JP4766783B2 - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば情報不在格子点に対する補間のための画素情報生成等を行わずにくさびチャートが撮像された画像を45度回転させることにより、斜め方向の解像度自動測定を適切に実行することを可能とした画像処理装置および画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、被写体像を撮像光学系により固体撮像素子、たとえばCCD2次元イメージセンサ上に結像して電気信号に変換し、これにより得られた静止画像の撮像データを半導体メモリや磁気ディスクのような記録媒体に記録する、いわゆる電子カメラが広く普及しつつある。
【0003】
また、この種の電子カメラで撮像された画像の解像度は、従来より、熟練した検査担当者の目視により行われている。図9は、この解像度の目視測定に用いられる代表的なISO12233Resolutionチャートであり、検査担当者は、被検カメラによりこのチャートを撮影し、この撮影したチャート画像内のたとえばくさびチャートaを目視してその解像度を測定する。
【0004】
このくさびチャートaは、黒5本、白4本の同じ巾の線分からなっており、検査担当者は、被写体像としてのくさびチャートaを上端から下端に向けて観察していく。より具体的には、この白黒線の解像状況を調べ、その線数と実際の線数との一致が継続する限界のライン(行)を検出し、その検出したラインで示される解像度を左側に添えられたスケールによって読み取る。つまり、このくさびチャートaを用いれば、斜め45度方向の解像度を測定することができる。
【0005】
しかしながら、このように、被検カメラで撮像された画像の解像度を目視で測定したのでは、測定結果が測定に用いる画像出力機器の特性に依存する上、個人差や状況による誤差が極めて大きく、また、振幅によるものは、モアレの影響を避け難いといった問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者は、被検カメラで撮像されたくさび画像のデータ値を直接解析することにより、解像度を自動的に測定する手法を新たに考案し、本発明と同日の特許出願にて技術開示を図るに至った。この新規な解像度自動測定における解像度の解析は、電子カメラ等で撮像された通常画像を対象にするため、水平垂直の直交格子画像、つまり各画素が直交格子点に分布する画像であることを前提に行なわれる。(なお、多くの場合、直交格子の中でも、水平垂直の間隔が等しい「正方格子」が用いられる。以下の説明においても、説明を平易にするためこれを仮定する。)
具体的には、たとえば水平解像度の測定であれば、くさびの方向を垂直方向(副走査方向)に合わせて撮影を行ない、くさびの上部(低周波端)から下部(高周波端)に向かって順に各水平行(ライン)毎の白黒線の解像状況を調べ、その線数と被写体くさびの線数との一致が継続している限界のライン(周波数)を解像限界として検出することによって為される。その際、各水平行(ライン)毎の白黒線の解像状況である白または黒線の数は、そのラインに沿って、すなわち水平方向(くさび方向に直交する方向:主走査方向)に画素データを走査し、そのデータの増減を解析して極大または極小値の数を取得することによって求められる。
【0007】
なお、垂直解像度の測定の場合は、撮影時のくさびの方向を水平方向に合わせて、上記解析に際し、水平・垂直の走査(すなわち主走査方向と副走査方向)を逆にすれば良いことは勿論、実用的には走査を入換えるのではなく、撮影した評価対象の画像データを90度回転させた(すなわち画像の水平垂直の座標を入れ換えた)後に、上記と同じ解析を適用する「画像回転法」の方が、より簡便で好適である。つまり、最終的にデータ解析時における副走査方向にくさびの方向を合わせることで、物理的に全く同じ意味をもつ測定値を「解像度」として得ることができる。ここでは、このような解像度の測定を「基本測定」と称する。 ところで、この基本測定法による解像度の自動測定は、画素の配列に沿った方向、つまり水平・垂直方向については適用できるが、図9のくさびチャートaのように、斜め方向については適用が困難であるという問題があった。この問題を図10乃至図13を参照しながら説明する。
【0008】
図10は、斜め解像の状況を示すための図であり、(A)は、各1本の白黒の線巾に複数の画素が対応するような低周波の解像例を示し、(B)は、各1本の白黒の線巾に各1個の画素が対応するような高周波(限界解像付近)の解像例を示している。なお、図中の右上から左下の線は、くさびの方向を示している。
【0009】
さて、このような斜めくさびの画像に対して、上記基本測定の考え方に倣い、まず第1に、(記録画素の配列方向ではなく)くさびの方向を基準として、これに直交する方向に単純に主走査することを考えた場合、図10(A)については特に問題は生じないが、図10(B)に関してはうまく行かない。たとえば甲のラインでは黒ばかり、乙のラインでは白ばかりとなり、本来の(視覚的には認識される)白黒交互の線が認識できないことになる。また、もし仮に何らかの工夫によってこのような斜め主走査による測定が可能になったとしても、同じ「解像度」を評価するのに、上記基本測定とは異なるもう一つの別の処理方法を用いたのでは、手法の信頼性の観点からも、また実用上の観点からも好ましくない。
【0010】
そこで、第2に、この図10(B)の画像を45度回転してやることで、上記基本測定を適用する、すなわち画像回転により、くさびの方向を画素配列の方向と一致させ、基本測定のデータ解析時における副走査方向にくさびの方向を合わせる場合が考えられる。しかしながら、この時、ただ単純に画像を45度回転させたのでは、上記斜め走査と同様の困難が生じてうまくは行かない。
【0011】
図11に、仮想的な回転後の画素を示したが、本来画素データが存在するのはACEMOQなどの(奇,奇)格子点と、HJLSUWなどの(偶,偶)格子点のみである。これを上記解析(自動測定)を可能とするためには、何らかの形で直交格子点に載せる必要があるが、上記(奇,奇)格子点と(偶,偶)格子点を順に直交格子点に並べたとすれば、斜めに走査した場合と同様、図12に示すように、黒のみのライン(たとえばACE)と白のみのライン(たとえばHJL)が得られるだけで、本来の線は認識できないことになる。
【0012】
