JP2001159567A - Spectroscopic image pickup method and device therefor - Google Patents

Spectroscopic image pickup method and device therefor

Info

Publication number
JP2001159567A
JP2001159567A JP34387899A JP34387899A JP2001159567A JP 2001159567 A JP2001159567 A JP 2001159567A JP 34387899 A JP34387899 A JP 34387899A JP 34387899 A JP34387899 A JP 34387899A JP 2001159567 A JP2001159567 A JP 2001159567A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
filter
circuit
reference image
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP34387899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3430093B2 (en
Inventor
Yoshito Ichikawa
義人 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP34387899A priority Critical patent/JP3430093B2/en
Publication of JP2001159567A publication Critical patent/JP2001159567A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3430093B2 publication Critical patent/JP3430093B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To clearly get an image of a measurement target in an image spectroscope using a wavelength filter, especially to stabilize tracking an to prevent losing sight of the target when measuring the moving target with tracking the target, by doing away with a narrow-bandwidth bandpass filter for improving wavelength resolution to increase a light amount contributing to image pickup. SOLUTION: This image pickup method extracts an image spectrum similar to the use of the bandpass filter to realize the spectroscopic image pickup by picking up the image through a band rejection filter cutting off a specific wavelength in a narrow bandwidth oppositely to the bandpass filter and getting a difference between the image and an image (a reference image) picked up in a full wavelength transmission state. Thereby, the bright image can be gotten at any time to easily track the image pickup target.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は撮像対象である計
測目標の分光画像を取得する分光撮像方法および装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spectral imaging method and apparatus for acquiring a spectral image of a measurement target to be imaged.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、例えば特開平7−27611
号公報に示された従来の分光撮像装置を示すものであ
る。図において、26は撮像目標からの赤外線を集光す
る対物レンズ、20は各波長帯を透過するバンドパスフ
ィルタを円周上に並べたフィルタ板、21は再結像のた
めのリレーレンズ、22は赤外線を電気信号に変換する
赤外線2次元イメージセンサ、23は装置内部からの不
要放射赤外線を除去するコールドシールド、24は2次
元イメージセンサ22を冷却するデュワ、25はフィル
タ板20を回転させるモータである。
2. Description of the Related Art FIG.
1 shows a conventional spectroscopic imaging apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 10-125, FIG. In the figure, 26 is an objective lens for condensing infrared rays from an imaging target, 20 is a filter plate in which band-pass filters transmitting each wavelength band are arranged on the circumference, 21 is a relay lens for re-imaging, 22 Is a two-dimensional infrared image sensor that converts infrared rays into electric signals, 23 is a cold shield that removes unnecessary radiated infrared rays from inside the device, 24 is a dewar that cools the two-dimensional image sensor 22, and 25 is a motor that rotates the filter plate 20 It is.

【0003】従来の分光撮像装置は以上のように構成さ
れているので、2次元画像の分光特性を取得できる装置
を、簡単な構造で小型に構成できるという効果があっ
た。
Since the conventional spectral imaging apparatus is configured as described above, there is an effect that an apparatus capable of acquiring the spectral characteristics of a two-dimensional image can be configured with a simple structure and small.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図10のよう
に構成された従来の分光撮像装置では、波長分解能を上
げるためにフィルタ板20に取り付けるバンドパスフィ
ルタの帯域幅を狭くすると撮像に寄与する光量が減るた
め、計測目標の明瞭な画像が得られなくなる。このた
め、特に動く目標を追尾しながら計測しようとする際
に、追尾が安定しないとか、目標を見失い易いという問
題があった。
However, in the conventional spectral imaging apparatus configured as shown in FIG. 10, if the band width of the band-pass filter attached to the filter plate 20 is reduced in order to increase the wavelength resolution, it contributes to imaging. Since the amount of light decreases, a clear image of the measurement target cannot be obtained. For this reason, when trying to measure while tracking a moving target, there is a problem that tracking is not stable or the target is easily lost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明に係る分光撮像
方法は、光学系で受光した撮像対象である計測目標から
の放射光より、全波長透過状態で撮像した画像(全波長
画像)である基準画像を生成して記憶すると共に、狭い
帯域幅で特定波長を除去したバンドリジェクションフィ
ルタを通して撮像した画像(バンドリジェクション画
像)を生成して、これを上記記憶した基準画像から画素
毎に差し引くことにより分光画像を得るようにしたもの
である。
A spectral imaging method according to the present invention is an image (all-wavelength image) captured in an all-wave transmission state from light emitted from a measurement target which is an imaging target received by an optical system. A reference image is generated and stored, and an image (a band rejection image) captured through a band rejection filter from which a specific wavelength is removed with a narrow bandwidth is generated, and this is subtracted for each pixel from the stored reference image. Thus, a spectral image is obtained.

