JPH0127467B2

JPH0127467B2 -

Info

Publication number: JPH0127467B2
Application number: JP59264268A
Authority: JP
Inventors: Mitsutaka Kosaka; Koichi Pponma; Fuminobu Furumura; Akira Tsuboi; Koichi Ihara; Yutaka Kubo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1989-05-29
Also published as: JPS60150183A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、デイジタル画像歪補正方法に関し、
詳しくは、濃淡むらの少ないセンサで撮つた画像
データを利用し、あるいはあらかじめ陪直線近似
の係数を記憶することにより、入力画像の濃淡歪
を補正する方法に関する。

〔発明の背景〕

デイジタル計算機を用いて画像を解析・処理す
るためには、先ず画像の各点の強度を示すアナロ
グ信号をデイジタル信号に変換して計算機に入力
することが必要である。

第１図は、従来の画像入力装置の概略図であ
る。

第１図において、１は被写体、２はセンサ、３
はアナログ・デイジタル変換器、４は記憶装置で
ある。

被写体１の放射強度は、センサ２により２次元
的強度分布として画像８のように形成され、その
各点の強度を示すアナログ信号がアナログ・デイ
ジタル変換器３により標本化、量子化されたデイ
ジタル信号に変換されて、記憶装置４に読み込ま
れる。

第１図に示すセンサ２では、第２図のように、
被写体からの光線１１が、レンズ等の光学系１２
により、焦点面にあるビジコン等の感光面１３に
電荷として像を結ぶ。読出装置１５は、電子ビー
ム１４によりこの像を読み出し、電圧に変えて信
号線１６を介して送出する。

ところで、第１図に示す入力装置により取り込
まれた画像は、センサ２の感光面１３の各点の感
度むらに起因した濃淡むらを含んでいる。つま
り、被写体１に均一な明るさ分布を持つ光源を使
用しても、センサ出力画像８の濃淡強度分布、あ
るいは記憶装置４に読み込まれた画像９の濃淡強
度分布は、面的に均一とならずに、むらを生ず
る。

そこで、画像データを精密な解析、処理に利用
するためには、この濃淡むらを取り除くことが必
要となる。

従来、画像の濃淡むらを取り除くためには、第
１図に示すように、変換装置６、記憶装置７およ
び変換表を与える入力装置５よりなる補正装置
を、入力装置の後段に接続する。

変換装置６は、記憶装置４に貯えられた各画像
データ、つまり標本化された画像単位の強度を、
変換表にしたがつて濃淡むらを取り除いた強度に
変換する。変換表は、均一な明るさを持つ光源の
被写体１に対して、画像の濃淡強度分布を一様に
するためのもので、この変換表にしたがつて変換
された画素データは、記憶装置７に貯えられる。

この変換表は、第３図ａ，ｂ，ｃの順序で作成
される。

第３図ａでは、センサ２が取り込むことのでき
る入力放射強度の最大値をx_nax（単位を例えばcd）
とし、既知の均一光源を被写体として、入力放射
強度ｘに対するセンサ出力信号線１６に現われる
出力電圧をｙ（単位を例えばｖ）とすると、現像
の各画素に対応するセンサ面上の位置で（ｘ、
ｙ）の関係が得られる。すなわち、第３図ａの各
点１７は、放射強度ｘを０からx_naxまで変化させ
て、いくつかの光源を用いて測定した場合の１光
源の各画素に対応する測定データである。

第３図ｂは、アナログ・デイジタル変換器の特
性をモデル化したものである。センサ出力電圧の
範囲を０からy_naxまで変化した場合の、変換後の
デイジタル・データのレベル数をＬとすれば、セ
ンサ出力電圧ｙに対するアナログ・デイジタル変
換器の出力Ｚは、次式で与えられれる。

Ｚ＝〔Ｌ×ｙ／y_nax〕 …(1) ここで、〔ａ〕は、非負実数ａを超えない最大
整数である。

補正装置において、濃淡むらを取り除くために
入力装置５から与えられる変数表は、次のように
して求められる。

第３図ａの各点１７について、濃淡むらを取り
除いた補正強度ｕを、次式で表すものとする。

ｕ＝〔Ｌ×ｘ／x_nax〕 …(2) 第３図ｃは、点１７の各々に対応して、アナロ
グ・デイジタル変換器出力Ｚと補正強度ｕとの関
係を示す点１９、および点１９を結んだ曲線２０
を示すものである。

