CN110062151B - 平滑图像生成装置、异常判定装置、平滑图像生成方法 - Google Patents

平滑图像生成装置、异常判定装置、平滑图像生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够高速进行辉度信息的平滑化的平滑图像生成装置。平滑图像生成装置(1)具备：缩小分割数据生成部(11)，其生成从辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从亮度均一的被摄体的摄像数据提取辉度信息而得到的；平滑化处理部(12)，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；平滑图像生成部(13)，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据。

Description

平滑图像生成装置、异常判定装置、平滑图像生成方法
技术领域
本发明涉及根据由摄像装置摄像的摄像数据来生成辉度得以平滑化的平滑图像数据的平滑图像生成装置等。
背景技术
作为现有技术，已知通过对摄像数据进行特定处理从而将辉度等平滑化的技术。例如专利文献1公开了对数字原图像数据应用最小二乘法而生成n次拟合曲线(平坦化数据)的检验装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-50356号公报(2006年2月16日公开)
发明内容
本发明所要解决的技术问题
然而，专利文献1所记载的发明存在如下问题：为了生成平坦化数据而对数字原图像数据整体进行演算，因此计算量很多，生成平坦化数据需要时间。
本发明的一个方式鉴于所述问题而做成，目的在于提供能够高速进行辉度信息的平滑化的平滑图像生成装置。
解决问题的手段
为了解决所述问题，本发明的一个方式涉及的平滑图像生成装置根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据，该平滑图像生成装置的结构具备：缩小分割数据生成部，其生成从辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；平滑化处理部，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；平滑图像生成部，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据。
本发明的一个方式涉及的平滑图像生成方法根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据，该平滑图像生成方法包含：缩小分割数据生成步骤，生成从辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据中提取部分区域得到的缩小分割数据，所述辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据是使用从所述摄像数据中提取辉度信息得到的原辉度数据而生成的；平滑化处理步骤，使用对所述缩小分割数据进行平滑化处理的平滑化滤波器，生成整体辉度得以平滑化的平滑化缩小分割数据；平滑图像生成步骤，通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据。
发明效果
根据本发明的一个方式，能够提供可高速进行辉度信息的平滑化的平滑图像生成装置。
附图说明
图1为示出本发明的实施方式一涉及的平滑图像生成装置的主要部分结构的一例的框图。
图2为示出在本发明的实施方式一涉及的平滑图像生成装置中，从原分割数据提取的区域的概要的示意图。
图3为示出由提取自图2的区域构成的缩小分割数据的示意图。
图4为示出在本发明的实施方式一涉及的平滑图像生成装置中，对缩小分割数据应用用于将辉度平滑化的平滑化滤波器的概要的示意图。
图5为示出在本发明的实施方式一涉及的平滑图像生成装置中，对缩小分割数据的区域行应用的线性插值滤波器的例子的示意图。
图6示出对图4所示的缩小分割数据所含的一个区域行应用距离3的线性插值滤波器的例子，(a)示出行序号8的区域行，(b)示出对(a)所示的区域行开始应用距离3的线性插值滤波器的例子，(c)示出通过线性插值滤波器从而辉度得以平滑化的例子。
图7示出进行了图6的各图所示的平滑化处理后的状态，(a)示出使平滑化滤波器的位置向右侧移动1的状态，(b)示出平滑化滤波器移动至右端的状态。
图8为示出对图3所示的缩小分割数据进行平滑化处理后的平滑化缩小分割数据的示意图。
图9为示出展开图8的平滑化缩小分割数据而生成的与原分割数据相同大小的数据的示意图。
图10为示出对图9数据应用插值处理后的平滑化分割数据的示意图。
图11为示出本发明的实施方式一涉及的平滑图像生成装置所执行的处理的流程的一例的流程图。
图12为示出在本发明的实施方式二涉及的平滑图像生成装置中，从原分割数据提取的区域的概要的示意图。
图13为示出本发明的实施方式三涉及的异常判定装置的主要部分结构的一例的框图。
图14为示出本发明的实施方式三涉及的异常判定装置所执行的处理的流程的一例的流程图。
具体实施方式
[实施方式一]
以下，对于本发明的一个实施方式，使用图1～图11详细进行说明。
(平滑图像生成装置的结构)
对于本实施方式涉及的平滑图像生成装置1的结构，使用图1进行说明。图1为示出平滑图像生成装置1的主要部分结构的一例的框图。
