JPH10257395A - 画像撮影装置 - Google Patents

画像撮影装置

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JPH10257395A
JPH10257395A JP9058802A JP5880297A JPH10257395A JP H10257395 A JPH10257395 A JP H10257395A JP 9058802 A JP9058802 A JP 9058802A JP 5880297 A JP5880297 A JP 5880297A JP H10257395 A JPH10257395 A JP H10257395A
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JP
Japan
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image
mirror
data
ccd
images
Prior art date
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Pending
Application number
JP9058802A
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English (en)
Inventor
▲龍▼光 ▲龍▼見
Tatsumitsu Tatsumi
Junichi Taguchi
順一 田口
Koichi Haruna
公一 春名
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、CCDカメラでは、撮影画像
の分解能を上げと、視野を狭くする問題点があった。し
たがって、撮影画像の視野をそのままにして、CCDの
画素数により決まる撮影画像の分解能以上の分解能を持
つ画像を得ることにある。 【解決手段】本発明の課題を解決するため、ミラーA
(B)移動装置108(109)によりミラーA(B)
104(105)を移動して、受光面の像の位置をずら
した複数の画像を撮影し、上記複数データを用い、従来
技術などの画像の高分解能化処理を処理装置107で行
ない、従来より分解能の高い一枚の画像を出力装置11
1から出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理の技術分
野に属する。その中でも特に、複数枚の画像を撮影し、
撮影された画像から分解能の高い画像を作成する画像処
理に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術(1) 従来対象をデジタル画像として、撮影する装置にCCD
(電荷結合素子)カメラが、知られている。(CCDに
ついては、谷内田正彦:コンピュータビジョン,丸善社
(1990)に記載されている)。
【0003】従来の技術(2) 画像の高分解能化処理に関する技術には、米国NASA
が研究している方法がある。( Peter Cheeseman, Bob
Kanefsky, Richard Kraft, John Stutz, RobinHanson:
Super-Resolved Surface Reconstruction From Multip
le Images, インターネット上で公開:http://ic-www.a
rc.nasa.gov/ic/projects/bayes-group/group/super-re
s/ (1994))。上記技術は、上、下、左、右にずれた画
像を撮影し、それらの画像データが「観測された画像内
の観測地点の輝度の値の分布は、正規分布に従ってい
る」と仮定し、式変形を重ねることで、求める画素(高
分解能化された画像)と観測された画素の関係式を求め
たものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のCCDカメ
ラでは、CCDの画素数により、撮影画像の視野を決め
ると分解能が決まった。CCDカメラで撮影画像の分解
能を上げるためには、レンズの拡大率を上げていた。し
たがって、CCDカメラでは、撮影画像の分解能を上げ
と、視野を狭くする問題点があった。本発明の課題は、
撮影画像の視野をそのままにして、CCDの画素数によ
り決まる撮影画像の分解能以上の分解能を持つ画像を得
る方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ため、受光面の像の位置をずらした複数の画像を撮影
し、上記複数データを用い、従来技術などの画像の高分
解能化処理を行ない、従来より分解能の高い一枚の画像
を得られるようにした。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の1例
を詳細に説明する。 (1)第1の発明の実施例 (1−1)本発明の構成の概略 図1に本発明を実施する撮影装置の側面図、図2に上記
撮影装置の正面図を示す。以下、簡単に説明する。
【0007】図1の撮影装置は、シャッターボタン10
