JP2010139890A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 焦点位置の異なる複数の静止画像を取得する静止画像取得手段と、静止画像を合成して全焦点画像を生成する全焦点画像生成手段と、全焦点画像の少なくとも一部の合焦位置を高さ形状データから求めて、フレーム画像の焦点位置が合焦位置と略一致するように焦点位置を制御する焦点位置制御手段と、フレーム画像と全焦点画像又は全焦点画像を構成する複数の静止画像に基づいて抽出される画像を基準画像として当該基準画像とから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、特徴量の比較によってフレーム画像及び基準画像間の相対位置を判定する相対位置判定手段と、相対位置の判定結果に基づいてフレーム画像の全焦点画像に対する表示位置を更新し、全焦点画像上に動画像を表示するライブ画像表示手段により構成される。
【選択図】 図2
Description
上記焦点位置制御手段は、上記重複領域の合焦位置を上記高さ形状データから求め、上記フレーム画像の焦点位置が当該合焦位置と略一致するように上記焦点位置変更手段を制御するように構成される。この様な構成によれば、フレーム画像及び基準画像間の重複領域の合焦位置と略一致するようにカメラの焦点位置を予め調整してフレーム画像を取得し、基準画像との位置合わせを行うので、位置合わせの精度を向上させることができる。
図1は、本発明の実施の形態による撮像装置の概略構成の一例を示したシステム図であり、撮像装置の一例として、システム本体部100、カメラ部200及びコンソール300からなる拡大観察装置1が示されている。この拡大観察装置1は、対物レンズによって拡大された被写体を撮影して動画像を生成し、システム本体部100のディスプレイ110上に表示することができるデジタルマイクロスコープである。
図2は、図1の拡大観察装置1の要部における構成例を示したブロック図であり、システム本体部100内の機能構成の一例が示されている。このシステム本体部100は、ディスプレイ110の他に、表示用縮小部121,134、表示用モザイク画像記憶部122、ライブ画像更新部123、保存用モザイク画像記憶部124、モザイク形状データ記憶部125、基準画像生成部126、基準画像記憶部127、ライブ位置合わせ部128、静止画像取得部129、全焦点画像生成部130、モザイク画像生成部131、高さ形状データ生成部132、モザイク形状データ生成部133及び焦点位置制御部135を備えて構成される。
図3は、図2のシステム本体部100におけるライブ位置合わせ部128の構成例を示したブロック図であり、マッチング処理部128c内の機能構成の一例が示されている。このマッチング処理部128cは、特徴量抽出部141及び相対位置判定部142により構成される。
図4及び図5は、図1の拡大観察装置1におけるライブ画像表示時の動作の一例を模式的に示した説明図である。図4には、カメラ210によって撮影された動画像A1及び表示用のモザイク画像A3が示されている。また、図5には、モザイク画像A3上に動画像A1がライブ画像として配置されたライブ画面111が示されている。
図6(a)及び(b)は、図1の拡大観察装置1におけるパターンマッチング動作の一例を示した図であり、位置合わせ用の基準画像B1及びフレーム画像B2からそれぞれ抽出された全特徴点B3の比較によってこれらの特徴点間の正対応が抽出される様子が示されている。図6(a)には、基準画像B1から抽出された特徴点B3をフレーム画像B2内の各特徴点B3と比較している様子が示され、図6(b)には、特徴点B3の比較に基づいて抽出された特徴点間の正対応が示されている。
100 システム本体部
110 ディスプレイ
111 ライブ画面
121,134 表示用縮小部
122 表示用モザイク画像記憶部
123 ライブ画像更新部
124 保存用モザイク画像記憶部
125 モザイク形状データ記憶部
126 基準画像生成部
127 基準画像記憶部
128 ライブ位置合わせ部
128a,128b 位置合わせ用縮小部
128c マッチング処理部
129 静止画像取得部
130 全焦点画像生成部
131 モザイク画像生成部
131a 保存用位置合わせ部
131b 画像連結部
132 高さ形状データ生成部
133 モザイク形状データ生成部
135 焦点位置制御部
141 特徴量抽出部
142 相対位置判定部
143 比較部
144 相対位置演算部
145 重複領域推定部
200 カメラ部
210 カメラ
220 可動ホルダー
221,231,232 位置調整つまみ
230 可動ステージ
300 コンソール
A1 動画像
A2 表示用フレーム画像
A3 表示用モザイク画像
B1 基準画像
B2 フレーム画像
B3 特徴点
Claims (10)
- 検査対象物を載せたまま異なる2方向に移動させることができる可動ステージと、
上記可動ステージと対向配置され、上記検査対象物を撮影して、連続する複数のフレーム画像からなる動画像を生成するカメラと、
上記カメラの焦点位置を変更する焦点位置変更手段と、
上記カメラ及び上記焦点位置変更手段を制御して焦点位置の異なる2以上の静止画像を取得する静止画像取得手段と、
上記2以上の静止画像を合成して、上記カメラの実視野よりも深度の深い全焦点画像を生成する全焦点画像生成手段と、
