JP5438852B2 - microscope - Google Patents

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Description

本発明は、撮像装置に係り、さらに詳しくは、検査対象物を撮影するカメラによって生成された動画像をカメラの実視野よりも視野の広いモザイク画像上に表示することができる撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus capable of displaying a moving image generated by a camera that captures an inspection object on a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera.

視野を変更しながら撮影した複数の静止画像を張り合わせることによって、カメラの実視野よりも視野の広い1枚の広視野画像を作成する技術として、イメージモザイクが従来から知られている。対物レンズによって拡大された被写体を撮影するデジタルマイクロスコープなどの撮像装置の場合、検査対象物が載置された可動ステージを移動させることによって視野を変更することができる。上記広視野画像は、モザイク画像と呼ばれ、この様にして視野を変更しながら撮影された複数の静止画像を画像間の相対位置に基づいて連結することによって作成される。 An image mosaic is conventionally known as a technique for creating a single wide-field image having a wider field of view than the actual field of view of the camera by pasting together a plurality of still images taken while changing the field of view. In the case of an imaging apparatus such as a digital microscope that photographs a subject magnified by an objective lens, the field of view can be changed by moving a movable stage on which an inspection target is placed. The wide-field image is called a mosaic image, and is created by connecting a plurality of still images captured while changing the field of view based on the relative positions between the images.

例えば、可動ステージの位置を検出するセンサーを備え、ユーザが指定した撮影範囲を自動的に撮影する従来の撮像装置の場合、可動ステージの制御情報から画像間の相対的位置関係を判断して、静止画像の張り合わせが行われる。この様な撮像装置では、撮影範囲を指定して一旦撮影が開始されると、途中で撮影範囲を変更することができなかった。また、可動ステージの位置を高精度に検出する必要があることから、システム構成が複雑化し、コスト高となってしまうという問題があった。 For example, in the case of a conventional imaging device that includes a sensor that detects the position of the movable stage and automatically captures an imaging range designated by the user, the relative positional relationship between the images is determined from the control information of the movable stage, The still images are joined together. In such an imaging apparatus, once the shooting range is designated and shooting is started, the shooting range cannot be changed midway. Further, since it is necessary to detect the position of the movable stage with high accuracy, there is a problem that the system configuration becomes complicated and the cost is increased.

一方、画像間の相対的位置関係を画像間のパターンマッチングによって判断して、静止画像の張り合わせを行う撮像装置もある。しかしながら、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係をユーザにディスプレイ上で確認させながら静止画像を取り込んでモザイク画像と連結させることができる撮像装置はなかった。そこで、撮影中の視野を動画としてモザイク画像上に表示させながら、ユーザが指示するタイミングで静止画像を取り込み、モザイク画像に張り合わせる撮像装置が考えられる。この撮像装置では、張り合わせによってモザイク画像の画像サイズが変化するので、モザイク画像の一部が画面上に表示されなくなり、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係がわからなくなってしまうという問題があった。 On the other hand, there is also an imaging device that determines the relative positional relationship between images by pattern matching between images and performs still image joining. However, there has been no imaging apparatus that can capture a still image and connect it to the mosaic image while allowing the user to confirm the positional relationship between the field of view being photographed and the mosaic image being created on the display. In view of this, an imaging device that captures a still image at a timing instructed by a user and displays it on the mosaic image while displaying the field of view as a moving image on the mosaic image is conceivable. In this imaging device, the image size of the mosaic image changes due to the pasting, so that a part of the mosaic image is not displayed on the screen, and the positional relationship between the field of view being shot and the mosaic image being created is not understood. There was a problem.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係を容易に認識することができる撮像装置を提供することを目的とする。特に、撮影中の視野を動画像としてモザイク画像上の適切な位置に表示させながら、静止画像を取り込んでモザイク画像に張り合わせる際に、張り合わせの前後でモザイク画像の画像サイズが大きく変化する場合であっても、表示用モザイク画像の全体を画面内に表示させることができる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 the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can easily recognize the positional relationship between a field of view being shot and a mosaic image being created. This is especially true when the image size of the mosaic image changes greatly before and after stitching when the still image is captured and pasted to the mosaic image while displaying the field of view as a moving image at an appropriate position on the mosaic image. Even if it exists, it aims at providing the imaging device which can display the whole mosaic image for a display on a screen.

本発明による撮像装置は、検査対象物を載せて対物レンズの中心軸と交差する面内で移動可能な可動ステージと、前記可動ステージと対向配置され、前記対物レンズを介して前記検査対象物を撮影したフレーム画像を生成するカメラと、外部からの取込み指示に基づいて、前記カメラによって撮影されたフレーム画像を静止画像として取得する静止画像取得手段と、前記静止画像取得手段で取得された2以上の静止画像を張り合わせて、前記カメラの実視野よりも視野の広いモザイク画像を生成するモザイク画像生成手段と、前記モザイク画像生成手段により生成されたモザイク画像を記憶するモザイク画像記憶手段と、前記静止画像取得手段により新たな静止画像が取り込まれて前記モザイク画像記憶手段に記憶されたモザイク画像が更新された際に、該モザイク画像の全体と、該モザイク画像との連結に必要なオーバーラップ領域を有する任意の位置のフレーム画像に対応する前記モザイク画像の周囲の画像領域とが少なくとも表示範囲内に含まれるように、前記モザイク画像を縮小する表示用縮小手段と、前記表示用縮小手段により縮小されたモザイク画像を表示する画像表示手段とを備えて構成される。 An imaging apparatus according to the present invention includes a movable stage on which an object to be inspected can be placed and movable in a plane that intersects the central axis of the objective lens, and the movable stage that is disposed to face the movable stage. A camera that generates a captured frame image, a still image acquisition unit that acquires a frame image captured by the camera as a still image based on an external capture instruction, and two or more acquired by the still image acquisition unit The mosaic image generation means for generating a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera, the mosaic image storage means for storing the mosaic image generated by the mosaic image generation means, and the still image A new still image is captured by the image acquisition means, and the mosaic image stored in the mosaic image storage means is updated. The entire mosaic image and an image area around the mosaic image corresponding to a frame image at an arbitrary position having an overlap area necessary for connection with the mosaic image are at least within the display range. As included, the image forming apparatus includes a display reduction unit that reduces the mosaic image and an image display unit that displays the mosaic image reduced by the display reduction unit.

本発明による他の撮像装置は、検査対象物を載せたまま異なる2方向に移動させることができる可動ステージと、上記可動ステージと対向配置され、上記検査対象物を撮影して、連続する複数のフレーム画像からなる動画像を生成するカメラと、上記カメラで撮影された2以上の静止画像を張り合わせて、当該カメラの実視野よりも視野の広いモザイク画像を生成するモザイク画像生成手段と、上記フレーム画像及び上記モザイク画像間の相対位置を判定する相対位置判定手段と、上記モザイク画像の画像サイズに基づいて上記フレーム画像及び当該モザイク画像をそれぞれ縮小し、表示用フレーム画像及び表示用モザイク画像を生成する表示用縮小手段と、上記相対位置の判定結果に基づいて、上記表示用フレーム画像の上記表示用モザイク画像に対する表示位置を更新し、上記表示用モザイク画像上に上記表示用フレーム画像によって構成される動画像を表示するライブ画像表示手段とを備えて構成される。 Another imaging apparatus according to the present invention includes a movable stage that can be moved in two different directions with an inspection object placed thereon, and is arranged to face the movable stage. A camera that generates a moving image including a frame image, a mosaic image generating unit that generates a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera by combining two or more still images captured by the camera, and the frame Relative position determination means for determining the relative position between the image and the mosaic image, and the frame image and the mosaic image are respectively reduced based on the image size of the mosaic image to generate a display frame image and a display mosaic image The display reduction means for displaying and the display mosaic of the display frame image based on the relative position determination result. It updates the display position on the image, and includes a live image display means for displaying a moving picture constituted by the display frame image on the display mosaic images.

本発明による他の撮像装置は、検査対象物を載せたまま異なる2方向に移動させることができる可動ステージと、上記可動ステージと対向配置され、上記検査対象物を撮影して、連続する複数のフレーム画像からなる動画像を生成するカメラと、上記カメラで撮影された2以上の静止画像を張り合わせて、当該カメラの実視野よりも視野の広いモザイク画像を生成するモザイク画像生成手段と、上記フレーム画像及び上記モザイク画像間の相対位置を判定する相対位置判定手段と、上記モザイク画像の画像サイズに基づいて上記フレーム画像及び当該モザイク画像をそれぞれ縮小し、表示用フレーム画像及び表示用モザイク画像を生成する表示用縮小手段と、上記相対位置の判定結果に基づいて、上記表示用フレーム画像の上記表示用モザイク画像に対する表示位置を更新し、上記表示用モザイク画像上に上記表示用フレーム画像によって構成される動画像を表示するライブ画像表示手段とを備えて構成される。また、本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記表示用縮小手段が、上記表示用モザイク画像の全体が画面内に表示されるように、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小するように構成される。この様な構成によれば、表示用モザイク画像上に表示用フレーム画像からなる動画像をライブ画像として表示させる際に、モザイク画像全体が画面内につねに表示されるので、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係をユーザに容易に認識させることができる。 Another imaging apparatus according to the present invention includes a movable stage that can be moved in two different directions with an inspection object placed thereon, and is arranged to face the movable stage. A camera that generates a moving image including a frame image, a mosaic image generating unit that generates a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera by combining two or more still images captured by the camera, and the frame Relative position determination means for determining the relative position between the image and the mosaic image, and the frame image and the mosaic image are respectively reduced based on the image size of the mosaic image to generate a display frame image and a display mosaic image The display reduction means for displaying and the display mosaic of the display frame image based on the relative position determination result. It updates the display position on the image, and includes a live image display means for displaying a moving picture constituted by the display frame image on the display mosaic images. In addition to the above-described configuration, another imaging apparatus according to the present invention reduces the frame image and the mosaic image so that the display reduction unit displays the entire display mosaic image on the screen. Configured as follows. According to such a configuration, when displaying a moving image consisting of a display frame image on a display mosaic image as a live image, the entire mosaic image is always displayed in the screen, so that the field of view during shooting and creation The user can easily recognize the positional relationship with the mosaic image inside.

