JPH07160861A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】シェーディングマスタ画像を容易に効率良く作
成する。 【構成】シェーディングマスタ画像の作成において、入
力画像からシェーディングの影響を受けない点２１Ａと
シェーディングのかかっている領域２１ａとを指定す
る。制御部は画像メモリより両者の画像データを読み出
して、点２１Ａの画素データと領域２１ａの各画素デー
タとの差分を求め、これをシェーディングマスタ画像デ
ータとしてシェーディングマスタ画像メモリ内に記憶さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、円筒，角柱などの物
体を撮像して得られた入力画像の処理を行う画像処理装
置に関連し、殊にこの発明は、シェーディングなどの光
量むらが発生した入力画像よりシェーディングマスタ画
像を作成することにより、シェーディングを補正するこ
とを可能とした画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象物を撮像して得られた濃淡画
像を２値化処理して、その２値画像から対象物の認識を
行う場合、得られた濃淡画像には、照明むらやカメラの
レンズ歪みなどに起因する明るさの不均一（これを「シ
ェーディング」という）が生ずることがある。対象物の
画像上にこのシェーディングが現れると、実際の正しい
画像データにシェーディングによる余分なデータが重畳
されるため、２値化処理の際に誤ったデータを取り込む
ことになり、正しい２値画像を作成できず、対象物の認
識を行うのが困難になる。

【０００３】シェーディングの影響を除去する従来のシ
ェーディング補正方法としては、次のようなものが知ら
れている。まず第１の方法は、白紙のような物体をあら
かじめ用意し、それに光を当てて撮像し、影になるとこ
ろを画像として記憶しておく。このようにして得られた
影に関する画像データに、一様な明るさを加えてシェー
ディングマスタ画像とする。シェーディングの影響を受
けた入力画像データから、このシェーディングマスタ画
像の画像データを画素ごとに減算し、シェーディング補
正を行う。

【０００４】次に第２の方法は、オペレータがシェーデ
ィングの影響を受けた入力画像を見て、目視で判断しつ
つ、明るさの不足している部分に補正を行うよう画面上
で指示することにより、手操作でシェーディングマスタ
画像を作成するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
方法については、あらかじめ白紙などを用意する手間が
かかり、第２の方法については、シェーディングマスタ
画像をオペレータの判断によって作成するため、豊富な
経験を経たオペレータでなければシェーディングマスタ
画像を作成できないという問題点がある。

【０００６】この発明は、上記問題に着目してなされた
もので、オペレータの経験にかかわらず、適切なシェー
ディングマスタ画像を、容易に効率良く作成することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、対象物を撮
像して得られた入力画像の画像データを処理する画像処
理装置において、前記入力画像の画像データを記憶する
第１の記憶手段と、前記入力画像内の標準の画像データ
を与える標準領域および補正を行うべき補正領域を指定
する指定手段と、前記標準領域の画像データと前記補正
領域の画像データとの差分を求める演算手段と、前記差
分をシェーディングマスタ画像の画像データとして画素
ごとに記憶する第２の記憶手段とを備えたものである。

【０００８】

【作用】入力画像内の標準領域および補正領域を指定す
ることにより、その２つの領域の画像データの差分がシ
ェーディングマスタ画像の画像データとして記憶される
ので、容易に効率良くシェーディングマスタ画像を作成
できる。

【０００９】

【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる画像処
理装置の全体構成を示すもので、テレビカメラ１，画像
処理部２，ビデオモニタ３，キーボード４などを構成と
して含んでいる。

【００１０】テレビカメラ１は、適当な照明下で対象物
を例えば上方より撮像し、この対象物の特徴量などを計
測するための濃淡画像を生成して、その画像信号を画像
処理部２へ出力する。

【００１１】画像処理部２は、Ａ／Ｄ変換器５，補正演
算部６，画像メモリ７，シェーディングマスタ画像メモ
リ８，補正画像メモリ９，表示制御部１０，Ｄ／Ａ変換
器１１，マイクロコンピュータ１２などから構成され
る。

【００１２】マイクロコンピュータ１２は、制御・演算
の主体であるＣＰＵ１３に対し、プログラムが格納され
るＲＯＭ１４，各種データを記憶させるためのＲＡＭ１
５，入出力インターフェイス１６などがＣＰＵバス１７
を介して接続された構成のものである。

【００１３】Ａ／Ｄ変換器５は、テレビカメラ１が撮像
した濃淡画像の画像信号をディジタル量の濃淡画像デー
タに変換し、画像メモリ７へ出力する。画像メモリ７
は、Ａ／Ｄ変換器５より出力された１フレーム分の濃淡
画像データ（以下「入力画像データ」という）を１画素
単位で記憶する。この画像メモリ７からの入力画像デー
タは補正演算部６，表示制御部１０およびＣＰＵバス１
７に与えられる。

