JP2014048932A - Celestial body image processing device, celestial body image processing program and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、天体画像処理装置、天体画像処理プログラム、およびカメラに関する。 The present invention relates to an astronomical image processing apparatus, an astronomical image processing program, and a camera.
天体を追尾して見かけ上静止した状態で撮影する技術が提案されている。(特許文献1、特許文献2参照)。
Techniques have been proposed for tracking an astronomical object and photographing it in an apparently stationary state. (See
しかしながら、家屋や木立などの風景が同時に写りこんでいる場合は、天体は静止した状態で写る一方で、家屋や木立などの静止物が間欠的に写ったり、流れて写ったりすることにより、見苦しい画像になるという問題があった。 However, when a landscape such as a house or a tree is captured at the same time, the celestial body is captured in a stationary state, while a stationary object such as a house or a tree is captured intermittently or flowing and is unsightly. There was a problem of becoming an image.
本発明による天体画像処理装置は、画像と天体検索データベースとの比較に基づいて画像に含まれる天体を特定する特定手段と、天体検索データベースの情報に基づいて、画像において天体が写っている天体領域および天体が写っていない非天体領域を判別する判別手段と、判別された非天体領域を目立たなく補正する補正手段と、判別された天体領域の画像と、補正後の非天体領域の画像とを合成する画像合成手段と、を備えることを特徴とする。 An astronomical image processing apparatus according to the present invention includes a specifying means for specifying a celestial body included in an image based on a comparison between the image and the celestial object search database, and an astronomical region in which the celestial object is reflected in the image based on information in the celestial object search database. And a discriminating means for discriminating a non-celestial region where the celestial object is not imaged, a correcting means for correcting the discriminated non-celestial region inconspicuously, Image synthesizing means for synthesizing.
本発明によれば、天体が写っている部分とそうでない背景部分とで処理を変えることによって高品位の天体画像が得られる。 According to the present invention, a high-quality celestial image can be obtained by changing processing between a portion where a celestial object is reflected and a background portion where the celestial object is not.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。本実施形態は、デジタルカメラで天体画像を撮影し、画像に写っている天体を特定した上で、その天体画像に対する補正処理を行う。天体特定処理は、天空の星を撮影した画像と、星図データを格納したデータベース(DB)とを比較することによって撮影画像に写っている天体を特定する処理をいう。先ず、図1に例示するブロック図を参照して、本発明の一実施の形態によるカメラを説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a celestial image is taken with a digital camera, a celestial object shown in the image is specified, and correction processing is performed on the celestial image. The celestial object specifying process refers to a process of specifying an celestial object appearing in a captured image by comparing an image obtained by photographing a star in the sky with a database (DB) storing star map data. First, a camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a block diagram illustrated in FIG.
図1において、カメラ100は、操作部材101と、撮像素子102と、地磁気センサ103と、GPS回路104と、制御回路105と、記録再生部106と、モニタ107とを備える。操作部材101は、使用者によって操作される種々の入力部材、例えば電源スイッチ、レリーズボタン、メニューボタンなどを含む。カメラ100は、図示しない三脚等に固定され、天体撮影を行う。
In FIG. 1, the
撮像素子102は、CMOSイメージセンサなどによって構成される。撮像素子102は、不図示の撮影レンズで結像される被写体像を撮像し、得られた画像信号を制御回路105へ出力する。撮像素子102には、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタが形成されており、天体のカラー画像を取得する。
The
地磁気センサ103は、例えば3軸式の磁気センサで構成される。制御回路105は、地磁気センサ103から出力される各軸成分の磁気検出信号に基づいて、カメラ100のレンズが向いている方位(撮影する方位)および仰角を演算する。仰角は、撮影方向を示す直線と地平線方向を示す直線が作る角度であり、仰角90度が天頂に相当する。
The
GPS回路104は、図示しないGPS衛星からの電波を受信し、受信信号にのせられている情報を用いてカメラ100の位置を求める測位(緯度、経度、高度)演算を行う。本説明では、測位演算によって得られる測位情報、上述した撮影方位、仰角情報、カメラ100に装着されている撮影レンズの画角情報(レンズの型名、焦点距離等)、および撮影時刻情報を総称して観測情報と呼ぶ。
The
観測情報を撮影画像に関連づけて保存する設定が行われている場合の制御回路105は、撮影を行うと撮影画像のデータおよび観測情報を含む画像ファイルを生成し、記録再生部106へ指示したメモリカード50へ当該画像ファイルを記録させる。観測情報の記録は、メタデータとして画像ファイルの一部に記録しても良いし、画像ファイルと別のファイルとして記録しても構わない。
The
制御回路105は、メモリ、およびその他の周辺回路により構成され、カメラ100が行う撮影動作を制御する。制御回路105を構成するメモリには、SDRAM105aやフラッシュメモリ105bが含まれる。SDRAM105aは揮発性のメモリであって、制御回路105がプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリとして使用される。また、SDRAM105aは、データを一時的に記憶するためのバッファメモリとしても使用される。一方、フラッシュメモリ105bは不揮発性のメモリであって、制御回路105が実行するプログラムや、後述する検索用データベースなどを記憶する。
The
