JP2001186409A - Image distortion correction device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、画像歪補正装置
に係り、特に画像信号処理装置において、カメラのレン
ズ歪による画像のゆがみ等を補正する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image distortion correcting apparatus, and more particularly to an apparatus for correcting image distortion or the like due to lens distortion of a camera in an image signal processing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】撮像カメラを用いて画像を取り込むと、
カメラのレンズ系が有する歪に応じて画像がゆがんでし
まう。そこで、このような画像のゆがみを軽減しようと
する際には、カメラで撮像された入力信号を順次一画面
分メモリに格納し、その画面上の各画素の移動を行って
レンズ歪による影響を補正した後、補正された一画面分
の信号を出力していた。これにより、レンズ系の歪によ
る影響を除去することができる。2. Description of the Related Art When an image is captured using an imaging camera,
The image is distorted according to the distortion of the lens system of the camera. Therefore, when trying to reduce such image distortion, the input signals captured by the camera are sequentially stored in the memory for one screen, and each pixel on the screen is moved to reduce the influence of lens distortion. After the correction, the corrected signal for one screen was output. As a result, the influence of the distortion of the lens system can be removed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一画面
分の入力信号すべてを一旦メモリに書き込んでから画素
の移動を行うため、補正に長時間を要するという問題が
あった。また、一画面分の入力信号をすべて格納するた
めの大容量のメモリが必要になるという問題もあった。
さらに、撮像カメラのレンズ中心が撮像面の基準位置、
例えばその中心に対してずれていると、画面上の各画素
の移動量をずれに応じて変化させなければならず、画像
のゆがみの補正が極めて困難であった。この発明はこの
ような問題点を解消するためになされたもので、小容量
のメモリを用いて短時間で且つ撮像カメラのレンズ中心
が撮像面の基準位置に対してずれていても容易にレンズ
歪による画像のゆがみ等を補正することができる画像歪
補正装置を提供することを目的とする。However, since all the input signals for one screen are once written in the memory and then the pixels are moved, there is a problem that a long time is required for correction. Another problem is that a large-capacity memory for storing all input signals for one screen is required.
Furthermore, the center of the lens of the imaging camera is the reference position of the imaging surface,
For example, if the center is shifted from the center, the amount of movement of each pixel on the screen must be changed in accordance with the shift, and it is extremely difficult to correct image distortion. The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is possible to easily use a small-capacity memory in a short time and easily shift the lens center of an imaging camera with respect to a reference position on an imaging surface. It is an object of the present invention to provide an image distortion correction device that can correct image distortion or the like due to distortion.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る画像歪補正装置は、多数の画素を有する撮像カメラに
より画像信号を取り込み、画素の移動を行ってカメラの
レンズ歪による画像のゆがみを補正する装置において、
撮像カメラにより取り込まれた画像信号を格納するため
のメモリと、出力画像の各アドレスに対する画素の必要
移動量をマップとして記憶するマップROMと、撮像カ
メラにより複数ラインからなる画面の画像信号を順次取
り込んでメモリに書き込むと共にマップROM内に記憶
された画素の必要移動量に応じて出力画像の各アドレス
に相当する画像信号をメモリから読み出して順次出力す
る演算部とを備え、演算部は、撮像カメラの撮像面の基
準位置に対するレンズ中心の位置ずれ量に応じて出力画
像の各アドレスをずらしてマップROMを使用するもの
である。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image distortion correcting apparatus which captures an image signal by an imaging camera having a large number of pixels, moves the pixels, and distort the image due to lens distortion of the camera. In the device for correcting
A memory for storing an image signal captured by an imaging camera, a map ROM for storing a required movement amount of a pixel for each address of an output image as a map, and an image signal of a screen composed of a plurality of lines sequentially captured by the imaging camera And an arithmetic unit for reading image signals corresponding to each address of the output image from the memory and sequentially outputting the read image signals in accordance with the required movement amount of the pixels stored in the map ROM. The map ROM is used by shifting each address of the output image in accordance with the amount of displacement of the center of the lens with respect to the reference position of the imaging surface.
