JP4775540B2 - Distortion correction method for captured images - Google Patents

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Description

本発明は、撮影画像における歪曲収差補正方法に関する。   The present invention relates to a distortion aberration correction method for a captured image.

近年、デジタルカメラなどの撮影機器の性能向上により、高画質の画像が比較的簡単に得られるようになっており、例えば、橋梁などの構造物をデジタルカメラで撮影し、その撮影画像から構造物の形状、大きさなどの各種寸法を、非接触にて且つ高精度に計測し得るシステムが開発されている。   In recent years, with the improvement in performance of photography equipment such as digital cameras, it has become relatively easy to obtain high-quality images. For example, a structure such as a bridge is photographed with a digital camera, and the structure is obtained from the photographed image. A system has been developed that can measure various dimensions such as the shape and size of the non-contact and with high accuracy.

しかし、デジタルカメラなどの光学レンズを用いたシステムでは、レンズの歪曲収差による計測誤差が含まれてしまう。
このため、計測対象物に予めターゲットマークが設けられたキャリブレーション板を取り付けておき、このキャリブレーション板を撮影することにより、歪曲収差を補正するようにした計測方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−133225
However, in a system using an optical lens such as a digital camera, a measurement error due to lens distortion is included.
For this reason, a measurement method has been proposed in which a calibration plate on which a target mark is provided in advance is attached to a measurement object, and distortion is corrected by photographing the calibration plate (for example, Patent Document 1).
JP 2001-133225 A

上述したように、計測対象物に取り付けられたキャリブレーション板、例えば格子パターンを撮影することにより歪曲収差を補正する計測方法によると、カメラで撮影した際に、位置振れや回転振れが生じた場合、カメラの位置振れや回転振れによる誤差分を分離することができず、したがって歪曲収差を補正した場合でも、その計測結果に誤差が発生し、高精度な計測を行うことができないという問題があった。勿論、格子パターンが正しく配置されていない場合にも、同様の問題が生じる。   As described above, when a calibration plate attached to a measurement object, for example, a measurement method that corrects distortion aberration by photographing a lattice pattern, positional shake or rotational shake occurs when taking a picture with a camera. Therefore, the error due to camera shake and rotational shake cannot be separated, so even if distortion is corrected, there is a problem that errors occur in the measurement result and high-precision measurement cannot be performed. It was. Of course, the same problem occurs when the grid pattern is not correctly arranged.

そこで、本発明は、カメラに振れが生じた場合、または格子パターンの位置がずれている場合でも、これらに起因して発生する誤差についても補正し得る撮影画像における歪曲収差補正方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a distortion aberration correction method in a captured image that can correct errors caused by these even when the camera shakes or the position of the lattice pattern is shifted. With the goal.

上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る撮影画像における歪曲収差補正方法は、
二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、
フィルタリング処理により、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、
上記1次調和波にフーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、
上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、
上記位相接続により得られた位相値(δ ,δ )を下記(A)式および(B)式に代入して格子状パターンの変形量(β,β)を求めるステップと、
上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる下記(C)式および(D)式に基づく収差モデル量(α,α)を加えてなる下記(E)式および(F)式で示される変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、
上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差を補正するステップと
を具備した補正方法である。
β =−δ /2πω ・・・(A)
β =−δ /2πω ・・・(B)
但し、ωは変形前の格子の周波数である。
α =(g +g )x +g xy+g +k x(x +y )・・(C)
α =g +g xy+(g +g )y ++k y(x +y )・・(D)
β =a x+a y+a +α ・・・(E)
β =a x+a y+a +α ・・・(F)
In order to solve the above-described problem, a distortion aberration correction method for a captured image according to claim 1 of the present invention includes:
Applying Fourier transform to a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum;
Filtering to remove noise from the frequency spectrum, leaving only the first harmonic wave; and
Applying a Fourier inverse transform to the first harmonic wave to obtain a phase value;
Performing phase connection of the phase values determined over a predetermined range in the above steps;
Substituting the phase values x , δ y ) obtained by the above phase connection into the following equations (A) and (B ) to determine the deformation amount (β x , β y ) of the lattice pattern;
An aberration model quantity (α x , based on the following formulas (C) and (D) generated in the grid pattern in the shift amount calculation formula expressed by a plane formula considering the rotational movement and parallel movement of the grid pattern: The deformation amount is substituted into a deformation amount calculation formula represented by the following equations (E) and (F) to which α y ) is added, and at least an aberration model amount of the deformation amount calculation equation is expressed using a least square method. Determining a coefficient;
And correcting the distortion using the coefficient of the determined aberration model quantity.
β x = −δ x / 2πω (A)
β y = −δ y / 2πω (B)
Where ω is the frequency of the grating before deformation.
α x = (g 1 + g 3 ) x 2 + g 4 xy + g 1 y 2 + k 1 x (x 2 + y 2 ) (C)
α y = g 2 x 2 + g 3 xy + (g 2 + g 4 ) y 2 ++ k 1 y (x 2 + y 2 ) (D)
β x = a 1 x + a 2 y + a 3 + α x (E)
β y = a 4 x + a 5 y + a 6 + α y (F)