第３図ｃの各点１９を直線補間して得られる関
数２０は、次式で与えられる。

ｕ＝ｆ（Ｚ） …(3) また、変換表は、変数Ｚのレベル０、１……Ｌ
−１に対して、次式で表わされる。

ｕ＝〔ｆ（Ｚ）〕 …(4) 通常のビジコン・センサでは、上記(3)式の値ｕ
を十分な精度で線形関数により近似することがで
きる。このようにして、画像の各画素について、
以上の操作を行うことにより所望の変換表が得ら
れる。

変換表を用いて入力画像の濃淡むらを補正する
従来の方法は、センサ２の濃淡むら特性が完全に
測定でき、かつ前記(4)のｕ＝〔ｆ（Ｚ）〕における
関数ｆが完全にモデル化できるという前提のもと
に成立する方法である。

しかし、現実に得られる画像データでは、濃淡
むら特性を表わす関数ｆが測定できないものや、
未知なもの、あるいは一旦関数ｆを測定しても、
センサ２の劣化により実際に得られた画像の濃淡
むらの特性と、事前に測定した濃淡むらの特性が
一致していないようなものが多い。

このような画像に対しては、従来の濃淡むら補
正方法では、濃淡むらを取り除くことが難しいと
いう欠点がある。

また、従来の濃淡むら補正方法では、画面の各
画素ごとに変換表を用意する必要があり、変換表
を記憶するためメモリ容量が大きくなる欠点もあ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、これらの欠点を解消するた
め、補正関数ｆが明確でないような濃淡むらのあ
る画像データの濃淡歪を補正することができ、ま
た記憶すべき変換表の容量を減少して、高速高精
度に濃淡むらを補正できるデイジタル画像歪補正
方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明の画像歪補正
方法は、濃淡むらを含む画像を入力する手段、お
よび入力された画像の画素信号をアナログ・デイ
ジタル変換した後、ないしは変換すると同時に、
画面をＮ×Ｎの格子状に区分し、区分された格子
点の周辺の比較する画像の小領域を比較して、２
つのヒストグラムの分布から最小２乗法により、
ｙ＝αx＋βのモデルで格子点上の変換モデルを
求め、周辺の４つの変換モデルを補間することに
よつて、上記濃淡むらを補正する手段を具備する
ことに特徴がある（ここで、Ｎは任意の正の整
数、ｙは濃淡むらのない画像の画素強度、ｘは濃
淡むらのある画像の画素強度、α、βは画像の場
所の関数で、陪直線関数の係数）。また、前記濃
淡むらを補正する手段として、区分された格子点
上の変換モデルを求める場合、ヒストグラムの分
布から最小２乗法により求める代りに、濃淡むら
の少ない画像のデータを利用し、濃淡むらのある
画像上で補正のために設けられた基準点Ｐに対し
て、濃淡むらのない画像上でＱ点を求め、Ｐ点と
Ｑ点の周辺の画像のヒストグラムを一致させるこ
とにより、画像の濃淡むらを取り除くことにも特
徴がある。さらに、前記濃淡むらを補正する手段
として、各区分された各格子点で陪直線近似のた
めの係数を求める場合、あらかじめ該係数で算出
してアナログ・デイジタル変換装置内のメモリに
記憶しておくことにも特徴がある。

〔発明の実施例〕

先ず、濃淡むらの少ない画像データを利用する
装置（第１の装置）について説明した後、次にそ
のような画像データが利用できない場合に、陪直
線近似の係数を入力することにより、有効に濃淡
歪を補正する装置（第２の装置）について説明す
る。

第１の装置においては、濃淡むらのある画像上
で、濃淡むら補正のために基準点Ｐ（ｌ、ｐ）を
設定し、濃淡むらのない画像上でＰに対するＱを
求め、ＰとＱの周辺の画像のヒストグラムを一致
させることにより、画像の濃淡むらを取り除く方
法を用いる。

いま、濃淡むらのある画像の画素強度をｘと
し、濃淡むらのない画像の画素強度をｙとする
と、一般に、濃淡むら補正関数ｆは線形関数によ
り十分な精度で近似できるから、次式が成立す
る。

ｙ＝ax＋ｂ …(5) ここで、ａ、ｂは、画像の場所（ｌ、ｐ）の関
数ａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）で表わすことができ
る。そこで、Ｐ周辺のヒストグラムをとり、平均
をμ_x、分散をσ_x ²とし、Ｑ周辺のヒストグラムを
とり、平均をμ_y、分散をσ_y ²とすれば、点Ｐ上で
ａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）は次の各式で与えられ
る。

