JP2002176659A - Solid body observing device and method - Google Patents
Solid body observing device and methodInfo
- Publication number
- JP2002176659A JP2002176659A JP2000371887A JP2000371887A JP2002176659A JP 2002176659 A JP2002176659 A JP 2002176659A JP 2000371887 A JP2000371887 A JP 2000371887A JP 2000371887 A JP2000371887 A JP 2000371887A JP 2002176659 A JP2002176659 A JP 2002176659A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observation
- image
- dimensional
- stereoscopic
- digital
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、市販のデジタルカ
メラやデジタル顕微鏡などの画像取得機器を通じて取得
された観察対象物のデジタル画像イメージにより立体構
造を表示する立体観察装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional observation apparatus for displaying a three-dimensional structure by a digital image image of an observation object obtained through an image acquisition device such as a commercially available digital camera or digital microscope.
【０００２】[0002]
【従来の技術】デジタルカメラやデジタル顕微鏡におい
ては、立体的な構造を観察する場合、被写界深度により
観察対象物のほとんどの部分がぼやけてしまうことがあ
る。この場合には、観察対象物そのものを回転・移動さ
せ、再度焦点を合わせることにより、観察したい立体構
造を明らかにする作業を行わなければならない。2. Description of the Related Art In a digital camera or a digital microscope, when observing a three-dimensional structure, most of the object to be observed may be blurred due to the depth of field. In this case, it is necessary to rotate and move the observation object itself and focus again, thereby performing an operation of clarifying a three-dimensional structure to be observed.
【０００３】ところが、従来の技術において、顕微鏡な
どにおいては、被写界深度が極めて浅いため、観察対象
物の像がボケた部分がほとんどとなってしまい、観察対
象物に存在する３次元構造や表面の色構造を観察対象物
の全体に渡って観察することができない。そのため、従
来においては、まず、観察対象物全体について焦点のあ
った画像を得る技術への要求が存在した。However, in the prior art, in a microscope or the like, since the depth of field is extremely shallow, an image of the object to be observed is mostly blurred, and a three-dimensional structure or the like existing in the object to be observed is distorted. The color structure of the surface cannot be observed over the entire observation object. Therefore, conventionally, first, there has been a demand for a technique for obtaining a focused image of the entire observation target.
【０００４】さらに、小型の昆虫や機械部品等の細かく
入り組んだ観察対象物を、顕微鏡などを用いて観察する
場合、得られる２次元画像からその立体構造を観察する
ことは困難であった。[0004] Further, when observing an intricate observation object such as a small insect or a mechanical part using a microscope or the like, it is difficult to observe the three-dimensional structure from the obtained two-dimensional image.
【０００５】このような観察対象物の２次元画像から立
体的な画像を得る技術については、たとえば、論文、Ｓ
ｈｒｅｅ Ｋ．Ｎａｙａｒ「Shape from focus system
」（Proc.of CVPR,pp.302-308，1992）に開示されて
いるように、観察対象物の合焦点部分を抽出することに
よって、顕微鏡等のレンズからの相対的位置を得るとい
った方法が存在する。この方法では観察対象物の合焦点
部分を抽出手段として、その２次元デジタル画像に複雑
なアルゴリズムを用いたコンピュータ処理をほどこして
合焦点のピクセルを求めようとしていた。A technique for obtaining a three-dimensional image from a two-dimensional image of an observation target is described in, for example,
hree K. Nayar `` Shape from focus system
(Proc. Of CVPR, pp. 302-308, 1992), a method of obtaining a relative position from a lens of a microscope or the like by extracting a focused portion of an observation target is known. Exists. In this method, a focused point portion of the observation object is used as extraction means, and a two-dimensional digital image is subjected to computer processing using a complicated algorithm to obtain a focused pixel.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では合焦点の周囲の明るい部分から光が干渉等によっ
て合焦点部分に入り込み、その領域がボケるため、合焦
点部分へノイズとして影響してしまう。そのため、取得
された２次元画像より合焦点部分を鮮明な形で抽出する
ことは極めて難しかったのである。さらに、３次元化の
プロセス自体、合焦点部分抽出の精度に依存するため、
正確な３次元画像を生成することは困難であった。However, in this method, light enters the focal point portion due to interference or the like from a bright portion around the focal point, and the region is blurred, thereby affecting the focal point portion as noise. . Therefore, it was extremely difficult to extract a focused portion from the acquired two-dimensional image in a clear form. Furthermore, since the three-dimensional process itself depends on the accuracy of the focal point extraction,
It has been difficult to generate an accurate three-dimensional image.