記録再生部106は、制御回路105からの指示に基づいて画像ファイルをメモリカード50に記録し、また、メモリカード50に記録されている画像ファイルを読出す。メモリカード50は、図示しないカードスロットに着脱自在に取り付けられる記録媒体である。制御回路105は、記録再生部106によってメモリカード50から読出された画像ファイルに基づいて、モニタ107に撮影画像を再生表示させる。
The recording /
モニタ107は、カメラ100の背面に搭載された液晶モニタ(いわゆる背面モニタ)である。当該モニタ107には、メモリカード50に記録されている画像ファイルに基づく再生画像や、カメラ100の機能を設定するための設定メニューなどが表示される。また、使用者が操作部材101を操作してモニタ107を使用する撮影モードに設定すると、制御回路105は、撮像素子102から時系列で取得した画像の表示用画像データをモニタ107に出力する。これにより、モニタ107にスルー画を表示させることもできる。
The
次に、制御回路105が上記天体特定処理で用いるデータベースについて説明する。
<データベース>
本実施形態では、天空における恒星、惑星、星雲などの位置を示す座標データを含み、各星が等級単位で分別されている公知の天体データベースに基づいて、あらかじめ検索用データベースを作成しておく。図2は、公知の天体データベースを説明する図である。図2(a)は、上記天体データベースを用いて再生した天空のある領域における星図である。図2(b)は、図2(a)に例示した各星の位置座標を例示する図である。
Next, a database used by the
<Database>
In the present embodiment, a search database is created in advance based on a well-known astronomical database that includes coordinate data indicating the positions of stars, planets, nebulae, etc. in the sky and in which each star is classified by magnitude. FIG. 2 is a diagram for explaining a known celestial database. FIG. 2 (a) is a star map in an area of the sky reproduced using the above celestial database. FIG. 2B is a diagram illustrating the position coordinates of each star illustrated in FIG.
理科年表によれば、全天において10等級以下の恒星の数は54万個あるとされ、このうち暗い空で目視可能な6等級以下の恒星は8,600個、比較的明るい3等級以下の恒星は278個存在する。あらかじめ作成しておく検索用データベースは、例えば、上記天体データベースから3等級以下の明るい星だけを抽出して作成する。検索用データベースには、各星の位置座標、明るさ等級、および色相に加えて、検索用データベースに含まれる星のうち3つの星で構成される三角形の各辺の長さ比率を含める。恒星数が278の場合、278個の星から星3つを選択して構成される三角形の数は「278C3」個であるので、検索用データベースは278×277×276/(3×2×1)=3,542,276個の三角形についての各辺の長さ比率と、278個の星の位置座標を格納するものとなる。 According to the scientific chronology, there are 540,000 stars below the 10th grade in the whole sky, of which 8,600 stars below the 6th grade visible in the dark sky are relatively bright below the 3rd grade. There are 278 stars. For example, the search database created in advance is created by extracting only bright stars of grade 3 or less from the celestial database. In addition to the position coordinates, brightness grade, and hue of each star, the search database includes the length ratio of each side of a triangle composed of three stars included in the search database. When the number of stars is 278, the number of triangles configured by selecting three stars from 278 stars is “278C3”, so the search database is 278 × 277 × 276 / (3 × 2 × 1 ) = The length ratio of each side for 3,542,276 triangles and the position coordinates of 278 stars are stored.
なお、検索用データベースにおける天体の位置座標は平面座標系(XY座標系)で表すものとし、検索用データベースの作成元となる公知の天体データベースが極座標系で表されている場合は、上記278個の星の位置を平面座標系で表すように変換した上で検索用データベースを作成する。あらかじめ作成した検索用データベースは、制御回路105内のフラッシュメモリ105bに保存しておく。
Note that the position coordinates of the celestial bodies in the search database are expressed in a plane coordinate system (XY coordinate system), and when the known celestial database from which the search database is created is expressed in a polar coordinate system, the above 278 A search database is created after converting the position of the star to be expressed in a plane coordinate system. The search database created in advance is stored in the
図3は、検索用データベースを説明する図であり、図3(a)は、検索用データベースを用いて再生した天空のある領域の星図である。図3(b)は、図3(a)に例示した星のうち3つの星で構成される各三角形における各辺の長さ比率を例示する図である。本実施形態では、三角形の3辺の短い方から順番に辺A、辺B、および辺Cと呼び、この順番で3辺比率を表す。図3(a)に例示する画面内の星がn個の場合、三角形の数は「nC3」個であるので、この場合の図3(b)は、n×(n−1)×(n−2) /(3×2×1)個の三角形の3辺比率を表す。 FIG. 3 is a diagram for explaining the search database, and FIG. 3A is a star diagram of a certain area in the sky reproduced using the search database. FIG. 3B is a diagram illustrating the length ratio of each side in each triangle composed of three stars among the stars illustrated in FIG. In this embodiment, it is called side A, side B, and side C in order from the shorter side of the three sides of the triangle, and the three-side ratio is expressed in this order. When the number of stars in the screen illustrated in FIG. 3A is n, the number of triangles is “nC3”. In this case, FIG. 3B shows n × (n−1) × (n -2) This represents the three-side ratio of / (3 × 2 × 1) triangles.