【0005】請求項2に係る画像歪補正装置は、請求項
1の装置において、マップROMが、予め出力画像より
広い領域の画素の必要移動量を記憶しているものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the image distortion correcting apparatus of the first aspect, the map ROM stores in advance a necessary movement amount of pixels in a region wider than the output image.
【0006】請求項1の画像歪補正装置においては、撮
像カメラを介して複数ラインからなる画面の画像信号が
順次メモリに取り込まれ、撮像カメラの撮像面の基準位
置に対するレンズ中心の位置ずれ量に応じて出力画像の
各アドレスをずらしてマップROMを使用することによ
り、各画素の必要移動量に応じて出力画像の各アドレス
に相当する画像信号がメモリから読み出され、順次出力
される。従って、撮像カメラの個体差により撮像カメラ
の撮像面の基準位置に対するレンズ中心の位置がずれて
いても、マップROMを書き替えることなくマップRO
Mから各画素の必要移動量を読み取って、出力画像の各
アドレスに相当する画像信号をメモリから読み出すこと
ができる。また、一画面分の画像信号すべてをメモリに
書き込んでから画素の移動を行うのではなく、メモリに
書き込まれた画像信号から各画素の必要移動量に応じて
出力画像の各アドレスに相当する画像信号を読み出して
出力するので、画像歪の補正に要する時間が短縮される
と共にメモリの容量を縮小することができる。In the image distortion correcting apparatus of the present invention, image signals of a screen composed of a plurality of lines are sequentially fetched into a memory via an imaging camera, and a displacement of a lens center with respect to a reference position of an imaging surface of the imaging camera is calculated. By shifting the respective addresses of the output image accordingly and using the map ROM, the image signals corresponding to the respective addresses of the output image are read from the memory in accordance with the required movement amount of each pixel, and are sequentially output. Therefore, even if the position of the lens center with respect to the reference position of the imaging surface of the imaging camera is deviated due to individual differences of the imaging camera, the map RO is not rewritten without rewriting the map ROM.
By reading the required movement amount of each pixel from M, an image signal corresponding to each address of the output image can be read from the memory. Also, instead of moving pixels after writing all image signals for one screen to the memory, an image corresponding to each address of the output image according to the required movement amount of each pixel from the image signal written to the memory. Since the signal is read and output, the time required for correcting the image distortion can be reduced and the capacity of the memory can be reduced.
【0007】請求項2の画像歪補正装置においては、予
め出力画像より広い領域の画素の必要移動量がマップR
OMに記憶される。このため、撮像カメラの撮像面の基
準位置に対するレンズ中心の位置ずれ量に応じて出力画
像の各アドレスをずらしてマップROMを使用する際
に、ずらしたことによるマップROMのデータの欠落を
防止することができる。In the image distortion correcting apparatus according to the second aspect, the required movement amount of pixels in an area wider than the output image is determined in advance in the map R.
Stored in the OM. For this reason, when using the map ROM by shifting each address of the output image in accordance with the positional shift amount of the lens center with respect to the reference position of the imaging surface of the imaging camera, data loss of the map ROM due to the shift is prevented. be able to.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1にこの発明の実施の形
態に係る画像歪補正装置の構成を示す。撮像カメラ1に
コントローラ2が接続され、コントローラ2にディスプ
レイ3が接続されている。コントローラ2は、カメラ1
に接続されたA/D変換器4と、このA/D変換器4に
接続された演算部5と、演算部5とディスプレイ3との
間に接続されたD/A変換器6とを有している。さら
に、コントローラ2には、演算部5に接続されたメモリ
7及びROM8が設けられている。メモリ7はカメラ1
により取り込まれた画像信号を格納するためのものであ
る。また、ROM8にはカメラ1のレンズ歪による画像
のゆがみを補正するための出力画像の各アドレスに対す
る画素の必要移動量がマップとして予め記憶されてい
る。図2に示されるように、ROM8には、予め出力画
像に対応したマップデータの使用領域9より広いマップ
領域10の画素の必要移動量が記憶されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a configuration of an image distortion correction apparatus according to an embodiment of the present invention. The controller 2 is connected to the imaging camera 1, and the display 3 is connected to the controller 2. Controller 2 is camera 1
, An arithmetic unit 5 connected to the A / D converter 4, and a D / A converter 6 connected between the arithmetic unit 5 and the display 3. are doing. Further, the controller 2 is provided with a memory 7 and a ROM 8 connected to the arithmetic unit 5. Memory 7 is camera 1
To store the image signal captured by the. Further, in the ROM 8, a required movement amount of the pixel for each address of the output image for correcting the distortion of the image due to the lens distortion of the camera 1 is stored in advance as a map. As shown in FIG. 2, the ROM 8 stores in advance the necessary movement amounts of the pixels of the map area 10 wider than the use area 9 of the map data corresponding to the output image.
