JPH0973531A - 画像合成方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、重複域を有する複数の画像を合成
する画像合成方式に関し、高精度かつ迅速に画像の合成
位置を求める画像合成方式を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数の画像およびその重複域の位置を取
り込み、複数の画像ごとに重複域の全部あるいは一部を
選択して部分画像を得る領域選択手段１と、これらの部
分画像内の中央領域において画像情報を比較し、画像情
報を一致させる「画像の平行移動ベクトル」を探索する
平行探索手段２と、これらの部分画像内の周辺領域にお
いて画像情報を比較し、画像情報を一致させる「画像の
回転角」を探索する回転探索手段３と、これらの平行移
動ベクトルと回転角とを用いて、複数の画像を同一座標
上に写像する写像手段４とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重複域を有する複
数の画像を合成する画像合成方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像の読み取り装置として、ＣＣ
Ｄ素子などの二次元撮像素子を使用した二次元撮像式ス
キャナが知られている（特開平４−７５５３７号公
報）。この種の二次元撮像式スキャナは、原稿の撮像を
行う撮像部と、撮像位置を検出する位置センサなどから
構成される。

【０００３】操作者は、この二次元撮像式スキャナを原
稿上に配置して、所定の撮像範囲内の画像を一度に撮像
することができる。また、撮像範囲を越える大きさの原
稿については、図６（ａ）に示すように撮像位置を移動
しながら、複数回にわたって撮像を行う。このように撮
像された複数の画像は、位置センサによる撮像位置に基
づいて順次に合成され、一枚の画像にまとめられる。

【０００４】ところで、この位置センサとして、マウス
などに使用される回転式エンコーダを使用した場合、原
稿面の凹凸などの要因により検出誤差が大きく生じる。
そのため、画像情報の合成部分が顕著に歪むという問題
があった。そこで、本発明者は、複数の画像間の重複し
た部分に着目して、合成位置の補正を行う画像合成方式
を考えた。

【０００５】以下、この画像合成方式の動作を、図６，
７を用いて説明する。まず、撮像された画像は、画像情
報Ａ，Ｂとして取り込まれる。これらの画像情報の撮像
位置に基づいて、画像が重複して撮像された重複域Ｃ
を、各画像情報ごとに算出する。次に、図６（ｂ），
（ｃ）に示されるように、これらの重複域Ｃの内部に着
目点Ｄ１，Ｄ２をそれぞれ定め、着目点Ｄ１，Ｄ２を中
心とする円状の部分画像Ｅ１，Ｅ２を選択する。

【０００６】この部分画像Ｅ１を、図７に示すように、
所定角度づつ回転写像しながら、部分画像Ｅ２と一致す
るか否かを判定する。ここで、部分画像Ｅ１を３６０度
回転しても、部分画像Ｅ２と一致しないときは、注目点
Ｄ１を縦横に所定量ずらして部分画像Ｅ１を再選択し、
上述の判定を繰り返す。

【０００７】一方、部分画像Ｅ１および部分画像Ｅ２が
一致したときは、着目点Ｄ１，Ｄ２をそれぞれ始終点と
する平行移動ベクトルＳと、部分画像Ｅ１の回転角θと
を求める。この平行移動ベクトルＳと回転角θとを用い
て、画像情報Ａを線形写像することにより、画像情報Ａ
および画像情報Ｂを同一座標上に変換することができ
る。ここで、画像情報が、ベクタ情報で示された図形デ
ータの集まりからなる場合は、両方の図形データをその
まま連結することにより、画像合成が行われる。

【０００８】また、画像情報がビットマップ情報からな
る場合は、画像情報Ｂの標本化間隔に従って、画像情報
Ａを再標本化することより、画像合成が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
画像合成方式では、部分画像Ｅ１，Ｅ２の径が大きい
程、回転角θの分解能を高め、検出精度を向上させるこ
とができる。