【０００７】本発明は、上述の従来の技術の問題を鑑み
てなされたものであって、デジタルカメラやデジタル顕
微鏡によって取得される観察対象物の２次元デジタル画
像より、３次元情報を抽出し、観察対象物の観察したい
領域を、高精細な立体画像として観察することを可能と
する立体観察装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and extracts three-dimensional information from a two-dimensional digital image of an observation object obtained by a digital camera or a digital microscope. the observed want area of the observation object, and an object thereof is to provide a three-dimensional observation apparatus capable of observing a high precision fine stereoscopic image.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、観察
対象物のデジタル画像を取得する画像取得手段と、観察
対象物の合焦点を含む限定された領域を照射する照明手
段と、観察対象物を前記画像取得手段に対して相対的に
移動する移動手段と、前記観察対象物の移動にともなっ
て得られた複数枚のデジタル画像から３次元情報を抽出
する３次元情報生成手段と、得られた３次元情報から立
体画像を表示する立体画像表示手段とを有する立体観察
装置である。これにより、合焦点を含む限定された領域
を照射するので、外乱光が合焦点部分に入り込んで、合
焦点部分がボケる事が無い。請求項２の発明は、請求項
１において前記３次元情報生成手段は、該デジタル画像
の各ピクセルについて、複数枚のデジタル画像のうちも
っとも焦点の合っているピクセルの属する画像を検出す
る合焦ピクセル検出手段と、前記最も焦点の合っている
ピクセルの属する画像の前記撮像手段からの距離にもと
づいて、該各ピクセルの深さ情報を検出する深さ情報検
出手段と、該各ピクセスの深さ情報を基に、前記観察対
象物の３次元画像データを生成する３次元画像データ生
成手段からなる立体観察装置である。これにより、合焦
点を含む限定された領域を照射するので、最も焦点の合
っているピクセルを容易に検出することができ、そのピ
クセルの深さ情報を正確かつ高速に取得することができ
る。According to the first aspect of the present invention, there is provided an image acquisition unit for acquiring a digital image of an observation object, an illumination unit for irradiating a limited area including a focal point of the observation object, and an observation unit. Moving means for moving an object relative to the image acquisition means, three-dimensional information generating means for extracting three-dimensional information from a plurality of digital images obtained with the movement of the observation object, A stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image from the obtained three-dimensional information. Thus, a limited area including the focal point is irradiated, so that disturbance light does not enter the focal point portion and the focal point portion is not blurred. According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the three-dimensional information generating unit detects, for each pixel of the digital image, an image to which an in-focus pixel among a plurality of digital images belongs. Detecting means; depth information detecting means for detecting depth information of each pixel based on a distance of the image to which the most focused pixel belongs from the imaging means; and depth information of each pixel. And a three-dimensional image data generating means for generating three-dimensional image data of the observation object based on the three-dimensional image data. Thereby, since a limited area including the focal point is illuminated, the most in-focus pixel can be easily detected, and the depth information of the pixel can be obtained accurately and at high speed.
【０００９】請求項３の発明は請求項２において、前記
合焦ピクセル検出手段は実質的に照射された領域に対す
る限定された複数のデジタル画像の内でもっとも輝度の
大なるピクセルの属する画像を検出することを特徴で請
求項３からなる合焦ピクセル検出手段は実質的に照射さ
れた領域に対する限定された複数のデジタル画像の内で
もっとも輝度の大なるピクセルの属する画像を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の立体観察装置である。
これにより合焦したピクセルを含む画像を容易且つ高速
に検出できる。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the in-focus pixel detecting means detects an image to which a pixel having the highest luminance belongs from a plurality of digital images substantially limited to an illuminated area. The focused pixel detecting means according to claim 3 detects an image to which a pixel having the highest luminance belongs from among a plurality of limited digital images corresponding to a substantially illuminated area. The stereoscopic observation apparatus according to claim 1.
This makes it possible to easily and quickly detect an image including focused pixels.
【００１０】請求項４の発明は請求項１において前記照
明手段は観察対象物より小さな幅の光を照射することを
特徴とする観察対象物のデジタル画像を取得する立体観
察装置である。これにより、従来のように観察対象物全
体を照射することにより合焦点部分に外乱光がまわり込
むことを避けることができる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the stereoscopic observation apparatus for acquiring a digital image of the observation object, wherein the illumination means irradiates light having a width smaller than that of the observation object. Thus, it is possible to prevent the disturbance light from circling around the focal point by irradiating the entire observation target as in the related art.