【0009】次に、この実施の形態に係る画像歪補正装
置の作用について説明する。なお、図2に示されるよう
に、画面の周辺部ほどカメラ1のレンズ歪の影響が大き
く現れるため、レンズ歪補正のために必要な画素の移動
量も大きくなる。図3に示されるように、カメラ1のレ
ンズ中心O1と撮像面11の基準位置(中心)O2とが
一致している場合は、図2のように、演算部5はROM
8のマップ領域10の中心部に使用領域9を設定する。
このときのマップ領域10における使用領域9の左上隅
の点P0の座標を(x0,y0)とする。Next, the operation of the image distortion correcting apparatus according to this embodiment will be described. Note that, as shown in FIG. 2, the influence of the lens distortion of the camera 1 is greater at the peripheral portion of the screen, so that the amount of movement of the pixels required for correcting the lens distortion is also greater. As shown in FIG. 3, when the lens center O1 of the camera 1 and the reference position (center) O2 of the imaging surface 11 match, as shown in FIG.
The use area 9 is set at the center of the map area 10 of FIG.
The coordinates of the point P0 at the upper left corner of the use area 9 in the map area 10 at this time are (x0, y0).
【0010】カメラ1により画面の上端のラインの画像
信号が順次取り込まれ、A/D変換器4でA/D変換さ
れた後、演算部5を介してメモリ7に書き込まれる。次
いで、画面の上端から第2番目のラインの画像信号が取
り込まれ、同様にして順次下方のラインの画像信号が取
り込まれてメモリ7に書き込まれる。[0010] The image signal of the line at the upper end of the screen is sequentially taken in by the camera 1, A / D converted by the A / D converter 4, and then written into the memory 7 via the arithmetic unit 5. Next, the image signal of the second line is fetched from the upper end of the screen, and similarly, the image signal of the lower line is sequentially fetched and written into the memory 7.
【0011】演算部5は、カメラ1のレンズ歪による画
像のゆがみを補正するための各画素の上下左右方向の必
要移動量(下方を+、上方を−とする)をROM8の使
用領域9内のマップデータから読む。このとき、マップ
領域10における使用領域9の左上隅の点P0の座標が
(x0,y0)であるので、図4に示される出力画像1
2の原点O(0,0)がこの点P0となるように出力画
像12の各アドレスをずらしてROM8を使用する。R
OM8から読み出された移動量に応じて出力画像12の
上端のラインに相当する画像信号をメモリ7から読み出
し、順次D/A変換器6でD/A変換させてディスプレ
イ3へ出力する。同様に、各画素の移動量に応じて出力
画像12の上端から第2番目のラインに相当する画像信
号をメモリ7から読み出して出力する。このようにし
て、順次、出力画像12の下方のラインに相当する画像
信号をメモリ7から読み出して出力する。The arithmetic unit 5 stores the required movement amount of each pixel in the up-down and left-right directions (+ below and-above) in the use area 9 of the ROM 8 in order to correct image distortion due to lens distortion of the camera 1. Read from the map data. At this time, since the coordinates of the point P0 at the upper left corner of the use area 9 in the map area 10 are (x0, y0), the output image 1 shown in FIG.
