JP5929553B2 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
上記距離情報生成部は、第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報と、上記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた上記測定対象に関する第2の距離情報とを生成する。
上記距離抽出部は、上記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から上記測定対象までの距離を抽出する。
上記撮像部は、一軸方向に配列された複数のカメラを有する。
上記距離情報生成部は、上記複数のカメラのうち第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報と、上記複数のカメラのうち上記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた上記測定対象に関する第2の距離情報とを生成する。
上記距離抽出部は、上記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から上記測定対象までの距離を抽出する。
これにより異なる基線長を有する複数の視差画像を取得することができる。
上記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた上記測定対象に関する第2の距離情報が生成される。
上記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から上記測定対象までの距離が抽出される。
撮像装置1は、開口絞り10を有する撮影レンズ11と、マイクロレンズアレイ12と、撮像素子13と、画像処理部14と、撮像素子駆動部15と、制御部16とを有する。
次に、図3を参照して、画像処理部14の詳細構成について説明する。図3は、画像処理部14の機能ブロック構成を表したものである。画像処理部14は、欠陥補正部141、クランプ処理部142、距離情報取得部143、並び替え処理部144、ノイズ低減処理部145、輪郭強調処理部146、ホワイトバランス処理部147、ガンマ補正処理部148および記憶部149を有している。
続いて、本実施形態の撮像装置1の動作とともに、画像処理部14の詳細について説明する。
撮像装置1では、図1に示したように、撮像レンズ11による撮像対象物2の像が、マイクロレンズアレイ12上に結像する。そして、マイクロレンズアレイ12への入射光線が、このマイクロレンズアレイ12を介して撮像素子13で受光される。
次に、図3および図6〜図9を参照して、画像処理部14における典型的な画像処理動作について詳細に説明する。
(h/e)=(v/g)……(1)
{h/(g−f)}=(v/g)……(2)
(1/g)=(1/f)×{1−(h/v)}……(3)
(1/F)=(1/g)+(1/d)……(4)
(1/F)=(1/D)+(1/f)……(5)
(1/d)=(1/F)−[(1/f)×{1−(h/v)}]……(6)
f=F×{D/(D−F)}……(7)
(1/d)=(1/F)−[1/{F×D/(D−F)}×{1−(h/v)}]……(8)
(1/F)=(1/D)+(1/αf) ……(9)
上述のように本実施形態の画像処理部14において、距離情報取得部143は、距離情報算出部143Bを有し、距離情報算出部143Bは、距離情報生成部B1と、距離抽出部B2とを有する。
次に、基線長の測定方法について説明する。基線長の測定には、例えば図13に示すように正確に視差(ディスパリティ)を算出可能なテクスチャを有する測定対象30が用いられる。この測定対象30が撮像装置1から既知に位置に配置された後、複数の視点画像についてディスパリティ値が算出される。
(1)第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報と、前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報とを生成する距離情報生成部と、
前記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する距離抽出部と
を具備する画像処理装置。
(2)上記(1)に記載の画像処理装置であって、
前記距離抽出部は、前記第1の距離情報から抽出される第1の距離範囲と、前記第2の距離情報から抽出される第2の距離範囲とのうち、相互に重複する距離範囲から前記測定対象までの距離を抽出する
画像処理装置。
(3)上記(1)又は(2)に記載の画像処理装置であって、
前記第1及び第2の基線長を記憶する記憶部をさらに具備する
画像処理装置。
(4)上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の画像処理装置であって、
前記距離情報生成部は、前記第1及び第2の基線長とは異なる第3の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第3の距離情報をさらに生成し、
前記距離抽出部は、前記第1、第2及び第3の距離情報に基づいて、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する
画像処理装置。
(5)一軸方向に配列された複数のカメラを有する撮像部と、
前記複数のカメラのうち第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報と、前記複数のカメラのうち前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報とを生成する距離情報生成部と、
前記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する距離抽出部と
を具備する撮像装置。
(6)上記(5)に記載の撮像装置であって、
前記撮像部は、
開口絞りを有する撮像レンズと、
受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子と、
前記撮影レンズと前記撮像素子との間に、前記撮像素子の一の領域内の複数の画素に対応して設けられた複数のマイクロレンズとを有する
撮像装置。
(7)第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報を生成し、
前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報を生成し、
前記第1及び第2の距離情報に基づいて、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する
画像処理方法。
2…撮像対象物
11…撮影レンズ
12…マイクロレンズアレイ
13…撮像素子
14…画像処理部
20…測定対象
143…距離情報取得部
143B…距離情報算出部
149…記憶部
B1…距離情報生成部
B2…距離抽出部
Claims (12)
- 第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報から抽出される第1の距離範囲と、前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報から抽出される第2の距離範囲と、に対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する距離抽出部
を具備する画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記第1の距離情報と前記第2の距離情報とを生成する距離情報生成部をさらに具備する
画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記第1及び第2の基線長を記憶する記憶部をさらに具備する
画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記距離抽出部は、前記第1の距離範囲と、前記第2の距離範囲と、前記第1及び第2の基線長とは異なる第3の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第3の距離情報から抽出される第3の距離範囲と、に対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する
画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置であって、
前記第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差と、前記第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差とを検出する位相差検出部をさらに具備する
画像処理装置。 - 第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報から第1の距離範囲を抽出し、
前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報から第2の距離範囲を抽出し、
前記第1の距離範囲と前記第2の距離範囲とに対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する
画像処理方法。 - 画像処理装置に、
第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報から第1の距離範囲を抽出するステップと、
前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報から第2の距離範囲を抽出するステップと、
前記第1の距離範囲と前記第2の距離範囲とに対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出するステップと
を実行させるプログラム。 - 一軸方向に配列された複数のカメラを有する撮像部と、
前記複数のカメラのうち、第1の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた測定対象に関する第1の距離情報から抽出される第1の距離範囲と、前記第1の基線長とは異なる第2の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第2の距離情報から抽出される第2の距離範囲と、に対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する距離抽出部と
を具備する撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置であって、
前記第1の距離情報と前記第2の距離情報とを生成する距離情報生成部をさらに具備する
撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置であって、
前記距離抽出部は、前記第1の距離範囲と、前記第2の距離範囲と、前記第1及び第2の基線長とは異なる第3の基線長を有する複数のカメラで取得された画像間の位相差に基づいた前記測定対象に関する第3の距離情報から抽出される第3の距離範囲と、に対して重複する距離範囲から、撮像位置から前記測定対象までの距離を抽出する
撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置であって、
前記撮像部は、
開口絞りを有する撮像レンズと、
受光した光に基づいて撮像データを取得する撮像素子と、
前記撮像レンズと前記撮像素子との間に、前記撮像素子の一の領域内の複数の画素に対応して設けられた複数のマイクロレンズとを有する
撮像装置。 - 請求項8に記載の撮像装置であって、
前記複数のカメラは、前記一軸方向に順に配列された第1、第2及び第3のカメラを含み、
前記第1の基線長は、前記第1のカメラと前記第2のカメラとの光軸間の距離であり、
前記第2の基線長は、前記第1又は第2のカメラと前記第3のカメラとの光軸間の距離である
撮像装置。
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