(57)【要約】【課題】水平方向の補正を行うのみで、垂直方向の画像の歪みも低減させることのできる画像歪み補正装置を提供する。【解決手段】画像歪み補正装置は、画像データの画素間隔の圧縮伸張倍率がライン・水平位置ごとに記述された圧縮伸張倍率テーブル３を備えており、バッファメモリ１が、入力画像データを順次蓄積し、ライン・水平位置情報検出部２が、バッファメモリ１から読み出された画像データのラインおよび水平位置の情報を検出し、圧縮伸張倍率読み出し部４が、ライン・水平位置情報検出部２により検出されたライン・水平位置の圧縮伸張倍率を、圧縮伸張倍率テーブル３から読み出し、水平方向圧縮伸張部５が、圧縮伸張倍率読み出し部４により読み出された圧縮伸張倍率を用いてバッファメモリ１から読み出された画像データを水平方向に圧縮伸張する。【選択図】図１
2010181953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データを順次蓄積するバッファメモリと、
前記バッファメモリから読み出された画像データのラインおよび水平位置の情報を検出するライン・水平位置情報検出手段と、
画像データの画素間隔の圧縮伸張倍率がライン・水平位置ごとに記述された圧縮伸張倍率テーブルと、
前記ライン・水平位置情報検出手段により検出されたライン・水平位置の圧縮伸張倍率を前記圧縮伸張倍率テーブルから読み出す圧縮伸張倍率読み出し手段と、
前記圧縮伸張倍率読み出し手段により読み出された前記圧縮伸張倍率を用いて前記バッファメモリから読み出された画像データを水平方向に圧縮伸張する水平方向圧縮伸張手段と
を備えることを特徴とする画像歪み補正装置。
【請求項２】
前記圧縮伸張倍率テーブルに記述された前記圧縮伸張倍率が、画像の中央を中心として、左右対称に線形に変化し、かつ上下対称に変化している
ことを特徴とする請求項１に記載の画像歪み補正装置。
【請求項３】
前記圧縮伸張倍率の前記ラインごとの初期値および変化量が記述された圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブルを読み込んで前記圧縮伸張倍率テーブルを生成する圧縮伸張倍率テーブル生成手段
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像歪み補正装置。
【請求項４】
前記圧縮伸張倍率テーブル生成手段は、
前記水平位置が前記ラインの先頭から中央までは、前記初期値から前記変化量を累積減算し、前記ラインの前記中央から終端までは、前記累積減算の値に前記変化量を累積加算する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像歪み補正装置。
【請求項５】
前記水平方向圧縮伸張手段は、
前記圧縮伸張倍率が１より大きいときは前記画像データの画素間隔を圧縮し、前記圧縮伸張倍率が１より小さいときは前記画像データの画素間隔を伸張する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像歪み補正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像歪み補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両運転時の安全確保のため、車両にカメラを搭載して前方あるいは後方を撮影し、運転者の視覚を補助することが行われている。このような車載カメラでは、できるだけ広範囲の画像が得られるように、広角レンズが使用される。
【０００３】
ところで、一般的に、広角レンズを使用した場合、周辺部の画像に歪みが生じ、人間の視覚とは見え方にずれがあり、画像を見る人に違和感を生じさせる。そこで、この視覚上の違和感を低減させるために、撮影画像の歪みを補正することが行われる。その際、水平方向、垂直方向ともに補正すると、よりよい改善効果が得られるが、そのためには、１フィールド分の画像データを格納するバッファメモリが必要となり、画像歪み補正装置のメモリ容量が増大するという問題が発生する。
【０００４】
この問題に対し、従来、水平方向の補正のみを行なうようにして、バッファメモリの容量を１ライン分の画像データを格納するだけの小容量にした画像歪み補正装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この提案の画像歪み補正装置では、画像の歪み率を表すパラメータを用いて、入力画像の座標と画像歪み補正後の画像の座標との間の座標変換の計算が行なわれ、その計算結果にもとづいて画像の補正が行なわれている。
【０００６】