The ROM 8 is used by shifting each address of the output image 12 so that the origin O (0, 0) of the second becomes the point P0. R
An image signal corresponding to the top line of the output image 12 is read from the memory 7 in accordance with the movement amount read from the OM 8, sequentially D / A converted by the D / A converter 6, and output to the display 3. Similarly, an image signal corresponding to the second line from the upper end of the output image 12 is read from the memory 7 and output according to the amount of movement of each pixel. In this way, the image signals corresponding to the lower line of the output image 12 are sequentially read from the memory 7 and output.
【0012】このようにして、画面の上端のラインから
下方のラインへと順に画像信号を取り込んでメモリ7に
書き込み、各画素の移動量に応じて出力画像12の各ラ
インに相当する画像信号を順次メモリ7から読み出して
ディスプレイ3へ出力する。画面下端のラインの画像信
号の書き込みが完了すると、再び画面上端のラインの画
像信号の取り込みが循環式に行われる。同様に、出力画
像12の下端のラインの画像信号の出力が完了すると、
再び出力画像12の上端のラインに相当する画像信号が
メモリ7から読み出され、循環式に出力される。In this way, the image signals are sequentially taken from the upper line to the lower line of the screen and written into the memory 7, and the image signals corresponding to the respective lines of the output image 12 are converted according to the amount of movement of each pixel. The data is sequentially read from the memory 7 and output to the display 3. When the writing of the image signal of the line at the lower end of the screen is completed, the image signal of the line at the upper end of the screen is fetched cyclically again. Similarly, when the output of the image signal of the line at the lower end of the output image 12 is completed,
Again, an image signal corresponding to the top line of the output image 12 is read from the memory 7 and output in a cyclic manner.
【0013】ここで、図5に示されるように、カメラ1
のレンズ中心O1が撮像面11の基準位置(中心)O2
に対してずれΔx及びΔyを有している場合は、カメラ
1のレンズ歪みの影響がカメラ1のレンズ中心O1を中
心として現れるので、図2のようにマップ領域10の中
心部に使用領域9を設定したのでは、レンズ歪による画
像のゆがみを補正することができない。そこで、図6に
示されるように、演算部5はROM8のマップ領域10
の中心部から−Δx及び−Δyだけずれた位置に使用領
域13を設定する。これにより、使用領域13の左上隅
の点P1の座標が(x0−Δx,y0−Δy)となるの
で、こんどは出力画像12の原点O(0,0)がこの点
P1となるように出力画像12の各アドレスをずらして
ROM8を使用する。[0013] Here, as shown in FIG.
Is the reference position (center) O2 of the imaging surface 11
In the case where there are deviations Δx and Δy from the camera, the influence of the lens distortion of the camera 1 appears around the lens center O1 of the camera 1, and therefore, as shown in FIG. Is set, it is not possible to correct image distortion due to lens distortion. Therefore, as shown in FIG.
The use area 13 is set at a position deviated by −Δx and −Δy from the center of the area. As a result, the coordinates of the point P1 at the upper left corner of the use area 13 become (x0−Δx, y0−Δy), and the output is performed so that the origin O (0, 0) of the output image 12 becomes this point P1. The ROM 8 is used by shifting each address of the image 12.
【0014】なお、出力画像12の出力は、原点Oから
順位行なっていくので、原点Oに対応するROM8上の
点P1のアドレスが認識されれば、出力の開始位置が決
まり、あとはROM8から順に画素の必要移動量を読み
出せばよい。Since the output of the output image 12 is performed in order from the origin O, if the address of the point P1 on the ROM 8 corresponding to the origin O is recognized, the output start position is determined. What is necessary is just to read the required movement amount of a pixel in order.
