JP2010004386A - Super resolution image capturing system, image capturing apparatus, super resolution image capturing method, super resolution image capturing program, and recording medium recorded with super resolution image capturing program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for capturing a suitable number of position deviation images and generating a super resolution image. <P>SOLUTION: In the super resolution image capturing system, an image sensor and an optical system are relatively shifted and a plurality of position deviation image signals are captured and supplied to a super resolution processing section for creating a super resolution image. The super resolution image capturing system is further constituted of: an image feature analyzing section for analyzing an image signal from the image sensor to analyze features of the image; a shift data setting section which sets shift data for relatively shifting the image sensor and the optical system on the basis of a feature analysis signal from the image feature analyzing section; and a shift control section for controlling a shift section on the basis of a shift data signal from the shift data setting section. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本願は、超解像画像取得システム、画像取得装置、超解像画像取得方法、超解像画像取得プログラム、及び超解像画像取得プログラムが記録された記録媒体の技術分野に属する。より詳細には、本願は、複数の位置ずれ画像に基づき超解像画像を取得する超解像画像取得システム、画像取得装置、超解像画像取得方法、超解像画像取得プログラム、及び超解像画像取得プログラムが記録された記録媒体の技術分野に属する。   The present application belongs to a technical field of a super-resolution image acquisition system, an image acquisition device, a super-resolution image acquisition method, a super-resolution image acquisition program, and a recording medium on which the super-resolution image acquisition program is recorded. More specifically, the present application relates to a super-resolution image acquisition system, an image acquisition device, a super-resolution image acquisition method, a super-resolution image acquisition program, and a super-resolution image acquisition system that acquire a super-resolution image based on a plurality of misregistration images. The present invention belongs to the technical field of recording media on which an image image acquisition program is recorded.

超解像による高精細画像を生成する際には、連写あるいは動画のフレーム等に基づき複数の位置ずれ画像を取得し、当該複数の低解像の位置ずれ画像のずれ量(あるいは動き量)を推定し、複数の低解像の位置ずれ画像からグリッド合せにより高精細画像を生成する。   When generating a high-definition image by super-resolution, a plurality of misaligned images are acquired based on continuous shooting or moving image frames, etc., and the amount of misalignment (or amount of motion) of the plurality of low-resolution misaligned images And a high-definition image is generated by grid alignment from a plurality of low-resolution positional shift images.

前記複数の位置ずれ画像を撮影する際には、手持ちのビデオカメラの手ブレを利用する手法等がある。カメラの手持ち撮影や車載カメラ等のように、撮影時に微妙な動きがある場合には、画像間で画素の移動が発生しているので、位置ずれ画像として利用することができる。   When photographing the plurality of misalignment images, there is a method of using camera shake of a handheld video camera. When there is a subtle movement at the time of shooting, such as hand-held shooting of a camera or an in-vehicle camera, it can be used as a misaligned image because of pixel movement between images.

しかし、固定されているカメラ(監視カメラ等)の場合には、カメラ自体の動きがないために、静止している画像について位置ずれ画像を取得することができず、この結果、超解像処理による高解像画像を生成することができない。   However, in the case of a fixed camera (such as a surveillance camera), since there is no movement of the camera itself, a misaligned image cannot be obtained for a still image, and as a result, super-resolution processing is performed. A high resolution image cannot be generated.

そこで、静止している画像について、カメラを移動させ、複数の位置ずれ画像を取得することが考えられる。かかる手法によれば、静止している画像についても複数の位置ずれ画像を取得し、超解像処理による高解像画像を生成することができる。   In view of this, it is conceivable to obtain a plurality of misaligned images by moving the camera for a still image. According to such a method, it is possible to acquire a plurality of misaligned images for a still image and generate a high-resolution image by super-resolution processing.

