JP7112504B2 - 距離計測装置、撮像装置、距離計測システム、距離計測方法、及び撮像方法 - Google Patents
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Description
本発明に従った距離計測装置の実施例を示し、対象物の距離情報を生成する際に、背景の影響を低減し、高精度な距離情報を生成できることを示す。
図4は、本実施例における測距センサを用いた撮像装置の基本的な構成の一例を示す説明図である。撮像装置402は、結像させるレンズを用いることなく、外界の物体の画像を取得するものであり、図4に示すように、測距センサ部102で取得した画像を、フリンジスキャン処理部207(複素センサ画像処理部)及び画像処理部208で演算を行うものである。上記撮像装置402は、測距センサ部102及び距離計測部205の機能を含む装置である。
式(6)から式(7)への変換、また式(8)から式(9)への変換において信号成分に着目したが、実際には信号成分以外の項が現像を阻害する。そこで、フリンジスキャンに基づくノイズキャンセルを行う。
次に、これまで述べた被写体が遠い場合における撮影用パターン405の画像センサ403への射影の様子を図20に示す。遠方の物体を構成する点2001からの球面波は、十分に長い距離を伝搬する間に平面波となり撮影用パターン405を照射し、その投影像2002が画像センサ403に投影される場合、投影像は撮影用パターン405とほぼ同じ形状である。結果、投影像2002に対して、現像用パターンを用いて現像処理を行うことにより、単一の輝点を得ることが可能である。
まず、フォーカス位置の初期値(無限遠もしくは距離0など)を設定し(S2201)、フォーカス位置から拡大率αを算出し、現像用パターン1101の係数βを算出し(S2202)、現像処理を行う(S2203)。この現像処理は、図18又は図19で説明した現像処理と同等の処理である。
これまで述べた距離計測において、例えば図23における測距対象である人物を成す点2302と、遠方にあり測距対象でない背景を成す点2303が近くに存在する場合、
背景のぼけが測定対象に影響を及ぼし測距精度に影響を与えてしまう。
本実施例が実施例1と異なる点は、測距センサ部と距離計測部を別装置に搭載している点である。
図39に本実施例における映像表示装置の構成の一例を示す。図2に記載の実施例1の映像表示装置の構成との違いは、距離計測部205に差分領域決定部3901(差分画像領域決定部)を追加している点である。この差分領域決定部3901は、フレーム間差分処理部206で差分を取る画像領域を決定する部分である。
図47は本実施例における映像表示装置の構成の一例である。図39と異なる点は、センサ部4701及び姿勢検出部4702が追加されている点である。
Claims (16)
- 被写体までの距離を計測する距離計測装置であって、
第1の格子パターンに基づいて光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を電気信号に変換し、前記被写体に基づくセンサ画像を生成する画像センサと、
前記センサ画像のフレーム間の差分画像を生成するフレーム間差分処理部と、
前記差分画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて、前記被写体までの距離を示す距離情報を生成する画像処理部と、
を備える、距離計測装置。 - 請求項1に記載の距離計測装置であって、
前記センサ画像から複素数を有する複素センサ画像を生成する複素センサ画像処理部をさらに備え、
前記フレーム間差分処理部は、前記複素センサ画像のフレーム間の差分画像を生成し、
前記画像処理部は、前記差分画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて前記距離情報を生成する、
距離計測装置。 - 請求項1に記載の距離計測装置であって、
前記フレーム間差分処理部は、フレーム間のセンサ画像の保存状況に基づいて、フレーム間の差分画像を生成するか判断し、差分画像を生成しない場合は、前記センサ画像を出力し、
前記画像処理部は、前記センサ画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて距離情報を生成する、
距離計測装置。 - 請求項1に記載の距離計測装置であって、
前記距離計測装置の動き情報をセンシングするセンサ部と、
前記センサ部によりセンシングされた動き情報からフレーム間における距離計測装置の移動情報を生成する姿勢検出部と、
をさらに備え、
前記フレーム間差分処理部は、前記姿勢検出部により生成された移動情報に基づいて、フレーム間の差分画像を生成するか判断し、差分画像を生成しない場合は、前記センサ画像を出力し、
前記画像処理部は、前記センサ画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて距離情報を生成する、
距離計測装置。 - 請求項1に記載の距離計測装置であって、