【００１１】請求項８の発明は、請求項１において観察
対象物の背景部に対して拡散光を照射する拡散光源を有
する請求項１記載の観察対象物のデジタル画像を取得す
る立体観察装置である。これにより背景と観察対象物の
識別が容易になる。The invention according to claim 8 is the stereoscopic observation apparatus for acquiring a digital image of an observation object according to claim 1, further comprising a diffusion light source for irradiating the background portion of the observation object with diffusion light. is there. This makes it easy to distinguish between the background and the observation target.
【００１２】請求項１０の発明は、請求項１において観
察対象物の前記デジタル画像取得手段からみた裏面につ
いても表面と同様に３次元画像データを作成する手段
と、前記対象物の表面と裏面との画像データの対応をつ
ける対応付け手段とからなる請求項２記載の立体観察装
置である。これにより、立体画を全体として合成できる
ので立体画を回転させて観察することができる。According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, a means for creating three-dimensional image data on the back side of the observation object as viewed from the digital image acquisition means in the same manner as the front side, 3. The stereoscopic observation apparatus according to claim 2, further comprising an associating means for associating the image data. Thus, the three-dimensional image can be synthesized as a whole, so that the three-dimensional image can be rotated and observed.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の一実
施例を説明する。図１に示すように本発明の立体観察装
置の１実施例は例えば、数ｍｍ〜数ｃｍの小形の観察対
象物１を撮像する、例えばデジタルカメラからなる撮像
手段２と、この観察対象物１にこれより小さい、例えば
５ｍｍの所定幅に対するスリット光を観察対象物１の両
方向から照射する１対のスリット光源３と、観察対象物
１のスリット光が照射している領域を撮像手段２の合焦
点領域に保持するとともに、例えば下方から上方へ所定
距離、例えば０．１ｍｍずつ移動する移動手段４とを有
する。さらに、撮像手段２で得られた観察対象物１のデ
ジタル画像を構成する各ピクセルについて合焦点を見つ
け、合焦したピクセルの撮像手段２からの距離を求めて
深さ情報を得る。これから３次元情報を抽出し、この３
次元情報に基づいて立体画を表示する画像処理コンピュ
ータ５とを設ける。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, one embodiment of the stereoscopic observation apparatus of the present invention is an imaging unit 2 composed of, for example, a digital camera for imaging a small observation object 1 of several mm to several cm, and this observation object 1 A pair of slit light sources 3 for irradiating slit light having a predetermined width smaller than this, for example, 5 mm from both directions of the observation target 1, and an area of the observation target 1 illuminated by the slit light with the imaging means 2. It has a moving means 4 which is held in the focus area and moves a predetermined distance, for example, 0.1 mm from below to above. Further, a focal point is found for each pixel constituting the digital image of the observation target 1 obtained by the imaging unit 2, and the depth information is obtained by obtaining the distance of the focused pixel from the imaging unit 2. From this, three-dimensional information is extracted.
An image processing computer for displaying a three-dimensional image based on the dimensional information;
【００１４】図１の実施例の動作を図２および図３を参
照して説明する。図２の初期化ステップＳ１において、
スリット光源３が観察対象物１の上部末端を照らすよう
に、移動手段４を用いて観察対象物１を移動させる。そ
して撮像手段２の合焦手段を用いてスリット光源３が照
明する観察対象物１の部位へ焦点を合わせる。The operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. In the initialization step S1 of FIG.
The observation object 1 is moved using the moving means 4 so that the slit light source 3 illuminates the upper end of the observation object 1. Then, focusing is performed on a portion of the observation target 1 illuminated by the slit light source 3 using the focusing unit of the imaging unit 2.
【００１５】次に画像取得ステップＳ２において、撮像
手段２を用いて、第１枚目のデジタル画像イメージを取
得する。さらに、画像保存ステップＳ３で取得されたデ
ジタル画像イメージをデータ記憶手段を用いて、保持す
る。Next, in an image acquiring step S2, the first digital image is acquired by using the image pickup means 2. Further, the digital image obtained in the image storing step S3 is stored using the data storage unit.
