專利名稱：攝像裝置朝向檢測裝置和具備該裝置的移動體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在攝影時能夠取得攝像裝置與太陽的相對位置關(guān)系的攝像裝置朝向檢測裝置。此外，本發(fā)明也涉及具備攝像裝置朝向檢測裝置的攝像裝置和移動體。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來數(shù)字照相機的普及，對數(shù)字照相機取得的圖像進(jìn)行的圖像處理的重要性不斷提高。這種圖像處理實際上有各種各樣，例如(i)以往，占據(jù)照相機攝影時失敗的主要原因的逆光的修正；(ii)作為數(shù)字變焦已知的圖像高清晰化；(iii)識別人臉等，并自動對焦的識別處理；(iv)在現(xiàn)實圖像上重疊顯示通過電腦圖案假想制作的圖像的擴展現(xiàn)實等。這些圖像處理是以圖像攝像時攝像元件中記錄的、被攝體的“可視”為基礎(chǔ)進(jìn)行處理。該物體的“可視”是來自光源的光被被攝體表面反射并通過攝像元件對該反射光進(jìn)行受光而得到。因此，光源信息在圖像處理中非常重要。也就是說，取得光源信息用于攝像和圖像處理是非常有效的。例如，特意將被攝體置于半逆光狀態(tài)從而帶來自然的立體感的這種手法被廣泛使用。但是，這種攝影成功與否要因狀況而定，很大程度上要依賴于攝影者的靈感和經(jīng)驗。如果光源信息可知，則例如通過照相機的處理能夠指示攝影方向，使得攝影者能效仿上述手法順利進(jìn)行攝影。此外，也可以基于光源信息進(jìn)行自動曝光修正。在專利文獻(xiàn)1 中，提出了如下方法在照相機上部安裝傳感器進(jìn)行光源檢測，對攝影者指示攝影方向。在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，作為用于識別光源方向的傳感器，采用在光電轉(zhuǎn)換元件上安裝魚眼透鏡的部件。求得從整個天空聚光后的光強度在傳感器上最大的位置，決定光源方向。但是，此時，在高位置看得見窗戶反射之后的太陽等的情況下，這樣在現(xiàn)實太陽的方向以外的方向也存在強光源，從而在太陽方向檢測中有可能出現(xiàn)失敗。在專利文獻(xiàn)2中提出如下方法為了取得更加正確反映太陽位置的信息，利用整個天空的偏振(偏光)狀態(tài)。根據(jù)本文獻(xiàn)所公開的技術(shù)，與專利文獻(xiàn)1同樣要在照相機上部設(shè)置光源檢測部。該光源檢測部中，由具備偏振濾片的整個天空觀測傳感器進(jìn)行整個天空的偏振攝影。從轉(zhuǎn)動偏振傳感器攝影而得到的多個圖像中，取得整個天空的偏振特性，據(jù)此進(jìn)行太陽方向的判定。對于天空的偏振，在非專利文獻(xiàn)1中也有所提及，與上述專利文獻(xiàn) 1、2同樣，利用能對廣闊的天空區(qū)域進(jìn)行攝影的魚眼攝像頭，觀測天空的偏振狀態(tài)。此外，盡管沒有闡述具體方法，但提到了從偏振狀態(tài)求得太陽方向的可能性。專利文獻(xiàn)3公開了一種圖案化偏光器(polarizer)，用于取得偏振主軸不同的多個偏振圖像。對于天空的偏振圖案(polarization pattern偏振模式)，在非專利文獻(xiàn)2、非專利文獻(xiàn)3、和非專利文獻(xiàn)4中也有所記載。專利文獻(xiàn)1 JP特開平8-160507號公報專利文獻(xiàn)2 JP特開2004-117478號公報
專利文獻(xiàn)3 JP特開2007-86720號公報非專利文獻(xiàn) 1 ,Polarization Analysis of the Skylight Caused by Rayleigh Scattering and Sun Orientation Estimation using Fisheye-Lens Camera，，、 Daisuke Miyazaki et al、電子信息通信學(xué)會模式識別·媒體理解研究會、Vol. 108，No. 198， pp.25-32,2008非專利文獻(xiàn) 2 :"How the clear-sky angle of polarization pattern continues underneathclouds :Full_sky measurements and implications for animal orientation，，、Istvan Pomozi et al, The Journal of Experimental Biology 204、 2933-2942(2001)非專利文獻(xiàn)3:《光與電波》德丸仁著森北出版2000年3月21日發(fā)行非專利文獻(xiàn) 4 ,Polarization singularities in the clear sky "Μ. V. Berry > et al、New Journal of Physics 6(2004)162但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，由于需要在攝像元件以外在照相機上部設(shè)置整個天空觀測傳感器，因此不得不說在尺寸方面存在劣勢。此外，對于攝影者來說不易握持，帶來了不便。再有，為了取得光源信息，需要通過照相機上部的傳感器取得整個天空的圖像。例如，要試著考慮實際使用時的情況，例如為了拍攝縱長的照片，使照相機向右側(cè)傾斜90度進(jìn)行攝影的情況；或者在有屋頂?shù)奈萃猸h(huán)境下拍攝風(fēng)景的情況等。該情況下，照相機上部的傳感器無法捕獲光源信息。也就是說，在攝影場所·攝影姿勢的自由度較高的照相機攝影中，傳感器無法正確捕獲整個天空的情況較多。此外，在基于上述傳感器的整個天空攝影時，大部分情況下在其攝影范圍內(nèi)包含太陽。但是，由于太陽光過于強烈，因此例如需要減少入射光分量的機構(gòu)。也就是說，包含太陽的這種對照相機攝影·光電轉(zhuǎn)換元件的輸入并非易事。