影(参照图2)。该单视点分割摄影是如下摄影方法：在从摄影对象5
离开所决定的距离的位置(以后称为摄像机距离)以正对摄影对象5的中心的
方式设置数字式摄像机200，将数字式摄像机200(镜头250)的结点(nodal
point)(＝镜头固有的焦点的中心)作为旋转中心对摄影对象5进行分割摄影。
总之，是以单视点(将数字式摄像机200的摄影位置固定在一个地方)通过所
述电动云台300将数字式摄像机200的方向(摄影方向)上下左右移动，无余
地对摄影对象5进行分割摄影的方法。若采用这种方法，例如若以所述结点为
中心上下左右摆动摄像机来对有凹凸的摄影对象5进行分割摄影，则可以消除
各摄影图像间的视差(像素偏差)。以该结点分割摄影所得的图像，可以在逻
辑上没有图像间的偏差地准确地进行图像结合处理。
图2是示意性地表示了上述单视点摄影的情况的图，但是图中省略了数字
式摄像机200本体，仅表示了镜头250和摄像元件(CCD)的位置关系。另外，
以结点为中心，通过计算机100的控制可以自由地设定数字式摄像机200的摄
影方向的电动云台也仅记载了旋转轴而省略了本体。
接着，说明上述计算机100的结构。计算机100可以设想构成所述系统
10的服务器装置。通过总线将存储部101、存储器103、CPU等控制部104、
通信部107等彼此连接而构成该计算机100。
所述计算机100将硬盘驱动器等所述存储部101中存储的程序102读出到
存储器103等易失性存储器等，然后通过控制部104执行。另外，根据需要，
所述计算机100可以具备计算机装置一般配备的各种键盘或鼠标等输入部
105、显示器等输出部106。另外，所述计算机100具有负责与其他装置之间
的数据收发的NIC(Network Interface Card)等通信部107，可经由网络15与
所述数字式摄像机200或电动云台300等通信。
接着，说明所述计算机100例如基于程序102通过存储部101构成/保持
的功能部。所述计算机100具备距离计算部110，其根据关于摄影对象5的图
像应该取得的目标分辨率、数字式摄像机200的CCD分辨率以及镜头250的
焦距，通过预定公式计算从摄影对象5到数字式摄像机固定位置的距离并存储
在存储部101中。
另外，所述计算机100具备分辨率设定部111，其在从摄影对象全体的摄
影图像的分辨率到所述目标分辨率之间分级地设定分辨率并存储在存储部
101中。
另外，所述计算机100具备帧布置部112，其针对在所述存储部101中存
储的每个分辨率执行以下处理：以预定角度分割摄影范围的视场角来生成划分
所述摄影范围而得的分割帧，并以各分割帧内的对焦范围重合的方式布置各分
割帧，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信息作为分割摄影方案，存
储在存储部101中。
另外，所述计算机100具备分割摄影指示部113，其根据在所述存储部101
中存储的包含布置信息以及分辨率的信息的分割摄影方案，对在离摄影对象5
所述距离处固定的所述数字式摄像机200以及电动云台300，通知朝向各分辨
率的各分割帧的位置的基于单视点的图像摄影指示，并从所述数字式摄像机
200取得针对各分辨率的各分割帧摄影而得的分割图像并存储在存储部101
中。
另外，所述计算机100具备分割图像结合部114，其针对在所述存储部101
中存储的每个分割摄影方案执行以下处理：从存储部101读出预定分割摄影方
案的摄影图像，将其放大处理成与所述分级的分辨率中高一级的分辨率的分割
摄影方案相同的分辨率后作为基础图像，关于所述高一级的分辨率的分割摄影
中的分割图像，根据各分割图像的位置确定所述基础图像上的对应范围，在分
割图像和基础图像之间进行模式匹配来进行分割图像的对位，然后将各分割图
像结合并存储在存储部101中。
此外，所述分辨率设定部111可以在从摄影对象全体的摄影图像的分辨率
到所述目标分辨率之间，以分辨率越高使分辨率间的倍率越高的方式分级地设
定分辨率并存储在存储部101中。
另外，所述帧布置部112可以针对所述存储部101中存储的每个分辨率执
行以下处理：以预定角度分割摄影范围的视场角来生成划分所述摄影范围而得
的分割帧，计算各分割帧内的弥散圆的直径(以后称为弥散圆直径)，通过测
试摄影等预先决定对焦准确的范围的弥散圆直径(以后称为允许弥散圆直径)，
将所述允许弥散圆直径以下的范围确定为分割帧中的对焦范围，以彼此的对焦