【００１６】次に移動制御ステップＳ４において、移動
手段４を用いて、観察対象物１を立体化する際に必要と
する深度最小単位分に相当する量たとえば０．１ｍｍだ
け観察対象物１を上方へ移動させる。次に再び画像取得
ステップＳ２において、撮像手段２により、第２枚目の
デジタル画像イメージを取得する。そして観察対象物１
の全ての部位を撮像するまでステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４
を繰り返す。Next, in the movement control step S4, the moving object 4 is used to raise the observation object 1 by an amount corresponding to the minimum depth unit required when the observation object 1 is made three-dimensional, for example, 0.1 mm. Move to Next, in the image acquisition step S2 again, the second digital image is acquired by the imaging unit 2. And observation object 1
Steps S2, S3, and S4 until all the parts are imaged.
repeat.
【００１７】上記の繰り返しの処理により、それぞれ順
番に観察対象物１の上部から下部までの全ての部分がス
リット光源３からのスリット光により部分的に照明され
た複数のデジタル画像が例えば１００枚取得される。By the above-described repetitive processing, for example, a plurality of digital images are obtained, in which, for example, 100 pieces of digital images in which all the parts from the upper part to the lower part of the observation object 1 are partially illuminated by the slit light from the slit light source 3 Is done.
【００１８】次に３次元抽出ステップＳ５で、複数の画
像イメージより３次元情報を抽出する。撮影された例え
ば１００枚のデジタル画像のうちの一つのピクセルに関
する輝度の変化を図３の実線で示す。この図３には従来
方式による輝度の変化の一例も同時に点線で示してあ
る。横軸は撮影の順番であり、これが深さ方向の長さに
対応する（例えば０．１ミリずつ移動するとすると、１
０枚目は１ミリの深さになる）。本発明では、図３の実
施例に示すように合焦点を含む限定された合焦領域のみ
を照射する照明装置を備えているため、合焦点位置検索
に有用なデータは、上記限定された領域に対応する枚数
のデータ（例えば１０枚）のみである。これに対して、
従来の方法では図３の点線で示すように撮影した全ての
領域で高い輝度の情報が存在するので、例えば１００枚
すべてが合焦点位置検索のためのデータとなる。このた
め、本発明では従来方式に比べ、合焦点位置検索に要す
る計算時間の大幅な削減と周囲ピクセルからの干渉の除
去が可能となったのである。Next, in a three-dimensional extraction step S5, three-dimensional information is extracted from a plurality of images. The solid line in FIG. 3 shows a change in luminance for one pixel of, for example, 100 captured digital images. In FIG. 3, an example of a change in luminance according to the conventional method is also indicated by a dotted line. The horizontal axis indicates the order of photographing, which corresponds to the length in the depth direction (for example, if it moves by 0.1 mm, 1
The 0th sheet is 1 mm deep). In the present invention, as shown in the embodiment of FIG. 3, the illumination device that irradiates only the limited in-focus area including the in-focus point is provided. Is only the data of the number of sheets corresponding to (for example, 10 sheets). On the contrary,
In the conventional method, as shown by the dotted line in FIG. 3, since there is high-brightness information in all of the photographed regions, for example, all 100 images become data for focus position search. Therefore, in the present invention, it is possible to greatly reduce the calculation time required for searching for the focal point position and remove interference from surrounding pixels as compared with the conventional method.
【００１９】本発明の合焦点位置検索は、上記照明装置
に照射された限定された領域（例えば１０枚）につい
て、例えばもっとも輝度の高いものを抽出するアルゴリ
ズムにより実施する。この検索をデジタルカメラのすべ
てのピクセルにおいて実施する。その結果、デジタルカ
メラのすべてのピクセルにおいて、最適合焦点位置にお
ける輝度情報・色情報及び合焦点位置より導き出される
深さ情報を得ることが出来る。従来は図３の点線に示す
ようにある１つのピクセルにおいて輝度が高いところ
（すなわち山部分）が合焦点となるとは限らないので、
１００枚の画像の中から合焦点をみつけるアルゴリズム
も複雑であった。さらに、合焦点以外の観察対象物の全
領域からの外乱光が合焦部分に入射するので合焦点を正
確に見つけることもできなかった。The search for the focal point according to the present invention is carried out by an algorithm for extracting, for example, the one with the highest luminance from a limited area (for example, 10) illuminated by the illumination device. This search is performed on every pixel of the digital camera. As a result, in all the pixels of the digital camera, it is possible to obtain the luminance information / color information at the optimum focus position and the depth information derived from the focus position. Conventionally, as shown by the dotted line in FIG. 3, in one pixel, the place where the luminance is high (that is, the mountain part) is not always the focal point,
The algorithm for finding the focal point from among 100 images was also complicated. Furthermore, since the disturbance light from the whole area of the observation object other than the focal point is incident on the focal point, the focal point cannot be found accurately.