1、シャッター102、レンズ103、ミラーA10
4、ミラーB105、CCD106、処理装置107、
ミラーA移動装置108、ミラーB移動装置109、出
力ボタン110、出力装置111、出力端子112から
なる。シャッターボタン101は、対象物を撮影すると
きのスイッチである。シャッター102は、レンズ10
3から入ってくる対象物の像を通したり、遮断したりす
る窓を持ち、開いたり閉じたりするものである。シャッ
ターボタン101を押すことでレンズ103から入って
くる対象物の像を通すために窓を開く。ミラーA104
は、シャッター102から通ってきた対象物の像を反射
して下方向に変える機能をもつものである。ミラーB1
05は、ミラーA104からの対象物の像を反射して、
図2の正面から見て左方向に変える機能をもつものであ
る。CCD106は、ミラーB105から反射された対
象物の像を受光し、撮像して映像信号を出力する装置で
ある。処理装置107は、CCD105で撮影された画
像を複数枚入力して、画像の高分解能化処理をして撮影
画像の分解能以上の分解能を持つ画像を作成することが
できる装置である。ミラーA移動装置108は、図1の
側面から見て、ミラーA104を左右に動かすことがで
き、ミラーB移動装置109は、ミラーB105を前後
に動かすことができ、ミラーA104とミラーB105
の移動時には、シャッター102の窓が閉じた状態にな
る。ミラーA104とミラーB105の移動が終了する
とシャッター102の窓が開き、CCD106で撮影さ
れ、処理装置107に画像データが渡される。処理装置
107に、CCD106の受光面の像の位置をすらした
4枚の画像を撮影し、処理装置107に上記画像データ
が送られると、撮影は終了し、高分解能化処理され、高
分解能化された画像ができる。出力ボタン110は、処
理装置107で作成された前記高分解能化された画像を
出力するときのスイッチである。出力装置111は、出
力ボタン110が押されると処理装置107で作成した
高分解能化された画像データを出力端子112からプリ
ンター、外部の媒体に送られる。
【0008】(1−2)処理装置106の構成 図3に本発明を実施する撮影装置内にある処理装置10
7の構成図を示す。以下、簡単に説明する。
【0009】図3の処理装置107は、スイッチ30
2、データ1バッファ303、データ2バッファ30
4、データ3バッファ305、データ4バッファ30
6、CPU307、結果バッファ308からなる。スイ
ッチ302は、CCD106で撮影された受光面の像の
位置をずらした4枚のCCDからの取得画像301をそ
れぞれのデータ用データバッファ303〜306に分岐
させる機能を有するものである。データ1バッファ30
3、データ2バッファ304、データ3バッファ30
5、データ4バッファ306は、上記分岐されたそれぞ
れのデータを蓄積しておくデータバッファであり撮影の
順番と対応している。CPU307は、データ1バッフ
ァ303、データ2バッファ304、データ3バッファ
305、データ4バッファ306のデータを使用し、高
分解能化処理する演算装置である。結果バッファ308
は、CPU307で処理された結果画像を蓄積してお
く、データバッファで、出力ボタン110を押すこと
で、作成した高分解能化された画像を出力装置111へ
出力することができる。
【0010】(1−3)処理手順の概略 図4は本発明の処理手順を示した図であり、図4の番号
をステップ番号として以下に説明する。
【0011】ステップ401:初めに、シャッターボタ
ン101を押すことでレンズ103から入ってくる対象
物の像を通すためにシャッター102は、窓を開く。シ
ャッター102から通ってきた対象物の像は、ミラーA
104で反射して下方向に向きを変え、さらにミラーB
105で図2の正面から見て左方向に変え、CCD10
6に対象物の像を形成し、 CCD105が像を撮像し
て映像信号を出力する。以上により、CCD106で撮
影された1回目の画像データが処理装置107に送ら
れ、データ1バッファ303に1回目の画像データが記
憶される。
【0012】次に、シャッター102の窓が閉じ、図1
の側面図の方向から見て、ミラーA104が左に動き、
CCD106上の像が1回目の画像データに対して半ピ
クセル下にずれる。移動が終了するとシャッター102
の窓が開き、CCD106で2回目の画像が撮影され、
画像データが処理装置107に送られ、データ2バッフ
ァ304に2回目の画像データが記憶される。
【0013】さらに、シャッター102の窓が閉じ、図
1の側面図の方向から見て、ミラーB105が後に動
き、 CCD106上の像が2回目の画像データに対し
て半ピクセル右にずれる。移動が終了するとシャッター
102の窓が開き、CCD106で3回目の画像が撮影
され、画像データが処理装置107に送られ、データ3
バッファ305に3回目の画像データが記憶される。
【0014】また、シャッター102の窓が閉じ、図1
の側面から見て、ミラーA104が右に動き、 CCD
106上の像が3回目の画像データに対して半ピクセル
上にずれる。移動が終了するとシャッター102の窓が