一方、従来においては、45度の画像回転処理の場合、本来画素データが存在しない(奇,偶)または(偶,奇)格子点に、その隣接4画素の補間(平均)値をもって新規画素として生成することが常套的に行われている。そして、図11に対し、このような補間処理を施して正方格子画素を生成したとすれば、新たな生成画素(BDFGIK・・・)は、全て白と黒の平均値であるグレーレベルとなり、上記極値検出によれば、一応白黒の線を検出することはできることにはなる。しかしながら、その白黒の波の振幅という点では、明らかに本来の1/2に減少している。
【0013】
すなわち、図13に示すように、水平垂直方向の測定の場合に対して明らかな差異が存在していることになる。なお、これらの図は実写画像とは異なる特定の一つのケースに過ぎないものであり、このような特定の一例に関しても明らかに違う特性が得られるという事情に鑑みれば、極めて多様な実写画像が適用された場合には、極値(白黒線)検出にも影響がでる可能性を否定できない。実際、限界解像付近ではそのレスポンスは極めて小さくなっていることが多いから、補間前の白黒の差(振幅)が最小値1(=デジタル量子化レベル)しかなかったとすれば、上記グレーレベルは演算時に切り捨てられ所謂ビット落ちを生じて黒と同じデータになってしまうため、上記白黒の線を検出することは不可能となってしまうものである。
【0014】
すなわち、結局このような差異の存在は、最終的に測定される「限界解像度」が、水平あるいは垂直方向に関して測定されるそれと同一の物理的根拠に基づくものと言えるかどうか、あるいは視覚的認識との対応が期待できるものであるかに関して、極めて大きな疑念を抱かせるものであって、到底採用することはできないものである。
【0015】
この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、たとえば情報不在格子点に対する補間のための画素情報生成等を行わずにくさびチャートが撮像された画像を45度回転させることにより、斜め方向の解像度自動測定を適切に実行することを可能とした画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、この発明の画像処理装置は、解像度を目視測定するために用いられるくさびチャートが撮像された画像であって、そのくさびの方向を当該画像データの画素配列格子の2次元配列方向に対して45度傾けて撮像された画像を入力し、この入力した画像を45度回転させた画像を生成するための画像処理装置であって、前記入力した画像をくさびの方向が解像度測定時の副走査方向となる垂直方向に一致するように回転させ、その際、前記入力した画像の各画素に対してその画素値を有する画素を回転後のくさびの方向に2つずつ隣接させた画像を生成する画像生成手段を具備することを特徴とする。
【0018】
この画像処理装置においては、解像度を目視観測するために用いられる、いわゆるくさびチャートを45度傾けて撮像した画像を−45度回転させて測定用の画像を生成するときに、原画像の各画素に対し、これをくさびの連続方向に2個ずつ並べていくといった原画素情報の並べ替えだけを実行する。つまり、複数の画素情報を用いた補間による新規画素情報を用いずに測定用の新たな画像を生成する。
【0019】
これにより、斜め45度方向に対しても、チャート線の連続性に着目した解析による、再現性が高く、かつ原理的に優れた解像度の自動測定を適切に実行させることを可能とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施形態を説明する。
【0021】
図1は、この発明の実施形態に係る画像処理システムによって処理される画像を撮影する電子カメラの構成を示すブロック図である。
【0022】
図中、101は各種レンズからなる撮像レンズ系、102はレンズ系101を駆動するためのレンズ駆動機構、103はレンズ系101の絞り及びシャッタ装置を制御するための露出制御機構、104はローパス及び赤外カット用のフィルタ、105は被写体像を光電変換するためのCCDカラー撮像素子、106は撮像素子105を駆動するためのCCDドライバ、107はA/D変換器等を含むプリプロセス回路、108はγ変換などを初めとする各種のディジタル演算処理を行うためのディジタルプロセス回路、109はカードインターフェース、110はメモリカード、111はLCD画像表示系を示している。また、図中の112は各部を統括的に制御するためのシステムコントローラ、113は各種SWからなる操作スイッチ系、114は操作状態及びモード状態等を表示するための操作表示系、115は発光手段としてのストロボ、116はレンズ駆動機構102を制御するためのレンズドライバ、117は露出制御機構103及びストロボ115を制御するための露出制御ドライバ、118は各種設定情報等を記憶するための不揮発性メモリ(EEPROM)を示している。
【0023】
一方、図2は、この発明の実施形態に係る画像処理システムが動作するパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【0024】
図中、201は各部を統括的に制御するためのCPU、202はこのコンピュータの主記憶となるシステムメモリ、203はこのコンピュータの外部記憶となる磁気ディスク装置、204はこのコンピュータにおけるユーザインタフェースのアウトプットを司るディスプレイコントローラ、205はこのコンピュータにおけるユーザインタフェースのインプットを司るキーボードコントローラ、206はカードインタフェース、207はメモリカードを示している。また、ディスプレイコントローラ204は、CPU201が作成した表示データをCRT204a,LCD204bに表示制御し、キーボードコントローラ205は、キーボード205a,マウス205bの操作をCPU201に伝達する。そして、この画像処理システムは、磁気ディスク装置203からシステムメモリ202にロードされてCPU201によって実行されるプログラムとして構成される。
【0025】
次に、この画像処理システムが実行する画像処理(画像の回転)の基本原理について説明する。図3は、この画像処理システムにおける画像処理のメインフローである。
【0026】
検査担当者は、まず、被検カメラである電子カメラを用いて、たとえば図4に示すチャートを撮影する。この撮影されたチャートの画像は、メモリカード110に格納されるが、検査担当者は、このメモリカード110を電子カメラから取り外してメモリカード207としてパーソナルコンピュータに装着し直すことにより、このチャート画像をパーソナルコンピュータへ取り込ませる(ステップS1)。
【0027】
なお、この電子カメラからパーソナルコンピュータへの画像の引き渡しは、必ずしもメモリカードを介在させるものではなく、たとえばデータを送受信するための通信機能を双方が備えれば、その通信機能によって行えばよい。
【0028】
