JP2005338359A - Imaging unit - Google Patents

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Takahiro Nagano
隆洋 長野
Takahito Komiyama
貴仁 込山
Osamu Kudo
修 工藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile type imaging unit that has excellent portability and capable of easily detecting the presence or no presence of defects of a structure, such as a crack and a cavity. <P>SOLUTION: The imaging unit 10 has, in a housing forming its appearance, a digital camera 12 and an infrared camera 13 for imaging visible image data and thermal image data of a structure to be imaged, a display part 14 for displaying thermally visible integrated image data which is obtained by superimposing thermal image data on the visible image data and integrating them and/or extracted display image data which is obtained by extracting only data in the arbitrary temperature range from the thermal image data, an operation button 15, an image processing part 53 for creating the thermally visible integrated image data and/or extracted display image data; a main control part 55 for displaying the thermally visible integrated image data and/or the extracted display image data on the display part 14; and an optical axis adjustment mechanism for adjusting the optical axes of the digital camera 12 and infrared camera 13 so that the axes are parallel to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像データを撮像する携帯型の撮像装置に関し、特に、ビルや橋梁等の構造物におけるコンクリートやモルタルの浮き上がりやひび割れ等の欠陥を診断する際に用いて好適な撮像装置に関する。   The present invention relates to a portable imaging apparatus that captures image data, and more particularly to an imaging apparatus that is suitable for use in diagnosing defects such as concrete and mortar lifting and cracking in structures such as buildings and bridges.

近年、トンネルや高架橋といったコンクリート構造物のコンクリートが劣化してその一部が剥落する事故が発生し、問題となっている。これにともない、コンクリートの健全度を的確に検査し得る非破壊検査方法の確立が求められている。コンクリートの非破壊検査方法としては、赤外線カメラを用いる赤外線写真法(サーモグラフィ)と、ディジタルスチルカメラを用いるディジタル写真法が知られている。   In recent years, there has been an accident in which concrete of a concrete structure such as a tunnel or a viaduct deteriorates and a part of the concrete is peeled off. In connection with this, establishment of the nondestructive inspection method which can test | inspect the soundness of concrete exactly is calculated | required. As a nondestructive inspection method for concrete, infrared photography (thermography) using an infrared camera and digital photography using a digital still camera are known.

赤外線写真法は、赤外領域の光によるコンクリート表面の画像に基づいて欠陥の有無や程度を把握する方法である。この赤外線写真法によれば、例えば、構造物の表面を覆うコンクリート、モルタル、タイル等の浮き、空洞やジャンカといった表面付近の内部欠陥を発見することが可能である。   Infrared photography is a method for grasping the presence or absence and degree of defects based on an image of a concrete surface by light in the infrared region. According to this infrared photography, it is possible to find internal defects near the surface such as floating concrete, mortar, tiles, etc., cavities and jumpers covering the surface of the structure.

タイルやモルタル等の浮き部、コンクリート中のジャンカ、空洞、漏水部といった構造物において欠陥が存在する箇所は、熱伝導率や比熱等の熱的性質が、欠陥が存在しない健全部とは異なる現象を呈する。かかる健全部と欠陥部との熱的性質の違いは、気温や日射、或いは人工的な過熱・冷却に起因して生じる構造物の温度変動の中で、表面温度の差となって現れる。土木・建築分野における赤外線写真法とは、物体から発せられる赤外線を受光してそれを映像化する赤外線映像装置を用いて物体の熱画像を取得することによって当該物体の表面温度分布を測定し、熱画像上に現れる表面温度の異常部分に基づいて、内部欠陥の存在を推定する方法である。具体的には、赤外線写真法においては、図9に示すように、構造物100の内部に生じた欠陥部101が空隙断熱層となることから、日射や気温変化に起因して生じる表面温度の日変動の中で、欠陥部101と健全部との間に表面温度差が生じる時間帯があることを利用して、内部欠陥を検出することができる。   Phenomena where defects are present in structures such as floating parts such as tiles and mortar, junkers in concrete, cavities, and water leakage parts are phenomena in which thermal properties such as thermal conductivity and specific heat differ from healthy parts where no defects exist. Presents. The difference in thermal properties between the sound part and the defective part appears as a difference in surface temperature in the temperature fluctuation of the structure caused by the temperature, solar radiation, or artificial overheating / cooling. Infrared photography in the civil engineering / architecture field is to measure the surface temperature distribution of an object by acquiring a thermal image of the object using an infrared imaging device that receives infrared light emitted from the object and visualizes it, This is a method for estimating the presence of an internal defect based on an abnormal portion of the surface temperature appearing on a thermal image. Specifically, in the infrared photography method, as shown in FIG. 9, since the defect portion 101 generated in the structure 100 becomes a gap heat insulating layer, the surface temperature generated due to solar radiation or temperature change is reduced. An internal defect can be detected using the fact that there is a time zone in which a surface temperature difference occurs between the defective portion 101 and the healthy portion in the daily fluctuation.

一方、ディジタル写真法は、可視領域の光によるコンクリート表面の画像に基づいて欠陥の有無や程度を把握する方法である。このディジタル写真法によれば、コンクリート、モルタル、タイル等のひび割れや、表面の欠損を発見することが可能である。   On the other hand, the digital photography method is a method of grasping the presence or absence and the extent of defects based on an image of the concrete surface by light in the visible region. According to this digital photography method, it is possible to find cracks in concrete, mortar, tiles, etc. and surface defects.

これら赤外線写真法及びディジタル写真法は、測定の際の安全性、取り扱いの簡便性、処理の高速性の観点で優れたものであり、近年急速に普及しつつある。かかる赤外線写真法を用いた構造物の欠陥を検出する技術としては、例えば特許文献1等が提案されている。また、ディジタル写真法を用いた構造物の欠陥を検出する技術としては、例えば特許文献2等が提案されている。   These infrared photography and digital photography are excellent in terms of safety during measurement, ease of handling, and high speed of processing, and are rapidly spreading in recent years. As a technique for detecting a defect of a structure using such infrared photography, for example, Patent Document 1 is proposed. As a technique for detecting a defect in a structure using digital photography, for example, Patent Document 2 is proposed.

特開2001−50921号公報JP 2001-50921 A 特開2003−57188号公報JP 2003-57188 A

具体的には、特許文献1には、構造物内部の欠陥を自動的に検出する物体の内部欠陥の自動検出装置が開示されている。特に、この物体の内部欠陥の自動検出装置は、物体表面温度の上昇又は下降過程で物体の熱画像測定する手段と、当該熱画像の画素線を解析して画素線の変曲点を求める手段と、これらの変曲点に囲まれた上に凸又は上に凹の温度勾配を示す領域を検出演算する手段とを備えたものである。これにより、この物体の内部欠陥の自動検出装置においては、判断基準の個人差による誤診を防止することができるとしている。   Specifically, Patent Document 1 discloses an automatic detection device for an internal defect of an object that automatically detects a defect inside a structure. In particular, this automatic detection device for internal defects of an object includes means for measuring a thermal image of an object in the process of increasing or decreasing the object surface temperature, and means for determining an inflection point of the pixel line by analyzing a pixel line of the thermal image. And a means for detecting and calculating an area that is surrounded by these inflection points and that has a convex or concave temperature gradient. As a result, the automatic detection device for internal defects of the object can prevent misdiagnosis due to individual differences in judgment criteria.

また、特許文献2には、現存する人工建造物の少なくとも1つの画像を撮像し、その人工建造物における1以上の欠陥の存在を検出する方法が開示されている。特に、この欠陥検出方法は、(a)現存する人工建造物の表面又は内部に、検出可能な材料を、その一部が人工建造物の1以上の欠陥に存在するように提供する提供ステップと、(b)画像センサによって人工建造物の少なくとも1つのディジタル画像を撮像する撮像ステップと、(c)撮像された1以上のディジタル画像を処理して、人工建造物の視覚画像を提供し、人工建造物における1以上の欠陥の存在を判断する処理ステップとからなり、画像センサは、人工建造物の少なくとも1つの画像を撮像し、1以上の欠陥における検出可能な材料の存在の有無により、1以上の欠陥を識別するものである。これにより、この欠陥検出方法においては、現存の人工建造物に欠陥があるかどうかを適切に判断することができるとしている。   Patent Document 2 discloses a method of capturing at least one image of an existing artificial building and detecting the presence of one or more defects in the artificial building. In particular, the defect detection method includes (a) providing a detectable material on or in an existing man-made structure such that a portion thereof is present in one or more defects of the man-made structure; (B) an imaging step of capturing at least one digital image of the artificial building with an image sensor; and (c) processing the one or more captured digital images to provide a visual image of the artificial building; A processing step for determining the presence of one or more defects in the building, wherein the image sensor captures at least one image of the artificial building and determines the presence or absence of a detectable material in the one or more defects. The above defects are identified. Thereby, in this defect detection method, it is supposed that it can be judged appropriately whether the existing artificial building has a defect.

しかしながら、従来の赤外線写真法やディジタル写真法は、以下のような問題があった。   However, the conventional infrared photography and digital photography have the following problems.

まず、ひび割れや空洞等の欠陥を検査・診断するためには、欠陥部の有無、欠陥部の位置、及び欠陥部の大きさを知る必要があるが、従来の赤外線写真法やディジタル写真法においては、欠陥部の有無を検出することができたとしても、その大きさを計測することは困難であった。   First, in order to inspect and diagnose defects such as cracks and cavities, it is necessary to know the presence or absence of a defective part, the position of the defective part, and the size of the defective part. In conventional infrared photography and digital photography, Even if it was possible to detect the presence or absence of a defective part, it was difficult to measure its size.

また、ディジタル写真法においては、撮像した画像の歪みを避けることができないことから、画像上で特定された欠陥部の位置が実際の構造物におけるどの位置に相当するのかを特定する必要があり、この処理に時間を要するという問題があった。   In digital photography, since it is impossible to avoid distortion of the captured image, it is necessary to specify which position in the actual structure the position of the defect portion specified on the image corresponds to, There is a problem that this processing takes time.

さらに、赤外線写真法においては、構造物の輪郭や目安となる箇所が画像上に現れないことから、欠陥部を特定したとしても、その部位が実際の構造物のどの位置に相当するのかを特定する必要があり、この処理に時間を要するという問題があった。   Furthermore, in infrared photography, the outline of the structure and the reference point do not appear on the image, so even if the defective part is specified, the position of the actual structure is specified. There is a problem that this processing takes time.

さらにまた、赤外線写真法やディジタル写真法においては、構造物が大きなビル等の場合には部分画像を多数撮像し、これら部分画像を合成する必要があるが、構造物を正面から撮像した部分画像と、当該構造物に対して角度をもって撮像した部分画像とでは、構造物における実際の欠陥部の大きさが同じであっても、画面上の欠陥部の大きさは異なるものとなる。したがって、赤外線写真法やディジタル写真法においては、かかる部分画像の合成をともなう場合には、欠陥部の大きさや形状を求める必要があり、この処理に時間を要するという問題があった。   Furthermore, in infrared photography and digital photography, when a structure is a large building, it is necessary to take a number of partial images and synthesize these partial images. In addition, in the partial image captured at an angle with respect to the structure, the size of the defect on the screen is different even if the size of the actual defect in the structure is the same. Therefore, in the infrared photography method and the digital photography method, there is a problem that it is necessary to obtain the size and shape of the defective portion when such partial images are combined, and this processing takes time.

また、赤外線写真法やディジタル写真法を個別に用いる方法においては、撮像した画像を単に表示するか、拡大・縮小して表示するかといった程度の表示モードしか存在しないことから、欠陥部を健全部から区別すること自体に困難をともなうことも多々あった。   In addition, in the method of using infrared photography or digital photography individually, since there is only a display mode in which the captured image is simply displayed or displayed in an enlarged / reduced manner, the defective portion is regarded as a healthy portion. In many cases, it was difficult to distinguish from each other.

さらに、近年では、NEC三栄社製"赤外線サーモグラフィ装置:サーモトレーサTH9100MV/WV"のように、ディジタルカメラと赤外線カメラとが搭載された可搬性に優れた装置が開発されているが、かかる装置は、ディジタルカメラの画素数が40万ピクセル程度と少なく、欠陥部の寸法精度が悪いという問題があった。また、かかる装置は、ディジタルカメラによる可視画像又は赤外線カメラによる熱画像のうちいずれか一方のみを表示可能であり、これら両画像の画角や視野が異なるものであることから、使い勝手が悪いという問題もあった。   Furthermore, in recent years, a device having excellent portability in which a digital camera and an infrared camera are mounted has been developed, such as “Infrared Thermography Device: Thermo Tracer TH9100MV / WV” manufactured by NEC Sanei Co., Ltd. However, the number of pixels of the digital camera is as small as about 400,000 pixels, and there is a problem that the dimensional accuracy of the defective portion is poor. Further, such a device can display only one of a visible image by a digital camera or a thermal image by an infrared camera, and the angle of view and the field of view of these both images are different. There was also.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、小型化且つ軽量化を実現するとともに、容易な操作性を実現することができ、可搬性に優れた上で、画像の歪みを補正したり画像を合成したりすることが容易となり、構造物のひび割れや空洞等の欠陥部の有無を容易に検出することができる携帯型の撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and can realize downsizing and weight reduction, easy operability, excellent portability, and distortion of an image. It is an object of the present invention to provide a portable imaging device that can easily correct or synthesize an image and can easily detect the presence or absence of a defect such as a crack in a structure or a cavity.

