JP5363872B2 - Image correction apparatus and program thereof - Google Patents
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本発明は、ズーム値を出力可能な共用ズームレンズを介して可視光波長領域で撮影した可視光画像と、共用ズームレンズを介して不可視光波長領域で撮影した不可視光画像とのずれを補正する画像補正装置及びそのプログラムに関する。 The present invention corrects a deviation between a visible light image captured in a visible light wavelength region through a shared zoom lens capable of outputting a zoom value and an invisible light image captured in an invisible light wavelength region through a shared zoom lens. The present invention relates to an image correction apparatus and a program thereof.
従来から、カラーカメラ、白黒カメラ等の可視光カメラが撮影した可視光画像と、赤外線カメラ、紫外線カメラ等の不可視光カメラが撮影した不可視光画像とを合成することが行われている。このとき、可視光画像と不可視光画像との間にずれが生じることがある。具体的には、例えば、可視光画像と不可視光画像との位置が単純にずれる場合、可視光画像及び不可視光画像が回転してずれる場合、可視光画像及び不可視光画像の部分毎に複雑にずれる場合がある。 Conventionally, a visible light image captured by a visible light camera such as a color camera or a black and white camera and an invisible light image captured by an invisible light camera such as an infrared camera or an ultraviolet camera have been synthesized. At this time, a deviation may occur between the visible light image and the invisible light image. Specifically, for example, when the positions of the visible light image and the invisible light image are simply shifted, when the visible light image and the invisible light image are rotated and shifted, the parts of the visible light image and the invisible light image are complicated. There may be deviation.
ここで、ずれを補正するものとして、例えば、非特許文献1に記載の技術が提案されている。この非特許文献1に記載の技術では、被写体の位置と、撮影した画像上での位置と、カメラの位置との関係を補正することが可能である。 Here, for example, a technique described in Non-Patent Document 1 has been proposed as a method for correcting the deviation. With the technique described in Non-Patent Document 1, it is possible to correct the relationship between the position of the subject, the position on the captured image, and the position of the camera.
しかし、従来技術は、非常に高い精度(ずれが非常に小さい)で可視光画像と不可視光画像とを合成させる必要があるテレビ番組の制作等の分野には、その適用が困難である。具体的には、従来技術は、可視光カメラと不可視光カメラとを光学的に共役な位置関係に配置すること、及び、レンズの取り付け精度を確保することが困難である。また、従来技術は、テレビ番組の制作で多用されるズームによってレンズ歪が変化するため、ズームレンズに適用が困難である。 However, it is difficult to apply the conventional technique to a field such as production of a television program that requires a visible light image and an invisible light image to be synthesized with very high accuracy (deviation is very small). Specifically, in the prior art, it is difficult to arrange the visible light camera and the invisible light camera in an optically conjugate positional relationship and to ensure the lens mounting accuracy. Further, since the lens distortion changes due to the zoom frequently used in the production of television programs, the conventional technology is difficult to apply to the zoom lens.
また、可視光カメラで可視光画像を撮影し、不可視光カメラで不可視光画像を撮影し、これら画像に対して非特許文献1に記載の技術を適用すれば、それぞれの画像毎に、被写体の位置と画像上での位置との関係を補正することは可能である。しかし、この場合でも、可視光カメラと不可視光カメラとの位置を考慮した補正を行うことができず、テレビ番組の制作等の分野で要求される精度を確保することが困難である。 Moreover, if a visible light image is image | photographed with a visible light camera, an invisible light image is image | photographed with an invisible light camera, and the technique of a nonpatent literature 1 is applied with respect to these images, object of each will be imaged. It is possible to correct the relationship between the position and the position on the image. However, even in this case, correction in consideration of the positions of the visible light camera and the invisible light camera cannot be performed, and it is difficult to ensure the accuracy required in the field of television program production and the like.
そこで、本発明は、ズームレンズに適用可能で、運用が容易な画像補正装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image correction apparatus that can be applied to a zoom lens and can be easily operated, and a program therefor.
本願発明者らは、補正係数がズーム値に応じて徐々に変化することに着目し、この補正係数をズーム値に応じた2次関数の数式で近似できることを見出し、本願発明を完成させた。具体的には、本願第1発明に係る画像補正装置は、ズーム値を出力可能な共用ズームレンズを介して可視光波長領域で撮影した可視光画像と、共用ズームレンズを介して不可視光波長領域で撮影した不可視光画像とのずれを補正する画像補正装置において、補正係数算出手段と、補正手段と、を備えることを特徴とする。 The inventors of the present application have focused on the fact that the correction coefficient gradually changes according to the zoom value, and found that the correction coefficient can be approximated by a mathematical expression of a quadratic function corresponding to the zoom value, thereby completing the present invention. Specifically, the image correction apparatus according to the first invention of the present application includes a visible light image captured in a visible light wavelength region through a shared zoom lens capable of outputting a zoom value, and an invisible light wavelength region through a shared zoom lens. The image correction apparatus that corrects the deviation from the invisible light image photographed in step 1 includes a correction coefficient calculation unit and a correction unit.
かかる構成によれば、画像補正装置は、補正係数算出手段によって、所定のパターンを撮影した可視光画像及び不可視光画像と、パターンを撮影したときのズーム値とが入力され、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを算出する。ここで、画像補正装置は、補正係数算出手段によって、パターンを撮影した可視光画像及び不可視光画像から特徴点を検出し、特徴点距離の和が最小となるように、画像の回転ずれを示す補正係数と、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数とを、共用ズームレンズのレンズ歪をモデル化した関数により算出することを特徴とする。 According to such a configuration, the image correction apparatus receives a visible light image and an invisible light image obtained by capturing a predetermined pattern, and a zoom value obtained when the pattern is captured, by the correction coefficient calculation unit, and a position shift of the image center. Is calculated in accordance with the zoom value, and a correction coefficient indicating the rotational deviation of the image is calculated. Here, the image correction apparatus detects the feature points from the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the pattern by the correction coefficient calculation unit, and indicates the rotation deviation of the image so that the sum of the feature point distances is minimized. The correction coefficient and the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value are calculated by a function modeling the lens distortion of the common zoom lens.