如上所述，在這些現(xiàn)有技術(shù)中存在諸多制約，在重視可用性的照相機攝影中，希望有一種自由度更高的太陽·照相機朝向檢測技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮以上的問題點進(jìn)行的，目的在于提供一種裝置，不用配備整個天空觀測傳感器，能夠基于場景(scene)圖像中的部分天空的狀態(tài)，檢測攝像裝置與太陽的相對位置關(guān)系、攝像裝置的朝向。此外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種具備這種攝像裝置的移動體(包括便攜終端、便攜電話、汽車等)，具有檢測該移動體的朝向的功能。 本發(fā)明的攝像裝置朝向檢測裝置檢測具備攝像部的攝像裝置的朝向，該攝像部通過攝影取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像，所述攝像裝置朝向檢測裝置具備圖像處理部，根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像；朝向推定部，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定由所述攝像部的朝向決定的攝像裝置朝向；和輸出部，輸出表示由所述朝向推定部推定的攝像裝置朝向的信息。 在優(yōu)選的實施方式中，具備太陽位置取得部，其取得與攝影時的太陽位置相關(guān)的信息。所述朝向推定部利用所述信息進(jìn)行攝像裝置朝向的推定。 在優(yōu)選的實施方式中，具備整個天空偏振映射取得部，根據(jù)與所述太陽位置相關(guān)的信息，取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。所述朝向推定部根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像和所述整個天空偏振映射，推定所述攝像裝置朝向。在優(yōu)選的實施方式中，所述整個天空偏振映射取得部從包括整個天空偏振映射的數(shù)據(jù)庫中，取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。在優(yōu)選的實施方式中，具備保存所述數(shù)據(jù)庫的存儲裝置。在優(yōu)選的實施方式中，具備通信裝置，其訪問保存所述數(shù)據(jù)庫的外部存儲裝置。在優(yōu)選的實施方式中，所述整個天空偏振映射取得部通過計算生成表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。在優(yōu)選的實施方式中，所述朝向推定部基于所述藍(lán)天區(qū)域的偏振相位計算所述藍(lán)天區(qū)域的方向，推定所述攝像裝置的朝向。在優(yōu)選的實施方式中，具備整個天空偏振映射取得部，其取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。所述朝向推定部以檢索模式和計算模式的至少一種模式進(jìn)行動作，在所述檢索模式中，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像和所述整個天空偏振映射，搜索所述藍(lán)天區(qū)域的方位；在所述計算模式中，基于所述藍(lán)天區(qū)域的偏振相位，計算所述藍(lán)天區(qū)域的方向。在優(yōu)選的實施方式中，具備水平度修正部，對所述攝像裝置的傾斜進(jìn)行修正。
在優(yōu)選的實施方式中，所述攝像裝置的傾斜包括橫搖方向的傾斜。在優(yōu)選的實施方式中，所述攝像裝置具備水平器。由所述水平器取得水平度，根據(jù)所取得的水平度對攝像裝置的傾斜進(jìn)行修正。在優(yōu)選的實施方式中，具備視場角取得部，其取得攝像范圍的視場角，根據(jù)取得的視場角決定藍(lán)天區(qū)域的范圍。在優(yōu)選的實施方式中，所述攝像部具備偏振主軸角度不同的多個偏光器，根據(jù)透過所述多個偏光器的光取得所述偏振圖像。在優(yōu)選的實施方式中，所述偏振圖像除了所述偏振相位圖像以外還包括偏振度圖像。在優(yōu)選的實施方式中，所述圖像處理部，在天空的偏振度為基準(zhǔn)值以上時，利用偏振度截取所述藍(lán)天區(qū)域，在所述偏振度比所述基準(zhǔn)值低時，利用色調(diào)截取所述藍(lán)天區(qū)域，并輸出所述藍(lán)天偏振相位圖像。在優(yōu)選的實施方式中，具備可靠度判定部，其判定推定結(jié)果的可靠度，將信息提示給使用者。在優(yōu)選的實施方式中，具備太陽高度判定部，根據(jù)基于與攝影時太陽位置相關(guān)的信息得到的太陽高度，判定可否進(jìn)行推定。在優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)太陽的高度和方位以及攝像裝置朝向，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換， 從而取得照相機坐標(biāo)中的太陽位置。本發(fā)明的攝像裝置(照相機)具備攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和上述任意一種攝像裝置朝向檢測裝置。本發(fā)明的移動體是具備上述任意一種攝像裝置朝向檢測裝置的移動體，其具備攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和移動體朝向推定部，根據(jù)所述移動體的朝向與所述攝像裝置朝向之間的關(guān)系，基于檢測到的所述攝像裝置朝向，決定所 述移動體的朝向。本發(fā)明的便攜設(shè)備是具備上述任意一種攝像裝置朝向檢測裝置的便攜設(shè)備，其具備攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和便攜設(shè)備朝向推定部，根據(jù)所述便攜設(shè)備的朝向與所述攝像裝置朝向之間的關(guān)系，基于檢測到的所述攝像裝置朝向，決定所述便攜設(shè)備的朝向。