しかし、上述の提案の画像歪み補正装置では、画像の歪み率を表すパラメータが、どのラインの補正でも一定であるため、水平方向の歪みは補正されても、垂直方向の歪みは全く補正されない、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３７０７９号公報  （第３ページ、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、水平方向の補正を行うのみで、垂直方向の画像の歪みも低減させることのできる画像歪み補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、入力画像データを順次蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリから読み出された画像データのラインおよび水平位置の情報を検出するライン・水平位置情報検出手段と、画像データの画素間隔の圧縮伸張倍率がライン・水平位置ごとに記述された圧縮伸張倍率テーブルと、前記ライン・水平位置情報検出手段により検出されたライン・水平位置の圧縮伸張倍率を前記圧縮伸張倍率テーブルから読み出す圧縮伸張倍率読み出し手段と、前記圧縮伸張倍率読み出し手段により読み出された前記圧縮伸張倍率を用いて前記バッファメモリから読み出された画像データを水平方向に圧縮伸張する水平方向圧縮伸張手段とを備えることを特徴とする画像歪み補正装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水平方向の補正を行うのみで、垂直方向の画像の歪みも低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る画像歪み補正装置の構成の例を示すブロック図。
【図２】実施例１の画像歪み補正装置の圧縮伸張倍率テーブルの説明図。
【図３】圧縮伸張倍率と画素間隔の関係を示す図。
【図４】圧縮伸張倍率テーブルの例を示す図。
【図５】水平方向圧縮伸張部による画素間隔の圧縮伸張動作の例を示す図。
【図６】実施例１の画像歪み補正装置による歪み補正の効果を示す図。
【図７】本発明の実施例２に係る画像歪み補正装置の構成の例を示すブロック図。
【図８】圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブルの例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、図中、同一または相当部分には同一の符号を付して、その説明は繰り返さない。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１に係る画像歪み補正装置の構成の例を示すブロック図である。
【００１４】
本実施例の画像歪み補正装置は、入力画像データを順次蓄積するバッファメモリ１と、バッファメモリ１から読み出された画像データのラインおよび水平位置の情報を検出するライン・水平位置情報検出部２と、画像データの画素間隔の圧縮伸張倍率がライン・水平位置ごとに記述された圧縮伸張倍率テーブル３と、ライン・水平位置情報検出部２により検出されたライン・水平位置の圧縮伸張倍率を圧縮伸張倍率テーブル３から読み出す圧縮伸張倍率読み出し部４と、圧縮伸張倍率読み出し部４により読み出された圧縮伸張倍率を用いてバッファメモリ１から読み出された画像データを水平方向に圧縮伸張する水平方向圧縮伸張部５と、を備える。
【００１５】
バッファメモリ１には、水平方向圧縮伸張部５が処理対象とするラインの画像データが蓄積される。
【００１６】
ライン・水平位置情報検出部２は、バッファメモリ１から水平方向圧縮伸張部５へ画像データが読み出されると、その読み出された画像データが、何ライン目の、どの水平位置の画像データであるかの情報を検出し、ライン・水平位置情報として出力する。
【００１７】
圧縮伸張倍率テーブル３には、画像データの画素間隔の圧縮伸張倍率が、ライン・水平位置ごとに記述されている。この圧縮伸張倍率は、撮像画像の歪みの特性に合わせて、予め算出されたものである。
【００１８】
圧縮伸張倍率読み出し部４は、ライン・水平位置情報検出部２から出力されたライン・水平位置情報にもとづいて、そのライン・水平位置の圧縮伸張倍率を圧縮伸張倍率テーブル３から読み出す。
【００１９】
水平方向圧縮伸張部５は、圧縮伸張倍率読み出し部４により読み出された圧縮伸張倍率を用いてバッファメモリ１から読み出された画像データの画素間隔を水平方向に圧縮伸張する。このとき、水平方向圧縮伸張部５は、圧縮伸張倍率が１より大きいときは画素間隔を圧縮し、圧縮伸張倍率が１より小さいときは画素間隔を伸張する。
【００２０】
