JP5696783B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものであり、例えば、各図面における画像上の表示物のサイズおよび位置関係等は必ずしも正確に図示されたものではない。なお、説明の便宜上、図15および図20には直交するXYの2軸が付されている。
図1は、実施形態に係る画像処理装置200Aを用いた画像処理システム100Aの概略構成を示す図である。図1に示されるように、画像処理システム100Aは、ステレオカメラ300と画像処理装置200Aとを主に備えて構成されている。画像処理システム100Aでは、被写体70をステレオカメラ300が撮影することにより取得した第1画像である入力画像1および第2画像である入力画像2(図1、図2)を画像処理装置200Aが取得し、画像処理装置200Aが入力画像1および2を処理することによって入力画像1および2の間での色合わせ処理を行う。画像処理装置200Aは、該色合わせ処理により、立体画像29を構成する出力画像3および4(図1、図2)を生成する。生成された立体画像29は、画像処理装置200Aの表示部43(図2)に表示される。
図1に示されるように、ステレオカメラ300は、第1カメラ61と第2カメラ62とを主に備えて構成されている。また、第1カメラ61および第2カメラ62は、それぞれ、不図示の撮影光学系と、カラー撮像素子を有する制御処理回路とを主に備えて構成されている。第1カメラ61と第2カメラ62とは、所定の基線長を隔てて設けられており、撮影光学系に入射した被写体からの光線情報を制御処理回路等で同期して処理することによって、デジタルカラー画像である入力画像1および2を生成する。入力画像1および2の画像サイズは、例えば、3456画素×2592画素などの所定サイズであり、入力画像1および2は、被写体70のステレオ画像を構成する。
図2は、実施形態に係る画像処理装置200Aの要部の構成例を示す機能ブロック図である。図2に示されるように、画像処理装置200Aは、CPU11A、入出力部41、操作部42、表示部43、ROM44、RAM45および記憶装置46を主に備えて構成されており、例えば、汎用のコンピュータでプログラムを実行することなどによって実現される。
<(2−1)動作の概要について>
図34は、実施形態に係る画像処理装置200Aの動作フローS10Aの概要の1例を示す図である。画像処理装置200Aの画像取得部12は、操作部42を用いたユーザの操作を受け付けることなどによって、ステレオカメラ300によってそれぞれ取得された入力画像1および2を取得する(図34のステップS10)。入力画像1、2は、互いに異なる撮像系である第1カメラ61および第2カメラ62によって被写体がそれぞれ撮影された画像である。
画像処理装置200Aは、入力画像1、2の画素表現情報のヒストグラムに基づいて入力画像1と入力画像2との間での色合わせ処理を行う。なお、本願においては、入力値と、該入力値に対応する累積度数(累積画素数)との関係を表現する累積ヒストグラムと、入力値と、該入力値に対応する度数(画素数)との関係を表現するヒストグラムとを区別するために、後者のヒストグラムは、「通常のヒストグラム」、または「非累積ヒストグラム」とも適宜称される。
画像処理装置200Aは、色合わせ処理の開始に先立って、入力画像1、2の少なくとも一方から入力画像1、2のうち少なくとも一方から派生する目標画像を生成し、上述したヒストグラムを近づける処理において目標となるヒストグラムを与える目標画像として用いる。目標画像は、入力画像1、2のうち何れか一方自体であってもよい。また、目標画像は、例えば、入力画像1、2の画素値の平均を取った画像など、入力画像1および2に基づいて、生成されてもよい。また、入力画像1、2と同一の被写体が、予め撮影された別画像が目標画像として設定されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。
次に、図3、4に示されるように入力画像1が対象画像OGとして、また、入力画像2が目標画像TGとしてそれぞれ設定された場合を例として、累積ヒストグラムを使用した色合わせ処理について図35の動作フローを適宜参照しつつ説明する。図35は、実施形態に係る画像処理装置200Aの累積ヒストグラムを用いた色合わせ処理に係る動作フローS100Aの1例を示す図である。なお、本願においては、画像の各画素表現情報は、それぞれ8ビットで表現される。
図9は、非累積ヒストグラムH1、H2を用いた変換用ガンマテーブルUR(図10)の生成処理を説明するための図である。非累積ヒストグラムH1は、入力画像1(対象画像OG)の非累積ヒストグラムであり。非累積ヒストグラムH2は、入力画像2の非累積ヒストグラムである。入力画像2は、目標画像TGでもあるので、非累積ヒストグラムH2は、非累積ヒストグラムHTでもある。
次に、異なる色空間での複数回の色合わせ処理が行われる動作モードが設定されている場合の画像処理装置200Aの動作について説明する。該説明に先立って、上述したRGBの各成分における色空間とは異なる色空間における色合わせ処理について、C(彩度)が色空間として用いられる場合を説明する。
図3および図4にそれぞれ示された入力画像1、2においては、画像領域の全体における画素表現情報のヒストグラムが取得され、該ヒストグラムに基づいて、色合わせ処理が行われていた。しかしながら、入力画像1の画像領域の1部の画像と、入力画像2の画像領域の一部の画像とのそれぞれのヒストグラムに基づいて色合わせ処理が行われたとしても本発明の有用性を損なうものではない。
