JPH09284541A

JPH09284541A - 画像合成装置

Info

Publication number: JPH09284541A
Application number: JP8118214A
Authority: JP
Inventors: Akira Ueno; 晃上野; Tetsuya Shirota; 哲也城田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】各分割画像間の座標自体のずれによって生じ
る貼り合わせ画像の輝度差の補正量の誤差を低減した画
像合成装置を提供する。【解決手段】イメージセンサで読み取られた２分割エ
リアの画像データを記憶するメモリ201 ，202 と、分割
画像データの重複部のうち正方形状の抽出エリアからの
画像データを読み出し累積加算する累積加算部203 ，20
4 と、累積加算部204 からのデータを累積加算部203 か
らのデータで割り算処理して輝度差の補正量を算出する
補正量算出部205 と、メモリ201 からの画像データに補
正量を掛けて輝度差の補正を行う掛け算部207 と、補正
処理された画像データとメモリ202からの画像データを
貼り合わせ合成して出力する出力選択部208 とで画像合
成装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の画像デー
タを貼り合わせて１画像を合成する画像合成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮影像を複数に分割し、１個又は
複数個のイメージセンサを用いて、分割された各領域の
画像をそれぞれ読み取り１つの画像に合成することによ
って、目的とする撮影像の読み取り画像情報を得るよう
にした画像合成装置が知られている。かかる画像合成装
置において、特開昭６３−２９９４５７号公報には、分
割された各領域の読み取り画像の輝度のずれを補正する
ため、各分割領域の画像が互いに重複する重複部の１ラ
イン分の画素データをそれぞれ抽出し、１ライン毎に輝
度のずれの補正量を求めて各分割領域の画像の輝度の補
正を行うようにすることについて、開示がなされてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報開示の輝度補正手段においては、イメージセンサによ
り分割された各領域の画像を撮影するときに座標のずれ
が生じると、各分割画像の座標間にずれが生じ、抽出エ
リアのずれによって生じる輝度差をも補正の対象として
しまうことになり、適性な輝度補正が行えないことにな
る。この分割画像間の座標自体のずれによって生じる輝
度差の補正量の誤差については、上記公報開示の輝度補
正手段においては考慮されておらず、したがって輝度差
の補正後も輝度差が残るという問題点があった。

【０００４】本発明は、従来の画像合成装置における上
記問題点を解消するためになされたもので、各分割画像
間の座標自体のずれによって生じる貼り合わせ画像の輝
度差の補正量の誤差を低減できるようにした画像合成装
置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１記載の発明は、１個又は複数個のイメージ
センサから得られる、撮像領域が一部重複する複数の分
割画像データを貼り合わせて１画像を合成する画像合成
装置において、前記イメージセンサからの複数の分割画
像データの重複部内に、該重複部の各画像データを部分
的に抽出する、原画像に対応させた場合に占める縦方向
と横方向の寸法比が略１対１となるエリアを設定し、該
エリア内の各画像データを抽出するデータ抽出手段と、
該データ抽出手段で抽出した各エリア画像データの輝度
差に応じて前記複数の分割画像データの輝度を補正する
輝度差補正手段とを設けて構成するものである。

【０００６】このように構成された画像合成装置におい
ては、分割画像の輝度差の補正量を求めるための画像デ
ータを重複部より抽出するエリアを、原画像に対応させ
た場合の縦方向と横方向の寸法比が略１対１となるよう
な形状に設定するようにしているので、分割画像の座標
のずれによる輝度差の補正量の誤差を低減することがで
きる。

【０００７】次に、このような形状にエリアを設定した
場合に補正量の誤差が低減される原理について説明す
る。図１は、直交座標上の縦がｈで横がｉの長方形１
と、該長方形１がθ方向にずれ量αずれたものである長
方形２を示している。ここで、長方形１を前記抽出する
画素データの原画像に対応させた場合の占めるエリアと
し、長方形２を分割して読み取った画像間において座標
がαずれた場合の占めるエリアとする。このとき、長方
形１と長方形２の重複していないエリアのうち、長方形
２に含まれる部分ΔＳが小さい程、前記補正量の誤差を
低減することができる。

【０００８】ここで、長方形１と同面積の半径ｒの円を
前記抽出するエリアとすると、予想されるずれ量αによ
って生じるずれ面積ΔＳと抽出エリアの面積２πｒ²＝
ｈ・ｉとの比が小さいほど誤差を低減することができ、
１／10、好ましくはそれ以下になるようにすることが、
正確な輝度補正の上で望ましい。したがって、予想され
るずれ量αに対応して抽出エリアの面積が設定される。

