(57)【要約】本発明は、スキャン運動の際に順次連続して形成された複数の個別画像を使用して結果画像を形成する方法に関する。本発明によれば、順次連続する個別画像は相互にそれぞれ僅かなオフセットを有しており、このオフセットに依存して個別画像から画像情報を獲得し、結果画像にコピーする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン運動の際に順次連続して形成された複数の個別画像を使用して結果画像を形成する方法において、
順次連続する個別画像は相互にそれぞれ僅かなオフセットを有しており、
該オフセットに依存して個別画像から画像情報を獲得し、結果画像にコピーする、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
スキャン運動を２次元で実行する、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による方法に関する。
【０００２】
このような方法は例えばパノラマ画像の形成または文書のサンプリングに使用することができる。
【０００３】
カメラおよび対物レンズにより設定される空間角（この空間角により画像がサンプリングないし記録される）は多くの状況において、対象物を環境から完全に検出するのには不十分である。対象物を完全に記録するため、とりわけ広角の対物レンズを使用することは常に可能ではなく、また常に所望されるものでもない。非常に広角な対物レンズはレンズの特性のため画像縁部領域での極端な歪みの原因となり、この歪みは印象を甚だしく損なう。さらに対象物表示の品質はセンサ解像度が制限されることにより低下する。しかし多くの場合対物レンズの交換は不可能である。なぜならコンポーネントが固定的にカメラと統合されているからである。
【０００４】
類似のテーマ課題に取り組んだ多数の方法がすでに実現されている。ここでの興味の中心はしばしばパノラマ画像の発生にある。比較的大きな視界の画像を発生するための公知の方法はセンサ誤差の補正を必要とするが、これにはレンズ誤差および結合誤差を補正するために非常に面倒で複雑な演算が必要であり、この演算はビデオでリアルタイムには実現できない。拡張された視界を備える画像の計算は上記の理由から通常はオンラインでのみ実行できる。
【０００５】
結果画像の発生に使用される画像はこの方法では僅かなオーバラップだけを必要とする。相互に隣接する２つの画像ないしは順次連続する２つの画像はこの場合、僅かな共通の画像情報だけを含む。環境に依存して画像は完全ではあるが、まったく異なる照明特性を有することがある。しかしこのことはカメラのフェードアウト制御によって、合成された画像の縁部において極端に異なる照明を引き起こし、このことも同様に非常に高いコストを掛けないと調和させることができない。
【０００６】
ファックス機器およびフラットヘッドスキャナにより、紙の形態で存在する文書を電子的に伝送することが可能である。多くの状況でこの機器を使用することは、例えば通話中の場合は不可能である。ファックス機器またはフラットヘッドスキャナを使用する代わりにデジタルカメラを使用し、これにより画像情報を同様にデジタル形態で記憶することができる。しかし市販されるカメラの解像度は、文書の十分な解像度を個別記録により達成できるほどには高くない。
【０００７】
多数の個別記録による文書のサンプリングは、解像度を向上させるために文書までの間隔が小さい場合には公知のアプローチである。これまでは少数の、また部分的には非常に不安定な方法しか存在しないが、この方法は記録された個別画像を再び二次元全体画像に統合するのに使用することができる。
【０００８】
これまでの多くの方法は、画像情報を第１の処理ステップで非常に複雑な演算によりまず分解している。これに続く処理ステップで、隣接画像に当接する画像情報が４つの画像エッジ方向で調和される。これらの画像はこのために僅かなオーバラップを必要とするだけである。各画像は水平方向にも垂直方向にも隣接する画像について補整される。許容することができないほど大きな計算時間の他に、この方法は画像情報に菱形の歪みを頻繁に引き起こし、この歪みは観察者にとって非常に障害となる（図１参照）。この方法はその複雑性のためインタラクティブに、かつオフラインでだけしばしば実行可能である。
【０００９】
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法において、高い計算能力がなくても結果画像の良好な品質が得られるように改善することである。
【００１０】
この課題は請求項１に記載された構成により解決される。
【００１１】
本発明の方法は以下の利点を有する。
・処理が高速である。
・画像においてレンズ誤差ないし結合誤差を高い計算コストで補正する必要がない。
・合成されたエッジにおける照明状況の調和が、擬似連続的画像サンプリングにより必要なくなる。
・加算的に追加すべき画像情報の制御が画像オフセットに依存して行われる。
【００１２】
以下、本発明を図面に示された実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、個別画像から従来技術により作成された全体画像を示す図である。
図２は、環境のサンプリングにより形成された結果画像を示す図である。
図３は、文書をサンプリングするためのサンプリング運動を示す図である。
図４は、図２によるサンプリング運動の際の画像記録を示す図である。
図５は、順次連続する一次元スキャンの結果を示す図である。
図６は、本発明の方法による結果画像を示す図である。
【００１３】
本発明による方法は個別画像の形成から出発するものである。この個別画像は１次元または２次元のスキャン運動またはサンプリング運動の際に発生される。
【００１４】
本発明によれば、相互に大きなオーバラップ程度を有する個別画像が発生される。これによりほぼ歪みがなく非常に大きな空間角をカバーする全体画像が形成される。この方法により例えばパララマ画像を形成することができ、また文書を高い解像度でスキャンすることができる。
【００１５】
ここで画像センサは例えば全サンプリング周波数により動作する。これにより検出すべき対象物上で緩慢な旋回により隣接する画像は相互に僅かなオフセットだけを有する。各画像からは、画像中央からの歪みのない画像情報の一部が結果画像にコピーされる。コピーされる画像部分の大きさは、先行の画像に対して算出されたオフセットに依存して制御される。ここで２つの隣接する画像は非常に大きなオーバラップを有し、画像はほとんど同じ照明特性を備える。これにより隣接する画像エッジを継ぎ合わせる際に通常は照明の調和が必要ない。
【００１６】
本発明の方法を実施するために、以下のコンポーネントを有するハンディが使用される：
・環境からの画像を記録するためのハンディの裏側に取り付けられたカメラモジュール
・画像データを処理し、結果画像を発生するためのプロセッサ（動き予測、画像合成等）
・画像表示のためのディスプレイ
画像シーケンスに基づき結果画像（図２も参照）を発生するための機能は実質的に以下の方法ステップを有する：
・隣接する２つの画像の動き予測
・結果画像の形成
次に個々の処理ステップでの方法を簡単に説明する。環境のスキャンは１次元で右から左に行われる：
１）隣接する２つの画像の動き予測
隣接する２つの画像の動きは例えばＭＳＥ（平均二乗誤差）法に従い検出される。この方法では、出力画像の画像領域に対して最適マッチングが、先行画像に対して局所的隣接部で探索される。この最適マッチングにより２つの画像のシフトベクトルが相対的相互に定められる。
２）結果画像の更新
シフトベクトルに基づいて結果画像内で、追加すべき画像情報をコピーする位置が検出される。出力画像の追加すべき画像部分の幅は画像のスキャン方向（ｘ方向）におけるオフセットにより決められる。このようにして、すでに形成された画像部分と追加される画像部分との間に空隙は発生しない。スキャン方向に対して垂直（ｙ方向）にすべての画像情報が考慮される。この方法による多数の画像の処理結果が図１に示されている。
【００１７】
本発明の方法による別の処理では、文書のスキャニングが文書上でカメラが一定の間隔でジグザグ運動することにより行われる（図３参照）。スキャン過程中に文書への間隔が変動し、これによる画像中の倍率の変化を回避するために、カメラは例えば架台の上で文書上を案内される。この架台にカメラは下方に垂直に配向されている。順次連続する画像の動き分析によって、２次元スキャンが複数の１次元（水平）スキャンに分解される（図４と図５参照）。各一次元スキャンはオリジナル文書の水平方向にオフセットのないストライプを示す。２次元スキャンを複数の１次元スキャンに分解することによって、文書を画像ストライプの水平スケールに発生する際の問題性と、水平ストライプの垂直方向の継ぎ合わせが減少する（図５参照）。画像情報を線形スケーリングすることにより、従来方法で発生していたような全体画像での菱形状の歪みが回避される（図６参照）。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、個別画像から従来技術により作成された全体画像を示す図である。
【００１９】
【図２】図２は、環境のサンプリングにより形成された結果画像を示す図である。
【００２０】
【図３】図３は、文書をサンプリングするためのサンプリング運動を示す図である。
【００２１】
【図４】図４は、図２によるサンプリング運動の際の画像記録を示す図である。
【００２２】
【図５】図５は、順次連続する一次元スキャンの結果を示す図である。
【００２３】
【図６】図６は、本発明の方法による結果画像を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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