JP2019075758A - Optical distortion calibration device, optical distortion calibration method, and optical distortion calibration program - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、撮像手段により撮像された画像に生じる光学歪みを校正する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for calibrating optical distortion that occurs in an image captured by an imaging unit.
一般的に、レンズを用いて撮像された画像には光学歪みが生じる。この光学歪みの典型例の一つに歪曲収差がある。歪曲収差は広角レンズに顕著に現れ、視野の周囲にあるものほど像が歪む。この現象は、被写体の透視投影を想定する画像処理に悪影響を及ぼす。 In general, optical distortion occurs in an image captured using a lens. One of the typical examples of this optical distortion is distortion. The distortion appears prominently in the wide-angle lens, and the image is distorted as it gets closer to the field of view. This phenomenon adversely affects image processing assuming perspective projection of an object.
そのようなことから、従来より画像に生じる光学歪みを校正する技術が考案されてきており、特許文献1や2には、市松模様のパターンを撮像して得られた模様の変形画像を解析することにより、上記光学歪みを校正する技術が開示されている。
From such a point of view, a technology for correcting optical distortion occurring in an image has been devised conventionally, and
しかし、特許文献1や2に示された技術においては、校正の精度を高めるために測定点の数を増やそうとすれば模様を細かく画像に写す必要が生じるが、デジタル画像の標本化や量子化によって模様の交点があいまいになるため、上記測定点の座標の誤差は大きくなるという問題がある。
However, in the techniques disclosed in
一方、模様を大きく画像に写した場合には、上記座標はより正確に求まるものの、得られる測定点の座標が減ってしまうため、校正の精度が下がってしまう。このため、上記の技術においては、こういったいわゆるトレードオフの問題が存在することになる。 On the other hand, when the pattern is copied to a large image, although the above-mentioned coordinates can be obtained more accurately, the coordinates of the obtained measurement point are reduced, so that the accuracy of the calibration is lowered. For this reason, such a so-called trade-off problem exists in the above-mentioned technology.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、上記のようなトレードオフの問題を克服し、撮像手段により撮像された画像に生じる光学歪みをより精度良く校正することができる装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and can overcome the above-mentioned trade-off problem and correct the optical distortion occurring in the image captured by the imaging means with higher accuracy. An object is to provide an apparatus, a method, and a program.
上記課題を解決するため、本発明は、画像に生じる光学歪みを校正する光学歪み校正装置であって、ある方向の輝度が正弦波状に変化し、上記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成して画像表示手段に表示する模様生成手段と、撮像手段により撮像された上記3つ以上の模様についての画像の輝度に応じて、画像を構成する各画素の画像表示手段における第一の位置座標を算出し、各画素について、模様上における第二の位置座標と比較することにより、上記歪みを推定する歪み推定手段と、歪み推定手段により推定された歪みに応じて、上記撮像手段により撮像された画像を補正する補正手段を備えた光学歪み校正装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is an optical distortion calibration device that calibrates an optical distortion that occurs in an image, wherein the luminance in a certain direction changes sinusoidally, and the phases of the sinusoidal waves are three or more different from each other. A pattern generation unit configured to generate a pattern of the image and display the image on the image display unit, and the image display unit of each pixel constituting the image according to the brightness of the image of the three or more patterns captured by the imaging unit. The image pickup according to the distortion estimation means for estimating the distortion and the distortion estimated by the distortion estimation means by calculating one position coordinate and comparing each pixel with a second position coordinate on the pattern An optical distortion correction device comprising correction means for correcting an image captured by the means.