また、請求項2に係る撮影画像における歪曲収差補正方法は、
二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、
フィルタリング処理により、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、
上記1次調和波を、収差が無い格子状パターンの周波数スペクトル分だけ原点側にシフトさせた後、フーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、
上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、
上記位相接続により得られた位相値(δ ,δ )を下記(A)式および(B)式に代入して格子状パターンの変形量(β,β)を求めるステップと、
上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる下記(C)式および(D)式に基づく収差モデル量(α,α)を加えてなる下記(E)式および(F)式で示される変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、
上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差を補正するステップと
を具備した補正方法である。
β =−δ /2πω ・・・(A)
β =−δ /2πω ・・・(B)
但し、ωは変形前の格子の周波数である。
α =(g +g )x +g xy+g +k x(x +y )・・(C)
α =g +g xy+(g +g )y ++k y(x +y )・・(D)
β =a x+a y+a +α ・・・(E)
β =a x+a y+a +α ・・・(F)
Further, a distortion aberration correction method for a captured image according to claim 2 is:
Applying Fourier transform to a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum;
Filtering to remove noise from the frequency spectrum, leaving only the first harmonic wave; and
Shifting the primary harmonic wave to the origin side by the frequency spectrum of the lattice-like pattern having no aberration, and then performing a Fourier inverse transform to obtain a phase value;
Performing phase connection of the phase values determined over a predetermined range in the above steps;
Substituting the phase values x , δ y ) obtained by the above phase connection into the following equations (A) and (B ) to determine the deformation amount (β x , β y ) of the lattice pattern;
An aberration model quantity (α x , based on the following formulas (C) and (D) generated in the grid pattern in the shift amount calculation formula expressed by a plane formula considering the rotational movement and parallel movement of the grid pattern: The deformation amount is substituted into a deformation amount calculation formula represented by the following equations (E) and (F) to which α y ) is added, and at least an aberration model amount of the deformation amount calculation equation is expressed using a least square method. Determining a coefficient;
And correcting the distortion using the coefficient of the determined aberration model quantity.
β x = −δ x / 2πω (A)
β y = −δ y / 2πω (B)
Where ω is the frequency of the grating before deformation.
α x = (g 1 + g 3 ) x 2 + g 4 xy + g 1 y 2 + k 1 x (x 2 + y 2 ) (C)
α y = g 2 x 2 + g 3 xy + (g 2 + g 4 ) y 2 ++ k 1 y (x 2 + y 2 ) (D)
β x = a 1 x + a 2 y + a 3 + α x (E)
β y = a 4 x + a 5 y + a 6 + α y (F)

上記各歪曲収差補正方法によると、撮影画像による格子状パターンの位相値を求める際に、収差モデル量に格子状パターンの回転量および並行移動量を表す平面の式を加えた変形量算出式を用いるとともに、この変形量算出式の少なくとも収差モデル量の係数を、実際に求められた変形量を用いて最小二乗法により決定するようにしたので、格子状パターンを用いて歪曲収差を補正する際に、格子状パターンがずれている場合でも、そのずれ量を考慮した補正を行うことができるので、精度良く歪曲収差の補正を行うことができる。   According to each of the above distortion aberration correction methods, when calculating the phase value of the lattice pattern from the photographed image, the deformation amount calculation formula is obtained by adding the plane equation representing the rotation amount and the parallel movement amount of the lattice pattern to the aberration model amount. In addition, the coefficient of at least the aberration model amount in this deformation amount calculation formula is determined by the least square method using the actually obtained deformation amount, so when correcting distortion aberration using a lattice pattern In addition, even when the lattice pattern is shifted, correction can be performed in consideration of the shift amount, so that distortion can be corrected with high accuracy.

[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る撮影画像における歪曲収差補正方法を、図面に基づき説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, a distortion correction method for a captured image according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施の形態においては、例えばデジタルカメラなどの撮影機器(以下、カメラという)を用いて、すなわちレンズを介して撮影対象物を撮影するとともに、このカメラで撮影された撮影対象物の撮影画像に基づき当該撮影対象物の形状、大きさなどの表面に関わる各種寸法を計測する際に、レンズの歪曲収差による変位分が誤差として含まれているため、この歪曲収差による変位分を除去するための歪曲収差補正方法について説明する。   In the present embodiment, for example, a photographing object such as a digital camera (hereinafter referred to as a camera) is photographed, that is, a photographing object is photographed through a lens, and a photographed image of the photographing object photographed by the camera is used. When measuring various dimensions related to the surface such as the shape and size of the object to be photographed, the displacement due to the distortion of the lens is included as an error, so that the displacement due to the distortion is removed. A distortion aberration correction method will be described.

本実施の形態に係るに歪曲収差補正方法は、基準となる二次元格子パターン(格子状パターンの一例であり、参照用パターンとも言える)を撮影し、この格子パターンの撮影画像における輝度値の信号パターン(信号周波数)にフーリエ変換を施して位相値を求め、この位相値に基づき変位量(変形量)を求め、この変位量を用いて当該格子パターンの歪曲収差を補正する際に、格子パターン自体が正しく配置されていないことによる例えば回転移動および並行移動によるずれ量についても補正し得る方法である。   The distortion correction method according to the present embodiment captures a reference two-dimensional lattice pattern (which is an example of a lattice pattern and can also be referred to as a reference pattern), and a luminance value signal in a captured image of the lattice pattern When a phase value is obtained by performing Fourier transform on the pattern (signal frequency), a displacement amount (deformation amount) is obtained based on the phase value, and the distortion amount of the lattice pattern is corrected using the displacement amount, the lattice pattern This is a method that can correct, for example, the amount of deviation due to rotational movement and parallel movement due to the fact that it is not correctly arranged.

以下の説明においては、歪曲収差により周辺部が変形した格子パターンの位相値をフーリエ変換法にて求める方法を説明した後、格子パターンの平面上でのずれ量を補正する方法について説明する。   In the following description, after describing a method for obtaining the phase value of a grating pattern whose peripheral part has been deformed by distortion by the Fourier transform method, a method for correcting the amount of deviation of the grating pattern on the plane will be explained.

まず、格子パターンの撮影画像における位相値をフーリエ変換を用いて求める方法について説明する。
なお、歪曲収差とは、例えば直線である物体が曲線となって撮影される現象を言い、収差の中心(多くの場合は、画像の中心であるが、そうでない場合もある)からの距離を用いてモデル化することができる。
First, a method for obtaining a phase value in a captured image of a lattice pattern using Fourier transform will be described.
Distortion is a phenomenon in which an object that is a straight line is photographed as a curve, for example, and the distance from the center of aberration (in many cases, the center of the image, but not always). Can be used to model.