開き、CCD106で4回目の画像が撮影され、画像デ
ータが処理装置107に送られ、データ4バッファ30
6に4回目の画像データが記憶される。
【0015】以上により、データ4バッファ306に4
回目の画像データが記憶されるとシャッター102の窓
が閉じ、図1の側面から見て、ミラーB105が前に動
き、撮影が終了し、像の位置が半ピクセルづつ上下、左
右にずれた4枚の画像が取得できる。
【0016】ステップ402:CCD106の受光面の
像の位置の異なる4枚の画像が撮影され入力されると、
CPU307がデータ1バッファ303、データ2バッ
ファ304、データ3バッファ305、データ4バッフ
ァ306のデータを使用し、(1−4)項で述べる画像
の高分解能化処理をして撮影画像の分解能以上の分解能
である画像を作成する。CPU307で処理された結果
画像を結果バッファ308に蓄積しておく。
【0017】ステップ403:出力ボタン110が押さ
れるとステップ402で作成した高分解能化された画像
を結果バッファ308から取り出し、出力装置111で
プリンター、外部出力装置の標準出力に画像データを変
換し、出力端子112から画像データを出力する。
【0018】(1−4)高分解能処理 高分解能処理の処理方法の手順について、以下説明して
いく。
【0019】ここでは、上記従来技術(2)で述べた米
国NASAの方法を用いることができる。米国NASA
の方法は以下である。
【0020】
【数1】
【0021】ただし、i、jは、画像の画素の位置を順
序をつけた番号、pは、上記複数枚撮影された画像に順
序をつけた番号である。
【0022】
【数2】
【0023】ただし、ここでは上下、左右に半ピクセル
づつずれた4枚の画像を対象とする。pは、1〜4まで
である。
【0024】結果として求める分解能を上げた画像は、
(数1)をmiについて解くことにより求められる。上
記従来技術(2)では、上記数1を解くためにヤコビー
の方法を用い、解いている。以下、図5の番号をステッ
プ番号として、(数1)を解く処理手順を説明する。
【0025】ステップ501:初期画像を作成する。す
なわち、以下の(数3)で示す処理を行なう。
【0026】
【数3】
【0027】ステップ502:Δmiの計算をする。す
なわち、以下の(数4)で示す処理を行なう。
【0028】
【数4】
【0029】ステップ503:以下の(数5)で示す処
理を行なう。
【0030】
【数5】
【0031】ステップ504:増分Δmiを(数4)で
計算し、miに加えることを何回も繰り返すイタレーシ
ョンを所定の回数まで繰り返す。すなわち、ステップ5
02、ステップ503の処理を所定の回数まで繰り返
し、所定の回数まで行なったら結果画像としてステップ
403に渡す。
【0032】以上が、従来技術(2)であるが、ここ
で、上記σ、s、m^iを求める範囲を着目した画素i
の周辺の3×3画素で各々の画素iについて計算し、αij
の値として画素iと画素jとの距離が1のときαijが
0.15から0.25までの値、その他はαij = 0とすると良
好に分解能を向上でき、この場合、α = -0.5、イタレ
ーションの回数が6〜7回のとき適切に分解能を上げる
ことができる。
【0033】(1−5)その他 ステップ401のところでは、ミラーA104やミラー
B105を移動させてCCD106の受光面の像の位置
が異なる4枚の画像が撮影され入力されると撮影を終了
していたが、さらにミラーA104やミラーB105を
ミラーA移動装置108やミラーB移動装置108によ
って移動させて、さらに多くの画像を取得し、ステップ
402でそのときの撮影条件に合わせた処理を行なうこ
とも可能である。
【0034】(2)第2の発明の実施例 図6に本発明を実施する撮影装置の構成図を示す。以
下、簡単に説明する。図6の撮影装置は、シャッターボ
タン101、シャッター102、レンズ103、CCD
106、処理装置107、CCD移動装置609、出力
ボタン110、出力装置111、出力端子112からな
る。シャッターボタン101、シャッター102、レン
ズ103、CCD105、処理装置106、出力ボタン
108、出力装置109、出力端子110は、第1の発
明の実施例の図1と同じである。ミラー104がなく、
直接像を受光し、ミラー移動装置107の変わりにCC
D移動装置507となっているところが異なる。 CC
D移動装置507は、103方向からCCD105を見
て、CCD105を上下または左右に動かすことがで
き、 CCD105の移動時には、シャッター102の
窓が閉じた状態になる。 上記第1の発明の実施例で
は、ミラー移動装置107で像の移動を行い、受光面と
像の相対的な位置関係を変えていたものを、第2の発明
の実施例では、CCD移動装置507で直接、受光面を
動かし、受光面と像の相対的な位置関係を変えるものと
し画像を撮影している。撮影以降の処理は、 第1の発
明の実施例と同様である。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、撮
影画像の視野をそのままにして、CCDの画素数により