また、画像補正装置は、補正手段によって、被写体を撮影したときのズーム値が入力され、補正係数算出手段が算出した画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを用いて、被写体を撮影した可視光画像と不可視光画像との位置関係を求めて補正する。このとき、画像補正装置は、補正手段によって、被写体を撮影したときのズーム値と、補正係数算出手段が算出した画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、補正係数算出手段が算出した画像の回転ずれを示す補正係数とを関数に代入して、可視光画像と不可視光画像との位置関係を求める。 Further, the image correction apparatus receives a zoom value when the subject is photographed by the correction unit, a correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image calculated by the correction coefficient calculation unit according to the zoom value, and an image rotation deviation. Is used to determine and correct the positional relationship between the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the subject. At this time, the image correction apparatus includes a zoom value when the subject is photographed by the correction unit, a correction coefficient indicating the positional deviation of the image center calculated by the correction coefficient calculation unit according to the zoom value, and a correction coefficient calculation unit. The positional relationship between the visible light image and the invisible light image is obtained by substituting the calculated correction coefficient indicating the rotational deviation of the image into the function.
これによって、画像補正装置は、補正係数算出手段によって、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数を簡易に演算できる。
また、例えば、可視光カメラと不可視光カメラとを新たな場所に配置してテレビ番組の撮影を行う場合、画像補正装置は、その場所で撮影した不可視光画像と不可視光画像とを用いて補正係数を算出すれば良い。このため、画像補正装置は、共用ズームレンズの高い取り付け精度が要求されない。
さらに、画像補正装置は、補正手段によって、補正係数を関数に代入するだけの簡易な演算で、可視光画像と不可視光画像との位置関係を求めることができる。
Accordingly, the image correction apparatus can easily calculate a correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value by the correction coefficient calculation means.
Also, for example, when a television program is shot with a visible light camera and an invisible light camera placed at a new location, the image correction device corrects using the invisible light image and the invisible light image taken at that location. What is necessary is just to calculate a coefficient. For this reason, the image correction apparatus does not require high mounting accuracy of the shared zoom lens.
Furthermore, the image correction apparatus can obtain the positional relationship between the visible light image and the invisible light image by a simple calculation simply by substituting the correction coefficient into the function by the correction means.
また、本願第2発明に係る画像補正装置は、補正係数算出手段が、後記する式(5)で表される特徴点距離lの和が最小となるように、画像の回転ずれを示す補正係数θと、画像中心の位置ずれをズーム値Zに応じて示す補正係数a1,b1,c1,a2,b2,c2,a3,b3,c3とを、モデル化した関数を示す式(1)〜式(4)で算出することを特徴とする。 Further, the present image correction apparatus according to the second invention, the correction coefficient calculation unit, so that the sum of the feature point distance l represented by the below-described formula (5) becomes a minimum, the correction coefficient indicating the rotational displacement of the image θ and correction coefficients a 1 , b 1 , c 1 , a 2 , b 2 , c 2 , a 3 , b 3 , c 3 that indicate the positional deviation of the image center according to the zoom value Z are modeled. It is calculated by the formulas (1) to (4) indicating functions.
また、本願第3発明に係る画像補正プログラムは、ズーム値を出力可能な共用ズームレンズを介して可視光波長領域で撮影した可視光画像と、共用ズームレンズを介して不可視光波長領域で撮影した不可視光画像とのずれを補正する画像補正プログラムにおいて、補正係数算出手段と、補正手段と、を備えることを特徴とする。 The image correction program according to the third invention of the present application is a visible light image photographed in a visible light wavelength region through a shared zoom lens capable of outputting a zoom value, and a non-visible light wavelength region photographed through a shared zoom lens. An image correction program for correcting a deviation from an invisible light image includes a correction coefficient calculation unit and a correction unit.
かかる構成によれば、画像補正プログラムは、補正係数算出手段によって、所定のパターンを撮影した可視光画像及び不可視光画像と、パターンを撮影したときのズーム値とが入力され、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを算出する。ここで、画像補正プログラムは、補正係数算出手段によって、パターンを撮影した可視光画像及び不可視光画像から特徴点を検出し、特徴点距離の和が最小となるように、画像の回転ずれを示す補正係数と、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数とを、共用ズームレンズのレンズ歪をモデル化した関数により算出することを特徴とする。 According to such a configuration, the image correction program receives, by the correction coefficient calculation means, a visible light image and an invisible light image obtained by photographing a predetermined pattern, and a zoom value obtained when the pattern is photographed. Is calculated in accordance with the zoom value, and a correction coefficient indicating the rotational deviation of the image is calculated. Here, the image correction program detects the feature points from the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the pattern by the correction coefficient calculation means, and indicates the rotation deviation of the image so that the sum of the feature point distances is minimized. The correction coefficient and the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value are calculated by a function modeling the lens distortion of the common zoom lens.
また、画像補正プログラムは、補正手段によって、被写体を撮影したときのズーム値が入力され、補正係数算出手段が算出した画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを用いて、被写体を撮影した可視光画像と不可視光画像との位置関係を求めて補正する。このとき、画像補正プログラムは、補正手段によって、被写体を撮影したときのズーム値と、補正係数算出手段が算出した画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、補正係数算出手段が算出した画像の回転ずれを示す補正係数とを関数に代入して、可視光画像と不可視光画像との位置関係を求める。 Further, the image correction program receives the zoom value when the subject is photographed by the correction means, the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image calculated by the correction coefficient calculation means according to the zoom value, and the image rotation deviation. Is used to determine and correct the positional relationship between the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the subject. At this time, the image correction program includes a zoom value when the subject is photographed by the correcting means, a correction coefficient indicating the positional deviation of the image center calculated by the correction coefficient calculating means according to the zoom value, and a correction coefficient calculating means. The positional relationship between the visible light image and the invisible light image is obtained by substituting the calculated correction coefficient indicating the rotational deviation of the image into the function.
これによって、画像補正プログラムは、補正係数算出手段によって、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数を簡易に演算できる。
また、例えば、可視光カメラと不可視光カメラとを新たな場所に配置してテレビ番組の撮影を行う場合、画像補正プログラムは、その場所で撮影した不可視光画像と不可視光画像とを用いて補正係数を算出すれば良い。このため、画像補正プログラムは、共用ズームレンズの高い取り付け精度が要求されない。
Thus, the image correction program can easily calculate a correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value by the correction coefficient calculation means.
Also, for example, when a television program is shot with a visible light camera and an invisible light camera placed at a new location, the image correction program corrects using the invisible light image and the invisible light image taken at that location. What is necessary is just to calculate a coefficient. For this reason, the image correction program does not require high mounting accuracy of the shared zoom lens.
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本願第1,3発明によれば、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数を簡易に演算するので、共用ズームレンズに適用可能である。また、本願第1,3発明によれば、共用ズームレンズの高い取り付け精度が要求されず、運用が容易である。
また、本願第1,3発明によれば、簡易な演算で可視光画像と不可視光画像との位置関係を求めることができ、補正処理を高速化できる。
According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
According to the first and third inventions of the present application, the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value is simply calculated, so that it can be applied to a common zoom lens. Further, according to the first and third inventions of the present application, high mounting accuracy of the shared zoom lens is not required, and operation is easy.