本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記表示用縮小手段が、上記表示用モザイク画像の全体と上記表示用フレーム画像の全体とが同時に表示されるように、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小するように構成される。この様な構成によれば、表示用モザイク画像上に表示用フレーム画像からなる動画像をライブ画像として表示させる際に、モザイク画像全体とフレーム画像全体とがつねに同時に表示されるので、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係をユーザに容易に認識させることができる。 In addition to the above-described configuration, another imaging device according to the present invention may be configured such that the display reduction unit displays the frame image and the display frame image so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are displayed simultaneously. It is configured to reduce the mosaic image. According to such a configuration, when the moving image composed of the display frame image is displayed as a live image on the display mosaic image, the entire mosaic image and the entire frame image are always displayed at the same time. The user can easily recognize the positional relationship between the visual field and the mosaic image being created.

本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記表示用縮小手段が、画像の縦横比を一定に保持したまま上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小するように構成される。 Another imaging apparatus according to the present invention is configured such that, in addition to the above-described configuration, the display reduction unit reduces the frame image and the mosaic image while maintaining a constant aspect ratio of the image.

本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記表示用縮小手段が、上記表示用フレーム画像の上記表示用モザイク画像に対する上記表示位置が更新されるごとに、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小する際の縮小率を更新するように構成される。この様な構成によれば、表示用フレーム画像の表示位置が更新されるごとにフレーム画像及びモザイク画像を縮小する際の縮小率が更新されるので、表示位置の更新に追従させて表示用モザイク画像及び表示用フレーム画像の全体を適切に画面内に表示させることができる。 In addition to the above-described configuration, the imaging apparatus according to the present invention may further include the frame image and the mosaic image each time the display reduction unit updates the display position of the display frame image with respect to the display mosaic image. It is comprised so that the reduction rate at the time of reducing may be updated. According to such a configuration, every time the display position of the display frame image is updated, the reduction ratio when the frame image and the mosaic image are reduced is updated. Therefore, the display mosaic is made to follow the update of the display position. The entire image and the display frame image can be appropriately displayed on the screen.

本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記モザイク画像と重複領域を有し、上記フレーム画像及び上記モザイク画像間の相対位置の判定が可能なフレーム画像の移動推奨エリアを表示する推奨エリア表示手段を備え、上記表示用縮小手段が、上記移動推奨エリア内の上記フレーム画像と上記モザイク画像とが同時に表示されるように、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小するように構成される。 In addition to the above configuration, another imaging apparatus according to the present invention has a region that overlaps with the mosaic image, and is recommended to display a frame image and a recommended moving area of the frame image that can determine the relative position between the mosaic images. Area display means, and the display reduction means is configured to reduce the frame image and the mosaic image so that the frame image and the mosaic image in the recommended movement area are simultaneously displayed. .

本発明による他の撮像装置は、上記構成に加え、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を一定の縮小率でそれぞれ縮小し、位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像を生成する位置合わせ用縮小手段と、上記位置合わせ用フレーム画像及び上記位置合わせ用モザイク画像から特徴量を抽出する特徴量抽出手段とを備え、上記相対位置判定手段が、上記特徴量の比較によって上記位置合わせ用フレーム画像及び上記位置合わせ用モザイク画像間の相対位置を判定し、上記表示用縮小手段が、上記表示用モザイク画像の全体と、一部が上記位置合わせ用モザイク画像と重複し、上記相対位置の判定に必要なオーバーラップ領域を有する任意の位置の上記位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像の全体とが画面内に表示されるように、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小するように構成される。この様な構成によれば、位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像から抽出した特徴量の比較によってこれらの画像間の相対位置を判定するので、システム構成が複雑化するのを抑制することができる。また、第8の本発明による撮像装置は、上記構成に加え、上記表示用縮小手段が、上記モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えると、上記フレーム画像及び上記モザイク画像を縮小する際の縮小率を固定するように構成される。この様な構成によれば、モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えると、フレーム画像及びモザイク画像を縮小する際の縮小率が固定されるので、小さくなりすぎて撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係が認識できなくなるのを抑制することができる。 In addition to the above-described configuration, another imaging apparatus according to the present invention reduces the frame image and the mosaic image at a certain reduction ratio, respectively, and generates an alignment frame image and an alignment mosaic image. And a feature amount extracting unit that extracts a feature amount from the alignment frame image and the registration mosaic image, and the relative position determination unit compares the feature frame amount and the alignment frame image by comparing the feature amounts. A relative position between the mosaic images for alignment is determined, and the display reduction unit overlaps the entire mosaic image for display and a part of the mosaic image for alignment, and is necessary for determining the relative position. The entire display frame image corresponding to the above-described alignment frame image at an arbitrary position having an overlap area is displayed on the screen. As appears, configured to reduce the frame image and the mosaic image. According to such a configuration, since the relative position between these images is determined by comparing the feature amounts extracted from the alignment frame image and the alignment mosaic image, it is possible to prevent the system configuration from becoming complicated. Can do. In addition to the above configuration, the image pickup apparatus according to the eighth aspect of the present invention provides a reduction when the display reduction means reduces the frame image and the mosaic image when the image size of the mosaic image exceeds a certain size. Configured to fix rate. According to such a configuration, when the image size of the mosaic image exceeds a certain size, the reduction rate when the frame image and the mosaic image are reduced is fixed. It is possible to prevent the positional relationship with the mosaic image from being recognized.

本発明による撮像装置によれば、モザイク画像の画像サイズに基づいて画像の縮小が行われるので、張り合わせの前後でモザイク画像の画像サイズが大きく変化する場合であっても、表示用モザイク画像の全体を画面内に表示させることができる。 According to the imaging apparatus according to the present invention, the image is reduced based on the image size of the mosaic image. Therefore, even if the image size of the mosaic image changes greatly before and after the pasting, the entire mosaic image for display is displayed. Can be displayed on the screen.

本発明の実施の形態による撮像装置の概略構成の一例を示したシステム図であり、撮像装置の一例として拡大観察装置1が示されている。1 is a system diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, and a magnification observation apparatus 1 is shown as an example of the imaging apparatus. 図1の拡大観察装置1の要部における構成例を示したブロック図であり、システム本体部100内の機能構成の一例が示されている。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of the magnifying observation apparatus 1 in FIG. 図2のシステム本体部100におけるマッチング処理部125cの構成例を示したブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a matching processing unit 125c in the system main body unit 100 of FIG. 図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、動画像A1及び表示用モザイク画像A3が示されている。It is explanatory drawing which showed typically an example of the operation | movement at the time of the live image display in the magnification observation apparatus 1 of FIG. 1, and the moving image A1 and the mosaic image A3 for a display are shown. 図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を模式的に示した説明図であり、ライブ画面111が示されている。It is explanatory drawing which showed typically an example of the operation | movement at the time of the live image display in the magnification observation apparatus 1 of FIG. 1, and the live screen 111 is shown. 図1の拡大観察装置1におけるパターンマッチング動作の一例を示した図であり、全特徴点B3の比較によって特徴点間の正対応が抽出される様子が示されている。It is the figure which showed an example of the pattern matching operation | movement in the magnification observation apparatus 1 of FIG. 1, and the mode that the positive correspondence between feature points is extracted by the comparison of all the feature points B3 is shown. 図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を示した図であり、モザイク画像及びライブ画像が表示されたライブ画面111が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the live image display in the magnification observation apparatus 1 of FIG. 1, and the live screen 111 on which the mosaic image and the live image were displayed is shown. 図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を示した図であり、静止画像を張り合わせて更新された表示用モザイク画像が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the live image display in the expansion observation apparatus 1 of FIG. 1, and the mosaic image for a display updated by bonding a still image is shown. 図1の拡大観察装置1における張り合わせ用の画像取込み時の動作の一例を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing an example of an operation at the time of capturing images for pasting in the magnification observation apparatus 1 in FIG. 1. 本発明の実施の形態2による拡大観察装置におけるライブ画像表示時の動作の一例を示した図であり、ライブ画像が表示されたライブ画面111が示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the live image display in the magnification observation apparatus by Embodiment 2 of this invention, and the live screen 111 on which the live image was displayed is shown. 本発明の実施の形態4による拡大観察装置の要部における構成例を示したブロック図であり、システム本体部100a内の機能構成の一例が示されている。It is the block diagram which showed the structural example in the principal part of the magnification observation apparatus by Embodiment 4 of this invention, and shows an example of the function structure in the system main-body part 100a. 図11の拡大観察装置におけるライブ画面表示時の動作の一例を示した図であり、モザイク画像上に表示された移動推奨エリアが示されている。It is the figure which showed an example of the operation | movement at the time of the live screen display in the enlarged observation apparatus of FIG. 11, and the movement recommendation area displayed on the mosaic image is shown.

実施の形態1.
<拡大観察装置>
図1は、本発明の実施の形態1による撮像装置の概略構成の一例を示したシステム図であり、撮像装置の一例として、システム本体部100、カメラ部200及びコンソール300からなる拡大観察装置1が示されている。この拡大観察装置1は、対物レンズによって拡大された被写体を撮影して動画像を生成し、システム本体部100のディスプレイ110上に表示することができるデジタルマイクロスコープである。
Embodiment 1 FIG.
<Magnification observation device>
FIG. 1 is a system diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As an example of the imaging apparatus, a magnification observation apparatus 1 including a system main body unit 100, a camera unit 200, and a console 300 is illustrated. It is shown. The magnification observation apparatus 1 is a digital microscope that can capture a subject magnified by an objective lens, generate a moving image, and display the moving image on the display 110 of the system main body 100.