<天体特定処理>
図4は、制御回路105が実行する天体画像の補正処理の流れを説明するフローチャートである。上記検索用データベースを有する制御回路105は、例えばメニュー画面において「天体画像補正」項目が選択されると、図4による処理を起動させる。
<Astronomy identification processing>
FIG. 4 is a flowchart for explaining the flow of astronomical image correction processing executed by the
制御回路105は、天体画像の補正処理に先立って、処理対象とする天体を特定する。図4のステップS1において、制御回路105は、メモリカード50から画像を入力(指示された画像ファイルから画像データをSDRAMに読出す)してステップS2へ進む。ステップS2において、制御回路105は、上記読出した画像の観測情報をメモリカード50から読出してステップS3へ進む。観測情報は、上述したように、当該画像の撮影地を示す測位情報、画像を撮影した方位情報、画像を撮影した仰角情報、撮影レンズの情報、および画像の撮影時刻情報を含む。
The
ステップS3において、制御回路105は、観測情報に含まれるレンズの型名に基づいて、撮影レンズによって生じている光学的な歪みの補正を行う必要が有るか否かを判定する。制御回路105は、歪みが所定量以上の場合はステップS3を肯定判定してステップS4へ進み、歪みが所定量未満の場合にはステップS3を否定判定してステップS5へ進む。歪みの大きさと撮影レンズの型名および焦点距離との関係は、あらかじめフラッシュメモリ105b内に記録されている。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、制御回路105は、撮影画像に対して画像処理で歪みを補正する。例えば、撮影レンズの構成によって樽型歪曲収差が生じている場合の歪曲補正は、樽型の膨らみを抑えるように歪曲補正を行う。また、例えば、撮影レンズの構成によって糸巻き型歪曲収差が生じている場合の歪曲補正は、糸巻き型の窪みを抑えるように歪曲補正を行う。
In step S4, the
制御回路105は、撮影レンズの型名に基づいてレンズの歪曲が樽型か糸巻型かを判定し、撮影レンズの焦点距離に応じて歪曲補正の強弱を決める。歪曲補正の強弱を決めるパラメータは、例えば、フラッシュメモリ105b内にあらかじめ記録されている。歪み補正により、撮影画像におけるレンズ収差に起因する輝点(天体)の位置ずれを抑制できる。
The
ステップS5において、制御回路105は、検索用データベースの検索領域を決定する。具体的には、観測情報に基づいて、検索用データベースが有する全天空のデータのうち、入力した撮影画像に写っていると見込まれる天体群の範囲を絞り込む。すなわち、撮影時刻および測位情報に基づき、その時刻にその撮影地からその方位を見た場合に観測し得る天体群を絞り込む。さらに、仰角情報に基づいて推定される天体の高さ(水平線に対して見上げる角度)と、撮影レンズの画角情報とに基づき、写っている可能性がある天体群の範囲を絞り込む。
In step S5, the
検索用データベースが有する三角形の数(3,542,276個)は、全天にわたる個数である。このうち、地球上のある地点で実際に観測し得る天体の数は、地球の裏側を除くほぼ半数と考えられる。そこで、恒星数を単純に1/2と仮定すれば、この中から星3つを選択した場合に構成される三角形の数は「(278/2)C3」=437,989個である。この中から、上述した撮影地、方位、高さ、画角に基づいて実際に観測し得る天体群(これらの星で構成される三角形)を絞り込む。制御回路105は、このように検索領域の絞り込みを行うとステップS6へ進む。図6(a)は、ステップS1で入力した撮影画像(ステップS4で歪み補正した場合は補正後の画像)を例示する図である。
The number of triangles (3,542,276) that the search database has is the number over the whole sky. Of these, the number of celestial bodies that can actually be observed at a certain point on the earth is considered to be almost half excluding the back side of the earth. Therefore, assuming that the number of fixed stars is simply 1/2, the number of triangles formed when three stars are selected is “(278/2) C3” = 437,989. From these, a group of celestial bodies (triangles composed of these stars) that can be actually observed is narrowed down based on the above-mentioned shooting location, direction, height, and angle of view. When the
図4のステップS6において、制御回路105は、図6(a)に例示する画像の画面内に含まれる輝点(=天体)のうち3点を代表点として選択する。輝点は天体に相当し、画素位置が近接する複数のデータから構成される。輝点の選び方は、例えば輝度が明るい方から順に3つを自動選択する。なお、撮影画像(図6(a))をモニタ107に再生表示した上で、操作者が操作部材101を操作して指示した輝点を選んでもよい。図7(a)は、撮影画像の中で選択された3輝点a’、b’、およびc’を例示する図である。
In step S6 of FIG. 4, the