范围重合的方式对各分割帧进行布置，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相
关的信息作为分割摄影方案存储在存储部101中。
此前所示的所述计算机100中的各部110～114可以作为硬件来实现，也
可以作为在计算机100中的存储器或HDD(Hard Disk Drive)等适当的存储部
101中存储的程序102来实现。在这种情况下，计算机100的CPU等控制部
104在程序执行时从存储部101读出相应程序然后对其进行执行。
处理步骤例1
以下，基于附图说明本实施方式中的图像摄影方法的实际步骤。以下说明
的图像摄影方法所对应的各种动作，通过读出到构成所述系统10的主要部分
的所述计算机100(或数字式摄像机200、电动云台300)的存储器中来执行
的程序来实现。并且，该程序由用于进行以下说明的各种动作的代码构成。作
为本实施方式的图像摄影方法的主流程，如图3所示，成为分割摄影方案的生
成→基于分割摄影方案的摄影→分割图像的结合处理的流程。
首先，主要说明分割摄影方案的生成处理。图4是表示本实施方式的图像
摄影方法的处理流程例1的图。在这种情况下，所述计算机100的距离计算部
110通过输入部105接受摄影对象5的摄影范围的信息，存储在存储部101中
(s100)。若摄影对象5为绘画则得到绘画的纵横的长度信息。此时，距离计
算部110可以考虑摄影误差(摄影器材的设置或动作的误差)，对所述步骤s100
中接受的摄影对象5的大小加上预定值，在摄影对象5的外侧设定预定宽度的
空白，包含该空白来设为摄影范围。
接着，所述距离计算部110通过输入部105接受摄影对象5的最大摄影分
辨率＝目标分辨率的信息，存储在存储部101中(s101)。例如在以“1200dpi
(dor/inch)”的分辨率对摄影对象5进行数字化(图像数据化)的情况下，通
过输入部105接受“1200”的输入(当然也可以在输出部106中显示预先在存储
部101中登录的分辨率列表，让用户选择希望的分辨率)。
接着，所述距离计算部110通过输入部105接受摄影所要使用的数字式摄
像机200的摄像元件(CCD)的大小(纵横的长度)和像素数(纵横的像素数)
的各信息，作为“摄像机条件”存储在存储部101中(s102)。另外，所述距离
计算部110通过输入部105接受在目标分辨率的摄影中要使用的镜头250的焦
距和最短摄影距离(当比其接近时无法摄影的距离)的各信息，作为“镜头条
件”存储在存储部101中(s103)。
另外，所述距离计算部110根据关于摄影对象5的图像应该取得的目标分
辨率、数字式摄像机200的CCD分辨率以及镜头250的焦距，通过预定公式
计算从摄影对象5到数字式摄像机固定位置的距离、即摄像机距离，并存储在
存储部101中(s104)。图5是示意性地从上方观看本实施方式中的摄影对象
5、镜头250、CCD而得的图，表示在正面(角度：0，0)对数字式摄像机200
的方向进行摄影的情况(1)、和在水平方向上移动角度θ后的情况(2)。
在该图5(1)中说明了定义分辨率p、摄影范围w、镜头250的焦距f、
从结点到摄影对象5的距离(摄像机距离)z、从结点到CCD的距离b、CCD
的宽度Cw、CCD的宽度方向的像素数Cd，根据目标分辨率求出摄像机距离
z的计算。
在此，镜头250的焦距f、摄像机距离z、从结点到CCD的距离b的关系，
根据镜头的公式，“1/f＝1/z+1/b”，对其变形后可以定义为“b＝f*z/(z-f)”。摄影
范围w和CCD的宽度Cw的关系，根据图通过简单的比例计算成为
“z∶b＝w∶Cw”，对其变形后成为“w＝z/b*Cw”。另一方面，分辨率的计算，由
于1英寸＝25.4mm，因此“p＝Cd/w/25.4mm”＝“Cd*25.4mm/w”。
因此，综合这些公式，得到“p＝Cd*25.4/(z/b*Cw)”＝“Cd*25.4*b/(z*Cw)”
＝“Cd*25.4*(f*z/(z-f))/(z*Cw)”＝“(Cd/Cw*25.4)*f/(z-f)”。另外，CCD的分
辨率“Cp＝Cd/Cw*25.4”，因此所述公式成为“p＝Cp*f/(z-f)”。根据该公式求出
摄像机距离z的公式为“z＝Cp*f/p+f”。若预先通过输入部105得到目标分辨
率p、CCD分辨率Cp以及镜头焦距f，则摄像机距离z根据该公式求出。例