例えば、図1に示すように、本来、A点の位置に写るべき点が歪曲収差によりB点に写ったとする。
このA点とB点の距離(収差の量)は、半径方向(放射方向)歪曲収差αと円周方向歪曲収差αθとに分解することができる。
For example, as shown in FIG. 1, it is assumed that a point that should originally appear at the position of point A is reflected at point B due to distortion.
The distance between the points A and B (the amount of aberration) can be decomposed into a radial direction (radial direction) distortion alpha r and circumferential distortion alpha theta.

そして、円周方向歪曲収差αθは半径方向歪曲収差αに比べて十分に小さく、例えば円周方向歪曲収差αθを無視した場合、半径方向歪曲収差αは、収差の中心からの距離rの関数として、下記(1)式にて表される。 The circumferential distortion aberration α θ is sufficiently smaller than the radial distortion aberration α r . For example, when the circumferential distortion aberration α θ is ignored, the radial distortion aberration α r is a distance from the center of the aberration. As a function of r, it is expressed by the following equation (1).

Figure 0004775540
ここで、k,k,k,・・・は収差の量を表す係数である。多くの場合、高次項を無視できるので、(1)式は下記(2)式にて近似することができる。
Figure 0004775540
Here, k 1 , k 2 , k 3 ,... Are coefficients representing the amount of aberration. In many cases, higher-order terms can be ignored, so equation (1) can be approximated by equation (2) below.

Figure 0004775540
すなわち、画像上の歪曲収差の量(幾何学的なずれ量)は収差の中心からの距離rの3乗に比例し、その係数kを決定することで歪曲収差の量を知ることができ、これに基づき補正を行うことができる。
Figure 0004775540
That is, the amount of distortion of the image (geometric deviation amount) is proportional to the cube of the distance r from the center of the aberration, it is possible to know the amount of distortion by determining the coefficients k 1 Based on this, correction can be performed.

なお、半径方向歪曲収差αをx方向およびy方向に分解した場合、すなわち直交座標系における歪曲収差の量(収差モデル量)は、下記(3)式で表される。 In addition, when the radial distortion aberration α r is decomposed in the x direction and the y direction, that is, the amount of distortion aberration (aberration model amount) in the orthogonal coordinate system is expressed by the following equation (3).

Figure 0004775540
ここで、θ=arctan(x,y)である。
Figure 0004775540
Here, θ = arctan (x, y).

ところで、円周方向歪曲収差αθについても考慮する必要がある場合、当該歪曲収差のモデルは、各係数g,g,g,g,kを用いて下記(4)式にて表すことができる。この(4)式については公知である(例えば、「Weng, J., Cohen, P., and Herniou, M., Camera Calibration with Distortion Models and Accuracy Evaluation, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 14(10), 965-980 (1992)」参照)。これらの各係数g,g,g,g,kを決定することで歪曲収差の量を知ることができ、これに基づき補正を行うことができる。 By the way, when it is also necessary to consider the circumferential distortion aberration α θ , the distortion aberration model is expressed by the following equation (4) using the coefficients g 1 , g 2 , g 3 , g 4 , and k 1. Can be expressed. This equation (4) is known (for example, “Weng, J., Cohen, P., and Herniou, M., Camera Calibration with Distortion Models and Accuracy Evaluation, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 14 (10), 965-980 (1992) ”). By determining these coefficients g 1 , g 2 , g 3 , g 4 , and k 1 , the amount of distortion can be known, and correction can be performed based on this.

以下、この円周方向歪曲収差αθを考慮した場合について説明する。 Hereinafter, a case in which the circumferential distortion aberration α θ is considered will be described.

Figure 0004775540
すなわち、(4)式における各係数g,g,g,g,kを決定する必要がある。
Figure 0004775540
That is, it is necessary to determine the coefficients g 1 , g 2 , g 3 , g 4 , and k 1 in the equation (4).

また、α,αを用いると、収差により歪んだ点の座標x′,y′は、収差を含まない場合の座標x,yに対し、下記(5)式にて表すことができる。 Further, when α x and α y are used, the coordinates x ′ and y ′ of the point distorted by the aberration can be expressed by the following equation (5) with respect to the coordinates x and y when the aberration is not included.

Figure 0004775540
ところで、フーリエ変換を用いて、格子パターンにおける撮影画像の位相値を決定し得ることは一般的に知られている。
Figure 0004775540
By the way, it is generally known that the phase value of a captured image in a lattice pattern can be determined using Fourier transform.

例えば、図2に示す変形していない格子パターンに歪曲収差が生じると、図3に示すような変形した画像として撮影される。
この撮影された輝度値の格子パターンにフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るとともに、この周波数スペクトルの1次調和波だけを残すようにフィルタリング処理(つまり、ノイズの除去処理)を行い、次にその1次調和波のスペクトルを、変形していない(歪曲収差が無い場合の)格子パターンにおける周波数スペクトル分だけ中心側(原点側)にシフトさせた後、フーリエ逆変換を行うことにより、格子パターンのx方向およびy方向での変位(変形)を表す位相分布ψ,ψを求める。
For example, when distortion occurs in the undeformed lattice pattern shown in FIG. 2, the image is taken as a deformed image as shown in FIG.
A Fourier transform is performed on the captured lattice pattern of luminance values to obtain a frequency spectrum, and a filtering process (that is, a noise removal process) is performed so as to leave only the first harmonic wave of the frequency spectrum. The spectrum of the primary harmonic wave is shifted to the center side (origin side) by the frequency spectrum in the lattice pattern that is not deformed (when there is no distortion), and then the inverse Fourier transform is performed to Phase distributions ψ x and ψ y representing displacement (deformation) in the x direction and y direction are obtained.