本發(fā)明的圖像輸入裝置具備攝像部，通過攝像取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；圖像處理部，根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像；朝向推定部，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定由所述攝像部的朝向決定的攝像裝置朝向；和輸出部，輸出由所述攝像部拍攝的圖像數(shù)據(jù)、以及表示由所述朝向推定部推定的攝像裝置朝向的信息。本發(fā)明的圖像格式保存圖像數(shù)據(jù)；表示攝影時的時間的數(shù)據(jù)；表示攝影位置的經(jīng)度緯度的數(shù)據(jù)；和表示攝像裝置朝向的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的攝像裝置朝向檢測方法包括由攝像裝置取得偏振圖像和亮度圖像的步驟；根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像的步驟；根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定攝像裝置朝向的步驟；和輸出表示攝像裝置朝向的信息的步驟。本發(fā)明的程序用于攝像裝置朝向檢測裝置，該攝像裝置朝向檢測裝置利用天空的偏振圖案檢測攝影時的攝像裝置朝向，所述程序使計算機實行如下步驟由攝像裝置取得偏振圖像和亮度圖像的步驟；根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像的步驟；根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定攝像裝置朝向的步驟；和輸出表示攝像裝置朝向的信息的步驟。根據(jù)本發(fā)明，在各種攝影位置 攝影姿勢的屋外場景的攝影中，不必配備整個天空觀測傳感器，利用天空的部分偏振信息，就能夠取得攝像裝置和移動體的朝向。


圖IA是表示在屋外照相機獲取視線方向(ζ軸方向)的風(fēng)景照片的情況。圖IB是表示拍攝的場景圖像的一例的示意圖。圖IC是表示整個天空的偏振相位圖案的例子。圖ID是表示整個天空的偏振相位圖案的其他例子。圖IE是表示照相機視線方向(ζ軸方向)與太陽位置之間關(guān)系的一例。圖IF是表示本發(fā)明的第1實施方式中的圖像輸入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是用于本發(fā)明的說明的、表示圍繞照相機的旋轉(zhuǎn)方向的概念圖。圖3是表示場景圖像·場景偏振圖像取得部的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是表示彩色偏振取得部301的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5(a)和(b)是從上方觀察偏振圖像攝像部的攝像面的一部分的示意圖。圖6(a)、(b)、(c)是分別示意表示B、G、R偏振圖像的波長特性的曲線。圖7是表示G的彩色濾波器的透過區(qū)域和偏振分離區(qū)域的曲線。
圖8是表示透過了具有不同偏振主軸的偏光器的光的亮度曲線。圖9(a)、(b)、(C)分別是場景圖像 場景偏振圖像取得部所拍攝的偏振度圖像、偏振相位圖像、彩色圖像(亮度圖像)，(d)是彩色圖像的示意圖。圖10(a)、(b)是表示場景圖像的橫搖水平度修正的示意圖。圖IlA是表示藍(lán)天偏振圖像處理部的結(jié)構(gòu)框圖。圖IlB是表示藍(lán)天偏振圖像處理部的其他結(jié)構(gòu)框圖。圖IlC是表示藍(lán)天偏振圖像處理部的另外的結(jié)構(gòu)框圖。圖12(a) (f)是表示實際將本方法應(yīng)用于白天東方天空場景圖像時的處理結(jié)果。圖13(a) (d)是表示對圖12的圖像的最終處理結(jié)果。圖14(a) (f)是表示實際將本方法應(yīng)用于傍晚東方天空場景圖像時的處理結(jié)果 (失敗)。圖15(a) (d)是表示本方法中利用色調(diào)相似度應(yīng)用于傍晚東方天空場景圖像時的處理結(jié)果。圖16(a)和(b)是表示照相機朝向取得部的結(jié)構(gòu)框圖。圖17(a) (c)是表示整個天空偏振映射和藍(lán)天偏振相位圖像的關(guān)系的概念圖。圖18 (a)、(b)是表示天體坐標(biāo)系的示意圖。圖19是表示攝像圖像與照相機的關(guān)系的示意圖。圖20是表示照相機、圖像坐標(biāo)系、天體坐標(biāo)系之間的關(guān)系的示意圖。圖21是表示本發(fā)明的第2實施方式中的圖像輸入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖22A是表示第2實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的示意圖。圖22B是表示第2實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的其他結(jié)構(gòu)框圖。圖22C是表示表示第2實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的另外的結(jié)構(gòu)框圖。圖23(a) (f)是表示實際將本方法應(yīng)用于白天東方天空場景圖像時的處理結(jié)^ ο圖24是表示本發(fā)明的第2實施方式中的照相機朝向取得部的第1模式的結(jié)構(gòu)框圖。圖25是表示由整個天空偏振映射候補取得部得到的搜索候補區(qū)域的概念圖。圖26是表示本發(fā)明的第2實施方式中的照相機朝向取得部的第1模式的其他結(jié)構(gòu)框圖。圖26B是表示整個天空偏振圖像的搜索可靠度下降時的整個天空的偏振映射的概念圖。圖27是表示本發(fā)明的第2實施方式中的照相機朝向取得部的第2模式的結(jié)構(gòu)框圖。圖28是表示本發(fā)明的第3實施方式中的圖像輸入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖29是表示本發(fā)明的第3實施方式中的輸出部的結(jié)構(gòu)框圖。圖30是表示圖像格式的示意圖。圖31是表示基于本發(fā)明的照相機朝向檢測方法的一例流程圖。