【0006】また、この発明に係る分光撮像装置は、撮
像対象である計測目標を撮像するための光学系、この光
学系に挿入された波長の異なる複数のバンドリジェクシ
ョンフィルタからなるフィルタバンク、このフィルタバ
ンクを通過した光波像を電気信号に変える光電変換手
段、この光電変換手段の出力をA/D変換するA/D変
換回路、上記光電変換手段の出力から計測目標の全波長
画像を基準画像として記憶する基準画像記憶回路、上記
基準画像とバンドリジェクション画像とを画素毎に差し
引く処理を行う演算回路、上記光学系に挿入するバンド
リジェクションフィルタの選択と、上記光電変換手段、
A/D変換回路、基準画像記憶回路、および演算回路の
動作との同期を管理する同期回路を備えたものである。
A spectral imaging apparatus according to the present invention includes an optical system for capturing an image of a measurement target to be imaged, a filter bank including a plurality of band rejection filters having different wavelengths inserted into the optical system. Photoelectric conversion means for converting a light wave image passing through the filter bank into an electric signal; an A / D conversion circuit for A / D converting an output of the photoelectric conversion means; A reference image storage circuit to store as, an arithmetic circuit for performing processing of subtracting the reference image and the band rejection image for each pixel, selection of a band rejection filter to be inserted into the optical system, and the photoelectric conversion unit,
It includes an A / D conversion circuit, a reference image storage circuit, and a synchronization circuit that manages synchronization with the operation of the arithmetic circuit.

【0007】また、光電変換手段の出力より画像の変化
量を検出する画像変化監視手段と、この画像変化監視手
段で求めた画像変化量情報に基づき、フィルタバンクの
バンドリジェクションフィルタの切換速度を変えるフィ
ルタ切換速度制御手段とを備えたものである。
Further, an image change monitoring means for detecting an image change amount from an output of the photoelectric conversion means, and a switching speed of a band rejection filter of a filter bank based on image change amount information obtained by the image change monitoring means. And a filter switching speed control means for changing the filter switching speed.

【0008】また、光電変換手段の出力より画像の変化
量を検出する画像変化監視手段と、この画像変化監視手
段で求めた画像変化量情報に基づき、基準画像取得間隔
を変える基準画像切換制御手段を備えたものである。
Further, an image change monitoring means for detecting an image change amount from an output of the photoelectric conversion means, and a reference image switching control means for changing a reference image acquisition interval based on image change amount information obtained by the image change monitoring means. It is provided with.

【0009】また、前基準画像を記憶する前基準画像記
憶手段と、新基準画像取得時に、前基準画像との画像の
変化の大きさを評価し、その間の計測の有効性を判定す
る画像変化判定手段とを備えたものである。
A pre-reference image storing means for storing a pre-reference image; and an image change unit which evaluates a magnitude of an image change from the pre-reference image when a new reference image is obtained, and judges the validity of the measurement during the evaluation. Judgment means.

【0010】また、光電変換手段の出力画像中の計測目
標物の位置を追尾する目標追尾回路と、この目標追尾回
路からの目標位置の情報に基づき、基準画像からバンド
リジェクション撮像画像を演算回路で画素毎に差し引く
処理を行う際に、目標の画素位置を揃えて演算するよう
補正する画素ずれ補正回路とを備えたものである。
Further, a target tracking circuit for tracking the position of the measurement target in the output image of the photoelectric conversion means, and a band rejection picked-up image from the reference image based on the information on the target position from the target tracking circuit. And a pixel shift correction circuit that corrects the calculation so that the target pixel positions are aligned when performing the subtraction process for each pixel.

【0011】また、バンドリジェクションフィルタを切
り換えたときに光電変換手段から得られる各画像を記憶
する画像記憶回路と、この画像記憶回路に記憶された複
数の撮像画像をフィルタの波長特性がほぼ平坦になるよ
うに演算することにより擬似的に全波長画像である基準
画像を生成する基準画像生成回路とを備えたものであ
る。
Further, an image storage circuit for storing each image obtained from the photoelectric conversion means when the band rejection filter is switched, and a plurality of picked-up images stored in the image storage circuit having a substantially flat wavelength characteristic of the filter. And a reference image generation circuit that generates a reference image that is a pseudo full-wavelength image by calculating such that

【0012】また、光電変換手段の出力より撮像画像の
S/Nを検知するS/N判定回路と、このS/N判定回
路の出力に基づき、所定のS/Nが得られるようにフィ
ルタバンクのバンドリジェクションフィルタの切換速度
を変えるフィルタ切換速度制御手段とを備えたものであ
る。
Further, an S / N determination circuit for detecting the S / N of the captured image from the output of the photoelectric conversion means, and a filter bank for obtaining a predetermined S / N based on the output of the S / N determination circuit. And a filter switching speed control means for changing the switching speed of the band rejection filter.

【0013】また、光電変換手段の出力より撮像画像の
S/Nを検知するS/N判定回路と、このS/N判定回
路の出力に基づき、所定のS/Nが得られるように基準
画像取得間隔を変える基準画像切換制御手段を備えたも
のである。
An S / N determination circuit for detecting the S / N of the picked-up image from the output of the photoelectric conversion means, and a reference image for obtaining a predetermined S / N based on the output of the S / N determination circuit. A reference image switching control means for changing an acquisition interval is provided.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1に係る分光撮像装置を示す構成図である。
1および2は光学系であり、撮像対象である計測目標か
らの放射光を集光し結像させる。3はフィルタバンクで
あり、全波長透過フィルタと狭い帯域幅で特定波長を除
去するバンドリジェクションフィルタを並べて、その中
の1つのフィルタが選定されて光学系に挿入されるよう
になされており、例えば回転円板にそれぞれのフィルタ
が装着されたものからなる。4は光電変換手段で、例え
ばCCDのような2次元光電変換センサであり、結像し
た2次元光波画像を電気信号に変換する。5はA/D変
換回路であり、2次元光電変換センサ4の電気信号出力
をデジタルデータに変換する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing a spectral imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
Reference numerals 1 and 2 denote optical systems that collect light emitted from a measurement target to be imaged and form an image. Reference numeral 3 denotes a filter bank in which an all-wavelength transmission filter and a band rejection filter for removing a specific wavelength with a narrow bandwidth are arranged, and one of the filters is selected and inserted into an optical system. For example, each filter is mounted on a rotating disk. Reference numeral 4 denotes a photoelectric conversion unit, which is a two-dimensional photoelectric conversion sensor such as a CCD, for example, and converts the formed two-dimensional light wave image into an electric signal. Reference numeral 5 denotes an A / D conversion circuit, which converts an electric signal output of the two-dimensional photoelectric conversion sensor 4 into digital data.