例えば、特許文献1に記載された画像入力装置においては、撮像光学系と撮像素子との間の相対位置関係を変更しており、かかる手法を利用することにより、静止している画像について複数の位置ずれ画像を取得することができる。
特開平10−023321号公報
For example, in the image input device described in Patent Document 1, the relative positional relationship between the imaging optical system and the imaging element is changed, and by using such a technique, a plurality of still images are displayed. A misalignment image can be acquired.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-023321

特許文献1に記載された画像入力装置を使用し、静止している画像について撮像光学系と撮像素子との間の相対位置関係を変更し、複数の位置ずれ画像を取得する場合、位置ずれ画像の枚数が少ないと、超解像処理画像の品質が低下するという問題がある。一方、位置ずれ画像の枚数が必要以上に多いと、超解像画像を生成するための処理量、メモリ量等が増加するという問題がある。   When using the image input device described in Patent Literature 1 and changing the relative positional relationship between the imaging optical system and the imaging element for a still image and acquiring a plurality of misaligned images, misaligned images If the number of images is small, there is a problem that the quality of the super-resolution processed image is deteriorated. On the other hand, if the number of misaligned images is more than necessary, there is a problem that the amount of processing, the amount of memory, and the like for generating a super-resolution image increase.

本願は、上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的の一例は、適切な枚数の位置ずれ画像を取得することができ、これにより、超解像処理画像の品質を向上できるとともに、超解像画像を生成するための処理量、メモリ量等を低減することができる超解像画像取得システム、画像取得装置、超解像画像取得方法、超解像画像取得プログラム、及び超解像画像取得プログラムが記録された記録媒体を提供することにある。   The present application has been made in view of the above problems, and an example of the purpose thereof is to acquire an appropriate number of misaligned images, thereby improving the quality of the super-resolution processed image, Super-resolution image acquisition system, image acquisition device, super-resolution image acquisition method, super-resolution image acquisition program, and super-resolution The object is to provide a recording medium in which an image acquisition program is recorded.

上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、対象物の画像を取得し、該画像を示す画像信号を出力する画像センサと、前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせ、複数の位置ずれ画像信号が前記画像センサから出力されるようにするシフト部と、前記画像センサから複数の位置ずれ画像信号を受け取り、該複数の位置ずれ画像信号に基づき超解像画像を作成する超解像処理部と、を含む超解像画像取得システムであって、前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する画像特徴解析部と、前記画像特徴解析部からの特徴解析信号に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定するシフトデータ設定部と、前記シフトデータ設定部からのシフトデータ信号に基づき、シフト部を制御するシフト制御部と、を含むことを特徴とする超解像画像取得システムである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an image sensor that acquires an image of an object and outputs an image signal indicating the image, and an optical path between the object and the image sensor. A shift unit that relatively shifts the optical system disposed in the image sensor and the optical system so that a plurality of misaligned image signals are output from the image sensor, and a plurality of positions from the image sensor. A super-resolution image acquisition system including: a super-resolution processing unit that receives a misaligned image signal and creates a super-resolution image based on the plurality of misaligned image signals, and analyzes the image signal from the image sensor And shift data for setting shift data for relatively shifting the image sensor and the optical system based on a feature analysis signal from the image feature analysis unit. Setting And parts, based on the shift data signal from the shift data setting unit, a super-resolution image acquisition system, which comprises a shift control unit that controls the shift unit.

上記課題を解決するために、請求項8記載の発明は、対象物の画像を取得し、該画像を示す画像信号を出力する画像センサと、前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせ、超解像画像を作成するための複数の位置ずれ画像信号が前記画像センサから出力されるようにするシフト部と、を含む画像取得装置であって、前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する画像特徴解析部と、前記画像特徴解析部からの特徴解析信号に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定するシフトデータ設定部と、前記シフトデータ設定部からのシフトデータ信号に基づき、シフト部を制御するシフト制御部と、を含むことを特徴とする画像取得装置である。   In order to solve the above problems, an invention according to claim 8 is directed to an image sensor that acquires an image of an object and outputs an image signal indicating the image, and an optical path between the object and the image sensor. A shift unit that relatively shifts the optical system disposed in the image sensor and the optical system so that a plurality of misaligned image signals for generating a super-resolution image is output from the image sensor. And an image feature analysis unit that analyzes an image signal from the image sensor and analyzes a feature of the image, and based on a feature analysis signal from the image feature analysis unit, A shift data setting unit that sets shift data for relatively shifting the sensor and the optical system, and a shift control unit that controls the shift unit based on a shift data signal from the shift data setting unit. An image acquisition apparatus according to claim.