次に、図２を用いて、圧縮伸張倍率テーブル３の構成について説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、圧縮伸張倍率テーブル３の全体構成を示している。圧縮伸張倍率テーブル３は、入力画像データのライン数および水平方向の画素ブロック数に応じて構成され、ライン位置と水平位置のマトリックスに、それぞれの位置の圧縮伸張倍率が記載される。
【００２２】
一般に、広角画像の歪みは、画像の中央を中心として、左右および上下に対称に変化する。そこで、圧縮伸張倍率テーブル３に記載される圧縮伸張倍率も、画像の中央を中心として、左右および上下に対称に変化する値が記述される。
【００２３】
図２（ａ）では、画像の中央ラインの上下にｎラインずつのラインがあり、画像の中央画素ブロックの左右にｍブロックずつの画素ブロックがあるとして、画像の中央の圧縮伸張倍率をＫ００と表し、中央からｎライン目ｍブロック目の圧縮伸張倍率をＫｎｍと表すようにしたときの圧縮伸張倍率のマトリックス配列を示している。
【００２４】
このとき、水平方向には、左右対称に線形に変化する値が記述される。ただし、その線形変化量はラインごとに異なる。
【００２５】
図２（ｂ）に、圧縮伸張倍率の水平方向の変化の様子を、画像の先頭ラインと中央ラインを例にとって示す。
【００２６】
画像の先頭ラインでは、線形変化量がｄｎであり、先頭画素ブロックから中央画素ブロックまでは、圧縮伸張倍率がｄｎずつ減少する値が記述され、中央画素ブロックから終端画素ブロックまでは、圧縮伸張倍率がｄｎずつ増加する値が記述される。
【００２７】
また、画像の中央ラインでは、線形変化量がｄ０であり、先頭画素ブロックから中央画素ブロックまでは、圧縮伸張倍率がｄ０ずつ減少する値が記述され、中央画素ブロックから終端画素ブロックまでは、圧縮伸張倍率がｄ０ずつ増加する値が記述される。
【００２８】
この場合、先頭ラインの線形変化量ｄｎよりも中央ラインの線形変化量ｄ０の方が大きい（ｄ０＞ｄｎ）ものとする。
【００２９】
また、図２（ｃ）に示すように、各ラインの先頭画素ブロックの圧縮伸張倍率は、中央ラインの圧縮伸張倍率Ｋ０ｍが最も大きく、中央ラインから上下に離れるほど、小さい値となる。すなわち、先頭ラインおよび最終ラインの圧縮伸張倍率Ｋｎｍが最も小さい値となる。
【００３０】
一方、各ラインの中央画素ブロックの圧縮伸張倍率は、図２（ｄ）に示すように、中央ラインの圧縮伸張倍率Ｋ００の方が、先頭ラインおよび最終ラインの圧縮伸張倍率Ｋｎ０よりも小さくなる。これは、上述したように、それぞれのラインの線形変化量ｄ０、ｄｎの間に、ｄ０＞ｄｎの関係があるため、先頭画素ブロックからの圧縮伸張倍率の減算量が、中央ライン（減算量ｍ・ｄ０）の方が、先頭ラインおよび最終ライン（減算量ｍ・ｄｎ）よりも、大きいためである。
【００３１】
図３に、圧縮伸張倍率と、水平方向圧縮伸張部５で圧縮伸張される画素間隔の関係を示す。
【００３２】
図３（ａ）は、圧縮伸張倍率ＫがＫ＝１．２、すなわち、圧縮伸張倍率が１より大きい（Ｋ＞１）ときの例である。
【００３３】
Ｋ＝１．２のとき、水平方向圧縮伸張部５は、例えば１０個の画素からなる画素ブロックに２個の補間画素を追加して１２個の画素を配置するよう画素間隔の圧縮を行う。
【００３４】
一方、図３（ｂ）は、圧縮伸張倍率ＫがＫ＝０．８、すなわち、圧縮伸張倍率が１より小さい（Ｋ＜１）ときの例である。
【００３５】
Ｋ＝０．８のとき、水平方向圧縮伸張部５は、例えば１０個の画素からなる画素ブロックから２個の画素を間引いて８個の画素を配置するよう画素間隔の伸張を行う。
【００３６】
次に、本実施例の具体的な動作例を図４から図６を用いて説明する。なお、ここでは、図をわかりやすくするため、画像の大きさを５ライン×７画素ブロックとする。
【００３７】
図４は、この画像に対する圧縮伸張倍率テーブル３の例である。
【００３８】
この例では、中央ライン（ライン３）の先頭画素ブロックの圧縮伸張倍率が１．６で、中央ラインから離れるほど、先頭画素ブロックの圧縮伸張倍率は、１．４（ライン２、４）、１．２（ライン１、５）と、小さくなる。
【００３９】
また、各ラインの線形変化量は、ライン３が０．３、ライン２、４が０．２、ライン１、５が０．１である。
【００４０】
図５に、水平方向圧縮伸張部５が、図４に示した圧縮伸張倍率テーブル３の圧縮伸張倍率を用いて、入力画像データの水平方向の画素間隔の圧縮伸張を行ったときの例を示す。
【００４１】
図５（ａ）は、入力画像データの画素間隔を示す。入力画像データの画素間隔は、各ラインの各画素ブロックにおいて等しい。
【００４２】
図５（ｂ）は、図４に示した圧縮伸張倍率テーブル３の圧縮伸張倍率を用いて、入力画像データの水平方向の画素間隔の圧縮伸張を行った後の、各画素ブロックにおける画素間隔を示す。