【0015】6は基準画像記憶回路であり、例えばフィ
ルタバンク3のフィルタ選定が全波長透過フィルタのと
きの画像データを基準画像として記憶する。7は演算回
路であり、基準画像記憶回路6に記憶された基準画像か
ら、2次元光電変換センサ4からA/D変換回路5を通
じて出力された計測すべき波長のバンドリジェクション
画像を画素毎に差し引くことによって、分光画像を得る
ものである。8は同期回路であり、フィルタバンク3の
フィルタ切換タイミングと2次元光電変換センサ4とA
/D変換回路5と基準画像記憶回路6と演算回路7の動
作の同期をとる。
Reference numeral 6 denotes a reference image storage circuit which stores, for example, image data when the filter selection of the filter bank 3 is an all-wavelength transmission filter as a reference image. Reference numeral 7 denotes an arithmetic circuit which converts a band rejection image of a wavelength to be measured output from the two-dimensional photoelectric conversion sensor 4 through the A / D conversion circuit 5 from the reference image stored in the reference image storage circuit 6 for each pixel. By subtraction, a spectral image is obtained. Reference numeral 8 denotes a synchronization circuit, which is a filter switching timing of the filter bank 3 and the two-dimensional photoelectric conversion
The operations of the / D conversion circuit 5, the reference image storage circuit 6, and the operation circuit 7 are synchronized.

【0016】上記のように構成された分光撮像装置は、
図2のように動作する。以下、図2(a)のような放射
特性を持つ撮像対象を計測する場合について述べる。フ
ィルタバンク3の中の全波長透過フィルタは図2(b
1)のような特性を有する。この全波長透過フィルタを
用いた撮像では、図2(b2)のように撮像対象の全波
長を2次元光電変換センサ4で受光し、その受光波長を
積分した図2(b3)の画像を基準画像として得る。
The spectral imaging apparatus configured as described above is
It operates as shown in FIG. Hereinafter, a case of measuring an imaging target having a radiation characteristic as shown in FIG. 2A will be described. The all-wavelength transmission filter in the filter bank 3 is shown in FIG.
It has the characteristics as in 1). In the imaging using the all-wavelength transmission filter, as shown in FIG. 2B2, all the wavelengths of the imaging target are received by the two-dimensional photoelectric conversion sensor 4, and the image of FIG. Obtain as an image.

【0017】一方、フィルタバンク3の中の、波長λn
〜λn+1を計測するためのバンドリジェクションフィ
ルタは図2(c1)のような特性を持ち、このバンドリ
ジェクションフィルタを用いた撮像では図2(c2)の
ようにλn〜λn+1を除く波長を2次元光電変換セン
サ4で受光し、その受光波長を積分した図2(c3)の
バンドリジェクション画像を得る。
On the other hand, the wavelength λn in the filter bank 3
2 (c1) has a characteristic as shown in FIG. 2 (c1). In imaging using this band rejection filter, as shown in FIG. 2 (c2), the wavelength excluding λn to λn + 1 is 2 The light is received by the three-dimensional photoelectric conversion sensor 4, and the band rejection image of FIG.

【0018】図2(b3)の基準画像から図2(c3)
のバンドリジェクション画像を、演算回路7において画
素ごとに差し引くと、波長λn〜λn+1だけの分光画
像として図2(c4)が得られる。
From the reference image of FIG. 2 (b3), FIG. 2 (c3)
2 (c4) is obtained as a spectral image of only the wavelengths λn to λn + 1 by subtracting the band rejection image for each pixel in the arithmetic circuit 7.

【0019】通常、撮像波長帯を狭くすると撮像に寄与
する光量(図2中、斜線部で示す)が少なくなるため、
得られる画像のコントラストが低下し、不明瞭な画像と
なる。従って、図2中、実線枠で囲んで示す従来の方式
では、フィルタバンクが図2(d1)のように透過波長
の狭いバンドパスフィルタで構成されているため、図2
(d2)のように常に低光量の撮像となり、得られる画
像は図2(d3)のように低コントラストの不明瞭な画
像となる。このため、目標位置の把握が困難になるもの
であった。
Normally, when the imaging wavelength band is narrowed, the amount of light (indicated by hatching in FIG. 2) contributing to imaging decreases.
The contrast of the obtained image is reduced, resulting in an unclear image. Therefore, in the conventional system shown by a solid line frame in FIG. 2, the filter bank is configured by a bandpass filter having a narrow transmission wavelength as shown in FIG. 2 (d1).
As shown in FIG. 2 (d2), the imaging is always performed with a low light quantity, and the obtained image is an unclear image with low contrast as shown in FIG. 2 (d3). For this reason, it has been difficult to grasp the target position.

