JP2006024090A - 画像情報処理装置及び画像情報処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 出力画像を見やすくする。
【解決手段】 電子式カメラ１０１からの入力画像情報を格納する入力用フレームバッファ１０２と、再構成テーブルを格納する再構成テ−ブル保持手段１０４と、入力画像情報の各画素情報ごとの明度補正パラメータを格納する明度補正パラメータ格納手段１０７と、入力画像情報を再構成テ−ブル及び明度補正パラメータを用いて再構成して出力画像情報を生成する処理手段１０３と、出力画像情報を格納する出力用フレームバッファ１０５とを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用画像情報処理装置等の画像情報処理装置及び画像情報処理方法に関するものである。
従来の車両用画像情報処理装置は、電子式カメラからの入力画像情報を入力用フレームバッファに格納し、上記格納した入力画像情報を再構成テ−ブルを用いて再構成し、再構成した出力画像情報を出力用フレームバッファに格納している。
この種の従来技術について記載されている文献としては、下記特許文献１がある。
特開平１０−２４８０２４号公報
かかる従来の画像情報処理装置では、入力画像情報の中の一部の画像情報のみを基礎として出力画像情報を再構成しているため、基礎となる一部の画像情報の影響を大きく受け、入力画像の状態によっては出力画像が明る過ぎる、又は暗過ぎるなどの不具合が生じ、出力画像が見にくいという問題があった。更に、超広角レンズを用いた場合、レンズ端で光量不足が起こり、周辺部は中心部に比べ暗い画像になる。この周辺部の暗い入力画像情報を、従来の画像情報処理装置で再構成し、出力画像情報を生成した場合、出力画像は周辺部が暗いままの画像となり、かかる使い方においても、出力画像が見にくいという問題があった。
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、出力画像が見やすい、画像情報処理装置及び画像情報処理方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明においては、再構成テーブルを格納する再構成テ−ブル保持手段と、入力画像情報の各画素情報ごとの明度補正パラメータを出力する明度補正パラメータ出力手段と、上記入力画像情報を上記再構成テ−ブル及び上記明度補正パラメータを用いて再構成して出力画像情報を生成する処理手段とを設けた。
本発明に係る画像情報処理装置においては、入力用フレームバッファに格納した入力画像情報を、各画素ごとに独立して明度補正することが可能となるため、全体として最適化した出力画像の再構成が可能となり、見やすい出力画像を生成することができる。
第１の実施の形態
図１は本発明に係る画像情報処理装置１０８の基本構成を示す図である。画像情報処理装置１０８は、入力画像情報を格納する入力用フレームバッファ１０２、再構成ル−ルを記述した再構成テ−ブルを格納した再構成テ−ブル保持手段１０４、入力画像情報の各画素情報に対する明度補正パラメ−タを格納する明度補正パラメ−タ格納手段（明度補正パラメータ出力手段）１０７、再構成テ−ブルと明度補正パラメ−タを用いて入力画像情報を再構成する処理手段１０３、出力画像情報を格納する出力用フレームバッファ１０５で構成されている。更に、画像情報処理装置１０８への入力デバイスとして電子式カメラ１０１を、画像情報処理装置１０８からの出力デバイスとして表示装置１０６を接続している。
入力用フレームバッファ１０２は、電子式カメラ１０１からの入力画像情報を入力処理を経て、内部メモリに格納する機能を有する。この部分の入力処理に関しては、映像をデジタル処理する分野で公知であり、詳細は省略する。
入力用フレームバッファ１０２は、横Xmax_in、縦Ymax_inの画素によって構成され、各画素は水平方向の座標x(0〜Xmax_in-1)、垂直方向の座標y(0〜Ymax_in-1)で示される。各画素の画素情報color_inは色情報を持ち、上記色情報は、RGB形式で格納される。R,G,Bは各8bitの正数情報を持つ。各画素にはアドレスが割り振られており、画素座標(x_in、y_in)のアドレスadr_inは、adr_in=x_in+y_in×Xmax_inで求められる。入力用フレームバッファ１０２の各画素情報color_inへのアクセスはこのアドレスadr_inを用いて行なわれる。