この図4に示すチャートは、ISO12233Resolutionチャートであり、解像度の目視測定に用いられる代表的なチャートである。そして、この画像処理システムでは、このチャート画像からくさびチャートを含む矩形領域bを切り出す(ステップS2)。図5は、この時に切り出された矩形画像の一例を示す図である。この画像は、先に示した図10に相当する。
【0029】
この矩形領域の切り出しは、検査担当者が、CRT204aまたはLCD204bに表示されたチャート画像上の所望の位置にマウス205bで始点および終点を指定することにより実行する。画像処理システムは、この指定された始点および終点それぞれについて、その点を通過する水平線および垂直線を仮想的に描画し、この仮想的に描画した各線で囲まれた部分を矩形領域として切り出しを実行する。
【0030】
次に、この画像処理システムは、以下に示す演算により、この切り出した画像の回転を実行する(ステップS3)。ここでは、まず、この画像を左に45度回転させることについて説明する。
【0031】
まず、原座標を(i,j)(ただし、切り出した画像の存在範囲は、0≦i≦Lx,0≦j≦Lyとする)、生成座標を(I,J)としたとき、原画像の全画素について、各1点の原画素データ値XData(i,j)に対して、XData(I,J)とXData(I,J+1)との2点(ただし、I=i+j,J=Lx−i+j)を生成する。図6は、これをプログラム言語BASICの書法で表現したものである(生成画像のデータを格納する配列をYとする)。
【0032】
なお、対象信号は、輝度信号またはRGBコンポーネント信号であり、上記演算は、輝度信号の場合はそのまま、コンポーネント信号に対しては各色毎に適用される。
【0033】
また、右回転の場合は、上記「I=i+j,J=Lx−i+j」を「I=Ly+i−j,J=i+j」に置き換えれば良い。
【0034】
このような処理を行なえば、図7に示したように、くさび方向に認識されるべき白黒の各線(波面)は、くさびの方向への連続性を失うことなく、かつ本来の振幅を保ったまま回転されることになるから、これによって測定される限界解像度は、上記基本測定法によって測定される垂直および水平解像度と等価なものとなる。図5の画像をこの処理によって左に45度回転させた画像(回転によって生成した画像)を図8に示す。
【0035】
次に、この画像処理システムは、これによって得られた画像から、所定の矩形を切り出す(ステップS4)。この切り出しは、ステップS2と同様の手順で実行する。そして、この画像処理システムは、この切り出した画像を、チャート撮影画像ファイルの垂直画素数(画像高)データPHtを補正した値PHt=√2×PHtと併せて基本測定処理部に送出して、切り出し画像の解像度測定を実行させる(ステップS5)。なお、補正したPHtを送る代わりに、元のPHtと補正フラグを併せて送り、基本測定処理部で値を補正するようにしても良い。このときに補正が必要な理由は、基本測定処理においては、チャートの撮影倍率を「撮影画像ファイルの垂直画素数(画像高)」と「くさびの全長(縦長さ)に対応する画素数」の比率によって求めて解像本数の演算に用いていることに関して、
(1)くさびを45度傾けた。
【0036】
(2)回転処理時に、原1画素から垂直2画素を生成していること。
【0037】
の総合的結果として、水平垂直の測定時に比してくさび全長に対応する画素数が√2倍(←cos45deg)になっていることによる。
【0038】
以上によって、斜め45度方向に対しても、その限界解像度を正確に、かつ再現性高く測定することが可能となる。
【0039】
なお、ここでは、ISO12233Resolutionチャートに設けられたくさびチャートを例に説明したが、これに限らず、たとえばEIAJ−Aチャートに設けられる、帯が直線的に描かれたくさびチャートの場合も、この画像処理の手法は適用可能である。
【0040】
また、ここでは、電子カメラで撮影されたチャートの画像をカード経由でパーソナルコンピュータに取り込み、そのパーソナルコンピュータで画像処理を実行する例、つまり、この画像処理の手法をパーソナルコンピュータ上で実現する例を示したが、これに限らず、専用の画像処理装置として実現しても構わない。また、この機能を電子カメラ自体に組み込めば、たとえば電子カメラが解像度の異なる複数の撮像モードを有する場合に、これらを各別に実測することや、あるいは製造時や修理時における(たとえば光学系や自動合焦系などを含めた)性能試験を極めて容易に実施できるようになる。
【0041】
つまり、本願発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【0042】
【発明の効果】
以上、詳述したように、この発明によれば、解像度を目視観測するために用いられる、いわゆるくさびチャートを45度傾けて撮像した画像を−45度回転させて測定用の画像を生成するときに、原画像の各画素に対し、これをくさびの連続方向に2個ずつ並べていくといった原画素情報の並べ替えだけを実行する。つまり、複数の画素情報を用いた補間による新規画素情報を用いずに測定用の新たな画像を生成する。
【0043】
これにより、斜め45度方向に対しても、チャート線の連続性に着目した解析による、再現性が高く、かつ原理的に優れた解像度の自動測定を適切に実行させることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係る画像処理システムによって処理される画像を撮影する電子カメラの構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態に係る画像処理システムが動作するパーソナルコンピュータの構成を示すブロック図。
【図3】同実施形態の画像処理システムにおける画像処理のメインフロー。
【図4】同実施形態の画像処理システムで用いるISO12233Resolutionチャートを示す図。
【図5】同実施形態の画像処理システムが図4のISO12233Resolutionチャートから切り出した矩形画像の一例を示す図。
【図6】同実施形態の画像処理システムが実行する画像回転をプログラム言語BASICの書法で表現した図。
【図7】同実施形態の画像処理システムにより生成された回転画像の画素配列を説明するための概要図。
【図8】同実施形態の画像処理システムが図5の画像を回転させて生成した新たな画像を例示する図。
【図9】解像度の目視測定に用いられる代表的なISO12233Resolutionチャートを示す図。
【図10】解像度の自動測定に適用させることが困難であった斜め解像の状況を示すための図。
【図11】仮想的な回転後の画素配列を示す図。