【0020】しかしながら、本実施の形態によれば、最
終結果として得られる分光画像図2(c4)は、従来の
方式による分光画像図2(d3)と同等であるが、その
途中の過程で撮像される画像は、常に、全波長帯で撮像
した画像(b3)または波長λn〜λn+1のみをリジ
ェクションした画像(c3)であり、比較的光量が多い
ため、コントラストが良く、画面上での目標追尾が容易
となり、移動する目標の分光撮像が可能となる。
However, according to the present embodiment, the spectral image FIG. 2 (c4) obtained as a final result is equivalent to the spectral image FIG. The image to be obtained is always an image (b3) captured in the entire wavelength band or an image (c3) obtained by rejecting only the wavelengths λn to λn + 1. Since the amount of light is relatively large, the contrast is good and the target on the screen is good. Tracking becomes easy, and spectroscopic imaging of a moving target becomes possible.

【0021】実施の形態2.上記実施の形態1では、フ
ィルタバンクの切換は一定間隔時間で行うものである
が、本実施の形態2は撮像画像の変化速度を検出して、
フィルタバンクの切換速度を調整するものである。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the switching of the filter bank is performed at a constant interval time. In the second embodiment, the change speed of the captured image is detected.
This is for adjusting the switching speed of the filter bank.

【0022】図3に本実施の形態による分光撮像装置の
構成図を示す。図において、9は画像変化監視回路であ
り、2次元光電変換センサ4の出力を画像処理して撮像
画像の変化の大きさを監視するものである。10はフィ
ルタバンク3の切換制御手段であるフィルタ回転制御回
路であり、上記画像変化監視回路9で得た情報に基づ
き、フィルタバンク3の回転速度を調整してフィルタの
切換速度を変える。画像変化速度が速い時は、それに応
じてフィルタ回転を速くすることにより画素ずれを抑圧
するように動作する。
FIG. 3 shows a configuration diagram of the spectral imaging apparatus according to the present embodiment. In the figure, reference numeral 9 denotes an image change monitoring circuit which processes an output of the two-dimensional photoelectric conversion sensor 4 to monitor a magnitude of a change in a captured image. Reference numeral 10 denotes a filter rotation control circuit which is switching control means for the filter bank 3, and adjusts the rotation speed of the filter bank 3 based on the information obtained by the image change monitoring circuit 9 to change the filter switching speed. When the image change speed is high, the operation is performed to suppress the pixel shift by increasing the filter rotation accordingly.

【0023】実施の形態3.上記実施の形態2は、画像
変化の大きさに応じてフィルタバンクの回転速度を調整
してフィルタ切換速度を変えるものであるが、本実施の
形態3は撮像画像の変化の大きさに応じて、基準画像の
取得間隔を調整するものである。
Embodiment 3 FIG. In the second embodiment, the filter switching speed is changed by adjusting the rotation speed of the filter bank according to the magnitude of the change in the image. In the third embodiment, the rotation speed of the filter bank is changed according to the magnitude of the change in the captured image. , To adjust the acquisition interval of the reference image.

【0024】図4に本実施の形態による分光撮像装置の
構成図を示す。11は全波長透過フィルタ切換制御手段
で、例えばフィルタバンク3中の全波長透過フィルタの
切換間隔を調整する全波長透過フィルタ切換制御回路で
あり、画像変化速度監視回路9で得た情報に基づき、全
波長透過フィルタ切換を制御し、基準画像の取得間隔を
調整するものである。画像変化の大きいときは基準画像
の取得間隔を短くして、画像形状のずれを抑圧するよう
に動作する。
FIG. 4 shows a configuration diagram of the spectral imaging apparatus according to the present embodiment. Numeral 11 denotes an all-wavelength transmission filter switching control means, which is an all-wavelength transmission filter switching control circuit for adjusting the switching interval of all the wavelength transmission filters in the filter bank 3, for example, based on information obtained by the image change speed monitoring circuit 9. This controls the switching of the all-wavelength transmission filter and adjusts the acquisition interval of the reference image. When the image change is large, the acquisition interval of the reference image is shortened, and the operation is performed to suppress the deviation of the image shape.

【0025】実施の形態4.本実施の形態は、基準画像
を取得してから次に基準画像を撮るまでの間の画像変化
が大きい場合に、その間の計測を無効と判断させること
によって、計測誤差の抑制を図るものである。
Embodiment 4 In the present embodiment, when the image change between the acquisition of the reference image and the next image of the reference image is large, the measurement during that time is determined to be invalid, thereby suppressing the measurement error. .

【0026】図5に、本実施の形態4による分光撮像装
置の構成図を示す。12は前基準画像記憶回路であり、
1回前の基準画像を記憶する。13は画像変化判定回路
であり、新たに取得した新基準画像と前基準画像を比較
し、姿勢変化の度合いを判定し、一定基準以上の変化が
あった場合には、その間の分光撮像結果が無効である旨
の判定結果を出力する。
FIG. 5 shows a configuration diagram of a spectral imaging apparatus according to the fourth embodiment. Reference numeral 12 denotes a pre-reference image storage circuit,
The previous reference image is stored. Reference numeral 13 denotes an image change determination circuit which compares the newly acquired new reference image with the previous reference image, determines the degree of posture change, and when there is a change equal to or more than a certain reference, the spectral imaging result during that period is determined. The result of invalid determination is output.