ｂ（ｌ、ｐ）＝μ_y−ａ（ｌ、ｐ）μ_x …(7) 上記(6)、(7)式が導かれるまでの詳細を記述す
る。濃淡むらのある画像の画素ｘと濃淡むらのな
い画像の画素ｙについて、平均強度μ_x、μ_yを中心
に分散をとると、第４図ａおよび第４図ｂに示す
度数曲線となる。第４図ｂにおける度数の平均値
Ｅ｛ｙ｝を求めると、前記(5)式よりｙ＝ax＋ｂ …(5) Ｅ｛ｙ｝＝Ｅ｛ax＋ｂ｝Ｅ｛（ｙ−μ_y）²＝Ｅ｛｛（ax＋ｂ）−（aμ_x＋ｂ）
｝²｝＝Ｅ｛a²（ｘ−μ_x）²｝＝a²E｛（ｘ−μ_x）²｝ …(8) ここで、 σ_y ²＝（ｙ−μ_y）² σ_x ²＝（ｘ−μ_x）² …(9) であるから、(9)式を(8)式に代入すると、 σ_y ²＝a²σ_x ² …(10) となり、前記(6)式が導かれる。

また、第４図ａ，ｂより、平均強度μ_y、μ_xの間
には、前記(5)式より次の関係がある。

μ_y＝aμ_x＋ｂ …(11) したがつて、上式(11)式より前記(7)式が導かれ
る。

次の、前記(6)(7)式で与えられる処理を、濃淡歪
のある画像で設定された基準点Ｐ（l_i、p_j）上です
べてについて行つて、ａ（l_i、p_j）、ｂ（l_i、p_j）を
計算し、これらの値を用いて画面上の任意の点
（ｌ、ｐ）における関数ａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）
を空間的な補間により計算する。

このａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）を用いて、濃淡
むらのある画像の画素強度ｘ（ｌ、ｐ）から、濃
淡むらをとつた画素強度x^（ｌ、ｐ）を、次の計
算により求める。

x^（ｌ、ｐ）＝ａ（ｌ、ｐ）・ｘ（ｌ、ｐ）＋ｂ（ｌ
、
ｐ） …(12) 第５図は、本発明の原理説明図であり、第６図
は本発明の第１実施例を示すデイジタル画像の歪
補正装置のブロツク図である。

第６図における濃淡むらのある画像２３と濃淡
むらのない画像２１は、それぞれ第５図のａとｂ
に対応する。第５図ａは、ｎ×ｍブロツクに分割
された濃淡むらのある画像であり、ブロツクごと
に周辺のヒストグラムを使用して、第５図ｂの画
像に対応させることにより濃淡歪を補正する。

濃淡むらのない画像２１と濃淡むらのある画像
２３は、処理装置２５からの制御信号により、デ
イジタル画像入力装置２２、および２４から入力
される。

このとき、第５図ａ，ｂに示すように、あらか
じめ濃淡むらのある画像上で設定された基準点Ｐ
（l_i、p_j）の周辺ヒストグラムとＰに対応する濃淡
むらのない画像上のＱの周辺ヒストグラムとを、
画像入力時に、画像入力装置２２，２４を用いて
計算する。

濃淡むらのある画像は、ヒストグラムが計算さ
れると同時に、画像記憶装置２６に転送される。

画像データを入力した後、処理装置２５は画像
入力装置２２，２４からヒストグラムを取り出
し、基準点Ｐ（l_i、p_j）でのヒストグラムの平均μ_x
（ｉ、ｊ）と、ヒストグラムの分散σ_x ²（ｉ、ｊ）
と、それに対応するＱの平均μ_y（ｉ、ｊ）、分散σ_y
^２（ｉ、ｊ）を計算し、さらにａ（ｉ、ｊ）、ｂ（ｉ、
ｊ）を計算する。