【００２０】次にステップＳ６で、ステップＳ５で得ら
れた３次元情報（合焦点位置における色情報、および、
深さ情報）より、３次元空間上にボクセル形成すること
により立体画像を取得表示する。この立体画像はモニタ
によって観察される。Next, in step S6, the three-dimensional information obtained in step S5 (color information at the in-focus position, and
From the depth information), a three-dimensional image is acquired and displayed by forming voxels in a three-dimensional space. This stereoscopic image is observed by a monitor.
【００２１】その様子を図４により説明する。ステップ
Ｓ５で得られた最適合焦点位置における輝度情報・色情
報及び合焦点位置より導き出される深さなどのデータ
を、深さ情報をパラメータに並べ替えてみよう。ピクセ
ルグループＬ１は、深さＬ１のピクセルの集合であり、
ピクセルグループＬ２は、深さＬ２のピクセルの集合で
ある。図４に示すようにピクセルグループＬ１により、
立体ボクセルV1が生成される。さらに、ピクセルグルー
プＬ２により立体ボクセルＶ２が生成される。このよう
にして、取得された全ての画像イメージより、立体ボク
セルを作り出す。立体ボクセルＶ２は立体ボクセルＶ１
よりも観察対象物１の１回の移動距離たとえば０．１ｍ
ｍだけ、離れたデジタル画像から深度が０．１ｍｍだけ
大きくなる値を有する。したがって、ボクセルＶ１，Ｖ
２・・・を合成することにより、立体情報として合成済
立体データＶ０を得ることが出来る。This will be described with reference to FIG. Let us rearrange the brightness information and color information at the optimum focus position obtained in step S5 and data such as the depth derived from the focus position into depth information as parameters. The pixel group L1 is a set of pixels having a depth L1.
The pixel group L2 is a set of pixels having a depth L2. As shown in FIG. 4, by the pixel group L1,
A three-dimensional voxel V1 is generated. Further, a three-dimensional voxel V2 is generated by the pixel group L2. In this way, a three-dimensional voxel is created from all the acquired images. 3D voxel V2 is 3D voxel V1
Movement distance of the observation object 1 at one time, for example, 0.1 m
It has a value that increases the depth by 0.1 mm from a digital image distant by m. Therefore, voxels V1, V
.. Can be obtained as synthesized stereoscopic data.
【００２２】図４では観察対象物１が円錐台形のものを
用いてるが観察対象物１が複雑な形状のときは、取得画
像イメージＬ１において全てのピクセルの輝度が最大と
なるわけではないので、立体ボクセルＶ１のうち、ピク
セルの輝度が最大となっていないピクセルに対応したボ
クセルは欠けることになる。これによって、撮像手段２
からの焦点深さに対応した３次元情報を生成できる。In FIG. 4, the observation object 1 has a truncated cone shape. However, when the observation object 1 has a complicated shape, the brightness of all the pixels in the acquired image L1 does not become the maximum. In the three-dimensional voxel V1, voxels corresponding to pixels whose pixel luminance is not maximum are missing. Thereby, the imaging means 2
3D information corresponding to the focal depth from the object can be generated.
【００２３】図５は観察対象物１のデジタル画像のうち
対象ピクセルＰ１とこれに対応したボクセルとの関係を
拡大して示したものである。観察対象物１が０．１ｍｍ
づつ移動するときには、対象ボクセルの高さは０．１ｍ
ｍとなる。FIG. 5 is an enlarged view showing the relationship between the target pixel P1 and the corresponding voxel in the digital image of the observation object 1. Observation target 1 is 0.1 mm
When moving one by one, the height of the target voxel is 0.1 m
m.