図11および図12は、例えば入力画像1および2に上下の視差があった場合の、入力画像1および2における共通領域32aおよび32bの1例をそれぞれ示す図である。共通領域32aは、入力画像1における破線の矩形によって内包された領域であり、共通領域32bは、入力画像2における破線の矩形によって内包された領域である。また、共通領域32aおよび32bは、入力画像1および2のうち被写体の同一部分をそれぞれ捉えた画像に係る領域である。すなわち、共通領域32aにおける入力画像1の画像と、共通領域32bにおける入力画像2の画像とは、被写体の同一部分にそれぞれ対応した部分画像である。
図13は、図11に加えて、入力画像1の共通領域32aのうち斜線が付されたオクルージョン領域68a(第1オクルージョン領域)が除外された部分領域33aの1例を示す図である。また、図14は、図12に加えて、入力画像2の共通領域32bのうち斜線が付されたオクルージョン領域68b(第2オクルージョン領域)が除外された部分領域33bの1例を示す図である。
図15は、入力画像1および2のそれぞれに設定された複数の部分領域(「ブロック」とも称される)の1例を示す図である。図15では、12個のブロックM1〜M12が設定されている。画像処理部13は、画像処理装置200Aの動作モードに応じて、分割された複数の部分領域を使用した色合わせ処理を行う。該色合わせ処理において、画像処理部13は、図15に例示されるように、入力画像1および2のそれぞれの画像領域を複数のブロック(M1〜M12)に分割する。
画像処理部13は、動作モードに応じて、入力画像1および2のそれぞれについて、各ブロックの変換用ガンマテーブルに、各ブロックの相互間の距離に応じた重み付けを行って各ブロック間で相互に適用することにより、各ブロックの新たな変換用ガンマテーブルを取得する。画像処理部13は、入力画像1および2のそれぞれについて、各ブロックの画素表現情報の値を取得された新たな変換用ガンマテーブルに基づいて変換することにより入力画像1および2についての色合わせ処理を行う。
画像処理部13は、動作モードに応じて、更に、入力画像1、2のうち画素表現情報の値が飽和している画素の割合を表現した飽和度がより低い一方の画像の該飽和度を、他方の画像の該飽和度に近づける飽和度の補正処理を行う。なお、本願において「飽和」とは、画素表現情報の値が、所定のビット数で表現可能な値域(「表現可能範囲」とも称される)の上限値となっている場合と、該値域の下限値となっている場合との両方を指す。
該飽和度の補正処理は、対象画像OGと目標画像TGとについて生成される変換用ガンマテーブルに基づいて行われる。
画像処理部13は、動作モードに応じて、ヒストグラムを用いることにより同様の補正テーブルRT2(図31)を生成する。より具体的には、画像処理部13は、入力画像1、2のうち飽和度が大きい方の画像の画素表現情報についてのヒストグラムにおいて、画素表現情報の値域の端部に対応した該ヒストグラムの度数に基づいて飽和度を取得し、飽和度の補正処理を行う。なお、画像処理部13は図39のステップ142において、該飽和度を取得する。
画像処理装置200Aの制御に基づいてステレオカメラ300が時系列画像を取得した場合には、画像処理装置200Aは、色合わせ処理の対象となる入力画像1、2とは異なる時刻に撮影された他の入力画像に基づいて、該色合わせ処理を行うことができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
200A 画像処理装置
300 ステレオカメラ
1,2 入力画像
CH1,CH2,CHT 累積ヒストグラム
H1,H2,HT 非累積ヒストグラム
UR,UG,UB,VR,VG,VB 変換用ガンマテーブル
URF,UGF,UBF,VRF,VGF,VBF 変換用ガンマテーブル
RT1,RT2 補正テーブル
OG 対象画像
TG 目標画像
Claims (11)
- 被写体が撮影された第1画像と第2画像とを取得する取得部と、
前記第1画像の画素表現情報についての第1ヒストグラムの度数分布を前記第2画像の画素表現情報についての第2ヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づける変換によって前記第1画像と前記第2画像との色合わせ処理を行う処理部と、
を備え、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像とのうち前記画素表現情報の値が飽和している画素の割合を表現した飽和度がより低い一方の画像の前記飽和度を他方の画像の前記飽和度に近づける飽和度補正処理を更に行う画像処理装置。 - 請求項1に記載された画像処理装置であって、
前記変換の前の前記他方の画像の前記画素表現情報の各値を前記変換の後の該画素表現情報の各値にそれぞれ対応させる入出力関係によって変換用ガンマテーブルを定義したとき、
前記処理部が、
前記変換用ガンマテーブルにおける入力値の値域の端部に対応した該変換用ガンマテーブルの出力値に基づいて、前記飽和度補正処理を行う画像処理装置。 - 請求項1に記載された画像処理装置であって、
前記処理部が、
前記他方の画像の前記画素表現情報についてのヒストグラムにおける該画素表現情報の値域の端部に対応した該ヒストグラムの度数に基づいて、前記飽和度補正処理を行う画像処理装置。 - 被写体が撮影された第1画像と第2画像とを取得する取得部と、