上述した目的を達成する本発明にかかる撮像装置は、画像データを撮像する携帯型の撮像装置であって、外観を形成する筐体と、カメラレンズが上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、撮像対象の構造物の可視画像データを撮像するディジタルカメラと、カメラレンズが上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、上記構造物の熱画像データを撮像する赤外線カメラと、操作面が上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設された操作手段と、上記筐体内部に配設され、上記ディジタルカメラによって撮像された可視画像データと上記赤外線カメラによって撮像された熱画像データとに対して各種画像処理を施す画像処理手段と、表示画面が上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、少なくとも画像データを含む各種情報を表示する表示手段と、上記筐体内部に配設され、当該撮像装置に対して着脱自在とされて少なくとも上記可視画像データ及び/又は上記熱画像データを記憶する記憶媒体に対するデータの読み出し及び/又は書き込みを制御する記憶媒体制御手段と、上記筐体内部に配設され、少なくとも画像データを上記表示手段に表示させるとともに、上記記憶媒体制御手段を制御して上記記憶媒体に対してデータを記憶させる制御手段と、上記筐体内部に配設され、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラのそれぞれについての光軸が互いに平行となるように調整する光軸調整手段とを備え、上記画像処理手段は、少なくとも、上記熱画像データと上記可視画像データとを重畳して融合させた熱可視融合画像データ、及び/又は上記熱画像データから任意の温度範囲のデータのみを抽出した抽出表示画像データを生成し、上記制御手段は、上記画像処理手段によって生成された上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記表示手段に表示させることを特徴としている。   An imaging device according to the present invention that achieves the above-described object is a portable imaging device that captures image data, and a housing that forms an appearance and a camera lens are exposed to the outside from a side wall surface of the housing. As described above, the digital camera that captures the visible image data of the structure to be imaged and the camera lens are disposed inside the casing so that the camera lens is exposed to the outside from the side wall surface of the casing. An infrared camera that captures thermal image data of the structure, operating means disposed inside the casing such that the operation surface is exposed to the outside from the side wall surface of the casing, and inside the casing And image processing means for performing various image processing on visible image data captured by the digital camera and thermal image data captured by the infrared camera, and a display screen from the side wall surface of the housing Display means for displaying various information including at least image data, which is disposed inside the casing so as to be exposed to the part, and disposed within the casing and detachable from the imaging apparatus. Storage medium control means for controlling reading and / or writing of data to and from the storage medium for storing the visible image data and / or the thermal image data; and at least image data stored in the display means. Control means for controlling the storage medium control means to store data in the storage medium, and an optical axis for each of the digital camera and the infrared camera. Optical axis adjusting means for adjusting so as to be parallel to each other, and the image processing means includes at least the thermal image data and the visible image. Thermo-visible fusion image data obtained by superimposing and fusing data and / or extraction display image data obtained by extracting only data in an arbitrary temperature range from the thermal image data, and the control means includes the image processing means The thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data generated by the above is displayed on the display means.

このような本発明にかかる撮像装置は、ディジタルカメラ、赤外線カメラ、表示手段、及び操作手段からなるユーザインターフェースと、画像処理手段、記憶媒体制御手段、制御手段、及び光軸調整手段からなる回路や機構とを、全て携帯可能な大きさの単一の筐体内部に収納して構成される。そのため、本発明にかかる撮像装置は、極めて可搬性に優れ、現場での作業を容易に行うことに寄与する。また、本発明にかかる撮像装置は、熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを表示手段に表示することから、構造物のひび割れや空洞等の欠陥部の有無を容易に検出することができる。   Such an imaging apparatus according to the present invention includes a user interface including a digital camera, an infrared camera, a display unit, and an operation unit, a circuit including an image processing unit, a storage medium control unit, a control unit, and an optical axis adjustment unit. All the mechanisms are housed in a single casing that is portable. Therefore, the imaging apparatus according to the present invention is extremely portable and contributes to easy on-site work. In addition, since the imaging apparatus according to the present invention displays the thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data on the display means, it can easily detect the presence or absence of a defect such as a crack in the structure or a cavity. it can.

ここで、本発明にかかる撮像装置において、上記画像処理手段は、上記操作手段の操作に基づいて、上記熱可視融合画像データについて、重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を任意に可変とすることができる。   Here, in the imaging apparatus according to the present invention, the image processing unit arbitrarily sets a display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data to be superimposed on the thermo-visible fusion image data based on the operation of the operation unit. It can be variable.

このとき、上記表示手段は、上記操作手段の操作による可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を示す指標情報を表示するのが望ましく、この指標情報としては、上記操作手段の操作による可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率の変化に応じてスクロールするスクロールバーを用いることができる。   At this time, the display means desirably displays index information indicating the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data by the operation of the operation means, and the index information includes a visible image by the operation of the operation means. A scroll bar that scrolls according to changes in the display intensity ratio of the data and the thermal image data can be used.

また、本発明にかかる撮像装置において、上記画像処理手段は、上記操作手段の操作に基づいて、上記抽出表示画像データについて、上記熱画像データから抽出する温度範囲を任意に可変とすることもできる。   In the imaging apparatus according to the present invention, the image processing unit can arbitrarily change a temperature range extracted from the thermal image data for the extracted display image data based on an operation of the operation unit. .

具体的には、上記画像処理手段は、上記熱画像データから抽出する温度範囲を、温度幅を示す感度及び当該温度範囲の中心値を可変とすることができる上記操作手段の操作に応じて任意に可変とする。このとき、上記画像処理手段は、所定の経験式に基づいて、上記感度及び上記中心値の初期値を設定する。そして、上記画像処理手段は、上記熱画像データにおける温度の最大値乃至最小値の間の任意の温度範囲を、所定の段階に区分けし、各段階を所定の色に変換して抽出表示画像データを生成する。なお、上記画像処理手段は、上記熱画像データにおける温度の最大値及び最小値が不明である場合には、所定の予測式に基づいて、最大値及び最小値の初期値を設定し、上記熱画像データにおける温度の最大値及び最小値の実測値を取得した場合には、当該実測値を用いて最大値及び最小値を設定することができる。   Specifically, the image processing means can arbitrarily select a temperature range extracted from the thermal image data in accordance with an operation of the operation means that can change a sensitivity indicating a temperature range and a center value of the temperature range. Variable. At this time, the image processing unit sets the initial values of the sensitivity and the center value based on a predetermined empirical formula. The image processing means divides an arbitrary temperature range between the maximum value and the minimum value of the temperature in the thermal image data into predetermined stages, converts each stage into a predetermined color, and extracts display image data Is generated. When the maximum value and the minimum value of the temperature in the thermal image data are unknown, the image processing unit sets initial values of the maximum value and the minimum value based on a predetermined prediction formula, and When the measured values of the maximum value and the minimum value of the image data are acquired, the maximum value and the minimum value can be set using the measured values.

なお、上記表示手段は、上記熱画像データから抽出する温度範囲を示す指標情報を表示するのが望ましく、この指標情報としては、上記熱画像データにおける温度の最大値乃至最小値のうち、いずれの温度範囲の部分をいずれの色を用いて表示しているのかを示す温度範囲バーを用いることができる。   The display means preferably displays index information indicating a temperature range extracted from the thermal image data. As the index information, any one of the maximum value and the minimum value of the temperature in the thermal image data is displayed. It is possible to use a temperature range bar indicating which color is used to display the temperature range portion.

さらに、本発明にかかる撮像装置において、上記画像処理手段は、上記構造物の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正し、補正した可視画像データと熱画像データとについての上記熱可視融合画像データ、及び/又は補正した熱画像データについての上記抽出表示画像データを生成する。   Furthermore, in the imaging apparatus according to the present invention, the image processing unit corrects the visible image data and the thermal image data of the structure so as to have the same field of view and the same angle of view, and the corrected visible image data and thermal image data. The extracted and displayed image data for the thermal-visible fusion image data and / or the corrected thermal image data is generated.

具体的には、本発明にかかる撮像装置においては、熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを生成するために、以下のような一連の処理を行う。   Specifically, in the imaging apparatus according to the present invention, the following series of processing is performed in order to generate thermo-visible fusion image data and / or extracted display image data.

まず、上記制御手段は、撮像対象を確定するために、上記熱可視融合画像データを上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラの視野の移動に追随するように上記表示手段に表示させ、上記画像処理手段は、撮像対象が確定されると、上記構造物の可視画像データ及び熱画像データを取り込む。   First, the control means displays the thermo-visible fusion image data on the display means so as to follow the movement of the field of view of the digital camera and the infrared camera in order to determine the imaging target, and the image processing means When the imaging target is determined, visible image data and thermal image data of the structure are captured.

このとき、上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラ又は上記赤外線カメラのオートフォーカス機能又はマニュアルフォーカス機能を用いて、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラから上記構造物までの距離データを取得する。これにより、本発明にかかる撮像装置においては、測距計を別途設ける必要がなく、小型化を図ることができる。   At this time, the image processing means acquires distance data from the digital camera and the infrared camera to the structure using an autofocus function or a manual focus function of the digital camera or the infrared camera. Thereby, in the imaging device concerning this invention, it is not necessary to provide a rangefinder separately, and size reduction can be achieved.

さらに、上記画像処理手段は、供給された可視画像データ及び熱画像データを等縮尺に補正し、等縮尺の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正する。   Further, the image processing unit corrects the supplied visible image data and thermal image data to an equal scale, and corrects the equal scale visible image data and thermal image data so as to have the same field of view and the same angle of view.

なお、上記画像処理手段は、上記等縮尺の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正する際に、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズの歪曲収差に基づく画像の光学歪みを補正する処理と、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとの視差を補正する処理と、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズ画角差を補正する処理とを行う。   When the image processing means corrects the visible image data and the thermal image data of the same scale so as to have the same field of view and the same angle of view, the image processing means takes into account the distortion aberration of the camera lens of the digital camera and the infrared camera. A process for correcting the optical distortion of the image based thereon, a process for correcting the parallax between the digital camera and the infrared camera, and a process for correcting a camera lens field angle difference between the digital camera and the infrared camera are performed.

このとき、上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのそれぞれのカメラ光学系中心間距離と、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラによる撮像の際における上記構造物までの距離とを用いて、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとの視差を補正する処理を行う。また、上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラのカメラレンズ画角と上記赤外線カメラのカメラレンズ画角とのうち、カメラレンズ画角が小さい方の値を用いて、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズ画角差を補正する処理を行う。   At this time, the image processing means uses the distance between the center of the optical system of each of the digital camera and the infrared camera, and the distance to the structure at the time of imaging by the digital camera and the infrared camera. A process for correcting the parallax between the digital camera and the infrared camera is performed. Further, the image processing means uses the value of the smaller camera lens angle of view between the camera lens angle of view of the digital camera and the camera lens angle of view of the infrared camera, and the digital camera, the infrared camera, The camera lens field angle difference is corrected.

ここで、本発明にかかる撮像装置において、上記ディジタルカメラは、その光軸が、上記赤外線カメラの光軸の直上となる位置に配設される。これにより、本発明にかかる撮像装置においては、小型化を図ることができるとともに、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとの視差を補正する処理を簡略化することができる。   Here, in the imaging apparatus according to the present invention, the digital camera is disposed at a position where the optical axis is directly above the optical axis of the infrared camera. Thereby, in the imaging device concerning this invention, while being able to achieve size reduction, the process which correct | amends the parallax of the said digital camera and the said infrared camera can be simplified.

なお、本発明にかかる撮像装置において、上記操作手段としては、少なくとも、当該撮像装置に対して着脱自在とされる二次電池による電源をオン/オフするための電源ボタンと、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラによる静止画像データの撮像を行うためのシャッタボタンと、上記熱可視融合画像データとして重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率、及び/又は上記抽出表示画像データとして表示する上記熱画像データの温度範囲を設定するための設定ボタンと、上記記憶媒体に画像データを記憶させるための画像データ記憶ボタンと、上記記憶媒体に記憶されている画像データを読み出して上記表示手段に表示させるための画像データ読み出しボタンとが設けられればよい。   In the imaging apparatus according to the present invention, the operation means includes at least a power button for turning on / off a secondary battery that is detachable from the imaging apparatus, the digital camera, and the digital camera. A shutter button for capturing still image data with an infrared camera, a display intensity ratio of visible image data and thermal image data to be superimposed as the thermo-visible fusion image data, and / or the heat to be displayed as the extracted display image data A setting button for setting the temperature range of the image data, an image data storage button for storing the image data in the storage medium, and the image data stored in the storage medium are read and displayed on the display means. It is only necessary to provide an image data read button for this purpose.

また、本発明にかかる撮像装置は、上記赤外線カメラによって撮像されたアナログの熱画像データを符号化し、ディジタルの熱画像データを生成する符号化手段を、上記筐体内部に配設する。これにより、本発明にかかる撮像装置は、赤外線カメラがアナログの熱画像データのみ撮像可能なものであってもディジタル的な処理を行うことが可能となる。   In the imaging apparatus according to the present invention, an encoding unit that encodes analog thermal image data captured by the infrared camera and generates digital thermal image data is disposed inside the casing. Thereby, the imaging apparatus according to the present invention can perform digital processing even if the infrared camera can capture only analog thermal image data.