次に、基準点の周辺のヒストグラムについて、
第７図、第８図により説明する。

第７図に示すように、画素強度ｘのむらのある
画像中で基準点Ｐをとると、場所によつては緩慢
な変化の関数となり、また他の場所によつては急
激な変化の関数となるので、近似をとるために
は、緩慢な変化のときＰの領域を広く、急激な変
化のとき狭く設定する。領域の格子点における関
数ｙ（y₁〜y₄）を計算して他の点は、空間的な補
間を行う。

y₁＝a₁x＋b₁、y₂＝a₂x＋b₂ y₃＝a₃x＋b₃、y₄＝a₄x＋b₄ …(13) ａ（ｉ、ｊ）、ｂ（ｉ、ｊ）は、格子点上の係数
a₁、a₂、a₃、a₄、b₁、b₂、b₃、b₄を用いて、陪直
線関数として計算する。

各ａ、ｂを画像の濃淡レベルで立体的に記述す
れば、第８図ａ，ｂに示す形状となる。

ａ（ｌ、ｐ）＝α₀＋α₁L＋α₂P＋α₃L・Ｐｂ（ｌ、ｐ）＝β₀＋β₁L＋β₂P＋β₃L・Ｐ …(14) ここで、（Ｌ、Ｐ）は、ブロツク内相対位置で
ある。

上記(14)式で、ｌ、ｐの陪直線関数、ｌ、ｐの
多項式関数として計算することにより、係数ａ
（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）を求め、これらを濃淡む
ら補正装置２７に転送し、かつ画像記憶装置２６
の画像データを濃淡むら補正装置２７に転送する
ことによつて、補正画像２８を得ることができ
る。

第９図は、関数ａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）が陪
直線関数である場合の濃淡むら補正装置のブロツ
ク図である。

処理装置２５から送られてくる信号４０は、ａ
（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）の係数か、あるいは濃淡
むら補正の開始信号であり、いずれの信号である
かを判定回路２９で判定する。

データがａ（ｌ、ｐ）、ｂ（ｌ、ｐ）の係数であ
れば、陪直線モデル・テーブル３３順次データを
転送し、テーブル３３の内容を濃淡むら補正がで
きるようにセツトする。

濃淡むら補正の開始信号であれば、カウンタ３
０に信号が送られる。カウンタ３０は、信号を受
け取ると、カウンタの内容を０にクリアし、順次
カウンタ内容をカウント・アツプするが、カウン
タ内容を１カウントだけアツプする間に、濃淡む
ら補正装置は、次の動作を行う。

先ず、カウンタの内容Ｋが陪直線モデル・テー
ブル３３のアドレス計算回路３２に送られるの
で、アドレス計算回路３２は次式の関係を使つて
画像上の画素位置（ｌ、ｐ）および該当するブロ
ツク（ｉ、ｊ）を計算する。

Ｋ＝（ｌ−１）×P_L＋ｐ …(15) ここで、P_Lは１ラインの画素数である。

さらに、(15)式により計算した（ｌ、ｐ）か
ら、その点がどのブロツク（ｉ、ｊ）に含まれる
かを計算する。

続いて、アドレス計算回路３２は、該当するテ
ーブルのアドレスA_Dと、ブロツク内の相対ライ
ンＬを次式により計算する。

A_D＝（ｉ−１）×ｍ＋ｊ …(16) ここで、ｍは横方向ブロツク数である。

Ｌ＝ｌ−（ｉ−１）×L_B−１ …(17) ここで、L_Bはブロツクのライン数である。

計算した結果、テーブル・アドレスA_Dは陪直
線モデル・テーブル３３のアドレス・レジスタ３
１に、また、相対ラインＬは演算器３４および３
５に送られる。

アドレス・レジスタ３１の内容にしたがつて陪
直線モデルの係数α₁、α₂、α₃、α₄、β₁、β₂、β₃
、
β₄が陪直線モデル・テーブル３３から読み出さ
れ、演算器３４，３５に転送される。

第１０図は、第９図における演算器３４，３５
の構成図である。

演算回路４４では、α₁＋α₂Lまたはβ₁＋β₂Lの
演算を、また演算回路４５では、α₃＋α₄Lまたは
β₃＋β₄Lの演算を行う。演算回路４４，４５で計
算された値は、係数ａに関するα₁＋α₂L、α₃＋
α₄Lと、係数ｂに関するβ₁＋β₂L、β₃＋β₄Lであ
り、各々が演算器３６，３７に送られる。

検出器４３は、アドレス計算回路３２の出力で
ある陪直線モデル・テーブル３３のアドレスA_D
と、相対ライン番号Ｌが前回のそれと同一か否か
を検出し、いずれか一方でも前回と異なつていれ
ば、演算器３６，３７に信号“１”を送り、異な
つていなければ信号“０”を送る。検出器４３の
目的は、１ライン内のブロツクの変り目の検出で
ある。