【0027】実施の形態5.本実施の形態は、目標の動
きに合わせて画素のずれを補正してバンドリジェクショ
ン画像と基準画像との差分をとることで、測定の精度を
高めるものである。
Embodiment 5 FIG. In the present embodiment, the accuracy of measurement is improved by correcting the pixel shift in accordance with the target movement and obtaining the difference between the band rejection image and the reference image.

【0028】図6に本実施の形態5による分光撮像装置
の構成図を示す。14は目標追尾回路、15は画素ずれ
補正回路で、これらはバンドリジェクション画像の信号
を出力するA/D変換回路5の出力側に挿入されてい
る。目標追尾回路14は、計測目標の画像上の位置を追
尾する。画素ずれ補正回路15は、基準画像記憶回路6
に記憶された基準画像とバンドリジェクション画像の差
分を演算回路7でとる際に、目標追尾回路14で得た目
標の追尾情報に基づき画素の位置ずれを補正して演算す
るものである。
FIG. 6 shows a configuration diagram of a spectral imaging apparatus according to the fifth embodiment. Reference numeral 14 denotes a target tracking circuit, and reference numeral 15 denotes a pixel shift correction circuit, which are inserted on the output side of the A / D conversion circuit 5 that outputs a band rejection image signal. The target tracking circuit tracks the position of the measurement target on the image. The pixel shift correction circuit 15 includes a reference image storage circuit 6
When the arithmetic circuit 7 calculates the difference between the reference image and the band rejection image stored in the target image, the pixel position shift is corrected based on the target tracking information obtained by the target tracking circuit 14 and the calculation is performed.

【0029】実施の形態6.上記実施の形態1は予め全
波長透過フィルタで撮像を行い、それを基準画像とする
方式であったが、本実施の形態6は、フィルタバンクの
バンドリジェクションフィルタで撮像した複数の画像を
演算することにより、擬似的に波長特性が平坦なフィル
タで撮像したのと同じ画像を得て、これを基準画像とす
ることにより、全波長透過フィルタを省略したものであ
る。
Embodiment 6 FIG. In the first embodiment, the image is captured in advance by the all-wavelength transmission filter and is used as the reference image. In the sixth embodiment, a plurality of images captured by the band rejection filter of the filter bank are calculated. By doing so, the same image as obtained by imaging with a filter having a flat wavelength characteristic is obtained, and this is used as a reference image, thereby omitting the all-wavelength transmission filter.

【0030】図7に、本実施の形態6による分光撮像装
置の構成図を示す。16は画像記憶回路であり、フィル
タバンク3の各バンドリジェクションフィルタを通した
撮像画像を記憶する。17は基準画像生成回路であり、
擬似的にフィルタの波長特性が平坦になるように、複数
の撮像画像を平均し、基準画像を生成する。このように
することにより、基準画像を撮るための全波長透過フィ
ルタを装備する必要がなく、また、順次最新の情報に基
づいた基準画像を生成できるので計測誤差を抑制できる
効果がある。
FIG. 7 shows a configuration diagram of a spectral imaging apparatus according to the sixth embodiment. Reference numeral 16 denotes an image storage circuit that stores captured images that have passed through each band rejection filter of the filter bank 3. 17 is a reference image generation circuit,
A plurality of captured images are averaged to generate a reference image so that the wavelength characteristic of the filter is pseudo-flat. By doing so, there is no need to provide an all-wavelength transmission filter for taking a reference image, and a reference image can be sequentially generated based on the latest information, so that measurement errors can be suppressed.

【0031】実施の形態7.上記実施の形態1では、フ
ィルタバンクの切換は一定間隔時間であったが、本実施
の形態は撮像された画像のS/Nを判定した結果に基づ
いてフィルタバンクの回転速度を調整するものである。
S/Nが良いときは、速い間隔で切り換えるように回転
を速くし、S/Nが悪いときは個々のフィルタの撮像時
間を長くするよう回転を遅くしてS/Nを改善する運用
ができる。
Embodiment 7 In the first embodiment, the switching of the filter bank is performed at a constant interval time. However, in the present embodiment, the rotation speed of the filter bank is adjusted based on the result of determining the S / N of the captured image. is there.
When the S / N is good, the rotation is increased so as to switch at a fast interval, and when the S / N is bad, the rotation is slowed so as to lengthen the imaging time of each filter, thereby improving the S / N. .

【0032】図8に、本実施の形態7による分光撮像装
置の構成図を示す。18はS/N判定回路であり、2次
元光電変換センサ4の出力画像のコントラストを解析し
S/Nの有意性を判定する。フィルタ回転制御回路10
により、S/N判定回路18からの撮像S/N情報に基
づき、フィルタバンク3のフィルタ回転速度を調節す
る。
FIG. 8 shows a configuration diagram of a spectral imaging apparatus according to the seventh embodiment. An S / N determination circuit 18 analyzes the contrast of the output image of the two-dimensional photoelectric conversion sensor 4 and determines the significance of the S / N. Filter rotation control circuit 10
Thus, the filter rotation speed of the filter bank 3 is adjusted based on the imaging S / N information from the S / N determination circuit 18.