In addition, according to the first and third aspects of the present invention, the positional relationship between the visible light image and the invisible light image can be obtained with a simple calculation, and the correction process can be speeded up.
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段には同一の符号を付し、説明を省略した。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In each embodiment, means having the same function are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[画像合成システムの概略]
図1を参照して、本発明の本実施形態における、画像合成システム1の概略について説明する。ここで、画像合成システム1は、例えば、テレビ番組の制作に用いる画像(動画)を合成するものであり、撮影カメラ装置2と、撮影カメラ制御装置3と、画像補正装置4と、CG画像生成装置5と、画像合成装置6とを備える。まず、画像合成システム1は、所定のパターンをカラーカメラ23と赤外線カメラ25とでそれぞれ撮影する(図4,図5参照)。そして、画像合成システム1は、画像補正装置4が、パターンを撮影したカラー画像(可視光画像)と赤外線画像(不可視光画像)とを用いて補正係数を算出する。なお、補正係数の詳細は、後記する。また、図1では、パターンを撮影したカラー画像と赤外線画像との入出力を、破線矢印で図示した。
[Outline of image composition system]
With reference to FIG. 1, the outline of the image composition system 1 in this embodiment of this invention is demonstrated. Here, the image composition system 1 synthesizes an image (moving image) used for producing a television program, for example, and includes a photographing
次に、画像合成システム1は、被写体Ob(図2参照)をカラーカメラ23と赤外線カメラ25とでそれぞれ撮影する。ここで、画像合成システム1では、図2に示すように、被写体Obの背後に暗色のスクリーンScを配置し、撮影カメラ装置2の近傍に配置した赤外線ライトLで被写体Obを照らしながら撮影を行う。このスクリーンScは、入射光を赤外線ライトLの方向に反射、言い換えると、赤外線ライトLが照射した赤外線を撮影カメラ装置2に反射する(再帰性反射材)。このため、カラーカメラ23は、図3(a)に示すように、スクリーンScが背景(図3(a)の点打ち部分)となり、被写体Obを写したカラー画像を出力する。一方、赤外線カメラ25は、図3(b)に示すように、スクリーンScが赤外線を反射するため、スクリーンSc部分の輝度が高く、かつ、被写体Obの輝度が低くなるような、被写体Obのシルエットを示す赤外線画像を出力する。
Next, the image composition system 1 photographs the subject Ob (see FIG. 2) with the
また、画像合成システム1は、画像補正装置4が、算出した補正係数を用いて、被写体Obを撮影したカラー画像に対する、被写体Obを撮影した赤外線画像のずれを補正する。そして、画像合成システム1は、CG画像生成装置5で、例えば、月や星のCG画像を生成しておく。さらに、画像合成システム1は、画像合成装置6が、図3(b)の赤外線画像のうちの輝度が高い部分、つまり、スクリーンSc部分を検出して、この部分にCG画像を合成する。一方、画像合成システム1は、画像合成装置6が、図3(b)の赤外線画像のうちの輝度が低い部分、つまり、被写体Obを含む部分には、図3(a)の被写体Obを写したカラー画像を合成する。従って、画像合成システム1は、画像合成装置6が、図3(c)に示すように、月や星の背景と被写体Obとを合成したCG合成画像を出力する。このとき、画像合成システム1は、図3(a)のカラー画像と、図3(b)の赤外線映像とにずれがないため、共用ズームレンズ21を用いる場合であってもCG合成を容易に行うことができる。
In the image composition system 1, the image correction device 4 uses the calculated correction coefficient to correct the deviation of the infrared image obtained by photographing the subject Ob with respect to the color image obtained by photographing the subject Ob. Then, the image synthesis system 1 uses the CG
なお、CG合成で用いられるクロマキー処理は、青色、緑色等の単色のスクリーンを配置し、このスクリーンに均一に照明光を照射する必要がある。このため、クロマキー処理では、照明光の拘束条件が発生することや、スクリーンに照射した照明光が被写体に反射されて被写体がスクリーンの色(例えば、青色又は緑色)に着色されて、テレビ番組の制作者が意図する画像をCG合成できないことがある。このような場合、画像合成システム1を用いてCG合成を行うと良い。 Note that the chroma key processing used in the CG synthesis needs to arrange a single-color screen such as blue or green, and uniformly illuminate the screen with illumination light. For this reason, in the chroma key process, a constraint condition of the illumination light occurs, or the illumination light irradiated on the screen is reflected by the subject and the subject is colored in the color of the screen (for example, blue or green), so that the television program CG synthesis may not be possible for images intended by the creator. In such a case, CG composition may be performed using the image composition system 1.
以下、画像合成システム1を構成する各装置について簡単に説明する。
図1の撮影カメラ装置2は、被写体Ob及びパターンを、カラーカメラ23と赤外線カメラ25とで撮影するものであり、共用ズームレンズ21と、カラーカメラ23と、赤外線カメラ25と、ホットミラー27とを備える。
Hereinafter, each device constituting the image composition system 1 will be briefly described.
The photographing
共用ズームレンズ21は、可視光波長領域及び赤外線波長領域での撮影が可能なズームレンズである。ここで、共用ズームレンズ21は、ズーム値、フォーカス量及びアイリス量をロータリエンコーダ(不図示)で測定し、レンズデータとして出力する。また、共用ズームレンズ21は、撮影カメラ制御装置3からのレンズ制御信号に基づいてレンズ駆動モータ(不図示)を駆動して、ズーム値、フォーカス量及びアイリス量を制御できる。
The
なお、可視光波長領域とは、一般的な放送用カメラが感度を有する波長領域(例えば、波長が400nm〜700nm)である。また、不可視光波長領域とは、この放送用カメラが感度を有さない波長領域であり、例えば、赤外線波長領域及び紫外線波長領域を含む。ここで、赤外線画像を用いた画像合成手法では、軸上色収差の影響を少なくするため、可視光波長領域に近い760nm程度の赤外線を多用する。従って、赤外線波長領域は、例えば、この760nmの波長を含む、700nm〜1000μmの波長領域である。また、この紫外線波長領域は、例えば、10nm〜400nmの波長領域である。 The visible light wavelength region is a wavelength region in which a general broadcast camera has sensitivity (for example, a wavelength is 400 nm to 700 nm). The invisible light wavelength region is a wavelength region in which this broadcast camera has no sensitivity, and includes, for example, an infrared wavelength region and an ultraviolet wavelength region. Here, in an image composition method using an infrared image, in order to reduce the influence of axial chromatic aberration, infrared light having a wavelength of about 760 nm close to the visible light wavelength region is frequently used. Accordingly, the infrared wavelength region is, for example, a wavelength region of 700 nm to 1000 μm including the wavelength of 760 nm. Further, this ultraviolet wavelength region is, for example, a wavelength region of 10 nm to 400 nm.