【０００９】図１において、ずれ面積ΔＳは数式１で表
される。

【００１０】

【数１】

【００１１】ここで、ずれ面積ΔＳは角度θにより値が
変化するので、θに対して積分をとる必要がある。ΔＳ
を角度θに対して、０からπ／２の間で積分をとると、
数式２のように表される。

【００１２】

【数２】

【００１３】この値は、角度θがθ＝０からθ＝π／２
に変化したときのΔＳの積分値である。更に、この積分
値をπ／２で割ると、数式３で表される平均値ΔＴが得
られる。

【００１４】

【数３】

【００１５】すなわち、ΔＴは長方形１がずれ量αずれ
たときの平均ずれ面積となる。したがって、ΔＴを比較
することにより前記補正量の誤差を比較することができ
る。ΔＴが小さいほど補正量の誤差は小さい。

【００１６】図２は、面積を一定として縦横の比ｈ／ｉ
を１，２，３，４とした場合におけるΔＴとαとの関係
を示す図である。図２からわかるように、ｈ／ｉ＝１の
とき、αに対するΔＴの値が一番小さく、ｈ／ｉが２，
３，４と大きくなるにつれて、αに対するΔＴの値は大
きくなる。したがって、ｈ／ｉ＝１すなわち縦と横の比
が１対１のとき、前記補正量の誤差は最も小さくなる。

【００１７】図３は、直交座標上の半径ｒの円11と、該
円11がθ方向にずれ量αずれたものである円12を示して
いる。円11と円12の重複していないエリアのうち、円12
に含まれる部分（ずれ面積）ΔＳは数式４で表される。

【００１８】

【数４】

【００１９】ΔＳをθに関し０からπ／２の間で積分を
とると、数式５のように表される。

【００２０】

【数５】

【００２１】この数式５で表される積分値をπ／２で割
ると、数式６で表される平均値ΔＴが得られる。

【００２２】

【数６】

【００２３】この平均値ΔＴとαとの関係を、図２に示
したグラフ図に書き加えたものを図４に示す。図４から
わかるように、円におけるずれ量αに対する平均ずれ面
積ΔＴの値は、長方形で最も小さいｈ／ｉ＝１とした場
合よりも小さい。

【００２４】次に、面積を一定としてｈ／ｉ＝１，２，
３，４とした場合の数式１によるずれ面積ΔＳ，及び数
式４によるずれ面積ΔＳと、ずれ角度θとの関係を図５
に示す。但し、ずれ量αは、α＝（１／４）（ｈ・ｉ／
π）^1/2＝ｒ／４に一定としている。この図５からわか
るように、円とｈ／ｉ＝１とした長方形（正方形）の場
合、ΔＳはθに対して一様であるが、ｈ／ｉ＝２，３，
４とした長方形の場合にはばらつきがあり、特にθ＝π
／２付近での長方形（ｈ／ｉ＝２，３，４）のΔＳは、
円のΔＳに比べ30％〜80％大きくなる。このようなばら
つきは、画像を表示したときの輝度に大きく現れ、輝度
差の補正量を求める上では適切ではない。このように、
ΔＳのθに対するばらつきにおいても、円及びｈ／ｉ＝
１の長方形（正方形）の場合が有利である。

【００２５】したがって、輝度差を補正するため抽出す
る画像データの原画像に対応させた場合の占めるエリア
の形状を、円、正方形、更には正六角形、正八角形、ま
た更には、これらの形状の角部を丸めた形状やその類似
形状など、すなわち縦方向と横方向の寸法比が略１対１
となる形状とすることにより、補正量の誤差を低減させ
ることができる。

【００２６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像合成装置において、前記データ抽出手段が重複部に設
定するエリアの形状を円形とするものである。このよう
に、エリアの形状を円形とした場合、図４に示したよう
に、ずれ面積の平均値ΔＴは他の形状に比べ最も小さ
く、したがって、補正量の誤差を最小に抑えることがで
きる。また図５に示したように、ずれ角度θのばらつき
に対してもずれ面積ΔＳは一様であり、補正量の誤差を
ばらつきなく最小に抑えることができ、最適の輝度補正
を行うことが可能となる。

【００２７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像合成装置において、前記データ抽出手段が重複部に設
定するエリアの形状を正方形とするものである。このよ
うに、エリアの形状を正方形とすることにより、図４に
示したように、ずれ面積の平均値ΔＴは他の長方形など
の形状に比べ円に次いで小さく、また図５に示すよう
に、ずれ角度θのばらつきに対するずれ面積ΔＳの変化
も円に次いで一様であり、したがって、補正量の誤差を
ばらつきが少なく且つ小さく抑えることができる。