また、上記課題を解決するため、本発明は、画像に生じる光学歪みを校正するための光学歪み校正方法であって、ある方向の輝度が正弦波状に変化し、上記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成する第一のステップと、第一のステップで生成された模様を順次画像表示手段に表示させ、各模様を撮像手段で撮像する第二のステップと、第二のステップで撮像された画像の輝度に応じて、画像を構成する各画素の、画像表示手段における第一の位置座標を算出する第三のステップと、各画素について、第一の位置座標と、模様上における第二の位置座標とを比較することにより上記歪みを推定する第四のステップと、第四のステップで推定された歪みに応じて、上記撮像手段で撮像された画像を補正する第五のステップを有する光学歪み校正方法を提供する。 Further, in order to solve the above problems, the present invention is an optical distortion calibration method for calibrating an optical distortion occurring in an image, in which the luminance in a certain direction changes sinusoidally, and the phases of the sinusoidal waves mutually change. A first step of generating three or more different patterns; a second step of causing the image display means to sequentially display the patterns generated in the first step; and imaging the respective patterns by the imaging means; A third step of calculating a first position coordinate in the image display means of each pixel constituting the image according to the brightness of the image captured in the step; a first position coordinate and a pattern for each pixel; A fourth step of estimating the distortion by comparing with the second position coordinate on the upper side, and a fifth step of correcting the image captured by the imaging means in accordance with the distortion estimated in the fourth step Light with steps To provide a distortion calibration method.
また、上記課題を解決するため、本発明は、コンピュータに画像に生じる光学歪みを校正させるための光学歪み校正プログラムであって、上記プログラムは、上記コンピュータに対して、ある方向の輝度が正弦波状に変化し、上記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成させる第一の手順と、第一の手順で生成された模様を順次画像表示手段に表示させ、各模様を撮像手段に撮像させる第二の手順と、第二の手順において撮像された画像の輝度に応じて、画像を構成する各画素の、画像表示手段における第一の位置座標を算出させる第三の手順と、各画素について、第一の位置座標と、模様上における第二の位置座標とを比較することにより、上記歪みを推定させる第四の手順と、第四の手順で推定された歪みに応じて、上記撮像手段で撮像された画像を補正させる第五の手順を有する光学歪み校正プログラムを提供する。 Further, in order to solve the above problems, the present invention is an optical distortion calibration program for causing a computer to calibrate an optical distortion generated in an image, wherein the program has a luminance in a certain direction sinusoidal to the computer. Changing the phase of the sine wave to generate three or more patterns different from one another, and displaying the patterns generated in the first procedure on the image display means in sequence, and imaging each pattern A third procedure for calculating the first position coordinates of each pixel constituting the image in the image display means according to the second procedure for imaging the image and the luminance of the image captured in the second procedure; According to the fourth procedure for estimating the distortion by comparing the first position coordinate and the second position coordinate on the pattern for each pixel, and the distortion estimated in the fourth procedure, Above imaging Providing optical distortion calibration program having a fifth procedure for correcting the image captured by the stage.
本発明によれば、多くの測定点の位置が正確に求まることから、撮像手段により撮像された画像に生じる光学歪みをより精度良く校正することができる。 According to the present invention, since the positions of many measurement points can be accurately determined, it is possible to more accurately calibrate the optical distortion that occurs in the image captured by the imaging unit.
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
図1は、本発明の実施の形態に係る光学歪み校正装置1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、光学歪み校正装置1は、入出力ノード2と、入出力ノード2に接続されたバス3と、それぞれバス3に接続された模様生成部4、歪み推定部6、補正部7、記憶部8、及び操作部9を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical
図2は、本発明の実施の形態に係る光学歪み校正方法を示すフローチャートである。以下においては、図1に示された光学歪み校正装置1の動作によって本光学歪み校正方法を実現する場合について説明するが、本方法は光学歪み校正装置1を用いる場合に限られず、広く適用できることは言うまでもない。
FIG. 2 is a flowchart showing an optical distortion calibration method according to the embodiment of the present invention. In the following, although the case of realizing the present optical distortion calibration method by the operation of the optical
ステップS1では、ユーザによる操作部9の操作に応じて、模様生成部4が、ある方向の輝度が正弦波状に変化し、正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成する。ここで、本模様の例として、図3(a)〜(d)に示された画像i0〜i3に表示された4つの横波が挙げられる。これら4つの横波はいずれも、図中左右方向の輝度が正弦波状に変化したものであり、輝度が低い部分を示す黒い縦線の位置が画像i0〜i3間で左右方向に互いにずれていることから、上記正弦波の位相が相互に異なっていることが分かる。なお、模様生成部4により生成された模様は、バス3を介して記憶部8に記憶される。
In step S1, in response to the user's operation of the operation unit 9, the pattern generation unit 4 generates three or more patterns in which the luminance in a certain direction changes in a sine wave shape and the phases of the sine waves are mutually different. Here, as an example of this pattern, four transverse waves displayed in the images i0 to i3 shown in FIGS. All of these four transverse waves are those in which the luminance in the horizontal direction in the figure changes in a sine wave shape, and the positions of the black vertical lines indicating portions with low luminance are mutually offset in the horizontal direction among the images i0 to i3. Thus, it can be seen that the phases of the sine waves are different from each other. The pattern generated by the pattern generation unit 4 is stored in the
次に、ステップS2では、ユーザによる操作部9の操作に応じて、模様生成部4は、ステップS1で生成された模様を入出力ノード2に接続されたディスプレイなどの画像表示手段に順次表示させ、各模様をカメラなどの撮像手段により撮像する。そして、本ステップで撮像された画像は、記憶部8に記憶される。
Next, in step S2, in response to the operation of the operation unit 9 by the user, the pattern generation unit 4 sequentially displays the pattern generated in step S1 on an image display means such as a display connected to the input /
なお、模様生成部4は、上記3つ以上の模様を、輝度が正弦波状に変化する上記方向が上記画像表示手段をなす平面を規定する第一の方向となるように画像表示手段に表示させると共に、輝度が変化する上記方向が前記画像表示手段をなす平面を規定する第一の方向と異なる第二の方向となるように画像表示手段に表示させる。ここで一例として、第一の方向は水平方向であり、第二の方向は垂直方向である場合が考えられるが、第一及び第二の方向は当該平面を規定する異なる方向であればよく、上記例に限られない。 The pattern generation unit 4 causes the image display means to display the three or more patterns so that the direction in which the luminance changes sinusoidally is the first direction defining the plane forming the image display means. The image display means is displayed such that the direction in which the luminance changes is a second direction different from the first direction which defines the plane forming the image display means. Here, as an example, the first direction may be horizontal and the second direction may be vertical, but the first and second directions may be different directions defining the plane, It is not limited to the above example.
これより、上記第一の方向と第二の方向においてそれぞれ、後述する装置座標が得られるため、二次元平面からなる画像表示手段上の全画素の位置を正確に特定することができることになる。 As a result, since device coordinates to be described later can be obtained in the first direction and the second direction, it is possible to accurately specify the positions of all pixels on the image display means formed of a two-dimensional plane.
次に、ステップS3では、ユーザによる操作部9の操作により、歪み推定部6は、ステップS2で撮像された画像の輝度に応じて、当該画像を構成する各画素の、上記画像表示手段における第一の位置座標(装置座標)を算出し、記憶部8に記憶される。
Next, in step S3, according to the luminance of the image captured in step S2, the distortion estimation unit 6 operates the operation unit 9 by the user to control the number of pixels in the image display unit of the pixels. One position coordinate (device coordinate) is calculated and stored in the
ここで、装置座標は位相シフト法により算出され、例えば4ステップ法を採用する場合には、図3(a)〜(d)に示された画像i0〜i3の後述する画像座標(u,v)における輝度をそれぞれ/I0(u,v),/I1(u,v),/I2(u,v),/I3(u,v)としたとき、画像座標(u,v)における上記正弦波の位相は次式(1)で求まる。そして、式(1)により得られた位相から装置座標を求められることになるが、装置座標の算出方法については後に詳しく説明する。 Here, the device coordinates are calculated by the phase shift method. For example, when the four-step method is adopted, image coordinates (u, v) of the images i0 to i3 shown in FIGS. Image coordinates (u, v) where the luminance in) is / I 0 (u, v), / I 1 (u, v), / I 2 (u, v), / I 3 (u, v) The phase of the sine wave in the above can be obtained by the following equation (1). The device coordinates can be obtained from the phase obtained by the equation (1). The method of calculating the device coordinates will be described in detail later.
次に、ステップS4では、歪み推定部6は、上記各画素について、記憶部8に記憶された上記装置座標と、模様上における第二の位置座標(画像座標)を比較することにより、歪みを推定する。ここで、本推定においては、全画素の座標を用いて歪みモデルのパラメータ(関数)が求められ、あるいは、同一点につき歪んで写る画素と歪まずに上記画像表示手段に映る画素の対応表が作成される。なお、本ステップで得られた上記関数や対応表は、記憶部8に記憶される。
Next, in step S4, the distortion estimation unit 6 compares the distortion of the above-mentioned device coordinates stored in the
次に、ステップS5では、ユーザによる操作部9の操作により、補正部7は、ステップS4で推定された歪みに応じて、上記撮像手段により撮像された画像を補正する。より具体的には、ステップS4で求められた関数若しくは対応表を用いて、歪みが生じた画像を歪みのない画像へ変換する。
Next, in step S5, the
なお、本発明の実施の形態に係る光学歪み校正方法は、撮像手段に用いられたレンズなどの光学部品に起因して生じる画像の光学歪みを校正する方法であるため、ステップS5における補正は、ステップS2で用いられた撮像手段で撮像された全ての画像を対象として実行される。以下においては、上記における装置座標の算出方法について、順を追って詳しく説明する。 The optical distortion calibration method according to the embodiment of the present invention is a method of calibrating the optical distortion of an image generated due to an optical component such as a lens used in the imaging unit, the correction in step S5 is It is executed for all the images captured by the imaging unit used in step S2. In the following, the method of calculating the device coordinates in the above will be described in detail in order.
[模様の作成方法について]
図2に示されたステップS1においては、例えば以下のような方法で模様が作成される。
[How to create a pattern]
In step S1 shown in FIG. 2, for example, a pattern is created by the following method.
時刻tにおける波模様の参照位相δtを次式(2)で表す。 The waveform reference phase δ t at time t is expressed by the following equation (2).
上式(2)において、tは時刻を示し、4ステップ法の場合には0、1、2、3のいずれかの値をとる。また、Tは上記波の1周期の時間を示し、4ステップ法の場合には4の値をとる。なお、時間の単位は、上記波模様の参照位相δtが切り替わる仮想的な時間の間隔とされる。 In the above equation (2), t represents time, and in the case of the four-step method, it takes a value of 0, 1, 2, or 3. Further, T represents the time of one cycle of the wave, and takes a value of 4 in the case of the four-step method. The unit of time is the interval between the virtual time reference phase [delta] t of the wave pattern is switched.
ここで、上記の参照位相δtを用いて、それぞれ横波及び縦波の模様における点の明るさPu,Pvを次式(3)で求めることにより、上記波模様を作成する。 Here, using the above reference phase [delta] t, the brightness P u of points in transverse and longitudinal pattern respectively, by obtaining in following equation P v (3), to create the wave pattern.
なお、上式(3)において、up及びvpはそれぞれ模様上の点の水平、垂直方向の装置座標、Lu及びLvはそれぞれ上記水平方向、垂直方向の1周期の長さ、Apは明るさの振幅、Bpは明るさのバイアス成分を示す。 In the above equation (3), u p and v p are the device coordinates in the horizontal and vertical directions of the pattern point, respectively, and L u and L v are the length of one period in the horizontal and vertical directions, respectively, A p represents the brightness amplitude, and B p represents the brightness bias component.
[位相から装置座標への変換について]
カメラで観測される横波の明るさIuは、次式(4)で表される。
[About transformation from phase to device coordinates]
The brightness I u of the transverse wave observed by the camera is expressed by the following equation (4).
上式(4)において、それぞれu及びvは、上記カメラで撮像された画像(カメラ画像)の水平及び垂直方向における画像座標、φ(u,v)は位相、Aは上記画像の明るさの振幅、Bは明るさのバイアス成分を示す。なお、位相φ(u,v)[ラジアン]は参照位相δtからの位相差であり、−πからπの値をとる。 In the above equation (4), u and v are image coordinates in the horizontal and vertical directions of an image (camera image) captured by the camera, φ (u, v) is the phase, and A is the brightness of the image. Amplitude, B indicates a bias component of brightness. Incidentally, the phase difference from the phase φ (u, v) [radian] reference phase [delta] t, taking the value of π from - [pi].
ここで、座標が(u,v)である画素について、作成された画像が表示されたことによる横波の明るさPu(式(3)参照)とカメラで観測される横波の明るさIu(式(4)参照)を比較すると、次式(5)の関係が成り立つ。 Here, for the pixel whose coordinates are (u, v), the brightness P u of the shear wave (see equation (3)) and the brightness I u of the shear wave observed by the camera, as the created image is displayed Comparing (see equation (4)), the following equation (5) holds.
よって、位相φ(u,v)が求まると、作成した横波における装置座標upが次式(6)から求まる。なお、位相φ(u,v)を求める方法については、後述する。 Therefore, when the phase φ (u, v) is obtained, the device coordinates u p in the created transverse wave can be obtained from the following equation (6). The method of obtaining the phase φ (u, v) will be described later.
縦波の場合も同様に、作成した縦波における装置座標vpが次式(7)から求まる。 Similarly, in the case of the longitudinal wave, the device coordinates v p in the created longitudinal wave can be obtained from the following equation (7).
[位相の求め方について]
時刻tにおける波の明るさIt(u,v)は、次式(8)のように表すことができる。
[How to determine the phase]
The brightness I t (u, v) of the wave at time t can be expressed as the following equation (8).
ここで、明るさの真値Itに対する実測値を/Itとする。また、時刻tは0から(N−1)までとし、参照位相をN段階に変化させるものとする。そして、誤差を含んだ/Itから、確からしい位相φを最小二乗法によって求める。すなわち、次式(9)で示される実測値/Itと真値Itの差の二乗和Eが最小になるようにa,b,cを定めることによって、位相φを求める。 Here, the actual measurement values / I t to the true value I t of the brightness. Further, time t is from 0 to (N-1), and the reference phase is changed in N steps. Then, from the error / I t , a probable phase φ is obtained by the least square method. That is, by determining a, b, and c as the square sum E of the difference between the measured value / I t and the true value I t represented by the following formula (9) is minimized, obtaining the phase phi.
そして、このような方法によって、位相φは次式(10)のように求められる。 Then, the phase φ is obtained as in the following equation (10) by such a method.
また、振幅Aとバイアス成分Bはそれぞれ、次式(11)のように求められる。 Further, the amplitude A and the bias component B are respectively obtained as in the following equation (11).
なお、上記の解は波の方向に依存しないので、明るさIt(u,v)は横波と縦波のいずれであっても良い。 Since the above solution does not depend on the direction of the wave, the brightness I t (u, v) may be either a transverse wave or a longitudinal wave.
[Nステップ法への拡張について]
上記参照位相を0から2πの間で等間隔にN段階変化させる場合には、式(2)に示された参照位相δは次式(12)により表すことができる。
[Extension to N-step method]
In the case of changing the reference phase N steps at equal intervals between 0 and 2π, the reference phase δ shown in the equation (2) can be expressed by the following equation (12).
このとき、式(9)に示された二乗和Eが最小となる解は、以下の式(13)で示される。 At this time, a solution with which the sum of squares E shown in the equation (9) is minimized is shown by the following equation (13).
よって、式(10)により、位相φは次式(14)のように求められる。 Therefore, the phase φ can be obtained by the following equation (14) by the equation (10).
なお、式(12)においてNを4として、参照位相δを0からπ/2(90度)ずつ4段階変化させる場合は、式(13)に示された解は次式(15)となる。 When N is 4 in the equation (12) and the reference phase δ is changed in four steps from 0 to π / 2 (90 degrees) from 0, the solution shown in the equation (13) is the following equation (15) .
従って、式(10)により、位相φは式(1)のように求められることになる。 Therefore, the phase φ can be obtained as shown in equation (1) according to equation (10).
以上の本発明の実施の形態に係る光学歪み校正方法は、図2に示された手順をコンピュータで実行可能なプログラムとして記述し、図4に示されるような光学歪み校正装置20のメモリ22に本プログラムを格納して、中央演算処理装置(CPU)21に実行させることによっても実現することができる。
In the optical distortion calibration method according to the embodiment of the present invention described above, the procedure shown in FIG. 2 is described as a computer-executable program, and the
以上より、本発明の実施の形態に係る光学歪み校正装置1,20や光学歪み校正方法、若しくは光学歪み校正プログラムによれば、レンズなどの光学部品を用いて撮像された画像において生じる光学歪みを、従来よりも精度良く校正することができる。また、本発明による校正は歪曲収差に限られず、他の光学歪みにも用いることができる。
As described above, according to the optical
1,20 光学歪み校正装置
4 模様生成部
6 歪み推定部
7 補正部
21 CPU
1, 20 optical distortion correction device 4 pattern generation unit 6
Claims (12)
ある方向の輝度が正弦波状に変化し、前記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成して画像表示手段に表示する模様生成手段と、
撮像手段により撮像された前記3つ以上の模様についての画像の輝度に応じて、前記画像を構成する各画素の前記画像表示手段における第一の位置座標を算出し、前記各画素について、前記模様上における第二の位置座標と比較することにより、前記歪みを推定する歪み推定手段と、
前記歪み推定手段により推定された前記歪みに応じて、前記撮像手段により撮像された画像を補正する補正手段を備えた光学歪み校正装置。 An optical distortion calibration apparatus for calibrating optical distortion occurring in an image, comprising:
Pattern generation means for generating three or more patterns in which the luminance in a certain direction changes sinusoidally and the phases of the sine waves are mutually different; and
A first position coordinate in the image display means of each pixel constituting the image is calculated according to the brightness of the image of the three or more patterns imaged by the imaging means, and the pattern for each pixel is calculated. Distortion estimation means for estimating the distortion by comparison with a second position coordinate on the upper side;
An optical distortion correction device comprising: correction means for correcting an image captured by the imaging means according to the distortion estimated by the distortion estimation means.
ある方向の輝度が正弦波状に変化し、前記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成する第一のステップと、
前記第一のステップで生成された前記模様を順次画像表示手段に表示させ、各模様を撮像手段で撮像する第二のステップと、
前記第二のステップで撮像された画像の輝度に応じて、前記画像を構成する各画素の、前記画像表示手段における第一の位置座標を算出する第三のステップと、
前記各画素について、前記第一の位置座標と、前記模様上における第二の位置座標とを比較することにより、前記歪みを推定する第四のステップと、
前記第四のステップで推定された前記歪みに応じて、前記撮像手段により撮像された画像を補正する第五のステップを有する光学歪み校正方法。 An optical distortion calibration method for calibrating an optical distortion occurring in an image, comprising:
A first step of generating three or more patterns in which the luminance in a certain direction changes sinusoidally and the phases of the sine waves are mutually different;
A second step of causing the image display means to sequentially display the patterns generated in the first step, and imaging each pattern by the imaging means;
A third step of calculating first position coordinates of the pixels constituting the image in the image display means according to the luminance of the image captured in the second step;
A fourth step of estimating the distortion by comparing the first position coordinate and the second position coordinate on the pattern for each pixel;
5. An optical distortion calibration method comprising a fifth step of correcting an image captured by the imaging unit according to the distortion estimated in the fourth step.
前記3つ以上の模様を、前記方向が前記画像表示手段をなす平面を規定する第一の方向となるように、前記画像表示手段に表示させるステップと、
前記3つ以上の模様を、前記方向が前記画像表示手段をなす平面を規定する前記第一の方向と異なる第二の方向となるように、前記画像表示手段に表示させるステップを含む、請求項5に記載の光学歪み校正方法。 The second step is
Displaying the three or more patterns on the image display means such that the direction is a first direction defining a plane forming the image display means;
The method according to claim 1, further comprising the step of displaying the three or more patterns on the image display means so as to be a second direction different from the first direction in which the direction defines the plane forming the image display means. The optical distortion calibration method as described in 5.
前記各画素の位相を算出するステップと、
前記位相に応じて前記第一の位置座標を算出するステップを含む、請求項5に記載の光学歪み校正方法。 The third step is
Calculating the phase of each pixel;
The optical distortion calibration method according to claim 5, further comprising: calculating the first position coordinate according to the phase.
ある方向の輝度が正弦波状に変化し、前記正弦波の位相が相互に異なる3つ以上の模様を生成させる第一の手順と、
前記第一の手順で生成された前記模様を順次画像表示手段に表示させ、各模様を撮像手段に撮像させる第二の手順と、
前記第二の手順において撮像された画像の輝度に応じて、前記画像を構成する各画素の、前記画像表示手段における第一の位置座標を算出させる第三の手順と、
前記各画素について、前記第一の位置座標と、前記模様上における第二の位置座標とを比較することにより、前記歪みを推定させる第四の手順と、
前記第四の手順で推定された前記歪みに応じて、前記撮像手段により撮像された画像を補正させる第五の手順を有する光学歪み校正プログラム。 An optical distortion calibration program for causing a computer to calibrate optical distortion occurring in an image, the program comprising:
A first procedure for generating three or more patterns in which the luminance in a certain direction changes sinusoidally and the phases of the sine waves are mutually different;
A second step of causing the image display means to sequentially display the patterns generated in the first step, and imaging each pattern on the image pickup means;
A third step of calculating first position coordinates of the pixels constituting the image in the image display means according to the luminance of the image captured in the second step;
A fourth procedure for estimating the distortion by comparing the first position coordinate and the second position coordinate on the pattern for each pixel;
An optical distortion calibration program comprising a fifth procedure for correcting an image captured by the imaging means according to the distortion estimated in the fourth procedure.
前記3つ以上の模様を、前記方向が前記画像表示手段をなす平面を規定する第一の方向となるように、前記画像表示手段に表示させる手順と、
前記3つ以上の模様を、前記方向が前記画像表示手段をなす平面を規定する前記第一の方向と異なる第二の方向となるように、前記画像表示手段に表示させる手順を含む、請求項9に記載の光学歪み校正プログラム。 The second procedure is
A procedure for causing the image display means to display the three or more patterns such that the direction is a first direction defining a plane forming the image display means;
The method according to claim 1, further comprising the step of displaying the three or more patterns on the image display means so as to be displayed in a second direction different from the first direction in which the direction defines the plane forming the image display means. The optical distortion calibration program described in 9.
前記各画素の位相を算出させる手順と、
前記位相に応じて前記第一の位置座標を算出させる手順を含む、請求項9に記載の光学歪み校正プログラム。 The third step is
A procedure for calculating the phase of each pixel;
The optical distortion calibration program according to claim 9, further comprising: a step of calculating the first position coordinate according to the phase.
The optical distortion calibration program according to claim 9, wherein the fourth procedure estimates the distortion by obtaining a function or a correspondence table between the first position coordinate and the second position coordinate. .
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