如在目标分辨率为“1200dpi”，CCD的分辨率为“4000dpi”，镜头250的焦距
为“600mm”的情况下，摄像机距离z根据“4000*600/1200+600”而成为
“2600mm”。此外，所述距离计算部110判定如此求出的摄像机距离z是否小
于镜头250的最短摄影距离(预先在存储部101中保存数据)，当摄像机距离
z小于所述最短摄影距离时，可以执行在输出部106中显示应该将相应透镜从
选择候补中排除的信息的处理。
此外，图5(2)表示使数字式摄像机200从中心旋转θ后的状况，在摄
像机距离z相同的情况下，离中心越远分辨率越小。若用公式表示，则角度θ
时的摄像机距离z’为“z’＝z/Cosθ”，在以角度θ直达的情况下的分辨率t为
“t＝Cp*f/(z/Cosθ-f)”。因此，角度θ时的实际的分辨率p’成为“p’＝t*Cosθ”＝
“Cp*f/(z/Cosθ-f)*Cosθ”＝“Cp*f*Cos2θ/(z-f*Cosθ)”。根据该式可知，随着角
度θ增大(从中心远离)，摄影范围扩大，与此相伴，分辨率降低。这是单视
点摄影时的特征，可以使用该计算式将摄影范围中最低的分辨率设定为目标分
辨率来生成摄影方案。
接着，所述计算机100的分辨率设定部111在从摄影对象全体的摄影图像
的分辨率到所述目标分辨率之间分级地设定分辨率并存储在存储部101中
(s105)。此时，所述分辨率设定部111最好在从摄影对象全体的摄影图像的
分辨率到所述目标分辨率之间，以分辨率越高使分辨率间的倍率越高的方式分
级地设定分辨率。例如如图6所示，在将目标分辨率设为“1200ppi”的情况
下，将下一分辨率设为“1200ppi”的1/4的分辨率“300ppi”，而且，将下一
分辨率设为“300ppi”的1/2的分辨率“150ppi”，而且，将下一分辨率设为
“150ppi”的1/2的分辨率“75ppi”(在此例中，以“300ppi”为界，分辨率
间的倍率从2倍变化为4倍)。
接着，所述计算机100的帧布置部112针对在所述存储部101中存储的每
个分辨率执行以下处理：以预定角度分割摄影范围的视场角来生成划分所述摄
影范围而得的分割帧，以各分割帧内的对焦范围重合的方式对各分割帧进行布
置，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信息作为分割摄影方案存储在
存储部101中。此时，所述帧布置部112可以以预定角度分割摄影范围的视场
角来生成划分所述摄影范围而得的分割帧，计算各分割帧内的弥散圆直径，将
允许弥散圆直径以下的范围确定为分割帧中的对焦范围，以彼此的对焦范围重
合的方式对各分割帧进行布置。
以下，详细说明上述帧布置部112的处理。首先，所述帧布置部112将生
成对象的分割摄影方案中的分辨率设为目标分辨率(s106)，计算分割摄影时
的摄影范围(以后称为分割帧)的布置(s107)。在此，在目标分辨率的分割
摄影中，镜头250的焦距、摄像机距离、CCD的大小以及像素数成为固定值，
若决定数字式摄像机200的方向则决定了分割帧。另外，该分割帧，通过指定
最小重合率(以后称为最小重叠(overlap))，可以在摄影对象全体的摄影范围
中自动计算后平铺状地排列。需要最小重叠的信息的理由是，当分割帧的重合
率不到零时在图像结合的处理时无法结合。因此，用户预测电动云台300的机
械精度的误差，通过输入部105指定该最小重叠，另一方面，所述帧布置部
112接受该指定，预先存储在存储部101中。
首先，所述帧布置部112等角度地排列分割帧。在此，随着分割帧从摄影
对象全体的摄影范围的中心远离，花费路径，分割帧本身变大(CCD的大小
不变，因此分辨率降低)。但是，分割帧的视场角(从数字式摄像机200看来，
分割帧变宽的角度)在这种情况下全部相同。因此，当以分割帧的视场角来分
割摄影对象全体的摄影范围的视场角时，得到在摄影对象全体的摄影范围中均
等地配置了分割帧的布置。
因此，帧布置部112使用数字式摄像机200的摄影角度和视场角进行最初
的布置的计算。例如假定摄影对象全体的摄影范围的横向的视场角为“50°”，
分割帧的横向的视场角为“10°”，最小重叠为“0°”。在这种情况下，例如着
眼于摄影对象的横向，当将摄像机角度每次横向偏移“10°”来配置分割帧时，
可以在摄影对象全体的摄影范围内布置5个分割帧(参照图7)。此时的计算
式为“(50-0)/(10-0)＝5”←分割帧数。另外，当将最小重叠设为10％时，实际