【図12】(奇,奇)格子点と(偶,偶)格子点を順に直交格子点に並べた場合の画素配列を示す図。
【図13】本来画素データが存在しない(奇,偶)または(偶,奇)格子点に、その隣接4画素の補間(平均)値をもって新規画素として生成した場合の画素配列を示す図。
【符号の説明】
101…レンズ系
102…レンズ駆動機構
103…露出制御機構
104…フィルタ系
105…CCDカラー撮像素子
106…CCDドライバ
107…プリプロセス回路
108…ディジタルプロセス回路
109…カードインターフェース
110…メモリカード
111…LCD画像表示系
112…システムコントローラ
113…操作スイッチ系
114…操作表示系
115…ストロボ
116…レンズドライバ
117…露出制御機構
118…不揮発メモリ(EEPROM)
201…CPU
202…システムメモリ
203…磁気ディスク装置
204…ディスプレイコントローラ
204a…CRT
204b…LCD
205…キーボードコントローラ
205a…キーボード
205b…マウス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
For example, the present invention appropriately performs an automatic resolution measurement in an oblique direction by rotating an image obtained by capturing a wedge chart without performing pixel information generation for interpolation on an information absent grid point by 45 degrees. The present invention relates to a possible image processing apparatus and image processing method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a subject image is imaged on a solid-state image sensor such as a CCD two-dimensional image sensor by an imaging optical system and converted into an electric signal, and still image data obtained thereby is recorded as in a semiconductor memory or a magnetic disk. So-called electronic cameras that record on a medium are becoming widespread.
[0003]
In addition, the resolution of an image captured by this type of electronic camera is conventionally determined by visual inspection of a skilled inspector. FIG. 9 is a typical ISO12233 Resolution chart used for visual measurement of this resolution. An inspector takes a picture of the chart with a camera to be examined, and visually views, for example, a wedge chart a in the photographed chart image. Measure its resolution.
[0004]
The wedge chart a is composed of line segments of the same width of 5 blacks and 4 whites, and the person inspecting observes the wedge chart a as a subject image from the upper end toward the lower end. More specifically, the resolution state of this black and white line is examined, a limit line (row) in which the line number and the actual line number continue to match is detected, and the resolution indicated by the detected line is set to the left side. Read by the scale attached to. That is, if this wedge chart a is used, the resolution in an oblique 45 degree direction can be measured.
[0005]
However, in this way, when the resolution of the image captured by the camera to be examined is visually measured, the measurement result depends on the characteristics of the image output device used for the measurement, and errors due to individual differences and circumstances are extremely large. Another problem with amplitude is that it is difficult to avoid the influence of moire.