【００４３】
この場合、圧縮伸張倍率テーブル３に記述された圧縮伸張倍率に応じて、各画素ブロックにおける水平方向の画素間隔が変化する。
【００４４】
本実施例の圧縮伸張倍率テーブル３では、ラインごとに水平方向の線形変化量が異なるため、水平方向圧縮伸張部５による水平方向の圧縮伸張しか行っていないにも拘らず、水平方向圧縮伸張部５から出力される歪み補正後画像では、垂直方向にも画素間隔の変化が生じる。
【００４５】
例えば、図５（ｂ）の例では、両端の画素位置が、上下端から中央部に向かって狭まるように、変化する。
【００４６】
図６に、本実施例の画像歪み補正装置による歪み補正の効果を、画像例を用いて示す。
【００４７】
図６（ａ）は、画像歪みのある入力画像の例である。
【００４８】
図６（ｂ）は、この入力画像に対して、従来技術である、各ラインで水平方向に一律の圧縮伸張を行った場合の例を、参考例として示したものである。この場合、水平方向の歪みは改善されるが、上下の端付近の歪みは補正されていない。
【００４９】
これに対して、図６（ｃ）は、本実施例の画像歪み補正装置により水平方向の画素間隔の圧縮伸張が行われた画像の例である。
【００５０】
図６（ｂ）と比較してわかるように、本実施例の画像歪み補正装置による補正により、垂直方向の歪みが低減されている。
【００５１】
このような本実施例によれば、ラインごとに水平方向の線形変化量が異なる圧縮伸張倍率を用いて各ラインの水平方向の画素間隔の圧縮伸張を行うことにより、垂直方向の圧縮伸張手段を用いることなく、垂直方向の画像歪み補正効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５２】
実施例１では、圧縮伸張倍率テーブル３を予め用意する例を示したが、画像サイズが大きい場合、圧縮伸張倍率テーブル３のサイズも大きくなり、そのデータの記述に手間がかかる。そこで、本実施例では、各ラインの先頭画素ブロックの圧縮伸張倍率の値（初期値）と、その初期値を線形変化させるための変化量の値を与えるだけで、圧縮伸張倍率テーブル３を自動的に生成する画像歪み補正装置の例を示す。
【００５３】
図７は、本発明の実施例２に係る画像歪み補正装置の構成の例を示すブロック図である。
【００５４】
本実施例の画像歪み補正装置は、図１に示した実施例１の画像歪み補正装置に、圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル１１と、圧縮伸張倍率テーブル生成部１２と、を追加したものである。
【００５５】
図８に、圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル１１の例を示す。この例は、図４に示した圧縮伸張倍率テーブルを生成するためのものである。
【００５６】
図８に示す例では、ライン１〜５のそれぞれに対して、初期値１．２、１．４、１．６、１．４、１．２が記述され、変化量０．１、０．２、０．３、０．２、０．１が記述される。
【００５７】
圧縮伸張倍率テーブル生成部１２は、圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル１１を読み込んで、各ラインの画素ブロックの水平方向の位置が先頭から中央までは、各ラインの初期値から各ラインの変化量を累積減算し、上述の水平方向の位置が各ラインの中央から終端までは、上述の累積減算の値に各ラインの変化量を累積加算する。
【００５８】
このような累積減算および累積加算を行うことにより、圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル１１から圧縮伸張倍率テーブル３が生成される。
【００５９】
このような本実施例によれば、各ラインの圧縮伸張倍率の初期値と線形変化させるための変化量のみを記載した圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル１１を用意するだけで、圧縮伸張倍率テーブル３を自動的に生成することができる。これにより、画像歪み補正装置に与えるテーブルの作成に要する手間を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  バッファメモリ
２  ライン・水平位置情報検出部
３  圧縮伸張倍率テーブル
４  圧縮伸張倍率読み出し部
５  水平方向圧縮伸張部
１１  圧縮伸張倍率初期値・変化量テーブル
１２  圧縮伸張倍率テーブル生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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