【００１４】さらに入力画像データから、オペレータの
指定に基づいて後述する差分に基づく演算によりシェー
ディングマスタ画像データが作成され、シェーディング
マスタ画像メモリ８に書き込まれる。補正演算部６は、
画像メモリ７の入力画像データをシェーディングマスタ
画像メモリ８のシェーディングマスタ画像データにより
補正した濃淡画像データ（以下「補正画像データ」とい
う）を生成し、補正画像メモリ９に書き込む。

【００１５】補正画像データは、表示制御部１０へ与え
られ、さらにＤ／Ａ変換器１１でアナログ信号に変換さ
れてからビデオモニタ３へ与えられる。なお表示制御部
１０は、補正を加える前の入力画像データを、オペレー
タの指示によって選択的にＤ／Ａ変換器１１に与えるこ
ともできる。

【００１６】マイクロコンピュータ１２の入出力インタ
ーフェイス１６には、データ入力用のキーボード４が接
続されている。オペレータは、ビデオモニタ３に表示さ
れた画像を見ながら後述する領域の指定などの入力操作
を行う。

【００１７】図２は、画素毎に与えられた入力画像デー
タ、シェーディングマスタ画像データ、補正画像データ
の一例を示す図である。この図をもとにして、本実施例
で行われるシェーディングマスタ画像の作成方法につい
て説明する。

【００１８】図２（ａ）は、画像メモリ７に書き込まれ
た入力画像データの一例を示す。画素２０Ａはシェーデ
ィングの影響を受けていない画素で、基準となる濃度値
７０を有している。その画素２０Ａの周辺には、シェー
ディングの影響で画素２０Ａよりも低い濃度値を有する
画素群２０ａが存在している。

【００１９】前記補正演算部６は、画素１Ａの濃度値と
画素群２０ａの濃度値を画素毎に比較減算し差分を求め
る。その結果、図２（ｂ）に示すように、各画素に対応
する差分が割り当てられたシェーディングマスタ画像デ
ータが生成され、シェーディングマスタ画像メモリ８に
書き込まれる。

【００２０】図２（ａ）に示す入力画像データと図２
（ｂ）に示すシェーディングマスタ画像データとを画素
毎に加算すると、図２（ｃ）に示すように、画素２０Ａ
だけでなく、シェーディングの影響を受けた画素群２０
ａの濃度値も本来の濃度値７０に復元された補正画像デ
ータが得られる。この補正画像データは補正画像メモリ
９に書き込まれた後、ビデオモニタ３に表示される。

【００２１】なおこの実施例では、画像メモリ７および
補正画像メモリ９の各画像データの構成は８ビットであ
り、各画素の濃度値は０〜２５５階調で表されている。
一方シェーディングマスタ画像メモリ８の各画像データ
は、０〜±２５５階調の補正用データをシェーディング
マスタ画像メモリ８が記憶することができるよう、符号
ビット用の１ビットを加えた９ビットのデータ構成とな
っている。

【００２２】次に、本実施例によるシェーディングマス
タ画像の作成方法について、詳細に説明する。図３は、
この処理の流れを示すフローチャート、図４は、シェー
ディングマスタ画像の作成時のビデオモニタの表示画面
を示すもので、表面に英語のＣという文字が印刷された
円筒の画像を用いてシェーディングマスタ画像の作成が
行われる。まず、図３のステップ１（図中「ＳＴ１」で
示す）において、この円筒を撮像し入力画像をＡ／Ｄ変
換する。

【００２３】ステップ２では、ディジタル信号に変換し
た入力画像データを画像メモリ７に入力する。ステップ
３では、画像メモリ７から入力画像データを読みだし、
ビデオモニタ３に表示する。

【００２４】図４（ａ）は、前記した円筒を撮像して得
られた入力画像を示すもので、円筒の画像２５の文字部
分および両側部に、シェーディング２４が現れている。

【００２５】ステップ４では、オペレータが表示された
入力画像を見てシェーディングのかかっていない点を指
定する。図４（ｂ）に示すように、文字の画像部分でシ
ェーディングのかかっていない点２１Ａが指定される
と、ＣＰＵ１３はステップ５で、画像メモリ７よりこの
点の濃度値を読み出して基準となる濃度値としてＲＡＭ
１５に記憶する。なおこの濃度値の抽出は、点のかわり
に領域を指定してその領域内の画素の濃度値の平均を取
るようにしてもよい。