平滑图像生成装置1根据摄像装置2对亮度均一的被摄体即光源3进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据。根据图示的例子，平滑图像生成装置1具备控制部10、存储装置20、存储器30、显示装置40及数据输入部50，控制部10具备缩小分割数据生成部11、平滑化处理部12及平滑图像生成部13。
控制部10统合控制平滑图像生成装置1的各部。控制部10当经由数据输入部50接收了摄像装置2对光源3进行摄像得到的摄像数据时，向存储装置20储存。由于在摄像时应用阴影补偿，因此摄像数据通常具有如下辉度分布：图像中央的辉度最高，辉度向周边部大体平坦而缓和地下降。控制部10从存储装置20向存储器30读出摄像数据，生成从该摄像数据提取辉度信息而得到的辉度数据(以下，称为原辉度数据)。控制部10将原辉度数据分割成多个区域(以下，称为区域)，进而调整各区域的辉度，生成分割数据(以下，称为原分割数据)。在此，多个区域各自可以包含多个像素，区域的辉度可以调整成例如该区域所包含的多个像素的辉度的平均值。此外，构成原分割数据的多个区域优选其大小均一。控制部10向缩小分割数据生成部11发送原分割数据。
缩小分割数据生成部11从控制部10接收原分割数据时，生成从该原分割数据提取部分区域得到的缩小分割数据，向平滑化处理部12发送。关于缩小分割数据生成部11从原分割数据提取区域以生成缩小分割数据的基准，可以任意设定。使用图2和图3示出一例。
(缩小分割数据的生成例)
图2示出作为原分割数据而分割成49×65的区域的数据。此时，各区域能够通过如下方式进行特定：使用行序号0～48和列序号0～64，指定为(行序号、列序号)。换言之，原分割数据由49个区域行或65个区域列构成。
对于图2所示的原分割数据，缩小分割数据生成部11将图中以颜色区分的区域作为提取对象。即，缩小分割数据生成部11将构成原分割数据的多个区域在水平和垂直方向每隔一个进行提取，生成缩小分割数据。
图3为缩小分割数据生成部11使用从图2所示的原分割数据提取的区域而生成的缩小分割数据。如图所示，缩小分割数据具有25×33的区域。缩小分割数据生成部11根据图2所示的原分割数据生成图3所示的缩小分割数据时，向平滑化处理部12发送该缩小分割数据。
平滑化处理部12对接收自缩小分割数据生成部11的缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据。平滑化处理详情参见后述。平滑化处理部12向平滑图像生成部13发送平滑化缩小分割数据。
平滑图像生成部13展开从平滑化处理部12接收的平滑化缩小分割数据，生成与原分割数据同一大小的数据。此时，在展开的区域间设定有空白区域。进而，平滑图像生成部13对生成的数据进行插值处理，生成与原分割数据同一大小的平滑化分割数据(平滑图像数据)。平滑化缩小分割数据的展开和插值处理的详情参见后述。
存储装置20存储由平滑图像生成装置1处理的各种信息。存储器30为与存储装置20之间进行数据的输入输出的临时存储装置。存储器30所读出的数据由控制部10等处理后，写入存储装置20以长期保存。
显示装置40为显示由平滑图像生成装置1处理的各种信息的例如显示器。例如，显示装置40可以显示摄像装置2对光源3进行摄像得到的摄像数据等。显示装置40可以显示平滑化分割数据等数据。在图示例中是平滑图像生成装置1具备显示装置40的结构，但不需要限定于此。例如，也可以是平滑图像生成装置1在外部的显示装置40显示各种信息的结构。
数据输入部50接收摄像装置2摄像的摄像数据。例如，数据输入部50从摄像装置2接收该摄像装置2对光源3进行摄像得到的摄像数据。
摄像装置2为能够对光源3进行摄像的例如数码相机。摄像装置2向数据输入部50发送对光源3进行摄像得到的摄像数据。光源3为亮度均一的被摄体，例如白色LED面板。
(平滑化处理的详情)
对于在本实施方式涉及的平滑图像生成装置1中平滑化处理部12所执行的平滑化处理的一例，使用图4～7进行说明。
图4示出对缩小分割数据生成部11所生成的缩小分割数据应用用于将辉度平滑化的平滑化滤波器的概要。在图示的例子中，缩小分割数据分割成25×33的区域。另外，在以下说明中，平滑化处理部12使用了应用线性插值的平滑化滤波器，但只要能够将缩小分割数据中的辉度平滑化，则使用的滤波器的种类不需限定。
如图4中箭头所示，平滑化处理部12按照一个区域行的至少一部分即规定范围使用平滑化滤波器，进行平滑化处理。更具体而言，平滑化处理部12使平滑化滤波器的位置沿图中箭头所示方向在比规定范围小的范围中移动并进行平滑化处理。由此，平滑化处理部12生成平滑化缩小分割数据。
图5示出平滑化处理部12对区域行应用的线性插值滤波器的例子。图5示出：作为使用左起依次示为A0、1、2、3及A4的五个区域的规定范围，区域间的距离为4的线性插值滤波器的例子。在图示的例子中，将位于五个区域的左端的A0所示的区域设为“左基准区域”，将位于右端的A4所示的区域设为“右基准区域”。进而将邻接的两个区域间的距离设为一，各区域的大小全部设为相同。此时，A0与A4间的距离为4，因此称为距离4的平滑化滤波器。平滑化处理部12使用“左基准区域”和“右基准区域”的辉度、区域间的距离，将两者间存在的三个区域的辉度平滑化。换言之，平滑化处理部12选择沿水平方向存在的两个区域作为“左基准区域”和“右基准区域”。进而，通过使用该两个区域的辉度的线性插值，算出两个区域间存在的特定区域的辉度的预测值，使用该预测值进行平滑化。