圖32A是表示本發(fā)明的第4實施方式中的移動體朝向檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖32B是表示本發(fā)明的第4實施方式中的數(shù)據(jù)庫260中保存的數(shù)據(jù)構(gòu)造的一例。圖33是表示本發(fā)明的第4實施方式中的移動體朝向檢測方法的一例流程圖。圖34是表示本發(fā)明的第4實施方式中的移動體朝向檢測裝置的一個使用例。圖35是表示本發(fā)明的第4實施方式中的移動體朝向檢測裝置的設(shè)置例。圖36是表示本發(fā)明的第4實施方式中的移動體朝向檢測裝置的圈外顯示的一例。圖37是表示本發(fā)明的第5實施方式中的便攜設(shè)備朝向檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖38是表示本發(fā)明的第5實施方式中便攜設(shè)備朝向檢測裝置的一例流程圖。圖39是表示本發(fā)明的第5實施方式中便攜設(shè)備朝向檢測裝置的一個使用例。圖40是表示本發(fā)明的第5實施方式中便攜設(shè)備朝向檢測裝置的設(shè)置例。圖41是表示本發(fā)明的第5實施方式中便攜設(shè)備朝向檢測裝置的圈外顯示的一例。圖42是表示本發(fā)明的第6實施方式中的照相機朝向檢測裝置的結(jié)構(gòu)。圖43是表示本發(fā)明的第6實施方式中的場景圖像·場景偏振圖像取得部的結(jié)構(gòu)框圖。圖44是表示本發(fā)明的第6實施方式中的偏振取得部的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。圖45是從上方觀察本發(fā)明的第6實施方式中的偏振圖像攝影部的攝像面的一部分的示意圖。圖46A是表示本發(fā)明的第6實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的結(jié)構(gòu)框圖。圖46B是表示本發(fā)明的第6實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的其他結(jié)構(gòu)框圖。圖46C是表示本發(fā)明的第6實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的另外的結(jié)構(gòu)框圖。圖46D是表示本發(fā)明的第6實施方式中的藍(lán)天偏振圖像處理部的其他結(jié)構(gòu)框圖。圖47是表示本發(fā)明的第6實施方式中的攝像裝置朝向(照相機朝向)檢測方法的一例流程圖。圖48(a)、(b)是分別表示本發(fā)明的第6實施方式中的攝像裝置朝向(照相機朝向)檢測方法的其他例子的框圖和流程圖。圖中10照相機100藍(lán)天偏振相位圖像取得部100a場景圖像·場景偏振圖像取得部100b橫搖水平度修正部100c藍(lán)天偏振圖像處理部101照相機朝向推定部102輸出部1301太陽位置取得部1302整個天空相位映射取得部1303藍(lán)天區(qū)域方向推定部1304視場角取得部1305藍(lán)天區(qū)域方向計算部1901縱搖方向水平度取得部
1902太陽高度判定部1904可靠度判定部2301坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部2401圖像格式
具體實施例方式本發(fā)明是基于如下想法完成的，即著眼于藍(lán)天處于偏振狀態(tài)，利用其偏振的圖案，根據(jù)場景圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振信息，能夠推定攝像裝置的朝向。如圖IA所示，考慮在屋外攝像裝置(為了簡單，稱為“照相機”)10取得視線方向 (ζ方向)的風(fēng)景照片的情況。在此，如圖IB所示，以在拍攝到的場景圖像中包含一部分藍(lán)天(藍(lán)天區(qū)域)為前提。在圖IB所示的場景圖像內(nèi)的藍(lán)天區(qū)域附上斜線，設(shè)該斜線示意表示藍(lán)天的偏振相位。在此，所謂偏振相位是表示偏振主軸方向的角度(相位角度)，由圍繞照相機視線方向(ζ軸方向)的旋轉(zhuǎn)角度規(guī)定。偏振相位的方向(相位角度)并不被人的視覺直接識別，是在通常圖像(亮度圖像)中未被表現(xiàn)的信息。但是，當(dāng)在照相機10的前方配置偏振濾片，并圍繞圖IA所示的照相機視線方向(ζ軸方向)旋轉(zhuǎn)偏振濾片時，在特定的旋轉(zhuǎn)角度來自藍(lán)天的光(偏振光)能夠以最高的透過率透過偏振濾片。此時偏振濾光器的透過軸方向(角度)相當(dāng)于位于照相機視線方向(ζ軸)前端的藍(lán)天區(qū)域的偏振方向(相位角度)。圖IC和圖ID是表示整個天空的偏振相位圖案的例子，在各自的圓內(nèi)表示半球狀的整個天空具有的偏振相位的圖案。該圓的中心相當(dāng)于天頂(天空中心)，外周相當(dāng)于地平線。圖1C、圖ID中記載著多個曲線，各曲線的任意位置處的切線方向表示該位置的偏振相位(角度)的朝向。對于整個天空的偏振圖案，在最簡單的模型中是在以太陽為中心的同心圓方向具有偏振方向，但實際上通過實測可知具有特異偏振特性的點存在4個。在非專利文獻(xiàn)4中對此有詳細(xì)說明。如后面所說明的那樣，藍(lán)天的偏振隨著天空中太陽的位置而變化。因此，若基于攝影時間、攝影位置(經(jīng)度、緯度)等信息求得天空中太陽的位置，則該時刻的天空的偏振圖案確定。只要提供了攝影時間 位置，天空任意位置處的偏振相位都能通過計算求得，但也可以將天空上的位置與偏振相位相對應(yīng)的映射(整個天空映射)作為數(shù)據(jù)庫預(yù)先保存在存儲裝置中。圖IE是表示照相機視線方向(ζ軸方向)與太陽的位置關(guān)系的例子。在照相機視線方向(ζ軸方向)的前端示意表示進(jìn)行攝影的場景圖像的矩形范圍(圖像區(qū)域)。該矩形范圍中記載的箭頭表示該方向的藍(lán)天區(qū)域的偏振方向(偏振相位的朝向)。由于某時間的藍(lán)天的偏振相位，因天空的位置而不同，因此若照相機朝向改變則拍攝的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的朝向也變化。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的方式，從數(shù)據(jù)庫或者通過計算取得天空的偏振信息，另一方面， 為了檢測攝影場景中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振狀態(tài)，通過對比天空的偏振信息，能夠求得攝影方向、太陽位置與照相機的關(guān)系。此外，根據(jù)其他方式，不利用數(shù)據(jù)庫，通過計算求得藍(lán)天區(qū)域的方向，據(jù)此也可以推定照相機朝向(攝像裝置朝向)。以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