このようにして求められた位相分布については、格子パターンの一対の格子線間についてのものであり、これらを連続して表す必要がある。
したがって、これらの位相分布の位相接続が行われて、x方向およびy方向での変形に係る位相値δおよびδが求められる。
The phase distribution obtained in this way is for a pair of lattice lines of the lattice pattern, and these must be represented continuously.
Therefore, phase connection of these phase distributions is performed, and phase values δ x and δ y related to deformation in the x direction and the y direction are obtained.

上述した方法を、図面にて示すと、図4〜図6のようになる。
図4は歪曲収差の影響により変形して画像に記録された格子パターンにフーリエ変換を施した後、その周波数スペクトルの1次調和波成分(x方向およびy方向それぞれ)を残し、他の成分を除去するフィルタリングを行った結果を示しており、図5(a)および(b)は、各1次調和波成分をそれぞれ原点(図4の中心)側にシフトさせて、フーリエ逆変換を行った結果の位相分布を示している。図5の白い箇所は位相値πradを表し、黒い箇所は位相値−πradを表し、その間のグレーはその間の値を表している。
The method described above is shown in the drawings as shown in FIGS.
FIG. 4 shows the first harmonic wave component (x direction and y direction) of the frequency spectrum after the Fourier transform is applied to the lattice pattern recorded in the image, which is deformed by the influence of distortion, and other components are removed. FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) show the result of filtering to be removed, and each inverse harmonic component is shifted to the origin (center of FIG. 4) side, and inverse Fourier transform is performed. The resulting phase distribution is shown. The white portion in FIG. 5 represents the phase value πrad, the black portion represents the phase value −πrad, and the gray in between represents the value in between.

これらの位相分布の位相接続を行うと、図6(a)および(b)に示すように、連続した位相分布を得ることができる。図6(a)および(b)において、白は2πradを表し、黒は−2πradを表している。   When phase connection of these phase distributions is performed, a continuous phase distribution can be obtained as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). In FIGS. 6A and 6B, white represents 2πrad, and black represents −2πrad.

この位相分布は格子パターンの変形状態、すなわち歪曲収差の分布状態を表しており、変形量(収差量)については、位相値から下記(6)式に基づき計算することができる。   This phase distribution represents the deformation state of the grating pattern, that is, the distribution state of distortion, and the deformation amount (aberration amount) can be calculated from the phase value based on the following equation (6).

Figure 0004775540
ここで、δおよびδは位相接続後のx方向およびy方向における位相値であり、ωは変形前の格子の周波数である。
Figure 0004775540
Here, δ x and δ y are phase values in the x direction and y direction after phase connection, and ω is the frequency of the grating before deformation.

ところで、格子パターンをカメラの水平姿勢および垂直姿勢(鉛直姿勢でもある)に対して傾けずに設置することは実際には困難であるとともに、1次調和波成分を正確に原点側にシフトさせることが難しく、したがって得られた変形量βおよびβについては、正確な収差を表しているとは言えず、格子パターンのずれ量(回転量および並行移動量)も含んでいる。 By the way, it is actually difficult to install the lattice pattern without tilting it with respect to the horizontal posture and vertical posture (also vertical posture) of the camera, and to accurately shift the first harmonic component to the origin side. Therefore, the obtained deformation amounts β x and β y do not represent accurate aberrations, but also include a lattice pattern shift amount (rotation amount and parallel movement amount).

ところで、この格子パターンのずれ量、すなわち格子パターンの傾き(回転量)および周波数スペクトルのシフト(並行移動量)の誤差により生じる位相分布については、平面を表す式でもって近似し得るという知見を得た。   By the way, it has been found that the phase distribution caused by the deviation of the lattice pattern, that is, the error of the inclination (rotation amount) of the lattice pattern and the shift (parallel movement amount) of the frequency spectrum can be approximated by an expression representing a plane. It was.

すなわち、図7の(a)に示す基準となる2次元の格子パターンが、(b)に示すように、僅かに反時計回りに傾いていた場合、フーリエ変換により得られた格子パターンの変位を表す位相値には、格子パターンの回転量が含まれる。   That is, when the reference two-dimensional lattice pattern shown in (a) of FIG. 7 is slightly tilted counterclockwise as shown in (b), the displacement of the lattice pattern obtained by Fourier transformation is changed. The represented phase value includes the rotation amount of the lattice pattern.

回転する前の面内の点、すなわち図7(a)上の点の座標を(x,y)、回転後の座標、すなわち図7(b)上の(x,y)に対応する点の座標を(x,y)とする{点(x,y)が剛体回転運動により(x,y)に移動したとする}と、点(x,y)と点(x,y)との関係は回転行列を用いて、下記(7)式のように表すことができる。 The coordinates of the point in the plane before the rotation, that is, the coordinates of the point on FIG. 7A are (x, y), and the coordinates after the rotation, that is, the point corresponding to (x, y) on FIG. Let the coordinates be (x r , y r ) {assuming that the point (x, y) has moved to (x r , y r ) due to the rotational motion of the rigid body}}, the point (x, y) and the point (x r , The relationship with y r ) can be expressed by the following equation (7) using a rotation matrix.

Figure 0004775540
ここで、θは剛体回転角度である。この場合の各点のx方向変位は、u=x−x、y方向変位は、u=y−yであるので、下記(8)式が得られる。
Figure 0004775540
Here, θ is a rigid body rotation angle. In this case, the x-direction displacement of each point is u x = x 2 −x 1 , and the y-direction displacement is u y = y 2 −y 1 , so the following equation (8) is obtained.

Figure 0004775540
θは回転角度であるので、撮影した特定の基準となる格子パターンの画像に対して定数となる。
Figure 0004775540
Since θ is a rotation angle, it is a constant with respect to the image of the lattice pattern that is a specific reference that is taken.

ところで、周波数スペクトルの1次調和波成分を原点側にシフトする際のシフト量に誤差が含まれていた場合には、基準となる変形前の格子パターンの周波数が実際とは異なることになる。   By the way, when an error is included in the shift amount when the primary harmonic wave component of the frequency spectrum is shifted to the origin side, the frequency of the lattice pattern before deformation as a reference is different from the actual frequency.