そして、上記画像処理手段は、上記赤外線カメラによって撮像された熱画像データを温度に応じた色分けによる表示データに変換し、上記ディジタルカメラによって撮像された可視画像データを、上記赤外線カメラによって撮像された熱画像データの解像度にあわせるように、当該可視画像データのスケーリングを行い、生成した上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記表示手段によって表示可能な形式に変換する。また、上記画像処理手段は、上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記記憶媒体に記憶させる際に、所定のフォーマットに圧縮する。   The image processing unit converts the thermal image data captured by the infrared camera into display data by color coding according to temperature, and the visible image data captured by the digital camera is captured by the infrared camera. The visible image data is scaled so as to match the resolution of the thermal image data, and the generated thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data is converted into a format that can be displayed by the display means. Further, the image processing means compresses the thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data into a predetermined format when storing them in the storage medium.

さらに、本発明にかかる撮像装置において、上記制御手段は、上記記憶媒体に記憶されている画像データを読み出し、これら画像データの一覧をサムネイル表示として上記表示手段に表示させることもでき、上記表示手段にサムネイル表示された一覧の中から選択された所望の画像データを上記記憶媒体から読み出して上記表示手段に表示させることもできる。   Furthermore, in the imaging apparatus according to the present invention, the control means can read out the image data stored in the storage medium, and can display a list of these image data on the display means as a thumbnail display. The desired image data selected from the list displayed as thumbnails can be read from the storage medium and displayed on the display means.

なお、本発明にかかる撮像装置は、上記構造物における欠陥の診断に用いて極めて好適である。   Note that the imaging apparatus according to the present invention is extremely suitable for use in diagnosing defects in the structure.

本発明においては、大幅な小型化且つ軽量化を実現するとともに、容易な操作性を実現することができ、可搬性に優れた上で、画像の歪みを補正したり画像を合成したりすることが容易となり、構造物のひび割れや空洞等の欠陥部の有無を容易に検出することができる。   In the present invention, it is possible to realize a significant reduction in size and weight, as well as easy operability, excellent portability, and correction of image distortion or synthesis of an image. Therefore, it is possible to easily detect the presence or absence of a defect such as a crack or a cavity in the structure.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

この実施の形態は、画像データを撮像する携帯型の撮像装置である。この撮像装置は、赤外線を用いて構造物の欠陥を診断する際に用いて好適なものであり、ディジタルカメラと赤外線カメラとを搭載しながらも可搬性に優れ、欠陥の有無を検出することができるものである。特に、この撮像装置は、従来では不可能であった小型化且つ軽量化を実現するとともに、容易な操作性を実現することに着眼して考案されたものである。   This embodiment is a portable imaging device that captures image data. This imaging device is suitable for use in diagnosing structural defects using infrared rays, and is excellent in portability and capable of detecting the presence or absence of defects while being equipped with a digital camera and an infrared camera. It can be done. In particular, this imaging apparatus has been devised with a focus on realizing a small size and a light weight, which has been impossible in the past, and an easy operability.

本願出願人は、構造物の欠陥を診断するにあたって、現場では解析を行うのではなく当該構造物の欠陥の有無を的確に把握した上での撮像のみに徹する用途に限定することを考えた。すなわち、本願出願人は、現場での作業性を重視し、可搬性に優れ、且つ画像解析をともなう後処理の便宜を考慮しつつ欠陥の有無の把握に寄与する必要不可欠な機能のみを実装することによって余計な機能を省略した撮像装置を提案することを考えた。このような前提のもと、本願出願人は、構造物の欠陥を診断することが可能な小型化且つ軽量化、さらには操作性の容易化を図る撮像装置を実現するにあたって、小型化且つ軽量化については構成部品の削減及び各構成部品の重量及び容積の低減が必須事項であり、操作性の容易化についてはマウス等を用いたパーソナルコンピュータによる操作の廃止が必須事項であるものと考えた。   The applicant of the present application considered that, when diagnosing a defect in a structure, the application is limited to an application that only focuses on imaging after accurately grasping the presence or absence of a defect in the structure rather than performing an analysis on site. In other words, the applicant of the present application mounts only the indispensable functions that contribute to the grasp of the presence or absence of defects while giving consideration to the convenience of post-processing with an emphasis on on-site workability, excellent portability, and image analysis. Therefore, it was considered to propose an imaging device in which unnecessary functions were omitted. Under such a premise, the applicant of the present application has reduced the size and weight of the imaging device that can reduce the size and weight of the structure and can facilitate the operability. It is essential to reduce the number of components and the weight and volume of each component in order to make it easier to operate, and to eliminate operability with a personal computer using a mouse, etc. .

そこで、本願出願人は、構成部品の削減を図るために、構造物までの距離を測定する測距計、構造物の撮像角度を測定する角度測定器、及び各種処理を行うパーソナルコンピュータを除去し、また、各構成部品の重量及び容積の低減を図るために、汎用製品としてのカメラを用いるのではなく半製品であるカメラモジュールを実装し、さらに、マウス等を用いたパーソナルコンピュータによる操作の廃止については、数個の操作ボタンによる操作方式を採用した。ここで、測距計及び角度測定器を削減することができる理由は、本願出願人が既に出願している特願2004−129597号明細書に詳述したように、撮像して得られる画像データそのものが距離や角度の情報を有していない場合であっても、後処理にてこれら距離や角度の情報を有効利用した処理を行うことが可能であることによる。また、各種処理を行うパーソナルコンピュータを削減することができる理由は、専用のLSI(Large Scale Integration)、所定の表示手段、及び数個の操作ボタンを実装することにより、画像処理といった診断に必要な機能を実現することができることによる。   Therefore, in order to reduce the number of components, the applicant of the present application has removed a distance meter that measures the distance to the structure, an angle measuring device that measures the imaging angle of the structure, and a personal computer that performs various processes. In addition, in order to reduce the weight and volume of each component, instead of using a camera as a general-purpose product, a semi-finished camera module is mounted, and the operation by a personal computer using a mouse is abolished. For, we adopted an operation method with several operation buttons. Here, the reason why the rangefinder and the angle measuring device can be reduced is that the image data obtained by imaging as detailed in Japanese Patent Application No. 2004-129597 already filed by the applicant of the present application. This is because even if the information itself does not have distance or angle information, it is possible to perform processing using the distance and angle information effectively in post-processing. The reason why the number of personal computers that perform various types of processing can be reduced is that a dedicated LSI (Large Scale Integration), a predetermined display means, and several operation buttons are installed, which is necessary for diagnostics such as image processing. By being able to realize the function.

以下、このような背景のもとに考案された撮像装置について詳述する。   Hereinafter, an imaging apparatus devised based on such a background will be described in detail.

図1(a)及び図1(b)に示すように、撮像装置10は、略直方体状の筐体11によって外観が形成され、この筐体11の内部に各種構成部材が配設されて構成される。   As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the imaging device 10 has an external appearance formed by a substantially rectangular parallelepiped casing 11, and various constituent members are disposed inside the casing 11. Is done.

撮像装置10は、撮像対象である構造物の可視画像データを撮像するディジタルカメラ12と、構造物の熱画像データを撮像する赤外線カメラ13とを、筐体11の内部に備える。   The imaging device 10 includes a digital camera 12 that captures visible image data of a structure that is an imaging target, and an infrared camera 13 that captures thermal image data of the structure inside the housing 11.

ディジタルカメラ12は、例えば有効画素数が400万ピクセル程度であるディジタルスチルカメラを用いて構成することができる。ここで、400万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラ12を用いた場合の仕様について検討する。水平方向画素数が2272ピクセルであり、垂直方向画素数が1704ピクセルであり、水平方向画角が36°であり、垂直方向画角が28°のカメラレンズを有するものと仮定する。ディジタルカメラ12においては、このような仕様のもとに、10mの距離だけ離隔した構造物を撮像する場合には、1ピクセルあたりの水平方向距離は2.86mmとなるとともに、垂直方向距離は2.93mmとなる。すなわち、ディジタルカメラ12においては、1ピクセルあたり約3mmの距離に相当する可視画像データを撮像することになる。また、ディジタルカメラ12においては、光学3倍ズームを適用した場合には、1ピクセルあたり約1mmの距離に相当する可視画像データを撮像することができる。一方、40万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラを用いた場合の仕様について検討すると、水平方向画素数及び垂直方向画素数は、それぞれ、400万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラ12に比べ、1/3に削減されることから、1ピクセルあたりの距離が3.3倍となり、約10mmとなる。したがって、この仕様のもとに光学3倍ズームを適用したとしても、1ピクセルあたり約3.3mmの距離に相当する可視画像データを撮像するにとどまる。   The digital camera 12 can be configured using a digital still camera having, for example, about 4 million effective pixels. Here, the specification when the digital camera 12 having the number of pixels of about 4 million pixels is used will be examined. Assume that the camera has a camera lens with a horizontal pixel number of 2272 pixels, a vertical pixel number of 1704 pixels, a horizontal field angle of 36 °, and a vertical field angle of 28 °. In the digital camera 12, when imaging a structure separated by a distance of 10 m based on such specifications, the horizontal distance per pixel is 2.86 mm and the vertical distance is 2 .93 mm. That is, the digital camera 12 captures visible image data corresponding to a distance of about 3 mm per pixel. In addition, in the digital camera 12, when the optical 3 × zoom is applied, visible image data corresponding to a distance of about 1 mm per pixel can be captured. On the other hand, when the specification in the case of using the digital camera having the number of pixels of about 400,000 pixels is examined, the horizontal direction pixel number and the vertical direction pixel number are respectively compared with the digital camera 12 having the number of pixels of about 4 million pixels. Therefore, the distance per pixel is 3.3 times, which is about 10 mm. Therefore, even if the optical 3 × zoom is applied under this specification, visible image data corresponding to a distance of about 3.3 mm per pixel is only captured.

一方、欠陥部としてのひび割れは、通常、その幅について、0.2mm以下、0.2mm〜1.0mm、1.0mm以上の3つに分類される。したがって、0.2mmの欠陥部を撮像するために、1ピクセルあたり0.2mmの距離に相当させるためには、400万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラに対して光学3倍ズームを適用した場合には、さらに構造物までの撮像距離として2mまで接近すれば足りるが、40万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラに対して光学3倍ズームを適用した場合には、構造物に対して60cmにまで近接する必要がある。また、40万ピクセル程度の画素数からなるディジタルカメラに対して光学3倍ズームを適用し、構造物に対して60cmにまで近接した場合には、1回の撮像によって得られる撮像面積が水平方向距離で39cm、垂直方向距離で30cmと極めて狭くなり、実用に供することができない。したがって、ディジタルカメラ12としては、有効画素数が400万ピクセル程度のものを用いるのが望ましい。   On the other hand, the crack as a defect part is normally classified into three about 0.2 mm or less, 0.2 mm-1.0 mm, and 1.0 mm or more about the width. Therefore, in order to image a 0.2 mm defect portion, in order to correspond to a distance of 0.2 mm per pixel, an optical 3 × zoom was applied to a digital camera having about 4 million pixels. In this case, it is sufficient that the imaging distance to the structure is further close to 2 m. However, when the optical 3 × zoom is applied to a digital camera having the number of pixels of about 400,000 pixels, It needs to be close to 60cm. In addition, when an optical 3 × zoom is applied to a digital camera having a number of pixels of about 400,000 pixels and the structure is close to 60 cm, the imaging area obtained by one imaging is horizontal. The distance is 39 cm and the vertical distance is 30 cm, which is extremely narrow and cannot be put to practical use. Therefore, it is desirable to use a digital camera 12 having an effective pixel number of about 4 million pixels.

このようなディジタルカメラ12は、図1(a)及び図2に示すように、カメラレンズが筐体11の正面側壁面から外部に露呈するように配設される。また、ディジタルカメラ12は、装置全体の小型化を図るべく、その光軸が、赤外線カメラ13の光軸の直上となる位置に配設される。   As shown in FIGS. 1A and 2, the digital camera 12 is arranged such that the camera lens is exposed to the outside from the front side wall surface of the housing 11. The digital camera 12 is disposed at a position where its optical axis is directly above the optical axis of the infrared camera 13 in order to reduce the size of the entire apparatus.

一方、赤外線カメラ13は、例えば、測定温度範囲が−20℃〜100℃程度であり、撮像された画像データの画素数が320(H)×240(V)ドット程度である赤外線カメラを用いて構成することができる。赤外線カメラ13も、図1(a)及び図2に示すように、ディジタルカメラ12と同様に、カメラレンズが筐体11の正面側壁面から外部に露呈するように配設される。   On the other hand, the infrared camera 13 uses, for example, an infrared camera whose measurement temperature range is about −20 ° C. to 100 ° C. and the number of pixels of captured image data is about 320 (H) × 240 (V) dots. Can be configured. As shown in FIGS. 1A and 2, the infrared camera 13 is also disposed so that the camera lens is exposed to the outside from the front side wall surface of the housing 11, as in the digital camera 12.