的重叠成为20％(2°)，当将摄像机角度每次横向偏移8°来配置时，可以在全
体的摄影范围内布置6个分割帧。此时的计算式为“(50-1)/(10-1)＝5.4”，实际上
为“(50-x)/(10-x)＝6”←分割帧数，“x＝(60-50)/5＝2”←实际的重叠。
所述帧布置部112对于摄影对象的纵向也进行这样的布置方式，在摄影对
象全体的摄影范围内布置分割帧。
接着，表示不使视场角均等而使摄像机角度均等地布置分割帧的例子(参
照图8)。在图8所示的例子中，对于摄影范围(灰色部分)每次在横(x)向
偏移10°、在纵(y)向偏移8°来均等配置分割帧。分割帧左右上下不对齐是
因为越远离中心越花费路径，分割帧的大小变大。另外，使用该分割帧的布置
进行分割摄影，为了记录摄影所得的图像而需要的信息为用于唯一地识别各分
割帧的帧名、x、y方向的摄像机的旋转角度、用于识别摄影所得的图像文件
的文件名，所述帧布置部112在预定的算法下执行名称赋予或数字的编号处理
来设定。图中的表1中表示了记录为了摄影分割帧所需要的信息的表(保存在
存储部101中)的例子。
在该表1所示的例子中，从摄影范围的左上方开始对分割帧的纵横的行和
列分配号码，为使布置位置容易了解而附加了帧名(Frame+行号+列号)。另
外，将数字式摄像机200相对于摄影对象正对的位置(摄影对象的中心)的角
度设为x＝0°、y＝0°，将左上方向设为+角度，将右下方向设为-角度来设定
了摄像机角度。在表1的例子中，在“Frame0403”朝向摄影对象5的中心的角
度中，摄像机角度为x＝0°、y＝0°。
另外，为了进行分割摄影，在分割摄影方案中还记录了先前说明的摄影条
件(摄影分辨率、摄影范围、镜头条件、摄像机条件、对焦条件等)(参照图
8中的表2)。
接着，说明所述帧布置部112执行的对焦准确的范围的计算处理(s108)。
在本实施方式中，将弥散圆的直径在某一定值以下的范围作为对焦准确的范围
＝对焦范围。以下表示弥散圆的计算式。另外，图9表示弥散圆的计算概念。
在式中将弥散圆直径记载为COC(circle of confusion)。
COC = | S 2 - S 1 | S 2 f 2 N ( S 1 - f ) ]]>...式1
(该式1根据以下公式导出)。
C 0 = | S 2 - S 1 | S 2 A ]]>...式2
(将从被拍摄体到镜头的距离设为S2，将从镜头到摄像元件的距离设为
f1，将在摄像元件的位置聚焦的位置(＝对焦准确的位置)设为S1，将镜头的
口径设为A，基于相似三角形的公式)。
COC = C 0 f 1 S 1 ]]>...式3
(弥散圆直径COC和C0的关系根据镜头的放大率的计算)。
1 f = 1 f 1 + 1 S 1 ⇒ f 1 = f · S 1 S 1 - f ]]>...式4
(根据将无限远点的焦距设为f时的镜头的公式)。
N = f A ]]>...式5
(当将光圈值设为N时，根据光圈N、焦距f和镜头口径A的关系式)。
在此，在本实施方式中，以镜头250的结点为中心使数字式摄像机200
旋转来进行分割帧的摄影。图10是表示使数字式摄像机200旋转的情况下的
对焦范围的计算(弥散圆的计算)的概念图。图10是表示将数字式摄像机200
在垂直方向上旋转θ度时的、摄像元件(＝CCD)和被拍摄体的关系的图。将
从与摄像元件的两端对应的被拍摄体位置U、D到镜头的距离分别设为US2、
DS2，将从镜头到摄像元件的距离设为f1，将从在摄像元件的位置聚焦的位置
(焦面)到摄像元件的距离设为S1。另外，假定数字式摄像机200在相当于
摄像元件的中央部分的区域准确对焦。
这种情况下，也可以使用所述式1求出弥散圆直径(COC)。例如可以如
下这样计算被拍摄体位置U、D。
COC U = US 2 - S 1 US 2 f 2 N ( S 1 - f ) ]]>...式6
CO C D = DS 2 - S 1 DS 2 f 2 N ( S 1 - f ) ]]>...式7
另外，在被拍摄体位置U、D以外的位置，由于也通过使用三角函数进行
几何计算而得知镜头和被拍摄体的距离，因此可以求出被分割摄影的范围(分
割帧)的全部位置的弥散圆直径COC。在图10中，摄像元件的中央部分的弥
散圆直径COC为零，随着从中央远离，弥散圆直径COC的值增大。即，离
焦而变得模糊。
结果，若分割帧的数字式摄像机200的角度(图10的θ：从摄影对象5