【００２４】図６は本発明の他の実施例を示し、デジタ
ルカメラの処理に顕微鏡７を設けたものである。図１の
実施例と同様に動作する。図７は本発明の他の実施例を
示し、観察対象物１の撮像手段２と反対側に反射板８を
設けたものである。さらに、この反射板８に拡散光源９
から拡散光を照射する。これにより観察対象物の背景を
観察対象物と異ならせることにより観察対象物を容易に
識別できる。FIG. 6 shows another embodiment of the present invention, in which a microscope 7 is provided for processing a digital camera. The operation is similar to that of the embodiment of FIG. FIG. 7 shows another embodiment of the present invention, in which a reflection plate 8 is provided on the observation object 1 on the side opposite to the imaging means 2. Further, a diffuse light source 9 is
Irradiates with diffused light. Thus, the observation target can be easily identified by making the background of the observation target different from the observation target.
【００２５】図８は本発明の他の実施例を示す。第１図
に示した実施例に対して、対象物回転ステップＳ７にお
いて、観察対象物１を回転させ、その裏面についても撮
像することを追加したものである。表裏両面の対応する
部分を対応付けするためにステップＳ８で３次元画像処
理をすることにより観察対象物１の全体的な画像を生成
することができる。これにより観察対象物１を裏返して
観察することもできる。FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 1 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the observation object 1 is rotated in the object rotation step S7 and the back surface thereof is also imaged. By performing three-dimensional image processing in step S8 in order to associate corresponding portions on the front and back surfaces, an overall image of the observation target 1 can be generated. Thus, the observation target 1 can be turned over and observed.
【００２６】図９は図８の実施例の回転部分を拡大して
示す。移動手段４の先端にモータを設け回転軸を回転さ
せて観察対象物１を回転させる。さらに、観察対象物１
を第１の実施例に示すように両方向から照射するだけで
はなく、９０°、１８０°等の所定方向からスリット光
源３で照射することによって観察対象物１を複数の方向
から撮像にすることにより正確な立体像を生成できる。FIG. 9 is an enlarged view of the rotating part of the embodiment of FIG. The observation object 1 is rotated by providing a motor at the tip of the moving means 4 and rotating the rotating shaft. Further, the observation object 1
Is not only radiated from both directions as shown in the first embodiment, but also by irradiating from a plurality of directions the observation object 1 by irradiating the slit light source 3 from a predetermined direction such as 90 ° or 180 °. An accurate three-dimensional image can be generated.
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明によれば、外乱光による影響を減
少できたので、合焦点部分を正確かつ高速に検出し、こ
れによってその深さ情報を取得し、立体画像を正確かつ
高速に合成することができる。従来、立体画像の合成に
２０時間位かかっていたものが、数分から数十分で合成
できる。According to the present invention, since the influence of disturbance light can be reduced, the in-focus portion can be detected accurately and at high speed, thereby obtaining the depth information, and a stereoscopic image can be synthesized accurately and at high speed. can do. Conventionally, it took about 20 hours to synthesize a stereoscopic image, but it can be synthesized in a few minutes to several tens of minutes.
【図１】本発明の立体観察装置の一実施例の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a stereoscopic observation apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示した立体観察装置の処理手順を示す
図。FIG. 2 is a view showing a processing procedure of the stereoscopic observation apparatus shown in FIG. 1;
【図３】１つのピクセルについての画像枚数と輝度との
関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the number of images and luminance for one pixel.
【図４】図２の処理手順の内３次元データ抽出プロセス
の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a three-dimensional data extraction process in the processing procedure of FIG. 2;
【図５】図４において、３次元データ構造の拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a three-dimensional data structure in FIG.
【図６】本発明の立体観察装置の他の実施例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of another embodiment of the stereoscopic observation apparatus of the present invention.
【図７】本発明の立体観察装置のさらに他の実施例の構
成図。FIG. 7 is a configuration diagram of still another embodiment of the stereoscopic observation apparatus of the present invention.
【図８】本発明の立体観察装置の他の処理手順を示す
図。FIG. 8 is a diagram showing another processing procedure of the stereoscopic observation apparatus of the present invention.
