JP3725609B2 - 画像入力装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体の光学像を単一又は複数の画像入力センサにより複数枚の画像に相当する画像データとして入力し、各画像データを合成して１枚の画像を形成する画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像入力装置において、解像度の向上を目的とし、被写体の光学像を単一又は複数の画像入力センサより分割して入力し、各分割画像データを合成して１枚の画像を構成するものが知られている。例えば、２つの画像入力センサを用いて光学像を撮影する場合、２つの画像入力センサからの画像データをもって１画像が構成されるが、図９に示すように、第１の画像入力センサは上半分の画像101 を、第２の画像入力センサは下半分の画像102 を撮影する。なお、103 は画像101 と画像102 の重なり部分（重複領域）を示している。
【０００３】
ところが、このような構成の画像入力装置においては、２つの画像入力センサの輝度特性の不均一性により、この重複領域の同一画像に対する各画像データの信号レベル（以下輝度レベル）が異なることが生じる。このため、重複領域の適当な部分で２つの画像入力センサからの画像データを切り替えて１つの画像に合成しても、合成された画像データの輝度レベルは、切り替え点で不連続な段差となる。この不連続な段差は、ＣＲＴディスプレイやプリンタ等に出力した場合、線となって現れ、画質を損ねることになる。
【０００４】
このような問題を解決するための手段として、例えば特開昭６３−２９９４５７号公報に開示されているように、各エリアの画像から重複部の画素データを読み出し、輝度補正量を求めて、輝度の補正を行うことが知られている。図10の（Ａ），（Ｂ）において、斜線で示す領域201 ，202 の面積が重複部の累積輝度値を示しており、この両者の累積輝度値の比率を算出することによって、補正係数を求めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示されている方法は、図11の（Ａ），（Ｂ）に示すように、一方の画像入力センサからの画像データの重複部分に飽和領域303 が含まれていても、斜線で示す領域301 ，302 のみの画像データで累積輝度値の比率を算出することになり、補正係数に誤差が生じてしまうが、この点については、上記公報開示の技術においては何も考慮がなされていない。この場合、特に本来累積輝度値の算出に算入されるべき飽和領域303 のデータが多くなるほど、誤差が大きくなるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の画像入力装置における上記問題点を解消するためになされたもので、重複領域に画像入力センサの感度を越えた高輝度部分のデータが消失している飽和領域が含まれていても、画質の劣化が生じない高品質な合成画像が得られる画像入力装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、単一又は複数の画像入力センサにより読み込まれた空間的に隣接した領域が重複する複数枚の画像に相当する画像データを合成して１枚の画像を形成する画像入力装置において、前記複数枚の画像における重複部分に相当する画像データ内に複数のエリアを設定するエリア設定手段と、設定された各エリアの画像データのうち、画像入力センサの感度の飽和領域にある飽和画素が少なく且つ累積輝度値の大きい１つ又は複数のエリアを選択するエリア選択手段と、該エリア選択手段で選択されたエリアの画像データから輝度差を検出して輝度の補正係数を算出する輝度補正係数算出手段を設けて構成するものである。
【０００８】
このように構成された画像入力装置においては、重複部分の画像データ内に複数のエリアを設定し、設定された各エリアの画像データのうち、飽和画素が少なく且つ累積輝度値の大きいエリアを選択して、輝度補正値を算出するようになっているので、演算誤差の少ない輝度補正係数が算出され、入力画像の性質に関わらず、重複部分の輝度差の少ない良好な合成画像を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像入力装置において、前記エリア選択手段を、各エリア内の画素における飽和画素を判定して該飽和画素を除く飽和画素判定手段と、前記飽和画素を除いた各エリア内の画素の累積輝度値を算出する累積加算手段とを設けて構成するものである。このようにエリア選択手段を構成することにより、各エリア内の画素のうち輝度値が飽和状態にある飽和画素を除いた各エリアの累積輝度値が算出され、この累積輝度値の大きいエリアを選択することにより、Ｓ／Ｎの大きい有効な輝度比データが得られるので、誤差の少ない輝度補正係数を算出することが可能となる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像入力装置において、前記エリア選択手段を、エリア毎の累積輝度値情報に基づいて、前記累積輝度値があらかじめ設定された閾値以下のなかで最も大きいエリアを選択するように構成するものである。このように構成することにより、画像の重複部分における飽和領域を避けて累積輝度値の大きなエリアを選択することが可能となり、輝度補正係数の演算誤差を低減することができ、入力画像の性質に関わらず、良好な合成画像を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る画像入力装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。この実施の形態は、請求項１及び２記載の発明に対応するものである。図１において、１，２は空間的に隣接した読み取り領域が重複するように配置された複数の第１の画像入力センサと第２の画像入力センサ、３，４は前記画像入力センサ１，２からの画像データをデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器、５は前記Ａ／Ｄ変換器３，４からの画像データの貼り合わせ合成の処理を行う信号処理部、６は出力信号端子である。