的中央的旋转角度)已决定，则可以根据式1计算弥散圆的大小，由此求出分
割帧内的对焦范围。此时，左右对焦范围的值是对焦准确的弥散圆的大小＝允
许弥散圆直径、光圈值和数字式摄像机200的旋转角度。光圈值和允许弥散圆
直径的大小越增大，对焦范围越扩大，数字式摄像机200的旋转角度越增大，
对焦范围越减小。
另外，所述帧布置部112决定允许弥散圆直径和光圈值。帧布置部112使
用所述式1计算在先前的说明中均等布置的分割帧内的弥散圆COC来决定允
许弥散圆直径的值，将该值以下的范围设为对焦范围。图11表示用均等布置
后的分割帧计算对焦范围的结果的情况。图11的斜线表示的部分是各分割帧
的对焦范围，灰色部分是摄影对象并且是从对焦范围中去掉的区域。另一方面，
图12表示以图11中表示的对焦范围重合的方式对分割帧进行布置的例子。通
过根据图12所示的分割帧的布置对分割帧进行摄影，可以获得没有对焦不准
确的部分的结合图像。以下表示以图12所示的对焦范围重合的方式布置分割
帧的实施例。
在此，所述帧布置部112例如在摄影范围的中央配置分割帧，以与中央的
分割帧的对焦范围重合的方式计算周边的分割帧的对焦范围来配置(s109)。
另外，帧布置部112合成以所述中央的分割帧为中心来配置的一群分割帧的对
焦范围，确定为所述中央的对焦范围(s110)。所述帧布置部112，直到在此确
定的中央的对焦范围满足摄影范围为止，从所述中心按顺序向周边以对焦范围
重合的方式配置分割帧，由此进行全部分割帧的对焦范围(的边缘)彼此重合
的布置(s111：否→s109→s110→s111：是)。另一方面，所述帧布置部112，
在所述确定的中央的对焦范围满足了摄影范围的情况下(s111：是)，在目标
分辨率的分割摄影方案中的摄影范围中恰当地配置分割帧并结束，将该分割摄
影方案的信息(＝所述表1、表2包含的数据)保存在存储部101中(s112)。
帧布置部112重复执行所述步骤s108～s112，直到关于在存储部101中存
储的各分辨率(所对应的分割摄影方案)全部结束为止(s113：否→s114→s108～
s112→s113：是)。如此执行分割摄影方案的生成处理。
此外，上述的摄影范围、摄像机条件、镜头条件、对焦条件等中必须针对
每个摄影对象进行设定的是摄影范围，其它条件是如果决定数字式摄像机200
或镜头250就唯一决定了的值。因此，可以预先将在本实施方式中使用的数字
式摄像机200或镜头250的条件登录在计算机100的存储部101中(数据库化)，
配合通过输入部105指定的目标分辨率和摄影范围，由计算机100检索并选择
最佳条件(例如，计算机100选择具备与目标分辨率“1200dpi”对应的摄像机
条件、镜头条件、对焦条件的数字式摄像机200、镜头250等)。或者，可以
预先对特定的组合条件赋予名称来保存在存储部101中，配合输入部105的指
定条件由计算机100选择相应组合条件(例如“1200dpi摄影组合”、“600dpi
摄影组合”等)。
处理步骤例2
图13是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例2的图。接着，说
明基于分割摄影方案的分割摄影处理。在这种情况下，所述计算机100的分割
摄影指示部113根据在所述存储部101中存储的包含布置信息以及分辨率的信
息的分割摄影方案，对在离摄影对象5所述距离＝摄像机距离处固定的所述数
字式摄像机200以及电动云台300，通知朝向各分辨率的各分割帧的位置的基
于单视点的图像摄影指示，从所述数字式摄像机200取得针对各分辨率的各分
割帧摄影所得的分割图像，存储在存储部101中。以下，详细说明该分割摄影
指示部113的处理。
无论从哪个分辨率的分割摄影方案开始进行摄影，对分割图像的结合处理
都没有影响，但是在本实施方式中说明从分辨率低的分割摄影方案开始的摄影
步骤。计算机100的分割摄影指示部113通过输入部105接受用户的指示，从
存储部101读出对摄影对象全体进行摄影的分割摄影方案并显示在输出部106
(s200)。用户配合该分割摄影方案表示的摄影条件(所述表1、2是关于相应
分辨率而表示的数据，包含摄影分辨率、摄影范围、镜头条件、摄像机条件、
对焦条件等)，将对应的数字式摄像机200、镜头250、电动云台300设置在与
摄影对象5的中心正对的准确的位置(与摄像机距离对应的位置)。