カラーカメラ23は、共用ズームレンズ21を介して、可視光波長領域で被写体Ob及びパターンを撮影するビデオカメラ、CCDカメラ又はCMOSカメラである。ここで、カラーカメラ23は、パターンを撮影したカラー画像を撮影カメラ制御装置3に出力する。また、被写体Obを撮影したカラー画像を画像補正装置4に出力する。なお、撮影カメラ装置2は、カラーカメラ23の代わりに、モノクロ画像を撮影するモノクロカメラ(不図示)を備えても良い。
The
赤外線カメラ25は、共用ズームレンズ21を介して、赤外線波長領域で被写体Ob及びパターンを撮影するカメラである。また、赤外線カメラ25は、赤外線波長領域で撮影した画像を、例えば、赤外線の波長が短い側を白色、及び、赤外線の波長が長い側を黒色といったように肉眼で認識できる画像に変換する。ここで、赤外線カメラ25は、パターンを撮影した赤外線画像を撮影カメラ制御装置3に出力する。また、被写体Obを撮影した赤外線画像を画像補正装置4に出力する。なお、撮影カメラ装置2は、赤外線カメラ25の代わりに、紫外線画像を撮影する紫外線カメラ(不図示)を備えても良い。
The
ホットミラー27は、赤外線を赤外線カメラ25に反射すると共に、可視光をカラーカメラ23に透過させる光学素子である。このような光学素子としては、ホットミラー27の他、ハーフミラー又はプリズムがある。
The hot mirror 27 is an optical element that reflects infrared light to the
撮影カメラ制御装置3は、レバー、ボタン等の操作手段(不図示)を備え、カメラマンの操作に応じてレンズ制御信号を生成し、撮影カメラ装置2に出力するものである。また、撮影カメラ制御装置3は、撮影カメラ装置2からのレンズデータに含まれるズーム値と、パターンを撮影したカラー画像と赤外線画像とを、画像補正装置4に出力する。
The photographing
画像補正装置4は、被写体Obを撮影したカラー画像を基準として、被写体Obを撮影した赤外線画像のずれを補正するものである。ここで、画像補正装置4は、被写体Obを撮影したカラー画像と、ずれを補正した赤外線画像とを画像合成装置6に出力する。なお、画像補正装置4の詳細は、後記する。
The image correction device 4 corrects a shift of an infrared image obtained by photographing the subject Ob with reference to a color image obtained by photographing the subject Ob. Here, the image correction device 4 outputs a color image obtained by photographing the subject Ob and an infrared image in which the shift is corrected to the
CG画像生成装置5は、例えば、オペレータの指令によって、月や星のCG画像を生成するコンピュータである。また、CG画像生成装置5は、生成したCG画像を画像合成装置6に出力する。
The CG
画像合成装置6は、被写体Obを撮影したカラー画像と、ずれを補正した赤外線画像と、CG画像生成装置5が生成したCG画像とをCG合成するものである。なお、CG合成の詳細は、前記したとおりなので省略する。
The
(第一実施形態)
[画像補正装置の構成]
以下、図1を参照して、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4の構成について説明する。図1に示すように、画像補正装置4は、補正係数算出手段41と、記憶手段42と、補正手段43と、遅延手段44とを備える。
(First embodiment)
[Configuration of image correction apparatus]
Hereinafter, the configuration of the image correction apparatus 4 according to the present embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the image correction apparatus 4 includes a correction
補正係数算出手段41は、パターンを撮影したカラー画像及び赤外線画像と、パターンを撮影したときのズーム値とが撮影カメラ制御装置3から入力され、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数a1〜c3と、画像の回転ずれを示す補正係数θとを算出するものである。
The correction coefficient calculation means 41 receives a color image and an infrared image obtained by photographing a pattern, and a zoom value when the pattern is photographed from the photographing
ここで、予め、撮影カメラ装置2は、共用ズームレンズ21のズームを所定間隔で変えながらパターンを撮影しておく。このとき、撮影カメラ装置2は、ずれが大きくなるズーム値近傍では、このズーム間隔を短くしてパターンを撮影することが好ましい。つまり、補正係数算出手段41は、パターンを撮影したカラー画像と赤外線画像との対が、この対同士のズーム値が異なるように複数入力される。
Here, the photographing
また、補正係数算出手段41は、パターンを撮影したカラー画像と赤外線画像とから、それぞれ、特徴点を検出する。以下、特徴点の検出について、第一例及び第二例をあげて説明する。 Further, the correction coefficient calculation means 41 detects feature points from the color image and the infrared image obtained by photographing the pattern. Hereinafter, detection of feature points will be described with reference to a first example and a second example.
<特徴点の検出:第一例>
この第一例は、図4に示すように、パターンが市松模様をパターンとしたパターン画像Ptから特徴点を検出する手法である。このとき、補正係数算出手段41は、市松模様のパターン画像Ptに、Moravecコーナー検出、Harris−Stephensコーナー検出等のコーナー検出を適用し、特徴点を検出する。ここでは、補正係数算出手段41は、図4の市松模様から、各四角形の4隅を特徴点として検出する。
<Detection of feature points: first example>
As shown in FIG. 4, this first example is a technique for detecting feature points from a pattern image Pt whose pattern is a checkered pattern. At this time, the correction
このようなコーナー検出を用いると、補正係数算出手段41は、特徴点を検出する演算量を低減できるという利点がある。一方、共用ズームレンズ21をズームしたとき(拡大撮影したとき)、又は、カラーカメラ23や赤外線カメラ25の解像度によっては、図4に示すように、パターン画像Ptにおいて、黒色四角形の4隅がつぶれてしまい、特徴点を検出できないことがある(図4拡大部分)。このような場合、以下の第二例を用いる。
When such corner detection is used, there is an advantage that the correction coefficient calculation means 41 can reduce the amount of calculation for detecting feature points. On the other hand, depending on the resolution of the
<特徴点の検出:第二例>
この第二例は、図5に示すように、白地に黒丸同士が重ならないように配置した水玉模様をパターンとしたパターン画像Ptから特徴点を検出する手法である。このとき、補正係数算出手段41は、水玉模様のパターン画像Ptから、黒丸領域(黒色領域)を抽出し、黒丸領域毎の重心位置を特徴点として検出する。この第二例の検出手法は、特徴点の検出精度が高いという利点がある。
<Detection of feature points: second example>
As shown in FIG. 5, the second example is a method of detecting feature points from a pattern image Pt having a pattern of polka dots arranged so that black circles do not overlap each other on a white background. At this time, the correction coefficient calculating means 41 extracts a black circle area (black area) from the polka dot pattern image Pt, and detects the center of gravity of each black circle area as a feature point. This second example detection method has the advantage of high feature point detection accuracy.