【００２８】また、輝度差補正手段における輝度差の補
正処理のため、データ抽出手段において、ビットマップ
メモリに読み込まれた画像データから、補正量を算出す
るためのデータを、原画像に対応させた場合に占める形
状が正方形となるようなエリアから抽出する場合、ビッ
トマップメモリのアドレスの制御手段が小規模な回路で
実現可能であるのに対し、円形となるようなエリアから
のデータ抽出の場合はアドレス制御のためにルックアッ
プテーブルを持たなければならず、制御手段は大規模な
回路となる。したがって、原画像に対応させた場合の占
める抽出画像データのエリアの形状を正方形とすること
により、小規模の回路で補正量の誤差をばらつきが少な
く且つ小さく抑えることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図６は、本発明に係る画像合成装置の第１の実施の
形態を示すブロック構成図である。図６において、101
はイメージセンサ、102 は画像合成処理手段としてのデ
ータ処理装置、103 はモニタ、プリンタ等の出力装置で
あり、イメージセンサ101 により撮影像を分割して読み
取り、読み取られた各分割画像データをデータ処理装置
102 において貼り合わせ合成の処理を行い、出力装置10
3 により貼り合わせ後の画像を出力するようになってい
る。

【００３０】次に、図６に示した実施の形態の動作につ
いて説明する。図７は、撮影像121をイメージセンサ101
により横方向に２分割して読み取られるエリアを示し
た図である。実線で囲まれたエリアＭ₁はイメージセン
サ101 により第１回目に読み取られたエリアであり、破
線で囲まれたエリアＭ₂はイメージセンサ101 により第
２回目に読み取られたエリアであり、Ｍ₃は重複して読
み取られたエリアを示している。エリアＭ₁とエリアＭ
₂では、光学系等に起因して画像データの輝度は異な
り、重複して読み取られるエリアＭ₃の輝度も第１回目
の読み取り時と第２回目の読み取り時とでは輝度が異な
る。またエリアＭ₁とエリアＭ₂では、イメージセンサ
101 の取り付け精度等により座標のずれが存在する。

【００３１】データ処理装置102 は、エリアＭ₁とエリ
アＭ₂の画像データの輝度差の補正を行い、合成する処
理を行うが、その具体的な構成例を図８に示す。図８に
おいて、201 は第１回目の読み取り画像データを記憶す
るビットマップメモリ、202は第２回目の読み取り画像
データを記憶するビットマップメモリ、203 はメモリ20
1 の重複部読み取りデータの累積加算部、204 はメモリ
202 の重複部読み取りデータの累積加算部、205 は輝度
差の補正量算出部、206 は補正量を保持するラッチ、20
7 はメモリ201 からの第１回目の読み取り画像データに
補正量を掛け補正する掛け算部、208 は画像合成時の出
力選択部、209 は制御回路、301 はイメージセンサ101
が出力する画像データの入力端子Ｄin、302 は出力装置
103 への合成された画像データの出力端子Ｄout であ
る。

【００３２】イメージセンサ101 で読み取られたエリア
Ｍ₁の画像データはメモリ201 に書き込まれ、エリアＭ
₂の画像データはメモリ202 に書き込まれる。メモリ20
1 及び202 から抽出される画像データは、図９に示して
いる重複して読み取られているエリアＭ₃内の抽出エリ
アＭ₄のデータである。この構成例では、抽出エリアＭ
₄のデータは、メモリ201 ，202 上では縦方向30画素、
横方向30画素の正方形状のエリアのデータである。メモ
リ201 に書き込まれている画像データのうちエリアＭ₃
内の抽出エリアＭ₄のデータは、制御回路209 により
行、列のアドレスを順次指定することにより読み出さ
れ、累積加算部203 へ出力する。同様にメモリ202 に書
き込まれている画像データのうちエリアＭ₃内の抽出エ
リアＭ₄のデータを抽出読み出し、累積加算部204 へ出
力する。

【００３３】累積加算部203 ，204 により抽出エリアＭ
₄のデータを累積加算し、補正量算出部205 において累
積加算部204 からのデータを累積加算部203 からのデー
タで割算処理することによって、輝度差の補正量を算出
する。そして算出された補正量をラッチ206 で保持す
る。次に、メモリ201 に書き込まれているエリアＭ₁の
画像データを読み出し、掛け算部207 により輝度差の補
正を行い、出力選択部208 を通して出力端子302 に出力
する。次いで、メモリ202 に書き込まれているエリアＭ
₂の画像データを読み出し、出力選択部208 を通して出
力端子302 に出力する。以上のようにして、貼り合わせ
画像の輝度差を低減した画像の合成を行う。