また、撮像装置10は、筐体11の内部に、例えばLCD(Liquid Crystal Display)等の少なくとも画像データを含む各種情報を表示する表示手段である表示部14を備える。具体的には、表示部14は、VGA(Video Graphics Array)形式の5.5インチTFT(Thin Film Transistor)液晶装置として構成され、16ビットのRGB形式データを表示可能なデバイスとして構成することができる。表示部14は、図1(b)及び図2に示すように、その表示画面が筐体11の背面側壁面から外部に露呈するように配設され、少なくとも、後述する熱画像データと可視画像データとを重畳して融合させた画像データ(以下、熱可視融合画像データという。)や、熱画像データから任意の温度範囲のデータのみを抽出した画像データ(以下、抽出表示画像データという。)を含む画像データIMを表示する。   In addition, the imaging apparatus 10 includes a display unit 14 that is a display unit that displays various types of information including at least image data, such as an LCD (Liquid Crystal Display), for example. Specifically, the display unit 14 is configured as a VGA (Video Graphics Array) type 5.5 inch TFT (Thin Film Transistor) liquid crystal device, and may be configured as a device capable of displaying 16-bit RGB format data. it can. As shown in FIGS. 1B and 2, the display unit 14 is disposed so that its display screen is exposed to the outside from the rear side wall surface of the housing 11, and at least thermal image data and visible image described later are provided. Image data obtained by superimposing and fusing data (hereinafter referred to as thermo-visible fusion image data), or image data obtained by extracting only data in an arbitrary temperature range from thermal image data (hereinafter referred to as extracted display image data). The image data IM including is displayed.

さらに、撮像装置10は、筐体11の内部に操作手段である各種操作ボタン15を備える。操作ボタン15は、図1(a)及び図1(b)並びに図2に示すように、その操作面が当該筐体11の上面側壁面から外部に露呈するように配設される。これら操作ボタン15としては、少なくとも、当該撮像装置10に対して着脱自在とされる二次電池であるバッテリ16による電源をオン/オフするための電源ボタン、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13による静止画像データの撮像を行うためのシャッタボタン、上述した熱可視融合画像データとして重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率及び/又は抽出表示画像データとして表示する熱画像データの温度範囲を設定するための設定ボタン、当該撮像装置10に対して着脱自在とされて少なくとも可視画像データ及び/又は熱画像データを記憶する記憶媒体としてのPCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)カード型メモリ17に画像データを記憶させるための画像データ記憶ボタン、及びPCMCIAカード型メモリ17に記憶されている画像データを読み出して表示部14に表示させるための画像データ読み出しボタンの5種類が設けられればよい。   Furthermore, the imaging apparatus 10 includes various operation buttons 15 that are operation means inside the housing 11. As shown in FIGS. 1A, 1 </ b> B, and 2, the operation button 15 is disposed so that its operation surface is exposed to the outside from the upper side wall surface of the housing 11. As these operation buttons 15, at least a power button for turning on / off the battery 16 that is a secondary battery that is detachable from the imaging apparatus 10, a still image by the digital camera 12 and the infrared camera 13. A shutter button for capturing data, the above-described visible image data to be superimposed as the thermo-visible fusion image data, the display intensity ratio of the thermal image data, and / or the temperature range of the thermal image data to be displayed as the extracted display image data are set. Image data in a PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) card-type memory 17 as a storage medium that is detachable from the imaging device 10 and stores at least visible image data and / or thermal image data. An image data storage button for storing Five types of image data read buttons for reading image data stored in the PCMCIA card type memory 17 and displaying the image data on the display unit 14 may be provided.

さらにまた、撮像装置10は、特に図示しないが、筐体11の内部に、構造物の撮像精度を高めるために、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のそれぞれについての光軸が互いに平行となるように調整する光軸調整手段である光軸調整機構を備える。撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13についてのそれぞれの光学系の画角が同一でないことが多いが、このような光軸調整機構を設けることにより、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のそれぞれによって撮像される画像データの中心が、被写体上においてディジタルカメラ12と赤外線カメラ13との間隔と同距離だけ離隔した点を示すように調整することが可能となることから、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13についてのそれぞれの光学系の画角に基づいて算出される視野サイズの比を考慮して、画角が大きい方の画像の中心付近から、画角が小さい方の画像の画角分を切り取り、これをディジタルカメラ12と赤外線カメラ13との間隔と同距離だけ移動して重ね合わせることにより、被写体までの距離にかかわらず、可視画像データと熱画像データとを重ね合わせることができ、上述した熱可視融合画像データを高精度に生成することが可能となる。   Furthermore, the imaging device 10 is not particularly shown, but in the housing 11, the optical axes of the digital camera 12 and the infrared camera 13 are parallel to each other in order to increase the imaging accuracy of the structure. An optical axis adjustment mechanism that is an optical axis adjustment means for adjustment is provided. In the imaging apparatus 10, the angle of view of each optical system for the digital camera 12 and the infrared camera 13 is often not the same. However, by providing such an optical axis adjustment mechanism, the digital camera 12 and the infrared camera 13 have different angles of view. Since the center of the image data captured by each can be adjusted to indicate a point on the subject that is separated by the same distance as the distance between the digital camera 12 and the infrared camera 13, the digital camera 12 and the infrared ray can be adjusted. Taking into account the field size ratio calculated based on the angle of view of each optical system for the camera 13, the angle of view of the image with the smaller angle of view is calculated from the vicinity of the center of the image with the larger angle of view. Cut and superimpose this by moving the same distance as the distance between the digital camera 12 and the infrared camera 13 Ri, regardless of the distance to the subject, it is possible to overlay the visible image data and thermal image data, it is possible to generate heat visible fused image data described above with high accuracy.

このような撮像装置10は、図1(a)に示すように、例えば、筐体11の大きさが、横方向長さ120mm、奥行き方向長さ120mm、高さ方向長さ100mm、容積1440×10mm程度に構成されるとともに、全重量については、1.0kg未満の携帯型機器として好適な重量に構成される。また、撮像装置10は、ユーザに極めて優れた可搬性を提供するために、筐体11に所定のストラップ18が付設されて構成される。なお、撮像装置10は、特に図示しないが、ディジタルカメラ12や赤外線カメラ13を衝撃から保護するための緩衝機構や、筐体11の内部への塵埃や水滴の混入を防止するための防塵及び防沫機構も備えていることはいうまでもない。 As shown in FIG. 1A, such an imaging apparatus 10 has, for example, a case 11 having a lateral length of 120 mm, a depth direction length of 120 mm, a height direction length of 100 mm, and a volume of 1440 ×. The total weight is about 10 3 mm 3 and the weight is suitable for a portable device of less than 1.0 kg. In addition, the imaging device 10 is configured by attaching a predetermined strap 18 to the housing 11 in order to provide extremely excellent portability to the user. Although not particularly illustrated, the imaging device 10 is provided with a buffer mechanism for protecting the digital camera 12 and the infrared camera 13 from an impact, and dust and water prevention for preventing dust and water droplets from entering the housing 11. Needless to say, the spray mechanism is also provided.

さて、このような撮像装置10は、筐体11の内部に、図3に示すような回路構成を備える。すなわち、撮像装置10は、ディジタルカメラ12を制御するカメラ制御部51と、赤外線カメラ13によって撮像された熱画像データを符号化するビデオエンコーダ52と、ディジタルカメラ12による可視画像データと赤外線カメラ13による熱画像データとに対して各種画像処理を施す画像処理手段である画像処理部53と、この画像処理部53のワークエリアとして用いられるSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)54とを備える。また、撮像装置10は、各部を統括的に制御する制御手段である主制御部55と、プログラム等の各種情報を格納するフラッシュROM(Read Only Memory)56と、主制御部55のワークエリアとして用いられるSDRAM57と、PCMCIAカードスロット59に装着されたPCMCIAカード型メモリ17に対するデータの読み出し及び/又は書き込みを制御する記憶媒体制御手段であるPCMCIAコントローラ58とを備える。   Now, such an imaging device 10 includes a circuit configuration as shown in FIG. That is, the imaging apparatus 10 includes a camera control unit 51 that controls the digital camera 12, a video encoder 52 that encodes thermal image data captured by the infrared camera 13, and visible image data and digital camera 12 that are captured by the digital camera 12. The image processing unit 53 is an image processing unit that performs various types of image processing on the thermal image data, and an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) 54 that is used as a work area of the image processing unit 53. In addition, the imaging apparatus 10 includes a main control unit 55 that is a control unit that comprehensively controls each unit, a flash ROM (Read Only Memory) 56 that stores various information such as programs, and a work area for the main control unit 55. The SDRAM 57 used and a PCMCIA controller 58 which is a storage medium control means for controlling reading and / or writing of data with respect to the PCMCIA card type memory 17 installed in the PCMCIA card slot 59 are provided.

カメラ制御部51は、例えばUSB(Universal Serial Bus)によって接続された主制御部55の制御のもとにディジタルカメラ12を制御し、当該ディジタルカメラ12によって撮像された例えば10ビットのディジタルの可視画像データを取得し、これを例えばVGA形式等の解像度のデータとして画像処理部53に供給する。このとき、カメラ制御部51は、ディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれかのオートフォーカス機能又はマニュアルフォーカス機能を用いて、当該ディジタルカメラ12及び当該赤外線カメラ13によって撮像している構造物までの距離データを取得し、画像処理部53に供給する。   The camera control unit 51 controls the digital camera 12 under the control of a main control unit 55 connected by, for example, a USB (Universal Serial Bus), and a 10-bit digital visible image captured by the digital camera 12, for example. Data is acquired and supplied to the image processing unit 53 as resolution data of, for example, VGA format. At this time, the camera control unit 51 uses the autofocus function or the manual focus function of either the digital camera 12 or the infrared camera 13, and the distance to the structure imaged by the digital camera 12 and the infrared camera 13. Data is acquired and supplied to the image processing unit 53.

ビデオエンコーダ52は、赤外線カメラ13によって撮像される熱画像データがアナログデータである場合に設けられるものである。すなわち、ビデオエンコーダ52は、赤外線カメラ13によって撮像されたアナログの熱画像データを取得すると、この熱画像データに対して所定の符号化を施し、例えばQVGA(Quarter Video Graphics Array)形式等のディジタルの熱画像データを生成する。ビデオエンコーダ52は、生成した熱画像データを画像処理部53に供給する。なお、赤外線カメラ13は、フォーカス等の設定を手動で行うようにしてもよく、または、ディジタルカメラ12と同様に、主制御部55の制御に基づいて制御が行われるようにしてもよい。   The video encoder 52 is provided when the thermal image data captured by the infrared camera 13 is analog data. That is, when the video encoder 52 acquires the analog thermal image data captured by the infrared camera 13, the video encoder 52 performs a predetermined encoding on the thermal image data, for example, digital VQGA (Quarter Video Graphics Array) format or the like. Generate thermal image data. The video encoder 52 supplies the generated thermal image data to the image processing unit 53. Note that the infrared camera 13 may be manually set for focus or the like, or may be controlled based on the control of the main control unit 55 as in the digital camera 12.

画像処理部53は、例えばSDRAM54をワークエリアとして用いて処理を実行するDSP(Digital Signal Processor)によって構成される。画像処理部53は、赤外線カメラ13によって撮像されてビデオエンコーダ52によってディジタル化された熱画像データをキャプチャし、この熱画像データを温度に応じた色分けによる表示データに変換する。これにより、画像処理部53は、抽出表示画像データの生成が可能となる。また、画像処理部53は、ディジタルカメラ12によって撮像された可視画像データをキャプチャし、ビデオエンコーダ52から供給された熱画像データの解像度にあわせるように、可視画像データのスケーリングを行う。さらに、画像処理部53は、後に詳述するが、熱画像データと可視画像データとを重畳して融合させて熱可視融合画像データを生成する一連の処理や、熱画像データから任意の温度範囲のデータのみを抽出して抽出表示画像データを生成する一連の処理を行う。そして、画像処理部53は、輝度信号(Y)、輝度信号と赤色成分との差信号(U)、及び輝度信号と青色成分との差信号(V)で表されるいわゆるYUV形式の熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを、例えばRGB形式といった表示部14によって表示可能な形式に変換するとともに、これら熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データをPCMCIAカード型メモリ17に記憶させるべく、例えばJPEG(Joint Photographic Experts Group)形式等の所定のフォーマットに圧縮する。   The image processing unit 53 is configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) that executes processing using the SDRAM 54 as a work area. The image processing unit 53 captures thermal image data captured by the infrared camera 13 and digitized by the video encoder 52, and converts the thermal image data into display data by color coding according to temperature. As a result, the image processing unit 53 can generate the extracted display image data. The image processing unit 53 captures the visible image data captured by the digital camera 12 and performs scaling of the visible image data so as to match the resolution of the thermal image data supplied from the video encoder 52. Furthermore, as will be described in detail later, the image processing unit 53 performs a series of processes for generating thermal visible fusion image data by superimposing and fusing the thermal image data and the visible image data, and an arbitrary temperature range from the thermal image data. A series of processes for generating extracted display image data by extracting only the above data is performed. Then, the image processing unit 53 is a so-called YUV type thermo-visible that is represented by a luminance signal (Y), a difference signal (U) between the luminance signal and the red component, and a difference signal (V) between the luminance signal and the blue component. The fused image data and / or the extracted display image data are converted into a format that can be displayed by the display unit 14 such as RGB format, and the thermo-visible fused image data and / or the extracted display image data are stored in the PCMCIA card type memory 17. For this purpose, the image data is compressed into a predetermined format such as JPEG (Joint Photographic Experts Group) format.