接着，所述计算机100的分割摄影指示部113读入所述分割摄影方案表示
的分割帧的位置信息或分辨率等信息(s201)，根据通过输入部105接受的来
自用户的摄影开始触发，进行按照所述分割帧的位置信息的针对电动云台300
的可动部303中的旋转角度的指示、为了成为与所述分辨率(例如75dpi)对
应的焦距而针对摄像机200的镜头变焦机构的变焦指示、和针对数字式摄像机
200的快门按下的指示，使数字式摄像机200的镜头朝向摄影对象5的中心
(s202)，开始全体图像摄影(s203)。
在所述数字式摄像机200中进行摄影来取得摄影图像数据，对该摄影图像
数据赋予能够唯一确定摄影图像的名称然后存储在闪速存储器等存储介质中。
作为“能够唯一确定图像的名称”，例如可以设想“分辨率值+分割帧的编号”
等。此外，在此成为对象的分割摄影方案是对摄影对象的全体图像进行摄影的
方案(＝摄影图像为1幅)，当设分辨率为75dpi时，赋予“Plan75-f0001”等
图像名即可。或者，计算机100的分割摄影指示部113与所述数字式摄像机
200通信，在数字式摄像机200的每次摄影中取得摄影图像数据，对该摄影图
像数据赋予能够唯一确定图像的名称，然后存储在存储部101中。
此外，所述数字式摄像机200，对于所述分割摄影方案表示的分割帧中进
行了摄影的分割帧，将对应的摄影图像名记录在存储介质中。即，生成分割帧
和与其相关的摄影图像的对应列表(但是，如上述的例子那样，若图像名自身
包含分割名，则不重新生成列表地提取各图像名就可以)。数字式摄像机200
可以将分割帧和对此而获得的摄影图像名的对应列表转发到所述计算机100。
在这种情况下，计算机100的分割摄影指示部113接收所述对应列表并存储在
存储部101中。
若摄影对象5的全体图像的摄影如上所述那样完成(s204：是)，则由于
未结束与目标分辨率对应的分割摄影方案(s205：否)，因此所述计算机100
的分割摄影指示部113在存储部101中选择与所述全体图像的摄影时的分割摄
影方案的分辨率相比高一级的分辨率所对应的分割摄影方案(s206)，将处理
返回到所述步骤s201。
接着，所述计算机100的分割摄影指示部113从存储部101读入所述分割
摄影方案表示的最初的分割帧(例如：分割帧的名称包含的数字或文字的升序
/降序等)，读入该分割帧表示的位置信息或分辨率等信息(s201)，进行按照
所述最初的分割帧的位置信息的针对电动云台300的可动部303中的旋转角度
的指示、用于成为与所述分辨率对应的焦距的针对数字式摄像机200的变焦机
构的变焦指示、和针对数字式摄像机200的快门按下的指示，使数字式摄像机
200的镜头朝向所述最初的分割帧(s202)，开始分割图像摄影(s203)。
在所述数字式摄像机200中，进行摄影来取得摄影图像数据＝分割图像的
数据，对于该分割图像的数据赋予能够唯一确定摄影图像的名称，然后存储在
闪速存储器等存储介质中。作为“能够唯一确定图像的名称”，例如可以设想
“分辨率值+分割帧的号码”等。成为对象的分割摄影方案是分辨率“150dpi”
的方案，当设所述最初的分割帧为“f0001”时，赋予“Plan150-f0001”等分
割图像名即可。或者，计算机100的分割摄影指示部113可以与所述数字式摄
像机200通信，针对数字式摄像机200的每次摄影取得分割图像的数据，对该
分割图像的数据赋予能够唯一确定图像的名称，存储在存储部101中。所述数
字式摄像机200关于所述分割摄影方案表示的分割帧中进行了摄影的分割帧，
将对应的分割图像名记录在存储介质中，这一点与上述相同。
即使如上述那样完成与分辨率“150dpi”对应的所述分割摄影方案中的最
初的分割帧的摄影，若分割帧还剩余(s204：否)，则所述计算机100的分割
摄影指示部113从存储部101读入下一分割帧(例如：分割帧的名称包含的数
字或文字的升序/降序等)(s204a)，读入该分割帧表示的位置信息或分辨率等
信息(s201)，进行按照所述下一分割帧的位置信息的针对电动云台300的可
动部303中的旋转角度的指示、用于成为与所述分辨率“150dpi”对应的焦距
的针对数字式摄像机200的镜头变焦机构的变焦指示、针对数字式摄像机200
的快门按下的指示，使数字式摄像机200的镜头朝向所述下一分割帧(s202)，
执行分割图像摄影(s203)。
在所述数字式摄像机200中进行摄影来取得分割图像的数据，对于该分割
