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画像再構成法及び画像再構成装置 コモンズ

国内特許コード P110002919
整理番号 RJ004P19
掲載日 2011年6月8日
出願番号 特願2001-337227
公開番号 特開2003-141529
登録番号 特許第3699921号
出願日 平成13年11月2日(2001.11.2)
公開日 平成15年5月16日(2003.5.16)
登録日 平成17年7月15日(2005.7.15)
発明者
  • 谷田 純
  • 山田 憲嗣
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 画像再構成法及び画像再構成装置 コモンズ
発明の概要 【課題】マイクロレンズアレイによって受光素子上に結像される複数の低解像度な物体縮小像から単一の物体像を回復する画像再構成法において,物体と上記マイクロレンズアレイとの距離や,上記マイクロレンズアレイ及び上記受光素子におけるアライメント誤差に関係なく,高解像な物体像を形成可能な画像再構成法を提供すること。
【解決手段】物体縮小像間の相対位置を該物体縮小像間のシフト量に関する相関演算によって算定する第1の工程と,上記物体縮小像の画素を上記第1の工程により得られたシフト量に基づいて上記相対位置のずれの修正された単一の物体像として同一領域上に再配置する第2の工程と,上記再配置された上記物体像の欠失した画素を補間処理により得る第3の工程と,上記補間処理された上記物体像を鮮鋭化処理する第4の工程とを具備してなる画像再構成法として構成する。
従来技術、競合技術の概要


様々な画像情報を,効率的且つ高品質に取得する画像入力装置としては,デジタルカメラ,ビデオカメラ等,被写体である物体に対向する単一の光学系によって物体像を取得する構成の画像入力装置が広く用いられている。しかし,近年,画像入力装置の更なる小型,薄型化を図るために,昆虫等に見られる複眼構造を模倣した複眼画像入力装置が開発されている。
該複眼画像入力装置は,複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと平面状に形成された受光素子とを具備して概略構成されており,上記マイクロレンズアレイによって上記受光素子上に結像される複数の低解像な物体縮小像を信号処理することにより単一の物体像を再構成する構造である。従って,単一の光学系を用いた画像入力装置に較べて小型,薄型の構成であるにも拘わらず,明るい光学系を実現するものであるが,一つづつの物体縮小像は解像度が低い欠点を有しており,これら複数の物体縮小像を用いて解像度の高い画像を再構成することが行われている。
上記のような複数の低解像な物体縮小像から単一の物体像を再構成する複眼画像入力装置の画像再構成法としては,例えば熊谷の修士論文“複眼光学系を用いた画像入力システムに関する研究”(大阪大学,2000),谷田,熊谷等の論文“Thin observation module by bound optics (TOMBO):concept and experimental verification” Appl.Opt.40,1806-1813(2001)において相加平均法と擬似逆行列法が開示されている。
前者の相加平均法は,上記物体縮小像の重心位置を基準として重ね合わせることにより,単一の物体像を再構成する手法である。
後者の擬似逆行列法は,先ず,被写体である物体と物体縮小像とをベクトルで表現し,光学系の点像分布関数を行列で記述する。続いて,該点像分布関数の逆行列を数学的に演算することにより,単一の物体像を再構成する手法である。

産業上の利用分野


本発明は,複数のマイクロレンズを利用した複眼画像入力装置を用いて取得した複数の低解像な物体縮小像から,高解像な単一の物体像を再構成する手法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイにより,受光素子上に結像される複数の物体縮小像から単一の物体像を再構成する画像再構成法において,
上記物体縮小像間の相対位置を,上記物体縮小像間のシフト量に関する相関演算によって算定する第1の工程と,
上記物体縮小像の画素を,上記第1の工程により得られたシフト量に基づいて上記相対位置のずれの修正された単一の物体像として上記物体縮小像よりも解像度の高い一の領域上に再配置する第2の工程と,
上記第2の工程により再配置された上記単一の物体像の欠失した画素を,補間処理により得る第3の工程と,
を具備してなることを特徴とする画像再構成法。

【請求項2】
上記第3の工程で得られた上記単一の物体像を鮮鋭化処理する第4の工程を更に具備してなる請求項に記載の画像再構成法。

【請求項3】
上記シフト量を,上記相関演算に用いられる相関関数における相関ピークとして算定する請求項1又は2のいずれかに記載の画像再構成法。

【請求項4】
上記シフト量を,上記相関関数を所定の範囲で積分して得られる領域を2等分するシフト量に基づいて決定する請求項1~3のいずれかに記載の画像再構成法。

【請求項5】
上記相関関数として,線形補間された離散的な相関関数を用いてなる請求項1~4のいずれかに記載の画像再構成法。

【請求項6】
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイにより,受光素子上に結像される複数の物体縮小像から単一の物体像を再構成する画像再構成装置において,
上記物体縮小像間の相対位置を,上記物体縮小像間のシフト量に関する相関演算によって算定する第1の手段と,
上記物体縮小像の画素を,上記第1の手段により得られたシフト量に基づいて上記相対位置のずれの修正された単一の物体像として,上記物体縮小像よりも解像度の高い一の領域上に再配置する第2の手段と,
上記第2の手段により再配置された上記単一の物体像の欠失した画素を,補間処理により得る第3の手段と,
を具備してなることを特徴とする画像再構成装置。

【請求項7】
上記第3の手段で得られた上記単一の物体像を鮮鋭化処理する第4の手段を更に具備してなる請求項に記載の画像再構成装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001337227thum.jpg
出願権利状態 登録
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