SDRAM54は、画像処理部53による処理の実行によって生成される一時的なデータを記憶するものであり、例えば128Mビットのものが2つ設けられ、合計256Mビットのデータを、読み出し及び/又は書き込み可能に一時的に記憶する。   The SDRAM 54 stores temporary data generated by execution of processing by the image processing unit 53. For example, two 128M bits are provided, and a total of 256M bits of data can be read and / or written. Memorize temporarily.

主制御部55は、専用のLSIによって構成することができ、操作ボタン15の操作やRTC(Real Time Clock)60による計時情報に基づいて動作する。主制御部55は、表示部14を制御し、画像処理部53によって生成された熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを当該表示部14に表示させる。また、主制御部55は、例えばUSB接続されたカメラ制御部51に対して所定のコマンドを送信することにより、当該カメラ制御部51を制御する。さらに、主制御部55は、PCMCIAコントローラ58を制御し、ディジタルカメラ12によって撮像された最大画素数の可視画像データをPCMCIAカード型メモリ17に記憶させる。さらにまた、主制御部55は、特に図示しないが、PCMCIAカードスロット59を介してパーソナルコンピュータとUSB接続等を行った場合には、PCMCIAコントローラ58を制御し、熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを当該パーソナルコンピュータに転送する。また、主制御部55は、PCMCIAコントローラ58を制御し、画像処理部53によってJPEG形式等に圧縮された熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データ、さらにはディジタルの熱画像データ等をPCMCIAカード型メモリ17に記憶させる。   The main control unit 55 can be configured by a dedicated LSI, and operates based on operation of the operation buttons 15 and time information by an RTC (Real Time Clock) 60. The main control unit 55 controls the display unit 14 to display the heat-visible fusion image data and / or the extracted display image data generated by the image processing unit 53 on the display unit 14. Further, the main control unit 55 controls the camera control unit 51 by transmitting a predetermined command to the camera control unit 51 connected via USB, for example. Further, the main control unit 55 controls the PCMCIA controller 58 to store the visible image data of the maximum number of pixels captured by the digital camera 12 in the PCMCIA card type memory 17. Furthermore, the main control unit 55 controls the PCMCIA controller 58 to extract the heat-visible fusion image data and / or the extraction when the personal computer is connected to the personal computer via the PCMCIA card slot 59 or the like, though not shown. The display image data is transferred to the personal computer. Further, the main control unit 55 controls the PCMCIA controller 58 to transmit the thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data compressed by the image processing unit 53 to the JPEG format or the like, and the digital thermal image data. It is stored in the card type memory 17.

フラッシュROM56は、主制御部55が実行するプログラム等の各種情報を格納するものであり、例えば16Mビットのものが2つ設けられ、合計32Mビットのデータを、読み出し及び/又は書き込み可能に記憶する。   The flash ROM 56 stores various information such as a program executed by the main control unit 55. For example, two 16M bit data are provided, and a total of 32M bit data is stored in a readable and / or writable manner. .

SDRAM57は、主制御部55による処理の実行によって生成される一時的なデータを記憶するものであり、例えば128Mビットのものが2つ設けられ、合計256Mビットのデータを、読み出し及び/又は書き込み可能に一時的に記憶する。   The SDRAM 57 stores temporary data generated by execution of processing by the main control unit 55. For example, two 128M bits are provided, and a total of 256M bits of data can be read and / or written. Memorize temporarily.

PCMCIAコントローラ58は、主制御部55の制御のもとに、PCMCIAカードスロット59に装着されたPCMCIAカード型メモリ17に対するデータの読み出し及び/又は書き込みを制御する。   The PCMCIA controller 58 controls reading and / or writing of data with respect to the PCMCIA card type memory 17 installed in the PCMCIA card slot 59 under the control of the main control unit 55.

このような回路構成を備える撮像装置10は、上述したように、ディジタルカメラ12、赤外線カメラ13、表示部14、及び操作ボタン15からなるユーザインターフェースと、各種回路や機構とが全て携帯可能な大きさの単一の筐体11の内部に収納され、可搬性に優れた一体的なユニットとして構成される。このとき、撮像装置10は、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13が、撮像対象である構造物の略同一の部分を指向するように配置されて構成されている。撮像装置10においては、空間的に離隔されたディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のカメラ光学系の中心の空間座標値とこれらの光軸間距離とが既知とされ、フラッシュROM56等に記憶されている。   As described above, the imaging apparatus 10 having such a circuit configuration is large enough to carry the user interface including the digital camera 12, the infrared camera 13, the display unit 14, and the operation buttons 15, and various circuits and mechanisms. The unit is housed in a single casing 11 and is configured as an integrated unit having excellent portability. At this time, the imaging apparatus 10 is configured such that the digital camera 12 and the infrared camera 13 are arranged so as to be directed to substantially the same part of the structure to be imaged. In the imaging apparatus 10, the spatial coordinate values of the center of the camera optical system of the digital camera 12 and the infrared camera 13 that are spatially separated and the distance between these optical axes are known and stored in the flash ROM 56 or the like. .

このような撮像装置10においては、主制御部55の制御のもとに、画像処理部53によって生成された熱可視融合画像データや抽出表示画像データを表示部14に表示し、診断者に提示する。診断者は、これら熱可視融合画像データや抽出表示画像データを視認しながら、当該熱可視融合画像データや当該抽出表示画像データ上において認められる欠陥部を把握することが可能となる。また、撮像装置10においては、操作ボタン15における画像データ記憶ボタンを操作することにより、これら熱可視融合画像データや抽出表示画像データを画像処理部53によってJPEG形式等に圧縮した上で、PCMCIAカード型メモリ17に記憶させることができる。さらに、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12によって撮像された可視画像データや、赤外線カメラ13によって撮像された熱画像データについても、PCMCIAカード型メモリ17に記憶させることができる。さらにまた、撮像装置10においては、操作ボタン15における画像データ読み出しボタンを操作することにより、主制御部55及びPCMCIAコントローラ58の制御のもとに、PCMCIAカード型メモリ17に記憶されている各種画像データを読み出し、これら画像データの一覧をいわゆるサムネイル表示として表示部14に表示させることもできる。そして、撮像装置10においては、このサムネイル表示された一覧の中から所望の画像データを選択操作することにより、主制御部55の制御のもとに、当該画像データをPCMCIAカード型メモリ17から読み出して表示部14に表示させることができる。そして、撮像装置10においては、PCMCIAカードスロット59を介してパーソナルコンピュータと接続し、画像データを当該パーソナルコンピュータに転送することもでき、当該パーソナルコンピュータを用いた後処理としての画像解析を容易とすることができる。   In such an imaging apparatus 10, under the control of the main control unit 55, the thermo-visible fusion image data and the extracted display image data generated by the image processing unit 53 are displayed on the display unit 14 and presented to the diagnostician. To do. The diagnostician can grasp the defective portion recognized on the thermo-visible fusion image data and the extracted display image data while visually recognizing the thermo-visible fusion image data and the extracted display image data. Further, in the imaging apparatus 10, by operating the image data storage button in the operation button 15, the thermo-visible fusion image data and the extracted display image data are compressed into the JPEG format or the like by the image processing unit 53, and then the PCMCIA card. It can be stored in the mold memory 17. Further, in the imaging device 10, visible image data captured by the digital camera 12 and thermal image data captured by the infrared camera 13 can also be stored in the PCMCIA card type memory 17. Furthermore, in the imaging device 10, various images stored in the PCMCIA card type memory 17 under the control of the main control unit 55 and the PCMCIA controller 58 by operating the image data read button in the operation button 15. Data can be read and a list of these image data can be displayed on the display unit 14 as a so-called thumbnail display. In the imaging apparatus 10, the desired image data is selected from the thumbnail display list, and the image data is read from the PCMCIA card type memory 17 under the control of the main control unit 55. Can be displayed on the display unit 14. The imaging apparatus 10 can also be connected to a personal computer via the PCMCIA card slot 59 and transfer image data to the personal computer, facilitating image analysis as post-processing using the personal computer. be able to.

さて、以下では、撮像装置10の動作とともに、熱可視融合画像データや抽出表示画像データの生成について詳細に説明するものとする。   Now, the generation of the thermo-visible fusion image data and the extracted display image data will be described in detail along with the operation of the imaging device 10.

撮像装置10においては、操作ボタン15における電源ボタンを操作することによって動作可能状態に移行すると、構造物の可視画像データと熱画像データとに基づいて、画像処理部53によって熱可視融合画像データを生成して表示部14に表示する。このとき、撮像装置10においては、撮像対象を確定するために、熱可視融合画像データをディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13の視野の移動に追随するように表示部14に表示する。この表示部14に表示される熱可視融合画像データは、主制御部55の制御のもとに、ディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13に対して一定の時間間隔で画像データを要求し、送られてきたデータを用いて生成して表示部14に表示したものであり、重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を、例えば熱画像強度:可視画像強度=50:50といった所定の標準値としたものである。なお、この表示強度比率は、後述するように、必要に応じて任意に可変とすることができる。このとき、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13の画素数よりも少ない画素数の可視画像データ及び熱画像データに基づいて熱可視融合画像データを生成して表示部14に表示することにより、画像処理部53及び主制御部55による処理負担を軽減し、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13の視野の移動に滑らかに追随したリアルタイム熱可視融合画像データを表示部14に表示することができる。   In the imaging device 10, when the operation button 15 is operated to operate the power button, the image processing unit 53 generates the thermo-visible fusion image data based on the visible image data and the thermal image data of the structure. Generated and displayed on the display unit 14. At this time, the imaging apparatus 10 displays the thermo-visible fusion image data on the display unit 14 so as to follow the movement of the visual field of the digital camera 12 and the infrared camera 13 in order to determine the imaging target. The thermo-visible fusion image data displayed on the display unit 14 is sent to the digital camera 12 or the infrared camera 13 by requesting the image data at regular time intervals under the control of the main control unit 55. The display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data to be superimposed is set to a predetermined standard value such as, for example, thermal image intensity: visible image intensity = 50: 50. It is what. The display intensity ratio can be arbitrarily changed as necessary, as will be described later. At this time, in the imaging device 10, the thermo-visible fusion image data is generated based on the visible image data and the thermal image data having a smaller number of pixels than the number of pixels of the digital camera 12 and the infrared camera 13 and displayed on the display unit 14. As a result, the processing load on the image processing unit 53 and the main control unit 55 is reduced, and real-time thermo-visible fusion image data smoothly following the movement of the visual field of the digital camera 12 and the infrared camera 13 can be displayed on the display unit 14. it can.

撮像装置10においては、診断者がこのリアルタイム熱可視融合画像データを視認することによって撮像対象を確定すると、操作ボタン15におけるシャッタボタンを操作することにより、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13による可視画像データ及び熱画像データを静止画像データとして画像処理部53に取り込み、PCMCIAカード型メモリ17に対する各種画像データの記憶といった各種処理を行うことができる。ここで、撮像装置10においては、画像処理部53に可視画像データ及び熱画像データを取り込んだ後については、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13の最大画素数の画像データについて処理を行うのが望ましく、これにより、診断者にとって使い勝手がよく欠陥部の検出を容易且つ確実に行うことが可能となる。   In the imaging device 10, when a diagnostician visually confirms the real-time thermo-visible fusion image data and determines an imaging target, the shutter button in the operation button 15 is operated to display visible image data from the digital camera 12 and the infrared camera 13. In addition, the thermal image data can be taken into the image processing unit 53 as still image data, and various processes such as storing various image data in the PCMCIA card type memory 17 can be performed. Here, in the imaging apparatus 10, it is desirable to perform processing on the image data of the maximum number of pixels of the digital camera 12 and the infrared camera 13 after taking the visible image data and the thermal image data into the image processing unit 53. As a result, it is convenient for the diagnostician, and it is possible to easily and reliably detect the defective portion.

