JPS60159972A - 画像の精密位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、相関係数と２枚の画像の画素毎の濃度差とい
う２つの指標を組み合わせた評価関数を用いて、２枚の
画像間の位置ズレな高＃１度に補正できる、実用性の高
い画像の精密位置合わせ装置に関する。

［発明の技術的背景コ 衛星画像処理、或いは医用画像処理などの分野において
１時間差をもって撮像入力された複数枚の画像よりｌＦ
ｒだに１枚の画像を合成しようとする場合、各画像間の
位置合わせが必要となる。この位置ズレの特性が既知で
あり、画像全体について一様とみなせ、かつ平行移動・
回転・拡大・縮小等の１次の座標変換式で表わされる場
合には、比較的簡単な信号処理で補正可能である。

［背景技術の問題点コ だが、前記衛星画像、或いは医用画像の場合には位置ズ
レの原因は幾つかの要素が複合したものである場合が多
く、位置ズレの量が局所的（二変化するため、単一の１
次座標変換で１Ｉｉｉｉ像全体の位置合わせを行なうの
は困難である。

このため、従来は位置を合わせるべき画像を幾つかの小
領域に分割し、この各修昏対象領域部分を移動させつつ
、合わせられるべき画像との相関係数を計算し、この値
が最大になった部分を位置の合ったところとしていた。

しかしこの方法では、位置ズレが微小、或いは画像のコ
ントラスト差が小さい場合には相関係数値の変化量が非
常に小さくなり感度が悪く、画像にノイズが重畳した場
合などこの変化量が隠れてしまい誤った位置に収束する
場合がある、などの問題点があったため高精度の位置合
わせは困難であり、実用性に乏しかった。

［発明の目的］ 本発明はこのような問題点を克服するよう考慮してなさ
れたもので、その目的とするところは、相関係数と２枚
の画像の画素毎の濃度差という２つの指標を組み合わせ
た評価関数を用いて２枚の画像間の位置ズレな高精度に
補正する画像の精密位置合わせ装置を提供することにあ
る。

［発明の概要］ 第１図に本発明のＩＨＬ理図を示す。

本発明は、２枚の画像をそれぞれ位置ズレ量が均一と考
えられる複数個の局所領域にｐＨ＋”ｌＲ＋Ｐ、　１１
・・・＋　Ｑ１１＋　Ｑ１Ｂ＋　ＱＳｌ、・・・分割し
た後、これらの各局所領域毎にまず近傍領域内における
相関係数を各々求め、この値が最大となる位置に画像面
内で移動を繰り返す粗位置補正を行なった後、前記近傍
領域内における相関係数の変化の最大値が既め与えられ
た閾値以下になった時点で今度は前記近傍領域における
２枚の画像の画素毎の濃度差と相関係数を組み合わせた
評価関数が最大（最小）となる方向に移動を反復して、
精密位置補正を実行するものである。上記移動方向を最
大値方向とするか最小値方向とするかは上記評価関数の
作り方に依り決定される。

最初は位置ズレが大きくてコントラスト差が無視できな
いため、正規化された指標である相関係数値を用いて上
記粗位置補正を行ない１位置がほとんど合った後はコン
トラストがほとんど同一と考えられるため、２枚の画像
の画素毎の濃度差をも考慮した上記評価関数を指標とし
た上記精密位置補正を実行することにより、相関係数値
のみを用いた場合に比べて前記位置ズレが微小、コント
ラスト差が小、或いは多少異なる画像の位置合わせの場
合にも誤った位置への収束防止が期待でき、その実用的
効果は多大である。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明する
。

第２図に全体の構成図を示す。

撮像系１より画像メモリ２．３に入力された２枚の画像
の位置合わせを行なう場合、まず局所領域分割回路４に
より各々複数個の局所領域に分割した後位置補正対象領
域指定回路５によって位置合わせな行なう局所領域対を
選択し５局所領域メモリ６．７に格納する。

まず粗位置補正部１００では、上記局所領域メモリ６及
び近傍領域切り出し回路８により切り出された上記局所
領域メモリ７内の両画像に対して相関係数計算回路９に
より相関係数値をめ相関係数値メモリｌＯに格納する。

