JP5951293B2 - 画像処理方法および装置 - Google Patents
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Description
かかる構成により、離散的にしか情報を持たない撮像画像から、連続的な輝度分布情報を復元できるものとなる。
最初に、図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態による画像処理装置の基本構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による画像処理装置の基本構成を示す斜視図である。図2は、本発明の一実施形態による画像処理装置に用いるファイバの構成を示す斜視図である。
図3は、ファイバを通して観測した物体面の輝度分布の説明図である。
図4は、本発明の一実施形態による画像処理装置の詳細構成を示すブロック図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
図5及び図6は、本発明の一実施形態による画像処理装置に用いる領域抽出部の動作説明図である。
図7は、本発明の一実施形態による画像処理装置に用いる輝度重心位置算出部と重心輝度値算出部の動作説明図である。
X=(Σ(Ki×xi)/ΣKi) …(1)
求められたX方向の輝度重心位置をY方向で平均化し、輝度重心のX座標とする。同様に、ある画素列XにおけるY方向の輝度重心位置を以下の式(2)で算出する。
Y=(Σ(Ki×yi)/ΣKi) …(2)
求められたY方向の輝度重心位置をX方向で平均化し、輝度重心のY座標とする。以上の方法により、輝度重心位置算出部19は、非連続な輝度情報から輝度重心位置を算出する。
図8は、本発明の一実施形態による画像処理装置に用いる輝度分布算出部の動作説明図である。
f(x)=E・exp(−(x−X)2/2σ2) …(3)
ここで、半値幅が隣接する輝度重心位置の画素までの距離の半分となるように広がりσを定数倍(α倍)し、輝度分布を次の式(4)とする。
f(x)=E・exp(−(x−X)2/2(α・σ)2) …(4)
これにより、重心輝度値を含む画素の輝度値、すなわち、ファイバコア部中心の輝度値を、実際の物体面の輝度値のまま保持し、輝度情報を持たない画素に亘って輝度分布(図8に一点鎖線で示す輝度分布)を復元できる。また、分布は、輝度重心位置から距離に応じて減衰する等方的な分布とし、例えば二次元正規分布とする。なお、計算する輝度分布を求める方法は、本実施例で記載した正規分布を用いた計算方法に限らず、例えば、隣接する重心輝度位置にかかる分布としたり、輝度分布を距離に応じて線形に変化させるものとしたりしても良い。また、定数倍(α倍)については、必ずしも、半値幅が隣接する輝度重心位置の画素までの距離の半分とせず、このαの辺りよりも大きい値、または、小さい値を用いる事もできる。
図9は、本発明の一実施形態による画像処理装置に用いる復元輝度算出部の動作説明図である。
f1(x)=E・exp(−(x−X)2/2(α・σ)2) …(5)
f2(x)=E・exp(−(x−X)2/2(β・σ)2) …(6)
ここで、拡がり定数αと、拡がり定数βとの関係は、以下の式(7)とする。
β=((B’+B”)/(A’+A”))・α …(7)
例えば、傷などの方向性を有するものがある場合、その方向において、輝度が高くなったり、または低くなったりする。高くなるか低くなるかは、光の当たり具合によって異なる。例えば、その傷において光が反射するように光が当たると、輝度が高くなる。また、その傷が陰になるように光が当たると、輝度が低くなる。
2…対物レンズ
3…ファイバ束
4…結像レンズ
5…センサ面
6…ファイバクラッド部
7…ファイバコア部
12…ファイバスコープ
13…CCDセンサ
14…ライトガイドファイバ
15…光源装置
16…画像取込ボード
17…バッファメモリ
18…領域抽出部
19…輝度重心位置算出部
20…重心輝度算出部
21…輝度分布算出部
22…復元輝度算出部
23…データ記憶手段
24…画像表示部
25…画像処理装置
Claims (8)
- 輝度情報を非連続に取得する画像取得部と、画像処理部とを有する画像処理装置であって、
前記画像取得部は、複数のファイバが束ねられたファイバ束と、該ファイバ束により伝達される光情報を電気信号に変換する画素が2次元配列された光検出器とから構成され、