なお、第一例及び第二例において、補正係数算出手段41は、パターンを撮影したカラー画像(パターン画像Pt)と、パターンを撮影した赤外線画像(パターン画像Pt)との両方から、特徴点を検出することは言うまでもない。
In the first example and the second example, the correction
なお、前記した第一例及び第二例の何れを用いても、カラー画像と赤外線画像とのずれ(つまり、算出する補正係数)は、同じになる。従って、画像補正装置4は、例えば、オペレータからの指令に応じて、第一例又は第二例の何れか一方の手法を選択し、特徴点を検出すれば良い。 Note that the shift between the color image and the infrared image (that is, the calculated correction coefficient) is the same regardless of which of the first and second examples described above. Therefore, for example, the image correction apparatus 4 may select either one of the methods of the first example and the second example in accordance with a command from the operator and detect the feature points.
図1に戻り、画像補正装置4の構成について説明を続ける。
また、補正係数算出手段41は、下記式(5)で表される特徴点距離lの和が最小となるように、補正係数θと、補正係数a1〜c3とを下記式(1)〜下記式(4)で算出する。ここで、特徴点距離lは、パターンを撮影したカラー画像と赤外線画像とで対応する特徴点、つまり、同一位置から検出された検出点の対の距離(座標のずれ)である。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration of the image correction apparatus 4 will be continued.
Further, the correction coefficient calculation means 41 calculates the correction coefficient θ and the correction coefficients a 1 to c 3 so that the sum of the feature point distances 1 expressed by the following expression (5) is minimized. -It calculates by following formula (4). Here, the feature point distance l is a feature point corresponding to a color image obtained by photographing a pattern and an infrared image, that is, a paired distance (coordinate deviation) of detection points detected from the same position.
但し、式(1)〜式(5)では、a1,b1,c1,a2,b2,c2,a3,b3,c3は画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数であり、θは画像の回転ずれを示す補正係数であり、Sはスケール値であり、Zはズーム値であり、Cxは画像中心の水平方向のずれであり、Cyは画像中心の垂直方向のずれであり、Vxは可視光画像の水平方向の位置(座標)であり、Vyは可視光画像の垂直方向の位置(座標)であり、Ixは不可視光画像の水平方向の位置(座標)であり、Iyは不可視光画像の垂直方向の位置(座標)である。
However, according the formula (1) to (5), the a 1, b 1, c 1 , a 2,
また、式(5)では、ixは式(1)にVxを代入して算出した不可視光画像の水平方向の位置であり、iyは式(1)にVyを代入して算出した不可視光画像の垂直方向の位置である。 In Expression (5), i x is the horizontal position of the invisible light image calculated by substituting V x into Expression (1), and i y is calculated by substituting V y into Expression (1). This is the vertical position of the invisible light image.
ここで、式(5)で表される特徴点距離lは、ズーム値Z毎に算出するものである。従って、補正係数算出手段41は、ズーム値毎の特徴点距離lの総和が最小となる補正係数a1〜c3を算出すれば良い。例えば、補正係数算出手段41は、レーベンバーグ−マーカート法、ガウス−ニュートン法等の最適化手法を用いて、ズーム値Z毎の特徴点距離lの総和が最小となる補正係数θと補正係数a1〜c3とを算出する。そして、補正係数算出手段41は、ズーム値Zに対応付けて、補正係数a1〜c3と補正係数θとを、記憶手段42に書き込む。
Here, the feature point distance 1 represented by the equation (5) is calculated for each zoom value Z. Therefore, the correction coefficient calculation means 41 may calculate the correction coefficients a 1 to c 3 that minimize the sum of the feature point distances l for each zoom value. For example, the correction coefficient calculation means 41 uses an optimization method such as the Levenberg-Markert method, the Gauss-Newton method, or the like to correct the correction coefficient θ and the correction coefficient a that minimize the sum of the feature point distances l for each zoom value Z. to calculate the 1 ~c 3. Then, the correction
記憶手段42は、補正係数a1〜c3と補正係数θとをズーム値Zに対応付けて記憶するハードディスク、メモリ等の記憶手段である。なお、本実施例では、記憶手段42を備えることとして説明したが、画像補正装置4は、記憶手段42を備えなくとも良い。この場合、補正係数算出手段41は、ズーム値Zに対応付けた補正係数a1〜c3と補正係数θとを、補正手段43に出力する。
The
補正手段43は、撮影カメラ制御装置3から被写体Obを撮影したときのズーム値Z´が入力され、補正係数算出手段41が算出した補正係数a1〜c3と補正係数θとを用いて、被写体Obを撮影したカラー画像と赤外線画像との位置関係を求めるものである。まず、補正手段43は、記憶手段42を参照し、ズーム値Z´と同一のズーム値Zに対応した補正係数a1〜c3と補正係数θとを読み出す。ここで、このズーム値Zに対応する補正係数a1〜c3と補正係数θとが記憶手段42に記憶されていない場合、補正手段43は、ズーム値Z´に最も近いズーム値Zに対応した補正係数a1〜c3と補正係数θとを読み出す。
The correction means 43 receives the zoom value Z ′ when the subject Ob is photographed from the photographing
また、補正手段43は、ズーム値Z´をズーム値Zとして式(3)〜式(4)に代入し、補正係数a1〜c3と補正係数θとを式(2)〜式(4)に代入し、スケール値Sと画像中心の位置ずれCx,Cyとを算出する。そして、補正手段43は、算出したスケール値Sと、算出した画像中心の位置ずれCx,Cyと、補正係数算出手段41が算出した示す補正係数θとを式(1)に代入して、被写体Obを撮影したカラー画像と赤外線画像とのずれを算出する。言い換えると、式(1)は、被写体Obを撮影したカラー画像と赤外線画像との位置関係(つまり、座標の変換式)を示す。