【００１２】
図２は、信号処理部５の構成例を示す図で、11，12は各画像入力センサ１，２よりの入力信号端子、13，14は画像記憶回路、15は制御回路、16はエリア選択回路、17は輝度補正回路、18は２つの画像データを１つの画像信号として出力するための出力選択回路、19は出力信号端子となっている。そして、輝度補正回路17はエリア選択回路16から出力されたエリアの累積輝度値の比率を算出する演算回路21と、画像記憶回路13，14から読み出された画像データのゲインを調整するゲイン調整回路22，23とで構成されている。
【００１３】
図３は、図２に示した信号処理部を構成するエリア選択回路16の構成例を示す図であり、31，32は累積加算回路、33は飽和画素判定回路で、画素毎の輝度値を予め定められた飽和レベルと比較して、飽和画素を判定するものである。また、34は判定回路、35，36は画像データの入力端子、37，38は累積輝度値の出力端子である。
【００１４】
次に、このような構成の第１の実施の形態の動作について説明する。第１及び第２の画像入力センサ１，２で撮像された入力画像はＡ／Ｄ変換器３，４でＡ／Ｄ変換されて、信号処理部５の画像記憶回路13，14に書き込まれる。第１及び第２の画像入力センサ１，２よりの入力画像41，42は、図４に示すように、それらの隣接した領域は重複しており、つまり同一の画像を映しており、網点で示した部分43が画像の重複部分である。そして、上記各入力画像41，42の画像データの重複部分43には、図５に示すように、輝度差を検出するためのエリア（以下輝度補正検出エリアという）を複数設定し、制御回路15により、各エリア内の画像データをエリア選択回路16に順次出力するようになっている。図５は、重複部分43に５つの輝度補正検出エリアを設定した例であり、51，52，53，54，55が一方の入力画像41に所属する各輝度補正検出エリアであり、カッコ内で示した61，62，63，64，65が他方の入力画像42に所属する各輝度補正検出エリアを示している。
【００１５】
エリア選択回路16では、飽和画素判定回路33において各輝度補正検出エリアの飽和画素の判定を行い、図６の（Ａ），（Ｂ）に示すように、一方の入力画像に所属する輝度補正検出エリアと、この入力画像と重複する他方の入力画像に所属する輝度補正検出エリアのどちらか一方でも画素が飽和している場合（この図示例では一方の入力画像41に所属する輝度補正検出エリア51に飽和画素を含み、他方の入力画像42に所属する輝度補正検出エリア61には飽和画素を含んでいない例を示している）、図７の（Ａ），（Ｂ）に示すように、飽和画素と該飽和画素と対応する他方の入力画像の画素の両方の輝度レベルを０として、ないものとする。続いて、累積加算回路31，32において、飽和画素を除いた画素の累積輝度値をそれぞれ算出し、判定回路34に出力する。この動作を設定された各輝度補正検出エリア毎に行い、算出結果を判定回路34に出力する。判定回路34では輝度補正検出エリア毎の一方又は両方の累積輝度値が最も大きい輝度補正検出エリア、すなわち図７の（Ａ），（Ｂ）において、斜線で示した範囲が最も大きい輝度補正検出エリアを選択し、その累積輝度値を輝度補正回路17に出力する。
【００１６】
輝度補正回路17では、エリア選択回路16から出力された輝度補正検出エリアの累積輝度値の比率を演算回路21において求め、補正係数を算出する。その後、画像記憶回路13，14から入力画像データを読み出し、ゲイン調整回路22，23によって補正を行った後、出力選択回路18を通して出力端子19に合成画像を出力する。
【００１７】
以上のように、本実施の形態によれば、輝度補正係数を求めるにあたり、飽和画素の判定回路を加えたエリア選択回路を設けることによって、入力画像データの重複部分に飽和している画素が含まれていても、含まれていなくても、各入力画像データの輝度特性を一致させるための輝度補正係数を精度よく算出できるため、良好な合成画像を得ることができる。
【００１８】
次に、第２の実施の形態について説明する。この実施の形態は、請求項１及び３に対応するものであり、図８は第２の実施の形態におけるエリア選択回路の構成を示す図で、他の部分の構成は第１の実施の形態と同じである。第２の実施の形態のエリア選択回路は、累積加算回路71，72，スレッシュレベル設定回路73，及び判定回路74から構成されており、75，76は画像データの入力端子、77，78が累積輝度値の出力端子となっている。
【００１９】
次に、第２の実施の形態の動作について説明する。まず、各入力画像データの重複部分に、図５に示すように、輝度補正係数を求めるための一方の入力画像に所属する各輝度補正検出エリア51，52，53，54，55と、これと重複する他方の入力画像に所属する各輝度補正検出エリア61，62，63，64，65を設定し、輝度補正検出エリア内の画像データをエリア選択回路に出力するまでの動作は、第１の実施の形態と同様である。
【００２０】