【００１０】しかしながら、部分画像Ｅ１，Ｅ２の径を
大きくすると、部分画像Ｅ１を写像するために要する処
理量や、部分画像Ｅ１，Ｅ２が一致したか否かを判定す
るために要する処理量が、径の二乗に比例して極端に増
すという問題点があった。請求項１に記載の発明は、こ
のような問題点を解決するために、処理量を低減しつ
つ、高精度に画像の合成位置を求めることができる画像
合成方式を提供することを目的とする。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の目的
と併せて、画像の回転角の探索をより迅速に行うことが
できる画像合成方式を提供することを目的とする。請求
項３に記載の発明は、請求項２の目的と併せて、画像の
平行移動ベクトルおよび回転角の探索を高精度かつ効率
的に行うことができる画像合成方式を提供することを目
的とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項２の目的
と併せて、画像の重複域の大きさに即応して、回転角の
検出精度を適宜に高めることができる画像合成方式を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１〜４を
説明するブロック図である。

【００１４】以下、図１に示す符号に対応づけて、本発
明を説明する。請求項１に記載の発明は、複数の画像お
よびその重複域の位置を取り込み、前記画像ごとに重複
域の全部あるいは一部を選択して部分画像を得る領域選
択手段１と、これらの部分画像内の中央領域において画
像情報を比較し、画像情報を一致させる「画像の平行移
動ベクトル」を探索する平行探索手段２と、これらの部
分画像内の周辺領域において画像情報を比較し、画像情
報を一致させる「画像の回転角」を探索する回転探索手
段３と、上述の平行移動ベクトルと回転角とを用いて、
複数の画像を同一座標上に写像する写像手段４とを備え
て構成する。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像合成方式において、上述の周辺領域を円環状ある
いは円弧状の領域とする。請求項３に記載の発明は、請
求項２に記載の画像合成方式において、回転探索手段３
は、平行探索手段２から、画像情報が一致した中央領域
の位置を取り込み、その位置を中心にした円環状あるい
は円弧状の領域を、上述の周辺領域として選択する。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の画像合成方式において、回転探索手段３は、複数の画
像の重複域が大きくなるに従って、円環あるいは円弧の
径を大きく設定する。

【００１７】

【作用】請求項１の画像合成方式では、領域選択手段１
が、各画像の重複域から、部分画像を選択する。平行探
索手段２は、これらの部分画像の中央領域に着目して、
画像情報の比較を行い、「画像の平行移動ベクトル」を
探索する。

【００１８】回転探索手段３は、これらの部分画像の周
辺領域に着目して、画像情報の比較を行い、「画像の回
転角」を探索する。写像手段４は、このように求められ
た平行移動ベクトルおよび回転角を用いて、各画像を同
一座標上に写像する。ここで、上述の周辺領域は、中央
部が空いた領域なので、径が大きいにもかかわらず、面
積が小さくなる。したがって、このような周辺領域を用
いて回転角を探索することにより、回転角の分解能が高
められ、かつ周辺領域の写像および比較などに要する処
理量が低減される。

【００１９】また、平行移動ベクトルを探索するための
中央領域は、回転角を探索するための周辺領域と別個に
設けられる。そのため、中央領域の径を小さくしても、
回転角の検出精度を損なうことがなく、平行移動ベクト
ルを探索するために適当な大きさの中央領域を、回転角
の検出精度と独立して設定することが可能となる。請求
項２の画像合成方式では、周辺領域として、円環状ある
いは円弧状の領域が選択される。このような周辺領域内
に位置する画像情報は、円環あるいは円弧の中心からの
距離が等しい。

【００２０】そこで、この周辺領域に回転を施す場合
は、円環状あるいは円弧状に並ぶ一連の画像情報をシフ
トするだけでよく、処理量が低減される。したがって、
周辺領域を円環状あるいは円弧状とすることにより、
「画像の回転角」の探索を迅速かつ効率的に行うことが
可能となる。請求項３の画像合成方式では、まず、平行
探索手段２により平行移動ベクトルの探索が行われる。
この際に、中央領域内の画像情報が一致される。