この操作を前記近傍領域切り出し回路８により指定され
る全近傍領域について行なった後、これらの相関係数値
群のうち最大のものを最大値検出Ｎ路１１仁よりめ、移
動位置決定回路１２によりこの相関係数の最大となる方
向に画像内で位置移動を行なう。同時に最大変化量計算
回路１３により、前記近傍領域内の相関係数値の最大変
化量と予め与えられた変化量閾値１４とを比較器１５に
より比較し、上記最大変化量が上記聞値以下になる（つ
まり相関係数の変化がほとんど無くなる）迄前記粗位置
補正をくり返す。

閾値以下になった場合は、粗／精缶切り換え回路１６に
より精密位置補正部２００にうつる。

本実施例では評価関数として絶対値誤差を用いることと
するこの場合移動方向ｉｌｔ最小値の方向となる。

上記精密位置補正部２００では、前記局所領域メモリ６
．７内の画像間の絶対値誤差を絶対値誤差計算回路１７
によりめ絶対値駒差メモリ１８に格納する。

この操作を前記近傍領域切り出し回路８により指定され
る全近傍領域について行なった後、これらの絶対値誤差
のうち最小のものを最小値検出回路１９によりめ移動位
置決定回路２０によりこの絶対値誤差の最小となる方向
に画像内での位置移動を行なう。

同時に上記近傍領域内における絶対値誤差の最小値と予
め与えられた絶対値誤差閾値２１を比較器２２により比
較し精密位置補正終了判定回路２３により上記最小値が
上記閾値以下になった場合は位置が合ったと判断して精
密位置補正を終了し、前記位置補正対象領域指定回路５
により新しい位置補正の対象となる局所領域対を指定し
、再び上記の操作を繰り返す。

［発明の効果コ 以上述べたように、まず粗位置補正部により相関係数値
を指標とする位置補正を行ない、この相関係数値の変化
がほとんど無くなった時点で２枚の画像の画素毎の濃度
差と相関係数を組み合わせた評価関数を指標とする精密
位置補正を行なうことによって２枚の画像間の簡易かつ
為精度な位置合わせが実現でき、その集用的効果は多大
である。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば、前記実施例では精密位置補正評価関数として
絶対値誤差を用いたが、より一般的に２枚の画像の画素
毎の濃度差と相関係数とを組み合わせた評価関数を採る
ことにより、より高精度な位置補正が実現できる。

又、粗位置補正部において、相関係数を指標とする代り
に、画１Ｗ中の特徴点をそれぞれ抽出し、これらの位置
を合わせるｆｅａｔｕｒｅ　ｗａｔｃｈｉｎｇの手法を
用いることにより、更に高速な位置合わせが期待できる
。

要するに、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は本発明の一実施例の
構成図である。 １・・・撮像系　２．３・・・画像メモリ６．７・・・
局所領域メモリ １００・・・粗位置補正部　２００・・・梢密位置袖正
部代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 位置合わせすべき２枚の画像をそれぞれ複数個の局所領
   域に分割する手段と、上記２枚の画像の局所領域群の中
   から位置合わせの対象とするものをそれぞれ指定する手
   段と、上記指定された領域の各近傍領域において、前記
   位置合わせすべき２枚の画像の相関係数値を各近傍につ
   いて計算し、格納する手段と、前記近傍領域内で計算さ
   れた相関係数値群の中から最大値をめ、この最大となる
   方向に画像面内で位置を移動することを繰り返す手段と
   、前記各近傍領域内における相関係数値の変化が全て予
   め与えられた閾値以下になったことを検出し、粗位置補
   正を終了させる手段と、前記相関係数と前記２枚の画像
   の画素毎の濃度差とを組み合わせた精密位置補正評価関
   数を与える手段と、前記各近傍領域における、上記位置
   合わせすぺ′＠２枚の画像間の精密位置補正評価関数を
   各々計算し格納する手段と、上記近傍領域内で計算され
   た精密位置補正評価関数値群の中から最大値又は最小値
   をめ、この最大又は最小となる方向に画像面内で位置を
   移動することを繰り返す手段と、前記各近傍領域内にお
   ける＃Ｍ位置補正評価関数の値が全て予め与えられた閾
   値に達した時位置が合ったと判定し精密位置補正を終了
   させる手段を具備したことを特徴とする画像の精密位置
   合わせ装置。