エリア選択回路においては、各輝度補正検出エリア毎の累積輝度値を累積加算回路71，72によって算出する。続いて判定回路74において、スレッシュレベル設定回路73で設定された閾値と累積輝度値の比較を行い、累積輝度値が設定された閾値以下のなかで、最も累積輝度値が大きい輝度補正検出エリアを選択し、図２の輝度補正回路17に、その輝度補正検出エリアの累積輝度値を出力する。輝度補正係数の算出においては、演算に用いる累積輝度値は大きい方がＳ／Ｎが大きいので望ましいが、累積輝度値が大きくなるほど飽和画素を含む確率も大きくなる。このため、飽和画素の含まれる確率がある程度小さくなる累積輝度値を閾値として設定している。その後、選択した輝度補正検出エリアの累積輝度値をもとに、第１の実施の形態と同様に補正を行う。
【００２１】
したがって、本実施の形態によれば、輝度補正係数を求めるにあたり、累積輝度値の判定回路を加えたエリア選択回路を設けることによって、入力画像の重複部分における飽和画素が含まれる確率が小さく、且つ累積輝度値の大きな輝度補正検出エリアを選択して累積輝度値の比率の演算を行うようになっているため、良好な合成画像を得ることができる。
【００２２】
ところで、上記第１及び第２の実施の形態においては、画像入力装置を各動作機能をもつ回路の組み合わせで構成したものを示したが、勿論、同様の機能をもったソフトウェアで構成することも可能である。また、上記各実施の形態では、輝度補正検出エリアは累積輝度値が最も大きい単一のエリアを選択するようにしたものを示したが、輝度補正検出エリアは複数選択するように構成することもでき、この場合は情報量が多くなり、精度を向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１記載の発明によれば、演算誤差の少ない輝度補正係数が算出され、入力画像の性質に関わらず、重複部分の輝度差の少ない良好な合成画像を得ることができる。また請求項２記載の発明によれば、Ｓ／Ｎの大きい有効な輝度比データが得られるので、誤差の少ない輝度補正係数を算出することができる。また請求項３記載の発明によれば、輝度補正係数の演算誤差を低減することができ、入力画像の性質に関わらず、良好な合成画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像入力装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した実施の形態における信号処理部の構成例を示す図である。
【図３】図２に示した信号処理部におけるエリア選択回路の構成例を示す図である。
【図４】図１に示した実施の形態において、２つの画像入力センサからの入力画像の態様を示す図である。
【図５】図４に示した入力画像の重複部分に設定される輝度補正検出エリアを示す図である。
【図６】輝度補正検出エリアにおける画像データの輝度レベルを示す図である。
【図７】図６において、飽和画素と該飽和画素と対応する画素の両方の輝度レベルを０とした態様を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるエリア選択回路の構成を示す図である。
【図９】２つの入力画像の入力態様を示す図である。
【図１０】２つの入力画像の重複部分の画像データの輝度レベルを示す図である。
【図１１】２つの入力画像の重複部分の画像データにおいて飽和領域が存在する場合の輝度レベルを示す図である。
【符号の説明】
１，２ 画像入力センサ
３，４ Ａ／Ｄ変換器
５ 信号処理部
６ 出力信号端子
11，12 入力信号端子
13，14 画像記憶回路
15 制御回路
16 エリア選択回路
17 輝度補正回路
18 出力選択回路
19 出力信号端子
21 演算回路
22，23 ゲイン調整回路
31，32 累積加算回路
33 飽和画素判定回路
34 判定回路
35，36 入力端子
37，38 出力端子
41，42 入力画像
43 重複部分
51〜55，61〜65 輝度補正検出エリア
71，72 累積加算回路
73 スレッシュレベル設定回路
74 判定回路
75，76 入力端子
77，78 出力端子

Claims (3)

1. 単一又は複数の画像入力センサにより読み込まれた空間的に隣接した領域が重複する複数枚の画像に相当する画像データを合成して１枚の画像を形成する画像入力装置において、前記複数枚の画像における重複部分に相当する画像データ内に複数のエリアを設定するエリア設定手段と、設定された各エリアの画像データのうち、画像入力センサの感度の飽和領域にある飽和画素が少なく且つ累積輝度値の大きい１つ又は複数のエリアを選択するエリア選択手段と、該エリア選択手段で選択されたエリアの画像データから輝度差を検出して輝度の補正係数を算出する輝度補正係数算出手段とを有することを特徴とする画像入力装置。
2. 前記エリア選択手段は、各エリア内の画素における飽和画素を判定して該飽和画素を除く飽和画素判定手段と、前記飽和画素を除いた各エリア内の画素の累積輝度値を算出する累積加算手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。
3. 前記エリア選択手段は、エリア毎の累積輝度値情報に基づいて、前記累積輝度値があらかじめ設定された閾値以下のなかで最も大きいエリアを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像入力装置。

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