演算器３６はａ（ｌ、ｐ）を計算し、演算器３
７はａ（ｌ、ｐ）を計算する。

第１１図は、第９図における演算器３６，３７
の内部構成図である。

検出器４３からの信号４６が“１”であれば、
選択回路４９は演算器３４（あるいは３５）の出
力であるα₁＋α₂L（あるいはβ₁＋β₂L）を選択し、
選択回路５０は０を選択する。

このとき、加算器５２は、ブロツク内の相対ピ
クセルＰの値がＰ＝０である場合に対応する係数
を出力する。また、選択回路５１は、ゲインに対
応するレジスタ５３にα₃＋α₄L（あるいはβ₃＋
β₄L）を格納する。

検出器４３からの信号４６が“０”の場合に
は、選択回路４９と５０は、加算器５２の１回前
の出力内容を格納したレジスタ５４の内容と、ゲ
インを表わすレジスタ５３の内容を選択し、これ
らを加算器５２に入力する。加算器５２の出力
OUTが、求める係数ａ（あるいはｂ）である。

相対ピクセルＰは整数であるから、その回数だ
け加算器５２で加算を繰り返すことにより、ａ（ｌ、ｐ）＝（α₀＋α₁L）＋Ｐ（α₂＋α₃L）の値
が
求められる。

第９図において、演算器３６，３７の出力を乗
算器３８、加算器３９に転送し、画像記憶装置２
６から読み出された濃淡むらのある画像の画像強
度ｘを用いて、乗算器３８でax、加算器３９で
ax＋ｂの演算を行うことにより、次式が求めら
れる。

x^＝ax＋ｂ …(12)′ 前述のように、x^は補正された画素強度であ
る。このようにして、第１の装置においては、濃
淡むらのある画像の強度を、濃淡むらのない基準
の画像の強度に簡単に重ね合わせることにより、
濃淡むらを補正できる。

次に、第２の装置について、説明する。

第２の装置は、第１の装置の場合と異なり、濃
淡むらのない画像が得られない場合に、陪直線の
モデルによる係数をあらかじめ記憶しておくこと
により、メモリ容量を増大させることなく、高精
度に濃淡むらを補正するものである。

第１２図は、本発明の第２実施例を示すデイジ
タル画像歪補正装置のブロツク図である。

被写体１からの光をセンサ２により電圧に変換
し、補正付アナログ・デイジタル変換器６３を介
して、記憶装置４に記憶する。補正付アナログ・
デイジタル変換器６３は、第１３図に示すような
変換特性５７を有し、入力装置６４より陪直線近
似の係数を入力して、アナログ・デイジタル変換
と同時に濃淡むら補正を行う。第１３図の変換特
性５７は、前記(1)、(2)、(3)、(4)式を用いて、ｕ＝〔ｆ（Ｚ）＝〔ｆ（〔Ｌ×ｙ／y_nax〕）〕ｄ＝〔ｇ（ｙ）〕 …(18) として与えられる。

ここで、前述のように、通常のビジコン・セン
サでは、ｆ（Ｚ）は線形近似可能であることにも
とづいて、ｇ（ｙ）も線形近似可能となる。

いま、上記(18)式のｇ（ｙ）の線形近似したも
のを、次式で表わすものとする。

ｇ（ｙ）＝ay＋ｂ …(19) 濃淡むらを持つ入力画像５５の各画素につい
て、上記(18)式による濃淡強度の変換を行つた
後、記憶装置４に読み込まれた画像の濃淡は、５
６に示すように均一となる。

次に、センサ出力信号の標本化方式について説
明する。

センサ感光面の電荷として現られた画像データ
は、第１４図に示すように、電子ビームによつて
画面の左上から順次１ラインずつ合計Ｎラインが
読み出される。読み出されたセンサ出力信号５９
は、第１５図に示すように、時刻とともに変動す
る電圧となる。これを△t₁の周期で標本化し、１
ライン当りＭ個の画素データを得る。ここで、ラ
イン間の画像データのない時間を△t₂とする。

