JP5094430B2 - 画像処理方法、画像処理装置、システム - Google Patents
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Description
前記画像処理装置の選択手段が、前記画像に含まれている複数の色成分のうち1つを基準色として選択する工程と、
前記画像処理装置の取得手段が、前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記画像に対する前記光学系の歪みを補正する為の変換処理を行うことで得られる、変換後の画素位置を取得する取得工程と、
前記画像処理装置の第1の計算手段が、前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に関連付けてルックアップテーブルに格納されている、前記複数の色成分のうち前記基準色を除く一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して前記変換処理を行うことで得られる画素位置と前記変換後の画素位置との差分値を該ルックアップテーブルから取得し、該取得した差分値と、予め定められた値と、を用いて、他方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第1の計算工程と、
前記画像処理装置の第2の計算手段が、前記差分値から、前記一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第2の計算工程と、
前記画像処理装置の補正手段が、前記取得工程で取得した画素位置に前記基準色を色成分として有する画素を配置し、前記第1の計算工程で求めた画素位置に前記他方の他色を色成分として有する画素を配置し、前記第2の計算工程で求めた画素位置に前記一方の他色を色成分として有する画素を配置することで、前記画像を補正する工程と
を備え、
前記光学系は、前記基準色の光と前記一方の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記他方の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする。
現実世界と仮想世界とをリアルタイムかつシームレスに融合させる技術である複合現実感、いわゆるMR技術では、撮像機能付表示装置(以下、撮像機能付表示装置をHMDと略す。ただし、双眼鏡のような手持ちタイプの装置でもよく、頭部装着型の装置に限らない)を利用する。そして、HMDが有する撮像部により撮像された、HMD装着者の視点から見える現実空間の画像(背景画像)に、HMD装着者の視点の位置、方向などの三次元位置姿勢情報に基づいて生成されたCG画像を重畳し、HMDが有する表示部に表示する。これにより、HMD装着者は、CGで描画されたオブジェクト(仮想物体)が、観察している現実空間内にあたかも存在しているかのような複合現実感を体感することができる。
図5Cにおいては、RGBの3成分(複数色成分)のうち、Greenを実線で、Redを破線で、Blueを一点鎖線で表している。これはRed、Green、Blueの各波長によってレンズでの屈折率が異なるため、Greenの像に対して、Redの像は外側に、Blueの像は内側に結ぶ現象が起こり、白黒の被写体であってもその像のエッジに色にじみ(色ずれ)が生じる。カラー画像の被写体であっても境界領域等の色味が変わるエッジ部分では同様な色にじみが生じる。
(Gy―By)/(Ry―Gy)≒C(定数)
なお、xとyのサフィックスはそれぞれx、yの座標成分を表している。
なお、pxおよびpyは、座標変換前の画素の位置と座標変換後の画素の位置との偏差を表している。
第1の実施形態では、色ずれ補正の為のテーブルとしてX−Yの二次元座標の各座標値を格納していたのに対し、本実施形態では、基準色の変換後の座標と他色の変換後の座標との距離をテーブルとする。また、本実施形態では、基準色および他色の参照画素としてすべての座標を格納せずに、代表となるサンプリング点の座標値を格納し、その間の座標については補間演算によって求める。以下では、これらの点を中心に、本実施形態が第1の実施形態とは異なる点のみについて説明する。
Gy/Gx = Ry/Rx
この関係式から、RxおよびRyを求めることが可能となる。
第1、2の実施形態では変換座標の算出をテーブル参照型のアドレス変換によって行っていたのに対し、本実施形態では、近似多項式を利用して算出することで、参照テーブル自体を省略する。以下では、本実施形態が第1の実施形態とは異なる点のみについて説明する。
2004は、第一の差分値算出部である。第一の差分値算出部2004は、近似多項式演算部2003で求められた基準色以外の他色のうちの一方の座標と基準色の変換後の座標からその差分値を算出して出力する。
本実施形態は、光学仕様やアプリケーション側の要件定義により、歪み補正、色収差補正を含む歪み補正、および色収差補正の機能の切り替えを実現する点にある。以下では、これらの点を中心に、本実施形態が第1の実施形態とは異なる点のみについて説明する。
本実施形態は、色収差補正の適用範囲を座標位置または色ずれ量(補正量)に応じて制御する。以下では、これらの点を中心に、本実施形態が第1の実施形態とは異なる点のみについて説明する。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
第1〜3の実施形態では、基準色座標との差分値の比の関係を用いることで参照テーブルのサイズを削減し、より高速かつ回路規模の小さい実現形態を取ることが可能であることを示してきた。
Claims (22)
- 光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の選択手段が、前記画像に含まれている複数の色成分のうち1つを基準色として選択する工程と、
前記画像処理装置の取得手段が、前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記画像に対する前記光学系の歪みを補正する為の変換処理を行うことで得られる、変換後の画素位置を取得する取得工程と、
前記画像処理装置の第1の計算手段が、前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に関連付けてルックアップテーブルに格納されている、前記複数の色成分のうち前記基準色を除く一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して前記変換処理を行うことで得られる画素位置と前記変換後の画素位置との差分値を該ルックアップテーブルから取得し、該取得した差分値と、予め定められた値と、を用いて、他方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第1の計算工程と、
前記画像処理装置の第2の計算手段が、前記差分値から、前記一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第2の計算工程と、