Further, the correcting means 43 substitutes the zoom value Z ′ as the zoom value Z into the equations (3) to (4), and sets the correction coefficients a 1 to c 3 and the correction coefficient θ to the equations (2) to (4). ) To calculate the scale value S and the image center misalignment C x , C y . Then, the correcting
また、補正手段43は、式(1)より、被写体Obを撮影したカラー画像と赤外線画像との位置関係が判ったため、撮影カメラ装置2から入力された赤外線画像のずれを補正する。このとき、補正手段43は、赤外線画像においてずれを補正したい画素の座標ICx,ICyを、式(1)のVx,Vyにそれぞれ代入する。さらに、補正手段43は、被写体Obを撮影した赤外線画像において、式(1)に、スケール値Sと画像中心の位置ずれCx,Cyと補正係数θと代入して算出したIx,Iyが示す画素の画素値を取得する。その後、補正手段43は、座標Ix,Iyにおける画素値を、画素ICx,ICyの画素値とする。
Further, since the positional relationship between the color image obtained by photographing the subject Ob and the infrared image is known from the equation (1), the correcting
このとき、補正手段43は、例えば、3タップのランチョス(Lanczos)法によって、カラー画像に対して赤外線画像のずれをなくすために、赤外線画像に対して拡大、縮小等の画像処理を施す。この他、補正手段43は、バイリニア法、ニアレストネイバー法又はバイキュービック法を用いても良い。そして、補正手段43は、補正した赤外線画像を画像合成装置6に出力する。
At this time, the
なお、一般的には、各画素が格子状に配列され、各画素の座標が整数で表現される。一方、式(1)左辺の座標Ix,Iyは、常に画像のサンプリング位置になるとは限らず、小数を含めて表現される。この場合、補正手段43は、画素の内挿処理を行っても良い。
In general, the pixels are arranged in a lattice pattern, and the coordinates of the pixels are expressed as integers. On the other hand, the coordinates I x and I y on the left side of Expression (1) are not always the sampling positions of the image, and are expressed including decimal numbers. In this case, the
遅延手段44は、被写体Obを撮影したカラー画像が入力され、このカラー画像を蓄積するフレームメモリである。また、遅延手段44は、補正手段43の補正処理の時間だけ遅延させて、蓄積したカラー画像を画像合成装置6に出力する。
The delay means 44 is a frame memory that receives a color image obtained by photographing the subject Ob and accumulates the color image. In addition, the
[共用ズームレンズのレンズ歪のモデル化]
以下、本発明における、共用ズームレンズのレンズ歪のモデル化について説明する。
本発明のように、カラーカメラ23(可視光カメラ)と赤外線カメラ25(不可視光カメラ)とで、共用ズームレンズ21を用いる場合、以下の理由でカラー画像と赤外線画像との間にずれが生じる。この第一の理由は、共用ズームレンズ21、ホットミラー27等の取り付け精度に起因する。また、第二の理由は、共用ズームレンズ21の波長特性から、倍率色収差が生じるためである。
[Modeling of lens distortion of common zoom lens]
Hereinafter, modeling of the lens distortion of the common zoom lens in the present invention will be described.
When the shared
まず、これらを理由とする画像の変位量は、カラー画像と赤外線画像との画像中心の位置ずれCx,Cyと、共用ズームレンズ21の光軸に対する垂直方向の回転ずれθとおく。ここで、本願発明者らの実験により、例えば、可視光を基準に設計した共用レンズであれば、可視光波長領域に対して、赤外線波長領域や紫外線波長領域での倍率色収差が、単純なスケール値に対応することが判った。このことから、式(1)が成立する。なお、式(1)は、極度の広角レンズには当てはまらない場合がある。
First, the displacement amount of the image that these grounds are placed positional deviation C x of the image center of the color image and the infrared image, and C y, a rotational shift θ in the vertical direction with respect to the optical axis of the
さらに、本願発明者らの実験により、共用ズームレンズ21の場合、撮影面に対して共用ズームレンズ21の光軸が正確に垂直になっていないことから、前記した補正係数a1〜c3が、ズーム値Zに応じて、徐々に変化することも判った。様々な共用ズームレンズ21を用いて実験した結果、前記した補正係数a1〜c3が、ズーム値Zに応じた2次関数の数式で近似できることを見出した。このことから、式(2)〜式(4)が成立する。なお、式(1)〜式(4)が、請求項に記載の共用ズームレンズのレンズ歪をモデル化した関数である。
Further, according to experiments by the inventors of the present application, in the case of the shared
[画像補正装置の動作:補正係数算出処理]
以下、図6を参照し、図1の画像補正装置4による補正係数算出処理について説明する(適宜図1参照)。まず、画像補正装置4は、補正係数算出手段41に、パターンを撮影したカラー画像(パターン画像Pt)と、パターンを撮影した赤外線画像(パターン画像Pt)とを入力する(ステップS1)。そして、画像補正装置4は、補正係数算出手段41に、このパターンを撮影したときのズーム値Zを入力する(ステップS2)。
[Operation of Image Correction Device: Correction Coefficient Calculation Processing]
Hereinafter, with reference to FIG. 6, the correction coefficient calculation processing by the image correction apparatus 4 in FIG. 1 will be described (see FIG. 1 as appropriate). First, the image correction device 4 inputs a color image (pattern image Pt) obtained by photographing a pattern and an infrared image (pattern image Pt) obtained by photographing the pattern to the correction coefficient calculating means 41 (step S1). Then, the image correction device 4 inputs the zoom value Z when this pattern is photographed to the correction coefficient calculation means 41 (step S2).
ステップS2の処理に続いて、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、ステップS1で入力されたカラー画像と、パターンを撮影した赤外線画像とのそれぞれから、例えば、コーナー検出により特徴点を検出する(ステップS3)。 Subsequent to the processing in step S2, the image correction apparatus 4 uses the correction coefficient calculation means 41 to extract feature points from each of the color image input in step S1 and the infrared image obtained by capturing the pattern, for example, by corner detection. Detect (step S3).
