JP2893078B2 - シェーディング補正方法およびその装置 - Google Patents
シェーディング補正方法およびその装置Info
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- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、円筒，角柱などの柱
形状をなす物体を撮像して得た画像を処理して認識など
を行う画像処理装置に関連し、殊にこの発明は、照明む
らなどに起因するシェーディングの影響を取り除いて前
記物体の画像を補正するためのシェーディング補正方法
およびその装置に関する。
形状をなす物体を撮像して得た画像を処理して認識など
を行う画像処理装置に関連し、殊にこの発明は、照明む
らなどに起因するシェーディングの影響を取り除いて前
記物体の画像を補正するためのシェーディング補正方法
およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばカメラで撮像した濃淡画像を２
値化して特徴量などを計測するのに、照明装置の光源む
らやカメラのレンズ歪みなどに起因して濃淡画像の明る
さの不均一（これを「シェーディング」という）が生ず
ると、その濃淡画像を２値化した場合に、２値画像中に
シェーディングの発生部分も認識対象として現れるた
め、２値画像を忠実に再現するのが困難である。
値化して特徴量などを計測するのに、照明装置の光源む
らやカメラのレンズ歪みなどに起因して濃淡画像の明る
さの不均一（これを「シェーディング」という）が生ず
ると、その濃淡画像を２値化した場合に、２値画像中に
シェーディングの発生部分も認識対象として現れるた
め、２値画像を忠実に再現するのが困難である。
【０００３】このようなシェーディングの影響を除去す
るのに、従来は、まず対象物を撮像した後にその対象物
を除き、たとえば均一な反射率を有する白色無地の基準
用紙を置いて撮像し、対象物の画像と基準用紙の画像と
の間で演算を行って前記シェーディングの影響を除去し
た補正画像を得ている。
るのに、従来は、まず対象物を撮像した後にその対象物
を除き、たとえば均一な反射率を有する白色無地の基準
用紙を置いて撮像し、対象物の画像と基準用紙の画像と
の間で演算を行って前記シェーディングの影響を除去し
た補正画像を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な方法では、基準用紙をあらかじめ用意する必要があっ
て煩雑である。また対象物が円筒などの立体形状である
場合に、照明光が撮像装置の方向へ反射する対向部分
と、照明光が撮像装置の方向へ反射しない側面部分とで
は、濃淡画像の明るさが不均一となってシェーディング
が発生するが、この種の立体形状に起因するシェーディ
ングについては、前記の基準用紙を用いる方法で対処す
るのが困難である。
な方法では、基準用紙をあらかじめ用意する必要があっ
て煩雑である。また対象物が円筒などの立体形状である
場合に、照明光が撮像装置の方向へ反射する対向部分
と、照明光が撮像装置の方向へ反射しない側面部分とで
は、濃淡画像の明るさが不均一となってシェーディング
が発生するが、この種の立体形状に起因するシェーディ
ングについては、前記の基準用紙を用いる方法で対処す
るのが困難である。
【０００５】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、基準用紙などの別部材を用いず、しかも立体形
状に起因するシェーディングの影響を取り除いて濃淡画
像を補正し得るシェーディング補正方法およびその装置
を提供することを目的とする。
もので、基準用紙などの別部材を用いず、しかも立体形
状に起因するシェーディングの影響を取り除いて濃淡画
像を補正し得るシェーディング補正方法およびその装置
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】請求項１の発明にかかる
シェーディング補正方法は、物体を撮像して得られた画
像を表示させ、その表示された物体の画像に対し、直交
座標系の第１の座標軸をシェーディング状態が一様であ
ると仮定した方向に割り当てて、第２の座標軸の座標値
が異なる画像上の複数の点を指定し、指定された各点の
濃度データから第２の座標軸に沿う画像の濃度分布を求
め、その濃度分布を第１の座標軸の方向へ画像全体にわ
たり引き延ばすことにより、シェーディングパターンと
しての画像を生成した後、前記シェーディングパターン
を用いて物体の画像を補正して、シェーディングの影響
が取り除かれた補正画像を生成することを特徴とする。
請求項２の発明にかかるシェーディング補正装置は、物
体を撮像して得られた画像を表示するモニタ部と、モニ
タ部に表示された物体の画像に対し、直交座標系の第１
の座標軸をシェーディング状態が一様であると仮定した
方向に割り当てて、第２の座標軸の座標値が異なる画像
上の複数の点を指定するための操作部と、物体の画像の
シェーディング補正処理を実行する画像処理装置とを備
えたものであり、前記画像処理装置は、操作部により指
定された各点の濃度データから第２の座標軸に沿う画像