カメラ部200は、視野を変更しながら検査対象物を撮影するための撮影ユニットであり、カメラ210、可動ホルダー220及び可動ステージ230によって構成される。カメラ210は、検査対象物を被写体として撮影し、一定のフレームレートで連続する複数のフレーム画像からなる動画像を生成する読取装置であり、円筒形状の筐体内に対物レンズ、CCDイメージセンサー、照明装置などを配置して構成されている。 The camera unit 200 is an imaging unit for imaging an inspection object while changing the field of view, and includes a camera 210, a movable holder 220, and a movable stage 230. The camera 210 is a reading device that photographs an inspection object as a subject and generates a moving image composed of a plurality of frame images continuous at a constant frame rate, and includes an objective lens, a CCD image sensor, and an illumination in a cylindrical casing. It is configured by arranging devices and the like.

可動ホルダー220は、対物レンズの中心軸に平行な方向に移動可能にカメラ210を保持する保持手段である。ここでは、カメラ210の対物レンズの中心軸に平行な方向をz軸方向と呼ぶことにし、位置調整つまみ221を回すことによってカメラ210のz軸方向の位置を調整することができる。 The movable holder 220 is a holding unit that holds the camera 210 so as to be movable in a direction parallel to the central axis of the objective lens. Here, the direction parallel to the central axis of the objective lens of the camera 210 is referred to as the z-axis direction, and the position of the camera 210 in the z-axis direction can be adjusted by turning the position adjustment knob 221.

可動ステージ230は、検査対象物を保持する保持手段であり、検査対象物を載せた状態でz軸に交差する面内で移動可能となっている。ここでは、z軸に垂直な平面をxy平面と呼ぶことにし、位置調整つまみ231及び232を回すことによって可動ステージ230のxy平面内における位置を調整することができる。つまり、可動ステージ230は、位置調整つまみ231及び232を回すことによって、検査対象物を載せたまま異なる2方向に移動させることができるステージとなっている。 The movable stage 230 is a holding unit that holds the inspection target, and is movable in a plane that intersects the z-axis with the inspection target placed thereon. Here, a plane perpendicular to the z-axis is referred to as an xy plane, and the position of the movable stage 230 in the xy plane can be adjusted by turning the position adjustment knobs 231 and 232. That is, the movable stage 230 is a stage that can be moved in two different directions while the inspection object is placed by turning the position adjustment knobs 231 and 232.

具体的には、位置調整つまみ231を回すことによって、x軸方向の位置を調整し、位置調整つまみ232を回すことによって、y軸方向の位置を調整することができる。カメラ210は、この様な可動ステージ230と対向して配置されている。 Specifically, the position in the x-axis direction can be adjusted by turning the position adjustment knob 231, and the position in the y-axis direction can be adjusted by turning the position adjustment knob 232. The camera 210 is arranged to face such a movable stage 230.

コンソール300は、撮影の開始及び終了、撮影された画像データの取込みなどをシステム本体部100に対して指示するための入力装置である。 The console 300 is an input device for instructing the system main body unit 100 to start and end shooting and to take captured image data.

システム本体部100は、カメラ210によって撮影された動画像をディスプレイ110上に表示し、動画像を構成するフレーム画像を張り合わせてカメラ210の実視野よりも視野の広いモザイク画像を生成する画像処理部である。 The system main unit 100 displays a moving image captured by the camera 210 on the display 110, and combines the frame images constituting the moving image to generate a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera 210. It is.

<システム本体部>
図2は、図1の拡大観察装置1の要部における構成例を示したブロック図であり、システム本体部100内の機能構成の一例が示されている。このシステム本体部100は、ディスプレイ110の他に、表示用縮小部121,128、表示用モザイク画像記憶部122、ライブ画像更新部123、保存用モザイク画像記憶部124、ライブ位置合わせ部125、静止画像取得部126及びモザイク画像生成部127を備えて構成される。
<System body>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of the magnification observation apparatus 1 in FIG. 1, and illustrates an example of a functional configuration in the system main body 100. In addition to the display 110, the system main unit 100 includes display reduction units 121 and 128, a display mosaic image storage unit 122, a live image update unit 123, a storage mosaic image storage unit 124, a live positioning unit 125, An image acquisition unit 126 and a mosaic image generation unit 127 are provided.

表示用縮小部121は、カメラ210からの動画データを処理し、画像サイズの縮小した縮小動画データを生成する動作を行っている。具体的には、カメラ210から連続して得られるフレーム画像を所定の縮小率で縮小して表示用フレーム画像を生成し、ライブ画像更新部123へ出力する動作が行われる。フレーム画像の縮小は、例えば、画素の間引き処理や画素値の平均化処理によって行われる。ここでは、縮小前後でフレーム画像のアスペクト比、すなわち、縦横比が変わらないように縮小処理が行われるものとする。 The display reduction unit 121 performs the operation of processing the moving image data from the camera 210 and generating reduced moving image data with a reduced image size. Specifically, an operation of generating frame images for display by reducing frame images continuously obtained from the camera 210 at a predetermined reduction ratio and outputting the frame images to the live image update unit 123 is performed. The reduction of the frame image is performed by, for example, pixel thinning processing or pixel value averaging processing. Here, it is assumed that the reduction process is performed so that the aspect ratio, that is, the aspect ratio of the frame image does not change before and after the reduction.

表示用モザイク画像記憶部122は、表示用モザイク画像を保持するモザイク画像保持手段であり、例えば、揮発性の半導体メモリからなる。ライブ画像更新部123は、表示用縮小部121からの縮小率情報に基づいてディスプレイ110を制御し、表示用縮小部121から連続して得られる表示用フレーム画像の表示用モザイク画像に対する表示位置を更新することによって、表示用モザイク画像上にライブ画像を表示する動作を行っている。ライブ画像とは、連続する複数の表示用フレーム画像によって構成される動画像のことである。 The display mosaic image storage unit 122 is a mosaic image holding unit that holds a display mosaic image, and includes, for example, a volatile semiconductor memory. The live image update unit 123 controls the display 110 based on the reduction rate information from the display reduction unit 121, and sets the display position of the display frame image obtained continuously from the display reduction unit 121 with respect to the display mosaic image. By updating, a live image is displayed on the display mosaic image. A live image is a moving image composed of a plurality of continuous display frame images.

保存用モザイク画像記憶部124は、保存用モザイク画像を保持するモザイク画像保持手段であり、不揮発性の記憶素子、例えば、HDD(ハードディスクドライブ)装置によって構成される。 The storage mosaic image storage unit 124 is a mosaic image storage unit that stores the storage mosaic image, and includes a nonvolatile storage element, for example, an HDD (Hard Disk Drive) device.

ライブ位置合わせ部125は、位置合わせ用縮小部125a,125b及びマッチング処理部125cからなり、カメラ210から連続して得られるフレーム画像と保存用モザイク画像記憶部124から読み出した保存用モザイク画像とをそれぞれ縮小してマッチング処理する動作を行っている。 The live registration unit 125 includes registration reduction units 125a and 125b and a matching processing unit 125c, and the frame image obtained continuously from the camera 210 and the storage mosaic image read from the storage mosaic image storage unit 124. Each of them is reduced to perform matching processing.

位置合わせ用縮小部125aは、カメラ210からのフレーム画像を位置合わせ用に一定の縮小率で縮小して位置合わせ用フレーム画像を生成し、マッチング処理部125cへ出力する動作を行っている。位置合わせ用縮小部125bは、保存用モザイク画像記憶部124から読み出した保存用モザイク画像を位置合わせ用に一定の縮小率で縮小して位置合わせ用モザイク画像を生成し、マッチング処理部125cへ出力する動作を行っている。 The alignment reduction unit 125a performs an operation of reducing the frame image from the camera 210 at a constant reduction rate for alignment to generate an alignment frame image and outputting it to the matching processing unit 125c. The alignment reduction unit 125b generates a registration mosaic image by reducing the storage mosaic image read from the storage mosaic image storage unit 124 at a predetermined reduction rate for alignment, and outputs the generated mosaic image to the matching processing unit 125c. The operation to be performed.

マッチング処理部125cは、位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像間のパターンマッチングによって、これらの画像間の相対位置を判定し、相対位置情報を生成してライブ画像更新部123へ出力する動作を行っている。 The matching processing unit 125c determines the relative position between these images by pattern matching between the alignment frame image and the alignment mosaic image, generates relative position information, and outputs the relative position information to the live image update unit 123. It is carried out.

ライブ画像更新部123では、ライブ位置合わせ部125からの相対位置情報に基づいて、表示用フレーム画像及び表示用モザイク画像間の相対位置を決定し、表示用フレーム画像の表示用モザイク画像に対する表示位置を更新する動作が行われる。 The live image update unit 123 determines the relative position between the display frame image and the display mosaic image based on the relative position information from the live position alignment unit 125, and the display position of the display frame image with respect to the display mosaic image The operation of updating is performed.

ここで、ライブ位置合わせ部125は、保存用位置合わせ部127aに比べて低精度のマッチング処理を実行し、低精度の座標データを相対位置情報として出力する処理部となっている。 Here, the live alignment unit 125 is a processing unit that executes a lower-precision matching process than the storage alignment unit 127a and outputs low-accuracy coordinate data as relative position information.

静止画像取得部126は、コンソール300からの取込み指示に基づいて、カメラ210によって撮影された静止画像を取得し、モザイク画像生成部127へ出力する動作を行っている。カメラ210から取得する張り合わせ用の静止画像としては、動画像とは露光時間などの撮像条件の異なる画像であっても良いし、動画像を構成するフレーム画像の1つであっても良い。 The still image acquisition unit 126 performs an operation of acquiring a still image taken by the camera 210 based on an instruction for taking in from the console 300 and outputting the still image to the mosaic image generation unit 127. The pasting still image acquired from the camera 210 may be an image having a different imaging condition such as an exposure time from the moving image, or may be one of frame images constituting the moving image.

モザイク画像生成部127は、保存用位置合わせ部127a及び画像連結部127bからなり、複数の静止画像を張り合わせて保存用モザイク画像を生成する動作を行っている。 The mosaic image generation unit 127 includes a storage alignment unit 127a and an image connection unit 127b, and performs an operation of generating a storage mosaic image by combining a plurality of still images.