(實施方式1) 圖IF表示本發(fā)明涉及的圖像輸入裝置的結(jié)構(gòu)。該圖像輸入裝置具備藍(lán)天偏振相位圖像取得部100、照相機朝向推定部101、輸出部102。藍(lán)天偏振相位圖像取得部100具有場景圖像 場景偏振圖像取得部100a、橫搖(roll)水平度修正部100b、藍(lán)天偏振圖像處理部100c，輸出藍(lán)天偏振相位圖像Φ sky。在本說明書中，所謂“偏振圖像”是指構(gòu)成圖像的多個像素分別顯示其像素的偏振信息的圖像。偏振信息包括偏振度和偏振相位(相位角度)。因此，所謂“偏振圖像”只要沒有特別限定，就是指二維顯示各個像素的偏振度的“偏振度圖像”、和二維顯示各個像素的偏振相位的“偏振相位圖像”的總稱。此外，各像素的偏振度和偏振相位的大小(數(shù)值)可由該像素中的明亮度和色調(diào)來表現(xiàn)。在本申請的附圖中，由明亮度的高低來表現(xiàn)偏振度和偏振相位的大小。接下來，對基于本實施方式的圖像輸入裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和動作進(jìn)行說明。首先，參照圖2對與本說明書中使用的照相機的旋轉(zhuǎn)相位相關(guān)的用語進(jìn)行說明。圍繞向照相機側(cè)方延伸的軸(在此為χ軸)的旋轉(zhuǎn)201是平搖(yaw)。此外，圍繞向照相機上下方向延伸的軸(在此為y軸)的旋轉(zhuǎn)202是縱搖(pitch)。最后，圍繞向照相機前后方向延伸的軸(在此為ζ軸)的旋轉(zhuǎn)203是橫搖(roll)。此外，優(yōu)選圖IF所示的結(jié)構(gòu)要素的全部結(jié)構(gòu)要素收納于圖2所示的照相機中，但例如場景圖像·場景偏振圖像取得部IOOa和計測橫搖方向的傾斜的水平器可配備在圖2 的照相機內(nèi)，橫搖水平度修正部100b、藍(lán)天偏振圖像處理部100c、照相機朝向推定部101、 以及輸出部102可設(shè)置在照相機外部。由于照相機具備作為場景圖像 場景偏振圖像取得部IOOa發(fā)揮功能的攝像部，因此根據(jù)照相機朝向拍攝的場景圖像·場景偏振圖像內(nèi)容發(fā)生變化。優(yōu)選用于推定照相機朝向的一系列處理在照相機內(nèi)部實行，但也未必在照相機內(nèi)部實行。在本說明書中，將具備取得亮度圖像和偏振圖像的“攝像部”、用戶能夠改變攝像方向的裝置稱為“照相機”。與是否內(nèi)置在該照相機中無關(guān)，將推定照相機朝向(攝像裝置朝向)的裝置稱為“照相機朝向檢測裝置”或“攝像裝置朝向檢測裝置”。此外，將具備這種 “攝像部”和“攝像裝置朝向檢測裝置(照相機朝向檢測裝置)”雙方的裝置稱為“圖像輸入裝置”。從“攝像部”向“攝像裝置朝向檢測裝置(照相機朝向檢測裝置)”發(fā)送場景圖像和場景偏振圖像的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的收發(fā)能夠通過可換式存儲器、通信線、網(wǎng)絡(luò)等各種信息傳輸介質(zhì)進(jìn)行。具備這種“攝像裝置朝向檢測裝置”的裝置并不限定于照相機等的攝像裝置。例如，也可以在便攜終端(包括筆記本個人電腦)、便攜電話等便攜設(shè)備中配備“攝像裝置”和 “攝像裝置朝向檢測裝置”。此外，也可以在汽車或二輪車等移動體上配備“攝像裝置”和“攝像裝置朝向檢測裝置”。便攜設(shè)備或移動體的朝向不需要與具備這些裝置的攝像裝置的朝向一致。由于便攜設(shè)備或移動體的朝向與攝像裝置的朝向存在規(guī)定關(guān)系，因此只要檢測出攝像裝置朝向， 就能夠根據(jù)該檢測出的攝像裝置朝向求得便攜設(shè)備或移動體的朝向。此外，本說明書中的“照相機”并不限定于通常人們手持進(jìn)行攝影的所謂一般的照相機。認(rèn)為配備于汽車等移動體的攝像裝置也包含在“照相機”中。接下來，參照圖3對本實施方式的場景圖像 場景偏振圖像取得部IOOa的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在屋外，需要取得場景圖像和場景偏振圖像的雙方。由于因為風(fēng)而存在云的運動等，因此也優(yōu)選實時取得偏振圖像。此外，盡管優(yōu)選同時取得場景圖像·場景偏振圖像，但也可以間隔幾秒左右取得。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一般在取得偏振圖像時，使偏振片旋轉(zhuǎn)從而拍攝多個圖像，但是在屋外是不實用的。例如在專利文獻(xiàn)3中公開了以往的同時取得單色圖像和偏振圖像的技術(shù)。在該技術(shù)中，為了同時取得亮度圖像和被攝體的部分偏振的圖像，將具有多個不同偏振主軸(透過軸)的圖案化偏光器對攝像元件在空間上配置。作為圖案化偏光器(偏振器)， 利用光子結(jié)晶或構(gòu)造雙折射波長板陣列。但是，在這些技術(shù)中，無法同時取得彩色圖像和偏振圖像。相對于此，圖3的場景圖像·場景偏振圖像取得部IOOa構(gòu)成為在對被攝體實時取得彩色圖像信息的同時，取得偏振圖像信息，輸出2種偏振圖像信息(偏振度圖像P和偏振相位圖像Φ)。在圖3的場景圖像 場景偏振圖像取得部IOOa中，通過透鏡300a和光圈300b的入射光入射至彩色偏振取得部301。