ステップS3の処理に続いて、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、式(5)で表される特徴点距離lの和が最小となるように、補正係数θと、補正係数a1〜c3とを式(1)〜式(4)で算出する。ここで、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、例えば、レーベンバーグ−マーカート法、ガウス−ニュートン法等の最適化手法を用いて、特徴点距離lの総和が最小となる補正係数θと補正係数a1〜c3とを算出する(ステップS4)。
Subsequent to the processing in step S3, the image correction device 4 causes the correction coefficient calculation means 41 to correct the correction coefficient θ and the correction coefficient a so that the sum of the feature point distances 1 expressed by the equation (5) is minimized. and 1 to c 3 is calculated by the formula (1) to (4). Here, the image correction device 4 uses the correction
ステップS4の処理に続いて、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、ステップS4で算出した補正係数θと補正係数a1〜c3とを、ステップS2で入力されたズーム値Zに対応付けて記憶手段42に書き込む(ステップS5)。 Subsequent to the processing in step S4, the image correction apparatus 4 uses the correction coefficient calculation means 41 to convert the correction coefficient θ calculated in step S4 and the correction coefficients a 1 to c 3 into the zoom value Z input in step S2. Corresponding data are written in the storage means 42 (step S5).
ここで、例えば、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、ステップS1〜S5の動作を繰り返し行い、異なるズーム値Zで撮影されたパターンを撮影したカラー画像と赤外線画像とから、補正係数を算出する。このとき、画像補正装置4は、補正係数算出手段41によって、ずれが大きくなるズーム値近傍、及び、撮影時に多用するズーム値近傍で、補正係数を算出しておくことが好ましい。これによって、画像補正装置4は、ズームによる共用ズームレンズ21のレンズ歪の変化を補正係数により正確に反映でき、ずれの補正精度が向上する。
Here, for example, the image correction device 4 repeatedly performs the operations of steps S1 to S5 by the correction coefficient calculation means 41, and corrects the correction coefficient from the color image and the infrared image obtained by shooting the patterns shot at different zoom values Z. Is calculated. At this time, it is preferable that the image correction device 4 calculates the correction coefficient by the correction
[画像補正装置の動作:補正処理]
以下、図7を参照し、図1の画像補正装置4による補正処理について説明する(適宜図1参照)。まず、画像補正装置4は、補正手段43に、被写体Obを撮影したカラー画像と、被写体Obを撮影した赤外線画像とを入力する(ステップS11)。また、画像補正装置4は、補正手段43に、被写体Obを撮影したときのズーム値Z´を入力する(ステップS12)。
[Operation of Image Correction Device: Correction Processing]
Hereinafter, with reference to FIG. 7, the correction processing by the image correction apparatus 4 in FIG. 1 will be described (see FIG. 1 as appropriate). First, the image correction apparatus 4 inputs a color image obtained by photographing the subject Ob and an infrared image obtained by photographing the subject Ob to the correction unit 43 (step S11). Further, the image correction device 4 inputs the zoom value Z ′ when the subject Ob is photographed to the correction unit 43 (step S12).
ステップS12の処理に続いて、画像補正装置4は、補正手段43によって、記憶手段42から、ズーム値Z´に対応する補正係数a1〜c3と補正係数θと読み出す(ステップS13)。 Following the processing in step S12, the image correction apparatus 4 reads out the correction coefficients a 1 to c 3 and the correction coefficient θ corresponding to the zoom value Z ′ from the storage means 42 by the correction means 43 (step S13).
ステップS13の処理に続いて、画像補正装置4は、補正手段43によって、ズーム値Z´をズーム値Zとして式(3)〜式(4)に代入し、補正係数a1〜c3と補正係数θとを式(2)〜式(4)に代入し、スケール値Sと画像中心の位置ずれCx,Cyとを算出する(ステップS14)。
Subsequent to the processing in step S13, the image correction apparatus 4 uses the
ステップS14の処理に続いて、画像補正装置4は、補正手段43によって、ステップS14で算出したスケール値Sと画像中心の位置ずれCx,Cyと、ステップS13で読み出した補正係数θとを式(1)に代入して、被写体Obを撮影したカラー画像と赤外線画像との位置関係を求める(ステップS15)。
Subsequent to the processing in step S14, the image correction apparatus 4 uses the
以上のように、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4は、画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数a1〜c3を、式(1)〜式(5)を用いて簡易に演算できるので、ズームレンズに適用可能である。また、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4は、撮影カメラ装置2を新たな場所に配置してテレビ番組の撮影を行う場合、その場所で撮影したカラー画像と赤外線画像とを用いて補正係数a1〜c3と補正係数θとを算出すれば良い。このため、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4は、ズームレンズの高い取り付け精度が要求されない。さらに、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4は、撮影中にズームを行った場合でも、カラー画像と赤外線画像とのずれを画素単位の精度で補正することができ、テレビ番組の制作等の非常に高い精度が要求される分野でも実用に十分耐えられる。
As described above, the image correction apparatus 4 according to the present embodiment of the present invention uses the correction coefficients a 1 to c 3 that indicate the positional deviation of the image center according to the zoom value, and the expressions (1) to (5). Since it can be easily calculated by using it, it can be applied to a zoom lens. In addition, the image correction apparatus 4 according to the present embodiment of the present invention uses a color image and an infrared image captured at a place when the photographing
また、本発明の本実施形態に係る画像補正装置4は、その用途が制限されないが、特に、クロマキー処理が難しい場合、図2のスクリーンScのような再帰性反射材を用いる場合、又は、カラー画像に含まれる被写体に関する情報を不可視光だけに反応するマーカで取得する場合に有効である。 Further, the application of the image correction apparatus 4 according to the present embodiment of the present invention is not limited, but in particular, when chroma key processing is difficult, when using a retroreflecting material such as the screen Sc in FIG. This is effective when acquiring information about a subject included in an image with a marker that reacts only to invisible light.
また、例えば、本発明に係る画像補正装置4は、赤外線サーモグラフィカメラで人物を撮影したサーモグラフィ画像と、カラー画像とのずれを補正する。そして、画像合成装置6が、カラー画像の背景部分とサーモグラフィ画像とを合成しても良い。このように、本発明に係る画像補正装置4は、カラーの実写背景に被写体の体温表示が合成された画像を生成する場合にも用いることができる。
Further, for example, the image correction device 4 according to the present invention corrects a deviation between a thermographic image obtained by photographing a person with an infrared thermographic camera and a color image. Then, the
本発明の本実施形態では、画像補正装置4を独立した装置として説明したが、これに限定されない。本発明では、一般的なコンピュータの演算装置、記憶装置等のハードウェア資源を、前記した各手段として協調動作させるプログラムで実現することもできる。このプログラムは、通信回線を介して配布しても良く、CD−ROMやフラッシュメモリ等の記録媒体に書き込んで配布しても良い。 In the present embodiment of the present invention, the image correction apparatus 4 has been described as an independent apparatus, but the present invention is not limited to this. In the present invention, hardware resources such as a general computer arithmetic device and a storage device can also be realized by a program that performs cooperative operation as each of the above-described means. This program may be distributed via a communication line, or may be distributed by writing in a recording medium such as a CD-ROM or a flash memory.