再構成テ−ブル保持手段１０４は、出力用フレームバッファ１０５の各画素に対応した参照セルを持ち、各参照セルには、対応する入力用フレームバッファ１０２の画像座標にアクセスするためのアドレスadr_inが格納されている。再構成テ−ブル保持手段１０４の各参照セルへのアクセスは、出力用フレームバッファ１０５の各画素にアクセスするアドレスadr_outを用いて行なう。
明度補正パラメータ格納手段１０７は、入力用フレームバッファ１０２の各画素に対応した参照セルを持ち、各参照セルには予め設定された明度補正パラメータが格納されている。本発明における明度補正は、上記明度補正パラメータを用いて行われる。以後、明度補正パラメータの値を、明度補正パラメータaと記す。明度補正パラメータaは8bitの正数とする。明度補正パラメータaには、処理手段１０３から渡された引数アドレスadr_inを用いてアクセスできる。
出力用フレームバッファ１０５は、横Xmax_out、縦Ymax_outの画素によって構成され、画素の座標は水平方向の座標x(0〜Xmax_out-1)、垂直方向の座標y(0〜Ymax_out-1)で示される。各画素情報color_outは色情報を持ち、上記色情報はRGB形式で保持される。R,G,Bは各8bitの正数情報を持つ。各画素座標にはアドレスが割り振られており、アドレスadr_outは、adr_out=x_out+y_out×Xmax_outで求められる。各画素情報adr_outへのアクセスはこのアドレスadr_outを用いて行なわれる。
処理手段１０３は、アドレスadr_outを用いて再構成テ−ブルの画素座標(x_out,y_out)に対応した参照セルにアクセスし、参照先の入力用フレームバッファ１０２のアドレスadr_inを取得する。処理手段１０３は、取得したアドレスadr_inを用いて、入力用フレームバッファ１０２から入力画像情報の画素情報color_inを取得し、明度補正パラメ−タ格納手段１０７から取得した明度補正パラメ−タaを用いて画素情報color_inの明度を補正して画素情報color_outを求め、画素情報color_outを出力用フレームバッファ１０５の画素座標(x_out,y_out)の値として設定する。
処理手段１０３は、出力用フレームバッファ１０５の全画素に対し、繰り返して同じ処理を行い、出力用フレームバッファ１０５に全ての出力画像情報を格納し、終了する。
処理手段１０３において、明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を画素ごとに補正する具体的手順を説明する。画素情報color_inは、R,G,Bの各値から構成されている。それぞれをR_in,G_in,B_inとする。明度の補正は下記計算で行われ、計算結果が画素情報color_outとなる。ここにaは、明度補正パラメータaの値を示す。
R_out=(R_in×255)/a ただし解が256以上の場合255
G_out=(G_in×255)/a ただし解が256以上の場合255
B_out=(B_in×255)/a ただし解が256以上の場合255
次に、図１に示した本発明の画像情報処理装置１０８の動作、即ち、本発明の画像情報処理方法について説明する。
処理手段１０３は、入力用フレームバッファ１０２に電子式カメラ１０１の画像情報が格納されたのを確認した後、再構成テ−ブル保持手段１０４にアクセスし、参照セルから、入力用フレームバッファ１０２にアクセスするのに必要なアドレスadr_inを取得する。
処理手段１０３は、入力用フレームバッファ１０２にアクセスし、上記取得したアドレスadr_inを用いて画素情報color_inを取得する。同時に、処理手段１０３は、明度補正パラメータ格納手段１０７に上記取得したアドレスadr_inを渡す。
明度補正パラメータ格納手段１０７は、上記取得した入力用フレームバッファ１０２のアドレスadr_inを用いて、該当する参照セルから、予め格納してある明度補正パラメータaを読出し、処理手段１０３に返す。
処理手段１０３は、上記取得した明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を補正して画素情報color_outを求め、画素情報color_outを出力用フレームバッファ１０５の対応画素のアドレスadr_outに格納する。
上記再構成手順を出力用フレームバッファ１０５の全ての画素に対して行い、出力画像情報全体を再構成し、出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報全体を書き込む。出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報の書き込みが終了後、処理装置１０３は出力用フレームバッファ１０５の内容の出力処理を行ない、表示装置１０６に出力する。この部分の出力処理に関しては、画像をデジタル処理する分野では公知であり、詳細は省略する。