前記第1画像の画素表現情報についての第1ヒストグラムの度数分布を前記第2画像の画素表現情報についての第2ヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づける変換によって前記第1画像と前記第2画像との色合わせ処理を行う処理部と、
を備え、
前記処理部が、
前記第1画像の第1部分と前記第2画像の第2部分とに基づいて前記色合わせ処理を行い、
前記第1部分が前記第1画像のうち前記第2画像に対する第1オクルージョン領域以外の部分であるとともに、前記第2部分が前記第2画像のうち前記第1画像に対する第2オクルージョン領域以外の部分である画像処理装置。 - 請求項4に記載された画像処理装置であって、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像との間での対応点探索処理を行うことによって前記第1オクルージョン領域と前記第2オクルージョン領域とをそれぞれ特定する画像処理装置。 - 被写体が撮影された第1画像と第2画像とを取得する取得部と、
前記第1画像の画素表現情報についての第1ヒストグラムの度数分布を前記第2画像の画素表現情報についての第2ヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づける変換によって前記第1画像と前記第2画像との色合わせ処理を行う処理部と、
を備え、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像とのうち撮影に係る撮像系の解像度が高い方の画像を目標画像とするとともに、前記第1ヒストグラムの度数分布および前記第2ヒストグラムの度数分布を前記目標画像の前記画素表現情報についてのヒストグラムの度数分布に近づける変換によって前記色合わせ処理を行う画像処理装置。 - 被写体が撮影された第1画像と第2画像とを取得する取得部と、
前記第1画像の画素表現情報についての第1ヒストグラムの度数分布を前記第2画像の画素表現情報についての第2ヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づける変換によって前記第1画像と前記第2画像との色合わせ処理を行う処理部と、
を備え、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像とのうち色かぶりの少ない方の画像を目標画像とするとともに、前記第1ヒストグラムの度数分布および前記第2ヒストグラムの度数分布を前記目標画像の前記画素表現情報についてのヒストグラムの度数分布に近づける変換によって前記色合わせ処理を行う画像処理装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載された画像処理装置であって、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像とについてのRGB成分、明度、および彩度のうち何れか1つの情報を前記画素表現情報として前記色合わせ処理を行うとともに、
該色合わせ処理が行われた前記第1画像と前記第2画像とについてのRGB成分、明度、および彩度のうち前記何れか1つの情報以外の情報を前記画素表現情報として前記色合わせ処理をさらに行う画像処理装置。 - 請求項1から請求項8の何れか1つの請求項に記載された画像処理装置であって、
前記処理部が、
前記第1画像の画像領域が複数のブロックに分割された各ブロックのうち注目ブロックと、前記第2画像の画像領域が前記複数のブロックに分割された各ブロックのうち配置関係が該注目ブロックに対応した対応ブロックとについて、
前記注目ブロックの前記画素表現情報についてのヒストグラムの度数分布を前記対応ブロックの前記画素表現情報についてのヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づけるブロックごとの変換によって、前記第1画像のうち前記注目ブロックと、前記第2画像のうち前記対応ブロックとの色合わせ処理を行う画像処理装置。 - 請求項9に記載された画像処理装置であって、
前記処理部が、
前記第1画像と前記第2画像とのそれぞれについて、
(a)前記複数のブロックのそれぞれにおける前記ブロックごとの変換の変換特性に、該複数のブロックの相互間の距離に応じた重み付けを行って該複数のブロック間で相互に適用することによって、該複数のブロックのそれぞれにおける前記ブロックごとの変換の新たな変換特性を取得し、
(b)前記複数のブロックのそれぞれについて前記ブロックごとの変換の新たな変換特性に基づいて前記画素表現情報の値を変換する画像処理装置。 - 被写体が撮影された第1画像と第2画像とを取得する取得部と、
前記第1画像の画素表現情報についての第1ヒストグラムの度数分布を前記第2画像の画素表現情報についての第2ヒストグラムの度数分布に対して相対的に近づける変換によって前記第1画像と前記第2画像との色合わせ処理を行う処理部と、
を備え、
前記取得部は、前記第1画像と前記第2画像とは異なる時刻に第3画像と第4画像とを取得し、
前記処理部は、前記第3画像と前記第4画像との前記色合わせ処理を行って変換特性を取得するとともに、前記第3画像と前記第4画像との前記色合わせ処理によって得られた変換特性に基づいて、前記第1画像と前記第2画像との前記色合わせ処理の変換特性を補正する画像処理装置。
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