ところで、撮像装置10においては、このような熱可視融合画像データを生成するために行われる後述するパララックス処理の際に、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13による撮像の際における構造物までの距離情報を必要とするが、この測定精度は、近距離測定のみ必要であることから、ディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれかのフォーカス機能を利用することができる。したがって、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13による可視画像データ及び熱画像データを画像処理部53に取り込む際に、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13から構造物までの距離データを、ディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれかのフォーカス機能を用いて取得する。すなわち、撮像装置10においては、距離データを取得するために用いるディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれかがオートフォーカス機能を有している場合には、その機能を用いて当該距離データを取得する。一方、撮像装置10においては、距離データを取得するために用いるディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれかがオートフォーカス機能を有しておらず、手動によるマニュアルフォーカスを行う場合には、その機能を用いて当該距離データを取得する。このとき、撮像装置10においては、上述したように、ディジタルカメラ12と赤外線カメラ13との位置関係が既知とされていることから、当該ディジタルカメラ12又は当該赤外線カメラ13のいずれかのフォーカス機能を用いて距離データを取得することにより、当該ディジタルカメラ12及び当該赤外線カメラ13の双方についての構造物までの距離を求めることができる。これにより、撮像装置10においては、測距計や角度測定器を別途設ける必要がなく、装置の大幅な小型化を図ることができる。なお、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12のフォーカス機能を用いて距離データを取得する場合には、画素数が小さい赤外線カメラ13を用いる場合よりも高精度に距離データを求めることができる。一方、撮像装置10においては、赤外線カメラ13のフォーカス機能を用いて距離データを取得する場合には、フォーカス情報に基づいて距離データに変換する際に生じる光学系の機械的な移動量が、ディジタルカメラ12の移動量に比べて小さくて済むという利点がある。したがって、撮像装置10においては、これらディジタルカメラ12又は赤外線カメラ13のいずれを用いるかについては、使用状況等に基づくトレードオフによって決定すればよい。   By the way, in the imaging device 10, distance information to the structure at the time of imaging by the digital camera 12 and the infrared camera 13 in the later-described parallax processing performed to generate such thermo-visible fusion image data. However, since this measurement accuracy requires only short distance measurement, the focus function of either the digital camera 12 or the infrared camera 13 can be used. Therefore, in the imaging device 10, when the visible image data and the thermal image data from the digital camera 12 and the infrared camera 13 are taken into the image processing unit 53, the distance data from the digital camera 12 and the infrared camera 13 to the structure is digitally converted. Obtained using the focus function of either the camera 12 or the infrared camera 13. That is, in the imaging device 10, when either the digital camera 12 or the infrared camera 13 used for acquiring distance data has an autofocus function, the distance data is acquired using that function. . On the other hand, in the imaging apparatus 10, when either the digital camera 12 or the infrared camera 13 used for acquiring distance data does not have an autofocus function and performs manual focus manually, the function is provided. To obtain the distance data. At this time, since the positional relationship between the digital camera 12 and the infrared camera 13 is known in the imaging device 10 as described above, the focus function of either the digital camera 12 or the infrared camera 13 is provided. By using the distance data to obtain the distance data, the distance to the structure for both the digital camera 12 and the infrared camera 13 can be obtained. Thereby, in the imaging device 10, it is not necessary to separately provide a distance meter and an angle measuring device, and the device can be greatly reduced in size. In the imaging apparatus 10, when the distance data is acquired using the focus function of the digital camera 12, the distance data can be obtained with higher accuracy than when the infrared camera 13 having a small number of pixels is used. On the other hand, in the imaging apparatus 10, when distance data is acquired using the focus function of the infrared camera 13, the amount of mechanical movement of the optical system that occurs when the distance data is converted based on the focus information is digital. There is an advantage that the movement amount of the camera 12 is small. Therefore, in the imaging apparatus 10, which of the digital camera 12 and the infrared camera 13 is used may be determined by a trade-off based on the usage situation or the like.

さて、撮像装置10においては、操作ボタン15における電源ボタンを操作することによって動作可能状態に移行して、上述したような熱可視融合画像データを生成する際には、以下のような処理を行う。   Now, in the imaging device 10, when the operation button 15 is operated to move to the operable state and the thermo-visible fusion image data as described above is generated, the following processing is performed. .

まず、撮像装置10においては、画像処理部53に可視画像データ及び熱画像データが供給されると、当該画像処理部53によってこれら可視画像データ及び熱画像データを等縮尺に補正し、この補正後の等縮尺画像データをSDRAM54に格納する。また、撮像装置10においては、画像処理部53により、以下に説明するレンズ収差補正処理及びパララックス補正処理を実行する。   First, in the imaging device 10, when visible image data and thermal image data are supplied to the image processing unit 53, the image processing unit 53 corrects the visible image data and thermal image data to an equal scale, and after this correction Are stored in the SDRAM 54. In the imaging apparatus 10, the image processing unit 53 executes lens aberration correction processing and parallax correction processing described below.

まず、撮像装置10においては、画像処理部53に取り込んだ等縮尺画像データのレンズ補正処理を当該画像処理部53によって実行する。   First, in the imaging device 10, the image processing unit 53 executes lens correction processing of the isometric image data captured in the image processing unit 53.

このレンズ収差補正処理は、カメラレンズの歪曲収差と称される光学歪みを補正する処理であり、その一例が特願2002−379548号明細書に記載されている。すなわち、撮像装置10においては、撮像後の画像データが樽状に歪む現象をもたらす歪曲収差を補正するために、画像処理部53によってアフィン変換と称される処理を施す。   This lens aberration correction process is a process for correcting optical distortion called distortion of the camera lens, and an example thereof is described in Japanese Patent Application No. 2002-379548. In other words, in the imaging apparatus 10, in order to correct distortion that causes a phenomenon that image data after imaging is distorted in a barrel shape, the image processing unit 53 performs a process called affine transformation.

このアフィン変換は、ユークリッド幾何学的な線形変換と平行移動の組み合わせによる図形や形状の移動又は変形を行う方法であり、4×4の行列演算で表現できる移動、回転、左右反転、拡大、縮小、シアーの座標変換である。このアフィン変換は、元の図形で直線状に並ぶ点は変換後も直線状に並び、平行線は変換後も平行線であるといったように、幾何学的性質が保たれる変換方式である。したがって、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のカメラレンズの光学歪みの性質、すなわち、カメラレンズの収差特質を予めデータとして採取しておき、フラッシュROM56等に記憶させておく。これにより、撮像装置10においては、画像処理部53の演算により、カメラレンズの収差特質を示すデータを用いて、当該カメラレンズの収差による光学歪みを除去した可視画像データ及び熱画像データを得ることができる。   This affine transformation is a method of moving or transforming figures and shapes by a combination of Euclidean geometric linear transformation and parallel movement, and can be represented by 4 × 4 matrix operations. Shear's coordinate transformation. This affine transformation is a transformation method in which geometrical properties are maintained such that points arranged in a straight line in the original figure are arranged in a straight line after conversion, and parallel lines are parallel lines after conversion. Therefore, in the imaging apparatus 10, the properties of the optical distortion of the camera lens of the digital camera 12 and the infrared camera 13, that is, the aberration characteristic of the camera lens are collected in advance as data and stored in the flash ROM 56 or the like. Thereby, in the imaging device 10, by the calculation of the image processing unit 53, the visible image data and the thermal image data from which the optical distortion due to the aberration of the camera lens is removed are obtained using the data indicating the aberration characteristic of the camera lens. Can do.

撮像装置10においては、このようなレンズ収差補正処理を行うと、画像処理部53によってパララックス補正処理を実行する。   In the imaging apparatus 10, when such lens aberration correction processing is performed, the parallax correction processing is executed by the image processing unit 53.

このパララックス補正処理は、特願2002−379548号明細書に詳述されている。すなわち、撮像装置10においては、筐体11の内部にディジタルカメラ12と赤外線カメラ13とが並置されて収納された構造とされることから、ディジタルカメラ11の撮像範囲と赤外線カメラ13の撮像範囲との間にずれ、すなわち、視差(パララックス)が生じる。パララックス補正処理は、このようなパララックスを補正する処理である。   This parallax correction process is described in detail in Japanese Patent Application No. 2002-379548. That is, the imaging device 10 has a structure in which the digital camera 12 and the infrared camera 13 are housed side by side in the housing 11, so that the imaging range of the digital camera 11 and the imaging range of the infrared camera 13 are In other words, a shift, that is, parallax occurs. The parallax correction process is a process for correcting such a parallax.

撮像装置10においては、水平方向のカメラレンズ画角が等しく、且つ垂直方向のカメラレンズ画角が等しいディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13を垂直方向に平行に並べて同一方向の被写体を撮像した場合には、これら2台のカメラのうちいずれか一方のカメラの撮像画像データを、パララックス量の分だけ垂直方向に移動させることにより、これら2台のカメラによって得られた画像データを重ね合わせ、合致させた画像データを合成することができる。また、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のカメラレンズ画角が異なる場合には、これらディジタルカメラ12と赤外線カメラ13とのそれぞれのカメラ光学系中心間距離と、ディジタルカメラ12によるオートフォーカス機能を用いて取得された構造物までの距離とを用いて、可視画像データと熱画像データとの視点の違いによる視差を補正することができる。   In the imaging device 10, when the digital camera 12 and the infrared camera 13 having the same horizontal camera lens field angle and the same vertical camera lens field angle are arranged in parallel in the vertical direction, a subject in the same direction is imaged. By moving the captured image data of one of these two cameras in the vertical direction by the amount of the parallax, the image data obtained by these two cameras are superimposed and matched. Image data can be synthesized. In the imaging device 10, when the camera lens field angles of the digital camera 12 and the infrared camera 13 are different from each other, the distance between the centers of the camera optical systems of the digital camera 12 and the infrared camera 13 and the digital camera 12 The parallax due to the difference in viewpoint between the visible image data and the thermal image data can be corrected using the distance to the structure acquired using the autofocus function.

ここで、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12が赤外線カメラ13の直上となる位置に配設されていることから、このようなパララックス補正を簡略化することができる。   Here, in the imaging device 10, since the digital camera 12 is disposed at a position directly above the infrared camera 13, such parallax correction can be simplified.

また、撮像装置10においては、ディジタルカメラ12及び赤外線カメラ13のカメラレンズ画角が異なる場合には、可視画像データと熱画像データとを同一視野及び同一画角となるように補正する。このとき、撮像装置10においては、カメラレンズ画角が小さい方の値を用いて可視画像データと熱画像データとの視野及び画角を一致させる。   Further, in the imaging apparatus 10, when the camera lens field angles of the digital camera 12 and the infrared camera 13 are different, the visible image data and the thermal image data are corrected so as to have the same field of view and the same field angle. At this time, in the imaging device 10, the visual field data and the thermal image data are matched in the field of view and the angle of view using the value with the smaller camera lens angle of view.

撮像装置10においては、このようなパララックス補正処理を行うと、視野及び画角が一致した可視画像データと熱画像データとを重畳して融合させた熱可視融合画像データや、補正した熱画像データから任意の温度範囲のデータのみを抽出した抽出表示画像データを画像処理部53によって生成し、主制御部55の制御のもとに、生成した熱可視融合画像データ及び/又は抽出表示画像データを表示部14に表示する。   In the imaging apparatus 10, when such parallax correction processing is performed, thermo-visible fusion image data obtained by superimposing and fusing visible image data and thermal image data having the same field of view and angle of view, or a corrected thermal image. Extracted display image data obtained by extracting only data in an arbitrary temperature range from the data is generated by the image processing unit 53, and the generated thermo-visible fusion image data and / or extracted display image data under the control of the main control unit 55 Is displayed on the display unit 14.

ここで、撮像装置10においては、操作ボタン15における設定ボタンを操作することにより、画像処理部53により、熱可視融合画像データについて、重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を可変とすることができる。具体的には、撮像装置10においては、熱画像強度:可視画像強度を75:25とした場合には、図4に示すように、可視画像データの成分に比べ熱画像データの成分が強く現れる熱可視融合画像データを表示部14に表示する。また、撮像装置10においては、熱画像強度を小さくし、熱画像強度:可視画像強度を50:50とした場合には、図5に示すように、可視画像データの成分と熱画像データの成分とが同等レベルで現れる熱可視融合画像データを表示部14に表示する。さらに、撮像装置10においては、熱画像強度をさらに小さくし、熱画像強度:可視画像強度を25:75とした場合には、図6に示すように、可視画像データに対して熱画像データが弱レベルで重畳された熱可視融合画像データを表示部14に表示する。したがって、撮像装置10においては、熱画像強度:可視画像強度を1:0とした場合には、熱画像データを表示部14に表示することができ、熱画像強度:可視画像強度を0:1とした場合には、可視画像データを表示部14に表示することができる。   Here, in the imaging device 10, by operating the setting button in the operation button 15, the image processing unit 53 can change the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data to be superimposed on the thermal-visible fusion image data. can do. Specifically, in the imaging device 10, when the thermal image intensity: visible image intensity is set to 75:25, the thermal image data component appears stronger than the visible image data component as shown in FIG. The thermo-visible fusion image data is displayed on the display unit 14. In the imaging apparatus 10, when the thermal image intensity is reduced and the thermal image intensity: visible image intensity is 50:50, as shown in FIG. 5, the components of the visible image data and the components of the thermal image data are as shown in FIG. Is displayed on the display unit 14. Furthermore, in the imaging device 10, when the thermal image intensity is further reduced and the thermal image intensity: visible image intensity is set to 25:75, as shown in FIG. Thermo-visible fusion image data superimposed at a weak level is displayed on the display unit 14. Therefore, in the imaging device 10, when the thermal image intensity: visible image intensity is set to 1: 0, the thermal image data can be displayed on the display unit 14, and the thermal image intensity: visible image intensity is set to 0: 1. In this case, visible image data can be displayed on the display unit 14.

なお、撮像装置10においては、熱可視融合画像データとして重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を診断者に視覚的に提示するのが望ましく、例えば図7に示すように、操作ボタン15における設定ボタンの操作による可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率の変化に応じて一方向にスクロールすることによって現在の表示強度比率を示すことが可能とされる指標情報であるスクロールバーを、熱可視融合画像データとともに表示部14に表示するようにしてもよい。このとき、撮像装置10においては、表示画面の面積に限りがある表示部14に表示された熱可視融合画像データの表示を妨げないように、必要に応じて、当該表示部14に対するスクロールバーの表示・非表示を切り替える機能を備えてもよい。   In the imaging apparatus 10, it is desirable to visually present the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data to be superimposed as the thermo-visible fusion image data to the diagnostician. For example, as shown in FIG. A scroll bar which is index information that can indicate the current display intensity ratio by scrolling in one direction according to the change in the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data by the operation of the setting button in 15. Further, it may be displayed on the display unit 14 together with the thermo-visible fusion image data. At this time, in the imaging device 10, a scroll bar for the display unit 14 may be displayed as necessary so as not to hinder the display of the thermo-visible fusion image data displayed on the display unit 14 having a limited display screen area. A function of switching between display and non-display may be provided.