以上説明した画像情報再構成手順により、入力画像情報を、予め設定した明度補正パラメータaを用いて明度補正を行ない、出力画像を生成する仕組みが提供できる。
次に、以上説明した図１に示す本発明の画像情報処理装置１０８及び画像情報処理方法の効果について説明する。
本実施の形態は、入力用フレームバッファ１０２に格納した入力画像情報を、明度補正パラメータ格納手段１０７に予め格納してある複数の明度補正パラメータaを用いて、各画素情報ごとに独立して明度補正することにより、各画素情報ごとに最適な明度補正を提供することが出来るものである。このため、入力デバイスである電子式カメラ１０１の特性、出力デバイスである表示装置１０６の特性などに応じた明度補正パラメータを予め設定し、格納しておくことができ、部分的な入力画像情報の明度不足等を自由に補正し、出力画像の明るさを一定範囲に保持することが可能となり、画像の見易さが向上する。
第２の実施の形態
図２は本発明に係る、第２の実施の形態における画像情報処理装置２０８の基本構成を示す図である。画像情報処理装置２０８の明度補正パラメータ算出手段（明度補正パラメータ出力手段）２０７は、処理手段１０３から渡された引数アドレスadr_inから、画素座標x_inおよびy_inを計算する。ここに、x_inは計算式adr_in/Xmax_inの余剰計算の解の余剰部で示され、y_inは計算式adr_in/Xmax_inの解の整数部で示される。例えば、引数アドレスadr_inが１０１で、Xmaxが１０の場合は、x_inは１で、y_inは１０の値となる。
同時に、明度補正パラメータ算出手段２０７は、基準点座標(x_base,y_base)を持つ。代表的には入力用フレームバッファ１０２の中央座標(Xmax_in/2,Ymax_in/2)などが挙げられる。明度補正パラメータ算出手段２０７は、各画素座標(x_in,y_in)と基準点座標(x_base,y_base)との座標間の直線距離Ｌ、即ち、各画素の位置と基準点の位置とを結ぶ直線距離Ｌを求め、それを引数とする関数f(L)を用いて明度補正パラメータを算出し、結果を明度補正パラメータaとして処理手段１０３に返す。
処理手段１０３において、明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を画素ごとに補正する具体的手順については、第１の実施の形態と同一であり、省略する。
図３は入力用フレームバッファと入力画像との関係を示す図である。正方形の画素領域を持つ入力用フレームバッファ１０２に超広角レンズを通した円形入力画像３０２が入力された様子を示している。入力用フレームバッファ１０２の画素領域は正方形で縦横比が同じため、円形入力画像３０２の座標上の縦横比は変わらなく、円形入力画像３０２は円形のまま入力用フレームバッファ１０２に格納されることとなる。
次に、図２に示した本発明の画像情報処理装置２０８の動作、即ち、本発明の画像情報処理方法について説明する。
処理手段１０３は、再構成テ−ブル保持手段１０４にアクセスし、参照セルから、入力用フレームバッファ１０２にアクセスするのに必要なアドレスadr_inを取得する。
処理手段１０３は、入力用フレームバッファ１０２にアクセスし、上記取得したアドレスadr_inを用いて画素情報color_inを取得する。同時に、明度補正パラメータ算出手段２０７に上記取得したアドレスadr_inを渡す。
明度補正パラメータ算出手段２０７は、上記取得した入力用フレームバッファ１０２のアドレスadr_inを用いて、直線距離Ｌから明度補正パラメータaを算出し、処理手段１０３に返す。
処理手段１０３は、上記取得した明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を補正して画素情報color_outを求め、画素情報color_outを出力用フレームバッファ１０５の対応画素のアドレスadr_outに格納する。
上記再構成手順を出力用フレームバッファ１０５の全ての画素に対して行い、出力画像情報全体を再構成し、出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報全体を書き込む。出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報の書き込みが終了後、処理装置１０３は出力用フレームバッファ１０５の内容の出力処理を行ない、表示装置１０６に出力する。
以上説明した図２に示す本発明の画像情報処理装置２０８及び画像情報処理方法の効果について説明する。