【００３４】なお、抽出エリアＭ₄の正方形状は、図２
に示した特性図から判るように、縦と横の画素数が正確
に１対１となるように設定する必要はなく、略１対１で
あればよい。また、本実施の形態においては単一のイメ
ージセンサで２つの分割画像を取り込むようにしたもの
を示したが、複数のイメージセンサにより個々の分割画
像を取り込むように構成してもよい。なお、このことは
次に述べる第２の実施の形態等でも同様である。

【００３５】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。この実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、図８に示したデータ処理装置において、メモリ20
1 ，202 に読み込まれた画像データから、輝度補正量を
算出するために抽出される画像データの抽出エリアＭ₄
の、原画像に対応させた場合に占める形状を、正方形と
する代わりに円形とした点である。具体的には、制御回
路209 によりメモリ201 上の、例えば半径を17画素とし
た円に含まれるアドレスを、ルックアップテーブルを用
いて求め、そのアドレスをメモリ201 に指定して、メモ
リ201 より読み出された画像データを累積加算部203 へ
出力する。同様に、メモリ202 上の円のアドレスをメモ
リ202 に指定して、読み出された画像データを累積加算
部204 へ出力する。その後の処理は第１の実施の形態と
同様にして、貼り合わせ画像の輝度差を低減した画像の
合成を行う。

【００３６】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項１記載の発明によれば、各分割画像の輝度差
の補正量を求めるため、各分割画像の重複部から抽出す
る画素データの、原画像に対応させた場合の占める形状
の縦方向と横方向の寸法比を略１対１としているので、
分割画像間の座標ずれによる補正量の誤差を低減するこ
とができる。また請求項２記載の発明によれば、前記抽
出画像データの占める形状を円形としているので、補正
量の誤差をばらつきなく且つ最小に抑えることができ、
また請求項３記載の発明によれば、前記抽出画像データ
の占める形状を正方形としているので、小規模の回路で
補正量の誤差のばらつきを少なく、且つ小さく抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像合成装置における輝度補正量
の誤差低減の原理を説明するための説明図である。

【図２】抽出画像データの占めるエリアを長方形とした
場合の、平均ずれ面積とずれ量との関係を示す図であ
る。

【図３】本発明に係る画像合成装置における輝度補正量
の誤差低減の原理を説明するための他の説明図である。

【図４】抽出画像データの占めるエリアを長方形及び円
形とした場合の、平均ずれ面積とずれ量との関係を示す
図である。

【図５】抽出画像データの占めるエリアを長方形及び円
形とした場合の、ずれ面積とずれ角度との関係を示す図
である。

【図６】本発明に係る画像合成装置の第１の実施の形態
を示すブロック構成図である。

【図７】図６に示した実施の形態のイメージセンサによ
り読み取られる撮影像の分割エリアを示す図である。

【図８】図６に示した実施の形態におけるデータ処理装
置の構成例を示すブロック構成図である。

【図９】重複して読み取られるエリア内の抽出エリアを
示す図である。

【符号の説明】

１長方形エリア２ずれた長方形エリア 11 円形エリア 12 ずれた円形エリア 101 イメージセンサ 102 データ処理装置 103 出力装置 121 撮影像 201,202 ビットマップメモリ 203,204 累積加算部 205 補正量算出部 206 ラッチ 207 掛け算部 208 出力選択部 209 制御回路 301 入力端子 302 出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個又は複数個のイメージセンサから得
られる、撮像領域が一部重複する複数の分割画像データ
を貼り合わせて１画像を合成する画像合成装置におい
て、前記イメージセンサからの複数の分割画像データの
重複部内に、該重複部の各画像データを部分的に抽出す
る、原画像に対応させた場合に占める縦方向と横方向の
寸法比が略１対１となるエリアを設定し、該エリア内の
各画像データを抽出するデータ抽出手段と、該データ抽
出手段で抽出した各エリア画像データの輝度差に応じて
前記複数の分割画像データの輝度を補正する輝度差補正
手段とを備えていることを特徴とする画像合成装置。
【請求項２】前記データ抽出手段において重複部に設
定するエリアの形状は円形であ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３】前記データ抽出手段において重複部に設
定するエリアの形状は正方形であることを特徴とする請
求項１記載の画像合成装置。