JP6377768B2 - 分光画像取得装置 - Google Patents
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Description
このようにすることで、ライン分光画像から推定した比較画像と比較するフレーム画像を略同一時刻に取得するので、ライン分光画像位置ズレ検出部により検出する位置ズレ量が小さくなり、位置ズレ量の検出を容易にすることができる。
このようにすることで、時間経過によって撮影範囲内の被写体が局所的に変化しても、フレーム画像間の位置ズレを精度よく検出して、分光画像を精度よく取得することができる。
このようにすることで、比較画像と比較して位置ズレ量を算出するためのフレーム画像の取得枚数を少なくすることができる。
本実施形態に係る分光画像取得装置1は、図1に示されるように、画像取得部2と、画像処理部3とを備えている。
参照画像取得部6は、例えば、CCDあるいはCMOSイメージセンサ等のモノクロのエリアセンサを備えている。
ここで、参照画像取得部6のエリアセンサの撮影範囲は、ライン分光画像取得部7のスリット8が走査されることにより撮影される撮影範囲を包含するように設定されている。
画像処理部3は、撮影時の光源L(λ)および参照画像取得部6を含むフレーム画像取得部の波長特性T(λ)を記憶する記憶部12を備えている。
これらの波長特性の関係を下式1に示す。
S(λ)=L(λ)T(λ) (1)
ここで、S(λ)は記憶部12に記憶されている波長特性である。
推定値算出部13は、図5に示されるように、入力されてきた各ライン分光画像のスリット8の長さ方向Xの各位置xjにおける波長特性R(λ)(分光反射率)と、波長特性S(λ)(分光感度)とを乗算し、撮影した波長範囲にわたって積分する(下式2参照)ことにより、xjにおける推定輝度値V(xj)を算出するようになっている。また、比較画像推定部14は、推定値算出部13により算出された全ての位置xjにおける推定輝度値からライン状の比較画像を生成するようになっている。
フレーム分光画像保持部19は、ライン分光画像取得部7により取得されたライン毎のライン分光画像の周波数バンド数(画素数)分設けられている。また、アドレス生成部18は、位置ズレ検出部15により特定された各ライン分光画像の参照画像内での対応位置Yiの情報に基づいて、位置補正部17において補正された各ライン分光画像のフレーム分光画像保持部19でのアドレスを生成し、周波数バンド毎に対応するフレーム分光画像保持部19の対応するアドレスに書き込んで保存するようになっている。これにより、位置ズレが補正されたライン分光画像が生成されるようになっている。
本実施形態に係る分光画像取得装置1を用いて分光画像を取得するには、撮像レンズ4を被写体に向けて配置し、光源からの光の被写体における反射光を撮像レンズ4によって集光する。
参照画像取得部6はCCD等のエリアセンサによって構成されているので、各位置における位置ズレのない2次元的なモノクロ画像を一時に取得することができる。
さらに、画像処理部3の比較画像推定部14においては、推定値算出部13により算出された全ての位置xjにおける推定輝度値からライン状の比較画像が構成される。
本実施形態の説明において、上述した第1の実施形態に係る分光画像取得装置1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
すなわち、ほぼ同時刻に取得された第1の参照画像と第1のライン分光画像とを用いて、第1の実施形態と同様にして第1の位置ズレ量Δx1を検出し、第1のライン分光画像を第1の参照画像の対応位置に保存する。
この場合には、ライン分光画像に対して対応する参照画像が取得されていないタイミングが存在する。分光画像取得装置は、図11および図12に示されるように、参照画像が取得されていない第2のライン分光画像のタイミングに仮想第2の参照画像を生成し、生成されたこの仮想参照画像に対して第2のライン分光画像を埋め込むことにより分光画像を生成している。
Δx2=Δxref(tl−tref0)/(tref1−tref0)
仮想参照画像を生成した後の処理は、参照画像がライン分光画像と対応して取得されている場合と同じである。
このようにすることで、参照画像の取得枚数を減らすことができる。
6 参照画像取得部(フレーム画像取得部)
7 ライン分光画像取得部
8 スリット
14 比較画像推定部
15 位置ズレ検出部(ライン分光画像位置ズレ検出部)
16 位置ズレ補正部
21 参照画像間位置ズレ検出部(フレーム画像間位置ズレ検出部)
Claims (5)
- 走査されるライン状の光を、その長さ方向の各位置において波長毎に分光して複数のライン分光画像を取得するライン分光画像取得部と、
該ライン分光画像取得部による撮影範囲を含み、前記ライン分光画像よりも少ない色信号を含む2次元のフレーム画像を取得するフレーム画像取得部と、
前記ライン分光画像取得部により取得された各前記ライン分光画像と、前記フレーム画像取得部の波長特性とに基づいて、比較画像をライン毎に推定する比較画像推定部と、
該比較画像推定部により推定された各前記比較画像と、前記フレーム画像内における対応位置との位置ズレ量を検出するライン分光画像位置ズレ検出部と、
該ライン分光画像位置ズレ検出部により検出された位置ズレ量に基づいて、前記フレーム画像内の対応位置に、各前記比較画像を推定するために使用された各前記ライン分光画像を当てはめる位置ズレ補正部とを備える分光画像取得装置。 - 前記フレーム画像取得部が、基準となる前記フレーム画像と該基準となる前記フレーム画像に対して時間間隔をあけた他の1以上の前記フレーム画像とを取得し、
前記ライン分光画像位置ズレ検出部が、各前記比較画像を推定するために使用された各ライン分光画像と取得時点が最も近接する前記フレーム画像を選択して位置ズレ量を検出し、
該ライン分光画像位置ズレ検出部により選択された前記フレーム画像と、基準となる前記フレーム画像との間の位置ズレ量を検出するフレーム画像間位置ズレ検出部を備え、
前記位置ズレ補正部が、前記ライン分光画像位置ズレ検出部により検出された位置ズレ量と前記フレーム画像間位置ズレ検出部により検出された位置ズレ量とに基づいて、基準となる前記フレーム画像内の対応位置に、各前記比較画像を生成するために使用された各前記ライン分光画像を当てはめる請求項1に記載の分光画像取得装置。 - 前記フレーム画像取得部が、前記ライン画像取得部による各前記ライン分光画像の取得時点に対応する時点で各前記フレーム画像を取得する請求項2に記載の分光画像取得装置。
- 前記フレーム画像間位置ズレ検出部が、フレーム画像間の位置ズレを局所的に検出する請求項2または請求項3に記載の分光画像取得装置。
- 前記フレーム画像取得部が、基準となる前記フレーム画像と該基準となる前記フレーム画像に対して時間間隔をあけて他の1以上の前記フレーム画像とを取得し、
前記基準となる前記フレーム画像に対する各前記比較画像の対応位置を検出する際に、基準となる前記フレーム画像および他のいずれかの前記フレーム画像の取得時刻と、各前記比較画像の取得時刻とから、各前記比較画像を推定するために使用された各前記ライン分光画像の取得時刻における前記フレーム画像の、基準となる前記フレーム画像に対する位置ズレ量を算出する位置ズレ量算出部を備え、
前記位置ズレ補正部が、前記ライン分光画像位置ズレ検出部により検出された位置ズレ量と、前記位置ズレ量算出部により算出された位置ズレ量とに基づいて、基準となる前記フレーム画像内の対応位置に、各前記比較画像を推定するために使用された各前記ライン分光画像を当てはめる請求項1に記載の分光画像取得装置。
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