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, the present inventor newly devised a method for automatically measuring the resolution by directly analyzing the data value of the wedge image captured by the camera under test, and the patent on the same day as the present invention. The technical disclosure was attempted in the application. The analysis of resolution in this new automatic resolution measurement assumes a normal image captured by an electronic camera or the like, and is assumed to be a horizontal and vertical orthogonal lattice image, that is, an image in which each pixel is distributed at orthogonal lattice points. To be done. (In many cases, a “square lattice” having the same horizontal and vertical intervals is used among the orthogonal lattices. This is also assumed in the following description for the sake of simplicity.)
Specifically, for example, in the case of measuring the horizontal resolution, photographing is performed with the wedge direction aligned with the vertical direction (sub-scanning direction), and sequentially from the upper part (low frequency end) to the lower part (high frequency end) of the wedge. This is done by examining the resolution of black and white lines for each horizontal line (line) and detecting the limit line (frequency) where the number of lines and the number of lines of the subject wedge continue to match as the resolution limit. Is done. At that time, the number of white or black lines, which is the resolution state of the black and white lines for each horizontal line (line), is the pixel along that line, that is, in the horizontal direction (direction perpendicular to the wedge direction: main scanning direction). It is obtained by scanning data and analyzing the increase or decrease of the data to obtain the number of local maximum or local minimum values.
[0007]
In the case of measuring the vertical resolution, the direction of the wedge at the time of photographing should be aligned with the horizontal direction, and in the above analysis, the horizontal / vertical scanning (ie, the main scanning direction and the sub-scanning direction) may be reversed. Of course, in practice, the scan is not switched, but the image data to be evaluated is rotated 90 degrees (that is, the horizontal and vertical coordinates of the image are switched), and then the same analysis as above is applied. The “rotation method” is more convenient and preferable. In other words, by finally aligning the wedge direction with the sub-scanning direction at the time of data analysis, it is possible to obtain a measured value having the same physical meaning as “resolution”. Here, such measurement of resolution is referred to as “basic measurement”. By the way, the automatic measurement of resolution by this basic measurement method can be applied in the direction along the pixel arrangement, that is, in the horizontal and vertical directions, but it is difficult to apply in the oblique direction as in the wedge chart a in FIG. There was a problem that there was. This problem will be described with reference to FIGS.