前記画像処理装置の補正手段が、前記取得工程で取得した画素位置に前記基準色を色成分として有する画素を配置し、前記第1の計算工程で求めた画素位置に前記他方の他色を色成分として有する画素を配置し、前記第2の計算工程で求めた画素位置に前記一方の他色を色成分として有する画素を配置することで、前記画像を補正する工程と
を備え、
前記光学系は、前記基準色の光と前記一方の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記他方の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理方法。 - 光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理装置であって、
前記画像に含まれている複数の色成分のうち1つを基準色として選択する手段と、
前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記画像に対する前記光学系の歪みを補正する為の変換処理を行うことで得られる、変換後の画素位置を取得する取得手段と、
前記基準色を色成分として有する画素の画素位置に関連付けてルックアップテーブルに格納されている、前記複数の色成分のうち前記基準色を除く一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して前記変換処理を行うことで得られる画素位置と前記変換後の画素位置との差分値を該ルックアップテーブルから取得し、該取得した差分値と、予め定められた値と、を用いて、他方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第1の計算手段と、
前記差分値から、前記一方の他色を色成分として有する画素の画素位置に対して、前記変換処理を行うことで得られる画素位置を求める第2の計算手段と、
前記取得手段で取得した画素位置に前記基準色を色成分として有する画素を配置し、前記第1の計算手段で求めた画素位置に前記他方の他色を色成分として有する画素を配置し、前記第2の計算手段で求めた画素位置に前記一方の他色を色成分として有する画素を配置することで、前記画像を補正する手段と
を備え、
前記光学系は、前記基準色の光と前記一方の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記他方の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理装置。 - 光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の第一の座標算出手段が、前記画像中の画素を構成する複数色成分のうちの1つを基準色とし、前記画像に対する光学系の歪みを補正するための変換を前記基準色について画素の座標に対して行うことで変換後の座標を算出する第一の座標算出工程と、
前記画像処理装置の第二の座標算出手段が、前記複数色成分のうち前記基準色を除く第一の他色について、前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる変換後の座標を算出する第二の座標算出工程と、
前記画像処理装置の色収差補正値算出手段が、前記第一の座標算出工程で算出された座標と前記第二の座標算出工程で算出された座標との差分値と、前記第一の座標算出工程で算出された座標と前記複数色成分のうち前記基準色を除く第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標との差分値と、の比の関係を用いて、色ずれ量を示す補正値を算出する色収差補正値算出工程と、
前記画像処理装置の第三の座標算出手段が、前記色収差補正値算出工程で算出された補正値に基づいて、前記第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標を算出する第三の座標算出工程と
を備え、
前記光学系は、前記基準色の光と前記第一の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記第二の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理方法。 - 光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理装置であって、
前記画像中の画素を構成する複数色成分のうちの1つを基準色とし、前記画像に対する光学系の歪みを補正するための変換を前記基準色について画素の座標に対して行うことで変換後の座標を算出する第一の座標算出手段と、
前記複数色成分のうち前記基準色を除く第一の他色について、前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる変換後の座標を算出する第二の座標算出手段と、
前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記第二の座標算出手段で算出された座標との差分値と、前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記複数色成分のうち前記基準色を除く第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標との差分値と、の比の関係を用いて、色ずれ量を示す補正値を算出する色収差補正値算出手段と、
前記色収差補正値算出手段で算出された補正値に基づいて、前記第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標を算出する第三の座標算出手段と
を備え、
前記光学系は、前記基準色の光と前記第一の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記第二の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理装置。 - 現実空間を撮像する撮像手段と、表示画像を入力する入力手段と、当該表示画像を拡大表示する表示手段と、を備える装置が有する光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理システムであって、
前記画像中の画素を構成する複数色成分のうちの1つを基準色とし、前記画像に対する撮像光学系の歪みを補正するための変換を前記基準色について画素の座標に対して行うことで変換後の座標を算出する第一の座標算出手段と、
前記複数色成分のうち前記基準色を除く第一の他色について、前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる変換後の座標を算出する第二の座標算出手段と、