【0015】ROM8の使用領域13の設定以外は、上
述したカメラ1のレンズ中心O1が撮像面11の基準位
置(中心)O2に一致している場合と同様にして、補正
された画像信号が順次ディスプレイ3に出力される。こ
のようにすることにより、カメラ1のレンズ中心O1が
撮像面11の基準位置O2に対してずれを有していて
も、ROM8を書き替えることなく、同じROM8を用
いて画像のゆがみの補正が可能となる。Except for the setting of the use area 13 in the ROM 8, the corrected image signals are sequentially output in the same manner as in the case where the lens center O1 of the camera 1 coincides with the reference position (center) O2 of the imaging surface 11 described above. Output to the display 3. By doing so, even if the lens center O1 of the camera 1 is shifted from the reference position O2 of the imaging surface 11, the image distortion can be corrected using the same ROM 8 without rewriting the ROM 8. It becomes possible.
【0016】なお、撮像面11の基準位置に対するカメ
ラ1のレンズ中心O1のずれは容易に測定することがで
きる。また、このずれの調整は、カメラアッセンブリの
組み立て時すなわち製造時に行われる。また、ROM8
内のマップ領域10は、撮像面11の基準位置に対する
カメラ1のレンズ中心O1のずれを考慮して予め広めに
設定されるもので、これにより出力画像の各アドレスを
ずらしてROM8を使用する際にROM8のデータの欠
落が防止される。Note that the deviation of the lens center O1 of the camera 1 from the reference position of the imaging surface 11 can be easily measured. The adjustment of the shift is performed at the time of assembling the camera assembly, that is, at the time of manufacturing. ROM8
The map area 10 inside is set in advance to be wider in consideration of the shift of the lens center O1 of the camera 1 with respect to the reference position of the imaging surface 11, so that each address of the output image is shifted and the ROM 8 is used. This prevents the data in the ROM 8 from being lost.
【0017】この発明に係る画像歪補正装置は、一般に
コンピュータ等で採用されているノンインターレース方
式の表示方法のみならず、テレビ等で採用されているイ
ンターレース方式の表示方法にも適用することができ
る。The image distortion correcting apparatus according to the present invention can be applied not only to the non-interlaced display method generally used in computers and the like, but also to the interlaced display method used in televisions and the like. .
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、撮像カメラにより複数ラインからなる画面の画
像信号を順次取り込んでメモリに書き込み、撮像カメラ
の撮像面の基準位置に対するレンズ中心の位置ずれ量に
応じて出力画像の各アドレスをずらしてマップROMを
使用することにより、各画素の必要移動量に応じて出力
画像の各アドレスに相当する画像信号をメモリから読み
出して順次出力するようにしたので、従来のように一画
面分の入力信号すべてをメモリに書き込む必要がなく、
短時間でレンズ歪による画像のゆがみ等を補正すること
ができると共に、メモリの容量を縮小することができ
る。また、撮像カメラのレンズ中心が撮像面の基準位置
に対してずれていても、マップROMを書き替えること
なくマップROMから各画素の必要移動量を読み取っ
て、出力画像の各アドレスに相当する画像信号をメモリ
から読み出すことができる。従って、それぞれ特性の異
なる多様なカメラに共通してこの画像歪補正装置を容易
に適用することが可能となる。As described above, according to the first aspect of the present invention, an image signal of a screen composed of a plurality of lines is sequentially taken in by an imaging camera and written into a memory, and the center of the lens with respect to the reference position of the imaging surface of the imaging camera. By using the map ROM by shifting each address of the output image in accordance with the positional shift amount, the image signal corresponding to each address of the output image is read out from the memory and sequentially output in accordance with the required movement amount of each pixel. As a result, there is no need to write all input signals for one screen to memory as in the past,
It is possible to correct image distortion or the like due to lens distortion in a short time, and to reduce the memory capacity. Even if the lens center of the imaging camera is displaced from the reference position on the imaging surface, the necessary movement amount of each pixel is read from the map ROM without rewriting the map ROM, and the image corresponding to each address of the output image is read. The signal can be read from the memory. Therefore, the image distortion correction device can be easily applied to various cameras having different characteristics.