[0008]
FIG. 10 is a diagram for illustrating a situation of oblique resolution. FIG. 10A illustrates an example of low-frequency resolution in which a plurality of pixels correspond to each single black and white line width. ) Shows an example of high-frequency (near limit resolution) resolution in which one pixel corresponds to one monochrome line width. The line from the upper right to the lower left in the figure indicates the direction of the wedge.
[0009]
Now, following the above-mentioned basic measurement concept for such an oblique wedge image, firstly, the wedge direction (rather than the recording pixel arrangement direction) is used as a reference and is simply set in a direction perpendicular thereto. When considering main scanning, there is no particular problem with FIG. 10A, but it does not work with respect to FIG. 10B. For example, the black line is only black on the former line, and the white line is only on the second line, and the original (visually recognized) alternate black and white lines cannot be recognized. Also, even if such an oblique main scan measurement is possible by some device, another processing method different from the above basic measurement was used to evaluate the same “resolution”. Then, it is not preferable from the viewpoint of the reliability of the method and from the viewpoint of practical use.
[0010]
Therefore, secondly, by rotating the image of FIG. 10B by 45 degrees, the above basic measurement is applied, that is, by rotating the image, the direction of the wedge is made coincident with the direction of the pixel array, and data of the basic measurement is obtained. A case where the direction of the wedge is aligned with the sub-scanning direction at the time of analysis can be considered. However, at this time, if the image is simply rotated by 45 degrees, the same difficulty as in the above-described oblique scanning occurs, which does not work well.
[0011]
FIG. 11 shows pixels after virtual rotation, but pixel data originally exists only in (odd / odd) grid points such as ACEMOQ and (even / even) grid points such as HJLSUW. In order to make this analysis (automatic measurement) possible, it is necessary to put it on the orthogonal lattice points in some form. However, the (odd, odd) lattice points and the (even, even) lattice points are arranged in order. As shown in FIG. 12, only black lines (for example, ACE) and white only lines (for example, HJL) are obtained, and the original lines cannot be recognized. It will be.
[0012]
On the other hand, conventionally, in the case of 45 degree image rotation processing, the pixel data originally does not exist (odd / even) or (even / odd) lattice points as new pixels having the interpolation (average) values of the four adjacent pixels. It is customary to produce. Then, if such a interpolation process is applied to FIG. 11 to generate a square lattice pixel, all new generated pixels (BDFGIK...) Have a gray level that is an average value of white and black. According to the above extreme value detection, a black and white line can be detected. However, in terms of the amplitude of the black and white wave, it is clearly reduced to ½ of the original.
[0013]
That is, as shown in FIG. 13, there is a clear difference with respect to the measurement in the horizontal and vertical directions. In addition, these figures are only one specific case different from a live-action image, and in view of the fact that clearly different characteristics can be obtained with respect to such a specific example, an extremely wide variety of live-action images can be obtained. When applied, it cannot be denied that the extreme value (monochrome line) detection may be affected. In fact, the response is often very small near the limit resolution. Therefore, if the black-and-white difference (amplitude) before interpolation has a minimum value of 1 (= digital quantization level), the gray level is Since the data is cut off at the time of calculation and the so-called bit drop occurs and the same data as black is obtained, it is impossible to detect the black and white line.
[0014]
In other words, the existence of such a difference in the end means that the final “measured resolution” can be said to be based on the same physical basis as that measured in the horizontal or vertical direction, or visual recognition. It is very suspicious about whether or not the response can be expected, and it cannot be adopted at all.
[0015]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, for example, by rotating an image obtained by capturing a wedge chart by 45 degrees without generating pixel information for interpolation with respect to an information absent grid point. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of appropriately executing an automatic resolution measurement in an oblique direction.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, an image processing apparatus according to the present invention is an image obtained by capturing a wedge chart used for visual measurement of resolution, and the direction of the wedge is determined by the pixel array grid of the image data. An image processing apparatus for inputting an image captured by tilting 45 degrees with respect to a two-dimensional array direction and generating an image obtained by rotating the input image by 45 degrees, wherein the input image is converted into a wedge direction. Are rotated so as to coincide with the vertical direction which is the sub-scanning direction at the time of resolution measurement, and at this time, two pixels having the pixel value for each pixel of the input image are arranged in the direction of the wedge after rotation. it characterized by comprising an image generating means for generating images that are adjacent.