图6示出对图4示出的缩小分割数据所含的一个区域行应用距离3的线性插值滤波器的例子。图6的(a)示出行序号8的区域行，图6的(b)示出对(a)所示的区域行开始应用距离3的线性插值滤波器的例子。图6的(c)示出通过线性插值滤波器从而辉度得以平滑化的例子。
首先，如图6的(a)所示，平滑化处理部12从缩小分割数据中选择一个区域行。在图示的例子中，选择行序号8的区域行。即，选择(行序号、列序号)为(8、0)～(8、32)的33个区域。此外，对于应用滤波器前的各区域中设定的辉度的值，使用该区域的列序号而设为A(0)～A(32)。
使用图6的(b)，说明对图6的(a)所示的区域行应用距离3的线性插值滤波器的方法。在图示的例子中，将应用滤波器后的各区域中的辉度的值设为B(0)～B(32)。即，如果在应用线性插值滤波器前，则A(n)＝B(n)(n＝0～32)成立。
平滑化处理部12从图6的(b)所示的行序号8的区域行的左端起，应用距离3的线性插值滤波器。具体而言，使用(行序号、列序号)为(8、0)的“左基准区域”和为(8、3)的“右基准区域”的辉度、以及区域间的距离，对(行序号、列序号)为(8、1)和(8、2)的两个区域的辉度进行平滑化。
作为平滑化处理，平滑化处理部12对于例如(行序号、列序号)为(8、1)的一个区域的辉度，根据“左基准区域”、“右基准区域”及区域间的距离算出预测值。预测值能够根据例如以下算式算出。
(8、1)的预测值
＝((距离4-1)×A(0)+1×A(3))/距离4
＝(3×A(0)+A(3))/距离4。
将距“左基准区域”的距离设为d(d<距离4)，则所述算式能够设为：
距“左基准区域”的距离d的区域的预测值
＝((距离4-d)×A(0)+d×A(3))/距离d。
平滑化处理部12如此算出(8、1)和(8、2)的辉度的预测值。然后，平滑化处理部12按照例如以下说明的条件，将算出的预测值置换成B(0)和B(1)的值，由此进行辉度的平滑化。
图6的(c)示出平滑化处理部12使用预测值进行辉度的平滑化的具体例。图示的例子中，横轴示出列序号，纵轴示出辉度的大小。此时，例如(行序号、列序号)为(8、1)和(8、2)的区域的辉度的预测值配置在连结A(0)和A(3)的直线上。
如图所示，考虑到(8、1)的辉度B(1)比预测值低而(8、2)的辉度B(2)比预测值高的情况。此时，平滑化处理部12用预测值置换辉度B(1)的值，而不会用预测值置换辉度B(2)的值。即，平滑化处理部12在应用线性插值滤波器的规定范围所含的区域中，根据位于该规定范围的端部的区域的辉度值，算出对被夹在该端部之间的区域的辉度值进行预测得到的预测值。然后，平滑化处理部12进行平滑化处理，即，将辉度值比算出的预测值低的区域置换为该预测值。
通常，如果产生摄像装置2中混入异物等问题，则该摄像装置2的光学系统中的光路的一部分被遮挡。由此，可以认为光路被遮挡导致辉度发生下降，因此将比预测值低的辉度的值作为使用该预测值的平滑化的对象。另一方面，比预测值高的辉度的值可以认为是摄像装置2以外的原因(例如，光源3的亮度不均一等)所导致的，因此优选不作为使用该预测值的平滑化的对象。因此，本实施方式涉及的平滑化处理部12通过针对缩小分割数据，将其辉度比平滑化滤波器所算出的预测值低的区域置换为预测值，从而生成平滑化缩小分割数据。
图7示出进行了图6的各图所示的平滑化处理后的状态。图7的(a)示出在进行了图6的各图所示的平滑化处理后，平滑化处理部12使平滑化滤波器的位置向右侧移动1的状态。另外，平滑化处理部12使平滑化滤波器的位置移动的距离只要是比该平滑化滤波器的距离更小的范围即可为任意。图7的(a)中，设定(行序号、列序号)为(8、1)的区域作为“左基准区域”，设定(8、4)的区域作为“右基准区域”。此时，平滑化处理部12使用缩小分割数据中的(8、1)得辉度A(1)、(8、4)的辉度A(4)及距(8、1)的距离，分别算出(8、2)的辉度B(2)的预测值和(8、3)的辉度B(3)的预测值。然后，将算出的辉度的预测值与当前的B(2)的值和B(3)的值分别进行比较，如使用图6的(c)说明所示，根据需要进行置换。在此注意：通过图6所说明的平滑化处理，与预测值比较的当前的B(2)的值可能被根据(8、0)的辉度A(0)、(8、3)的辉度A(3)以及距(8、0)的距离而算出的预测值所置换。
图7的(a)后，平滑化处理部12使平滑化滤波器进一步向右侧移动，重复同样的平滑化处理，直至如图7的(b)所示平滑化滤波器到达区域行的右端。如图7的(b)所示，在“右基准区域”为(8、32)的区域的状态下，平滑化处理(预测值的算出、与当前的辉度的值的比较和置换)结束时，平滑化处理部12结束对序号8的区域行应用距离3的线性插值滤波器。
在本实施方式中，平滑化处理部12使用区域间的距离不同的多个平滑化滤波器进行平滑化处理。例如，平滑化处理部12在以图7的(b)所示的状态结束了使用距离3的线性插值滤波器的平滑化处理时，对行序号8的区域行开始新的使用距离4的线性插值滤波器的平滑化处理。使用距离4的线性插值滤波器的平滑化处理除“左基准区域”与“右基准区域”之间的距离不同以外，与使用图6和图7的各图说明的方法同样。
如此，处理部12对一个区域行进行使用多个平滑化滤波器的平滑化处理。换言之，平滑化处理部12使用作为规定范围而“左基准区域”与“右基准区域”之间的距离分别不同的多个平滑化滤波器，进行平滑化处理。而且，平滑化处理部12在使用规定范围小的平滑化滤波器进行平滑化处理后，使用规定范围大的平滑化滤波器进行平滑化处理。
而且，平滑化处理部12对构成缩小分割数据的全部区域行进行所述平滑化处理。由此，生成缩小分割数据的全部区域行的辉度得以平滑化的平滑化缩小分割数据。对于平滑化缩小分割数据，通过规定范围小的平滑化滤波器从而局部的辉度的变化得以平滑化，进而通过规定范围大的平滑化滤波器从而整体的辉度的变化得以平滑化。