の濃度分布を検出し、その濃度分布を第１の座標軸の方
向へ画像全体にわたり引き延ばすことにより、シェーデ
ィングパターンとしての画像を生成する処理と、前記シ
ェーディングパターンを用いて物体の画像を補正して、
シェーディングの影響が取り除かれた補正画像を生成す
る処理とを実行するようにしている。
シェーディング補正方法は、物体を撮像して得られた画
像を表示させ、その表示された物体の画像に対し、直交
座標系の第１の座標軸をシェーディング状態が一様であ
ると仮定した方向に割り当てて、第２の座標軸の座標値
が異なる画像上の複数の点を指定し、指定された各点の
濃度データから第２の座標軸に沿う画像の濃度分布を求
め、その濃度分布を第１の座標軸の方向へ画像全体にわ
たり引き延ばすことにより、シェーディングパターンと
しての画像を生成した後、前記シェーディングパターン
を用いて物体の画像を補正して、シェーディングの影響
が取り除かれた補正画像を生成することを特徴とする。
請求項２の発明にかかるシェーディング補正装置は、物
体を撮像して得られた画像を表示するモニタ部と、モニ
タ部に表示された物体の画像に対し、直交座標系の第１
の座標軸をシェーディング状態が一様であると仮定した
方向に割り当てて、第２の座標軸の座標値が異なる画像
上の複数の点を指定するための操作部と、物体の画像の
シェーディング補正処理を実行する画像処理装置とを備
えたものであり、前記画像処理装置は、操作部により指
定された各点の濃度データから第２の座標軸に沿う画像
の濃度分布を検出し、その濃度分布を第１の座標軸の方
向へ画像全体にわたり引き延ばすことにより、シェーデ
ィングパターンとしての画像を生成する処理と、前記シ
ェーディングパターンを用いて物体の画像を補正して、
シェーディングの影響が取り除かれた補正画像を生成す
る処理とを実行するようにしている。
【０００７】
【作用】観測対象が柱状をなす物体である場合に、照明
光が撮像装置の方向へ反射する面と、照明光が撮像装置
の方向へ反射しない面とでは、画像の明るさが不均一と
なるが、この立体形状に起因するシェーディングが現れ
た物体の画像に対し、直交座標系の第１の座標軸をシェ
ーディング状態が一様であると仮定した方向に割り当
て、第２の座標軸が異なる画像上の複数の点を指定する
だけで、シェーディングパターンが生成されて物体の画
像が補正される。
光が撮像装置の方向へ反射する面と、照明光が撮像装置
の方向へ反射しない面とでは、画像の明るさが不均一と
なるが、この立体形状に起因するシェーディングが現れ
た物体の画像に対し、直交座標系の第１の座標軸をシェ
ーディング状態が一様であると仮定した方向に割り当
て、第２の座標軸が異なる画像上の複数の点を指定する
だけで、シェーディングパターンが生成されて物体の画
像が補正される。
【０００８】
【実施例】図１は、この発明にかかるシェーディング補
正装置が導入された画像処理システムの全体構成を示し
ている。
正装置が導入された画像処理システムの全体構成を示し
ている。
【０００９】この画像処理システムは、瓶や缶のような
円筒状物体１を撮像して、物体表面に表示された文字，
図形などのパターンを認識するためのもので、撮像装置
２と、この撮像装置２により真上より撮像して得られた
濃淡画像を後述するように画像処理する画像処理装置３
と、濃淡画像や２値画像を表示するためのモニタ部４
と、前記画像処理装置３へ各種データをキー入力した
り、後述する点の指定を行ったりするための操作部５と
を備えている。
円筒状物体１を撮像して、物体表面に表示された文字，
図形などのパターンを認識するためのもので、撮像装置
２と、この撮像装置２により真上より撮像して得られた
濃淡画像を後述するように画像処理する画像処理装置３
と、濃淡画像や２値画像を表示するためのモニタ部４
と、前記画像処理装置３へ各種データをキー入力した
り、後述する点の指定を行ったりするための操作部５と
を備えている。
【００１０】前記撮像装置２としてＣＣＤカメラなどが
用いられ、また操作部５としてコンソール，キーボー
ド，マウスなどが含まれる。また画像処理装置３は濃淡
画像や後述するシェーディングパターンを記憶させる複
数の画像メモリを具備し、マイクロプロセッサなどの演
算処理部が画像メモリに記憶された濃淡画像に対しシェ
ーディング補正その他の画像処理を実行する。なお図示
していないが、物体１の上方位置には撮像装置２の周囲
に円環状の照明装置が配備してあり、これにより物体１
への照明を施す。
用いられ、また操作部５としてコンソール，キーボー
ド，マウスなどが含まれる。また画像処理装置３は濃淡
画像や後述するシェーディングパターンを記憶させる複
数の画像メモリを具備し、マイクロプロセッサなどの演
算処理部が画像メモリに記憶された濃淡画像に対しシェ
ーディング補正その他の画像処理を実行する。なお図示
していないが、物体１の上方位置には撮像装置２の周囲
に円環状の照明装置が配備してあり、これにより物体１
への照明を施す。
【００１１】図２は、モニタ部４に表示された前記円筒
状物体１の濃淡画像６を示す。図中、７は物体の画像部
分を、８は背景の画像部分を、９は物体１の表面に表さ
れたパターンの画像部分を、それぞれ示し、同図の上下
方向が円筒の長さ方向に対応する。この濃淡画像６には
物体１の立体形状に起因するシェーディング１０が物体
１の画像部分７の両側に沿って帯状に現れている。この
濃淡画像６に対して、ＸＹ座標系のＹ軸をシェーディン
グ状態が一様であると仮定した方向に割り当てている。
状物体１の濃淡画像６を示す。図中、７は物体の画像部
分を、８は背景の画像部分を、９は物体１の表面に表さ
れたパターンの画像部分を、それぞれ示し、同図の上下
方向が円筒の長さ方向に対応する。この濃淡画像６には
物体１の立体形状に起因するシェーディング１０が物体
１の画像部分７の両側に沿って帯状に現れている。この
濃淡画像６に対して、ＸＹ座標系のＹ軸をシェーディン
グ状態が一様であると仮定した方向に割り当てている。
【００１２】図３は、前記濃淡画像６のＡ−Ａ線に沿う
画像の濃度分布（この場合は明るさ分布）を示すもの
で、横軸が画像位置（Ｘ座標値）を、縦軸が画像の明る
さを、それぞれ示す。なおこのＡ−Ａ線上にはパターン
の画像部分９が位置している。同図の画像の明るさ分布
において、ａが背景の画像部分８に対応し、ｂが物体の
画像部分７に対応するもので、背景の画像部分８につい
ては画像明るさはほぼ一定であるが、物体の画像部分７
についてはシェーディングの影響で中央部は明るく、周
辺部は暗くなると共に、パターンの位置に応じて明るさ
が大小変化している。
画像の濃度分布（この場合は明るさ分布）を示すもの
で、横軸が画像位置（Ｘ座標値）を、縦軸が画像の明る
さを、それぞれ示す。なおこのＡ−Ａ線上にはパターン
の画像部分９が位置している。同図の画像の明るさ分布
において、ａが背景の画像部分８に対応し、ｂが物体の
画像部分７に対応するもので、背景の画像部分８につい
ては画像明るさはほぼ一定であるが、物体の画像部分７
についてはシェーディングの影響で中央部は明るく、周
辺部は暗くなると共に、パターンの位置に応じて明るさ
が大小変化している。
【００１３】図２に示す濃淡画像６につき、前記モニタ
部４と操作部５とを用いて画像処理装置３により濃淡画
像６のシェーディング補正を実施するもので、図４に画
像処理装置３の制御手順が示してある。
部４と操作部５とを用いて画像処理装置３により濃淡画
像６のシェーディング補正を実施するもので、図４に画
像処理装置３の制御手順が示してある。
【００１４】まずステップ１（図中「ＳＴ１」で示す）
において、撮像装置２により物体１が撮像されると、そ
の濃淡画像６が画像処理装置３に取り込まれて画像メモ
リに格納されると共に、モニタ部４に表示される（ステ
ップ２）。
において、撮像装置２により物体１が撮像されると、そ
の濃淡画像６が画像処理装置３に取り込まれて画像メモ
リに格納されると共に、モニタ部４に表示される（ステ
ップ２）。
【００１５】つぎにステップ３において、モニタ部４に
表示された濃淡画像６に対し、操作部５により画像全長
にわたり同一の明るさと判断される点が複数指定される
と、画像処理装置３は各指定点の位置情報（この場合Ｘ
座標値）を取り込み、各指定点の画像濃度を検出する
（ステップ４）。各指定点は、パターンの画像部分９が
存在せずかつ操作者において濃淡が画像全長にわたり一
様であると判断する画像部分を選択してできるだけ多数
個指定される。図２では、×で示す点Ｐが指定点であっ
て、パターンの画像部分９を除く画像位置に広く分布し
ている。
表示された濃淡画像６に対し、操作部５により画像全長
にわたり同一の明るさと判断される点が複数指定される
と、画像処理装置３は各指定点の位置情報（この場合Ｘ
座標値）を取り込み、各指定点の画像濃度を検出する
（ステップ４）。各指定点は、パターンの画像部分９が
存在せずかつ操作者において濃淡が画像全長にわたり一
様であると判断する画像部分を選択してできるだけ多数
個指定される。図２では、×で示す点Ｐが指定点であっ
て、パターンの画像部分９を除く画像位置に広く分布し
ている。
【００１６】図５は、各指定点ＰのＸ座標に対する画像
の明るさの分布点Ｑを示すもので、各指定点Ｐに対し、
公知のスプライン補完方式などで補完を行い、各分布点
Ｑを連続する曲線で結ぶことにより、図６に示すような
明るさ分布１１が得られる。この明るさ分布１１が前記
濃淡画像７のＸ座標の方向のシェーディング状態を表し
ており、Ｙ座標の方向のシェーディング状態については
一様であると仮定し、図６の明るさ分布１１を画像全長
にわたり引き延ばすことにより画像全体のシェーディン
グ状態を求め、これをシェーディングパターンとして画
像メモリに記憶させる（ステップ５）。
の明るさの分布点Ｑを示すもので、各指定点Ｐに対し、
公知のスプライン補完方式などで補完を行い、各分布点
Ｑを連続する曲線で結ぶことにより、図６に示すような
明るさ分布１１が得られる。この明るさ分布１１が前記
濃淡画像７のＸ座標の方向のシェーディング状態を表し
ており、Ｙ座標の方向のシェーディング状態については
一様であると仮定し、図６の明るさ分布１１を画像全長
にわたり引き延ばすことにより画像全体のシェーディン
グ状態を求め、これをシェーディングパターンとして画
像メモリに記憶させる（ステップ５）。
【００１７】つぎにステップ６において、画像処理装置
３は濃淡画像６を前記シェーディングパターンの画像デ
ータで減算または除算することによりシェーディングの
影響を取り除いた補正画像を生成して画像メモリに格納
すると共に、モニタ部４にその補正画像を表示させる
（ステップ７）。
３は濃淡画像６を前記シェーディングパターンの画像デ
ータで減算または除算することによりシェーディングの
影響を取り除いた補正画像を生成して画像メモリに格納
すると共に、モニタ部４にその補正画像を表示させる
（ステップ７）。
【００１８】図７は、前記補正画像の前記Ａ−Ａ線に沿
う明るさ分布１２を示している。同図において、ｃが背
景の画像部分８に対応し、ｄが物体の画像部分７に対応
するもので、シェーディングの影響が取り除かれている
から、パターンの位置に応じて明るさが変化している。
う明るさ分布１２を示している。同図において、ｃが背
景の画像部分８に対応し、ｄが物体の画像部分７に対応
するもので、シェーディングの影響が取り除かれている
から、パターンの位置に応じて明るさが変化している。
【００１９】この発明は上記の如く、物体を撮像して得
た濃淡画像に対し、直交座標系の第１の座標軸をシェー
ディング状態が一様であると仮定した方向に割り当て
て、第２の座標軸の座標値が異なる画像上の複数の点を
指定し、各指定点の濃度データから第２の座標軸に沿う
画像の濃度分布を求め、その濃度分布を第１の座標軸の
方向へ画像全体にわたり引き延ばすことによりシェーデ
ィングパターンとしての画像を生成して、そのシェーデ
ィングパターンを用いて物体の画像を補正するようにし
たから、画像に立体形状に起因するシェーディングが現
れても、基準用紙などの別部材を用いることなく、各点
を指定するだけで、シェーディングパターンが得られて
物体の画像を補正できる。また画像中に文字，図形など
のパターンが広範囲に存在していても、そのパターンの
画像部分を除く点を指定すればよいから、パターンの大
小を問わず、シェーディングパターンの生成および物体
の画像の補正が可能であるなど、顕著な効果を奏する。
た濃淡画像に対し、直交座標系の第１の座標軸をシェー
ディング状態が一様であると仮定した方向に割り当て
て、第２の座標軸の座標値が異なる画像上の複数の点を
指定し、各指定点の濃度データから第２の座標軸に沿う
画像の濃度分布を求め、その濃度分布を第１の座標軸の
方向へ画像全体にわたり引き延ばすことによりシェーデ
ィングパターンとしての画像を生成して、そのシェーデ
ィングパターンを用いて物体の画像を補正するようにし
たから、画像に立体形状に起因するシェーディングが現
れても、基準用紙などの別部材を用いることなく、各点
を指定するだけで、シェーディングパターンが得られて
物体の画像を補正できる。また画像中に文字，図形など
のパターンが広範囲に存在していても、そのパターンの
画像部分を除く点を指定すればよいから、パターンの大
小を問わず、シェーディングパターンの生成および物体
の画像の補正が可能であるなど、顕著な効果を奏する。
【図１】この発明にかかるシェーディング補正装置が導
入された画像処理システムの構成を示す説明図である。
入された画像処理システムの構成を示す説明図である。
【図２】濃淡画像を示す説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う画像の明るさ分布を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】画像処理装置の制御手順を示すフローチャート
である。
である。
【図５】各指定点のＸ座標に対する画像の明るさ分布を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】各指定点を結んで得た画像の明るさ分布を示す
説明図である。
説明図である。
【図７】補正画像の明るさ分布を示す説明図である。
２ 撮像装置 ３ 画像処理装置 ４ モニタ部 ５ 操作部
Claims (2)
- 【請求項１】 物体を撮像して得られた画像を表示さ
せ、その表示された物体の画像に対し、直交座標系の第
１の座標軸をシェーディング状態が一様であると仮定し
た方向に割り当てて、第２の座標軸の座標値が異なる画
像上の複数の点を指定し、指定された各点の濃度データ
から第２の座標軸に沿う画像の濃度分布を求め、その濃
度分布を第１の座標軸の方向へ画像全体にわたり引き延
ばすことにより、シェーディングパターンとしての画像
を生成した後、前記シェーディングパターンを用いて物
体の画像を補正して、シェーディングの影響が取り除か
れた補正画像を生成することを特徴とする画像のシェー
ディング補正方法。 - 【請求項２】 物体を撮像して得られた画像を表示する
モニタ部と、モニタ部に表示された物体の画像に対し、
直交座標系の第１の座標軸をシェーディング状態が一様
であると仮定した方向に割り当てて、第２の座標軸の座
標値が異なる画像上の複数の点を指定するための操作部
と、物体の画像のシェーディング補正処理を実行する画
像処理装置とを備えて成り、 前記画像処理装置は、操作
部により指定された各点の濃度データから第２の座標軸
に沿う画像の濃度分布を検出し、その濃度分布を第１の
座標軸の方向へ画像全体にわたり引き延ばすことによ
り、シェーディングパターンとしての画像を生成する処
理と、前記シェーディングパターンを用いて物体の画像
を補正して、シェーディングの影響が取り除かれた補正
画像を生成する処理とを実行するようにした画像のシェ
ーディング補正装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407404A JP2893078B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | シェーディング補正方法およびその装置 |
| US08/070,360 US5621824A (en) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Shading correction method, and apparatus therefor |
| DE69129908T DE69129908T2 (de) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Verfahren zur helligkeitsverbesserung |
| KR1019930701499A KR970004112B1 (ko) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | 셰이딩 보정 방법 및 장치 |
| AU90213/91A AU9021391A (en) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Method of correcting shading and device therefor |
| EP91920839A EP0568697B1 (en) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Method of correcting shading |
| PCT/JP1991/001664 WO1992010810A1 (fr) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Procede de correction de tache et dispositif a cet effet |
| CA002097799A CA2097799A1 (en) | 1990-12-06 | 1991-11-29 | Shading correction method, and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2407404A JP2893078B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | シェーディング補正方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04213169A JPH04213169A (ja) | 1992-08-04 |
| JP2893078B2 true JP2893078B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=18516998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2407404A Expired - Fee Related JP2893078B2 (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | シェーディング補正方法およびその装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5621824A (ja) |
| EP (1) | EP0568697B1 (ja) |
| JP (1) | JP2893078B2 (ja) |
| KR (1) | KR970004112B1 (ja) |
| AU (1) | AU9021391A (ja) |
| CA (1) | CA2097799A1 (ja) |
| DE (1) | DE69129908T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992010810A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5732147A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-24 | Agri-Tech, Inc. | Defective object inspection and separation system using image analysis and curvature transformation |
| GB2310557B (en) * | 1996-02-21 | 2000-05-10 | Rank Taylor Hobson Ltd | Image processing apparatus |
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