前記画像処理部は、輝度情報を有する複数の画素領域を抽出し、抽出した複数の画素領域の輝度重心位置および重心輝度値を算出し、算出した輝度重心位置および重心輝度値を用いて、輝度情報を持たない画素領域に亘る輝度分布情報であって、隣接する周辺画素の輝度重心位置の重心輝度値から、高い重心輝度値を持つ輝度重心位置方向により高い重みを付けた輝度分布情報を計算し、複数の輝度分布情報を加算し輝度情報を復元することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1記載の画像処理装置において、
前記画像処理部は、
前記画像取得部により取得された画像データに対して、前記ファイバ束を構成する単一ファイバごとの画素領域に分割する領域抽出部と、
該領域抽出部によって分割された各画素領域の輝度重心位置を算出する輝度重心位置算出部と、
該輝度重心位置算出部によって算出された重心位置での輝度値を算出する重心輝度値算出部と、
前記輝度重心位置算出部によって算出された重心位置及び前記重心輝度値算出部によって算出された輝度値とから、重心位置を中心とした前記単一ファイバごとの復元輝度分布を算出する輝度分布算出部と、
該輝度分布算出部によって算出された単一ファイバごとの復元輝度分布から、全画素の復元輝度値を算出する復元輝度算出部とを備えることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項2記載の画像処理装置において、
前記ファイバ束を構成する単一ファイバのピッチに対して、対応する前記光検出器の画素のピッチが半分以下であることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項3記載の画像処理装置において、
前記ファイバ束を構成する単一ファイバは、光情報を伝達するファイバコア部と、該ファイバコア部の外殻を覆うファイバクラッド部とから構成され、
前記単一ファイバに対して、前記光検出器の複数の画素が対応するとともに、
前記ファイバコア部の中心と、前記複数の画素のうちの一つの画素の中心が一致するように、前記ファイバ束と前記光検出器とが位置付けられていることを特徴とする画像処理装置。 - 輝度情報を非連続に画像取得し、画像処理を行う画像処理方法であって、
画像取得段階においては、複数のファイバが束ねられたファイバ束と、該ファイバ束により伝達される光情報を電気信号に変換する画素が2次元配列された光検出器とを用い、
画像処理段階においては、輝度情報を有する複数の画素領域を抽出し、抽出した複数の画素領域の輝度重心位置および重心輝度値を算出し、算出した輝度重心位置および重心輝度値を用いて、輝度情報を持たない画素領域に亘る輝度分布情報であって、隣接する輝度重心位置の重心輝度値情報から、高い重心輝度値を持つ輝度重心位置方向により高い重みを付けた輝度分布情報を計算し、複数の輝度分布情報を加算し輝度情報を復元することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項5記載の画像処理方法において、
画像処理段階においては、
取得された画像データに対して、前記ファイバ束を構成する単一ファイバごとの画素領域に分割し、
分割された各画素領域の輝度重心位置を算出し、
算出された輝度重心位置での輝度値を算出し、
算出された輝度重心位置及び輝度値から、重心位置を中心とした前記単一ファイバごとの復元輝度分布を算出し、
算出された単一ファイバごとの復元輝度分布から、全画素の復元輝度値を算出することを特徴とする画像処理方法。 - 請求項6記載の画像処理方法において、
ファイバ束を構成する単一ファイバのピッチに対応する画素ピッチが半分以下である光検出器を用いることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項7記載の画像処理方法において、
前記ファイバ束を構成する単一ファイバは、光情報を伝達するファイバコア部と、該ファイバコア部の外殻を覆うファイバクラッド部とから構成され、
前記単一ファイバに対して、前記光検出器の複数の画素が対応するとともに、
前記ファイバコア部の中心と前記複数の画素のうちの一つの画素の中心が一致するように位置付けられた前記ファイバ束と前記光検出器とを用いることを特徴とする画像処理方法。
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JP2012057138A JP5951293B2 (ja) | 2012-03-14 | 2012-03-14 | 画像処理方法および装置 |
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