(平滑化缩小分割数据的展开和插值处理的详情)
对于本实施方式涉及的平滑图像生成装置1中平滑图像生成部13执行的平滑化缩小分割数据的展开和插值处理的一例，使用图8～10进行说明。
图8示出平滑化处理部12对图3所示的缩小分割数据进行平滑化处理而生成的平滑化缩小分割数据的概要。在图示的例子中，平滑化缩小分割数据分割成25×33的区域。
图9为示出展开图8的平滑化缩小分割数据而生成的与原分割数据相同大小的数据的示意图。即，与从图2的原分割数据提取图3的缩小分割数据时相反，平滑图像生成部13将构成图8的平滑化缩小分割数据的多个区域分别配置在原分割数据对应的位置，生成与原分割数据相同大小的数据。此时，对于图9中未将构成图8的平滑化缩小分割数据的区域进行配置的区域，成为辉度未设定的空白区域。
图10为示出平滑图像生成部13对图9的数据应用插值处理后的平滑化分割数据(平滑图像数据)的示意图。对于图9中区域间产生的空白区域，平滑图像生成部13将通过线性插值算出的辉度设定成该区域间产生的空白区域的辉度，生成平滑化分割数据。线性插值可以与例如平滑化处理部12对缩小分割数据应用的线性插值相同。具体而言，对于(行序号、列序号)为(0、1)的空白区域的辉度，能够通过将(0、0)作为“左基准区域”、将(0、2)作为“右基准区域”的距离2的线性插值滤波器进行计算。另外，在图10中，例如行序号为1的区域行所包含的区域全部为空白区域。此时，平滑图像生成部13根据(0、0)和(2、0)的辉度，通过线性插值滤波器算出(1、0)的辉度。进而，根据(0、2)和(2、2)的辉度，通过线性插值滤波器算出(1、2)的辉度。然后，根据(1、0)和(1、2)的辉度，通过线性插值滤波器算出(1、1)的空白区域的辉度。如此进行，平滑图像生成部13对于仅存在空白区域的区域行，也能够算出、设定辉度。
另外，只要能够算出空白区域的辉度，则平滑图像生成部13在插值处理中使用的滤波器可以为任意。
(处理的流程)
对于本实施方式涉及的平滑图像生成装置1执行的处理的一例，使用图11进行说明。图11为示出平滑图像生成装置1执行的处理的流程的一例的流程图。
首先，摄像装置2对作为亮度均一的被摄体的光源3进行摄像时，平滑图像生成装置1的控制部10经由数据输入部50获取摄像装置2生成的进行了阴影补偿的摄像数据(S1)。进而控制部10从S1所获取的摄像数据提取辉度信息而生成原辉度数据(S2)。
在S2后，控制部10将原辉度数据如图2所示分割成多个区域。进而，对于各区域，算出该区域所含的多个像素的辉度的平均值，作为该区域整体的辉度。控制部10对全部区域进行所述处理，生成对每个区域设定了一个辉度的原分割数据(S3)。然后，如使用了图2和图3的说明所示，缩小分割数据生成部11对于构成原分割数据的多个区域，在水平和垂直方向每隔一个进行提取，生成缩小分割数据(S4：缩小分割数据生成步骤)。
在S4后，平滑化处理部12确定如使用了图5的说明所示的平滑化所使用的多个平滑化滤波器(S5)。接着，平滑化处理部12在构成缩小分割数据的多个区域行内，选择一行要进行平滑化的行(S6)，从S5所确定的多个滤波器中选择一个要应用于选择的行的平滑化滤波器(S7)。然后，平滑化处理部12将S7所选择的滤波器应用于S5所选择的行，执行平滑化(S8：平滑化处理步骤)。具体而言，平滑化处理部12如使用了图6和图7的各图的说明而进行，执行平滑化。
在S8后，平滑化处理部12判定是否对S6所选择的行使用S5所确定的平滑化所使用的全部多个平滑化滤波器进行了平滑化(S9)。在判定进行了平滑化的情况下(S9中为是)，处理前进至S10。另一方面，在判定未进行平滑化的情况下(S9中为否)、平滑化处理部12在S5所确定的多个平滑化滤波器内，选择一个未对S6所选择的行应用的平滑化滤波器(S11)。然后，处理前进至S8，再次执行S8～S9的处理。
在S10中，平滑化处理部12判定是否对构成缩小分割数据的全部多个区域行进行了平滑化(S10)。在判定进行了平滑化的情况下(S10中为是)，处理前进至S12。另一方面，在判定未进行平滑化的情况下(S10中为否)，平滑化处理部12在构成缩小分割数据的多个区域行内，选择尚未选择的行(S13)。然后，处理前进至S7，再次执行S7～S11的处理。平滑化处理部12通过执行S6～S11和S13的处理，从而生成对于缩小分割数据的全部区域行应用多个平滑化滤波器得到的平滑化缩小分割数据。
在S12中，平滑图像生成部13如使用了图8～图10的说明所示，展开平滑化缩小分割数据，生成与原分割数据相同大小的数据。进而，平滑图像生成部13对生成的数据应用插值处理，生成与原分割数据相同大小的平滑化分割数据(平滑图像数据)(S12：平滑图像生成步骤)。
根据以上处理，本实施方式涉及的平滑图像生成装置1能够对缩小分割数据进行平滑化处理和插值处理，生成与原分割数据相同大小的平滑图像数据。由此，与对原分割数据应用平滑化处理的情况相比，能够削减平滑化所需要的计算量。因此，可实现能够提供能够高速进行辉度信息的平滑化的平滑图像生成装置1的效果。
另外，在本实施方式中，平滑化处理部12为对构成原分割数据的多个区域以行单位应用滤波器的结构，但不需限定于此。例如，对于多个区域，可以以列单位应用滤波器，也可以以行单位应用滤波器进而以列单位应用滤波器。换言之，平滑化处理部12可以对多个区域沿垂直或水平排列的范围即规定范围使用平滑化滤波器，该平滑化滤波器根据使用该规定范围的端部的区域的辉度值得到的线性插值，算出预测值。