【００２１】回転探索手段３は、この画像情報が一致さ
れた中央領域の位置を取り込み、その位置を中心にした
円環状あるいは円弧状の領域を、周辺領域として選択す
る。そのため、周辺領域の中心位置において、すでに画
像情報が一致しているので、周辺領域の相互間における
画像情報の相関が顕著に高くなる。したがって、周辺領
域の一致する度合いが高く、「画像の回転角」をより高
精度かつ効率的に探索することが可能となる。

【００２２】請求項４の画像合成方式では、領域選択手
段１により求められた重複域の大きさに従って、回転探
索手段３は、周辺領域における円環もしくは円弧の径を
大きく設定する。したがって、複数の画像の重複域が大
きい場合、周辺領域の径が大きく設定され、回転角の分
解能を適宜に高めることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。図２は、請求項１〜３に対
応する実施形態を示す図である。図において、原稿１２
の上にスキャナ本体１３が置かれ、スキャナ本体１３の
下面には２次元の撮像素子からなる撮像部１４が配置さ
れる。

【００２４】この撮像部１４の両端には回転可能なロー
ラ１５，１６が配置され、ローラ１５，１６の回転量を
２軸で計測するエンコーダ１７，１８がそれぞれ配置さ
れる。また、撮像部１４およびエンコーダ１７，１８の
出力はインターフェース１９に個別に接続され、インタ
ーフェース１９は、ケーブル２０を介して、外部基板上
のインターフェース２１に接続される。

【００２５】このインターフェース２１の出力は、マイ
クロプロセッサ部２２に接続され、マイクロプロセッサ
部２２のモニタ出力は画面２３に接続される。なお、請
求項１〜３に記載の発明と実施形態との対応関係につい
ては、領域選択手段１，平行探索手段２，回転探索手段
３および写像手段４の各機能は、後述するマイクロプロ
セッサ部２２の機能に対応する。

【００２６】図３は、実施形態の動作を説明する流れ図
である。以下、これらの図を用いて、実施形態の動作を
説明する。まず、操作者は、スキャナ本体１３を原稿１
２の上に配置し、原稿１２の撮像を行う。撮像部１４の
光電出力は、インターフェース１９，２１を介して、マ
イクロプロセッサ部２２に取り込まれ、画像情報として
蓄えられる。

【００２７】一方、スキャナ本体１３の移動に伴って、
下面に配置されたローラ１５，１６がそれぞれ回転す
る。これらの回転量は、エンコーダ１７，１８によりそ
れぞれ計測され、撮像位置を示すデータとしてマイクロ
プロセッサ部２２に出力される。撮像部１４は、上述の
動作を繰り返すことにより、図４に一例として示すよう
な、画像情報Ａ，Ｂの取り込みを行う。

【００２８】マイクロプロセッサ部２２は、撮像位置の
データに基づいて、画像情報Ａ，Ｂの各重複域を算出す
る（ステップＳ１）。マイクロプロセッサ部２２は、こ
の画像情報Ａ，Ｂの各重複域から、撮像箇所が略対応す
る着目点Ｄ１，Ｄ２をそれぞれ選択する。この着目点Ｄ
１，Ｄ２を中心にして、図４に示すような円状の部分画
像Ｅ１，Ｅ２を選択する（ステップＳ２）。

【００２９】これらの部分画像Ｅ１，Ｅ２は、中央部に
位置する円状の中央領域Ｆ１，Ｆ２と、内周部に位置す
る円環状の周辺領域Ｇ１，Ｇ２から構成される。次に、
マイクロプロセッサ部２２は、図５に示すように、一方
の中央領域Ｆ１に位置する画像情報を３６０度回転する
間に、他方の中央領域Ｆ２に位置する画像情報と所定の
許容範囲内で一致するか否かを判定する（ステップＳ
３）。