[0018]
In this image processing apparatus, when a so-called wedge chart used for visually observing the resolution is tilted by 45 degrees and an image picked up is rotated by -45 degrees to generate an image for measurement, each pixel of the original image On the other hand, only the rearrangement of the original pixel information is performed such that two of them are arranged in the continuous direction of the wedges. That is, a new image for measurement is generated without using new pixel information by interpolation using a plurality of pieces of pixel information.
[0019]
This makes it possible to appropriately execute automatic measurement with high reproducibility and in principle excellent resolution by analysis focusing on the continuity of the chart lines even in the direction of 45 degrees obliquely.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic camera that captures an image processed by an image processing system according to an embodiment of the present invention.
[0022]
In the figure, 101 is an imaging lens system composed of various lenses, 102 is a lens driving mechanism for driving the
[0023]
On the other hand, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a personal computer on which the image processing system according to the embodiment of the present invention operates.
[0024]
In the figure, 201 is a CPU for overall control of each part, 202 is a system memory serving as the main memory of the computer, 203 is a magnetic disk device serving as an external storage of the computer, and 204 is a user interface output in the computer. , A
[0025]
Next, the basic principle of image processing (image rotation) executed by the image processing system will be described. FIG. 3 is a main flow of image processing in this image processing system.
[0026]
First, the person inspecting the image captures, for example, a chart shown in FIG. 4 using an electronic camera which is a camera to be inspected. The photographed chart image is stored in the
[0027]
Note that the transfer of images from the electronic camera to the personal computer does not necessarily involve a memory card. For example, if both have a communication function for transmitting and receiving data, the communication function may be used.
[0028]
The chart shown in FIG. 4 is an ISO12233 Resolution chart, which is a representative chart used for visual measurement of resolution. In this image processing system, the rectangular area b including the wedge chart is cut out from the chart image (step S2). FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a rectangular image cut out at this time. This image corresponds to FIG. 10 described above.
[0029]
This rectangular area is cut out when the person in charge of inspection designates the start point and the end point with the
[0030]
Next, the image processing system executes rotation of the cut image by the following calculation (step S3). Here, first, the rotation of this image 45 degrees to the left will be described.
[0031]
First, when the original coordinates are (i, j) (where the existence range of the cut-out image is 0 ≦ i ≦ Lx, 0 ≦ j ≦ Ly) and the generated coordinates are (I, J), the original image For all the pixels of X, two points of XData (I, J) and XData (I, J + 1) with respect to the original pixel data value XData (i, j) of each point (where I = i + j, J = Lx) -I + j). FIG. 6 is a representation of this in the programming language BASIC (the array that stores the data of the generated image is Y).
[0032]
The target signal is a luminance signal or an RGB component signal, and the above calculation is applied to the component signal for each color as it is in the case of the luminance signal.
[0033]
In the case of right rotation, the above-mentioned “I = i + j, J = Lx−i + j” may be replaced with “I = Ly + i−j, J = i + j”.
[0034]
When such processing is performed, as shown in FIG. 7, the black and white lines (wavefronts) to be recognized in the wedge direction maintain their original amplitude without losing continuity in the wedge direction. Therefore, the limit resolution measured by this is equivalent to the vertical and horizontal resolutions measured by the basic measurement method. FIG. 8 shows an image obtained by rotating the image of FIG. 5 45 degrees to the left by this processing (an image generated by the rotation).
[0035]
Next, this image processing system cuts out a predetermined rectangle from the image obtained thereby (step S4). This cutout is executed in the same procedure as in step S2. Then, this image processing system sends the cut out image to the basic measurement processing unit together with a value PHt = √2 × PHt obtained by correcting the vertical pixel number (image height) data PHt of the chart photographed image file, The resolution measurement of the clipped image is executed (step S5). Instead of sending the corrected PHt, the original PHt and the correction flag may be sent together, and the value may be corrected by the basic measurement processing unit. The reason why correction is necessary at this time is that, in the basic measurement process, the shooting magnification of the chart is determined by the number of vertical pixels (image height) of the captured image file and the number of pixels corresponding to the total length (vertical length) of the wedge. Regarding the calculation by the ratio and the calculation of the number of resolutions,
(1) The wedge was tilted 45 degrees.
[0036]
(2) Two vertical pixels are generated from one original pixel during the rotation process.
[0037]
The overall result is that the number of pixels corresponding to the entire length of the rust is √2 times (← cos 45 degrees) as compared with the horizontal and vertical measurement.
[0038]
As described above, it becomes possible to measure the limit resolution accurately and with high reproducibility even in a 45-degree oblique direction.