【0033】実施の形態8.上記実施の形態7は、画像
のS/Nに基づきフィルタバンクの回転速度を調整する
ものであったが、本実施の形態は撮像された画像のS/
Nを判定して、個々のバンドリジェクションフィルタの
切換時間を変え、それぞれのフィルタによる計測時間を
調整するものである。S/Nが良いときは、短時間で計
測できるので短時間にフィルタを切り換え、移動目標に
対してぶれの少ない計測を行い、また、S/Nが悪いと
きは計測時間を長くしてS/Nを改善する運用ができ
る。計測後に計測時間を補正して基準画像との差分をと
る。
Embodiment 8 FIG. In the seventh embodiment, the rotation speed of the filter bank is adjusted based on the S / N of the image. However, in the present embodiment, the S / N of the captured image is adjusted.
N is determined, the switching time of each band rejection filter is changed, and the measurement time by each filter is adjusted. When the S / N is good, the measurement can be performed in a short time, so that the filter is switched in a short time, and the measurement is performed with less blur to the moving target. When the S / N is bad, the measurement time is extended to increase the S / N. N can be improved. After the measurement, the measurement time is corrected to obtain a difference from the reference image.

【0034】図9に、本実施の形態8による分光撮像装
置の構成図を示す。フィルタ切換制御回路11は、S/
N判定回路18からの撮像S/N情報に基づき、フィル
タバンク3の各フィルタの切換時間をフィルタ切換時間
制御回路19で制御し、計測時間を調整する。
FIG. 9 shows a configuration diagram of a spectral imaging apparatus according to the eighth embodiment. The filter switching control circuit 11 controls the S /
Based on the imaging S / N information from the N determination circuit 18, the switching time of each filter of the filter bank 3 is controlled by the filter switching time control circuit 19 to adjust the measurement time.

【0035】[0035]

【発明の効果】この発明の分光撮像方法および装置は、
バンドリジェクションフィルタを用いて分光撮像を行う
ようにしたので、フィルタによる入射光の遮られる量が
少ないため、常時明るい像を得ながら撮像することがで
き、動く目標を追尾しながら計測する際に目標を見失い
にくくなる効果がある。
According to the present invention, there is provided a spectral imaging method and apparatus.
Since spectral imaging is performed using a band rejection filter, the amount of incident light blocked by the filter is small, so it is possible to capture an image while always obtaining a bright image, and when measuring while tracking a moving target This has the effect of making it difficult to lose track of the target.

【0036】また、フィルタバンクのフィルタ切換速度
や基準画像の取得間隔や各フィルタの切換時間を画像変
化の大きさやS/N等に応じて制御することにより、よ
り精度の高い測定を行うことができる。
Further, by controlling the filter switching speed of the filter bank, the acquisition interval of the reference image, and the switching time of each filter according to the magnitude of the image change, the S / N, etc., more accurate measurement can be performed. it can.

【0037】また、目標の動きに合わせて画素のずれを
補正して基準画像との差分をとることで、測定の精度を
高めることができる。
Further, the accuracy of measurement can be improved by correcting the pixel shift in accordance with the target movement and obtaining the difference from the reference image.

【0038】また、フィルタバンクのバンドリジェクシ
ョンフィルタで撮像した複数の撮像画像を演算すること
により、擬似的に波長特性が平坦なフィルタで撮像した
のと同じ画像を得て、これを基準画像とすることによ
り、全波長透過フィルタを省略すると共に、順次最新の
情報に基づいた基準画像を生成できるので、計測誤差を
抑圧できる効果がある。
Further, by calculating a plurality of captured images captured by the band rejection filter of the filter bank, the same image captured by a filter having a flat wavelength characteristic is obtained, and this is used as a reference image. By doing so, the all-wavelength transmission filter can be omitted, and a reference image can be sequentially generated based on the latest information, so that there is an effect that a measurement error can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a spectral imaging device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 実施の形態1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図3】 この発明の実施の形態2に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a spectroscopic imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a spectral imaging apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態4に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a spectral imaging apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態5に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a spectral imaging device according to Embodiment 5 of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態6に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a spectral imaging apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態7に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a spectral imaging apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態8に係る分光撮像装置
を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a spectral imaging apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.