第１６図は、第１２図における補正付アナロ
グ・デイジタル変換器の構成図である。

変換特生発生装置６０は、画面の各画素につい
て前記(19)式の係数ａ、ｂを作成するものであ
り、サンプラ６５はタイミング発生回路６７から
のタイミング信号（△t₁ごとのタイミング信号、
ただしライン間の△t₂には信号はない）により、
△t₁ごとにセンサ２の出力信号を標本化する。ア
ドレス発生回路６８は、タイミング発生回路６７
からのタイミング信号により、標本化されている
画素に対応するアドレス（ライン番号ｌと、ライ
ン上の画素番号Ｐ）を変換特性発生装置６０に送
る。変換特性発生装置６０は、上記アドレスに対
応する(19)式の係数ａ、ｂを求めて変換回路６６
に送る。

第１７図は、第１６図における変換回路６６の
内部構成図である。

変換特性発生装置６０から送られた係数のう
ち、(19)式のｂは、デイジタル・アナログ変換器
６６１でアドレス信号化されて演算増幅器６６３
に、また、(19)式のａはデイジタル・アナログ変
換器６６２でアナログ信号化されて演算増幅器６
６４に、それぞれ送られる。その後、サンプラ６
５で標本化された画像データは、演算増幅器６６
４でａ倍されてから、演算増幅器６６３でｂだけ
加算される。その後、第３図ｂと同一の特性を持
つアナログ・デイジタル変換器６６５を通ること
により、前記(18)式に相当する変換を受け、記憶
装置４に送出される。このようにして、タイミン
グ信号の駆動により、各画素ごとに濃淡歪補正と
標本化・量子化が順次、高速に行われる。

第１８図および第１９図は、第１６図における
変換特性発生装置６０の変換特性作成原理を示す
図である。

第１８図のように、画面を縦横それぞれｎ個、
ｍ個のブロツクに分割する。分割されたブロツク
Ｂの各格子点で、前述した方法により(19)式の係
数ａ、ｂが求められているものとする。

このとき、１つのブロツクＢ内の画素７０（座
標を（ｌ、ｐ）とする）のａ、ｂを、次のように
して求める。

第１９図に示すように、１ブロツクの大きさを
L_Bライン×P_B画素とする。このとき、画素７０
の対応するブロツク番号（ｉ、ｊ）は、次式で求
められる。

また、ブロツク内の相対座標（ｕ、ｖ）は、次
式で求められる。

ｕ＝ｌ−（ｉ−１）×L_B ｖ＝ｐ−（ｊ−１）×P_B …(21) このとき、（ｕ、ｖ）におけるａとｂを次式で
表わす。

ａ（ｕ、ｖ）＝α₀＋α₁u＋α₂v＋α₃uv …(22) ｂ（ｕ、ｖ）＝β₀＋β₁u＋β₂v＋β₃uv …(23) この陪直線近似は、分割ブロツク数ｍ、ｎを十
分多く（10個以上）設定すれば、通常のビジコ
ン・カメラに適用可能である。

ここで、前記(22)、(23)式の係数α_i、β_i（ｉ＝０、
１、２、３）は、ブロツク分割の格子点で測定さ
れたａ、ｂから次のように求められる。

すなわち、第１９図の各格子点のa_i、b_i（ｉ＝
０、１、２、３）から、次式により得られる。

第２０図は、第１６図における変換特性発生装
置６０の内部構成図である。

入力装置６４から、ブロツクＢ（１、１）、……
Ｂ（ｎ、ｍ）のそれぞれについて、上記(24)、(25)
式にしたがつてあらかじめ求められた係数α_i、β_i
（ｉ＝０、１、２、３）がメモリ６０２に入力さ
れ、記憶される。各画素位置に対するａ、ｂは、
次のようにして求められる。

アドレス発生回路６８から送られてきた画素座
標（ｌ、ｐ）から、アドレス変換回路６０１は、
前記(20)式により該当ブロツク番号（ｉ、ｊ）
を、また前記(21)式によりブロツク内相対座標
（ｕ、ｖ）を計算する。ブロツク番号（ｉ、ｊ）
に対応する前記(22)式の係数α_i（ｉ＝０、１、２、
３）と前記(23)式の係数β_i（ｉ＝０、１、２、３）
がメモリ６０２から読み出され、それぞれ演算回
路６０３，６０４に送られる。

演算回路６０３，６０４は、アドレス変換回路
６０１の出力である相対座標（ｕ、ｖ）と前記係
数α_i、β_iを用いて、それぞれ(22)、(23)式にしたが
い係数ａおよび係数ｂを算出する。

この算出された結果が、変換回路６６に送られ
る。

このように、第２の装置によれば、あらかじめ
求められた陪直線近似の係数α_i、β_iを記憶してお
くことにより、ビジコン・カメラ等で撮影された
画像の画素ごとの濃淡歪補正とデイジタル化が、
同時に高速に行われる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、濃淡む
らの少ない画像を利用して、あるいはあらかじめ
陪直線近似のための係数を計算して記憶すること
により、濃淡むらを含む画像データの濃淡歪を高
精度に補正でき、また、変換表等を記憶しないの
で、メモリ容量を増加することがなく、デイジタ
ル信号に変換して高速にデイジタル計算機に入力
することにより、高速度の画像解析および処理が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像入力装置の概略図、第２図
は第１図のセンサの原理図、第３図は第１図にお
ける変換表の作成順序説明図、第４図は本発明で
用いる画像の画素強度の分散曲線図、第５図は本
発明の原理説明図、第６図は本発明の第１の実施
例を示すデイジタル画像の歪補正装置のブロツク
図、第７図は基準点周辺のヒストグラムの説明
図、第８図は係数ａ、ｂの陪直線モデルの説明
図、第９図は第６図における濃淡むら補正装置の
ブロツク図、第１０図は第９図における演算器３
４，３５の構成図、第１１図は第９図における演
算器３６，３７の構成図、第１２図は本発明の第
２実施例を示すデイジタル画像歪補正装置のブロ
ツク図、第１３図は第１２図における変換特性を
示す図、第１４図、第１５図はそれぞれセンサ出
力信号の標本化方式の説明図、第１６図は第１２
図における補正付アナログ・デイジタル変換器の
構成図、第１７図は第１６図における変換回路の
内部構成図、第１８図および第１９図は第１６図
における変換特性発生装置の変換特性作成原理を
示す図、第２０図は第１６図における変換特性発
生装置の内部構成図である。２１：濃淡むらのない画像、２３：濃淡むらの
ある画像、２２，２４：画像入力装置、２５：処
理装置、２６：画像記憶装置、２７：濃淡むら補
正装置、２８：補正画像、２９：判定回路、３
０：カウンタ、３１：アドレス・レジスタ、３
２：アドレス計算回路、３３：陪直線モデル・テ
ーブル、３４〜３７：演算器、３８：乗算器、３
９：加算器、４４，４５：演算回路、４９，５
０，５１：選択回路、５２：加算器、５３，５
４：レジスタ、６３：補正付アナログ・デイジタ
ル変換器、６４：入力装置、５７：変換特性、５
８：走査、５９：センサ出力信号、６０：変換特
性発生装置、６５：サンプラ、６６：変換回路、
６７：タイミング発生回路、６８：アドレス発生
回路、６６１，６６２：デイジタル・アナログ変
換器、６６３，６６４：演算増幅器、６６５：ア
ナログ・デイジタル変換器、７０：画素、７１〜
７４：格子点、６０１：アドレス変換回路、６０
２：メモリ、６０３，６０４：演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】１濃淡むらを含む画像を入力し、入力された画
像の画素信号をアナログ・デイジタル変換した
後、ないしは変換すると同時に、画面をＮ×Ｎの
格子状に区分し、区分された格子点の周辺の画像
を、対応する基準画像の小領域と比較して、２つ
のヒストグラムの分布から最小２乗法により、ｙ
＝αx＋βのモデルで格子点上の変換モデルを求
め、周辺の４つの変換モデルを補間することによ
つて、上記濃淡むらを補正することを特徴とする
デイジタル画像歪補正方法（ここで、Ｎは任意の
正の整数、ｙは濃淡むらのない画像の画素強度、
ｘは濃淡むらのある画像の画素強度、α，βは画
像の場所の関数で、陪直線関数の係数）。２前記濃淡むらを補正する方法として、区分さ
れた格子点上の変換モデルを求める場合、ヒスト
グラムの分布から最小２乗法により求める代り
に、濃淡むらの少ない画像のデータを利用し、濃
淡むらのある画像上で補正のために設けられた基
準点Ｐに対して、濃淡むらのない画像上でＱ点を
求め、Ｐ点とＱ点の周辺の画像のヒストグラムを
一致させることにより、画像の濃淡むらを取り除
くことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
デイジタル画像歪補正方法。３前記濃淡むらを補正する方法として、各区分
された各格子点で陪直線近似のための係数を求め
る場合、あらかじめ該係数を算出してアナログ・
デイジタル変換装置内のメモリに記憶しておくこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載のデイジタル画像歪補正方法。