前記フレーム間差分処理部で差分を取る画像領域を決定する差分画像領域決定部をさらに備え、
前記フレーム間差分処理部は、前記差分画像領域決定部により決定された画像領域におけるフレーム間の差分画像を生成する、
距離計測装置。 - 請求項5に記載の距離計測装置であって、
前記差分画像領域決定部は、前記センサ画像におけるフレーム間の相互相関関数を演算し、前記画像領域を決定する、
距離計測装置。 - 請求項5に記載の距離計測装置であって、
前記差分画像領域決定部は、前記センサ画像における一部の領域を用いてフレーム間の相互相関関数を演算し、前記画像領域を決定する、
距離計測装置。 - 請求項5に記載の距離計測装置であって、
距離計測装置の動き情報をセンシングするセンサ部と、
前記動き情報からフレーム間における距離計測装置の移動情報を生成する姿勢検出部と、
をさらに備え、
前記差分画像領域決定部は、前記移動情報を用いて前記画像領域を決定する、
距離計測装置。 - 取得した画像に基づいて被写体までの距離を計測する演算装置と接続する撮像装置であって、
第1の格子パターンに基づいて光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を電気信号に変換し、被写体に基づくセンサ画像を生成する画像センサと、
前記センサ画像のフレーム間の差分画像を生成するフレーム間差分処理部と、
前記フレーム間差分処理部により生成された差分画像を、前記演算装置へ送信するデータ送信部と、
を備える、撮像装置。 - 請求項9に記載の撮像装置であって、
前記センサ画像から複素数を有する複素センサ画像を生成する複素センサ画像処理部をさらに備え、
前記フレーム間差分処理部は、前記複素センサ画像のフレーム間の差分画像を生成する、
撮像装置。 - 請求項9に記載の撮像装置であって、
前記フレーム間差分処理部で差分を取る画像領域を決定する差分画像領域決定部と、
を有し、
前記フレーム間差分処理部は、前記画像領域におけるフレーム間の差分画像を生成する、
撮像装置。 - 撮像装置と、演算装置とを含む距離計測システムであって、
前記撮像装置は、
第1の格子パターンを用いてそこを透過する光の強度を変調する変調器と、
前記変調器を透過した光を電気信号に変換してセンサ画像を生成する画像センサと、
前記センサ画像のフレーム間の差分画像を生成するフレーム間差分処理部と、
前記差分画像を前記演算装置へ送信するデータ送信部と、を備え、
前記演算装置は、
前記撮像装置から前記差分画像を受信するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信された前記差分画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて距離情報を生成する画像処理部と、
を備える、距離計測システム。 - 被写体までの距離を計測する距離計測装置が実行する距離計測方法であって、
前記距離計測装置が有する変調器が、第1の格子パターンに基づいて光の強度を変調する変調ステップと、
前記変調器を透過した光を電気信号に変換し、前記被写体に基づくセンサ画像を生成する画像生成ステップと、
前記センサ画像のフレーム間の差分画像を生成するフレーム間差分処理ステップと、
前記差分画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて距離情報を生成する画像処理ステップと、
を含む、距離計測方法。 - 請求項13に記載の距離計測方法であって、
前記センサ画像から複素数を有する複素センサ画像を生成する複素センサ画像処理ステップと、
を有し、
前記フレーム間差分処理ステップは、前記複素センサ画像のフレーム間の差分画像を生成し、
前記画像処理ステップは、前記差分画像と、第2の格子パターンのデータとの演算に基づいて距離情報を生成する、
距離計測方法。 - 取得した画像に基づいて被写体までの距離を計測する演算装置と接続する撮像装置で実行する撮像方法であって、
前記撮像装置が有する変調器が、第1の格子パターンに基づいて光の強度を変調する変調ステップと、
前記変調器を透過した光を電気信号に変換し、センサ画像を生成する画像生成ステップと、
前記センサ画像のフレーム間の差分画像を生成するフレーム間差分処理ステップと、
前記差分画像を、前記演算装置へ送信するデータ送信ステップと、
を含む、撮像方法。 - 請求項15に記載の撮像方法であって、
前記センサ画像から複素数を有する複素センサ画像を生成する複素センサ画像処理ステップと、
をさらに含み、
前記フレーム間差分処理ステップは、前記複素センサ画像のフレーム間の差分画像を生成する、撮像方法。
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Zhang | Compressive sensing in coherent imaging and antenna synthesis |
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