1 画像合成システム
2 撮影カメラ装置
21 共用ズームレンズ
23 カラーカメラ
25 赤外線カメラ
27 ホットミラー
3 撮影カメラ制御装置
4 画像補正装置
41 補正係数算出手段
42 記憶手段
43 補正手段
44 遅延手段
5 CG画像生成装置
6 画像合成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
所定のパターンを撮影した前記可視光画像及び前記不可視光画像と、前記パターンを撮影したときの前記ズーム値とが入力され、画像中心の位置ずれを前記ズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを算出する補正係数算出手段と、
被写体を撮影したときの前記ズーム値が入力され、前記補正係数算出手段が算出した前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、前記画像の回転ずれを示す補正係数とを用いて、被写体を撮影した前記可視光画像と前記不可視光画像との位置関係を求めて補正する補正手段と、を備え、
前記補正係数算出手段は、前記パターンを撮影した前記可視光画像及び前記不可視光画像から特徴点を検出し、当該特徴点距離の和が最小となるように、前記画像の回転ずれを示す補正係数と、前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数とを、前記共用ズームレンズのレンズ歪をモデル化した関数により算出し、
前記補正手段は、前記被写体を撮影したときの前記ズーム値と、前記補正係数算出手段が算出した前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、前記補正係数算出手段が算出した前記画像の回転ずれを示す補正係数とを前記関数に代入して、前記可視光画像と前記不可視光画像との位置関係を求めることを特徴とする画像補正装置。 An image correction apparatus that corrects a deviation between a visible light image captured in a visible light wavelength region via a shared zoom lens capable of outputting a zoom value and an invisible light image captured in an invisible light wavelength region via the shared zoom lens. In
The visible light image and the invisible light image obtained by photographing a predetermined pattern, the zoom value obtained when the pattern is photographed, and a correction coefficient indicating a positional deviation of the center of the image according to the zoom value, and an image Correction coefficient calculating means for calculating a correction coefficient indicating the rotational deviation of
The zoom value when the subject is photographed is input, and the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image calculated by the correction coefficient calculating unit according to the zoom value and the correction coefficient indicating the rotational deviation of the image are used. Correction means for obtaining and correcting the positional relationship between the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the subject,
The correction coefficient calculating means detects a feature point from the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the pattern, and indicates a correction coefficient indicating a rotational deviation of the image so that the sum of the feature point distances is minimized. And a correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value is calculated by a function modeling the lens distortion of the shared zoom lens ,
The correction means calculates the zoom value when the subject is photographed, a correction coefficient indicating the positional deviation of the image center calculated by the correction coefficient calculation means according to the zoom value, and the correction coefficient calculation means calculates by substituting the correction coefficient indicating the rotational displacement of the image on the function, the image correction apparatus according to claim Rukoto obtain the position relationship between the invisible light image and the visible light image.
但し、式(1)〜式(5)では、Sはスケール値であり、Cxは画像中心の水平方向のずれであり、Cyは画像中心の垂直方向のずれであり、Vxは前記可視光画像の水平方向の位置であり、Vyは前記可視光画像の垂直方向の位置であり、Ixは前記不可視光画像の水平方向の位置であり、Iyは前記不可視光画像の垂直方向の位置であり、ixは式(1)にVxを代入して算出した前記不可視光画像の水平方向の位置であり、iyは式(1)にVyを代入して算出した前記不可視光画像の垂直方向の位置である。
However, in Expressions (1) to (5), S is a scale value, C x is a horizontal shift of the image center, Cy is a vertical shift of the image center, and V x is The horizontal position of the visible light image, V y is the vertical position of the visible light image, I x is the horizontal position of the invisible light image, and I y is the vertical position of the invisible light image. I x is the horizontal position of the invisible light image calculated by substituting V x into Equation (1), and i y is calculated by substituting V y into Equation (1). It is the position in the vertical direction of the invisible light image.
所定のパターンを撮影した前記可視光画像及び前記不可視光画像と、前記パターンを撮影したときの前記ズーム値とが入力され、画像中心の位置ずれを前記ズーム値に応じて示す補正係数と、画像の回転ずれを示す補正係数とを算出する補正係数算出手段、
被写体を撮影したときの前記ズーム値が入力され、前記補正係数算出手段が算出した前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、前記画像の回転ずれを示す補正係数とを用いて、被写体を撮影した前記可視光画像と前記不可視光画像との位置関係を求めて補正する補正手段、として機能させ、
前記補正係数算出手段は、前記パターンを撮影した前記可視光画像及び前記不可視光画像から特徴点を検出し、当該特徴点距離の和が最小となるように、前記画像の回転ずれを示す補正係数と、前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数とを、前記共用ズームレンズのレンズ歪をモデル化した関数により算出し、
前記補正手段は、前記被写体を撮影したときの前記ズーム値と、前記補正係数算出手段が算出した前記画像中心の位置ずれをズーム値に応じて示す補正係数と、前記補正係数算出手段が算出した前記画像の回転ずれを示す補正係数とを前記関数に代入して、前記可視光画像と前記不可視光画像との位置関係を求めるための画像補正プログラム。 In order to correct the deviation between the visible light image captured in the visible light wavelength region through the shared zoom lens that can output the zoom value and the invisible light image captured in the invisible light wavelength region through the shared zoom lens, Computer
The visible light image and the invisible light image obtained by photographing a predetermined pattern, the zoom value obtained when the pattern is photographed, and a correction coefficient indicating a positional deviation of the center of the image according to the zoom value, and an image correction coefficient calculating means to calculate a correction coefficient indicating the rotational displacement of
The zoom value when the subject is photographed is input, and the correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image calculated by the correction coefficient calculating unit according to the zoom value and the correction coefficient indicating the rotational deviation of the image are used. A correction means for obtaining and correcting the positional relationship between the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the subject,
The correction coefficient calculating means detects a feature point from the visible light image and the invisible light image obtained by photographing the pattern, and indicates a correction coefficient indicating a rotational deviation of the image so that the sum of the feature point distances is minimized. And a correction coefficient indicating the positional deviation of the center of the image according to the zoom value is calculated by a function modeling the lens distortion of the shared zoom lens ,
The correction means calculates the zoom value when the subject is photographed, a correction coefficient indicating the positional deviation of the image center calculated by the correction coefficient calculation means according to the zoom value, and the correction coefficient calculation means calculates An image correction program for substituting a correction coefficient indicating a rotational shift of the image into the function to obtain a positional relationship between the visible light image and the invisible light image .
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