前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記第二の座標算出手段で算出された座標との差分値と、前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記複数色成分のうち前記基準色を除く第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標との差分値と、の比の関係を用いて、色ずれ量を示す補正値を算出する色収差補正値算出手段と、
前記色収差補正値算出手段で算出された補正値に基づいて、前記他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標を算出する第二の座標算出手段と
前記第一、第二、第三の座標算出手段によって算出されたそれぞれの座標と変換前の画素を構成する値をもとに補間位置における新たな画素の値を算出する手段と
を備え、
前記撮像光学系は、前記基準色の光と前記第一の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記第二の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理システム。 - 現実空間を撮像する撮像手段と、表示画像を入力する入力手段と、拡大光学系を介して当該表示画像を表示する表示手段と、を備える装置が有する光学系で生じる色収差の影響を受けた画像を補正する画像処理システムであって、
前記画像中の画素を構成する複数色成分のうちの1つを基準色とし、前記画像に対する撮像光学系及び/又は表示光学系の歪みを補正するための変換を前記基準色について画素の座標に対して行うことで変換後の座標を算出する第一の座標算出手段と、
前記複数色成分のうち前記基準色を除く第一の他色について、前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる変換後の座標を算出する第二の座標算出手段と、
前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記第二の座標算出手段で算出された座標との差分値と、前記第一の座標算出手段で算出された座標と前記複数色成分のうち前記基準色を除く第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標との差分値と、の比の関係を用いて、色ずれ量を示す補正値を算出する色収差補正値算出手段と、
前記色収差補正値算出手段で算出された補正値に基づいて、前記第二の他色について前記画像の座標に対して前記変換を行うことで得られる座標を算出する第三の座標算出手段と
前記第一、第二、第三の座標算出手段によって算出されたそれぞれの座標と変換前の画素を構成する値をもとに補間位置における新たな画素の値を算出する手段と
を備え、
前記撮像光学系及び/又は表示光学系は、前記基準色の光と前記第一の他色の光との結像位置のずれと、前記基準色の光と前記第二の他色の光との結像位置のずれとの比が、像高によらず略一定となる光学系であることを特徴とする画像処理システム。 - 前記第一の座標算出工程で算出された変換後の座標は、二次元座標におけるそれぞれの軸上の値を持つことを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記第二の座標算出工程では、前記変換後の座標の算出に参照テーブルを使用することを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記参照テーブルは、前記第一の座標算出工程によって算出された変換後の座標と、前記第一の他色についての前記変換後の座標との差分値を格納することを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
- 前記参照テーブルは、前記第一の座標算出工程によって算出された変換後の座標と、前記第一の他色についての前記変換後の座標との距離の値をテーブルとして持つことを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。
- 前記色収差補正値算出工程では、前記参照テーブルに格納されている距離の値と光学原点と前記第一の座標算出工程によって算出された変換後の座標とを結ぶ向きをもとに補正値を算出することを特徴とする請求項10に記載の画像処理方法。
- 前記第二の座標算出工程では、座標の算出に近似多項式を用いることを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記第一の他色として、基準色を除く他色のうち、前記第一の座標算出工程によって算出された変換後の座標と前記他色との距離がもっとも短い色を採用することを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 更に、前記画像処理装置の制御手段が、歪曲収差および色収差補正機能を有効にするか否かを独立に設定する制御工程を有することを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記制御工程では、歪曲収差補正機能を有効に、かつ色収差補正機能を無効にした場合は、前記色収差補正値算出工程によって算出された補正値の値を0とする制御を行うことを特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。
- 前記制御工程では、歪曲収差補正機能を無効に、かつ色収差補正機能を有効にした場合は、前記第一の座標算出工程によって算出された変換後の座標として変換前の座標値を採用する制御を行うことを特徴とする請求項14に記載の画像処理方法。
- 前記画像処理装置の第1の比較手段が、前記色収差補正値算出工程によって算出された補正値の値を、座標で指定されたエリアの範囲内で0とする制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記画像処理装置の第2の比較手段が、前記色収差補正値算出工程によって算出された補正値の値と、設定されたしきい値とを比較し、補正値がしきい値以下または未満の際、補正値を0とする制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- 前記画像処理装置の前記第2の比較手段が、前記基準色及び前記第一の他色を除く他色のうち、少なくとも一つの色の補正値がしきい値以下の場合は、前記他色のすべての補正値を0とする制御を行うことを特徴とする請求項18に記載の画像処理方法。
- 前記第一、第二、第三の座標算出工程では、補正対象となる画像を構成する画素の数より参照テーブルで持つ対応する画素の数が少ない場合には、前記参照テーブルで代表される画素の間の画素の座標を補間処理によって算出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。
- コンピュータに請求項1,3,7乃至20の何れか1項に記載の画像処理方法を実行させるためのプログラム。
- 請求項21に記載のプログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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