[0039]
Here, the wedge chart provided in the ISO12233 Resolution chart has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, the wedge chart provided in the EIAJ-A chart includes a linearly drawn band chart. Processing methods are applicable.
[0040]
Also, here, an example in which an image of a chart taken by an electronic camera is taken into a personal computer via a card and image processing is executed by the personal computer, that is, an example in which this image processing technique is realized on the personal computer. Although shown, it is not restricted to this, You may implement | achieve as a dedicated image processing apparatus. In addition, if this function is incorporated in the electronic camera itself, for example, when the electronic camera has a plurality of imaging modes with different resolutions, these can be measured individually, or at the time of manufacture or repair (for example, optical system or automatic Performance tests (including focusing systems) can be performed very easily.
[0041]
That is, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.
[0042]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, when a so-called wedge chart used for visually observing the resolution is tilted by 45 degrees, an image captured by rotating the image by −45 degrees is generated. In addition, only rearrangement of the original pixel information is performed such that two pixels are arranged in the continuous direction of the wedges for each pixel of the original image. That is, a new image for measurement is generated without using new pixel information by interpolation using a plurality of pieces of pixel information.
[0043]
This makes it possible to appropriately execute automatic measurement with high reproducibility and in principle excellent resolution by analysis focusing on the continuity of the chart lines even in the direction of 45 degrees obliquely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic camera that captures an image processed by an image processing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary block diagram showing the configuration of a personal computer on which the image processing system according to the embodiment operates.
FIG. 3 is a main flow of image processing in the image processing system of the embodiment.
FIG. 4 is a view showing an ISO12233Resolution chart used in the image processing system of the embodiment.
5 is a diagram showing an example of a rectangular image cut out from the ISO 12233 Resolution chart of FIG. 4 by the image processing system of the embodiment.
FIG. 6 is a diagram representing image rotation executed by the image processing system according to the embodiment in the programming language BASIC.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a pixel arrangement of a rotated image generated by the image processing system of the embodiment.
8 is a diagram illustrating a new image generated by rotating the image in FIG. 5 by the image processing system according to the embodiment;
FIG. 9 is a diagram showing a typical ISO12233 Resolution chart used for visual measurement of resolution.
FIG. 10 is a diagram for illustrating a situation of oblique resolution that has been difficult to apply to automatic resolution measurement.
FIG. 11 is a diagram showing a pixel array after virtual rotation.
FIG. 12 is a diagram showing a pixel arrangement when (odd, odd) lattice points and (even, even) lattice points are arranged in order on orthogonal lattice points.
FIG. 13 is a diagram showing a pixel arrangement when a pixel is generated as a new pixel having an interpolation (average) value of four adjacent pixels at a (odd, even) or (even, odd) lattice point that originally does not have pixel data.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
201 ... CPU
202 ...
204b ... LCD
205 ...
Claims (2)
前記入力した画像をくさびの方向が解像度測定時の副走査方向となる垂直方向に一致するように回転させ、その際、前記入力した画像の各画素に対してその画素値を有する画素を回転後のくさびの方向に2つずつ隣接させた画像を生成する画像生成手段を具備することを特徴とする画像処理装置。An image in which a wedge chart used for visual measurement of the resolution is captured, and the image is input with the wedge direction tilted 45 degrees with respect to the two-dimensional array direction of the pixel array grid of the image data. An image processing apparatus for generating an image obtained by rotating the input image by 45 degrees,
The input image is rotated so that the direction of the wedge coincides with the vertical direction which is the sub-scanning direction at the time of resolution measurement, and at that time, the pixel having the pixel value is rotated for each pixel of the input image. the image processing apparatus characterized by comprising an image generating means for generating images which are adjacent one by two in the direction of the wedge.
前記入力した画像をくさびの方向が解像度測定時の副走査方向となる垂直方向に一致するように回転させ、その際、前記入力した画像の各画素に対してその画素値を有する画素を回転後のくさびの方向に2つずつ隣接させた画像を生成することを特徴とする画像処理方法。An image in which a wedge chart used for visual measurement of the resolution is captured, and the image is input with the wedge direction tilted 45 degrees with respect to the two-dimensional array direction of the pixel array grid of the image data. An image processing method for generating an image obtained by rotating the input image by 45 degrees,
The input image is rotated so that the direction of the wedge coincides with the vertical direction which is the sub-scanning direction at the time of resolution measurement, and at that time, the pixel having the pixel value is rotated for each pixel of the input image. image processing method characterized by generating the images that are adjacent two by two in the direction of the wedge.
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