彩色偏振取得部301能夠從該入射光實時取得彩色動態(tài)圖像信息和偏振圖像信息。從彩色偏振取得部301輸出表示彩色動圖像信息和偏振信息圖像信息，分別提供給彩色信息處理部302和偏振信息處理部303。彩色信息處理部302和偏振信息處理部303，對上述信號實施各種處理，輸出彩色圖像C、偏振度圖像P、偏振相位圖像Φ。圖4是表示彩色偏振取得部301的基本結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖示的例子中，彩色濾片 401和圖案化偏光器402重疊設(shè)置在攝像元件像素403的前面。入射光透過彩色濾片401 和圖案化偏光器402到達(dá)攝像元件，由攝像元件像素403觀測亮度。根據(jù)這種實施方式，采用彩色馬賽克(color mosaic)型單板彩色攝像元件，能夠同時取得彩色圖像信息和偏振圖像信息的雙方。圖5(a)是從光軸方向的正上方觀察彩色偏振取得部301中的一部分?jǐn)z像面的圖。 圖5(a)中為了簡單僅示出了攝像面中16個像素(4X4)。圖示的4個矩形區(qū)域501至504 分別表示在4個像素單元上設(shè)置的拜爾(bayer)型彩色馬賽克濾片的對應(yīng)部分。矩形區(qū)域 501是B (藍(lán)色)濾片區(qū)域，覆蓋像素單元Bl至B4。在像素單元Bl至B4緊密結(jié)合分別具有不同偏振主軸的B(藍(lán)色)用圖像化偏光器。在此，所謂“偏振主軸”是與透過偏光器的光的偏振波面(透過偏振波面)平行的軸。在本實施方式中，在同一顏色的像素內(nèi)相鄰配置具有不同角度的透過偏振波面的偏光器單位(微小偏振片)。更加詳細(xì)而言，透過偏振波面的方向彼此不同的4種偏光器單位配置在R (紅色)、G (綠色)、B (藍(lán)色)的各相同顏色的像素內(nèi)。一個偏光器單位對應(yīng)4個微細(xì)偏振像素。在圖5(a)中，對各個偏振像素附于 Gl等的符號。圖5(b)表示緊密接合B(藍(lán)色)用圖案化偏光器的4個微細(xì)偏振像素中分配的偏振主軸。在圖5(b)中，各微細(xì)偏振像素中記載的直線示意表示微小偏振片的偏振主軸方向。在圖5(b)的例子中，4個微細(xì)偏振像素分別具有角度UU = 0°、45°、90°、135°的偏振主軸。
在矩形區(qū)域502、504的像素上分別緊密結(jié)合4個G (綠色)用圖案化偏光器，在矩形區(qū)域503的像素上分別緊密結(jié)合4個R(紅色)用圖案化偏光器。圖中，由參照符號“505” 表示的位置表示總括了本攝像系統(tǒng)中矩形區(qū)域501中的4個像素的假設(shè)像素位置。各矩形區(qū)域502 504的圖案化偏光器也如圖5 (b)所示那樣，被分割成具有4個不同的偏振主軸的部分。
這樣，在本實施方式中具有如下特征，也就是對于各彩色像素包含具有不同偏振主軸的多個微細(xì)偏振像素，彩色馬賽克排列自身是任意的。在以下的說明中，將各微細(xì)偏振像素稱為“偏振像素”。圖16(a)至(c)分別示意表示B (藍(lán)色)、G (綠色)、R(紅色)盼偏振像素的波長特性的曲線。各曲線的縱軸是透過光的強度，橫軸是波長。B、G、R用的偏振像素具有如下偏振特性在B、G、R各波段透過TM波(Transverse Magnetic Wave)、反射(不透過)TE波 (Transverse Electric Wave)。TM波是磁場分量相對于入射面為橫向的波，TE波是電場分量相對于入射面為橫向的波。圖6 (a)中表示B偏振圖像的偏振特性602、603與B用彩色濾片的透過特性601。 偏振特性602、603分別表示TM波和TE波的透過率。圖6 (b)中表示G偏振圖像的偏振特性605、606與G用彩色濾片的透過特性604。 偏振特性605、606分別表示TM波和TE波的透過率。圖6 (c)中表示R偏振圖像的偏振特性608、609與R用彩色濾片的透過特性607。 偏振特性608、609分別表示TM波和TE波的透過率。圖6(a)至圖(c)所示的特性例如能夠利用專利文獻(xiàn)3所述的光子結(jié)晶來實現(xiàn)。在光子結(jié)晶的情況下，具有與其表面形成的槽平行的電場矢量振動面的光為TE波，具有垂直的電場矢量振動面的光為TM波。本實施方式中重點在于，如圖6(a)至(c)所示，在B、G、R的透過波段分別使用表示偏振分量特性的圖案化偏光器。圖7表示在G彩色濾片的透過區(qū)域與基于偏振特性6101、6102確定的偏振分離區(qū)域之間波長錯開的情況。如果是具有這種特性的偏光器，則無法進(jìn)行作為本發(fā)明目的的動作。使用單色亮度和偏振濾片的情況下，盡管不需要表示偏振分離特性的波長區(qū)域最優(yōu)化，但針對每個彩色像素取得偏振信息時，需要使彩色的分離特性與偏振的分離特性相匹配。在本說明書中，利用表示偏振像素的偏振主軸方位的4個數(shù)字“1、2、3、4”和用于區(qū)別彩色的3個符號“R、G、B”組合(例如“R1”或“G1”等)表示偏振像素的特性。由于偏振像素Rl和偏振像素Gl中數(shù)字是相同的，因此偏振主軸的方位一致，但由于RGB符號不同，所以相當(dāng)于透過光的波段不同的偏振像素。在本實施方式中，通過圖4所示的彩色濾片 401和圖案化偏光器402的組合，來實現(xiàn)這種偏振像素的排列。為了準(zhǔn)確取得被攝體特別亮的鏡面反射部分包含的偏振分量、被攝體的影區(qū)域包含的偏振分量等，優(yōu)選攝像元件的亮度動態(tài)范圍和位數(shù)盡量大(例如16位)。基于圖5所示的結(jié)構(gòu)對每個偏振像素取得的亮度信息在圖3的偏振信息處理部 303中進(jìn)行處理。以下，對該處理進(jìn)行說明。