【００３０】ここで、中央領域Ｆ１，Ｆ２の画像情報が
一致しないときは（ステップＳ４）、着目点Ｄ１の位置
を縦横に１画素だけずらし（ステップＳ５）、中央領域
Ｆ１を再度選択した上で、上述の判定を繰り返す。一
方、中央領域Ｆ１，Ｆ２の画像情報が一致したときは
（ステップＳ４）、現時点の着目点Ｄ１を始点とし、着
目点Ｄ２を終点とする平行移動ベクトルＳを求める（ス
テップＳ６）。

【００３１】次に、マイクロプロセッサ部２２は、現時
点の着目点Ｄ１，Ｄ２を中心にして、周辺領域Ｇ１，Ｇ
２を選択する（ステップＳ７）。ここで、マイクロプロ
セッサ部２２は、周辺領域Ｇ１，Ｇ２に位置する画像情
報を円周方向に沿って等間隔に順次読み出し、メモリ上
に蓄積する。マイクロプロセッサ部２２は、このメモリ
上において、周辺領域Ｇ１，Ｇ２の画像情報が所定の許
容範囲内で一致するか否かを判定する（ステップＳ
８）。

【００３２】周辺領域Ｇ１，Ｇ２の画像情報が一致しな
いときは、周辺領域Ｇ１の画像情報をメモリ上で１画素
だけ回転シフトし（ステップＳ９）、上述の判定を繰り
返す。一方、周辺領域Ｇ１，Ｇ２の画像情報が一致した
ときは、現時点における回転シフトの回数に基づいて、
回転角θを求める（ステップＳ１０）。ここで、マイク
ロプロセッサ部２２は、画像情報Ａを平行移動ベクトル
Ｓだけ平行移動した上で、着目点Ｄ２の位置を中心に、
画像情報Ａを回転角θだけ回転する。

【００３３】このようにして、画像情報Ａ，Ｂは、同一
座標上に写像され、一枚の画像にまとめられる。したが
って、上述した実施形態における画像合成方式では、周
辺領域Ｇ１，Ｇ２の中央部が空いているので、これらの
周辺領域Ｇ１，Ｇ２では、径の大きさが保たれる一方、
面積が小さくなる。そのため、径の大きさに従って回転
角の検出精度を高めつつ、面積に従って回転角の検出に
要する処理量を低減することが可能となる。

【００３４】また、平行移動ベクトルを探索するための
中央領域Ｆ１，Ｆ２が、回転角を探索するための周辺領
域Ｇ１，Ｇ２と別個に設けられるので、中央領域Ｆ１，
Ｆ２を小さくしても、回転角の検出精度を損なうことが
ない。さらに、周辺領域Ｇ１，Ｇ２は円環状の領域なの
で、周辺領域Ｇ１に回転を施す際は、円周方向に並ぶ一
連の画像情報をシフトするだけでよく、回転写像に要す
る処理量を格段に低減することができる。

【００３５】また、中央領域Ｆ１，Ｆ２の画像情報を一
致させた上で、周辺領域Ｇ１，Ｇ２を選択しているの
で、周辺領域Ｇ１，Ｇ２間において画像情報の相関が顕
著に高くなる。したがって、「画像の回転角」をより高
精度かつ効率的に探索することができる。なお、上述し
た実施形態では、着目点Ｄ１，Ｄ２を中心にして、所定
の径を有する円環状の領域を周辺領域Ｇ１，Ｇ２として
選択しているが、その構成に限定されるものではない。
請求項４に記載したように、画像の重複域が大きくなる
に従って、周辺領域Ｇ１，Ｇ２の径を大きく設定しても
よい。このような構成により、重複域の大きさに即応し
て、回転角の検出精度を適宜に高めることが可能にな
る。

【００３６】また、上述した実施形態では、周辺領域Ｇ
１，Ｇ２を円環状の領域としているが、それに限定され
るものではなく、部分画像Ｅ１，Ｅ２の内周域に位置す
る領域であればよい。例えば、周辺領域を円弧状の領域
にすると、円周上の数箇所が欠けていてもよく、円環状
の領域よりも径を大きく設定できる。そのため、回転角
の検出精度をより高められるという効果がある。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明では、周辺領域の中央部が空いているので、周辺部
は、径が大きいにもかかわらず、面積が小さい。このよ
うな周辺領域を用いて回転角を探索するので、径の大き
さに従って回転角の検出精度を高めつつ、回転角の検出
に要する処理量を低減することができる。

【００３８】また、平行移動ベクトルを探索するための
中央領域が、回転角を探索するための周辺領域と別個に
設けられるので、中央領域を小さくしても、回転角の検
出精度を損なうことがない。したがって、中央領域の大
きさを独立して設定することが可能となる。請求項２に
記載の発明では、円環状あるいは円弧状の周辺領域に位
置する画像情報は、中心からの距離が等しいので、周辺
領域に回転を施す際は、円周方向に並ぶ一連の画像情報
をシフトするだけでよく、処理量を低減することができ
る。したがって、「画像の回転角」の探索を迅速に行う
ことが可能となる。

【００３９】請求項３に記載の発明では、周辺領域の中
心位置において、すでに画像情報が一致しているので、
周辺領域間における画像情報の相関が顕著に高い。した
がって、周辺領域間において画像が一致する度合いが高
く、「画像の回転角」をより高精度かつ効率的に探索す
ることができる。請求項４に記載の発明では、画像の重
複域が大きいときに、周辺領域の径が大きく設定される
ので、回転角の検出精度を適宜に高めることができる。

【００４０】以上のように、本発明の画像合成方式を適
用した画像情報の処理装置などでは、画像の合成位置を
高精度かつ迅速に求めることができるので、合成画像の
画質の向上および処理速度の高速化を図ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜４を説明するブロック図である。

【図２】請求項１〜３に対応する実施形態を示す図であ
る。

【図３】実施形態の動作を説明する流れ図である。

【図４】実施形態における部分画像を説明する図であ
る。

【図５】実施形態における合成位置の探索手順を説明す
る図である。

【図６】従来例における部分画像を説明する図である。

【図７】従来例における合成位置の探索手順を説明する
図である。

【符号の説明】

１ 領域選択手段 ２ 平行探索手段 ３ 回転探索手段 ４ 写像手段 １２ 原稿 １３ スキャナ本体 １４ 撮像部 １５ ローラ １７ エンコーダ １９，２１ インターフェース ２０ ケーブル ２２ マイクロプロセッサ部 ２３ 画面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画像およびその重複域の位置を取
   り込み、前記画像ごとに重複域の全部あるいは一部を選
   択して部分画像を得る領域選択手段と、 前記部分画像内の中央領域において画像情報を比較し、
   前記画像情報を一致させる「画像の平行移動ベクトル」
   を探索する平行探索手段と、 前記部分画像内の周辺領域において画像情報を比較し、
   前記画像情報を一致させる「画像の回転角」を探索する
   回転探索手段と、 前記平行探索手段により探索された平行移動ベクトル
   と、前記回転探索手段により探索された回転角とを用い
   て、前記複数の画像を同一座標上に写像する写像手段
   と、 を備えたことを特徴とする画像合成方式。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像合成方式におい
   て、 前記周辺領域は、円環状あるいは円弧状の領域であるこ
   とを特徴とする画像合成方式。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の画像合成方式におい
   て、 前記回転探索手段は、 前記平行探索手段から、画像情報が一致した前記中央領
   域の位置を取り込み、その位置を中心にした円環状ある
   いは円弧状の領域を前記周辺領域とすることを特徴とす
   る画像合成方式。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の画像合成方式におい
   て、 前記回転探索手段は、 前記複数の画像の重複域が大きくなるに従って、前記円
   環あるいは前記円弧の径を大きく設定することを特徴と
   する画像合成方式。