【図９】図８の処理手順を実行する立体観察装置の他の
例を示す図。FIG. 9 is a view showing another example of the stereoscopic observation apparatus that executes the processing procedure of FIG. 8;
１ 観察対象物 ２ 撮像手段 ３ スリット光源 ４ 移動手段 ５ 画像処理用コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Observation object 2 Imaging means 3 Slit light source 4 Moving means 5 Image processing computer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｚ ５Ｃ０５３ 5/91 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｋ ５Ｃ０５４ 7/18 Ｈ０４Ｎ 5/91 Ｊ ５Ｃ０６１ Ｆターム(参考） 2F065 AA52 AA53 DD04 DD10 FF04 FF10 HH05 HH14 JJ03 JJ09 JJ19 MM02 PP24 QQ03 QQ24 QQ29 2H059 AA18 AC01 5B050 AA02 BA04 BA09 BA13 DA07 EA08 EA19 FA02 FA06 5B057 AA10 BA02 BA15 BA17 BA19 CA08 CA12 CA16 CB08 CB13 CB16 CD14 CE08 DA16 DA17 DB02 DB09 DC22 5C022 AA01 AB15 AC26 AC42 5C053 FA08 LA01 LA20 5C054 AA01 AA05 CA04 CB03 CE02 CE16 CF01 CF07 DA01 DA08 EA05 FD01 HA01 5C061 AB06 AB12 AB24 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 5/225 H04N 7/18 Z 5C053 5/91 G01B 11/24 K 5C054 7/18 H04N 5/91 J 5C061 F-term (reference) 2F065 AA52 AA53 DD04 DD10 FF04 FF10 HH05 HH14 JJ03 JJ09 JJ19 MM02 PP24 QQ03 QQ24 QQ29 2H059 AA18 AC01 5B050 AA02 BA04 BA09 BA13 DA07 EA08 EA19 CA02 BA10 BA08CB08BA08 DA16 DA17 DB02 DB09 DC22 5C022 AA01 AB15 AC26 AC42 5C053 FA08 LA01 LA20 5C054 AA01 AA05 CA04 CB03 CE02 CE16 CF01 CF07 DA01 DA08 EA05 FD01 HA01 5C061 AB06 AB12 AB24
Claims (11)
像取得手段と、 観察対象物の合焦点を含む限定された領域を照射する照
明手段と、 観察対象物を前記画像取得手段に対して相対的に移動す
る移動手段と、 前記観察対象物の移動にともなって得られた複数枚のデ
ジタル画像から３次元情報を抽出する３次元情報生成手
段と、得られた３次元情報から立体画像を生成し表示す
る立体画像表示手段とを有する立体観察装置。1. An image acquisition unit for acquiring a digital image of an observation target, an illumination unit for irradiating a limited area including a focal point of the observation target, and an observation target relative to the image acquisition unit. Moving means for moving the object, three-dimensional information generating means for extracting three-dimensional information from a plurality of digital images obtained by moving the observation object, and generating a three-dimensional image from the obtained three-dimensional information And a stereoscopic image display means for displaying the stereoscopic image.
の各ピクセルについて、 複数枚のデジタル画像のうちもっとも焦点の合っている
ピクセルの属する画像を検出する合焦ピクセル検出手段
と、 前記最も焦点の合っているピクセルの属する画像の前記
撮像手段からの距離にもとづいて、該各ピクセルの深さ
情報を検出する深さ情報検出手段と、 該各ピクセスの深さ情報を基に、前記観察対象物の３次
元画像データを生成する３次元画像データ生成手段から
なる請求項１記載の立体観察装置。2. The in-focus pixel detecting means for detecting, for each pixel of the digital image, an image to which the most in-focus pixel of a plurality of digital images belongs; Depth information detecting means for detecting depth information of each pixel based on the distance of the image to which the matching pixel belongs from the imaging means, and the observation object based on the depth information of each pixel. 2. The stereoscopic observation apparatus according to claim 1, further comprising three-dimensional image data generating means for generating three-dimensional image data of the object.
射された領域に対する限定された複数のデジタル画像の
内でもっとも輝度の大なるピクセルの属する画像を検出
することを特徴とする請求項２記載の立体観察装置。3. The apparatus according to claim 2, wherein said in-focus pixel detecting means detects an image to which a pixel having the highest luminance belongs from among a plurality of digital images defined substantially for an illuminated area. A stereoscopic observation device as described.
の光を照射することを特徴とする請求項１記載の観察対
象物のデジタル画像を取得する立体観察装置。4. The stereoscopic observation apparatus for acquiring a digital image of an observation target according to claim 1, wherein the illumination unit irradiates light having a width smaller than that of the observation target.
メラであることを特徴とする請求項１記載の観察対象物
のデジタル画像を取得する立体観察装置。5. The stereoscopic observation apparatus for acquiring a digital image of an observation target according to claim 1, wherein said digital image acquisition means is a digital camera.
とを特徴とする請求項１記載の観察対象物のデジタル画
像を取得する立体観察装置。6. The three-dimensional observation apparatus according to claim 1, wherein the illumination means is a slit light source.