【図10】 従来の分光撮像装置を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional spectral imaging apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学系、 2 光学系、3
フィルタバンク、 4 2次元光電変換セ
ンサ、5 A/D変換回路、 6 基準画
像記憶回路、7 演算回路、 8
同期回路、9 画像変化監視回路、 10 フ
ィルタ回転制御回路、11 全波長透過フィルタ切換制
御回路、12 前基準画像記憶回路、 13 画
像変化判定回路、14 目標追尾回路、
15 画素ずれ補正回路、16 画像記憶回路、
17 基準画像生成回路、18 S/N判定回
路、 19 フィルタ切換時間制御装置。
1 optical system, 2 optical system, 3
Filter bank, 4 two-dimensional photoelectric conversion sensor, 5 A / D conversion circuit, 6 reference image storage circuit, 7 arithmetic circuit, 8
Synchronization circuit, 9 image change monitoring circuit, 10 filter rotation control circuit, 11 full wavelength transmission filter switching control circuit, 12 pre-reference image storage circuit, 13 image change determination circuit, 14 target tracking circuit,
15 pixel shift correction circuit, 16 image storage circuit,
17 reference image generation circuit, 18 S / N determination circuit, 19 filter switching time control device.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学系で受光した撮像対象である計測目
標からの放射光より、全波長透過状態で撮像した画像
(全波長画像)である基準画像を生成して記憶すると共
に、狭い帯域幅で特定波長を除去したバンドリジェクシ
ョンフィルタを通して撮像した画像(バンドリジェクシ
ョン画像)を生成して、これを上記記憶した基準画像か
ら画素毎に差し引くことにより分光画像を得るようにし
たことを特徴とする分光撮像方法。
1. A reference image, which is an image (all-wavelength image) imaged in an all-wavelength transmission state, is generated and stored from radiation emitted from a measurement target, which is an imaging target, received by an optical system, and has a narrow bandwidth. Generating an image (band rejection image) captured through a band rejection filter from which a specific wavelength has been removed, and subtracting the image for each pixel from the stored reference image to obtain a spectral image. Spectral imaging method.
【請求項2】 撮像対象である計測目標を撮像するため
の光学系、この光学系に挿入された波長の異なる複数の
バンドリジェクションフィルタからなるフィルタバン
ク、このフィルタバンクを通過した光波像を電気信号に
変える光電変換手段、この光電変換手段の出力をA/D
変換するA/D変換回路、上記光電変換手段の出力から
計測目標の全波長画像を基準画像として記憶する基準画
像記憶回路、上記基準画像とバンドリジェクション画像
とを画素毎に差し引く処理を行う演算回路、上記光学系
に挿入するバンドリジェクションフィルタの選択と、上
記光電変換手段、A/D変換回路、基準画像記憶回路、
および演算回路の動作との同期を管理する同期回路を備
えたことを特徴とする分光撮像装置。
2. An optical system for imaging a measurement target to be imaged, a filter bank including a plurality of band rejection filters having different wavelengths inserted into the optical system, and a light wave image passing through the filter bank is electrically converted. Photoelectric conversion means for converting the output of the photoelectric conversion means into an A / D signal
A / D conversion circuit for conversion, a reference image storage circuit for storing a full-wavelength image to be measured as a reference image from the output of the photoelectric conversion means, and an operation for subtracting the reference image and the band rejection image for each pixel A circuit, selection of a band rejection filter to be inserted into the optical system, the photoelectric conversion means, an A / D conversion circuit, a reference image storage circuit,
And a synchronous circuit for managing synchronization with the operation of the arithmetic circuit.
【請求項3】 光電変換手段の出力より画像の変化量を
検出する画像変化監視手段と、この画像変化監視手段で
求めた画像変化量情報に基づき、フィルタバンクのバン
ドリジェクションフィルタの切換速度を変えるフィルタ
切換速度制御手段とを備えたことを特徴とする請求項2
記載の分光撮像装置。
3. An image change monitoring means for detecting an image change amount from an output of a photoelectric conversion means, and a switching speed of a band rejection filter of a filter bank based on image change amount information obtained by the image change monitoring means. 3. A filter switching speed control means for changing a filter switching speed.
The spectroscopic imaging apparatus according to any one of the preceding claims.
【請求項4】 光電変換手段の出力より画像の変化量を
検出する画像変化監視手段と、この画像変化監視手段で
求めた画像変化量情報に基づき、基準画像取得間隔を変
える基準画像切換制御手段を備えたことを特徴とする請
求項2記載の分光撮像装置。
4. An image change monitoring means for detecting an image change amount from an output of the photoelectric conversion means, and a reference image switching control means for changing a reference image acquisition interval based on image change amount information obtained by the image change monitoring means. The spectral imaging apparatus according to claim 2, further comprising:
【請求項5】 前基準画像を記憶する前基準画像記憶手
段と、新基準画像取得時に、前基準画像との画像の変化
の大きさを評価し、その間の計測の有効性を判定する画
像変化判定手段とを備えたことを特徴とする請求項2記
載の分光撮像装置。
5. A pre-reference image storing means for storing a pre-reference image, and an image change unit for evaluating a magnitude of an image change from the pre-reference image at the time of acquiring a new reference image and determining the validity of the measurement during the change. The spectral imaging apparatus according to claim 2, further comprising a determination unit.
【請求項6】 光電変換手段の出力画像中の計測目標物
の位置を追尾する目標追尾回路と、この目標追尾回路か
らの目標位置の情報に基づき、基準画像からバンドリジ
ェクション撮像画像を演算回路で画素毎に差し引く処理
を行う際に、目標の画素位置を揃えて演算するよう補正
する画素ずれ補正回路とを備えたことを特徴とする請求
項2記載の分光撮像装置。
6. A target tracking circuit for tracking a position of a measurement target in an output image of a photoelectric conversion means, and a band rejection image from a reference image is calculated from a reference image based on information on the target position from the target tracking circuit. 3. The spectral imaging apparatus according to claim 2, further comprising: a pixel shift correction circuit that corrects the calculation so that the target pixel positions are aligned when performing the subtraction processing for each pixel.
【請求項7】 バンドリジェクションフィルタを切り換
えたときに光電変換手段から得られる各画像を記憶する
画像記憶回路と、この画像記憶回路に記憶された複数の
撮像画像をフィルタの波長特性がほぼ平坦になるように
演算することにより擬似的に全波長画像である基準画像
を生成する基準画像生成回路とを備えたことを特徴とす
る請求項2記載の分光撮像装置。
7. An image storage circuit for storing each image obtained from a photoelectric conversion unit when a band rejection filter is switched, and a plurality of captured images stored in the image storage circuit, wherein a wavelength characteristic of the filter is substantially flat. 3. The spectral imaging apparatus according to claim 2, further comprising: a reference image generation circuit that generates a reference image that is a pseudo full-wavelength image by performing an operation to obtain a reference image.
【請求項8】 光電変換手段の出力より撮像画像のS/
Nを検知するS/N判定回路と、このS/N判定回路の
出力に基づき、所定のS/Nが得られるようにフィルタ
バンクのバンドリジェクションフィルタの切換速度を変
えるフィルタ切換速度制御手段とを備えたことを特徴と
する請求項2記載の分光撮像装置。
8. The S / S of a picked-up image is obtained from the output of the photoelectric conversion means.
An S / N determination circuit for detecting N, and a filter switching speed control means for changing a switching speed of a band rejection filter of a filter bank based on an output of the S / N determination circuit so as to obtain a predetermined S / N. The spectral imaging apparatus according to claim 2, further comprising:
【請求項9】 光電変換手段の出力より撮像画像のS/
Nを検知するS/N判定回路と、このS/N判定回路の
出力に基づき、所定のS/Nが得られるように個々のバ
ンドリジェクションフィルタの切換時間を変えるフィル
タ切換時間制御手段を備えたことを特徴とする請求項2
記載の分光撮像装置。
9. The S / S of a captured image is determined from the output of the photoelectric conversion means.
An S / N determination circuit for detecting N; and a filter switching time control means for changing a switching time of each band rejection filter based on an output of the S / N determination circuit so as to obtain a predetermined S / N. 3. The method according to claim 2, wherein
The spectroscopic imaging apparatus according to any one of the preceding claims.
JP34387899A 1999-12-02 1999-12-02 Spectral imaging method and apparatus Expired - Fee Related JP3430093B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34387899A JP3430093B2 (en) 1999-12-02 1999-12-02 Spectral imaging method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34387899A JP3430093B2 (en) 1999-12-02 1999-12-02 Spectral imaging method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001159567A true JP2001159567A (en) 2001-06-12
JP3430093B2 JP3430093B2 (en) 2003-07-28