ステップS7において、制御回路105は、上記代表点を検索用データベースとの間で比較する。先ず、上記3輝点の位置を示す相対座標値を求め、これら3輝点により構成される三角形の各辺の長さ比率を算出する。図7(b)は、図7(a)に例示した3輝点により構成される三角形の各辺の長さ比率を例示する図である。この場合も、構成される三角形の3辺の長さが短い方から順番に辺A、辺B、および辺Cと呼び、この順番で3辺比率を表すものとする。
In step S7, the
そして制御回路105は、ステップS5で絞り込んだ検索用データベースの領域を参照し、図7(a)に例示する代表点a’、b’、c’により構成される三角形の各辺の長さ比率と比較する。ステップS8において、制御回路105は、上記3辺比率が一致するか否かを判定する。制御回路105は、撮影画像との間で3辺比率が一致する3点の組合せが検索用データベースの中に存在する場合にステップS8を肯定判定してステップS9へ進み、3辺比率が一致する3点(=3つの天体)の組合せが検索用データベースの中に存在しない場合には、ステップS8を否定判定してステップS6へ戻る。
The
ステップS6へ戻る場合の制御回路105は、図6(a)に例示する画像の画面内に含まれる輝点(=天体)から別の3点の組を代表点として選択し、一致する3点の組が見つかるまで上述した処理を繰り返す。
When returning to step S6, the
ステップS8を肯定判定して進むステップS9では、制御回路105は、上記検索用データベースとの比較で所定回数の一致を判定するまで、比較処理(S6、S7)を繰り返す。具体的には、図6(a)に例示する画像の画面内に含まれる輝点(=天体)から別の3点の組を代表点として選択する。図8(a)は、撮影画像の中で選択された3輝点e’、f’、およびi’を例示する図である。そして制御回路105は、3輝点の位置を示す相対座標値を求め、これら3輝点により構成される三角形の各辺の長さ比率を算出する。図8(b)は、図8(a)に例示した3輝点により構成される三角形の各辺の長さ比率を例示する図である。この場合も、構成される三角形の3辺の短い方から順番に辺A、辺B、および辺Cと呼び、この順番で3辺比率を表すものとする。
In step S9, which proceeds after making an affirmative decision in step S8, the
2回目以降の比較を行う制御回路105は、検索用データベースのうち前回の比較で用いた三角形の近傍領域を参照し、図8(a)に例示する代表点e’、f’、i’により構成される三角形の各辺の長さ比率と比較する。このように比較処理を繰り返すのは、撮影画像の中に写り込んでしまった点光源などの輝点や、撮像素子の画素欠陥に起因する輝点ノイズ等など、「星」以外の不要な輝点が存在する場合を考慮したものである。
The
制御回路105は、上述したように検索用データベースとの比較の繰り返しによって所定回数の一致を判定したか否かを判定する。撮影画像の上で所定数の三角形について検索用データベースとの間でのマッチングが取れた(一致を判断した)時点で、撮影画像と検索用データベースとの間で輝点(すなわち天体)の位置関係に関して相関が取れたと判断するためである。このように、検索用データベースが有する情報の中で、撮影画像に含まれる天体の情報を、検索用データベースと撮影画像との間の三角形の一致に基づいて特定する。制御回路105は、例えば3回の一致を判定した場合にステップS9を肯定判定してステップS10へ進む。制御回路105は、一致と判定した回数が3回に満たない場合には、ステップS9を否定判定してステップS6へ戻る。
As described above, the
ステップS6へ戻る場合の制御回路105は、図6(a)に例示する画像の画面内に含まれる輝点(=天体)から別の3点の組を代表点として選択し、上述した処理を繰り返す。
When returning to step S6, the
<画像補正処理>
図6(a)に例示した画像に含まれる天体を特定した制御回路105は、ステップS10において、以下に説明する画像補正処理を行う。図5は、画像補正処理の詳細を説明するフローチャートである。図5のステップS31において、制御回路105は画像スキャンを開始させてステップS32へ進む。画像スキャンは、図6(a)の画像の画面左上を起点として、例えば所定サイズ(例えば8×8画素)のブロックを水平右方向へずらしながら、当該ブロックの中に天体(星)が存在するか否かを順次探索する処理をいう。
<Image correction processing>
The
ステップS32において、制御回路105は、ブロックの中に星が有るか否かを判定する。制御回路105は、以下の3つの条件を全て満足する場合にのみ天体による輝点と判断し、この輝点に対応する天体情報(等級、色相、星団や星雲名など)が存在するかについて、検索用データベースと照合する。
In step S32, the
1.輝点の周辺が暗い、もしくは輝点と周辺との輝度差が例えば8ビット表記で64以上
2.輝点のサイズが例えば3×3ピクセルのサイズで点状である(流れていない)
3.輝点における色差成分が白から極端にずれて色(赤または青)が付いてない
1. The periphery of the bright spot is dark, or the luminance difference between the bright spot and the peripheral area is, for example, 64 or more in 8-bit notation. The size of the bright spot is, for example, 3 × 3 pixel size (not flowing)
3. The color difference component at the bright spot is extremely different from white and has no color (red or blue)