图像的数据赋予能够唯一确定摄影图像的名称，存储在闪速存储器等存储介质
中。成为对象的分割摄影方案是分辨率“150dpi”的方案，当设所述下一分割
帧为“f0002”时，赋予“Plan150-f0002”等分割图像名即可。或者，计算机
100的分割摄影指示部113可以与所述数字式摄像机200通信，针对数字式摄
像机200的每次摄影取得分割图像的数据，对该分割图像的数据赋予能够唯一
确定图像的名称，存储在存储部101中。所述数字式摄像机200关于所述分割
摄影方案表示的分割帧中进行了摄影的分割帧，将对应的分割摄影图像名记录
在存储介质中，这一点与上述相同。
如此，若如上那样执行与分辨率“150dpi”对应的所述分割摄影方案中的
各分割帧的摄影，最终针对最后的分割帧也完成了摄影(s204：是)，则所述
计算机100的分割摄影指示部113判定与目标分辨率对应的分割摄影方案是否
结束(s205)。当然，在本实施方式的例子中还剩余与“300dpi”、“1200dpi”
的分辨率对应的各分割摄影方案(s205：否)，因此，所述分割摄影指示部113
在存储部101中选择与所述分辨率“150dpi”的分割摄影方案的分辨率相比高
一级的分辨率“300dpi”所对应的分割摄影方案(s206)，将处理返回所述步
骤s201。
在重复执行这样的处理的结果为与目标分辨率“1200dpi”的分割摄影方
案相关的摄影也完成的情况下(s205：是)，所述分割摄影指示部113结束处
理。
处理步骤例3
图14是表示本实施方式的图像摄影方法的处理流程例3的图。接着，说
明根据分割摄影方案摄影所得的分割图像的结合处理。在这种情况下，所述计
算机100的分割图像结合部114针对所述存储部101中存储的每个分割摄影方
案，执行以下处理：从存储部101读出预定分割摄影方案的摄影图像，将其放
大处理成与所述分级的分辨率中高一级的分辨率的分割摄影方案相同的分辨
率后作为基础图像，关于所述高一级分辨率的分割摄影方案中的分割图像，根
据各分割图像的位置确定所述基础图像上的对应范围，在分割图像和基础图像
之间进行模式匹配来进行分割图像的对位，将各分割图像结合并存储在存储部
101中。以下，详细说明该分割图像结合部114的处理例子。
在本实施方式的例子中，首先，所述分割图像结合部114从存储部101读
入分割摄影方案(s300)，确定其中与摄影对象5的全体图像的摄影对应的方
案＝分辨率最小的“75dpi”的分割摄影方案(s301)。另外，分割图像结合部
114关于该分辨率“75dpi”的分割摄影方案，读出在存储部101中存储的摄影
图像的数据(s302)，执行在光学系统中产生的灰尘或失真的去除处理(s303)。
该灰尘或失真的去除处理，对于所述摄影图像数据执行去除在镜头和摄像机的
摄像元件之间存在的灰尘这样的处理，或者修正在镜头或光圈中发生的失真的
处理。这些修正采用现有技术即可。
接着，分割图像结合部114在所述全体图像中修正在摄影时发生的失真或
位置偏差，生成与摄影对象5的实际形状相似的全体图像(s304)。该修正可
以设想例如通过路径修正，将从针对摄影对象5的实际测量而得到的形状设为
与全体图像相同的分辨率，为使所述全体图像的4点(例如边框的4角)与其
匹配，进行全体图像的变形。
另外，分割图像结合部114将上述步骤s304中修正后的全体图像放大处
理为高一级的分辨率的分割摄影方案表示的分辨率“150dpi”，将由此得到的
放大图像作为基础图像，存储在存储部101中(s305)。
接着，分割图像结合部114从存储部101读入高一级的分辨率、即分辨率
“150dpi”的分割摄影方案(s306)，以预定的规则(文件名的降序/升序等)，
读入一个关于读入的分割摄影方案在存储部101中存储的分割图像的数据
(s307)。在此读入的分割图像的数据当然是还没实施以后的处理的未处理数
据(处理的未完成状态通过标志等管理即可)。
接着，分割图像结合部114对于在所述步骤s307中读入的分割图像的数
据执行在光学系统中发生的灰尘或失真的去除处理(s308)。该处理成为与所
述步骤s303中所述的处理相同的处理。另外，分割图像结合部114从所述分
割图像中分离出对焦准确的范围，配置在所述基础图像中的对应位置(s309)。
对焦准确的范围的分离处理采用现有的图像处理技术即可。另外，将分割图像
配置在基础图像上的对应位置时，例如可以从相应分割摄影方案的信息中读出
与所述分割图像对应的分割帧(＝根据分割图像名可以确定为“f0001”等名
称)的摄影时的、数字式摄像机200的旋转角度或摄像机距离(其与分割帧或
分割摄影方案无关而固定)的信息，并基于这些信息计算摄影对象面上的相应
分割图像的位置，因此，在与在此计算出的位置(例如：摄影对象面的平面坐
标系上的坐标值)对应的基础图像上的部位(基础图像面的平面坐标系上相同
的坐标值)配置分割图像即可。
接着，分割图像结合部114将分割图像的中央范围(预定像素数的矩形范
围等)设定为模式匹配点(s310)。另外，分割图像结合部114针对所设定的
模式匹配点，与基础图像进行模式匹配，根据各模式匹配点的移动量对分割图
像进行变形配置(s311)。在这种情况下，分割图像结合部114进行与作为所
述模式匹配点的所述分割图像的中央范围重合的位置的基础图像的模式匹配，
例如，在是从相同摄影部位得到的像素，但是其位置偏移的情况下，求出相应
像素间的距离＝移动量，在使分割图像的对象像素的位置与基础图像的相应像
素的位置一致的方向上，使所述分割图像在基础图像上移动所述移动量(＝路
径修正)。
在所述移动量不为零或预定值以下，并且此前设定的模式匹配点数不在预
定值以上(例如16点以上等)的情况下(s312：否)，分割图像结合部114例
如在所述移动后的位置将分割图像分成4个，将各个分割区域的中央范围作为
模式匹配点来追加(s313)。然后，对这4个模式匹配点的各个模式匹配点与
基础图像分别进行模式匹配，与上述相同地求出移动量来进行4点的路径修正
(s311)。与上述相同地，在这里的移动量不为零或预定值以下，并且此前设
定的模式匹配点数不在预定值以上时(s312：否)，分割图像结合部114进一
步将该路径修正后的分割图像分割成16份(s313)，将各个分割区域的中央范
围分别与基础图像进行模式匹配，同样求出移动量来进行16点的路径修正
(s311)。
所述分割图像结合部114进行这样的处理，直到“移动量”为零或为预定
值以下，并且此前设定的模式匹配点数在预定值以上为止(s312：否→s310～
s311→s312：是)，使分割图像和基础图像的对应范围的图像形状相同。
所述分割图像结合部114重复执行上述步骤s307～s312(或s313)的处理，
直到与相应分割摄影方案相关的全部分割帧相关的处理结束为止(s314：否
→s307)。另一方面，所述分割图像结合部114重复执行上述步骤s307～s312
(或s313)的处理，若与相应分割摄影方案相关的全部分割帧相关的处理结
束(s314：是)，则识别出全部分割图像的路径修正处理和对位已结束，进行
完成了变形(＝路径修正)和对位的全部分割图像的结合处理(s315)。
接着，所述分割图像结合部114，当在所述步骤s315中结合后的分割图像
不是目标分辨率的分割摄影方案时(S316：否)，将结合后的分割图像放大到
下一分辨率“300dpi”的分割摄影方案的分辨率后作为基础图像(s317)。
然后，所述分割图像结合部114将处理返回所述步骤s306，关于与各分辨
率对应的分割摄影方案同样重复执行上述步骤306～s315的处理。
最后，若在所述步骤s315中进行结合处理后的分割图像与目标分辨率的
分割摄影方案相关(s316：是)，则所述分割图像结合部114将最后结合处理
后的分割图像作为目标分辨率的结合图像，存储在存储部101中，结束处理。
根据本说明书的记载至少明确以下内容。即，所述图像摄影系统中的所述
分辨率设定部，可以在从摄影对象全体的摄影图像的分辨率到所述目标分辨率
之间，以分辨率越高越增大分辨率间的倍率的方式分级地设定分辨率，并存储
在存储部中。
另外，所述图像摄影系统中的所述帧布置部，可以针对所述存储部中存储
的每个分辨率执行以下处理：以预定角度分割摄影范围的视场角来生成划分所
述摄影范围而得的分割帧，计算各分割帧内的弥散圆直径，将允许弥散圆直径
以下的范围确定为分割帧中的对焦范围，以彼此的对焦范围重合的方式对各分
割帧进行布置，至少将与分割帧的布置和相应分辨率相关的信息作为分割摄影
方案，存储在存储部中。
如上所述，根据本实施方式，可以高效率且低成本地实现逻辑上没有矛盾
的分割摄影和分割图像的结合处理，容易生成高画质的结合图像。
以上，关于本发明的实施方式，基于其实施方式进行了具体说明，但是不
限于此，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。