进而，平滑化处理部12应用滤波器的方向不需限定于行方向和列方向。例如，对于图4所示的缩小分割数据，可以从左上的区域向斜下45°的方向进行平滑化处理，也可以从右下的区域向斜上45°的方向进行平滑化处理。换言之，平滑化处理部12可以对多个区域沿倾斜方向排列的范围即规定范围使用平滑化滤波器，该平滑化滤波器根据使用该规定范围的端部的区域的辉度值得到的线性插值，算出预测值。
此外，在本实施方式中，不需限定缩小分割数据生成部11从原分割数据提取的区域的数量，优选根据平滑图像生成装置1根据摄像数据生成平滑化分割数据的全部时间来确定该数量。具体而言，在缩小分割数据生成部11提取的区域少的情况下，构成缩小分割数据的区域数变少，因此，成为平滑化处理部12执行的平滑化处理和平滑图像生成部13执行的插值处理的对象的区域数变少。此时，例如也可以通过将平滑化处理所使用的平滑化滤波器的数量设定得很多，从而提高平滑化的精度。
[实施方式二]
对于本发明的其他实施方式，使用图1、图11及图12在以下进行说明。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式所说明的部件具有相同功能的部材，附加相同附图标记，其说明不予重复。
(平滑图像生成装置的结构)
本实施方式涉及的平滑图像生成装置1的结构基本上与所述实施方式一中使用图1说明的结构相同，一部分不同。缩小分割数据生成部11将原分割数据分类成包含角的四个区域、构成外周的区域及其他区域这三种。进而，缩小分割数据生成部11按照分类的种类以不同方法提取区域而生成缩小分割数据，这方面不同。此外，缩小分割数据生成部11对于提取的区域设定成按照种类以不同的方法算出的辉度，生成缩小分割数据。对于缩小分割数据生成部11从原分割数据提取区域而生成缩小分割数据的具体例，在以下进行说明。
(区域提取的具体例)
在本实施方式中，对于缩小分割数据生成部11根据原分割数据生成缩小分割数据的具体例，使用图12进行说明。图12为示出从原分割数据提取的区域的概要的示意图。在图示的例子中，原分割数据由49×65的区域构成。
首先，缩小分割数据生成部11将图12所示的原分割数据分类成三种区域。第一区域为原分割数据中包含角的区域。在图示的例子中，例如行序号为0～2且列序号为0～2的九个区域分类为第一种区域。即，由原分割数据中的包含角的九个区域构成的四个区域分类为第一区域。
第二区域为原分割数据中构成外周的区域。在图示的例子中，例如行序号为0～2且列序号为3～61的帯状的区域分类为第二种区域。即，原分割数据中包含构成除角以外的外周的区域的3行或3列的区域分类为第二区域。
第三的区域为不属于第一区域和第二区域中任一者的区域。在图示的例中，行序号为3～45且列序号为3～61的矩形的区域分类为第三种区域。
接着，缩小分割数据生成部11按照区域的种类以不同方法提取区域，生成缩小分割数据。图中，示出原分割数据中的行序号和列序号、缩小分割数据中的行序号和列序号。
在第一种区域中，缩小分割数据生成部11提取与原分割数据中的角相当的区域。具体而言，提取原分割数据中(行序号、列序号)为(0、0)、(48、0)、(0、64)、(48、64)的四个区域。然后将提取的区域分别作为缩小分割数据中的(0、0)、(12、0)、(0、16)、(12、16)。缩小分割数据生成部11对于这四个区域的辉度，设定与原分割数据相同的值。
在第二种区域中，缩小分割数据生成部11从构成外周的区域行或区域列中每隔三个提取区域。具体而言，从原分割数据中行序号为0或48的区域行中提取列序号为4的倍数的区域。同样，从列序号为0或64的区域列中，提取行序号为4的倍数的区域。此时，缩小分割数据生成部11对于提取的区域的辉度，设定成根据与该区域在外周上邻接的两个区域而得到的辉度的值。对于缩小分割数据生成部11对从第二种区域提取到缩小分割数据的区域设定的辉度的具体例，在以下进行说明。
缩小分割数据生成部11提取原分割数据中的(0、4)的区域，作为缩小分割数据中的(0、1)得区域。然后，缩小分割数据生成部11对于缩小分割数据中的(0、1)得区域的辉度，设定成根据原分割数据中与(0、4)在外周上邻接的(0、3)和(0、5)的辉度而得到的值。在此，从原分割数据中行序号为0的区域行提取到缩小分割数据的区域的辉度设为C(0、q×4)(q＝1～15)。此时，缩小分割数据中的区域的辉度D(0、q)按照下式算出：
D(0、q)＝(C(0、q×4-1)/4)+(C(0、q×4)/2)+(C(0、q×4+1)/4)。
同样，从原分割数据中行序号为48的区域行提取到缩小分割数据的区域的辉度D(48、q)按照下式算出：
D(48、q)＝(C(48、q×4-1)/4)+(C(48、q×4)/2)+(C(48、q×4+1)/4)。
此外，从原分割数据中列序号为0的区域列提取到缩小分割数据的区域的辉度设为C(p、0)(r＝1～11)。此时，缩小分割数据中的区域的辉度D(p×4、0)按照下式算出：
D(p、0)＝(C(p×4-1、0)/4)+(C(p×4、0)/2)+(C(p×4+1、0)/4)。
同样，从原分割数据中列序号为64的区域行提取到缩小分割数据的区域的辉度D(p×4、64)按照下式算出：
D(p、64)＝(C(p×4-1、64)/4)+(C(p×4、64)/2)+(C(p×4+1、64)/4)。
如此，缩小分割数据生成部11对从第二种区域提取的区域设定辉度。