決まる撮影画像の分解能以上の分解能を持つ画像を得る
方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明を実施する撮影装置の側面図であ
る。
【図2】第1の発明を実施する撮影装置の正面図であ
る。
【図3】第1の発明を実施する撮影装置内にある処理装
置の構成図である。
【図4】第1の発明を実施する処理手順を示した図であ
る。
【図5】第1の発明を実施する高分解能化処理のブロッ
ク図である。
【図6】第2の発明を実施する撮影装置の側面図であ
る。
【符号の説明】
101…シャッターボタン、102…シャッター、10
3…レンズ、104…ミラーA、105…ミラーB、1
06…CCD、107…処理装置、108…ミラーA移
動装置、109…ミラーB移動装置、110…出力ボタ
ン、111…出力装置、112…出力端子、301…C
CDからの取得画像、302…スイッチ、303…デー
タ1バッファ、304…データ2バッファ、305…デ
ータ3バッファ、306…データ4バッファ、307…
CPU、308…結果バッファ、309…出力装置への
出力画像、401…データの取得、402…高分解能化
処理、403…結果画像出力、501…初期画像作成処
理、504…イタレーション回数、609…CCD移動
装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像を撮影する撮影機能と、受光面の像の
    位置をずらす機能を有する撮影装置において、上記受光
    面の像の位置をずらした画像を複数枚撮影し、上記複数
    枚の画像データを用い、それぞれの上記画像データの分
    解能より高い一枚の画像を作成する処理を有することを
    特徴とする画像撮影装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の画像撮像装置において、
    上記受光面の像の位置をずらした複数の画像を撮影する
    機構として、上記撮影装置の光路上に置かれたミラーを
    上下、左右に動かして、像の位置を変えることを特徴と
    する画像撮影装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の画像撮像装置において、
    上記受光面の像の位置をずらした複数の画像を撮影する
    機構として、上記受光面を上下、左右に動かす機能をつ
    けて、像と受光面の相対的な位置を変えることを特徴と
    する画像撮影装置。
JP9058802A 1997-03-13 1997-03-13 画像撮影装置 Pending JPH10257395A (ja)

Priority Applications (1)

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JP9058802A JPH10257395A (ja) 1997-03-13 1997-03-13 画像撮影装置

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JP9058802A JPH10257395A (ja) 1997-03-13 1997-03-13 画像撮影装置

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ID=13094735

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JP9058802A Pending JPH10257395A (ja) 1997-03-13 1997-03-13 画像撮影装置

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JP (1) JPH10257395A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1324585A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-02 Agfa-Gevaert AG Vorrichtung und Verfahren zum elektronischen Erfassen eines hochaufgelösten Bildes eines Gegenstandes
KR100961748B1 (ko) 2004-06-23 2010-06-07 호야 가부시키가이샤 촬영 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1324585A1 (de) * 2001-12-18 2003-07-02 Agfa-Gevaert AG Vorrichtung und Verfahren zum elektronischen Erfassen eines hochaufgelösten Bildes eines Gegenstandes
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