このように、撮像装置10においては、熱可視融合画像データを表示部14に表示する際に、可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を任意に変化させることができる。したがって、撮像装置10においては、可視画像データのみでは認識できない欠陥部の存在を把握したい場合には熱画像強度を大きくしたり、熱画像強度を小さくした熱可視融合画像データから欠陥部であるものと推測した箇所を、熱画像強度を大きくすることによって確認したりする作業を行うことが可能となる。   As described above, in the imaging apparatus 10, when the thermo-visible fusion image data is displayed on the display unit 14, the display intensity ratio between the visible image data and the thermal image data can be arbitrarily changed. Therefore, in the imaging device 10, when it is desired to grasp the existence of a defective portion that cannot be recognized only by the visible image data, the thermal image intensity is increased or the defective portion is obtained from the thermo-visible fusion image data with the reduced thermal image intensity. It is possible to perform an operation of confirming the estimated location by increasing the thermal image intensity.

また、撮像装置10においては、操作ボタン15の操作により、上述したように、画像処理部53によって抽出表示画像データを生成し、表示部14に表示することができる。具体的には、撮像装置10においては、画像処理部53により、熱画像データを温度に変換し、その温度の最大値(Max)から最小値(Min)までの範囲、及びこれら最大値乃至最小値の間の任意の温度範囲を、所定の段階に区分けし、これら各段階を所定の色に変換して抽出表示画像データを生成する。ここで、温度の最大値及び最小値は、撮像対象の構造物全体に対する値が必要とされるが、撮像装置10においては、これら最大値及び最小値が測定前には不明であることから、画像処理部53により、所定の予測式に基づいて、最大値及び最小値の初期値を自動的に設定する。そして、撮像装置10においては、最大値及び最小値の実測値を取得した後には、その実測値を用いて、画像処理部53によって診断に供する最大値及び最小値を設定することができる。   Further, in the imaging device 10, the extracted display image data can be generated by the image processing unit 53 and displayed on the display unit 14 by the operation of the operation button 15 as described above. Specifically, in the imaging device 10, the thermal image data is converted into temperature by the image processing unit 53, a range from the maximum value (Max) to the minimum value (Min) of the temperature, and these maximum value to minimum value. An arbitrary temperature range between the values is divided into predetermined stages, and each of these stages is converted into a predetermined color to generate extracted display image data. Here, the maximum value and the minimum value of the temperature require values for the entire structure to be imaged, but in the imaging device 10, these maximum values and minimum values are unknown before measurement. The image processing unit 53 automatically sets the initial values of the maximum value and the minimum value based on a predetermined prediction formula. In the imaging apparatus 10, after acquiring the actual values of the maximum value and the minimum value, the image processing unit 53 can set the maximum value and the minimum value to be used for diagnosis using the actual value.

ここで、撮像装置10においては、抽出表示画像データとして表示部14に表示させるために熱画像データから抽出する温度範囲を、温度幅を示す"感度"及び当該温度範囲の"中心値"を可変とすることができる操作ボタン15における2つの設定ボタンを操作することにより、画像処理部53によって任意に可変とすることができる。すなわち、撮像装置10においては、操作ボタン15における設定ボタンを操作することにより、抽出表示画像データについて、熱画像データから抽出する温度範囲を可変とすることができる。このとき、撮像装置10においては、画像処理部53により、所定の経験式に基づいて、感度及び中心値の初期値を自動的に設定する。   Here, in the imaging device 10, the temperature range extracted from the thermal image data for display on the display unit 14 as the extracted display image data, the “sensitivity” indicating the temperature range, and the “center value” of the temperature range are variable. By operating the two setting buttons in the operation button 15 that can be set as follows, the image processing unit 53 can arbitrarily change the setting button. That is, in the imaging device 10, by operating the setting button in the operation button 15, the temperature range extracted from the thermal image data can be made variable for the extracted display image data. At this time, in the imaging device 10, the image processing unit 53 automatically sets initial values of sensitivity and center value based on a predetermined empirical formula.

具体的には、撮像装置10においては、例えば図8中(a)に示すように、感度S及び中心値Cを初期値として設定した場合において、同図中(b)に示すように、感度についてはS(=S)として変化させずに、中心値をC(>C)に変化させた場合には、温度範囲の幅は変化させずに高い温度のデータのみを熱画像データから抽出する。また、撮像装置10においては、同図中(c)に示すように、感度についてはS(=S)として変化させずに、中心値をC(<C)に変化させた場合には、温度範囲の幅は変化させずに低い温度のデータのみを熱画像データから抽出する。さらに、撮像装置10においては、同図中(d)に示すように、中心値についてはC(=C)として変化させずに、感度をS(<S)に変化させた場合には、熱画像データから抽出する温度範囲の幅を大きくする。さらにまた、撮像装置10においては、同図中(e)に示すように、中心値についてはC(=C)として変化させずに、感度をS(<S)に変化させた場合には、熱画像データから抽出する温度範囲の幅を狭くする。したがって、撮像装置10においては、温度範囲の最大値から最小値の全てを包含するように、感度及び中心値を設定した場合には、熱画像データを表示部14に表示することができる。 Specifically, in the imaging device 10, for example, as shown in FIG. 8 (a), when the sensitivity S a and the center value C a are set as initial values, as shown in FIG. 8 (b). When the central value is changed to C b (> C a ) without changing the sensitivity as S b (= S a ), only the high temperature data is changed without changing the width of the temperature range. Extract from thermal image data. Further, in the imaging apparatus 10, as shown in (c) in the figure, when the center value is changed to C c (<C a ) without changing the sensitivity as S c (= S a ). First, only the low temperature data is extracted from the thermal image data without changing the width of the temperature range. Furthermore, in the imaging device 10, as shown in FIG. 6D, when the sensitivity is changed to S d (<S a ) without changing the center value as C d (= C a ). First, the width of the temperature range extracted from the thermal image data is increased. Furthermore, in the imaging apparatus 10, as shown in (e) in the figure, the sensitivity is changed to S e (<S a ) without changing the center value as C e (= C a ). In this case, the width of the temperature range extracted from the thermal image data is narrowed. Therefore, in the imaging device 10, when the sensitivity and the center value are set so as to include all of the maximum value and the minimum value of the temperature range, the thermal image data can be displayed on the display unit 14.

このように、撮像装置10においては、感度及び中心値によって決定される熱画像データにおける温度の最大値乃至最小値の間の任意の温度範囲に属するデータのみを当該熱画像データから抽出し、これを抽出表示画像データとして表示部14に表示することができる。これにより、撮像装置10においては、通常の可視画像データや熱画像データのみでは認識できない欠陥部の存在を高精度に把握することが可能となる。   As described above, the imaging apparatus 10 extracts only data belonging to an arbitrary temperature range between the maximum value and the minimum value of the thermal image data determined by the sensitivity and the center value from the thermal image data. Can be displayed on the display unit 14 as extracted display image data. Thereby, in the imaging device 10, it becomes possible to grasp | ascertain the presence of the defective part which cannot be recognized only by normal visible image data or thermal image data with high accuracy.

なお、撮像装置10においては、抽出表示画像データとして表示部14に表示させるために熱画像データから抽出する温度範囲温度範囲についても、診断者に視覚的に提示するのが望ましく、例えば、温度の最大値乃至最小値のうち、いずれの温度範囲の部分をいずれの色を用いて表示しているのかを示すことが可能とされる指標情報として、図8に示したような温度範囲バーを抽出表示画像データとともに表示部14に表示するようにしてもよい。この場合においても、撮像装置10においては、表示画面の面積に限りがある表示部14に表示された抽出表示画像データの表示を妨げないように、必要に応じて、当該表示部14に対する温度範囲バーの表示・非表示を切り替える機能を備えてもよい。   In the imaging device 10, it is desirable that the temperature range extracted from the thermal image data to be displayed on the display unit 14 as the extracted display image data is also visually presented to the diagnostician. A temperature range bar as shown in FIG. 8 is extracted as index information that can indicate which temperature range of the maximum value to the minimum value is displayed using which color. You may make it display on the display part 14 with display image data. Even in this case, in the imaging device 10, the temperature range for the display unit 14 may be set as necessary so as not to hinder the display of the extracted display image data displayed on the display unit 14 having a limited display screen area. You may provide the function to switch display / non-display of a bar.

このように、撮像装置10においては、重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を任意に変化させることができる熱可視融合画像データや、表示させる温度範囲を任意に変化させることができる抽出表示画像データを生成することにより、診断者にとって極めて利便の高いツールを提供することができる。   As described above, in the imaging device 10, the thermal-visible fusion image data that can arbitrarily change the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data to be superimposed, and the temperature range to be displayed can be arbitrarily changed. By generating the extracted display image data, it is possible to provide a tool that is extremely convenient for the diagnostician.

以上説明したように、本発明の実施の形態として示す撮像装置10は、ディジタルカメラ12、赤外線カメラ13、表示部14、及び操作ボタン15からなるユーザインターフェースと、各種回路や機構とを、全て携帯可能な大きさの単一の筐体11の内部に収納して構成されていることから、極めて可搬性に優れ、現場での作業を容易に行うことが可能となる。また、撮像装置10は、可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を可変とすることができる熱可視融合画像データや、表示させる温度範囲を可変とすることができる抽出表示画像データを表示部14に表示するとともに、これらデータを当該撮像装置10に対して着脱自在とされるPCMCIAカード型メモリ17に記憶させることができることから、構造物のひび割れや空洞等の欠陥部の有無を容易に検出することができる。   As described above, the imaging apparatus 10 shown as an embodiment of the present invention has a user interface including a digital camera 12, an infrared camera 13, a display unit 14, and operation buttons 15, and various circuits and mechanisms. Since it is configured to be housed in a single casing 11 having a possible size, it is extremely portable and can be easily operated on site. In addition, the imaging apparatus 10 displays a thermal visible fusion image data in which the display intensity ratio of the visible image data and the thermal image data can be changed, and an extracted display image data in which the temperature range to be displayed can be changed. 14 and the data can be stored in the PCMCIA card type memory 17 which is removable from the image pickup apparatus 10, so that the presence or absence of defects such as cracks and cavities in the structure can be easily detected. can do.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

本発明の実施の形態として示す撮像装置の外観構成を説明するために、当該撮像装置を正面側からみたときの斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an imaging apparatus viewed from the front side in order to describe an external configuration of the imaging apparatus shown as an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態として示す撮像装置の外観構成を説明するために、当該撮像装置を背面側からみたときの斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an imaging apparatus viewed from the back side in order to describe an external configuration of the imaging apparatus shown as an embodiment of the present invention. 同撮像装置の側面図及び表示部の平面図である。It is the side view of the imaging device, and the top view of a display part. 同撮像装置の回路構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the circuit structure of the imaging device. 熱画像強度:可視画像強度を75:25とした場合における熱可視融合画像データの例を説明する図である。Thermal image intensity: It is a figure explaining the example of thermo-visible fusion image data in case visible image intensity is set to 75:25. 熱画像強度:可視画像強度を50:50とした場合における熱可視融合画像データの例を説明する図である。Thermal image intensity: It is a figure explaining the example of thermo-visible fusion image data when visible image intensity is 50:50. 熱画像強度:可視画像強度を25:75とした場合における熱可視融合画像データの例を説明する図である。Thermal image intensity: It is a figure explaining the example of thermo-visible fusion image data when visible image intensity is 25:75. 熱可視融合画像データとして重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を示すスクロールバーの例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the scroll bar which shows the display intensity ratio of the visible image data and thermal image data to superimpose as thermo-visible fusion image data. 抽出表示画像データとして表示部に表示させる温度範囲を決定する感度及び中心値の設定例について説明する図である。It is a figure explaining the example of a setting of the sensitivity and center value which determine the temperature range displayed on a display part as extraction display image data. 赤外線写真法による欠陥部検出の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of the defect part detection by an infrared photography.