对于第三种区域，缩小分割数据生成部11从原分割数据中行序号为3～45且列序号为3～61的矩形的区域中，沿水平和垂直方向每隔3个提取区域，作为缩小分割数据的区域。换言之，在原分割数据中，提取(行序号、列序号)为(r×4、s×4)(r＝1～11、s＝1～15)的区域，配置为缩小分割数据中以(r、s)表示的区域。此时，缩小分割数据生成部11对于提取的区域的辉度，设定成根据与该区域沿水平或垂直方向邻接的四个区域的辉度而得到的值。
即，如果将原分割数据中提取到缩小分割数据的区域的辉度设为C(r×4、s×4)，缩小分割数据中的区域的辉度D(r、s)按照下式算出：
D(r、s)＝(C(r×4、s×4)/2)+(C(r×4-1、s×4)/8)+(C(r×4+1、s×4)/8)+(C(r×4、s×4-1)/8)+(C(r×4、s×4+1)/8)。
如此，缩小分割数据生成部11对从第三种区域提取的区域设定辉度。
如此，本实施方式涉及的缩小分割数据生成部11从原分割数据提取区域而调整辉度，生成缩小分割数据。
(处理的流程)
本实施方式涉及的平滑图像生成装置1执行的处理基本上与所述实施方式一中使用图11说明的处理相同，一部分不同。S4中，缩小分割数据生成部11根据使用图12说明的方法，根据原分割数据生成缩小分割数据。
因此，平滑图像生成装置1能够对缩小分割数据的对应区域设定根据原分割数据中的周围区域得到的辉度。
[实施方式三]
对于本发明的实施方式三，使用图13和图14在以下进行说明。另外，为了便于说明，对于与所述实施方式所说明的部件具有相同功能的部材，附加相同附图标记，其说明不予重复。
(异常判定装置的结构)
对于本实施方式涉及的异常判定装置4的结构，使用图13进行说明。异常判定装置4的基本结构与所述各实施方式中的平滑图像生成装置1相同，不同之处在于控制部10还具备异常判定部14。异常判定装置4比较与所述各实施方式同样地进行而生成的平滑图像数据和分割数据，判定摄像装置2有无异常。
异常判定部14比较平滑化分割数据与原分割数据，判定摄像装置2有无异常。异常判定部14比较平滑化分割数据与原分割数据，在存在原分割数据的辉度比平滑化分割数据的辉度低阈值以上的区域时，可以判定摄像装置2有异常。例如对于特定区域，在原分割数据中的辉度比平滑化分割数据中的辉度低阈值以上时，可以判定摄像装置2有异常。
(处理的流程)
对于本实施方式涉及的异常判定装置4执行的处理的流程，使用图14进行说明。图14为示出异常判定装置4执行的处理的流程的一例的流程图。
本实施方式涉及的异常判定装置4执行的处理基本上与所述实施方式一中平滑图像生成装置1执行的处理相同，一部分不同。S12中，当平滑图像生成部13生成平滑化分割数据(平滑图像数据)时(S12)，异常判定部14对于原分割数据与平滑化分割数据，按照区域比较由平滑化产生的辉度变化(S14)。异常判定部14还根据S14中的比较，判定是否存在辉度的变化为阈值以上的区域(S15)。在判定存在辉度的变化为阈值以上的区域时(S15中为是)，异常判定部14判定摄像装置2存在异常(S16)。另一方面，在判定不存在辉度的变化为阈值以上的区域时(S15中为否)，异常判定部14判定摄像装置2无异常(S17)。
根据以上处理，本实施方式涉及的异常判定装置4能够比较对缩小分割数据进行平滑化处理和插值处理而生成的平滑化分割数据与原分割数据，判定摄像装置2有无异常。由此，例如能够基于有无异常的判定结果，判定该摄像装置2是否为不良品。因此，能够高速进行判定摄像装置2有无异常所需的平滑化分割数据的生成。
[变形例]
所述各实施方式中，平滑图像生成装置1对于平滑图像生成部13生成的平滑化分割数据(平滑图像数据)，与原分割数据比较。
此外，平滑图像生成装置1在原分割数据与平滑化分割数据之间检测出规定阈值以上的辉度变化的情况下，可以判定摄像装置2发生异常。由此，在例如摄像装置2具有的光学系统存在污点等而该污点导致发生辉度变化时，能够检测异常。
[基于软件的实现例]
平滑图像生成装置1的控制模块(特别是缩小分割数据生成部11、平滑化处理部12及平滑图像生成部13)可以通过形成为集成电路(IC芯片)等的逻辑电路(硬件)实现，也可以通过软件实现。
在后者的情况下，平滑图像生成装置1具备计算机，该计算机执行实现各功能的软件即程序的命令。该计算机例如具备至少一个处理器(控制装置)，并且具备存储所述程序的、计算机可读的至少一个存储介质。而且，在所述计算机中，所述处理器从所述存储介质读取所述程序并执行，由此达成本发明的目的。作为所述处理器，能够使用例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)。作为所述存储介质，能够使用“非暂时性有形介质”，例如ROM(Read Only Memory，只读存储器)，除此以外还能够使用磁带、磁盘、存储卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。此外，还可以具备展开所述程序的RAM(Random AccessMemory，随机存储器)等。此外，所述程序也可以经由能够传输该程序的任意传输介质(通信网络、无线电波等)而提供至所述计算机。另外，本发明的一个方式中，所述程序也能够以通过电子传输而实现的、载波中寄载的数据信号的形式来实现。
[总结]
本发明的方式一涉及的平滑图像生成装置(1)根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据，该平滑图像生成装置的结构具备：缩小分割数据生成部(11)，其生成从辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；平滑化处理部(12)，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；平滑图像生成部(13)，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据。