上記課題を解決するために、請求項9記載の発明は、対象物の画像を画像センサにより取得する工程と、前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と前記画像センサとを相対的にシフトさせ、複数の位置ずれ画像信号が画像センサから出力されるようにする工程と、前記複数の位置ずれ画像信号に基づき、超解像画像を作成する工程と、含む超解像画像取得方法であって、前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する工程と、前記画像の特徴に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定する工程と、前記シフトデータ信号に基づき、前記光学系と画像センサとの相対的シフトを制御する工程と、を含むことを特徴とする超解像画像取得方法である。   In order to solve the above-mentioned problem, an invention according to claim 9 includes a step of acquiring an image of an object by an image sensor, an optical system disposed on an optical path between the object and the image sensor, and A step of relatively shifting the image sensor so that a plurality of misregistration image signals are output from the image sensor, and a step of creating a super-resolution image based on the plurality of misregistration image signals. A method for acquiring a super-resolution image, the step of analyzing an image signal from the image sensor and analyzing the characteristics of the image, and relatively shifting the image sensor and the optical system based on the characteristics of the image A method for acquiring a super-resolution image, comprising: setting shift data for controlling the image data; and controlling a relative shift between the optical system and the image sensor based on the shift data signal. .

上記課題を解決するために、請求項10記載の発明は、コンピュータを、請求項1乃至請求項7のうちいずれか1項に記載のシステムとして機能させることを特徴とする超解像画像取得プログラムである。   In order to solve the above-mentioned problem, a tenth aspect of the invention is a super-resolution image acquisition program that causes a computer to function as the system according to any one of the first to seventh aspects. It is.

上記課題を解決するために、請求項11記載の発明は、請求項10に記載のプログラムが、前記コンピュータにより読取可能に記録されていることを特徴とする記録媒体である。   In order to solve the above problem, an invention according to claim 11 is a recording medium in which the program according to claim 10 is recorded so as to be readable by the computer.

次に、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present application will be described with reference to the drawings.

図1には、本願の実施の形態による超解像画像取得システムのブロック回路が示されている。   FIG. 1 shows a block circuit of a super-resolution image acquisition system according to an embodiment of the present application.

図1において、符号10は、画像センサを示し、該画像センサ10は、光学系としてのレンズ12を介して対象物(図示せず)の画像を取得し、該画像を示す画像信号14を出力する。前記画像センサ10をレンズ12に対してシフトさせるために、画像センサシフト部16が設けられている。この画像センサシフト部16が画像センサ10とレンズ12とを相対的にシフトさせると、対象物の画像がサンプリングして取得され、画像センサ10から、複数の位置ずれ画像信号14が出力される。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an image sensor. The image sensor 10 acquires an image of an object (not shown) through a lens 12 as an optical system, and outputs an image signal 14 indicating the image. To do. An image sensor shift unit 16 is provided to shift the image sensor 10 with respect to the lens 12. When the image sensor shift unit 16 relatively shifts the image sensor 10 and the lens 12, an image of the object is sampled and acquired, and a plurality of misregistration image signals 14 are output from the image sensor 10.

前記画像センサ10からの複数の位置ずれ画像信号14は、超解像処理部18に供給される。この超解像処理部18は、複数の位置ずれ画像信号14に基づき超解像画像を作成し、高精細な超解像画像を示す超解像画像信号20を出力する。この超解像画像信号20は、LCD(Liquid Crystal Display)等の画像表示部(図示せず)に供給されて表示され、あるいは、画像記録部(図示せず)に供給されて記録される。   A plurality of misaligned image signals 14 from the image sensor 10 are supplied to a super-resolution processor 18. The super-resolution processing unit 18 creates a super-resolution image based on the plurality of misaligned image signals 14 and outputs a super-resolution image signal 20 indicating a high-definition super-resolution image. The super-resolution image signal 20 is supplied and displayed on an image display unit (not shown) such as an LCD (Liquid Crystal Display), or is supplied to an image recording unit (not shown) and recorded.

前記画像センサ10からの画像信号14は、画像特徴解析部22に供給される。この画像特徴解析部22は、画像信号14が示す画像の特徴を解析し、すなわち、画像信号14が示す画像について水平方向及び垂直方向、斜め方向のそれぞれについての周波数成分(エッジ成分)を取得する。この画像特徴解析部22からの特徴解析信号24は、シフトデータ設定部26に供給され、該シフトデータ設定部26は、特徴解析信号24に基づき画像センサ10のシフト方向及びシフト量を設定し、すなわち、水平方向及び垂直方向、斜め方向のそれぞれについてのシフト量を設定する。なお、シフト量は、画像センサ10の画素間隔のM/N(M、N:整数)である。   The image signal 14 from the image sensor 10 is supplied to the image feature analysis unit 22. The image feature analysis unit 22 analyzes the feature of the image indicated by the image signal 14, that is, acquires the frequency component (edge component) for each of the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction for the image indicated by the image signal 14. . The feature analysis signal 24 from the image feature analysis unit 22 is supplied to a shift data setting unit 26, which sets the shift direction and the shift amount of the image sensor 10 based on the feature analysis signal 24. That is, the shift amount for each of the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction is set. The shift amount is M / N (M, N: integer) of the pixel interval of the image sensor 10.

前記シフトデータ設定部26からの設定信号28は、画像センサシフト制御部30に供給され、該画像センサシフト制御部30は、設定信号28に基づき画像センサシフト部16を制御し、画像センサ10が所定の方向に所定のシフト量だけシフトするようにする。すなわち、画像センサシフト制御部30は、画像のうち高周波成分が多い方向にはシフト量が小さくなるようにし、一方、高周波成分が少ない方向にはシフト量が大きくなるようにし、これにより、画像センサ10が所定の方向に所定のシフト量だけシフトするようにする。   The setting signal 28 from the shift data setting unit 26 is supplied to an image sensor shift control unit 30. The image sensor shift control unit 30 controls the image sensor shift unit 16 based on the setting signal 28, and the image sensor 10 Shift in a predetermined direction by a predetermined shift amount. In other words, the image sensor shift control unit 30 reduces the shift amount in the direction in which the high frequency component is large in the image, and increases the shift amount in the direction in which the high frequency component is small. 10 is shifted in a predetermined direction by a predetermined shift amount.

以下、図1及び図2(A)乃至(D)を参照しながら、本願の実施の形態による超解像画像取得システムの作用を説明する。   The operation of the super-resolution image acquisition system according to the embodiment of the present application will be described below with reference to FIGS. 1 and 2A to 2D.

本願の実施の形態による超解像画像取得システムにおいては、取得された画像の特徴、すなわち水平方向及び垂直方向のそれぞれについての周波数成分(エッジ成分)に応じて、画像センサ10のシフト量を変更する。なお、シフト量=(画像センサ10の画素間隔)×(M/N)(M、N:整数)であり、画像の特徴に応じてNを変更し、これにより、サブピクセル間隔でのシフトが達成される。   In the super-resolution image acquisition system according to the embodiment of the present application, the shift amount of the image sensor 10 is changed according to the characteristics of the acquired image, that is, the frequency component (edge component) in each of the horizontal direction and the vertical direction. To do. Note that the shift amount = (pixel interval of the image sensor 10) × (M / N) (M, N: integer), and N is changed according to the characteristics of the image, thereby shifting at the sub-pixel interval. Achieved.

上述したように、取得された画像の水平方向及び垂直方向、斜め方向のそれぞれについての周波数成分(エッジ成分)に応じて、画像センサ10のシフト量を変更するが、このシフト量の変更は、画像のうち高周波成分が多い方向にはシフト量が小さくなるようにされ、一方、高周波成分が少ない方向にはシフト量が大きくなるようにされる。以下、図2(A)乃至(D)を参照しながら、シフト量の変更を説明する。   As described above, the shift amount of the image sensor 10 is changed according to the frequency component (edge component) for each of the horizontal direction, the vertical direction, and the oblique direction of the acquired image. The shift amount is reduced in the direction in which the high frequency component is large in the image, while the shift amount is increased in the direction in which the high frequency component is small. Hereinafter, the change of the shift amount will be described with reference to FIGS.

図2(A)において、対象物(図示せず)の画像32は、水平方向に高周波成分が多く含まれている(すなわち垂直方向のエッジ成分が多い)。従って、水平方向のシフト量34は、垂直方向のシフト量36より小さく設定されている。   In FIG. 2A, an image 32 of an object (not shown) contains many high frequency components in the horizontal direction (that is, many edge components in the vertical direction). Therefore, the horizontal shift amount 34 is set smaller than the vertical shift amount 36.

図2(B)において、対象物の画像32は、垂直方向に高周波成分が多く含まれている(すなわち水平方向のエッジ成分が多い)。従って、垂直方向のシフト量36は、水平方向のシフト量34より小さく設定されている。   In FIG. 2B, the image 32 of the object contains many high frequency components in the vertical direction (that is, many edge components in the horizontal direction). Therefore, the vertical shift amount 36 is set smaller than the horizontal shift amount 34.

図2(C)において、対象物の画像32は、水平方向及び垂直方向の両方向で高周波成分が多く含まれている(すなわち水平方向及び垂直方向の両方向でエッジ成分が多い)。従って、水平方向のシフト量34及び垂直方向のシフト量36は、両者とも小さく設定されている。   In FIG. 2C, the image 32 of the object contains many high-frequency components in both the horizontal direction and the vertical direction (that is, there are many edge components in both the horizontal direction and the vertical direction). Accordingly, both the horizontal shift amount 34 and the vertical shift amount 36 are set to be small.

図2(D)において、対象物の画像32は、水平方向及び垂直方向の両方向で高周波成分が少なく含まれている(すなわち水平方向及び垂直方向の両方向でエッジ成分が少ない)。従って、水平方向のシフト量34及び垂直方向のシフト量36は、両者とも大きく設定されている。   In FIG. 2D, the image 32 of the object includes a small amount of high frequency components in both the horizontal direction and the vertical direction (that is, the edge component is small in both the horizontal direction and the vertical direction). Accordingly, both the horizontal shift amount 34 and the vertical shift amount 36 are set large.

以上のように、本願の実施の形態による超解像画像取得システムによれば、取得された画像の水平方向及び垂直方向、斜め方向のそれぞれについての周波数成分(エッジ成分)に応じて、画像センサのシフト量を変更しているので、適切な枚数の位置ずれ画像を取得することができる。   As described above, according to the super-resolution image acquisition system according to the embodiment of the present application, the image sensor according to the frequency component (edge component) in each of the horizontal direction, the vertical direction, and the diagonal direction of the acquired image. Therefore, an appropriate number of misaligned images can be acquired.

従って、複数の位置ずれ低解像画像に基づいて超解像画像を生成するに際し、超解像画像の品質を向上することができ、更に、超解像画像を生成するための処理量、メモリ量等を低減することができる。   Therefore, when generating a super-resolution image based on a plurality of misaligned low-resolution images, the quality of the super-resolution image can be improved, and further, the processing amount and memory for generating the super-resolution image The amount and the like can be reduced.

次に、図3には、位置ずれ画像の枚数を固定した場合の例が示されている。   Next, FIG. 3 shows an example in which the number of misaligned images is fixed.

図3において、対象物の画像32は、水平方向に高周波成分が多く含まれており(すなわち垂直方向のエッジ成分が多い)、従って、水平方向のシフト量34は、垂直方向のシフト量36より小さく設定されていおり、すなわち、水平方向の撮像枚数が垂直方向の撮像枚数より多く設定されている。すなわち、水平方向にシフトさせた場合の低解像画像38の枚数をL枚とし、垂直方向にシフトさせた場合の低解像画像40の枚数をM枚とすると、LはMより大ききなるように設定されている。このようにして得られた低解像画像38、40に基づき、超解像の高精細画像42が得られる。   In FIG. 3, the image 32 of the object contains a lot of high frequency components in the horizontal direction (that is, there are many edge components in the vertical direction), and therefore the horizontal shift amount 34 is larger than the vertical shift amount 36. In other words, the number of images taken in the horizontal direction is set larger than the number of images taken in the vertical direction. That is, if the number of low-resolution images 38 when shifted in the horizontal direction is L, and the number of low-resolution images 40 when shifted in the vertical direction is M, L is larger than M. Is set to Based on the low-resolution images 38 and 40 thus obtained, a super-resolution high-definition image 42 is obtained.

以上のように、超解像画像を得るために使用される低解像画像の枚数が一定の場合において、高周波成分が多く含まれている水平方向に多くの撮像枚数を割当てることにより、画像の特徴に応じて適切な枚数の位置ずれ低解像画像を取得することができる。   As described above, when the number of low-resolution images used to obtain a super-resolution image is constant, by assigning a large number of images to be captured in the horizontal direction containing a large amount of high-frequency components, An appropriate number of misaligned low resolution images can be acquired according to the feature.

従って、複数の位置ずれ低解像画像に基づいて超解像画像を生成するに際し、超解像による高精細画像を効率よく且つ高品質に生成することができ、更に、超解像画像を生成するに際して必要となる処理量、メモリ量等を低減することができる。   Therefore, when generating a super-resolution image based on a plurality of misaligned low-resolution images, a high-resolution image by super-resolution can be generated efficiently and with high quality, and further, a super-resolution image can be generated. It is possible to reduce the amount of processing, the amount of memory, and the like that are necessary for this.

なお、本願において、複数の位置ずれ画像信号を取得する際には、例えばデジタルビデオカメラ等に利用されている手ぶれ補正の機能を利用してもよい、この場合、手ぶれ補正によるシフト量、及び画像の特徴(すなわち画像の各方向の高周波成分)によるシフト量に基づき、最適なシフト量を演算するための構成が必要になる。   In the present application, when acquiring a plurality of misaligned image signals, for example, a camera shake correction function used in a digital video camera or the like may be used. In this case, a shift amount by image stabilization and an image Therefore, a configuration for calculating the optimum shift amount is required based on the shift amount based on the above feature (that is, the high frequency component in each direction of the image).

また、本願の実施の形態では、画像センサ10をレンズ12に対してシフトする構成であるが、画像センサ10に対してレンズ12をシフトさせてもよい。要するに、レンズ等の光学系及び画像センサのうちいずれかをシフトさせる構成であればよい。   Further, although the image sensor 10 is shifted with respect to the lens 12 in the embodiment of the present application, the lens 12 may be shifted with respect to the image sensor 10. In short, any configuration that shifts either an optical system such as a lens or an image sensor may be used.

また、画像センサ10がRGB(Red、Green、Blue)のそれぞれを担当する3つのセンサ素子から構成されている場合に、当該3つのセンサ素子を独立にシフト制御してもよい。   Further, when the image sensor 10 includes three sensor elements in charge of RGB (Red, Green, and Blue), the three sensor elements may be shift-controlled independently.

なお、カメラ等の画像センサから取得された複数の低解像の位置ずれ画像を用いて、1つの鮮明な高解像画像を生成する超解像処理の手法は、いくつかあるが、ここで、超解像処理の手法の一例を図4(A)乃至(C)を参照しながら説明しておく。   There are several super-resolution processing methods for generating one clear high-resolution image using a plurality of low-resolution positional shift images acquired from an image sensor such as a camera. Here, An example of the super-resolution processing method will be described with reference to FIGS.

図4(A)において、対象物(被写体)を連写あるいは動画撮影により、複数の低解像の位置ずれ画像44を取得する。   In FIG. 4A, a plurality of low-resolution positional deviation images 44 are acquired by continuously shooting an object (subject) or shooting a moving image.

図4(B)において、サブピクセル精度の位置合わせ(位置ずれ検出及び位置合わせ)が行われる。すなわち、複数の画像間において対象物の同一部位を撮影した画像同士の対応を求め、1枚の高解像画像46を生成する。   In FIG. 4B, sub-pixel accuracy alignment (position shift detection and alignment) is performed. That is, the correspondence between images obtained by photographing the same part of the object among a plurality of images is obtained, and one high-resolution image 46 is generated.

ここで生成された画像は、ボケ成分やノイズ成分、位置合わせで不足している画素を含んでいる。   The image generated here includes a blur component, a noise component, and pixels that are insufficient for alignment.

そして、MAP推定等により高解像画像を再構成し、すなわち、複数の画像の対応する画素群から高解像画像上のパターンをある条件(統計的手法等)に基づいて推定する。この処理を画像上の全ての画素について行う。   Then, a high-resolution image is reconstructed by MAP estimation or the like, that is, a pattern on the high-resolution image is estimated based on a certain condition (such as a statistical method) from corresponding pixel groups of a plurality of images. This process is performed for all pixels on the image.

図4(C)において、高解像画像48が生成され、これにより、不鮮明な画像やノイズのある画像について鮮明な画像を生成することが可能である。   In FIG. 4C, a high-resolution image 48 is generated, which makes it possible to generate a clear image for an unclear image or a noisy image.

なお、本願は、例えば、監視カメラ、車載カメラ(ドライブレコーダー)等について適用可能である。   In addition, this application is applicable about a surveillance camera, a vehicle-mounted camera (drive recorder), etc., for example.

本願の実施の形態による超解像画像取得システムのブロック回路図である。1 is a block circuit diagram of a super-resolution image acquisition system according to an embodiment of the present application. 本願の実施の形態による超解像画像取得システムの作用を示す図である。It is a figure which shows the effect | action of the super-resolution image acquisition system by embodiment of this application. 位置ずれ画像の枚数を固定した場合の例を示す図である。It is a figure which shows the example at the time of fixing the number of position shift images. 超解像処理の手法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of a super-resolution process.

符号の説明Explanation of symbols

10:画像センサ
12:レンズ
16:画像センサシフト部
18:超解像処理部
22:画像特徴解析部
26:シフトデータ設定部
30:画像センサシフト制御部
10: Image sensor 12: Lens 16: Image sensor shift unit 18: Super-resolution processing unit 22: Image feature analysis unit 26: Shift data setting unit 30: Image sensor shift control unit

Claims (11)

対象物の画像を取得し、該画像を示す画像信号を出力する画像センサと、
前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と、
前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせ、複数の位置ずれ画像信号が前記画像センサから出力されるようにするシフト部と、
前記画像センサから複数の位置ずれ画像信号を受け取り、該複数の位置ずれ画像信号に基づき超解像画像を作成する超解像処理部と、
を含む超解像画像取得システムであって、
前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する画像特徴解析部と、
前記画像特徴解析部からの特徴解析信号に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定するシフトデータ設定部と、
前記シフトデータ設定部からのシフトデータ信号に基づき、シフト部を制御するシフト制御部と、
を含むことを特徴とする超解像画像取得システム。
An image sensor that acquires an image of the object and outputs an image signal indicating the image;
An optical system disposed on an optical path between the object and the image sensor;
A shift unit that relatively shifts the image sensor and the optical system so that a plurality of misaligned image signals are output from the image sensor;
A super-resolution processor that receives a plurality of misaligned image signals from the image sensor and creates a super-resolution image based on the misaligned image signals;
A super-resolution image acquisition system including:
An image feature analysis unit for analyzing an image signal from the image sensor and analyzing the feature of the image;
A shift data setting unit for setting shift data for relatively shifting the image sensor and the optical system based on a feature analysis signal from the image feature analysis unit;
A shift control unit for controlling the shift unit based on the shift data signal from the shift data setting unit;
A super-resolution image acquisition system comprising:
請求項1記載のシステムにおいて、
前記シフトデータ設定部は、各シフト方向についてシフト量を設定することを特徴とする超解像画像取得システム。
The system of claim 1, wherein
The shift data setting unit sets a shift amount for each shift direction.
請求項2に記載のシステムにおいて、
前記シフトデータ設定部は、各シフト方向についての画像の周波数成分に基づき、各シフト方向についてのシフト量を設定することを特徴とする超解像画像取得システム。
The system of claim 2, wherein
The shift data setting unit sets a shift amount in each shift direction based on a frequency component of the image in each shift direction.
請求項3に記載のシステムにおいて、
前記シフトデータ設定部は、画像の周波数成分が高いシフト方向についてはシフト量を小さく設定し、画像の周波数成分が低いシフト方向についてはシフト量を大きく設定することを特徴とする超解像画像取得システム。
The system of claim 3, wherein
The shift data setting unit obtains a super-resolution image characterized by setting a small shift amount for a shift direction with a high frequency component of the image and setting a large shift amount for a shift direction with a low frequency component of the image system.
請求項2乃至請求項4のうちいずれか1項に記載のシステムにおいて、
前記シフトデータ設定部は、水平方向及び垂直方向、斜め方向のそれぞれについてシフト量を設定することを特徴とする超解像画像取得システム。
The system according to any one of claims 2 to 4,
The super-resolution image acquisition system, wherein the shift data setting unit sets a shift amount for each of a horizontal direction, a vertical direction, and an oblique direction.
請求項1乃至請求項5のうちいずれか1項に記載のシステムにおいて、
前記シフト部は、前記画像センサ及び光学系のうちいずれか一方をシフトさせることを特徴とする超解像画像取得システム。
The system according to any one of claims 1 to 5,
The super-resolution image acquisition system, wherein the shift unit shifts one of the image sensor and the optical system.
請求項1乃至請求項6のうちいずれか1項に記載のシステムにおいて、
前記画像センサは、RGBのそれぞれを担当する3つのセンサ素子から構成され、
前記シフト制御部は、前記3つのセンサ素子が独立にシフトするように、前記シフト部を制御することを特徴とする超解像画像取得システム。
The system according to any one of claims 1 to 6,
The image sensor is composed of three sensor elements in charge of RGB,
The super-resolution image acquisition system, wherein the shift control unit controls the shift unit so that the three sensor elements shift independently.
対象物の画像を取得し、該画像を示す画像信号を出力する画像センサと、
前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と、
前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせ、超解像画像を作成するための複数の位置ずれ画像信号が前記画像センサから出力されるようにするシフト部と、
を含む画像取得装置であって、
前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する画像特徴解析部と、
前記画像特徴解析部からの特徴解析信号に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定するシフトデータ設定部と、
前記シフトデータ設定部からのシフトデータ信号に基づき、シフト部を制御するシフト制御部と、
を含むことを特徴とする画像取得装置。
An image sensor that acquires an image of the object and outputs an image signal indicating the image;
An optical system disposed on an optical path between the object and the image sensor;
A shift unit that relatively shifts the image sensor and the optical system so that a plurality of misaligned image signals for generating a super-resolution image are output from the image sensor;
An image acquisition device comprising:
An image feature analysis unit for analyzing an image signal from the image sensor and analyzing the feature of the image;
A shift data setting unit for setting shift data for relatively shifting the image sensor and the optical system based on a feature analysis signal from the image feature analysis unit;
A shift control unit for controlling the shift unit based on the shift data signal from the shift data setting unit;
An image acquisition apparatus comprising:
対象物の画像を画像センサにより取得する工程と、
前記対象物と画像センサとの間の光学経路上に配置された光学系と前記画像センサとを相対的にシフトさせ、複数の位置ずれ画像信号が画像センサから出力されるようにする工程と、
前記複数の位置ずれ画像信号に基づき、超解像画像を作成する工程と、を含む超解像画像取得方法であって、
前記画像センサからの画像信号を解析し、該画像の特徴を解析する工程と、
前記画像の特徴に基づき、前記画像センサと光学系とを相対的にシフトさせるためのシフトデータを設定する工程と、
前記シフトデータ信号に基づき、前記光学系と画像センサとの相対的シフトを制御する工程と、
を含むことを特徴とする超解像画像取得方法。
Acquiring an image of the object by an image sensor;
Relatively shifting an optical system arranged on an optical path between the object and the image sensor and the image sensor so that a plurality of misaligned image signals are output from the image sensor;
A super-resolution image acquisition method including a step of creating a super-resolution image based on the plurality of misalignment image signals,
Analyzing the image signal from the image sensor and analyzing the characteristics of the image;
Setting shift data for relatively shifting the image sensor and the optical system based on the characteristics of the image;
Controlling a relative shift between the optical system and the image sensor based on the shift data signal;
A super-resolution image acquisition method comprising:
コンピュータを、請求項1乃至請求項7のうちいずれか1項に記載のシステムとして機能させることを特徴とする超解像画像取得プログラム。   A super-resolution image acquisition program for causing a computer to function as the system according to any one of claims 1 to 7. 請求項10に記載のプログラムが、前記コンピュータにより読取可能に記録されていることを特徴とする記録媒体。

11. A recording medium on which the program according to claim 10 is recorded so as to be readable by the computer.

JP2008162237A 2008-06-20 2008-06-20 Super resolution image capturing system, image capturing apparatus, super resolution image capturing method, super resolution image capturing program, and recording medium recorded with super resolution image capturing program Withdrawn JP2010004386A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014202751A (en) * 2013-04-05 2014-10-27 株式会社ミツトヨ System and method for obtaining image with offset utilized for enhanced edge resolution

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