それは、変形前の格子パターンの間隔(ピッチ)が異なることを意味している。例えば、実際には、図7(a)の格子パターンを用いているにも拘わらず、x方向の周波数スペクトルの1次調和波成分を正確に原点側にシフトできなかった場合には、図8に示すように、x方向に伸びた(または縮んだ)格子パターンを用いていることになってしまう。この場合、x方向単軸の変形と等価な位相分布が得られる。   It means that the interval (pitch) of the lattice pattern before deformation is different. For example, when the first harmonic component of the frequency spectrum in the x direction cannot be accurately shifted to the origin side despite the fact that the lattice pattern of FIG. As shown in FIG. 4, a lattice pattern extending (or contracting) in the x direction is used. In this case, a phase distribution equivalent to x-direction uniaxial deformation is obtained.

すなわち、x方向の変位は、下記(9)式にて表される。   That is, the displacement in the x direction is expressed by the following equation (9).

Figure 0004775540
ここで、εはx方向の歪であり、この場合には画像上で一様な値となる。y方向についても同様(u=εy)である。
Figure 0004775540
Here, ε x is a distortion in the x direction, and in this case, it is a uniform value on the image. The same applies to the y direction (u y = ε y y).

したがって、剛体回転変位{(8)式}と1次調和波成分のシフト誤差{(9)式}とを考慮すると、x方向およびy方向ともに、下記(10)式のように平面の式にて表すことができる。   Therefore, in consideration of the rigid body rotational displacement {Equation (8)} and the shift error {Equation (9)} of the first harmonic component, both the x direction and the y direction are expressed as planar equations as in the following Equation (10). Can be expressed.

Figure 0004775540
ここで、定数cは理論的には必ずしも必要ではないが、計測データを取り扱うということで組み込んでいる。例えば、フーリエ変換による位相解析の場合の座標の原点と、その後のデータ解析(最小二乗法など)の原点(収差の中心)とが異なる場合に、定数項cが必要となるからである。
Figure 0004775540
Here, the constant c is not necessarily required theoretically, but is incorporated by handling measurement data. For example, the constant term c is required when the origin of coordinates in the case of phase analysis by Fourier transform is different from the origin (center of aberration) of subsequent data analysis (such as the least square method).

したがって、格子パターンの収差量(α,α)とずれ量(u,u)を考慮した変形量βおよびβは下記(11)式および(12)式にて近似することがきる。 Accordingly, the deformation amounts β x and β y considering the aberration amount (α x , α y ) and the shift amount (u x , u y ) of the grating pattern should be approximated by the following equations (11) and (12). I'm going.

Figure 0004775540
なお、半径方向成分(r方向)を考えた場合、その変形量βについては、下記(13)式にて近似することができるが、ここでは、βおよびβを用いて説明する。
Figure 0004775540
When the radial component (r direction) is considered, the deformation amount β r can be approximated by the following equation (13), but will be described using β x and β y here.

Figure 0004775540
そして、(6)式により得られた値の分布から、(11)〜(12)式を用いて、各係数を決定することができる。
Figure 0004775540
Then, each coefficient can be determined from the distribution of values obtained from the equation (6) using the equations (11) to (12).

このとき、(6)式により得られるβ,βの値は収差を含む点x′,y′の関数として得られる。
一方、(4)式および(11)〜(12)式の収差のモデルは当該収差を含まない点(x,y)の関数として与えられている。そのため、各係数を直接決定することはできない。そこで、最小二乗法と繰返し演算とを組み合わせて、各係数を決定する。
At this time, the values of β x and β y obtained by the equation (6) are obtained as a function of the points x ′ and y ′ including the aberration.
On the other hand, the aberration models of the equations (4) and (11) to (12) are given as a function of the point (x, y) not including the aberration. Therefore, each coefficient cannot be determined directly. Therefore, each coefficient is determined by combining the least square method and the iterative calculation.

まず、収差を含む座標値(x′,y′)を(x,y)に初期値として代入し、最小二乗法により各係数の近似値を決定する。すなわち、円周方向歪曲収差を考慮し、x方向およびy方向の格子の位相分布を利用すると、下記(14)式にて計算することができる。勿論、最小二乗法を用いる場合には、複数の画素について計算が行われる。   First, coordinate values (x ′, y ′) including aberrations are substituted into (x, y) as initial values, and approximate values of the respective coefficients are determined by a least square method. That is, it can be calculated by the following equation (14) using the phase distribution of the grating in the x direction and the y direction in consideration of the circumferential distortion aberration. Of course, when the least square method is used, calculation is performed for a plurality of pixels.

Figure 0004775540
ここで、
Figure 0004775540
here,

Figure 0004775540
以上の計算により得られた各係数の近似値を用い、収差を含まない座標(x,y)の近似値を計算する。その座標値(x,y)を用い、再び、同様の最小二乗法により各係数を計算する。これを各係数の値が収束するまで繰り返すことにより、各係数を決定することができる。
Figure 0004775540
Using the approximate value of each coefficient obtained by the above calculation, the approximate value of coordinates (x, y) not including aberration is calculated. Using the coordinate value (x, y), each coefficient is calculated again by the same least square method. By repeating this until the value of each coefficient converges, each coefficient can be determined.

多くの場合、収差の中心は画像の中心でよいと考えられるが、収差の中心が分からない場合には、収差の中心の座標を未知数として非線形最小二乗法を用いればよい。このとき、rおよびθと収差の中心座標(x,y)との関係は下記(18)式で表される。 In many cases, the center of the aberration is considered to be the center of the image. However, if the center of the aberration is not known, the nonlinear least square method may be used with the coordinates of the center of the aberration as an unknown. At this time, the relationship between r and θ and the central coordinates (x 0 , y 0 ) of the aberration is expressed by the following equation (18).