根据所述结构，平滑图像生成装置对小于分割数据的缩小分割数据进行平滑化处理。然后对平滑化处理后的数据进行插值处理，生成与分割数据同一大小的平滑图像数据。由此，与对分割数据应用平滑化处理的情况相比，能够削减平滑化所需的计算量并生成与分割数据相同大小的平滑图像数据。因此，可实现能够提供能够高速进行辉度信息的平滑化的平滑图像生成装置的效果。
本发明的方式二涉及的平滑图像生成装置(1)可以是如下结构：在所述方式一的基础上，所述缩小分割数据生成部(1)对构成所述分割数据的所述多个区域在水平和垂直方向每隔一个进行提取，生成所述缩小分割数据。
根据所述结构，平滑图像生成装置能够使用从分割数据在水平和垂直方向每隔一个提取区域得到的缩小分割数据，生成平滑图像数据。由此，对于分割数据，能够将作为平滑化处理的对象的区域的数量控制在1/4左右。
本发明的方式三涉及的平滑图像生成装置(1)可以是如下结构：在所述方式一的基础上，所述缩小分割数据生成部(11)将所述分割数据分类成包含角的四个区域、构成外周的区域及其他区域这三种，按照分类的种类以不同方法提取区域，生成所述缩小分割数据。
根据所述结构，平滑图像生成装置能够按照将分割数据分类的种类提取区域，生成缩小分割数据。由此，例如对于提取的区域，能够设定成按照种类以不同的方法算出的辉度，生成缩小分割数据。
本发明的方式四涉及的平滑图像生成装置(1)可以是如下结构：在所述方式一至三中任一方式的基础上，所述平滑化处理部(12)使用按照每个规定范围进行平滑化处理的平滑化滤波器进行所述平滑化处理，所述平滑化处理为，在所述规定范围所包含的区域中，根据端部的区域的辉度值算出对被夹在该端部之间的区域的辉度值进行预测的预测值，并将辉度值比该预测值低的区域置换成该预测值。
根据所述结构，对于分割数据，平滑图像生成装置能够在各区域的辉度比预测值低时使该预测值成为辉度，生成平滑图像数据。由此，能够以变得高辉度且平滑的方式进行平滑化处理。
本发明的方式五涉及的平滑图像生成装置(1)可以是如下结构：在所述方式四的基础上，所述规定范围为多个所述区域垂直或水平排列的范围，所述平滑化处理部使用所述平滑化滤波器，所述平滑化滤波器根据使用所述规定范围的端部的区域的辉度值得到的线性插值，算出所述预测值。
根据所述结构，对垂直或水平排列的区域使用线性插值而进行平滑化处理，因此能够在平滑化处理后将垂直或水平方向的辉度平滑化。
本发明的方式六涉及的平滑图像生成装置(1)可以是如下结构：在所述方式一至五中任一方式的基础上，所述平滑图像生成部将构成所述平滑化缩小分割数据的多个区域分别配置在所述分割数据对应的位置，对于区域间产生的空白区域设定成通过线性插值算出的辉度，生成平滑图像数据。
根据所述结构，平滑图像生成装置能够使用线性插值，根据平滑化缩小分割数据，生成与原辉度数据同一大小的平滑化分割数据。
本发明的方式七涉及的异常判定装置(4)可以是如下结构：该异常判定装置(4)具备：所述方式一至六中任一方式所述的平滑图像生成装置(1)；异常判定部(14)，其比较所述平滑图像生成装置生成的所述平滑图像数据与所述分割数据，判定所述摄像装置有无异常。
根据所述结构，异常判定装置能够比较对缩小分割数据进行平滑化处理和插值处理而生成的平滑图像数据与分割数据，判定摄像装置有无异常。由此，例如能够基于有无异常的判定结果，判定该摄像装置是否为不良品。因此，提供可使用高速生成的平滑图像数据判定摄像装置有无异常的异常判定装置。
本发明的方式八涉及的平滑图像生成方法根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据，该平滑图像生成方法包含：缩小分割数据生成步骤(S4)，生成从辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据中提取部分区域得到的缩小分割数据，所述辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据是使用从所述摄像数据中提取辉度信息得到的原辉度数据而生成的；平滑化处理步骤(S8)，使用对所述缩小分割数据进行平滑化处理的平滑化滤波器，生成整体辉度得以平滑化的平滑化缩小分割数据；平滑图像生成步骤(S12)，通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据。根据所述结构，实现与所述方式一同样的作用效果。
本发明的各方式涉及的平滑图像生成装置可以根据计算机实现，在该情况下，本发明的范畴中还包含：平滑图像生成装置的控制程序，其通过使计算机作为所述平滑图像生成装置具备的各部(软件要素)而运行，从而由计算机实现所述平滑图像生成装置；以及存储该控制程序的计算机可读存储介质。
本发明不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所示的范围进行各种变更，对于适当组合不同实施方式各自公开的技术手段而得到的实施方式，也包含于本发明的技术范围。进而，能够通过组合各实施方式各自公开的技术手段而形成新的技术特征。
符号说明
1…平滑图像生成装置；10…控制部；11…缩小分割数据生成部；12…平滑化处理部；13…平滑图像生成部；14…异常判定部；20…存储装置；30…存储器；40…显示装置；50…数据输入部；2…摄像装置；3…光源；4…异常判定装置；S4…缩小分割数据生成步骤；S8…平滑化处理步骤；S12…平滑图像生成步骤。