符号の説明Explanation of symbols

10 撮像装置
11 筐体
12 ディジタルカメラ
13 赤外線カメラ
14 表示部
15 操作ボタン
16 バッテリ
17 PCMCIAカード型メモリ
18 ストラップ
51 カメラ制御部
52 ビデオエンコーダ
53 画像処理部
54 SDRAM
55,57 主制御部
56 フラッシュROM
58 PCMCIAコントローラ
59 PCMCIAカードスロット
60 RTC
IM 画像データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pick-up device 11 Case 12 Digital camera 13 Infrared camera 14 Display part 15 Operation button 16 Battery 17 PCMCIA card type memory 18 Strap 51 Camera control part 52 Video encoder 53 Image processing part 54 SDRAM
55, 57 Main controller 56 Flash ROM
58 PCMCIA controller 59 PCMCIA card slot 60 RTC
IM image data

Claims (27)

画像データを撮像する携帯型の撮像装置であって、
外観を形成する筐体と、
カメラレンズが上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、撮像対象の構造物の可視画像データを撮像するディジタルカメラと、
カメラレンズが上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、上記構造物の熱画像データを撮像する赤外線カメラと、
操作面が上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設された操作手段と、
上記筐体内部に配設され、上記ディジタルカメラによって撮像された可視画像データと上記赤外線カメラによって撮像された熱画像データとに対して各種画像処理を施す画像処理手段と、
表示画面が上記筐体の側壁面から外部に露呈するように当該筐体内部に配設され、少なくとも画像データを含む各種情報を表示する表示手段と、
上記筐体内部に配設され、当該撮像装置に対して着脱自在とされて少なくとも上記可視画像データ及び/又は上記熱画像データを記憶する記憶媒体に対するデータの読み出し及び/又は書き込みを制御する記憶媒体制御手段と、
上記筐体内部に配設され、少なくとも画像データを上記表示手段に表示させるとともに、上記記憶媒体制御手段を制御して上記記憶媒体に対してデータを記憶させる制御手段と、
上記筐体内部に配設され、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラのそれぞれについての光軸が互いに平行となるように調整する光軸調整手段とを備え、
上記画像処理手段は、少なくとも、上記熱画像データと上記可視画像データとを重畳して融合させた熱可視融合画像データ、及び/又は上記熱画像データから任意の温度範囲のデータのみを抽出した抽出表示画像データを生成し、
上記制御手段は、上記画像処理手段によって生成された上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記表示手段に表示させること
を特徴とする撮像装置。
A portable imaging device that captures image data,
A housing that forms the exterior;
A digital camera that is disposed inside the housing such that a camera lens is exposed to the outside from the side wall surface of the housing, and that captures visible image data of a structure to be imaged;
An infrared camera that is disposed inside the housing such that the camera lens is exposed to the outside from the side wall surface of the housing, and captures thermal image data of the structure;
Operating means disposed inside the housing such that the operation surface is exposed to the outside from the side wall surface of the housing;
Image processing means disposed in the housing and performing various image processing on visible image data captured by the digital camera and thermal image data captured by the infrared camera;
A display means disposed inside the housing such that a display screen is exposed to the outside from the side wall surface of the housing, and displaying various information including at least image data;
A storage medium that is disposed inside the casing and is detachable from the imaging apparatus and controls reading and / or writing of data to / from a storage medium that stores at least the visible image data and / or the thermal image data Control means;
A control unit disposed in the housing, displaying at least image data on the display unit, and controlling the storage medium control unit to store the data in the storage medium;
An optical axis adjusting means that is disposed inside the casing and adjusts so that optical axes of the digital camera and the infrared camera are parallel to each other;
The image processing means extracts at least thermal range fusion image data obtained by superimposing and fusing the thermal image data and the visible image data, and / or extracting only data in an arbitrary temperature range from the thermal image data. Generate display image data,
The image pickup apparatus, wherein the control means causes the display means to display the thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data generated by the image processing means.
上記画像処理手段は、上記操作手段の操作に基づいて、上記熱可視融合画像データについて、重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を任意に可変とすること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image processing means is configured to arbitrarily change a display intensity ratio between the visible image data and the thermal image data to be superimposed on the thermo-visible fusion image data based on the operation of the operation means. The imaging device described.
上記表示手段は、上記操作手段の操作による可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率を示す指標情報を表示すること
を特徴とする請求項2記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the display means displays index information indicating a display intensity ratio of visible image data and thermal image data by operation of the operation means.
上記指標情報は、上記操作手段の操作による可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率の変化に応じてスクロールするスクロールバーであること
を特徴とする請求項3記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 3, wherein the index information is a scroll bar that scrolls according to a change in a display intensity ratio of visible image data and thermal image data by operation of the operation means.
上記画像処理手段は、上記操作手段の操作に基づいて、上記抽出表示画像データについて、上記熱画像データから抽出する温度範囲を任意に可変とすること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the image processing unit arbitrarily varies a temperature range extracted from the thermal image data for the extracted display image data based on an operation of the operation unit.
上記画像処理手段は、上記熱画像データから抽出する温度範囲を、温度幅を示す感度及び当該温度範囲の中心値を可変とすることができる上記操作手段の操作に応じて任意に可変とすること
を特徴とする請求項5記載の撮像装置。
The image processing means may arbitrarily change a temperature range extracted from the thermal image data in accordance with an operation of the operation means capable of changing a sensitivity indicating a temperature range and a center value of the temperature range. The imaging apparatus according to claim 5.
上記画像処理手段は、所定の経験式に基づいて、上記感度及び上記中心値の初期値を設定すること
を特徴とする請求項6記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 6, wherein the image processing unit sets the initial values of the sensitivity and the center value based on a predetermined empirical formula.
上記画像処理手段は、上記熱画像データにおける温度の最大値乃至最小値の間の任意の温度範囲を、所定の段階に区分けし、各段階を所定の色に変換して抽出表示画像データを生成すること
を特徴とする請求項7記載の撮像装置。
The image processing unit divides an arbitrary temperature range between the maximum value and the minimum value of the temperature in the thermal image data into predetermined stages, and converts each stage into a predetermined color to generate extracted display image data. The imaging apparatus according to claim 7, wherein:
上記画像処理手段は、上記熱画像データにおける温度の最大値及び最小値が不明である場合には、所定の予測式に基づいて、最大値及び最小値の初期値を設定し、上記熱画像データにおける温度の最大値及び最小値の実測値を取得した場合には、当該実測値を用いて最大値及び最小値を設定すること
を特徴とする請求項8記載の撮像装置。
When the maximum value and the minimum value of the temperature in the thermal image data are unknown, the image processing means sets initial values of the maximum value and the minimum value based on a predetermined prediction formula, and the thermal image data 9. The imaging apparatus according to claim 8, wherein when the measured values of the maximum value and the minimum value of temperature are acquired, the maximum value and the minimum value are set using the measured values.
上記表示手段は、上記熱画像データから抽出する温度範囲を示す指標情報を表示すること
を特徴とする請求項8記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 8, wherein the display unit displays index information indicating a temperature range extracted from the thermal image data.
上記指標情報は、上記熱画像データにおける温度の最大値乃至最小値のうち、いずれの温度範囲の部分をいずれの色を用いて表示しているのかを示す温度範囲バーであること
を特徴とする請求項10記載の撮像装置。
The index information is a temperature range bar indicating which temperature range portion is displayed using which color among the maximum temperature value to the minimum value of the thermal image data. The imaging device according to claim 10.
上記画像処理手段は、上記構造物の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正し、補正した可視画像データと熱画像データとについての上記熱可視融合画像データ、及び/又は補正した熱画像データについての上記抽出表示画像データを生成すること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image processing means corrects the visible image data and thermal image data of the structure so as to have the same field of view and the same angle of view, and the thermo-visible fusion image data for the corrected visible image data and thermal image data, The imaging apparatus according to claim 1, wherein the extracted display image data for the corrected thermal image data is generated.
上記制御手段は、撮像対象を確定するために、上記熱可視融合画像データを上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラの視野の移動に追随するように上記表示手段に表示させ、
上記画像処理手段は、撮像対象が確定されると、上記構造物の可視画像データ及び熱画像データを取り込むこと
を特徴とする請求項12記載の撮像装置。
The control means displays the thermo-visible fusion image data on the display means so as to follow the movement of the field of view of the digital camera and the infrared camera in order to determine the imaging target,
13. The imaging apparatus according to claim 12, wherein the image processing means captures visible image data and thermal image data of the structure when an imaging target is determined.
上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラ又は上記赤外線カメラのオートフォーカス機能又はマニュアルフォーカス機能を用いて、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラから上記構造物までの距離データを取得すること
を特徴とする請求項13記載の撮像装置。
The image processing means acquires distance data from the digital camera and the infrared camera to the structure using an autofocus function or a manual focus function of the digital camera or the infrared camera. 13. The imaging device according to 13.
上記画像処理手段は、供給された可視画像データ及び熱画像データを等縮尺に補正し、等縮尺の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正すること
を特徴とする請求項13記載の撮像装置。
The image processing means corrects the supplied visible image data and thermal image data to an equal scale, and corrects the equal scale visible image data and thermal image data to have the same field of view and the same angle of view. The imaging apparatus according to claim 13.
上記画像処理手段は、上記等縮尺の可視画像データ及び熱画像データを同一視野及び同一画角となるように補正する際に、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズの歪曲収差に基づく画像の光学歪みを補正する処理と、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとの視差を補正する処理と、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズ画角差を補正する処理とを行うこと
を特徴とする請求項15記載の撮像装置。
When the image processing means corrects the visible image data and the thermal image data of the same scale so as to have the same field of view and the same angle of view, an image based on distortion aberration of the camera lens of the digital camera and the infrared camera. And a process for correcting parallax between the digital camera and the infrared camera, and a process for correcting a camera lens field angle difference between the digital camera and the infrared camera. The imaging device according to claim 15.
上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのそれぞれのカメラ光学系中心間距離と、上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラによる撮像の際における上記構造物までの距離とを用いて、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとの視差を補正する処理を行うこと
を特徴とする請求項16記載の撮像装置。
The image processing means uses the distance between the center of the optical system of each of the digital camera and the infrared camera and the distance to the structure at the time of imaging by the digital camera and the infrared camera. The imaging apparatus according to claim 16, wherein a process of correcting parallax between the camera and the infrared camera is performed.
上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラのカメラレンズ画角と上記赤外線カメラのカメラレンズ画角とのうち、カメラレンズ画角が小さい方の値を用いて、上記ディジタルカメラと上記赤外線カメラとのカメラレンズ画角差を補正する処理を行うこと
を特徴とする請求項16記載の撮像装置。
The image processing means uses the value of the smaller camera lens field angle of the camera lens field angle of the digital camera and the camera lens field angle of the infrared camera, and the camera of the digital camera and the infrared camera. The imaging apparatus according to claim 16, wherein a process of correcting a difference in lens angle of view is performed.
上記ディジタルカメラは、その光軸が、上記赤外線カメラの光軸の直上となる位置に配設されること
を特徴とする請求項1又は請求項12記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the digital camera is disposed at a position where an optical axis thereof is directly above the optical axis of the infrared camera.
上記操作手段は、少なくとも、
当該撮像装置に対して着脱自在とされる二次電池による電源をオン/オフするための電源ボタンと、
上記ディジタルカメラ及び上記赤外線カメラによる静止画像データの撮像を行うためのシャッタボタンと、
上記熱可視融合画像データとして重ね合わせる可視画像データ及び熱画像データの表示強度比率、及び/又は上記抽出表示画像データとして表示する上記熱画像データの温度範囲を設定するための設定ボタンと、
上記記憶媒体に画像データを記憶させるための画像データ記憶ボタンと、
上記記憶媒体に記憶されている画像データを読み出して上記表示手段に表示させるための画像データ読み出しボタンとからなること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The operating means is at least
A power button for turning on / off a secondary battery that is detachable from the imaging device;
A shutter button for capturing still image data by the digital camera and the infrared camera;
A setting button for setting a display intensity ratio of visible image data and thermal image data to be superimposed as the thermo-visible fusion image data, and / or a temperature range of the thermal image data to be displayed as the extracted display image data;
An image data storage button for storing image data in the storage medium;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an image data read button for reading image data stored in the storage medium and displaying the image data on the display unit.
上記筐体内部に配設され、上記赤外線カメラによって撮像されたアナログの熱画像データを符号化し、ディジタルの熱画像データを生成する符号化手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an encoding unit that is disposed inside the casing and encodes analog thermal image data captured by the infrared camera to generate digital thermal image data. .
上記画像処理手段は、上記ディジタルカメラによって撮像された可視画像データを、上記赤外線カメラによって撮像された熱画像データの解像度にあわせるように、当該可視画像データのスケーリングを行うこと
を特徴とする請求項21記載の撮像装置。
The image processing means performs scaling of the visible image data so that the visible image data captured by the digital camera matches the resolution of the thermal image data captured by the infrared camera. 21. The imaging device according to item 21.
上記画像処理手段は、生成した上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記表示手段によって表示可能な形式に変換すること
を特徴とする請求項22記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 22, wherein the image processing means converts the generated thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data into a format that can be displayed by the display means.
上記画像処理手段は、上記熱可視融合画像データ及び/又は上記抽出表示画像データを上記記憶媒体に記憶させる際に、所定のフォーマットに圧縮すること
を特徴とする請求項22記載の撮像装置。
23. The imaging apparatus according to claim 22, wherein the image processing means compresses the thermo-visible fusion image data and / or the extracted display image data into a predetermined format when storing the data in the storage medium.
上記制御手段は、上記記憶媒体に記憶されている画像データを読み出し、これら画像データの一覧をサムネイル表示として上記表示手段に表示させること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control means reads out image data stored in the storage medium and causes the display means to display a list of the image data as a thumbnail display.
上記制御手段は、上記表示手段にサムネイル表示された一覧の中から選択された所望の画像データを上記記憶媒体から読み出して上記表示手段に表示させること
を特徴とする請求項25記載の撮像装置。
26. The imaging apparatus according to claim 25, wherein the control means reads desired image data selected from a list displayed as thumbnails on the display means from the storage medium and displays the data on the display means.
上記構造物における欠陥の診断に用いられること
を特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is used for diagnosis of a defect in the structure.
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