本実施の形態は、入力用フレームバッファ１０２の画素領域が正方形である場合に、超広角レンズのレンズ端での光量減少を再構成する場合に有効な手段である。即ち、画像情報処理装置２０８の入力デバイスである電子式カメラ１０１に超広角レンズを使用して撮影した場合、超広角レンズを通した入力画像情報は、光学レンズの特性から円の外周に近づくほど光量が落ちるため、画像周囲の暗い入力画像情報となる、従って、全体を均一に明るさ補正した場合には、出力画像情報も周囲が暗くて見づらい画像となる。このため、かかる入力画像情報に対しては、画像内の1点(この場合は画面中央)からの直線距離Ｌに応じて明度補正をかける方法が効果的である。
また、第１の実施の形態の明度補正パラメ−タ格納手段１０７が入力用フレームバッファ１０２の画素数と同数のメモリ領域を必要とするのに対し、補正パラメ−タ算出手段２０７は明度補正パラメータを格納するメモリ領域を持つ必要がないという点で有利である。更に、明度補正パラメータが、直線距離Ｌにより定まるので、各画素の明度補正パラメータを簡単な計算で求めることが可能になる。
即ち、超広角レンズのレンズ端の光量不足に起因する暗い画素部分のみを明るく再構成でき、かつ、明度補正パラメータを保持するメモリを削減することが可能となるので、出力画像の見易さの向上と、コストの低減を実現できる。
第３の実施の形態
図４は本発明に係る、第３の実施の形態における画像情報処理装置４０８の基本構成を示す図である。画像情報処理装置４０８の明度補正パラメータ算出手段（明度補正パラメータ出力手段）４０７は、処理手段１０３から渡された引数アドレスadr_inから、画素座標x_inおよびy_inを計算する。
同時に、明度補正パラメータ算出手段４０７は、直線距離Ｌと、各画素と基準点を結ぶ線分と水平座標軸に平行な線分とで作られる角度θを求め、それらを引数とする関数f(L,θ)を用いて明度補正パラメータを算出し、明度補正パラメータaとして処理手段１０３に返す。
処理手段１０３において、明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を画素ごとに補正する具体的手順については、第１の実施の形態と同一であり、省略する。
図５は入力用フレームバッファと入力画像との関係を示す図である。縦方向に長い画素領域を持つ入力用フレームバッファ１０２に、超広角レンズを通した楕円形入力画像５０２が入力された様子を示している。画素の座標系で見ると、円形の入力画像は、横に長い楕円形の画像になる。
次に、図４に示した本発明の画像情報処理装置４０８の動作、即ち、本発明の画像情報処理方法について説明する。
処理手段１０３は、再構成テ−ブル保持手段１０４にアクセスし、参照セルから、入力用フレームバッファ１０２にアクセスするのに必要なアドレスadr_inを取得する。
処理手段１０３は、入力用フレームバッファ１０２にアクセスし、上記取得したアドレスadr_inを用いて画素情報color_inを取得する。同時に、明度補正パラメータ算出手段４０７に上記取得したアドレスadr_inを渡す。
明度補正パラメータ算出手段４０７は、上記取得した入力用フレームバッファ１０２のアドレスadr_inを用いて、直線距離Ｌ及び角度θから明度補正パラメータaを算出し、処理手段１０３に返す。
処理手段１０３は、上記取得した明度補正パラメータaを用いて、画素情報color_inの明度を補正して画素情報color_outを求め、画素情報color_outを出力用フレームバッファ１０５の対応画素のアドレスadr_outに格納する。
上記再構成手順を出力用フレームバッファ１０５の全ての画素に対して行い、出力画像情報全体を再構成し、出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報全体を書き込む。出力用フレームバッファ１０５に出力画像情報の書き込みが終了後、処理装置１０３は出力用フレームバッファ１０５の内容の出力処理を行ない、表示装置１０６に出力する。
次に、図４に示す本発明の画像情報処理装置４０８及び画像情報処理方法の効果について説明する。
本実施の形態は、明度補正パラメータaが、直線距離Ｌ及び角度θにより定まるので、入力用フレームバッファ１０２の画素領域が長方形である場合に、超広角レンズのレンズ端での光量減少を再構成する場合に有効な手段である。即ち、画像情報処理装置４０８の入力デバイスである電子式カメラ１０１に超広角レンズを使用して撮影した場合、超広角レンズを通した入力画像は、横に長い楕円形の画像になる。この横に長い楕円形の外周に近づくほど、光量が落ち、明度が下がるため、直線距離Ｌと角度θに応じて明度補正をかける方法が効果的である。