Figure 0004775540
以上の方法により、収差モデル量すなわち収差量を決定した後、その値を用いて撮影画像が補正される。撮影画像の歪みを補正する場合、例えば画像の輝度値補間法などが用いられる。
Figure 0004775540
After determining the aberration model amount, that is, the aberration amount by the above method, the captured image is corrected using the value. When correcting the distortion of the captured image, for example, an image luminance value interpolation method or the like is used.

ここで、デジタル画像相関法を用いた変位測定結果に対して、本発明のフーリエ変換を用いた収差補正方法を適用し、その有効性を検証した結果について説明しておく。
図9は平板をx方向に移動(剛体並進変位)させた場合の変位をデジタル画像相関法により求めた等変位線図(変位分布)を示している。剛体並進変位であるので、変位は場所により異なる事は無く一様になるはずである。しかしながら、歪曲収差の影響により図のように変位に分布が現れている。これらの図のレジェンドの単位は画素(ピクセル)である。図9(a)を見ると、画像の中心での変位が91.5画素であるのに対し、画像の周囲では96.5画素と5画素もの差が生じている。なお、図9(b)はy方向の変位を表している。
Here, the result of verifying the effectiveness of applying the aberration correction method using the Fourier transform of the present invention to the displacement measurement result using the digital image correlation method will be described.
FIG. 9 shows an equal displacement diagram (displacement distribution) in which the displacement when the flat plate is moved in the x direction (rigid body translational displacement) is obtained by the digital image correlation method. Since it is a rigid translational displacement, the displacement should not be different from place to place and should be uniform. However, a distribution appears in the displacement as shown in the figure due to the influence of distortion. The unit of legend in these figures is a picture element (pixel). As shown in FIG. 9A, the displacement at the center of the image is 91.5 pixels, whereas a difference of 96.5 pixels and 5 pixels occurs around the image. FIG. 9B shows displacement in the y direction.

図10は本発明に係る収差補正方法を用いて補正した変位分布(a)と補正前の変位分布(b)との比較を示す図で、収差の除去が行われていることが分かる。この例では、収差のモデルとして(4)式を用いたが、(3)式を用いた場合においても同様の結果が得られた。   FIG. 10 is a diagram showing a comparison between the displacement distribution (a) corrected using the aberration correction method according to the present invention and the displacement distribution (b) before correction, and it can be seen that the aberration is removed. In this example, equation (4) is used as the aberration model, but similar results were obtained when equation (3) was used.

図11は平板に単軸引張負荷を与えた際の板の中心付近における変位分布を表しており、(a)はx方向変位を、(b)はy方向変位を示している。この図の収差補正前の分布では丸みを帯びた等変位線が現れている。一方、収差補正後の図12ではほぼ直線の等変位線が現れており{(a)はx方向変位で、(b)はy方向変位を示している}、妥当な結果が得られていると言える。なお、この図で等変位線が斜めに現れているのは、引張負荷を与えた試験片が負荷後に回転(剛体回転)を生じているためである。   FIG. 11 shows the displacement distribution in the vicinity of the center of the plate when a uniaxial tensile load is applied to the flat plate. (A) shows the displacement in the x direction, and (b) shows the displacement in the y direction. In the distribution before aberration correction in this figure, a rounded equal displacement line appears. On the other hand, in FIG. 12 after aberration correction, a substantially straight equal displacement line appears ({a) shows displacement in the x direction and (b) shows displacement in the y direction}, and an appropriate result is obtained. It can be said. In this figure, the equal displacement lines appear obliquely because the test piece to which a tensile load is applied rotates (rigid body rotation) after the load.

ここで、上述した歪曲収差補正方法をステップ様式にて記載しておく。
すなわち、この歪曲収差補正方法は、二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、上記1次調和波を、収差が無い格子状パターンの周波数スペクトル分だけ原点側にシフトさせた後、フーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、上記位相接続により得られた位相値に基づき格子状パターンの変形量を求めるステップと、上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる収差モデル量を加えてなる変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差の補正を行うステップとが具備されている。
Here, the distortion aberration correction method described above is described in a step format.
That is, this distortion correction method includes a step of performing Fourier transform on a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum, A step of removing noise by leaving only the first harmonic wave; and the first harmonic wave is shifted to the origin side by the frequency spectrum of the lattice-like pattern having no aberration, and then subjected to inverse Fourier transform to obtain a phase A step of obtaining a value, a step of performing phase connection of the phase values obtained over a predetermined range in the step, a step of obtaining a deformation amount of the lattice pattern based on the phase value obtained by the phase connection, The aberration model amount generated in the lattice pattern is added to the displacement amount calculation expression expressed by the plane equation considering the rotational movement and parallel movement of the lattice pattern. Substituting the deformation amount into the deformation amount calculation formula, determining a coefficient representing at least the aberration model amount of the deformation amount calculation formula using the least square method, and using the coefficient of the determined aberration model amount And a step of correcting distortion.

また、上記収差モデル量として半径方向の歪曲収差、若しくは収差モデル量として半径方向および円周方向の歪曲収差を考慮したものである。
さらに、詳しくは、二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、上記1次調和波を、収差が無い格子状パターンの周波数スペクトル分だけ原点側にシフトさせた後、フーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、上記位相接続により得られた位相値に基づき格子状パターンの変形量(β,β)を求めるステップと、上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる収差モデル量(α,α)を加えてなる下記(A)式および(B)式で示される変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差の補正を行うステップとが具備されている。
In addition, the distortion model in the radial direction is considered as the aberration model quantity, or the distortion aberration in the radial direction and the circumferential direction is considered as the aberration model quantity.
More specifically, a step of obtaining a frequency spectrum by subjecting a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum, A step of removing noise by leaving only a wave, and a step of obtaining a phase value by performing inverse Fourier transform after shifting the primary harmonic wave to the origin side by the frequency spectrum of the lattice pattern without aberration A phase connection of the phase values obtained over the predetermined range in the above steps, and a lattice pattern deformation amount (β x , β y ) is obtained based on the phase values obtained by the phase connection. steps and, aberration model amount generated to the grid pattern of the rotational movement and translational movement to the shift amount calculating formula represented by the formula considering the plane of the grid pattern (alpha x alpha y) formed by addition of the following equation (A) and (B) by substituting the deformation amount to the deformation value calculation formula of the formula represents at least aberration model of the deformation amount calculation equation using the least square method A step of determining a coefficient, and a step of correcting distortion by using the coefficient of the determined aberration model quantity.