上記全焦点画像の各画素における合焦位置に基づいて、上記検査対象物の高さ形状データを生成する高さ形状データ生成手段と、
上記全焦点画像の少なくとも一部に対応する合焦位置を上記高さ形状データから求めて、上記フレーム画像の焦点位置が上記合焦位置と略一致するように上記焦点位置変更手段を制御する焦点位置制御手段と、
上記焦点位置変更手段を制御して取得された上記フレーム画像と、上記全焦点画像又は上記全焦点画像を構成する複数の静止画像に基づいて抽出される画像を基準画像として当該基準画像とから特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
上記特徴量の比較によって上記フレーム画像及び上記基準画像間の相対位置を判定する相対位置判定手段と、
上記相対位置の判定結果に基づいて、上記フレーム画像の上記全焦点画像に対する表示位置を更新し、上記全焦点画像上に上記動画像を表示するライブ画像表示手段と、
上記ライブ画像表示手段により上記動画像として表示されているフレーム画像に対応する新たな全焦点画像を取得し、上記全焦点画像と連結してモザイク画像を生成するモザイク画像生成手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。 - 上記相対位置判定手段は、過去の相対位置の判定結果に基づいて上記フレーム画像及び上記基準画像間の重複領域を推定し、
上記焦点位置制御手段は、上記重複領域の合焦位置を上記高さ形状データから求め、上記フレーム画像の焦点位置が当該合焦位置と略一致するように上記焦点位置変更手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 上記焦点位置制御手段は、上記重複領域の合焦位置を求める際に、フレーム画像と基準画像との重複領域において合焦部分の面積が最も大きくなるような焦点位置を合焦位置と判断することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 上記特徴量抽出手段は、上記全焦点画像を構成する焦点位置の異なる複数の静止画像のうち、上記重複領域において合焦部分の面積が最も大きい静止画像を上記基準画像として特徴量を抽出することを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。
- 上記フレーム画像と同じ撮影条件で撮影された焦点位置の異なる複数の基準画像候補を取得する基準画像候補取得手段を備え、
上記特徴量抽出手段は、上記基準画像候補の中で上記重複領域において合焦部部分の面積が最も大きい基準画像候補を基準画像として特徴量を抽出することを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。 - 上記特徴量抽出手段は、上記全焦点画像を上記基準画像として特徴量を抽出することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の撮像装置。
- 上記高さ形状データを連結して、上記カメラの実視野よりも広い範囲のモザイク形状データを生成するモザイク形状データ生成手段を備えたことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の撮像装置。
- 上記モザイク画像及び上記モザイク形状データに基づいて、合焦部分の面積が最大となる焦点位置の画像として上記基準画像を生成する基準画像生成手段を備えたことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 上記相対位置判定手段は、上記重複領域内の特徴量の比較では相対位置が判定できなかった場合に、上記フレーム画像全体の特徴量と上記基準画像全体の特徴量とを比較することによって上記相対位置を判定し、
上記基準画像生成手段は、フレーム画像全体の特徴量と基準画像全体の特徴量との比較によっても相対位置が判定できなかった場合に、相対位置が判定できた最後のフレーム画像と焦点位置が略同一の画像として新たな基準画像を生成することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 上記動画像を構成するフレーム画像を縮小して位置合わせ用フレーム画像を生成し、上記基準画像を縮小して位置合わせ用基準画像を生成する位置合わせ用縮小手段と、
上記動画像を構成するフレーム画像を縮小して表示用フレーム画像を生成し、上記モザイク画像を縮小して表示用モザイク画像を生成する表示用縮小手段とを備え、
上記特徴量抽出手段が、上記位置合わせ用フレーム画像及び上記位置合わせ用基準画像から特徴量を抽出し、
上記相対位置判定手段が、上記位置合わせ用フレーム画像及び上記位置合わせ用基準画像間の相対位置を判定し、
上記ライブ画像表示手段が、上記表示用モザイク画像上に上記表示用フレーム画像によって構成される動画像をライブ画像として表示し、
上記モザイク画像生成手段が、上記位置合わせ用基準画像よりも高い解像度で上記全焦点画像及び上記モザイク画像間の相対位置を推定して当該全焦点画像を当該モザイク画像に張り合わせ、新たなモザイク画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
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