また、第１の実施の形態の明度補正パラメ−タ格納手段１０７に比べて明度補正パラメ−タ算出手段４０７は、明度補正パラメータを保持するメモリ領域を持つ必要がないという点で有利である。更に、各画素情報の明度補正パラメータaを簡単な計算で求めることが可能になる。
即ち、入力用フレームバッファの画素領域が長方形の場合でも、超広角レンズのレンズ端の光量不足に起因する、周囲が暗い入力画像情報の再構成を実現でき、かつ、明度補正パラメータを格納するメモリを削減することが可能となるので、画像の見やすさの向上と、コストの低減を実現できる。
本発明に係る画像情報処理装置の基本構成を説明する図である。 本発明に係る画像情報処理装置の他の実施の形態における基本構成を説明する図である。 入力用フレ−ムバッファと入力画像との関係を示す図である。 本発明に係る画像情報処理装置の他の実施の形態における基本構成を説明する図である。 入力用フレ−ムバッファと入力画像との関係を示す図である。
符号の説明
１０１…電子式カメラ
１０２…入力用フレームバッファ
１０３…処理手段
１０４…再構成テ−ブル保持手段
１０５…出力用フレームバッファ
１０６…表示装置
１０７…明度補正パラメータ格納手段
１０８…画像情報処理装置
２０７…明度補正パラメータ算出手段
２０８…画像情報処理装置
３０２…円形入力画像
４０７…明度補正パラメータ算出手段
４０８…画像情報処理装置
５０２…楕円形入力画像

Claims (8)

  1. 電子式カメラからの入力画像情報を入力用フレームバッファに格納し、上記入力画像情報を再構成ルールを記述した再構成テーブルを用いて再構成して出力画像情報を生成し、上記出力画像情報を出力用フレームバッファに格納する画像情報処理装置において、
    上記再構成テーブルを格納する再構成テ−ブル保持手段と、上記入力画像情報の各画素情報ごとの明度補正パラメータを出力する明度補正パラメータ出力手段と、上記入力画像情報を上記再構成テ−ブル及び上記明度補正パラメータを用いて再構成して上記出力画像情報を生成する処理手段とを具備することを特徴とする画像情報処理装置。
  2. 上記明度補正パラメータ出力手段が、各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータを格納した明度補正パラメータ格納手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像情報処理装置。
  3. 上記明度補正パラメータ出力手段が、各画素の位置と基準点の位置とを結ぶ直線距離により各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータを算出する明度補正パラメータ算出手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像情報処理装置。
  4. 上記明度補正パラメータ出力手段が、各画素の位置と基準点の位置とを結ぶ直線距離、及び各上記画素と上記基準点を結ぶ線分と水平座標軸に平行な線分とで作られる角度により各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータを算出する明度補正パラメータ算出手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像情報処理装置。
  5. 電子式カメラからの入力画像情報を入力用フレームバッファに格納し、上記入力画像情報を再構成ルールを記述した再構成テーブルを用いて再構成して出力画像情報を生成し、上記出力画像情報を出力用フレームバッファに格納する画像情報処理方法において、
    上記入力画像情報の各画素情報ごとの明度補正パラメータにより各上記画素情報の明度を補正することを特徴とする画像情報処理方法。
  6. 各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータをあらかじめ格納することを特徴とする請求項５に記載の画像情報処理方法。
  7. 各画素の位置と基準点の位置とを結ぶ直線距離により各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項５に記載の画像情報処理方法。
  8. 各画素の位置と基準点の位置とを結ぶ直線距離、及び各上記画素と上記基準点を結ぶ線分と水平座標軸に平行な線分とで作られる角度により各上記画素情報ごとの上記明度補正パラメータを算出することを特徴とする請求項５に記載の画像情報処理方法。
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