β=ax+ay+a+α ・・・(A)
β=ax+ay+a+α ・・・(B)
このように、格子パターンの撮影画像での位相値を求める際に、収差モデル量に格子パターンの回転量および並行移動量を表す平面の式を加えた変形量算出式を用いるとともに、この変形量算出式を表す平面の方程式の各係数を、実際に得られた変形量を用いて最小二乗法により決定するようにしたので、格子パターンを用いて歪曲収差を補正する際に、格子パターンがずれている場合でも、そのずれ量を考慮した補正を行うことができるので、精度良く歪曲収差の補正を行うことができる。
β x = a 1 x + a 2 y + a 3 + α x (A)
β y = a 4 x + a 5 y + a 6 + α y (B)
As described above, when calculating the phase value in the captured image of the lattice pattern, a deformation amount calculation formula obtained by adding a plane expression representing the rotation amount and the parallel movement amount of the lattice pattern to the aberration model amount is used. Since the coefficients of the plane equation representing the calculation formula are determined by the least square method using the actual deformation, the lattice pattern is shifted when correcting the distortion using the lattice pattern. Even in such a case, the correction can be performed in consideration of the amount of deviation, so that the distortion aberration can be corrected with high accuracy.

ところで、上記実施の形態においては、格子パターンの撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るとともに、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去し、そしてこの1次調和波を、収差が無い格子状パターンの周波数スペクトル分だけ原点側にシフトさせた後、フーリエ逆変換を施して位相値を求めるように説明したが、変形量算出式{(11)式および(12)式}そのものに、格子パターンの回転量および並行移動量が含まれているため、1次調和波を原点側にシフトさせなくてもよい。   By the way, in the above-described embodiment, a Fourier spectrum is applied to the captured image of the lattice pattern to obtain a frequency spectrum, and only the first harmonic wave is removed from the frequency spectrum, and the noise component is removed. It has been described that the harmonic wave is shifted to the origin side by the frequency spectrum of the lattice-like pattern having no aberration, and then the inverse Fourier transform is performed to obtain the phase value, but the deformation amount calculation formula {(11) and ( 12)} itself includes the amount of rotation and the amount of parallel movement of the lattice pattern, so that the primary harmonic wave need not be shifted to the origin side.

また、上記実施の形態においては、円周方向歪曲収差を考慮した場合について説明したが、半径方向歪曲収差だけを考慮することもできる。この場合、(4)式の替わりに、(3)式が用いられる。   Moreover, although the case where the circumferential direction distortion aberration was considered in the said embodiment was demonstrated, only radial direction distortion aberration can also be considered. In this case, equation (3) is used instead of equation (4).

さらに、上記実施の形態においては、格子状パターンとして、互いに平行に設けられた格子線が、互いに直交するもの以外に、互いに90度以外の角度で傾斜するものであってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the lattice lines provided in parallel to each other may be inclined at an angle other than 90 degrees other than those orthogonal to each other as the lattice pattern.

本発明の実施の形態に係る歪曲収差補正方法を説明するための歪曲収差を示す図である。It is a figure which shows the distortion aberration for demonstrating the distortion correction method which concerns on embodiment of this invention. 同歪曲収差補正方法における基準となる格子パターンの図である。It is a figure of the grating | lattice pattern used as the reference | standard in the same distortion correction method. 同変形後の格子パターンの図である。It is a figure of the lattice pattern after the deformation. 同変形後の格子パターンにおける周波数スペクトルを示す。The frequency spectrum in the lattice pattern after the deformation is shown. 同変形後の格子パターンにおける位相分布を示し、(a)はx方向位相分布、(b)はy方向位相分布である。The phase distribution in the lattice pattern after the deformation is shown, (a) is the x-direction phase distribution, and (b) is the y-direction phase distribution. 同変形後の格子パターンにおける位相接続後の位相分布を示し、(a)はx方向位相分布、(b)はy方向位相分布である。The phase distribution after phase connection in the lattice pattern after the deformation is shown, (a) is the x-direction phase distribution, and (b) is the y-direction phase distribution. 同歪曲収差補正方法における格子パターンを示す図で、(a)は基準となるものを示し、(b)は回転したものを示す。It is a figure which shows the lattice pattern in the same distortion correction method, (a) shows what becomes a reference | standard, (b) shows what rotated. 同歪曲収差補正方法における格子パターンで、x方向に変形したものを示す。The lattice pattern in the same distortion correction method that is deformed in the x direction is shown. 板体を剛体並進変位させた場合の変位分布を示す図で、(a)はx方向変位、(b)はy方向変位を示す。It is a figure which shows the displacement distribution at the time of making a rigid body translational displacement, (a) shows x direction displacement, (b) shows y direction displacement. 同歪曲収差補正方法による補正後の変位分布と補正前の変位分布とを比較する図で、(a)はx方向変位、(b)はy方向変位を示す。It is a figure which compares the displacement distribution after correction | amendment by the same distortion aberration correction method, and the displacement distribution before correction | amendment, (a) shows x direction displacement, (b) shows y direction displacement. 平板の単軸引張における収差補正前の変位分布を示し、(a)はx方向変位、(b)はy方向変位を示す。The displacement distribution before the aberration correction in the uniaxial tension | tensile_strength of a flat plate is shown, (a) shows x direction displacement, (b) shows y direction displacement. 同平板の単軸引張における収差補正後の変位分布を示し、(a)はx方向変位、(b)はy方向変位を示す。The displacement distribution after the aberration correction in the uniaxial tension | tensile_strength of the same plate is shown, (a) shows displacement in the x direction, and (b) shows displacement in the y direction.