徴とする請求項５記載の観察対象物のデジタル画像を取
得する立体観察装置。7. The three-dimensional observation apparatus according to claim 5, wherein a plurality of the slit light sources are provided.
射する拡散光源を有する請求項１記載の観察対象物のデ
ジタル画像を取得する立体観察装置。8. The three-dimensional observation apparatus for acquiring a digital image of an observation target according to claim 1, further comprising a diffusion light source for irradiating the background portion of the observation target with diffusion light.
設けたことを特徴とする請求項１記載の観察対象物のデ
ジタル画像を取得する立体観察装置。9. The stereoscopic observation apparatus for acquiring a digital image of an observation target according to claim 1, further comprising an image enlarging means for enlarging an image of the observation target.
段からみた裏面についても表面と同様に３次元画像デー
タを作成する手段と、 前記対象物の表面と裏面との画像データの対応をつける
対応付け手段とからなる請求項２記載の立体観察装置。10. A means for creating three-dimensional image data on the back side of the observation object as viewed from the digital image acquisition means in the same manner as the front side, and associating the image data between the front side and the back side of the object. The stereoscopic observation apparatus according to claim 2, comprising means.
し、 該移動にともなって得られた複数枚のデジタル画像から
３次元情報を抽出し、 該得られた３次元情報から立体画像を生成し表示する立
体観察方法。11. Obtaining a digital image of an observation object, irradiating a limited area including a focal point of the observation object, moving the observation object relative to the image acquisition means, A three-dimensional observation method for extracting three-dimensional information from a plurality of digital images obtained with the method, and generating and displaying a three-dimensional image from the obtained three-dimensional information.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371887A JP2002176659A (en) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | Solid body observing device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000371887A JP2002176659A (en) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | Solid body observing device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002176659A true JP2002176659A (en) | 2002-06-21 |
Family
ID=18841529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000371887A Withdrawn JP2002176659A (en) | 2000-12-06 | 2000-12-06 | Solid body observing device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002176659A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009180708A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Nikon Corp | Method and apparatus for shape measurement |
-
2000
- 2000-12-06 JP JP2000371887A patent/JP2002176659A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009180708A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Nikon Corp | Method and apparatus for shape measurement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20130335535A1 (en) | Digital 3d camera using periodic illumination | |
| CN110235045A (en) | For carrying out the microscope and method of micrography to sample | |
| EP1515174A3 (en) | Three dimensional microscope system and image display method thereof | |
| JPH10502177A (en) | Imaging device and method for determining distance from focus and focus information | |
| TW201118791A (en) | System and method for obtaining camera parameters from a plurality of images, and computer program products thereof | |
| JP2016212349A (en) | Three-dimensional information acquisition apparatus and three-dimensional information acquisition method | |
| JP2008194334A (en) | Endoscope image display method, device, and program | |
| JP3798161B2 (en) | Fundus measurement device and recording medium recording fundus measurement program | |
| JP2018082416A (en) | Image creating device, image creating method, and program | |
| TW202014993A (en) | Information processing device, program, and information processing method | |
| CN113115027A (en) | Method and system for calibrating camera | |
| CN113267141A (en) | Microscopic three-dimensional information acquisition equipment | |
| CN108463793A (en) | Pattern recognition device, image-recognizing method and image identification unit | |
| EP2826243B1 (en) | Method and system for identifying depth data associated with an object | |
| JP2004280776A (en) | Method for determining shape of object in image | |
| JP6409769B2 (en) | 3D shape measuring apparatus, 3D shape measuring method, and 3D shape measuring program | |
| US8736706B1 (en) | Method and system for generating high resolution composite images | |
| JPH0766436B2 (en) | 3D model construction device using continuous silhouette images | |
| JP3639869B2 (en) | Stereoscopic observation apparatus and method for creating a stereoscopic image that reproduces the color of the surface of an object | |
| KR20090110348A (en) | Object shape generating method, object shape generating device and program | |
| JP2002176659A (en) | Solid body observing device and method | |
| CN113472984B (en) | Image acquisition method, device, system, storage medium and equipment | |
| JP4885439B2 (en) | Color image acquisition method and confocal laser microscope | |
| JP2012083621A (en) | Scan laser microscope | |
| JP2005122330A (en) | Three-dimensional measurement data processor and three-dimensional shape data processor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080304 |