【0019】請求項2の発明によれば、予め出力画像よ
り広い領域の画素の必要移動量がマップROMに記憶さ
れるので、レンズ中心と撮像面の基準位置との間の位置
ずれ量に応じて出力画像の各アドレスをずらしてマップ
ROMを使用しても、マップROMのデータの欠落を防
止することができる。According to the second aspect of the present invention, the required movement amount of the pixels in the area wider than the output image is stored in the map ROM in advance, so that the displacement amount between the center of the lens and the reference position of the imaging surface is determined. Even if the map ROM is used by shifting each address of the output image, data loss of the map ROM can be prevented.
【図1】 この発明の実施の形態に係る画像歪補正装置
の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image distortion correction device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 カメラのレンズ中心と撮像面の基準位置とが
一致しているときのROMのマップ領域と使用領域とを
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a map area and a use area of a ROM when a center of a lens of a camera coincides with a reference position of an imaging surface.
【図3】 カメラのレンズ中心と撮像面の基準位置とが
一致している状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a lens center of a camera and a reference position of an imaging surface coincide with each other.
【図4】 出力画像を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an output image.
【図5】 カメラのレンズ中心が撮像面の基準位置から
ずれた状態を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a state where the lens center of the camera is shifted from a reference position on an imaging surface.
【図6】 カメラのレンズ中心が撮像面の基準位置から
ずれているときのROMのマップ領域と使用領域とを示
す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a map area and a use area of a ROM when a lens center of a camera is displaced from a reference position on an imaging surface.
1 カメラ、2 コントローラ、3 ディスプレイ、4
A/D変換器、5演算部、6 D/A変換器、7 メ
モリ、8 ROM、9,13 使用領域、10 マップ
領域、11 撮像面、12 出力画像。1 camera, 2 controllers, 3 displays, 4
A / D converter, 5 operation unit, 6 D / A converter, 7 memory, 8 ROM, 9, 13 use area, 10 map area, 11 imaging surface, 12 output image.
Claims (2)
像信号を取り込み、画素の移動を行ってカメラのレンズ
歪による画像のゆがみを補正する装置において、 撮像カメラにより取り込まれた画像信号を格納するため
のメモリと、 出力画像の各アドレスに対する画素の必要移動量をマッ
プとして記憶するマップROMと、 撮像カメラにより複数ラインからなる画面の画像信号を
順次取り込んで前記メモリに書き込むと共に前記マップ
ROM内に記憶された画素の必要移動量に応じて出力画
像の各アドレスに相当する画像信号を前記メモリから読
み出して順次出力する演算部とを備え、前記演算部は、
撮像カメラの撮像面の基準位置に対するレンズ中心の位
置ずれ量に応じて出力画像の各アドレスをずらして前記
マップROMを使用することを特徴とする画像歪補正装
置。1. An apparatus for capturing an image signal by an imaging camera having a large number of pixels and moving the pixels to correct image distortion caused by lens distortion of the camera, for storing the image signal captured by the imaging camera. A map ROM for storing a required movement amount of a pixel for each address of an output image as a map, and sequentially taking image signals of a screen composed of a plurality of lines by an imaging camera, writing the image signals in the memory, and storing the image signals in the map ROM. An arithmetic unit that reads image signals corresponding to each address of an output image from the memory and sequentially outputs the image signals in accordance with the required movement amount of the pixels, wherein the arithmetic unit includes:
An image distortion correction apparatus, wherein the map ROM is used by shifting each address of an output image according to a positional shift amount of a lens center with respect to a reference position of an imaging surface of an imaging camera.
広い領域の画素の必要移動量を記憶している請求項1に
記載の画像歪補正装置。2. The image distortion correction device according to claim 1, wherein the map ROM stores a required movement amount of pixels in a region wider than an output image in advance.
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JP36745899A JP3405302B2 (en) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | Image distortion correction device |
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Publication Number | Publication Date |
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