Claims (2)

二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、
フィルタリング処理により、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、
上記1次調和波にフーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、
上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、
上記位相接続により得られた位相値(δ ,δ )を下記(A)式および(B)式に代入して格子状パターンの変形量(β,β)を求めるステップと、
上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる下記(C)式および(D)式に基づく収差モデル量(α,α)を加えてなる下記(E)式および(F)式で示される変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、
上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差を補正するステップと
を具備したことを特徴とする撮影画像における歪曲収差補正方法。
β =−δ /2πω ・・・(A)
β =−δ /2πω ・・・(B)
但し、ωは変形前の格子の周波数である。
α =(g +g )x +g xy+g +k x(x +y )・・(C)
α =g +g xy+(g +g )y ++k y(x +y )・・(D)
β =a x+a y+a +α ・・・(E)
β =a x+a y+a +α ・・・(F)
Applying Fourier transform to a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum;
Filtering to remove noise from the frequency spectrum, leaving only the first harmonic wave; and
Applying a Fourier inverse transform to the first harmonic wave to obtain a phase value;
Performing phase connection of the phase values determined over a predetermined range in the above steps;
Substituting the phase values x , δ y ) obtained by the above phase connection into the following equations (A) and (B ) to determine the deformation amount (β x , β y ) of the lattice pattern;
An aberration model quantity (α x , based on the following formulas (C) and (D) generated in the grid pattern in the shift amount calculation formula expressed by a plane formula considering the rotational movement and parallel movement of the grid pattern: The deformation amount is substituted into a deformation amount calculation formula represented by the following equations (E) and (F) to which α y ) is added, and at least an aberration model amount of the deformation amount calculation equation is expressed using a least square method. Determining a coefficient;
And correcting the distortion using the coefficient of the determined aberration model quantity. A method for correcting distortion in a photographed image.
β x = −δ x / 2πω (A)
β y = −δ y / 2πω (B)
Where ω is the frequency of the grating before deformation.
α x = (g 1 + g 3 ) x 2 + g 4 xy + g 1 y 2 + k 1 x (x 2 + y 2 ) (C)
α y = g 2 x 2 + g 3 xy + (g 2 + g 4 ) y 2 ++ k 1 y (x 2 + y 2 ) (D)
β x = a 1 x + a 2 y + a 3 + α x (E)
β y = a 4 x + a 5 y + a 6 + α y (F)
二次元の格子状パターンをレンズを介して撮影して得られた輝度値を示す撮影画像にフーリエ変換を施して周波数スペクトルを得るステップと、
フィルタリング処理により、この周波数スペクトルの内、1次調和波だけを残してノイズ分を除去するステップと、
上記1次調和波を、収差が無い格子状パターンの周波数スペクトル分だけ原点側にシフトさせた後、フーリエ逆変換を施して位相値を求めるステップと、
上記ステップにて所定範囲に亘って求められた位相値の位相接続を行うステップと、
上記位相接続により得られた位相値(δ ,δ )を下記(A)式および(B)式に代入して格子状パターンの変形量(β,β)を求めるステップと、
上記格子状パターンの回転移動および並行移動を考慮した平面の式で表されるずれ量算出式に当該格子状パターンに生じる下記(C)式および(D)式に基づく収差モデル量(α,α)を加えてなる下記(E)式および(F)式で示される変形量算出式に上記変形量を代入し、最小二乗法を用いて当該変形量算出式の少なくとも収差モデル量を表す係数を決定するステップと、
上記決定された収差モデル量の係数を用いて歪曲収差を補正するステップと
を具備したことを特徴とする撮影画像における歪曲収差補正方法。
β =−δ /2πω ・・・(A)
β =−δ /2πω ・・・(B)
但し、ωは変形前の格子の周波数である。
α =(g +g )x +g xy+g +k x(x +y )・・(C)
α =g +g xy+(g +g )y ++k y(x +y )・・(D)
β =a x+a y+a +α ・・・(E)
β =a x+a y+a +α ・・・(F)
Applying Fourier transform to a photographed image showing a luminance value obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern through a lens to obtain a frequency spectrum;
Filtering to remove noise from the frequency spectrum, leaving only the first harmonic wave; and
Shifting the primary harmonic wave to the origin side by the frequency spectrum of the lattice-like pattern having no aberration, and then performing a Fourier inverse transform to obtain a phase value;
Performing phase connection of the phase values determined over a predetermined range in the above steps;
Substituting the phase values x , δ y ) obtained by the above phase connection into the following equations (A) and (B ) to determine the deformation amount (β x , β y ) of the lattice pattern;
An aberration model quantity (α x , based on the following formulas (C) and (D) generated in the grid pattern in the shift amount calculation formula expressed by a plane formula considering the rotational movement and parallel movement of the grid pattern: The deformation amount is substituted into a deformation amount calculation formula represented by the following equations (E) and (F) to which α y ) is added, and at least an aberration model amount of the deformation amount calculation equation is expressed using a least square method. Determining a coefficient;
And correcting the distortion using the coefficient of the determined aberration model quantity. A method for correcting distortion in a photographed image.
β x = −δ x / 2πω (A)
β y = −δ y / 2πω (B)
Where ω is the frequency of the grating before deformation.
α x = (g 1 + g 3 ) x 2 + g 4 xy + g 1 y 2 + k 1 x (x 2 + y 2 ) (C)
α y = g 2 x 2 + g 3 xy + (g 2 + g 4 ) y 2 ++ k 1 y (x 2 + y 2 ) (D)
β x = a 1 x + a 2 y + a 3 + α x (E)
β y = a 4 x + a 5 y + a 6 + α y (F)
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