保存用位置合わせ部127aは、静止画像取得部126によって取得された静止画像と保存用モザイク画像記憶部124から読み出した保存用モザイク画像との間の相対位置を判定する動作を行っている。この相対位置の判定は、静止画像及び保存用モザイク画像間のパターンマッチングによって行われ、位置合わせ用モザイク画像よりも高い解像度で静止画像及び保存用モザイク画像間の相対位置が推定される。 The storage alignment unit 127 a performs an operation of determining a relative position between the still image acquired by the still image acquisition unit 126 and the storage mosaic image read from the storage mosaic image storage unit 124. The determination of the relative position is performed by pattern matching between the still image and the storage mosaic image, and the relative position between the still image and the storage mosaic image is estimated with a higher resolution than the registration mosaic image.

画像連結部127bは、保存用位置合わせ部127aによる判定結果に基づいて、静止画像及び保存用モザイク画像を張り合わせ、新たな保存用モザイク画像を生成して保存用モザイク画像記憶部124内の保存用モザイク画像を更新する動作を行っている。具体的には、静止画像取得部126によって取得された静止画像と保存用モザイク画像記憶部124から読み出した保存用モザイク画像とが、保存用位置合わせ部127aによって推定された画像間の相対位置に基づいて張り合わせられ、新たな保存用モザイク画像が生成される。 The image connecting unit 127b combines the still image and the storage mosaic image based on the determination result by the storage registration unit 127a, generates a new storage mosaic image, and stores the image in the storage mosaic image storage unit 124. An operation to update the mosaic image is performed. Specifically, the still image acquired by the still image acquisition unit 126 and the storage mosaic image read from the storage mosaic image storage unit 124 are in a relative position between the images estimated by the storage registration unit 127a. Based on these, a new storage mosaic image is generated.

静止画像及び保存用モザイク画像の張り合わせは、これらの画像間の相対位置に基づいて両画像を連結することによって行われる。また、静止画像及び保存用モザイク画像を連結する際には、つなぎ目を目立たなくするために、両画像の重複領域について画素値のブレンディング処理が行われる。ブレンディング処理は、両画像間で画素値を加重平均して合成画像の画素値を求める画像処理であり、加重平均の際の重みを画素の位置に応じて適切に変化させることによってつなぎ目を目立たなくしている。 The still image and the mosaic image for storage are joined together by connecting both images based on the relative positions between these images. In addition, when connecting a still image and a storage mosaic image, a blending process of pixel values is performed on an overlapping area of both images in order to make the joint inconspicuous. The blending process is an image process in which pixel values are weighted and averaged between both images to obtain a pixel value of a composite image, and the weight at the time of weighted average is appropriately changed according to the position of the pixel to make the joint inconspicuous. ing.

ここでは、保存用モザイク画像が、一定サイズ、例えば、512×512ピクセルの複数の画像タイルに分割して保持され、保存用モザイク画像の更新時には、必要な部分だけをメモリ上に読み出して更新処理が行われるものとする。 Here, the storage mosaic image is divided and held in a plurality of image tiles of a certain size, for example, 512 × 512 pixels, and when the storage mosaic image is updated, only necessary portions are read out on the memory and updated. Shall be performed.

表示用縮小部128は、保存用モザイク画像が更新されるごとに保存用モザイク画像記憶部124から更新後の保存用モザイク画像を読み出し、読み出した保存用モザイク画像を表示用に縮小して表示用モザイク画像を生成する動作を行っている。 The display reduction unit 128 reads the updated storage mosaic image from the storage mosaic image storage unit 124 each time the storage mosaic image is updated, and reduces the read storage mosaic image for display. An operation to generate a mosaic image is performed.

表示用縮小部121及び128では、それぞれ保存用モザイク画像の画像サイズに基づいてフレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小し、表示用フレーム画像及び表示用モザイク画像を生成する動作が行われる。具体的には、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率を保存用モザイク画像が更新されるごとに決定し、これらの画像を縮小する処理が行われる。 In the display reduction units 121 and 128, an operation of reducing the frame image and the storage mosaic image based on the image size of the storage mosaic image and generating the display frame image and the display mosaic image is performed. Specifically, a reduction ratio for reducing the frame image and the storage mosaic image is determined every time the storage mosaic image is updated, and a process of reducing these images is performed.

上記縮小率は、例えば、表示用モザイク画像の全体と表示用フレーム画像の全体とが同時に画面内に表示されるように、ディスプレイ110の解像度やライブ画像のモニター画面のサイズに基づいて決定される。保存用モザイク画像が更新されるごとにモザイク画像の画像サイズから縮小率を決定して表示用画像の縮小処理が行われるので、モザイク画像の大きさに応じて表示倍率を自動的に調整してライブ画像を表示させることができる。 The reduction ratio is determined based on the resolution of the display 110 and the size of the monitor screen of the live image so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are displayed on the screen at the same time, for example. . Each time the saved mosaic image is updated, the reduction rate is determined from the image size of the mosaic image and the display image is reduced. The display magnification is automatically adjusted according to the size of the mosaic image. Live images can be displayed.

ここでは、表示用モザイク画像の全体と、一部が位置合わせ用モザイク画像と重複し、相対位置の判定に必要なオーバーラップ領域を有する任意の位置の位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像の全体とが画面内に表示されるように、縮小率が定められるものとする。 Here, the entire display mosaic image and a part of the display mosaic image overlap with the alignment mosaic image, and the display frame corresponding to the alignment frame image at an arbitrary position having an overlap area necessary for determining the relative position It is assumed that the reduction ratio is determined so that the entire image is displayed on the screen.

一般に、静止画像及び保存用モザイク画像間の相対的位置関係をこれらの画像間のパターンマッチングによって判断する場合、一定レベル以上の位置合わせの精度を確保するためには、静止画像及び保存用モザイク画像間で一定サイズ以上の重複領域が存在している必要がある。また、静止画像及び保存用モザイク画像を連結する際にブレンディング処理によってつなぎ目を目立たなくする場合、一定レベル以上の平滑度で滑らかにつなぎ合わせるためには、静止画像及び保存用モザイク画像間で一定量以上の重複領域が存在している必要がある。 In general, when determining the relative positional relationship between a still image and a storage mosaic image by pattern matching between these images, in order to ensure the accuracy of alignment above a certain level, the still image and the storage mosaic image There must be a certain overlap area between them. In addition, when connecting the still image and the mosaic image for storage, if a joint is made inconspicuous by blending processing, a certain amount between the still image and the mosaic image for storage is necessary to smoothly connect the images with a smoothness of a certain level or more. The above overlapping area needs to exist.

表示用縮小部121,128では、上記オーバーラップ領域として上述した様な重複領域を有する任意の位置の位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像の全体と、表示用モザイク画像の全体とがつねに画面内に表示されるように、縮小率が定められる。 In the display reduction units 121 and 128, the entire display frame image corresponding to the alignment frame image at an arbitrary position having the overlapping region as described above as the overlap region, and the entire display mosaic image. The reduction ratio is determined so that it is always displayed in the screen.

また、最初は、保存用モザイク画像の各画像タイルに対して、原寸の画像がモザイク画像の表示用オンメモリ画像として保持され、表示用モザイク画像がライブ画像のモニター画面内に収まらなくなれば、各画像タイルを縮小して、例えば、1/2画像が作成され、表示用オンメモリ画像とする。このとき、原寸画像はメモリから削除される。さらに、表示用モザイク画像がモニター画面内に収まらなくなった場合には、各画像タイルについて、例えば、1/2画像から1/4画像が作成され、表示用オンメモリ画像が更新される。 Also, at first, for each image tile of the mosaic image for storage, if the original size image is held as an on-memory image for displaying the mosaic image, and the display mosaic image does not fit within the monitor screen of the live image, The image tile is reduced, for example, a ½ image is created and used as an on-memory image for display. At this time, the full-size image is deleted from the memory. Further, when the display mosaic image does not fit in the monitor screen, for example, a ¼ image is created from ½ image for each image tile, and the display on-memory image is updated.

この様に、新たな静止画像の張り合わせによって表示用モザイク画像がモニター画面内に収まらなくなるごとに、各画像タイルが順次に縮小される。静止画像の張り合わせによって変更された画像タイルや新規に追加された画像タイルは、原寸画像を読み出し、現在の表示用オンメモリ画像のサイズに合わせて縮小される。 In this way, each time the display mosaic image does not fit in the monitor screen due to the joining of the new still images, the image tiles are sequentially reduced. Image tiles that have been changed by pasting still images or newly added image tiles are read out and are reduced in accordance with the size of the current on-memory image for display.

<マッチング処理部>
図3は、図2のシステム本体部100におけるマッチング処理部125cの構成例を示したブロック図である。このマッチング処理部125cは、特徴量抽出部131及び相対位置判定部132により構成される。
<Matching processing unit>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the matching processing unit 125c in the system main body 100 of FIG. The matching processing unit 125c includes a feature amount extraction unit 131 and a relative position determination unit 132.

特徴量抽出部131は、位置合わせ用フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像とからそれぞれ特徴量を抽出する動作を行っている。特徴量としては、画像を比較する際の目印となるものであれば、何でも良いが、ここでは、複数のエッジが交差する頂点が特徴点として抽出されるものとする。 The feature amount extraction unit 131 performs an operation of extracting feature amounts from the alignment frame image and the alignment mosaic image. The feature amount may be anything as long as it serves as a mark for comparing images. Here, it is assumed that a vertex at which a plurality of edges intersect is extracted as a feature point.

相対位置判定部132は、比較部141、相対位置演算部142及び重複領域推定部143からなり、特徴点の比較によって位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像間の相対位置を判定する動作を行っている。比較部141は、位置合わせ用フレーム画像から抽出された特徴点と、位置合わせ用モザイク画像から抽出された特徴点とを比較し、その比較結果を相対位置演算部142へ出力する動作を行っている。 The relative position determination unit 132 includes a comparison unit 141, a relative position calculation unit 142, and an overlapping region estimation unit 143, and performs an operation of determining a relative position between the alignment frame image and the alignment mosaic image by comparing feature points. Is going. The comparison unit 141 compares the feature points extracted from the alignment frame image with the feature points extracted from the alignment mosaic image, and outputs the comparison result to the relative position calculation unit 142. Yes.

特徴点の比較は、例えば、一方の画像から特徴点を含む領域をテンプレートとして抽出し、このテンプレート領域に最も類似する領域を他方の画像から探し出すことによって行われる。領域間の類似度を測る指標としては、領域内の画素について求めた輝度値の二乗誤差和を用いる方法、領域内の各画素の輝度値を平均輝度によって正規化した正規化相関を用いる方法が考えられる。 The feature points are compared by, for example, extracting a region including the feature points from one image as a template and searching for the region most similar to the template region from the other image. As an index for measuring the similarity between regions, there are a method using a sum of squared errors of luminance values obtained for pixels in the region, and a method using a normalized correlation obtained by normalizing the luminance value of each pixel in the region by the average luminance. Conceivable.

相対位置演算部142は、比較部141による比較結果に基づいて位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像間の相対位置を判定し、その判定結果を重複領域推定部143へ出力し、相対位置情報をライブ画像更新部123へ出力する動作を行っている。 The relative position calculation unit 142 determines the relative position between the alignment frame image and the alignment mosaic image based on the comparison result by the comparison unit 141, and outputs the determination result to the overlapping region estimation unit 143. An operation of outputting information to the live image update unit 123 is performed.

重複領域推定部143は、過去の位置合わせ用フレーム画像に関する相対位置の判定結果に基づいて、現在の位置合わせ用フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像との重複領域を推定する動作を行っている。例えば、1フレーム前の位置合わせ用フレーム画像に関する相対位置の判定結果から当該フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像との重複領域を定め、この重複領域が現在のフレーム画像とモザイク画像との重複領域であると判断する動作が行われる。 The overlapping area estimation unit 143 performs an operation of estimating an overlapping area between the current positioning frame image and the positioning mosaic image based on the determination result of the relative position regarding the past positioning frame image. For example, an overlapping area between the frame image and the positioning mosaic image is determined from the relative position determination result regarding the positioning frame image one frame before, and the overlapping area is an overlapping area between the current frame image and the mosaic image. The operation of determining that there is is performed.

比較部141では、重複領域推定部143によって推定された重複領域内の特徴点について比較を行い、比較結果を相対位置演算部142へ出力する動作が行われる。そして、重複領域内の特徴点について比較を行った結果、相対位置が判定できなかった場合に、位置合わせ用フレーム画像の全特徴点と位置合わせ用モザイク画像の全特徴点とを比較し、比較結果を相対位置演算部142へ出力する動作が行われる。 In the comparison unit 141, the feature points in the overlap region estimated by the overlap region estimation unit 143 are compared, and an operation of outputting the comparison result to the relative position calculation unit 142 is performed. Then, as a result of comparing the feature points in the overlapping region, if the relative position cannot be determined, the feature points of the alignment frame image are compared with all the feature points of the alignment mosaic image, and compared. An operation of outputting the result to the relative position calculation unit 142 is performed.

また、最初の位置合わせ用フレーム画像について、位置合わせ用フレーム画像の全特徴点と位置合わせ用モザイク画像の全特徴点とを比較し、比較結果を相対位置演算部142へ出力する動作が行われる。つまり、1フレーム目の位置合わせ用フレーム画像については、各画像の全特徴点を比較して相対位置が判定される。一方、2フレーム目以降の位置合わせ用フレーム画像については、まず、過去のフレーム画像に関する相対位置の判定結果から推定された重複領域内の特徴点を比較して相対位置が判定される。このとき、相対位置が判定できなければ、各画像の全特徴点を比較して相対位置が判定される。 Further, for the first alignment frame image, all feature points of the alignment frame image are compared with all feature points of the alignment mosaic image, and an operation of outputting the comparison result to the relative position calculation unit 142 is performed. . That is, for the first alignment frame image, the relative position is determined by comparing all the feature points of each image. On the other hand, for the second and subsequent frame images for alignment, first, the relative position is determined by comparing the feature points in the overlapping region estimated from the relative position determination result for the past frame image. At this time, if the relative position cannot be determined, the relative position is determined by comparing all the feature points of the images.

ここで、最初のフレーム画像とは、例えば、モザイク画像の作成途中で一旦撮影を中断させ、その後撮影を再開させるようなケースにおいて、撮影再開後に最初に取得されるフレーム画像のことである。 Here, the first frame image is, for example, a frame image that is first acquired after resuming photographing in a case where photographing is temporarily interrupted during the creation of a mosaic image and then photographing is resumed.

一般に、画像の一部が重複している2つの静止画像からそれぞれ特徴点を抽出し、これらの画像間で対応する特徴点の組を探し出す場合、両画像の重複領域から特徴点を抽出して対応する特徴点の組を探す方が、画像全体から特徴点を抽出して探すよりも誤対応の発生確率は低くなる。つまり、重複領域内の特徴点について優先的に比較を行って相対位置を判定させることによって、位置合わせ用フレーム画像の位置合わせに成功する確率を向上させることができる。さらに、画像内の全特徴点について比較を行う場合に比べて、位置合わせの速度を向上させることができる。 In general, when extracting feature points from two still images that overlap part of an image and finding a pair of corresponding feature points between these images, extract the feature points from the overlapping area of both images. Searching for a pair of corresponding feature points has a lower probability of occurrence of a false response than extracting and searching for feature points from the entire image. That is, by comparing the feature points in the overlapping region with priority and determining the relative position, it is possible to improve the probability of successful alignment of the alignment frame image. Furthermore, the alignment speed can be improved as compared with the case where all feature points in the image are compared.

ここでは、特徴量抽出部131が、現在の位置合わせ用フレーム画像から特徴点を抽出する際に、重複領域推定部143によって推定された重複領域から特徴点を抽出する。そして、重複領域内の特徴点だけでは相対位置が判定できなかった場合に、重複領域以外の領域からも特徴点を抽出する動作が行われるものとする。 Here, when the feature amount extraction unit 131 extracts feature points from the current alignment frame image, the feature amount extraction unit 131 extracts feature points from the overlap region estimated by the overlap region estimation unit 143. Then, when the relative position cannot be determined only by the feature points in the overlapping area, an operation of extracting the feature points from the area other than the overlapping area is performed.

ライブ画像更新部123では、表示用モザイク画像上に表示用フレーム画像によって構成される動画像をライブ画像として表示する際の表示位置を相対位置演算部142による相対位置の判定結果に基づいて更新し、その表示データをディスプレイ110へ出力する動作が行われる。 The live image update unit 123 updates the display position when the moving image constituted by the display frame image is displayed as a live image on the display mosaic image based on the relative position determination result by the relative position calculation unit 142. Then, an operation of outputting the display data to the display 110 is performed.

<ライブ画面>
図4及び図5は、図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を模式的に示した説明図である。図4には、カメラ210によって撮影された動画像A1及び表示用モザイク画像A3が示されている。また、図5には、モザイク画像A3上に動画像A1がライブ画像として配置されたライブ画面111が示されている。
<Live screen>
4 and 5 are explanatory views schematically showing an example of an operation at the time of displaying a live image in the magnification observation apparatus 1 of FIG. FIG. 4 shows a moving image A1 and a display mosaic image A3 captured by the camera 210. FIG. 5 shows a live screen 111 in which the moving image A1 is arranged as a live image on the mosaic image A3.

動画像A1は、一定のフレームレートで繰返し生成される表示用フレーム画像A2によって構成される。例えば、15fpsで表示用フレーム画像A2が生成される。ここでは、撮影倍率やフォーカス位置は、固定されているものとする。 The moving image A1 is composed of a display frame image A2 that is repeatedly generated at a constant frame rate. For example, the display frame image A2 is generated at 15 fps. Here, it is assumed that the photographing magnification and the focus position are fixed.

表示用モザイク画像A3は、保存用モザイク画像をライブ画面表示用に縮小して作成されたモザイク画像である。 The display mosaic image A3 is a mosaic image created by reducing the storage mosaic image for live screen display.

ライブ画面111は、ディスプレイ110上に表示されるモニター画面であり、作成中の表示用モザイク画像A3及び動画像A1が表示されている。ライブ画面111では、動画像A1が、現在の位置合わせ用フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像との間のパターンマッチングによって判定された相対位置から決定された表示位置に配置されている。 The live screen 111 is a monitor screen displayed on the display 110, and displays a display mosaic image A3 and a moving image A1 that are being created. On the live screen 111, the moving image A1 is arranged at a display position determined from a relative position determined by pattern matching between the current alignment frame image and the alignment mosaic image.

つまり、撮影中の動画像A1が作成中の表示用モザイク画像A3上の適切な位置にライブ画像として表示されるので、ユーザは、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係を確認しながら静止画像を取り込んで保存用モザイク画像と連結させることができる。 That is, since the moving image A1 being shot is displayed as a live image at an appropriate position on the display mosaic image A3 being created, the user confirms the positional relationship between the field of view being shot and the mosaic image being created. However, it is possible to capture a still image and connect it to a storage mosaic image.

<パターンマッチング>
図6(a)及び(b)は、図1の拡大観察装置1におけるパターンマッチング動作の一例を示した図であり、基準画像B1及び位置合わせ用のフレーム画像B2からそれぞれ抽出された全特徴点B3の比較によってこれらの特徴点間の正対応が抽出される様子が示されている。図6(a)には、基準画像B1から抽出された特徴点B3をフレーム画像B2内の各特徴点B3と比較している様子が示され、図6(b)には、特徴点B3の比較に基づいて抽出された特徴点間の正対応が示されている。
<Pattern matching>
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of the pattern matching operation in the magnification observation apparatus 1 of FIG. 1, and all feature points extracted from the reference image B1 and the alignment frame image B2, respectively. A state in which a positive correspondence between these feature points is extracted by comparison of B3 is shown. FIG. 6A shows a state in which the feature point B3 extracted from the reference image B1 is compared with each feature point B3 in the frame image B2, and FIG. 6B shows the feature point B3. A positive correspondence between feature points extracted based on the comparison is shown.

基準画像B1は、作成中のモザイク画像の一部であり、パターンマッチングの処理対象として位置合わせ用モザイク画像から予め抽出される。例えば、最後に連結された静止画像が基準画像B1として抽出される。 The reference image B1 is a part of the mosaic image being created, and is extracted in advance from the positioning mosaic image as a pattern matching processing target. For example, the last connected still image is extracted as the reference image B1.

基準画像B1及びフレーム画像B2間の位置関係が不明な場合、画像全体を対象として特徴点B3の抽出が行われる。そして、基準画像B1から抽出された各特徴点B3について、類似する特徴点がフレーム画像B2内に存在するか否かを特徴点間の比較によって判断する。 If the positional relationship between the reference image B1 and the frame image B2 is unknown, the feature point B3 is extracted for the entire image. Then, for each feature point B3 extracted from the reference image B1, whether or not a similar feature point exists in the frame image B2 is determined by comparison between the feature points.

特徴点間の類似度は、特徴点B3を含む所定の領域、例えば、5ピクセル×5ピクセルの矩形領域について算出される輝度値の二乗誤差和又は正規化相関によって測ることができる。 The similarity between feature points can be measured by a squared error sum or normalized correlation of luminance values calculated for a predetermined region including the feature point B3, for example, a rectangular region of 5 pixels × 5 pixels.

特徴点間の正対応は、この様な比較結果に基づいて抽出される。例えば、同一方向に並行移動している特徴点間の対応が正対応として抽出される。基準画像B1及びフレーム画像B2間の相対位置は、抽出された特徴点間の正対応に基づいて特徴点の画像内における移動量を判断し、この移動量から基準画像B1に対するフレーム画像B2の移動量を判断することによって判定される。 Positive correspondences between feature points are extracted based on such comparison results. For example, the correspondence between feature points moving in parallel in the same direction is extracted as a positive correspondence. The relative position between the reference image B1 and the frame image B2 determines the movement amount of the feature point in the image based on the positive correspondence between the extracted feature points, and the movement of the frame image B2 with respect to the reference image B1 based on the movement amount. It is determined by determining the amount.

一方、基準画像B1及びフレーム画像B2間の大まかな位置関係が予めわかっている場合には、一方の画像から適切にテンプレート領域を抽出し、他方の画像の対応する領域付近を探索することによって、これらの画像間の相対位置をより高精度に判定することができる。 On the other hand, when a rough positional relationship between the reference image B1 and the frame image B2 is known in advance, a template region is appropriately extracted from one image, and by searching for the vicinity of the corresponding region of the other image, The relative position between these images can be determined with higher accuracy.

すなわち、1フレーム前の第(n−1)フレーム画像と基準画像との間の相対位置の判定結果からこれらの画像の重複領域B4を求める。この重複領域B4を現在の第nフレーム画像と基準画像との重複領域B5,B6であると判断する。そして、基準画像の重複領域B5内の各特徴点B3について、第nフレーム画像の重複領域B6内から類似する特徴点を抽出することによって、これらの画像間の相対位置が判定される。 That is, the overlapping region B4 of these images is obtained from the determination result of the relative position between the (n-1) th frame image one frame before and the reference image. The overlapping area B4 is determined to be the overlapping areas B5 and B6 between the current nth frame image and the reference image. Then, for each feature point B3 in the overlapping region B5 of the reference image, a similar feature point is extracted from the overlapping region B6 of the nth frame image, thereby determining the relative position between these images.

類似する特徴点の抽出は、基準画像の重複領域B5内の各特徴点B3について、第nフレーム画像の重複領域B6から上記特徴点に対応する位置付近の所定領域を抽出し、この領域内を探索することによって行われる。 Similar feature points are extracted by extracting a predetermined region near the position corresponding to the feature point from the overlap region B6 of the nth frame image for each feature point B3 in the overlap region B5 of the reference image. Done by exploring.

本実施の形態では、2フレーム目以降の位置合わせ用フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像との位置合わせに対して、重複領域内の特徴点について比較を行う方法が採用される。一方、1フレーム目の位置合わせ用フレーム画像と位置合わせ用モザイク画像との位置合わせや、重複領域内の特徴点についての比較では相対位置が判定できなかった場合、或いは、取込み指示に基づいて取り込んだ静止画像と保存用モザイク画像との位置合わせには、全特徴点について比較を行う方法が採用される。 In the present embodiment, a method of comparing feature points in the overlapping region is used for the alignment of the alignment frame image and the alignment mosaic image in the second and subsequent frames. On the other hand, if the relative position cannot be determined by the alignment of the first frame alignment frame image and the alignment mosaic image or the comparison of the feature points in the overlapping region, or the image is captured based on the capture instruction. In order to align the still image and the storage mosaic image, a method of comparing all feature points is employed.

<表示範囲>
図7及び図8は、図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を示した図であり、表示用のモザイク画像及びフレーム画像の全体が同時に表示されたライブ画面111が示されている。図7には、表示用のモザイク画像の全体と、モザイク画像とその一部が重複しているライブ画像の全体とを含む表示範囲112が示されている。
<Display range>
FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating an example of an operation at the time of displaying a live image in the magnification observation apparatus 1 in FIG. 1, and shows a live screen 111 on which a display mosaic image and an entire frame image are simultaneously displayed. Has been. FIG. 7 shows a display range 112 that includes the entire mosaic image for display and the entire live image that overlaps the mosaic image and part thereof.

この例では、連続する表示用フレーム画像によって構成されるライブ画像が、実線で示された矩形枠内に表示されている。ライブ画像を示す矩形枠の表示位置は、位置合わせ用モザイク画像及び現在の位置合わせ用フレーム画像間の相対位置の判定結果に基づいて決定される。 In this example, a live image composed of continuous display frame images is displayed in a rectangular frame indicated by a solid line. The display position of the rectangular frame indicating the live image is determined based on the determination result of the relative position between the positioning mosaic image and the current positioning frame image.

フレーム画像及び保存用モザイク画像をそれぞれ縮小して表示用のフレーム画像及びモザイク画像を作成する際の縮小率は、表示用モザイク画像の全体と、一部が位置合わせ用モザイク画像と重複し、相対位置の判定に必要なオーバーラップ領域を有する任意の位置の位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像の全体とが同時にライブ画面111内に表示されるように、定められる。 The reduction ratio when creating a display frame image and a mosaic image by reducing the frame image and the storage mosaic image, respectively, overlaps the entire mosaic image for display and a part of the mosaic image for alignment. It is determined that the entire display frame image corresponding to the alignment frame image at an arbitrary position having an overlap area necessary for position determination is simultaneously displayed in the live screen 111.

ここでは、相対位置の判定に必要な最小のオーバーラップ領域を有する任意の位置の位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像と、表示用モザイク画像とが含まれるように、表示範囲112が定められ、この表示範囲112内の画像がライブ画面111上に表示されている。つまり、表示範囲112は、表示用モザイク画像を外側へ拡大させた形状からなる。 Here, the display range 112 is set so that the display frame image and the display mosaic image corresponding to the alignment frame image at an arbitrary position having the minimum overlap area necessary for the determination of the relative position are included. The image within the display range 112 is defined and displayed on the live screen 111. That is, the display range 112 has a shape obtained by enlarging the display mosaic image outward.

図7の状態で張り合わせ用の静止画像の取込みを指示すれば、表示中のライブ画像と同じ視野の静止画像が取り込まれ、保存用モザイク画像と連結して新たな保存用モザイク画像が作成される。この新たな保存用モザイク画像を縮小することによって、表示中の表示用モザイク画像が更新される。 In the state of FIG. 7, if an instruction is given to capture a still image for pasting, a still image having the same field of view as the live image being displayed is captured and a new mosaic image for storage is created by linking with the mosaic image for storage. . By reducing the new storage mosaic image, the display mosaic image being displayed is updated.

図8には、図7のライブ画像に対応する静止画像を張り合わせて更新された表示用モザイク画像と、その表示用モザイク画像の更新に応じて変更された表示範囲112が示されている。フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率は、保存用モザイク画像が更新されるごとに更新され、表示用モザイク画像の全体と表示用フレーム画像の全体とが含まれるように、表示範囲112が調整される。 FIG. 8 shows a display mosaic image updated by pasting still images corresponding to the live image of FIG. 7 and a display range 112 changed in accordance with the update of the display mosaic image. The reduction ratio when the frame image and the storage mosaic image are reduced is updated every time the storage mosaic image is updated, so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are included. Range 112 is adjusted.

図9のステップS101〜S110は、図1の拡大観察装置1における張り合わせ用の画像取込み時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、静止画像取得部126は、コンソール300からの取込み指示に基づいてカメラ210から張り合わせ用の静止画像を取得する(ステップS101)。 Steps S101 to S110 in FIG. 9 are flowcharts showing an example of the operation at the time of capturing images for pasting in the magnification observation apparatus 1 in FIG. First, the still image acquisition unit 126 acquires a still image for pasting from the camera 210 based on a capture instruction from the console 300 (step S101).

モザイク画像生成部127は、取得された静止画像と保存用モザイク画像記憶部124から読み出した保存用モザイク画像との間のパターンマッチングによってこれらの画像間の相対位置を判定し、これらの画像を張り合わせて新たな保存用モザイク画像を生成する(ステップS102〜S104)。 The mosaic image generation unit 127 determines the relative position between these images by pattern matching between the acquired still image and the storage mosaic image read from the storage mosaic image storage unit 124, and pastes these images together A new mosaic image for storage is generated (steps S102 to S104).

表示用縮小部121,128は、この新たな保存用モザイク画像によって保存用モザイク画像記憶部124内の保存用モザイク画像が更新されると(ステップS105)、更新後の保存用モザイク画像の画像サイズに基づいて表示範囲112を判定し、縮小率を決定する(ステップS106)。 When the storage mosaic image in the storage mosaic image storage unit 124 is updated with the new storage mosaic image (step S105), the display reduction units 121 and 128 update the image size of the updated storage mosaic image. Based on this, the display range 112 is determined, and the reduction ratio is determined (step S106).

このとき、表示範囲112がライブ画面111内に収容できなければ、表示範囲112全体が表示されるように縮小率を変更して縮小処理が行われる(ステップS107〜S109)。一方、表示範囲112がライブ画面111内に収容できるようであれば、そのままの縮小率で縮小処理が行われる(ステップS107,S109)。 At this time, if the display range 112 cannot be accommodated in the live screen 111, the reduction process is performed by changing the reduction ratio so that the entire display range 112 is displayed (steps S107 to S109). On the other hand, if the display range 112 can be accommodated in the live screen 111, the reduction process is performed at the same reduction rate (steps S107 and S109).

ライブ画像更新部123は、表示用モザイク画像記憶部122内の表示用モザイク画像が更新されると、更新後のモザイク画像を読み出してライブ画面111上の表示用モザイク画像を更新する(ステップS110)。 When the display mosaic image in the display mosaic image storage unit 122 is updated, the live image update unit 123 reads the updated mosaic image and updates the display mosaic image on the live screen 111 (step S110). .

本実施の形態によれば、保存用モザイク画像の画像サイズに基づいて表示用画像の縮小が行われるので、張り合わせの前後でモザイク画像の画像サイズが大きく変化する場合であっても、表示用モザイク画像の全体を画面内に表示させることができる。従って、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係を容易に認識することができる。特に、表示用モザイク画像上にライブ画像を表示させる際に、表示用のモザイク画像全体とフレーム画像全体とがつねに同時に表示されるので、撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係をユーザに容易に認識させることができる。 According to this embodiment, since the display image is reduced based on the image size of the storage mosaic image, the display mosaic can be used even when the image size of the mosaic image changes greatly before and after the pasting. The entire image can be displayed on the screen. Therefore, it is possible to easily recognize the positional relationship between the field of view being shot and the mosaic image being created. In particular, when displaying a live image on a display mosaic image, the entire display mosaic image and the entire frame image are always displayed at the same time, so the positional relationship between the field of view being shot and the mosaic image being created can be determined. The user can easily recognize it.

実施の形態2.
実施の形態1では、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率が、表示用モザイク画像の全体と表示用フレーム画像の全体とが同時に表示されるように決定される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えると、縮小率を固定する場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, an example in which the reduction ratio when reducing the frame image and the storage mosaic image is determined so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are displayed simultaneously is described. explained. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which the reduction ratio is fixed when the image size of the mosaic image exceeds a certain size.

表示用縮小部121,128では、保存用モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えると、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率を固定する動作が行われる。つまり、保存用モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えるまでは、表示用モザイク画像の全体と表示用フレーム画像の全体とが同時にライブ画面111内に表示されるように縮小率が決定され、縮小処理が行われる。 In the display reduction units 121 and 128, when the image size of the storage mosaic image exceeds a certain size, an operation of fixing the reduction ratio when the frame image and the storage mosaic image are reduced is performed. That is, the reduction ratio is determined so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are simultaneously displayed in the live screen 111 until the image size of the storage mosaic image exceeds a certain size. Processing is performed.

一方、保存用モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えた場合には、それまでの縮小率で縮小処理が行われる。この場合、表示用モザイク画像の一部と、ライブ画像の全体とがライブ画面111内に表示される。 On the other hand, when the image size of the storage mosaic image exceeds a certain size, the reduction process is performed at the reduction rate up to that point. In this case, a part of the display mosaic image and the entire live image are displayed in the live screen 111.

図10は、本発明の実施の形態2による拡大観察装置におけるライブ画像表示時の動作の一例を示した図であり、表示用のモザイク画像上にライブ画像が表示されたライブ画面111が示されている。この例では、表示用のモザイク画像の一部と、モザイク画像とその一部が重複しているライブ画像の全体とが表示されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an operation at the time of live image display in the magnification observation apparatus according to the second embodiment of the present invention, and shows a live screen 111 on which a live image is displayed on a mosaic image for display. ing. In this example, a part of the mosaic image for display and the entire live image in which the mosaic image and the part overlap are displayed.

本実施の形態では、所定の縮小率までは実施の形態1と同様にモザイク画像のサイズに応じて縮小率が変更される。一方、あまりに縮小し過ぎると撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係が把握しづらくなるので、所定の縮小率に達すると、縮小率を変更せず、撮影中の視野が一定の大きさとなる表示倍率でライブ画像とその周辺のモザイク画像とが表示される。 In the present embodiment, the reduction ratio is changed according to the size of the mosaic image as in the first embodiment up to a predetermined reduction ratio. On the other hand, if the image is reduced too much, it becomes difficult to grasp the positional relationship between the field of view being shot and the mosaic image being created.Therefore, when the predetermined reduction rate is reached, the reduction rate is not changed and the field of view being shot is fixed. The live image and the surrounding mosaic image are displayed at the display magnification that is the size.

この様に構成することにより、保存用モザイク画像の画像サイズが一定サイズを越えると、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率が固定されるので、小さくなりすぎて撮影中の視野と作成中のモザイク画像との位置関係が認識できなくなるのを抑制することができる。 By configuring in this way, when the image size of the storage mosaic image exceeds a certain size, the reduction ratio when the frame image and the storage mosaic image are reduced is fixed, so the field of view during shooting is too small. It is possible to prevent the positional relationship between the image and the mosaic image being created from becoming unrecognizable.

実施の形態3.
実施の形態1では、表示用モザイク画像の全体と、相対位置の判定に必要なオーバーラップ領域を有する任意の位置の位置合わせ用フレーム画像に対応する表示用フレーム画像の全体とが表示される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率が、表示用フレーム画像の表示用モザイク画像に対する表示位置が更新されるごとに更新され、表示用モザイク画像の全体と、更新後の表示用フレーム画像の全体とが表示される場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the entire display mosaic image and the entire display frame image corresponding to the alignment frame image at an arbitrary position having an overlap area necessary for determining the relative position are displayed. The example of was described. On the other hand, in the present embodiment, the reduction rate when the frame image and the storage mosaic image are reduced is updated every time the display position of the display frame image with respect to the display mosaic image is updated. A case will be described in which the entire mosaic image and the updated display frame image are displayed.

表示用縮小部121,128では、表示用フレーム画像の表示用モザイク画像に対する表示位置が更新されるごとに、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率を更新する動作が行われる。 In the display reduction units 121 and 128, every time the display position of the display frame image with respect to the display mosaic image is updated, an operation of updating the reduction rate when the frame image and the storage mosaic image are reduced is performed.

この様に構成することにより、表示用フレーム画像の表示位置が更新されるごとにフレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する際の縮小率が更新されるので、表示位置の更新に追従させて表示用のモザイク画像及びフレーム画像の全体を適切にライブ画面111内に表示させることができる。 By configuring in this way, every time the display position of the display frame image is updated, the reduction ratio when the frame image and the mosaic image for storage are reduced is updated, so that the display follows the update of the display position. Thus, the entire mosaic image and frame image can be appropriately displayed in the live screen 111.

実施の形態4.
実施の形態1では、フレーム画像及び保存用モザイク画像をライブ画面表示用に縮小する際の縮小率が、表示用モザイク画像の全体と表示用フレーム画像の全体とが同時に表示されるように決定される場合の例について説明した。これに対して、本実施の形態では、相対位置の判定が可能なフレーム画像の移動推奨エリアをモザイク画像上に表示し、移動推奨エリア内のフレーム画像とモザイク画像とが同時に表示されるように縮小率を決定する場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, the reduction ratio when the frame image and the mosaic image for storage are reduced for live screen display is determined so that the entire display mosaic image and the entire display frame image are displayed simultaneously. An example of the case has been described. On the other hand, in this embodiment, the recommended moving area of the frame image for which the relative position can be determined is displayed on the mosaic image, and the frame image and the mosaic image in the recommended moving area are displayed at the same time. A case where the reduction ratio is determined will be described.

図11は、本発明の実施の形態4による拡大観察装置の要部における構成例を示したブロック図であり、システム本体部100a内の機能構成の一例が示されている。このシステム本体部100aは、図2のシステム本体部100と比較すれば、推奨エリア表示部151を備えている点で異なる。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of the magnification observation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and illustrates an example of a functional configuration in the system main body 100a. The system main body 100a is different from the system main body 100 of FIG. 2 in that a recommended area display 151 is provided.

推奨エリア表示部151は、フレーム画像の移動推奨エリアをモザイク画像上に表示する動作を行っている。この移動推奨エリアは、モザイク画像との間で重複領域を有する一定形状及びサイズのエリアであり、保存用モザイク画像の画像サイズに基づいてモザイク画像に対する表示位置が決定される。具体的には、フレーム画像及びモザイク画像間の相対位置の判定が可能なエリアのうち、モザイク画像との重複領域の面積が最小となるエリアが移動推奨エリアとして表示される。 The recommended area display unit 151 performs an operation of displaying the recommended moving area of the frame image on the mosaic image. This movement recommendation area is an area having a certain shape and size having an overlap area with the mosaic image, and the display position for the mosaic image is determined based on the image size of the storage mosaic image. Specifically, of the areas where the relative position between the frame image and the mosaic image can be determined, an area where the area of the overlapping area with the mosaic image is the smallest is displayed as the recommended movement area.

表示用縮小部121,128では、移動推奨エリア内のフレーム画像とモザイク画像とが同時に表示されるように、フレーム画像及び保存用モザイク画像を縮小する動作が行われる。具体的には、移動推奨エリア内のフレーム画像全体とモザイク画像全体とが少なくとも表示されるように、フレーム画像及び保存用モザイク画像をライブ画面表示用に縮小する際の縮小率を決定する動作が行われる。 In the display reduction units 121 and 128, an operation of reducing the frame image and the mosaic image for storage is performed so that the frame image and the mosaic image in the recommended movement area are displayed simultaneously. Specifically, there is an operation for determining a reduction ratio when reducing the frame image and the mosaic image for storage for live screen display so that at least the entire frame image and the entire mosaic image in the recommended movement area are displayed. Done.

移動推奨エリアの表示位置は、保存用モザイク画像が更新されるごとに更新され、モザイク画像及び移動推奨エリアの更新に応じて縮小率が変更される。 The display position of the recommended movement area is updated every time the saving mosaic image is updated, and the reduction ratio is changed according to the update of the mosaic image and the recommended movement area.

<移動推奨エリア>
図12は、図11の拡大観察装置におけるライブ画面表示時の動作の一例を示した図であり、モザイク画像上に表示された移動推奨エリアが示されている。このライブ画面111には、作成中の保存用モザイク画像に対応する表示用のモザイク画像と、撮影中の視野を示すライブ画像と、移動推奨エリアが表示されている。
<Recommended moving area>
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an operation at the time of live screen display in the magnification observation apparatus of FIG. 11, and shows a recommended movement area displayed on the mosaic image. On this live screen 111, a display mosaic image corresponding to the mosaic image for storage being created, a live image showing the field of view being photographed, and a recommended movement area are displayed.

この例では、表示用フレーム画像によって構成されるライブ画像が、実線で示された矩形の枠内に配置されている。この矩形枠の表示位置は、基準画像(モザイク画像の一部)及び現在の位置合わせ用フレーム画像間の相対位置の判定結果に基づいて変更される。 In this example, a live image composed of display frame images is arranged in a rectangular frame indicated by a solid line. The display position of the rectangular frame is changed based on the determination result of the relative position between the reference image (a part of the mosaic image) and the current alignment frame image.

一方、移動推奨エリアは、静止画像の張り合わせに最適なモザイク画像に対する位置を表しており、破線で示された矩形の枠によって示されている。この例では、移動推奨エリアが、表示用フレーム画像よりも若干大きく、静止画像を一定レベル以上の位置合わせの精度で張り合わせられ、かつ、所望のサイズのモザイク画像を作成するのに必要な静止画像の枚数を最小限に抑えられる最適な重複領域が得られるように形成されている。 On the other hand, the recommended movement area represents a position relative to the mosaic image that is optimal for pasting still images, and is indicated by a rectangular frame indicated by a broken line. In this example, the recommended moving area is slightly larger than the display frame image, the still images are pasted with a certain level of alignment accuracy, and a still image necessary to create a mosaic image of a desired size. Is formed so as to obtain an optimum overlapping region that can minimize the number of sheets.

なお、実施の形態1〜4では、位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像を比較する際の特徴量として、エッジが交差する頂点が抽出される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、画像上の所定エリアについて、エリア内のコントラスト値を特徴量として位置合わせ用フレーム画像及び位置合わせ用モザイク画像からそれぞれ抽出し、これらの画像間で比較するようなものであっても良い。 In Embodiments 1 to 4, an example in which vertices where edges intersect is extracted as a feature amount when comparing the alignment frame image and the alignment mosaic image has been described. It is not limited to this. For example, for a predetermined area on the image, a contrast value in the area may be extracted as a feature amount from the alignment frame image and the alignment mosaic image, and compared between these images.

また、実施の形態1〜4では、位置合わせ用のモザイク画像及びフレーム画像間のパターンマッチングによってこれらの画像間の相対的位置関係が判断される場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、可動ステージ230のx軸方向及びy軸方向における位置を検出する位置センサーを備え、位置センサーの出力に基づいて、フレーム画像及びモザイク画像間の相対位置を判定するようなものであっても良い。 Moreover, although Embodiment 1-4 demonstrated the example in case the relative positional relationship between these images was determined by the pattern matching between the mosaic image for alignment, and a frame image, this invention is based on this. It is not limited. For example, a position sensor that detects the position of the movable stage 230 in the x-axis direction and the y-axis direction is provided, and the relative position between the frame image and the mosaic image is determined based on the output of the position sensor. good.

1 拡大観察装置
100,100a システム本体部
110 ディスプレイ
111 ライブ画面
112 表示範囲
121,128 表示用縮小部
122 表示用モザイク画像記憶部
123 ライブ画像更新部
124 保存用モザイク画像記憶部
125 ライブ位置合わせ部
125a,125b 位置合わせ用縮小部
125c マッチング処理部
126 静止画像取得部
127 モザイク画像生成部
127a 保存用位置合わせ部
127b 画像連結部
131 特徴量抽出部
132 相対位置判定部
141 比較部
142 相対位置演算部
143 重複領域推定部
151 推奨エリア表示部
200 カメラ部
210 カメラ
220 可動ホルダー
221,231,232 位置調整つまみ
230 可動ステージ
300 コンソール
A1 動画像
A2 表示用フレーム画像
A3 表示用モザイク画像
B1 基準画像
B2 位置合わせ用のフレーム画像
B3 特徴点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnification observation apparatus 100,100a System main-body part 110 Display 111 Live screen 112 Display range 121,128 Display reduction part 122 Display mosaic image memory | storage part 123 Live image update part 124 Storage mosaic image memory | storage part 125 Live alignment part 125a , 125b Alignment reduction unit 125c Matching processing unit 126 Still image acquisition unit 127 Mosaic image generation unit 127a Storage registration unit 127b Image connection unit 131 Feature amount extraction unit 132 Relative position determination unit 141 Comparison unit 142 Relative position calculation unit 143 Overlap area estimation unit 151 Recommended area display unit 200 Camera unit 210 Camera 220 Movable holders 221, 231, 232 Position adjustment knob 230 Movable stage 300 Console A1 Moving image A2 Display frame image A3 Display mosaic Image B1 Reference image B2 Frame image B3 for alignment Feature points

Claims (4)

検査対象物を載せて対物レンズの中心軸と交差する面内で移動可能な可動ステージと、
前記可動ステージと対向配置され、前記対物レンズを介して前記検査対象物を撮影したフレーム画像を生成するカメラと、
外部からの取込み指示に基づいて、前記カメラによって撮影されたフレーム画像を静止画像として取得する静止画像取得手段と、
前記静止画像取得手段で取得された2以上の静止画像を張り合わせて、前記カメラの実視野よりも視野の広いモザイク画像を生成するモザイク画像生成手段と、
前記モザイク画像生成手段により生成されたモザイク画像を記憶するモザイク画像記憶手段と、
前記フレーム画像の前記モザイク画像に対する相対位置情報を出力するライブ位置合わせ部と、
前記ライブ位置合わせ部が出力した前記相対位置情報を、前記モザイク画像とともに表示するライブ画像更新部と、
前記静止画像取得手段により新たな静止画像が取り込まれて前記モザイク画像記憶手段に記憶されたモザイク画像が更新された際に、前記モザイク画像を縮小する表示用縮小手段と、
前記表示用縮小手段により縮小された表示用モザイク画像を表示する画像表示手段とを備え、
前記表示用縮小手段は、前記モザイク画像記憶手段に記憶される前記モザイク画像が更新される度に、更新後の前記モザイク画像の画像サイズに基づいて、前記表示用モザイク画像の縮小率を更新するものであり、前記更新後の表示用モザイク画像が画面内に収まらない場合は前記縮小率を変更し、画面内に収まる場合は前記縮小率を変更せずに前記表示用モザイク画像を表示することを特徴とするマイクロスコープ。
A movable stage on which an object to be inspected can be placed and moved in a plane intersecting the central axis of the objective lens;
A camera that is arranged opposite to the movable stage and generates a frame image obtained by photographing the inspection object through the objective lens;
Still image acquisition means for acquiring a frame image taken by the camera as a still image based on an external capture instruction;
Mosaic image generation means for combining two or more still images acquired by the still image acquisition means to generate a mosaic image having a wider field of view than the actual field of view of the camera;
Mosaic image storage means for storing the mosaic image generated by the mosaic image generation means;
A live positioning unit that outputs relative position information of the frame image with respect to the mosaic image;
A live image update unit that displays the relative position information output by the live alignment unit together with the mosaic image;
A display reduction means for reducing the mosaic image when a new still image is captured by the still image acquisition means and the mosaic image stored in the mosaic image storage means is updated;
Image display means for displaying a display mosaic image reduced by the display reduction means,
The display reduction unit updates the reduction ratio of the display mosaic image based on the image size of the updated mosaic image every time the mosaic image stored in the mosaic image storage unit is updated. If the updated display mosaic image does not fit within the screen, the reduction ratio is changed. If the updated display mosaic image fits within the screen, the display mosaic image is displayed without changing the reduction ratio. A microscope characterized by
前記表示用縮小手段は、前記モザイク画像のサイズに応じて所定の縮小率までは前記縮小率を変更し、前記所定の縮小率に達すると、前記縮小率を変更せずに固定することを特徴とする請求項1に記載のマイクロスコープ。 The display reduction unit changes the reduction rate up to a predetermined reduction rate according to the size of the mosaic image, and fixes the reduction rate without changing when the predetermined reduction rate is reached. The microscope according to claim 1. 前記モザイク画像記憶手段は、前記モザイク画像を複数の画像タイルに分割して記憶し、
前記画像表示手段は、前記表示用モザイク画像が画面内に収まらない場合は前記複数の各画像タイルを縮小することを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロスコープ。
The mosaic image storage means stores the mosaic image divided into a plurality of image tiles,
The microscope according to claim 1, wherein the image display unit reduces the plurality of image tiles when the display mosaic image does not fit within a screen.
前記モザイク画像と重複領域を有し、前記フレーム画像及び前記モザイク画像間の相対位置の判定が可能なフレーム画像の移動推奨エリアを表示する推奨エリア表示手段を更に備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマイクロスコープ。
2. The display device according to claim 1, further comprising a recommended area display unit that displays a recommended moving area of the frame image that has an overlapping area with the mosaic image and is capable of determining a relative position between the frame image and the mosaic image. The microscope according to any one of 3 to 4.
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