Claims (9)

1.一种根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据的平滑图像生成装置，其特征在于，具备：
缩小分割数据生成部，其从将辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中，针对被区域化的平滑图像数据从各行各列中提取平滑图像数据块来生成缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；
平滑化处理部，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；以及
平滑图像生成部，其将所述平滑化缩小分割数据展开为与所述分割数据同一大小的平滑图像数据，针对未配置构成所述平滑化缩小分割数据的区域的区域间对辉度进行插值。
2.根据权利要求1所述的平滑图像生成装置，其特征在于，
所述缩小分割数据生成部将所述分割数据分类成包含角的四个区域、构成外周的区域及其他区域这三种，按照分类的种类以不同方法提取区域，生成所述缩小分割数据。
3.一种根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据的平滑图像生成装置，其特征在于，具备：
缩小分割数据生成部，其生成从将辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；
平滑化处理部，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；
平滑图像生成部，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据，
所述缩小分割数据生成部将构成所述分割数据的所述多个区域在水平和垂直方向每隔一个进行提取，生成所述缩小分割数据。
4.一种根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据的平滑图像生成装置，其特征在于，具备：
缩小分割数据生成部，其生成从将辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；
平滑化处理部，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；
平滑图像生成部，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据，
所述平滑化处理部使用按照每个规定范围进行平滑化处理的平滑化滤波器进行所述平滑化处理，
所述平滑化处理为：在所述规定范围所包含的区域中，算出根据端部的区域的辉度值对被夹在所述端部之间的区域的辉度值进行预测的预测值，并将辉度值比所述预测值低的区域置换成所述预测值。
5.根据权利要求4所述的平滑图像生成装置，其特征在于，
所述规定范围为多个所述区域垂直或水平排列的范围，
所述平滑化处理部使用所述平滑化滤波器，所述平滑化滤波器根据使用所述规定范围的端部的区域的辉度值得到的线性插值，算出所述预测值。
6.一种根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据的平滑图像生成装置，其特征在于，具备：
缩小分割数据生成部，其生成从将辉度数据分割成多个区域而成的分割数据中提取部分区域而得到的缩小分割数据，所述辉度数据是从所述摄像数据提取辉度信息而得到的；
平滑化处理部，其对所述缩小分割数据进行平滑化处理，生成平滑化缩小分割数据；
平滑图像生成部，其通过将所述平滑化缩小分割数据的区域间进行插值，从而生成与所述分割数据同一大小的平滑图像数据，
所述平滑图像生成部将构成所述平滑化缩小分割数据的多个区域分别配置在所述分割数据对应的位置，对于区域间产生的空白区域设定成通过线性插值算出的辉度，生成平滑图像数据。
7.一种异常判定装置，其特征在于，具备：
权利要求1至6中任一项所述的平滑图像生成装置；
异常判定部，其比较所述平滑图像生成装置生成的所述平滑图像数据与所述分割数据，判定所述摄像装置有无异常。
8.一种平滑图像生成方法，其特征在于，
根据由摄像装置对亮度均一的被摄体进行摄像得到的摄像数据，生成辉度平滑化了的平滑图像数据，
所述平滑图像生成方法包含：
缩小分割数据生成步骤，从辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据中，针对被区域化的平滑图像数据从各行各列中提取平滑图像数据块来生成缩小分割数据，所述辉度得以调整的由多个区域形成的分割数据是使用从所述摄像数据中提取辉度信息得到的原辉度数据而生成的；
平滑化处理步骤，使用对所述缩小分割数据进行平滑化处理的平滑化滤波器，生成整体辉度得以平滑化的平滑化缩小分割数据；
平滑图像生成步骤，将所述平滑化缩小分割数据展开为与所述分割数据同一大小的平滑图像数据，针对未配置构成所述平滑化缩小分割数据的区域的区域间对辉度进行插值。
9.一种存储介质，其特征在于，
为计算机可读的存储介质，所述存储介质存储有：用于使计算机作为权利要求1所述的平滑图像生成装置而发挥功能的控制程序，且为用于使计算机作为所述缩小分割数据生成部、所述平滑化处理部及所述平滑图像生成部发挥功能的控制程序。
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