制御回路105は、上記照合の結果、対応する天体情報が検索用データベースに存在し、その内容が合致する場合に、ステップS32を肯定判定してステップS33へ進む。制御回路105は、上記3条件の中に満足しない条件があった場合、対応する天体情報が検索用データベースに存在しない、またはその内容が合致しない場合には、ステップS32を否定判定してステップS35へ進む。これにより、撮影画像に写っている輝点の明るさ、色、位置が検索用データベースの情報と合致しない場合(照明など)や、検索用データベースに天体情報があっても撮影画像の対応する位置に輝点として写っていない場合には、ステップS32を否定判定してステップS35へ進むことになる。上述したように、撮影画像(図6(a))と検索用データベースとの間で輝点(すなわち天体)の位置関係に関して相関が取れているので、ステップS32の判定は容易に行える。
As a result of the collation, if the corresponding astronomical information exists in the search database and the contents match, the
ステップS33において、制御回路105は、当該ブロックを「星あり領域」としてステップS34へ進む。一方ステップS35において、制御回路105は、当該ブロックを「星なし領域」としてステップS34へ進む。ステップS34において、制御回路105は、画像(図6(a))の全域をスキャンしたか否かを判定する。制御回路105は、画像の画面右下の終点位置までスキャンした場合にステップS34を肯定判定してステップS36へ進む。制御回路105は、画像の画面右下の終点位置までスキャンしていない場合には、ステップS34を否定判定してステップS32へ戻る。ステップS32へ戻る場合の制御回路105は、ブロック位置が画像の右端へ到達したらブロックを画面左端へ戻すとともに画面下方向へ移動し、ブロックを再び水平右方向へずらす。画像の画面右下は、画像スキャンの終点である。
In step S <b> 33, the
ステップS36において、制御回路105は、グルーピングを開始させてステップS37へ進む。グルーピングは、「輝点が存在すべき位置になかった領域」すなわち、「検索用データベースの情報通りに輝点が写っていなかった領域」を含む二次元空間を作成することをいう。
In step S36, the
図6(b)は、図6(a)の撮影画像に写っていない天体(星)の輝点を、検索用データベースに基づいて表した図であり、図6(a)において家屋や木立などの背景に隠れて写らなかった星に相当する輝点(図2(a)に含まれる3つの天体h、j、gに対応)を、図6(a)の背景部分に重ねて合成したものである。制御装置105は、図6(b)において、3つの天体h、j、gにそれぞれ対応する3つの輝点H、J、Gを対象にグルーピングを行う。
FIG. 6 (b) is a diagram showing the bright spots of the celestial bodies (stars) not shown in the photographed image of FIG. 6 (a) based on the search database. In FIG. 6 (a), houses, trees, etc. A bright spot corresponding to a star hidden behind the background (corresponding to the three celestial bodies h, j, and g included in Fig. 2 (a)) superimposed on the background portion of Fig. 6 (a) It is. In FIG. 6B, the
制御回路105は、図9(a)に例示するように、輝点を重ねた位置と同じ色の背景領域を同じグループとしながら、グループの境界を順次参照する。そして、境界の両側の輝度が所定輝度より低くなく、かつ境界の両側で所定の輝度差が現れるところまで当該グループを拡張(もしくは縮小)する。これにより、図9(b)に例示するように、背景と空との間を仕切る境界までグループの範囲を広げ、グルーピングを終了する。
As illustrated in FIG. 9A, the
このようなグループの拡大・縮小は、グルーピングのアルゴリズムとマッチするように、グルーピング処理と拡大・縮小処理との間で処理の順序を前後させてもよい。ステップS37において、制御回路105は、グループの面積が所定のサイズ以上か否かを判定する。制御回路105は、グルーピング後の面積が所定サイズ以上である場合は、ステップS37を肯定判定してステップS38へ進み、グルーピング後の面積が所定サイズに満たない場合は、ステップS37を否定判定してステップS40へ進む。
In such group expansion / reduction, the processing order may be changed between the grouping process and the expansion / reduction process so as to match the grouping algorithm. In step S37, the
ステップS38において、制御回路105は、当該グループを有効としてステップS39へ進む。ステップS40において、制御回路105は、当該グループを解除(グループとして扱わない)してステップS39へ進む。ステップS39において、制御回路105は、図6(b)の画像全域を処理したか否かを判定する。制御回路105は、写っていない輝点H、J、Gに基づいて全ての背景領域を対象にグルーピング処理した場合にステップS39を肯定判定してステップS41へ進む。制御回路105は、全ての背景領域を対象にグルーピング処理していない場合には、ステップS39を否定判定してステップS37へ戻る。ステップS37へ戻る場合の制御回路105は、上述した処理を繰り返す。グルーピング終了時において有効なグループは、以降に説明する「星なし領域」に対応する。
In step S38, the
ステップS41において、制御回路105は、「星あり領域」に対する画像処理を行う。制御回路105は、例えば、図6(a)の撮影画像との間でそれぞれ撮影時刻が異なる図10(a)の撮影画像2と、図10(b)の撮影画像3とを有する場合に、これら間欠撮影した各画像に対して上記グルーピング処理を施す。制御回路105はさらに、撮影画像1、撮影画像2、撮影画像3からそれぞれ「星なし領域」を除外し、「星あり領域」のみについて、撮影画像1、撮影画像2、撮影画像3間で生じた星の位置のずれ(地球の自転に起因するもの)をキャンセルすべく、輝点の位置を基準に位置合わせして重ね合成した天体画像を作る。重ね合成する際、「星なし領域」とオーバーラップする部分を単純加算すると不自然な絵となるので、オーバーラップする部分に関しては星あり画像のみを加算するように排他的加算平均を行って合成する。
In step S <b> 41, the
図11(a)は、「星あり領域」に対する重ね合成後の画像を例示する図である。図11(a)において、背景に相当する領域(斜線で表示)が元の撮影画像における背景領域に比べて左右の幅が狭いのは、撮影時刻の異なる3枚の撮影画像間で輝点の位置を合わせたことにより、3枚の画像間で重複する背景領域だけが残ったためである。一方、「星あり領域」については重ね合成によって高品位な星像が得られる。 FIG. 11A is a diagram exemplifying an image after being superimposed on the “star region”. In FIG. 11 (a), the area corresponding to the background (indicated by diagonal lines) is narrower in width on the left and right than the background area in the original photographed image. This is because only the background area overlapping between the three images remains as a result of the alignment. On the other hand, a high-quality star image can be obtained by superimposing the “star region”.
ステップS42において、制御回路105は、「星なし領域」に対する画像処理を行う。制御回路105は、撮影画像1、撮影画像2、撮影画像3からそれぞれ得た「星なし領域」を重ね合成(単純加算)した画像を作る。撮影画像1、撮影画像2、撮影画像3において背景は動かないので、「星なし領域」の位置は同一である。このため、重ね合成の際は、3枚の星なし画像の背景の位置を基準に位置合わせして論理積(AND)をとってもよい。図11(b)は、「星なし領域」に対する重ね合成後の画像を例示する図である。制御回路105は、重ね合成後の「星なし領域」から輪郭を削除し、領域の輝度を下げ、コントラストを落とし、色成分を抜いたりすることにより、目立たなくする処理を行う。「星なし領域」が照明などの輝点を含んでいる場合は、当該輝点の周囲の輝度に合わせるように輝度を下げた上で、上記処理を施す。なお、輪郭削除、輝度低下、コントラスト低下および色成分を除く処理のうち少なくとも1つを行うようにしてもよい。
In step S <b> 42, the
ステップS43において、制御回路105は、重ね合成後の「星あり領域」に対する画像(図11(a))に対し、重ね合成後の「星なし領域」の画像(図11(b))を貼り付けて合成し、ステップS44へ進む。ステップS44において、制御回路105は、必要に応じて貼り付け境界部にフィルタ処理を施し、「星あり領域」と「星なし領域」間のつながりが自然になるようにぼかす。
In step S43, the
制御回路105は、フィルタ処理後に図5による処理を終了し、図4のステップS11へ進む。図4のステップS11において、制御回路105は、メモリカード50へ画像補正処理後の画像を記録して図4による処理を終了する。
The
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)カメラ100は、画像と天体検索データベース105bとの比較に基づいて画像に含まれる天体を特定する制御回路105と、天体検索データベース105bの情報に基づいて、画像において天体が写っている天体領域および天体が写っていない非天体領域を判別する制御回路105と、判別された非天体領域を目立たなく補正する制御回路105と、判別された天体領域の画像(図11(a))と、補正後の非天体領域の画像(図11(b))とを合成する制御回路105と、を備えるようにしたので、例えば、非天体領域を天体領域に比べて暗くするなどして、天体が写っている部分とそうでない背景部分とで処理を変えることによって、メリハリの付いた高品位の天体画像が得られる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) The
なお、補正処理を自動で行う例を説明したが、補正後の非天体領域の画像(図11(b))を事前にプリ画像としてモニタ107に表示し、補正処理をするか否かをユーザーが選択できるようにしてもよい。また、補正処理の強度を選択できるようにしてもよい。
In addition, although the example which performs a correction process automatically was demonstrated, the image (FIG.11 (b)) after a correction | amendment non-celestial area | region is displayed on the
(2)上記(1)のカメラ100において、画像は、間欠撮影された複数の画像(図6(a)、図10(a)、図10(b))を含み、制御回路105は、複数の画像に対してそれぞれ判別を行い、制御回路105は、複数の画像の天体領域を位置合わせして重ね合成するとともに(図11(a))、複数の画像の非天体領域を位置合わせして重ね合成し(図11(b))、制御回路105は、重ね合成された天体領域の画像(図11(a))と、重ね合成された非天体領域の画像(図11(b))とを合成するようにした。これにより、天体は静止した状態で写り、家屋や木立などの静止物も止まって写るので、見苦しい画像にならない。
(2) In the
(3)上記(2)のカメラ100において、制御回路105は、画像に含まれる輝点の周辺が暗い、または輝点と周辺との輝度差が8ビット表記の場合に64以上、かつ、輝点が3ピクセル×3ピクセル以下のサイズで点状、かつ、輝点の色が略白である場合に、当該輝点を画像に写った天体と判断するようにしたので、人工衛星や航空機の照明、点光源など、天体以外の輝点を適切に除外できる。
(3) In the
(4)上記カメラ100において、制御回路105は、天体と判断した輝点のみ天体検索データベース105bの情報と照合するようにしたので、天体以外の輝点も照合する場合に比べて、照合処理の負担を軽減できる。
(4) In the
(5)上記カメラ100において、制御回路105は、天体検索データベース105bの情報と合致する輝点の位置を天体領域に含め、天体と判断していない輝点の位置、天体検索データベース105bの情報と合致しない輝点および非輝点の位置を非天体領域に含めるようにした。これにより、天体以外の輝点の位置、天体検索データベース105bの情報と合致しない輝点の位置、天体検索データベース105bに情報があるにもかかわらず写らなかった輝点の位置を、適切に非天体領域に含めることができる。
(5) In the
なお、天体検索データベース105bの情報通りに写らなかった天体を特定できるので、副次的な効果として「撮影されなかった天体」としてリストアップして撮影データに付加してもよい。このような付加データは、後の天体撮影時に活かすことができる。
In addition, since the celestial object which was not imaged according to the information of the celestial
(6)上記カメラ100において、制御回路105は、非天体領域に対する輪郭削除、輝度低下、コントラスト低下および色成分除去のうち少なくとも1つを行うようにしたので、非天体領域が天体領域に比べて目立たなくなり、メリハリの付いた高品位の天体画像が簡単に得られる。
(6) In the
(変形例1)
上述した天体特定処理は一例であり、他の特定手法によって撮影画像の中の天体を特定してもよい。
(Modification 1)
The celestial object specifying process described above is an example, and the celestial object in the captured image may be specified by another specifying method.
(変形例2)
上記実施形態では、天体データベースから3等級以下の星を抽出するように説明したが、星の等級は上記例に限るものではない。例えば6等級以下の星を用いるようにしてもよい。
(Modification 2)
In the above-described embodiment, it has been described that three or less stars are extracted from the celestial database, but the star rating is not limited to the above example. For example, a star of grade 6 or less may be used.
(変形例3)
上述した実施形態では、カメラ100で天体特定および画像補正処理を行う例を説明したが、パーソナルコンピュータを用いて天体特定および画像補正を行う装置を構成してもよい。この場合には、図13に示すコンピュータ装置200に図4および図5に例示したフローチャートの処理を行うプログラムを実行させることにより、天体特定、画像補正処理装置を構成する。プログラムをパーソナルコンピュータ200に取込んで使用する場合には、パーソナルコンピュータ200のデータストレージ装置にプログラムをローディングした上で、当該プログラムを実行させることによって天体特定、画像補正処理装置として使用する。
(Modification 3)
In the embodiment described above, the example in which the
パーソナルコンピュータ200に対するプログラムのローディングは、プログラムを格納したCD−ROMなどの記憶媒体204をパーソナルコンピュータ200にセットして行ってもよいし、ネットワークなどの通信回線201を経由する方法でパーソナルコンピュータ200へローディングしてもよい。通信回線201を経由する場合は、通信回線201に接続されたサーバー(コンピュータ)202のハードディスク装置203などにプログラムを格納しておく。プログラムは、記憶媒体204や通信回線201を介する提供など、種々の形態のコンピュータプログラム製品として供給することができる。
The loading of the program to the
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。 The above description is merely an example, and is not limited to the configuration of the above embodiment.
100…カメラ
101…操作部材
102…撮像素子
103…地磁気センサ
104…GPS回路
105…制御回路
105a…SDRAM
105b…フラッシュメモリ
106…記録再生部
107…モニタ
200…コンピュータ
204…記憶媒体
DESCRIPTION OF
105b ...
Claims (8)
前記天体検索データベースの情報に基づいて、前記画像において天体が写っている天体領域および天体が写っていない非天体領域を判別する判別手段と、
前記画像の前記非天体領域を目立たなく補正する補正手段と、
前記判別された前記天体領域の画像と、前記補正後の前記非天体領域の画像とを合成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする天体画像処理装置。 A specifying means for specifying a celestial body included in the image based on a comparison between the image and a celestial object search database;
Based on the information of the celestial body search database, a determination means for determining a celestial region in which the celestial body is reflected in the image and a non-celestial region in which the celestial body is not captured
Correction means for correcting the non-celestial region of the image inconspicuously;
Image combining means for combining the image of the determined celestial region and the image of the non-celestial region after correction;
An astronomical image processing apparatus comprising:
前記画像は、間欠撮影された複数の画像を含み、
前記判別手段は、前記複数の画像に対してそれぞれ判別を行い、
前記補正手段は、前記複数の画像の天体領域を位置合わせして重ね合成するとともに、前記複数の画像の非天体領域を位置合わせして重ね合成し、
前記画像合成手段は、前記重ね合成された前記天体領域の画像と、前記重ね合成された前記非天体領域の画像とを合成することを備えることを特徴とする天体画像処理装置。 The astronomical image processing apparatus according to claim 1,
The image includes a plurality of intermittently shot images,
The determination means performs determination for each of the plurality of images,
The correction means aligns and superimposes the celestial regions of the plurality of images, and aligns and superimposes the non-celestial regions of the plurality of images,
The astronomical image processing apparatus, wherein the image synthesizing unit comprises synthesizing the superimposed image of the celestial region and the superimposed image of the non-celestial region.
前記判別手段は、前記画像に含まれる輝点の周辺が暗い、または輝点と周辺との輝度差が所定値以上、かつ、前記輝点が所定サイズで点状、かつ、前記輝点の色が略白である場合に、当該輝点を前記画像に写った天体と判断することを特徴とする天体画像処理装置。 The astronomical image processing apparatus according to claim 2,
The discriminating means is such that the periphery of a luminescent spot included in the image is dark, or the luminance difference between the luminescent spot and the periphery is a predetermined value or more, the luminescent spot is a dot having a predetermined size, and the color of the luminescent spot A celestial image processing apparatus that determines that the luminescent spot is a celestial object reflected in the image when the image is substantially white.
前記判別手段は、前記天体と判断した輝点のみ前記天体検索データベースの情報と照合することを特徴とする天体画像処理装置。 The astronomical image processing device according to claim 3,
The celestial image processing apparatus characterized in that the discrimination means collates only the bright spot determined as the celestial object with the information in the celestial object search database.
前記判別手段は、前記天体検索データベースの情報と合致する輝点の位置を前記天体領域に含め、前記天体と判断していない輝点の位置、前記天体検索データベースの情報と合致しない輝点および非輝点の位置を前記非天体領域に含めることを特徴とする天体画像処理装置。 The astronomical image processing apparatus according to claim 4,
The determination means includes a bright spot position that matches information in the celestial body search database in the celestial region, a bright spot position that is not determined as the celestial body, a bright spot that does not match the information in the celestial body search database, and a non- An astronomical image processing apparatus comprising a position of a bright spot in the non-celestial region.
前記補正手段は、前記非天体領域に対する輪郭削除、輝度低下、コントラスト低下および色成分除去のうち少なくとも1つを行うことを特徴とする天体画像処理装置。 The astronomical image processing apparatus according to claim 5,
The astronomical image processing apparatus, wherein the correction unit performs at least one of contour deletion, luminance reduction, contrast reduction, and color component removal for the non-celestial region.
前記画像と天体検索データベースとの比較に基づいて前記画像に含まれる天体を特定する特定処理と、
前記天体検索データベースの情報に基づいて、前記画像において天体が写っている天体領域および天体が写っていない非天体領域を判別する判別処理と、
前記判別された前記非天体領域を目立たなく補正する補正処理と、
前記判別された前記天体領域の画像と、前記補正後の前記非天体領域の画像とを合成する画像合成処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする天体画像処理プログラム。 Input processing to input images,
A specifying process for specifying a celestial body included in the image based on a comparison between the image and a celestial object search database;
Based on the information of the celestial body search database, a determination process for determining a celestial region in which the celestial body is reflected and a non-celestial region in which the celestial body is not captured
A correction process for inconspicuously correcting the determined non-celestial region;
An astronomical image processing program for causing a computer to execute an image composition process for compositing the determined image of the astronomical area and the corrected image of the non-celestial area.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の天体画像処理装置と、を備え、
前記撮像手段で撮像された画像に対して補正することを特徴とするカメラ。 An imaging means for capturing an image of a celestial body;
An astronomical image processing device according to any one of claims 1 to 6,
A camera that corrects an image picked up by the image pickup means.
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