Family

ID=18364942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34387899A Expired - Fee Related JP3430093B2 (en) 1999-12-02 1999-12-02 Spectral imaging method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3430093B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518229A (en) * 2004-10-25 2008-05-29 アールピー ベンチャーズ テクノロジー オフィス アーベー Multispectral and hyperspectral imaging systems
JP2008249687A (en) * 2007-01-25 2008-10-16 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd Method and apparatus for estimating intensity of one spectrum of light in mixed light, in response to sensed intensities of one or more other spectrums of light in mixed light
US9121763B2 (en) 2013-03-07 2015-09-01 Seiko Epson Corporation Spectrometer
US20160379095A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Seiko Epson Corporation Spectrometry device, image forming device, and spectrometry method
WO2017018150A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 富士フイルム株式会社 Optical sensor device, optical sensor unit, and optical sensor system

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518229A (en) * 2004-10-25 2008-05-29 アールピー ベンチャーズ テクノロジー オフィス アーベー Multispectral and hyperspectral imaging systems
JP2008249687A (en) * 2007-01-25 2008-10-16 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd Method and apparatus for estimating intensity of one spectrum of light in mixed light, in response to sensed intensities of one or more other spectrums of light in mixed light
US9121763B2 (en) 2013-03-07 2015-09-01 Seiko Epson Corporation Spectrometer
US20160379095A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Seiko Epson Corporation Spectrometry device, image forming device, and spectrometry method
US9721195B2 (en) * 2015-06-23 2017-08-01 Seiko Epson Corporation Spectrometry device, image forming device, and spectrometry method
WO2017018150A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 富士フイルム株式会社 Optical sensor device, optical sensor unit, and optical sensor system
JPWO2017018150A1 (en) * 2015-07-29 2018-02-22 富士フイルム株式会社 Optical sensor device, optical sensor unit and optical sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3430093B2 (en) 2003-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6819436B2 (en) Image capturing apparatus and distance measuring method
KR960002701B1 (en) Wide field of regard imaging system
US9386215B2 (en) Device and method for measuring distances to multiple subjects
JP6224354B2 (en) Spectral image acquisition device and spectral image acquisition method
US6252659B1 (en) Three dimensional measurement apparatus
JP6275334B2 (en) Infrared imaging apparatus and fixed pattern noise data updating method
US20190369216A1 (en) Providing dynamic field of view for light received from a dynamic position
JPH0458498A (en) X-ray diagnostic apparatus
JP4002680B2 (en) Camera with distance measuring device
JP3820087B2 (en) 3D image detection device
JP3430093B2 (en) Spectral imaging method and apparatus
JPH08327917A (en) Image pickup device
US5705803A (en) Covariance focus sensor
JP2002290841A (en) Imaging device, and electronic camera
JP2001304821A (en) Image pickup apparatus and range measuring method
FR2694429A1 (en) Matrix imaging system.
JP2770521B2 (en) Focus position detection method
JP2007214662A (en) Solid-state imaging apparatus
JPH1062139A (en) Shape measuring equipment
JP3873413B2 (en) Infrared imaging device
JP2001004367A (en) Distance measurement computing device
JP2003057531A (en) Method and device for phase difference detection, range finder, and image pickup device
JPH11249004A (en) Image sensor
JP4212138B2 (en) 3D measuring device
JPH02190083A (en) Offset value measurement and offset correction method for infrared ray image pickup device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees