JP2002022411A - 変位量計測装置及び変位量計測方法 - Google Patents
変位量計測装置及び変位量計測方法Info
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- JP2002022411A JP2002022411A JP2000210178A JP2000210178A JP2002022411A JP 2002022411 A JP2002022411 A JP 2002022411A JP 2000210178 A JP2000210178 A JP 2000210178A JP 2000210178 A JP2000210178 A JP 2000210178A JP 2002022411 A JP2002022411 A JP 2002022411A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画像処理を利用して物体の変位を検出する変
位量検出装置において、画素単位以下の変位量を正確に
検出すること。 【解決手段】 画像撮像手段１０１で撮像した画像をＡ
／Ｄ変換器１０２でＡ／Ｄ変換して、基準画像記憶手段
１０４及び画像記憶手段１０５に記憶する。第１の変位
量計測手段１０６では、画素単位の変位量（Δｘ，Δ
ｙ）を検出する。第２の変位量計測手段１０７は、２つ
の画像とこの画素単位の変位量（Δｘ，Δｙ）とに基づ
いて、時空間微分法により画素単位以下の変位量（δ
ｘ，δｙ）を検出する。これを加算することにより（Δ
ｘ＋δｘ，Δｙ＋δｙ）を正確な変位量として出力する
ことができる。
位量検出装置において、画素単位以下の変位量を正確に
検出すること。 【解決手段】 画像撮像手段１０１で撮像した画像をＡ
／Ｄ変換器１０２でＡ／Ｄ変換して、基準画像記憶手段
１０４及び画像記憶手段１０５に記憶する。第１の変位
量計測手段１０６では、画素単位の変位量（Δｘ，Δ
ｙ）を検出する。第２の変位量計測手段１０７は、２つ
の画像とこの画素単位の変位量（Δｘ，Δｙ）とに基づ
いて、時空間微分法により画素単位以下の変位量（δ
ｘ，δｙ）を検出する。これを加算することにより（Δ
ｘ＋δｘ，Δｙ＋δｙ）を正確な変位量として出力する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理を利用し
た物体の検査・計測などの装置に用いられる変位量計測
装置及び変位量計測方法に関する。
た物体の検査・計測などの装置に用いられる変位量計測
装置及び変位量計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像処理を利用した物体の検査や
計測をする際に、画像中の物体の変位量を正確に計測す
るための方法が種々提案されている。例えば、特開平7-
222143号に記載されている画像処理装置では、相互相関
法によって画素単位の変位量を求め、相関係数を補間し
て画素単位以下の変位量を求める手法などにより変位量
を計測していた。又、特許番号第2736320 号に記載され
ている時空間微分法においては、所定測定対象となる移
動体を所定の時間間隔で撮像し、画像信号の時間微分値
及び空間微分値に基づいて速度ベクトルを所定範囲毎に
演算し、その有効度を判定するための基準となる自己評
価量を演算し、演算された自己評価量に基づいて所定範
囲毎に速度ベクトルの有効度合を判定し、有効度が低い
場合には時間間隔を変更し、有効度が高い速度ベクトル
について移動体の速度分布を計測することによって移動
体の速度を計測するものが提案されている。
計測をする際に、画像中の物体の変位量を正確に計測す
るための方法が種々提案されている。例えば、特開平7-
222143号に記載されている画像処理装置では、相互相関
法によって画素単位の変位量を求め、相関係数を補間し
て画素単位以下の変位量を求める手法などにより変位量
を計測していた。又、特許番号第2736320 号に記載され
ている時空間微分法においては、所定測定対象となる移
動体を所定の時間間隔で撮像し、画像信号の時間微分値
及び空間微分値に基づいて速度ベクトルを所定範囲毎に
演算し、その有効度を判定するための基準となる自己評
価量を演算し、演算された自己評価量に基づいて所定範
囲毎に速度ベクトルの有効度合を判定し、有効度が低い
場合には時間間隔を変更し、有効度が高い速度ベクトル
について移動体の速度分布を計測することによって移動
体の速度を計測するものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平7-222143号に記載されている手法を用いた変位量
計測法は、相関面上で２次の補間を行って画素単位以下
の変位量を求めているため、１画素の0.1 程度の精度で
あり、十分な精度が得られないという欠点があった。
特開平7-222143号に記載されている手法を用いた変位量
計測法は、相関面上で２次の補間を行って画素単位以下
の変位量を求めているため、１画素の0.1 程度の精度で
あり、十分な精度が得られないという欠点があった。
【０００４】又上記の特許第2736320 号に記載されてい
る時空間微分法は、たとえば１画素分しか変位しないよ
うな、変位が小さい場合にだけ画素単位以下の精度の変
位量を計測するのに適しているが、変位が大きい場合に
十分な精度が得られないという欠点があった。
る時空間微分法は、たとえば１画素分しか変位しないよ
うな、変位が小さい場合にだけ画素単位以下の精度の変
位量を計測するのに適しているが、変位が大きい場合に
十分な精度が得られないという欠点があった。
【０００５】本発明は、以上の事情を考慮してなされた
もので、入力された複数の画像を処理することにより画
素単位の変位量を算出し、得られた変位量を用いて入力
画像を画像処理して画素単位以下の変位量を算出するこ
とにより、高精度に変位量を計測することができる変位
量計測装置及び変位量計測方法を提供することを目的と
する。
もので、入力された複数の画像を処理することにより画
素単位の変位量を算出し、得られた変位量を用いて入力
画像を画像処理して画素単位以下の変位量を算出するこ
とにより、高精度に変位量を計測することができる変位
量計測装置及び変位量計測方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、撮影された複数の入力画像の変位量を計測する変位
量計測装置であって、物体を撮像して入力画像とする撮
像手段と、前記撮像手段から入力された少なくとも基準
となる第１の入力画像及び計測対象となる第２の入力画
像を保持する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に保持
されている第１，第２の入力画像から画素単位の変位量
を算出する第１の変位量計測手段と、前記第１の変位量
計測手段により得られた変位量を用いて、第１，第２の
入力画像を画像処理することにより画素単位以下の変位
量を算出する第２の変位量計測手段と、前記第１，第２
の変位量計測手段より得られる変位量の和を入力画像の
変位量として出力する出力手段と、を備えていることを
特徴とするものである。
は、撮影された複数の入力画像の変位量を計測する変位
量計測装置であって、物体を撮像して入力画像とする撮
像手段と、前記撮像手段から入力された少なくとも基準
となる第１の入力画像及び計測対象となる第２の入力画
像を保持する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に保持
されている第１，第２の入力画像から画素単位の変位量
を算出する第１の変位量計測手段と、前記第１の変位量
計測手段により得られた変位量を用いて、第１，第２の
入力画像を画像処理することにより画素単位以下の変位
量を算出する第２の変位量計測手段と、前記第１，第２
の変位量計測手段より得られる変位量の和を入力画像の
変位量として出力する出力手段と、を備えていることを
特徴とするものである。
【０００７】本願の請求項２の発明は、請求項１の変位
量計測装置において、前記第１の変位量計測手段は、複
数の画像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領
域間での相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い
点を求める相互相関法により画素単位の変位量を算出す
る処理を行うことを特徴とするものである。
量計測装置において、前記第１の変位量計測手段は、複
数の画像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領
域間での相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い
点を求める相互相関法により画素単位の変位量を算出す
る処理を行うことを特徴とするものである。
【０００８】本願の請求項３の発明は、請求項１の変位
量計測装置において、前記変位量計測装置は、前記撮像
手段より入力された画像に対する前処理として、雑音除
去処理、強調処理、２値化処理の各種画像処理機能のう
ち、少なくとも１種の処理を行う画像前処理手段を更に
有することを特徴とするものである。
量計測装置において、前記変位量計測装置は、前記撮像
手段より入力された画像に対する前処理として、雑音除
去処理、強調処理、２値化処理の各種画像処理機能のう
ち、少なくとも１種の処理を行う画像前処理手段を更に
有することを特徴とするものである。
【０００９】本願の請求項４の発明は、請求項１の変位
量計測装置において、前記第２の変位量計測手段は、前
記第１の変位量計測手段により得られた画素単位の変位
量を用いて前記第１の入力画像を変位させた画像と、第
２の入力画像との間の時間微分値と空間微分値を算出
し、その値に基づいて画素単位以下の変位量を算出する
処理を行うことを特徴とするものである。
量計測装置において、前記第２の変位量計測手段は、前
記第１の変位量計測手段により得られた画素単位の変位
量を用いて前記第１の入力画像を変位させた画像と、第
２の入力画像との間の時間微分値と空間微分値を算出
し、その値に基づいて画素単位以下の変位量を算出する
処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】本願の請求項５の発明は、撮影された複数
の入力画像の変位量を計測する変位量計測方法であっ
て、物体を撮像して入力画像とし、入力された少なくと
も基準となる第１の入力画像及び計測対象となる第２の
入力画像を保持し、保持されている前記第１，第２の入
力画像から画素単位の変位量を算出し、前記画素単位の
変位量を用いて、前記第１，第２の入力画像を画像処理
することにより画素単位以下の変位量を算出し、前記画
素単位及び画素単位以下の変位量の和を入力画像の変位
量として出力することを特徴とするものである。
の入力画像の変位量を計測する変位量計測方法であっ
て、物体を撮像して入力画像とし、入力された少なくと
も基準となる第１の入力画像及び計測対象となる第２の
入力画像を保持し、保持されている前記第１，第２の入
力画像から画素単位の変位量を算出し、前記画素単位の
変位量を用いて、前記第１，第２の入力画像を画像処理
することにより画素単位以下の変位量を算出し、前記画
素単位及び画素単位以下の変位量の和を入力画像の変位
量として出力することを特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項６の発明は、請求項５の変位
量計測方法において、前記画素単位の変位量計測は、複
数の画像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領
域間での相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い
点を求める相互相関法により画素単位の変位量を算出す
る処理であることを特徴とするものである。
量計測方法において、前記画素単位の変位量計測は、複
数の画像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領
域間での相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い
点を求める相互相関法により画素単位の変位量を算出す
る処理であることを特徴とするものである。
【００１２】本願の請求項７の発明は、請求項５の変位
量計測方法において、前記撮像され入力された画像に対
する前処理として、雑音除去処理、強調処理、２値化処
理の各種画像処理機能のうち、少なくとも１種の処理を
行うことを特徴とするものである。
量計測方法において、前記撮像され入力された画像に対
する前処理として、雑音除去処理、強調処理、２値化処
理の各種画像処理機能のうち、少なくとも１種の処理を
行うことを特徴とするものである。
【００１３】本願の請求項８の発明は、請求項５の変位
量計測方法において、前記画素単位以下の変位量計測
は、前記画素単位の変位量計測により得られた画素単位
の変位量を用いて前記第１の入力画像を変位させた画像
と、第２の入力画像との間の時間微分値と空間微分値を
算出し、その値に基づいて画素単位以下の変位量を算出
する処理を行うことを特徴とするものである。
量計測方法において、前記画素単位以下の変位量計測
は、前記画素単位の変位量計測により得られた画素単位
の変位量を用いて前記第１の入力画像を変位させた画像
と、第２の入力画像との間の時間微分値と空間微分値を
算出し、その値に基づいて画素単位以下の変位量を算出
する処理を行うことを特徴とするものである。
【００１４】本発明では、撮像手段により入力された画
像を第１の変位量計測手段で処理することにより画素単
位の変位量を得る。次いで第１の変位量計測手段により
得られた変位量を用いて入力画像を第２の変位量計測手
段で処理をすることにより、画素単位以下の変位量を
得、高精度な変位量を得るようにしている。
像を第１の変位量計測手段で処理することにより画素単
位の変位量を得る。次いで第１の変位量計測手段により
得られた変位量を用いて入力画像を第２の変位量計測手
段で処理をすることにより、画素単位以下の変位量を
得、高精度な変位量を得るようにしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による変
位量計測装置の基本構成を示すブロック図である。図１
において、画像撮影手段１０１は基準となる画像及び測
定対象の画像を撮影する装置であり、ＣＣＤ（電荷結合
素子）カメラ、ＩＴＶカメラなどが用いられる。又画像
撮影手段１０１として１次元ラインセンサカメラを用
い、カメラ又は測定対象をスキャンさせても良い。Ａ／
Ｄ変換手段１０２は入力画像をデジタル化するものであ
って、その出力は画像前処理手段１０３に与えられる。
画像前処理手段１０３は入力画像の雑音除去処理や輪郭
の強調，二値化等の種々の画像前処理を行うものであ
る。前処理を行った画像は基準画像記憶手段１０４及び
画像記憶手段１０５に与えられる。基準画像記憶手段１
０４，画像記憶手段１０５は、画像データを記憶するメ
モリから構成されている。基準画像記憶手段１０４は画
像変位の基準となる１フレーム分の第１の入力画像を記
憶するものであり、画像記憶手段１０５は変位量計測の
対象となる１フレーム分の第２の入力画像を記憶するも
のである。尚、第１，第２の画像は所定の時間間隔を隔
てて入力された画像とする。又第１の変位量計測手段１
０６は画像記憶手段１０４，１０５の画像から画素単位
の変位量を計測するものであり、第２の変位量計測手段
１０７はこれらの画像記憶装置の画像と画素単位の変位
量の計測値とに基づいて、１画素単位以下の微小な変位
量を計測するものである。
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による変
位量計測装置の基本構成を示すブロック図である。図１
において、画像撮影手段１０１は基準となる画像及び測
定対象の画像を撮影する装置であり、ＣＣＤ（電荷結合
素子）カメラ、ＩＴＶカメラなどが用いられる。又画像
撮影手段１０１として１次元ラインセンサカメラを用
い、カメラ又は測定対象をスキャンさせても良い。Ａ／
Ｄ変換手段１０２は入力画像をデジタル化するものであ
って、その出力は画像前処理手段１０３に与えられる。
画像前処理手段１０３は入力画像の雑音除去処理や輪郭
の強調，二値化等の種々の画像前処理を行うものであ
る。前処理を行った画像は基準画像記憶手段１０４及び
画像記憶手段１０５に与えられる。基準画像記憶手段１
０４，画像記憶手段１０５は、画像データを記憶するメ
モリから構成されている。基準画像記憶手段１０４は画
像変位の基準となる１フレーム分の第１の入力画像を記
憶するものであり、画像記憶手段１０５は変位量計測の
対象となる１フレーム分の第２の入力画像を記憶するも
のである。尚、第１，第２の画像は所定の時間間隔を隔
てて入力された画像とする。又第１の変位量計測手段１
０６は画像記憶手段１０４，１０５の画像から画素単位
の変位量を計測するものであり、第２の変位量計測手段
１０７はこれらの画像記憶装置の画像と画素単位の変位
量の計測値とに基づいて、１画素単位以下の微小な変位
量を計測するものである。
【００１６】変位量計測手段１０６，変位量計測手段１
０７は、本実施の形態ではＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、キ
ーボードなどの入力装置からなるパーソナルコンピュー
タから構成されている。
０７は、本実施の形態ではＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、キ
ーボードなどの入力装置からなるパーソナルコンピュー
タから構成されている。
【００１７】出力手段１０８としては、ＣＲＴディスプ
レイ装置、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）装置、または、
熱転写プリンタ、インクジェットプリンタ、レーザープ
リンタなどの印刷装置などが用いられる。
レイ装置、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）装置、または、
熱転写プリンタ、インクジェットプリンタ、レーザープ
リンタなどの印刷装置などが用いられる。
【００１８】次に、本実施の形態による変位量計測装置
を使用して、流体に混入された粒子の変位量を計測する
方法について説明する。本計測方法は、例えば流体に混
入された粒子が運動する場合、画像撮影手段１０１で得
られる画像のずれを計測することによって、その変位量
を検出し得ることに基づくものである。変位量の計測に
は、画像の関心領域での濃淡またはカラー情報が利用さ
れる。
を使用して、流体に混入された粒子の変位量を計測する
方法について説明する。本計測方法は、例えば流体に混
入された粒子が運動する場合、画像撮影手段１０１で得
られる画像のずれを計測することによって、その変位量
を検出し得ることに基づくものである。変位量の計測に
は、画像の関心領域での濃淡またはカラー情報が利用さ
れる。
【００１９】計測の準備として、あらかじめ次の処理を
実行する。まず画像撮影手段１０１により一定の時間間
隔で２枚の画像を入力し、Ａ／Ｄ変換手段１０２により
デジタル化して、画像前処理手段１０３で前処理を行
う。そして第１，第２の入力画像を基準画像記憶手段１
０４，画像記憶手段１０５に記憶する。尚、撮影装置と
して工業用テレビカメラを使用した場合には、毎秒３０
画面の画像データをビデオ信号として出力するため、こ
のビデオ信号をＡ／Ｄ変換したものを画像データとして
使用することができる。
実行する。まず画像撮影手段１０１により一定の時間間
隔で２枚の画像を入力し、Ａ／Ｄ変換手段１０２により
デジタル化して、画像前処理手段１０３で前処理を行
う。そして第１，第２の入力画像を基準画像記憶手段１
０４，画像記憶手段１０５に記憶する。尚、撮影装置と
して工業用テレビカメラを使用した場合には、毎秒３０
画面の画像データをビデオ信号として出力するため、こ
のビデオ信号をＡ／Ｄ変換したものを画像データとして
使用することができる。
【００２０】ここで、第１の変位量計測手段１０６によ
る画素単位の変位量計測方法について説明する。変位量
計測方法としては、画素単位の移動量を計測できる手法
であればよく、ここでは例えば、特開平7-222143号に示
されている相互相関法を用いる。尚、その他の画素単位
の変位量計測方法としては、例えば特許第273620号に示
される時空間微分法、例えば特開平７-27780号に示され
る粒子追跡法や、例えば特開平11-64359号に示される流
蹟線法などを用いることができる。ここでは基準画像記
憶手段１０４に記憶された画像データｆ（ｘ，ｙ）に対
し、３２×３２画素からなる小領域に分割し、順次、所
定の変位量でもって、ずらしながら画像記憶手段１０５
に記憶された画像データｇ（ｘ，ｙ）との相互相関係数
を求める。最も高い相関係数の高い点を変位量として、
すべての領域に対してこれを行い、各領域の画素単位の
変位量を得る。こうして得られた画素単位の変位量を
（Δｘ，Δｙ）とする。
る画素単位の変位量計測方法について説明する。変位量
計測方法としては、画素単位の移動量を計測できる手法
であればよく、ここでは例えば、特開平7-222143号に示
されている相互相関法を用いる。尚、その他の画素単位
の変位量計測方法としては、例えば特許第273620号に示
される時空間微分法、例えば特開平７-27780号に示され
る粒子追跡法や、例えば特開平11-64359号に示される流
蹟線法などを用いることができる。ここでは基準画像記
憶手段１０４に記憶された画像データｆ（ｘ，ｙ）に対
し、３２×３２画素からなる小領域に分割し、順次、所
定の変位量でもって、ずらしながら画像記憶手段１０５
に記憶された画像データｇ（ｘ，ｙ）との相互相関係数
を求める。最も高い相関係数の高い点を変位量として、
すべての領域に対してこれを行い、各領域の画素単位の
変位量を得る。こうして得られた画素単位の変位量を
（Δｘ，Δｙ）とする。
【００２１】次に、第２の変位量計測手段１０７による
画素単位以下の変位量計測方法について説明する。まず
１次元での処理を検討するものとし、基準画像記憶手段
１０４に記憶された画像データを図２（ａ）に示すよう
にあるｘの位置で表される画像Ｉ＝ｆ（ｘ）とし、画像
記憶手段１０５に記憶される画像を図２（ｂ）に示すｇ
（ｘ）とする。この場合には前述した第１の変位量計測
手段１０６によって画素単位の移動量Δｘが算出されて
いる。従ってこの移動量Δｘを用いてｆ（ｘ）を図２
（ｃ）に示すように平行移動した画像をｆ（ｘ−Δｘ）
とする。次いでｇ（ｘ）とｆ（ｘ−Δｘ）を用いて画素
単位以下の変位量δｘを求める。図３は図２（ｃ）一部
分を拡大した図であり、２つの輝度の差は∂Ｉ／∂ｔ、
接線の傾きは∂Ｉ／∂ｘとなり、１次元の場合は次式
（数１）が成り立つ。
画素単位以下の変位量計測方法について説明する。まず
１次元での処理を検討するものとし、基準画像記憶手段
１０４に記憶された画像データを図２（ａ）に示すよう
にあるｘの位置で表される画像Ｉ＝ｆ（ｘ）とし、画像
記憶手段１０５に記憶される画像を図２（ｂ）に示すｇ
（ｘ）とする。この場合には前述した第１の変位量計測
手段１０６によって画素単位の移動量Δｘが算出されて
いる。従ってこの移動量Δｘを用いてｆ（ｘ）を図２
（ｃ）に示すように平行移動した画像をｆ（ｘ−Δｘ）
とする。次いでｇ（ｘ）とｆ（ｘ−Δｘ）を用いて画素
単位以下の変位量δｘを求める。図３は図２（ｃ）一部
分を拡大した図であり、２つの輝度の差は∂Ｉ／∂ｔ、
接線の傾きは∂Ｉ／∂ｘとなり、１次元の場合は次式
（数１）が成り立つ。
【数１】 又２次元の場合にはこれを拡張して（数２）が成り立
つ。
つ。
【数２】
【００２２】さてこの（数２）において、小領域で変位
量δｘ，δｙが一定として次式（数３）のＪを最小にす
る変位量δｘ，δｙを最小二乗法によって求める。
量δｘ，δｙが一定として次式（数３）のＪを最小にす
る変位量δｘ，δｙを最小二乗法によって求める。
【数３】 Ｊが最小となる変位量は次式（数４）を満足する。
【数４】 これを整理すると次式（数５）となり、これからδｘ，
δｙは（数６）のように求めることができる。
δｙは（数６）のように求めることができる。
【数５】
【数６】
【００２３】又数６の∂Ｉ／∂ｔ、∂Ｉ／∂ｘ、∂Ｉ／
∂ｙは次式（数７）により求めることができる。
∂ｙは次式（数７）により求めることができる。
【数７】
【００２４】尚、次式（数８）はメモリ画像記憶手段１
０４，１０５から読出して差分法を用いて求めることが
てきる。
０４，１０５から読出して差分法を用いて求めることが
てきる。
【数８】
【００２５】こうして計算結果として、δｘ，δｙが得
られる。従って第１の変位量計測手段１０６で計測した
画素単位の変位量（Δｘ，Δｙ）を加算することによ
り、２枚の画像間の正確な変位量（Δｘ＋δｘ，Δｙ＋
δｙ）が得られ、これを出力手段１０８により出力する
ことができる。
られる。従って第１の変位量計測手段１０６で計測した
画素単位の変位量（Δｘ，Δｙ）を加算することによ
り、２枚の画像間の正確な変位量（Δｘ＋δｘ，Δｙ＋
δｙ）が得られ、これを出力手段１０８により出力する
ことができる。
【００２６】又時空間微分法の他の解法として、Horn,
B.,K.P. and Shunk B.G.: Determining optical flow,
Artifical Intelligence Vol.17.pp.185-203,1981に示
されているように、変位量はある小領域の近傍でなめら
かとして次式（数９）によりＪを求め、Ｊを最小にする
変位量（δｘ，δｙ）を求めることができる。
B.,K.P. and Shunk B.G.: Determining optical flow,
Artifical Intelligence Vol.17.pp.185-203,1981に示
されているように、変位量はある小領域の近傍でなめら
かとして次式（数９）によりＪを求め、Ｊを最小にする
変位量（δｘ，δｙ）を求めることができる。
【数９】 尚、以下の式（数１０）は変位量の近傍平均である。
【数１０】
【００２７】又特許番号2789967 号に示されているよう
に、動きベクトル検出装置に記載されている手法によっ
ても求めることができる。
に、動きベクトル検出装置に記載されている手法によっ
ても求めることができる。
【００２８】図４は、流体に混入された粒子を撮影した
画像に本実施の形態による変位量測定方法を適用し、変
位量を推定したときの誤差を曲線Ａで示し、従来の特開
平７−222143号による変位の誤差を曲線Ｂで示した評価
結果である。従来法を適用した場合では誤差が0.07画素
程度であるのに対し、本手法を適用した場合には最大0.
04、画素平均して約0.015 画素となり、推定精度は本発
明を適用した場合の方が大幅に改善されているのがわか
る。
画像に本実施の形態による変位量測定方法を適用し、変
位量を推定したときの誤差を曲線Ａで示し、従来の特開
平７−222143号による変位の誤差を曲線Ｂで示した評価
結果である。従来法を適用した場合では誤差が0.07画素
程度であるのに対し、本手法を適用した場合には最大0.
04、画素平均して約0.015 画素となり、推定精度は本発
明を適用した場合の方が大幅に改善されているのがわか
る。
【００２９】尚、本発明は、例えばトレーサ粒子を混入
した流れの可視化画像の変位量計測や、物体の検査・計
測などの種々の変位量の計測装置に適用することができ
る。
した流れの可視化画像の変位量計測や、物体の検査・計
測などの種々の変位量の計測装置に適用することができ
る。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、画素単位の変位量計測による変位量を用いて輝度の
時間微分と空間微分値を求めて、演算することによって
画素以下の変位量を求めるようにしたので、数画素以上
の大きな変位がある場合にも画素単位以下の高精度な変
位量を求めることができるという優れた効果が得られ
る。
ば、画素単位の変位量計測による変位量を用いて輝度の
時間微分と空間微分値を求めて、演算することによって
画素以下の変位量を求めるようにしたので、数画素以上
の大きな変位がある場合にも画素単位以下の高精度な変
位量を求めることができるという優れた効果が得られ
る。
【図１】本発明の実施の形態による変位量計測装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】時空間微分法の概念を示す説明図（その１）で
ある。
ある。
【図３】時空間微分法の概念を示す説明図（その２）で
ある。
ある。
【図４】本実施の形態による変位量計測装置の変位量と
誤差の関係を示すグラフである。
誤差の関係を示すグラフである。
１０１ 画像撮影手段 １０２ Ａ／Ｄ変換手段 １０３ 画像前処理手段 １０４ 基準画像記憶手段 １０５ 画像記憶手段 １０６ 第１の変位量計測手段 １０７ 第２の変位量計測手段 １０８ 出力手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉井 康彦 茨城県那珂郡東海村大字村松471番地１ (72)発明者 佐藤 行成 大阪府吹田市清水２番１号 日本カノマッ クス株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA09 DD03 FF04 JJ03 JJ19 JJ26 QQ03 QQ04 QQ13 QQ24 QQ27 QQ32 QQ34 QQ36 QQ41 SS06 SS13 5B057 BA02 BA29 DA20 DC34 5L096 CA02 GA19 HA04 JA09
Claims (8)
- 【請求項１】 撮影された複数の入力画像の変位量を計
測する変位量計測装置であって、 物体を撮像して入力画像とする撮像手段と、 前記撮像手段から入力された少なくとも基準となる第１
の入力画像及び計測対象となる第２の入力画像を保持す
る画像記憶手段と、 前記画像記憶手段に保持されている第１，第２の入力画
像から画素単位の変位量を算出する第１の変位量計測手
段と、 前記第１の変位量計測手段により得られた変位量を用い
て、第１，第２の入力画像を画像処理することにより画
素単位以下の変位量を算出する第２の変位量計測手段
と、 前記第１，第２の変位量計測手段より得られる変位量の
和を入力画像の変位量として出力する出力手段と、を備
えていることを特徴とする変位量計測装置。 - 【請求項２】 前記第１の変位量計測手段は、複数の画
像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領域間で
の相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い点を求
める相互相関法により画素単位の変位量を算出する処理
を行うことを特徴とする請求項１記載の変位量計測装
置。 - 【請求項３】 前記変位量計測装置は、前記撮像手段よ
り入力された画像に対する前処理として、雑音除去処
理、強調処理、２値化処理の各種画像処理機能のうち、
少なくとも１種の処理を行う画像前処理手段を更に有す
ることを特徴とする請求項１記載の変位量計測装置。 - 【請求項４】 前記第２の変位量計測手段は、前記第１
の変位量計測手段により得られた画素単位の変位量を用
いて前記第１の入力画像を変位させた画像と、第２の入
力画像との間の時間微分値と空間微分値を算出し、その
値に基づいて画素単位以下の変位量を算出する処理を行
うことを特徴とする請求項１記載の変位量計測装置。 - 【請求項５】 撮影された複数の入力画像の変位量を計
測する変位量計測方法であって、 物体を撮像して入力画像とし、 入力された少なくとも基準となる第１の入力画像及び計
測対象となる第２の入力画像を保持し、 保持されている前記第１，第２の入力画像から画素単位
の変位量を算出し、 前記画素単位の変位量を用いて、前記第１，第２の入力
画像を画像処理することにより画素単位以下の変位量を
算出し、 前記画素単位及び画素単位以下の変位量の和を入力画像
の変位量として出力することを特徴とする変位量計測方
法。 - 【請求項６】 前記画素単位の変位量計測は、複数の画
像を複数の小領域に分割し、複数の画像の各小領域間で
の相互相関係数を解析して、最も相関係数の高い点を求
める相互相関法により画素単位の変位量を算出する処理
であることを特徴とする請求項５記載の変位量計測方
法。 - 【請求項７】 前記撮像され入力された画像に対する前
処理として、雑音除去処理、強調処理、２値化処理の各
種画像処理機能のうち、少なくとも１種の処理を行うこ
とを特徴とする請求項５記載の変位量計測方法。 - 【請求項８】 前記画素単位以下の変位量計測は、前記
画素単位の変位量計測により得られた画素単位の変位量
を用いて前記第１の入力画像を変位させた画像と、第２
の入力画像との間の時間微分値と空間微分値を算出し、
その値に基づいて画素単位以下の変位量を算出する処理
を行うことを特徴とする請求項５記載の変位量計測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210178A JP2002022411A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 変位量計測装置及び変位量計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000210178A JP2002022411A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 変位量計測装置及び変位量計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022411A true JP2002022411A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18706474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000210178A Pending JP2002022411A (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 変位量計測装置及び変位量計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002022411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101190789B1 (ko) | 2010-12-30 | 2012-10-11 | 주식회사 와이즈오토모티브 | 차량의 거리 측정 장치 및 방법 |
| CN106247963A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种检波器推靠臂变形的检测方法 |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000210178A patent/JP2002022411A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101190789B1 (ko) | 2010-12-30 | 2012-10-11 | 주식회사 와이즈오토모티브 | 차량의 거리 측정 장치 및 방법 |
| CN106247963A (zh) * | 2015-06-09 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种检波器推靠臂变形的检测方法 |
| CN106247963B (zh) * | 2015-06-09 | 2018-11-20 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种检波器推靠臂变形的检测方法 |
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