圖8是表示透過了 4種偏光器的光的亮度701 704，這4種偏光器具有方向不同的偏振主軸(Vi = 0°、45°、90°、135° )。在此，將偏振主軸的旋轉(zhuǎn)角Ψ為Vi時的觀測亮度設(shè)為Ii。其中，“i”是1以上N以下的整數(shù)，“N”為采樣數(shù)。圖8所示的例子中， N = 4，i = 1、2、3、4。圖8中表示與4個像素的采樣(uU、Ii)相對應(yīng)的亮度701 704。偏振主軸的角度Vi與亮度701 704之間的關(guān)系由正弦函數(shù)曲線表現(xiàn)。圖8中以亮度701 704的4個點位于1條正弦函數(shù)曲線上的方式記載?；诟嗟挠^測亮度決定正弦函數(shù)曲線的情況下，也可存在觀測亮度的一部分從正弦函數(shù)曲線上略微偏離的情況，此時也沒問題。此外，本說明 書中所謂的“偏振信息”是表示亮度相對于偏振主軸角度的依賴性的正弦函數(shù)曲線中的振幅調(diào)制度和相位信息。在實際處理中，對圖5(a)所示的同一彩色區(qū)域501 504的每一個將內(nèi)部的4個像素亮度值作為采樣，以如下的方式對相對于圖案化偏光器的主軸角Ψ的反射光亮度I進(jìn)行近似。Ι(ψ) = A · sin 2(￥_B)+C (式 1)在此，如圖8所示那樣A、B、C為常數(shù)，分別表示偏振亮度的波動曲線的振幅、相位、 平均值。在圖8的例子中，B取負(fù)值。(式1)能夠以如下方式展開。I (ψ) = a · sin 2￥+b · cos 2 Ψ+C (式 2)其中，A和B分別由以下的(式3)和(式4)表示。A = ^Ja2 + b2、sin(-25) = , b 、cos(-25)= (式 3)
1 fB = 一一 tail"1 —(式 4)
2 \a)如求得使以下的(式5)最小的Α、B、C，則能夠由(式1)的正弦函數(shù)近似亮度I 與偏振主軸角Ψ之間的關(guān)系。
N2/(β，6，€") = Κ/,·-辦-cos2% —C)(式 5)
/=I在以上的處理中，針對一個顏色確定正弦函數(shù)近似的A、B、C的3個參數(shù)。這樣，求得表示偏振度P的偏振圖像和表示偏振相位Φ的偏振相位圖像。偏振度P表示相應(yīng)像素的光發(fā)生偏振的程度，偏振相位φ表示相應(yīng)像素的光的部分偏振的主軸角度。此外，對于偏振的主軸角度0°和180°是相同的。值P和φ (0 < Φ彡π)分別通過以下的(式
6)和(式7)算出。
J -JΔ Λ
「 . _ max min — ■”· _ , 、P------一 -y (式 6)
max min於=^"+ 萬(式 7)此外，本實施方式的圖案化偏光器也可以是光子結(jié)晶、薄膜型偏振元件、線柵網(wǎng)格型、基于其他原理的偏振元件。圖3所示的彩色信息處理部302利用從彩色偏振取得部301輸出的信息計算彩色亮度。透過了偏光器的光的亮度與入射至偏光器之前的光具有的本來亮度不同。在非偏振照明的情況下，理論上對偏振的所有偏振主軸上的觀測亮度進(jìn)行平均化之后的值相當(dāng)于入射至偏光器之前的光具有的本來亮度。當(dāng)以IRl表現(xiàn)角度偏振像素Rl的像素的觀測亮度時，能夠基于以下的(式8)計算彩色亮度。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置朝向檢測裝置，其檢測具備攝像部的攝像裝置的朝向，該攝像部通過攝影取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像，所述攝像裝置朝向檢測裝置特征在于，具備圖像處理部，根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像；朝向推定部，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定由所述攝像部的朝向決定的攝像裝置朝向；和輸出部，輸出表示由所述朝向推定部推定的攝像裝置朝向的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 具備太陽位置取得部，其取得與攝影時的太陽位置相關(guān)的信息， 所述朝向推定部利用所述信息進(jìn)行攝像裝置朝向的推定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備整個天空偏振映射取得部，根據(jù)與所述太陽位置相關(guān)的信息，取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射，所述朝向推定部，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像和所述整個天空偏振映射，推定所述攝像裝置朝向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，所述整個天空偏振映射取得部，從包括整個天空偏振映射的數(shù)據(jù)庫中，取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 具備保存所述數(shù)據(jù)庫的存儲裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 具備通信裝置，其訪問保存所述數(shù)據(jù)庫的外部存儲裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，所述整個天空偏振映射取得部，通過計算生成表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，所述朝向推定部基于所述藍(lán)天區(qū)域的偏振相位計算所述藍(lán)天區(qū)域的方向，推定所述攝像裝置的朝向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備整個天空偏振映射取得部，其取得表示攝影時天空的偏振狀態(tài)的整個天空偏振映射，所述朝向推定部以檢索模式和計算模式的至少一種模式進(jìn)行動作， 在所述檢索模式中，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像和所述整個天空偏振映射，搜索所述藍(lán)天區(qū)域的方向；在所述計算模式中，基于所述藍(lán)天區(qū)域的偏振相位，計算所述藍(lán)天區(qū)域的方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 具備水平度修正部，對所述攝像裝置的傾斜進(jìn)行修正。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，所述攝像裝置的傾斜包括橫搖方向的傾斜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 所述攝像裝置具備水平器，由所述水平器取得水平度，根據(jù)所取得的水平度對攝像裝置的傾斜進(jìn)行修正。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備視場角取得部，其取得攝像范圍的視場角，根據(jù)取得的視場角決定藍(lán)天區(qū)域的范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 所述攝像部具備偏振主軸角度不同的多個偏光器，根據(jù)透過所述多個偏光器的光，取得所述偏振圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于， 所述偏振圖像除了所述偏振相位圖像以外還包括偏振度圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，所述圖像處理部，在天空的偏振度為基準(zhǔn)值以上時，利用偏振度截取所述藍(lán)天區(qū)域，在所述偏振度比所述基準(zhǔn)值低時，利用色調(diào)截取所述藍(lán)天區(qū)域，并輸出所述藍(lán)天偏振相位圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備可靠度判定部，判定推定結(jié)果的可靠度，將信息提示給使用者。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備太陽高度判定部，根據(jù)基于與攝影時太陽位置相關(guān)的信息得到的太陽高度，判定可否進(jìn)行推定。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，根據(jù)太陽的高度和方位以及攝像裝置朝向，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，從而取得照相機坐標(biāo)中的太陽位置。
20.一種攝像裝置，其特征在于，具備攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置。
21.—種移動體，具備權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備 攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和移動體朝向推定部，根據(jù)所述移動體的朝向與所述攝像裝置朝向之間的關(guān)系，基于檢測到的所述攝像裝置朝向，決定所述移動體的朝向。
22.一種便攜設(shè)備，具備權(quán)利要求1所述的攝像裝置朝向檢測裝置，其特征在于，具備 攝像裝置，具有攝像部，其取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像；和便攜設(shè)備朝向推定部，根據(jù)所述便攜設(shè)備的朝向與所述攝像裝置朝向之間的關(guān)系，基于檢測到的所述攝像裝置朝向，決定所述便攜設(shè)備的朝向。
23.一種圖像輸入裝置，其特征在于，具備攝像部，通過攝影取得包括偏振相位圖像的偏振圖像、以及亮度圖像； 圖像處理部，根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像；朝向推定部，根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定由所述攝像部的朝向決定的攝像裝置朝向；和輸出部，輸出由所述攝像部拍攝的圖像數(shù)據(jù)、以及表示由所述朝向推定部推定的攝像裝置朝向的信息。
24.一種圖像格式，其特征在于， 保存圖像數(shù)據(jù)；表示攝影時的時間的數(shù)據(jù)； 表示攝影位置的經(jīng)度緯度的數(shù)據(jù)；和表示攝像裝置朝向的數(shù)據(jù)。
25.一種攝像裝置朝向檢測方法，其特征在于，包括 由攝像裝置取得偏振圖像和亮度圖像的步驟；根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像的步驟；根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定攝像裝置朝向的步驟；和輸出表示攝像裝置朝向的信息的步驟。
26.—種程序，用于攝像裝置朝向檢測裝置，該攝像裝置朝向檢測裝置利用天空的偏振圖案檢測攝影時的攝像裝置朝向，所述程序特征在于使計算機實行如下步驟由攝像裝置取得偏振圖像和亮度圖像的步驟；根據(jù)所述偏振圖像和亮度圖像，生成表示所述亮度圖像中包含的藍(lán)天區(qū)域的偏振相位的藍(lán)天偏振相位圖像的步驟；根據(jù)所述藍(lán)天偏振相位圖像，推定攝像裝置朝向的步驟；和輸出表示攝像裝置朝向的信息的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供攝像裝置朝向檢測裝置和具備該裝置的移動體，其利用能夠同時取得偏振圖像和彩色圖像的偏振照相機，由藍(lán)天偏振圖像取得部(100)取得作為天空的一部分偏振信息的藍(lán)天偏振圖像。太陽位置取得部(1301)取得攝影時的太陽位置，由照相機朝向推定部(101)利用來自太陽位置取得部(1301)的信息求得上述藍(lán)天偏振圖像在整個天空中是哪個方位·區(qū)域的偏振圖案。最后，輸出照相機(攝像裝置)在地球上朝向哪個方位。由此，不必另外具備傳感器，也無需捕捉整個天空·太陽，就能取得照相機方位、以及照相機與太陽的相對位置關(guān)系。
文檔編號H04N9/04GK102177719SQ20098013065
公開日2011年9月7日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者佐藤智, 甲本亞矢子, 金森克洋 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社