【００２６】つぎのステップ６では、ステップ４で指定
された領域の濃度値がシェーディングマスタ画像の作成
のための基準の濃度値として適切なものかどうかを確認
するために、ビデオモニタ３の画面上の所定の位置に、
抽出された濃度値を数値表示すると共に、この濃度値に
適合する濃度パターンを、例えば所定の大きさの矩形パ
ターンとして表示する。ステップ７で、オペレータがこ
の濃度値で適正であると判断すれば処理を先へ進め、適
正でないと判断したときにはステップ４にもどり改めて
濃度値の抽出のための点、または領域の指定を行う。

【００２７】ステップ８では、シェーディング補正を行
うべき領域を指定する。この指定はオペレータの目視に
よる電子ペン入力やカーソル移動、または２点を指定し
て直線や円弧や多角形などを自動的に発生することによ
りなされる。図４（ｂ）では文字の上にシェーディング
がかかっている領域２１ａが閉曲線によって指定されて
いる。

【００２８】ステップ９では、ステップ８で指定したシ
ェーディングのかかっている領域の濃度値を画素ごとに
読み出し、ステップ４で読み出したシェーディングのか
かっていない点の濃度値との差分を計算する。図４の例
の場合、点２１Ａの濃度値から領域２１ａの各画素の濃
度値が減算される。減算された結果は、図２（ｂ）の例
のようにシェーディングマスタ画像メモリ８に記憶され
る。

【００２９】ステップ１０では、ステップ９で求められ
た補正濃度値を、ステップ８で指定した領域の各画素の
濃度値に加算した補正画像データを補正画像メモリ９に
記憶させ、これをビデオモニタ３に表示する。

【００３０】ステップ１１では、オペレータが編集作業
の確認を行う。ステップ１０で表示された画像中にシェ
ーディングの影響が残っている場合には、ステップ１１
で再編集が指定され、再びステップ４〜１０の処理が行
われる。上記の例の場合、補正された画像中の円筒の画
像２５の両側部にシェーディングが残っているので、編
集続行が指定される。

【００３１】図４（ｃ）に示すように、シェーディング
のかかっていない領域２２Ａと、シェーディングのかか
っている領域２２ａがそれぞれ指定されると、両者の濃
度値の差分が求められてシェーディングマスタ画像デー
タとしてシェーディングマスタ画像メモリ８に記憶さ
れ、このシェーディングマスタ画像により補正された補
正画像が表示される。

【００３２】また、領域指定が不適切で補正領域や補正
濃度値を再度指定したい場合にも、ステップ１１で再編
集が指定される。ステップ４〜１０の処理が繰り返し行
われ、シェーディングマスタ画像メモリ８のデータが更
新された結果、望ましい補正画像を得られたと判断した
時点で処理を終了する。

【００３３】図５は、図４に示した例の入力画像、補正
画像およびシェーディングマスタ画像を示す図である。
編集作業の結果、図５（ａ）の入力画像からシェーディ
ングが除去されて、図５（ｂ）のような補正画像が得ら
れると、図５（ｃ）に示すシェーディングマスタ画像が
生成されている。

【００３４】以上の実施例では、シェーディングによる
影響を除去することを目的に説明を行ったが、照明によ
るハレーションなど光量が過剰な入力画像を補正するた
めの補正用の画像の作成にも、この発明は同様に適用で
きる。さらに以上の実施例では、補正演算部６を単体と
して設置した例について説明を行ったが、ＣＰＵ１３ま
たは表示制御部１０と一体化することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】この発明は上記の如く、入力画像内の標
準領域および補正領域を指定することにより、シェーデ
ィングマスタ画像を自動的に作成するようにしたので、
オペレータの経験にかかわらず、シェーディングマスタ
画像を容易に効率良く作成することが可能となるなど、
発明目的を達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像処理装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】入力画像データ、シェーディングマスタ画像デ
ータおよび補正画像データの一例を示す図である。

【図３】本実施例によるシェーディングマスタ画像の作
成手順を示すフローチャートである。

【図４】シェーディングマスタ画像作成時の表示画面を
示す説明図である。

【図５】入力画像、補正画像およびシェーディングマス
タ画像を示す図である。

【符号の説明】

６ 補正演算部 ７ 画像メモリ ８ シェーディングマスタ画像メモリ ９ 補正画像メモリ １３ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/16 Ｂ 4226−5Ｃ Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を撮像して得られた入力画像の画
   像データを処理する画像処理装置において、 前記入力画像の画像データを記憶する第１の記憶手段
   と、 前記入力画像内の標準の画像データを与える標準領域お
   よび補正を行うべき補正領域を指定する指定手段と、 前記標準領域の画像データと前記補正領域の画像データ
   との差分を求める演算手段と、 前記差分をシェーディングマスタ画像の画像データとし
   て画素ごとに記憶する第２の記憶手段とを備えて成る画
   像処理装置。