(57)【要約】【課題】チャート画像の歪みやボケが大きい場合でも、効率的で的確に格子点等の交点を探索して、画像の歪みを補正するための補正量を演算することができる補正量演算装置及び補正量演算方法並びにその補正量演算装置を搭載した補正量演算装置を提供する。【解決手段】複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算装置において、チャート画像から直線の交点を探索するために、Ｘ方向への交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索交点を出力する交点探索部と、補正量を算出する補正量算出部とを備え、交点探索部は、検出開始点に基づいて交点を検出して出力する交点検出部と、直前交点及び直前交点の周囲の検出交点並びに直前交点の検出に用いた検出開始点に基づいて次の検出開始点を設定する検出開始点設定部とを具備する。【選択図】図２１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算装置において、
前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索部と、
前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出部とを備え、
前記交点探索部は、
検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出部と、
直前に検出された検出交点である直前交点及び前記直前交点の周囲の検出交点並びに前記直前交点の検出に用いた検出開始点に基づいて次の検出開始点を設定する検出開始点設定部とを具備し、
前記検出交点を前記探索交点とすることを特徴とする補正量演算装置。
【請求項２】
前記検出開始点設定部が、
前記直前交点を終点とし前記直前交点の直前に検出された検出交点を始点とする第１ベクトル及びＹ方向において前記直前交点に隣接する検出交点であるＹ方向隣接交点を始点としＹ方向隣接交点の次に検出された検出交点を終点とする第２ベクトルに基づいて、前記直前交点の検出に用いた検出開始点を移動して前記次の検出開始点を設定する請求項１に記載の補正量演算装置。
【請求項３】
前記交点探索部が、
前記検出交点の内、格子間隔の変化量が予め定められた範囲を外れる検出交点を、前記探索交点から外す交点除外部を更に具備する請求項１又は２に記載の補正量演算装置。
【請求項４】
前記交点探索部が、
前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、
Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、
Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、
Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、
Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、
前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点とし、前記探索交点に加える交点決定部を更に具備し、
前記交点決定部は、
前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定する請求項１乃至３のいずれかに記載の補正量演算装置。
【請求項５】
複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算装置において、
前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索部と、
前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出部とを備え、
前記交点探索部は、
検出開始点を設定する検出開始点設定部と、
前記検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出部と、
前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に２つの検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点として出力する交点決定部とを具備し、
前記検出交点及び前記決定交点を前記探索交点とし、
前記交点決定部は、
前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定することを特徴とする補正量演算装置。
【請求項６】
前記交点決定部が、
前記第１範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｘ直線を前記Ｘ直線とし、
前記第２範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｙ直線を前記Ｙ直線とする請求項４又は５に記載の補正量演算装置。
【請求項７】
前記交点決定部が、
前記暫定Ｘ直線が前記第１範囲でのＹ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｙ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｘ直線の決定に使用し、
前記暫定Ｙ直線が前記第２範囲でのＸ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｘ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｙ直線の決定に使用する請求項４乃至６のいずれかに記載の補正量演算装置。
【請求項８】
前記交点決定部が、
前記パターンＡ２において前記Ｘ１交点及び前記Ｘ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｘ１交点が未検出交点のときは前記Ｘ１交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ１交点を求め、前記Ｘ２交点が未検出交点のときは前記Ｘ２交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ２交点を求めて、前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２において前記Ｙ１交点及び前記Ｙ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｙ１交点が未検出交点のときは前記Ｙ１交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ１交点を求め、前記Ｙ２交点が未検出交点のときは前記Ｙ２交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ２交点を求めて、前記Ｙ直線を決定する請求項４乃至７のいずれかに記載の補正量演算装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の補正量演算装置を搭載し、
前記補正量演算装置が演算する前記補正量を用いて、前記画像の歪みを補正することを特徴とする補正装置。
【請求項１０】
複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算方法において、
前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索ステップと、
前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出ステップとを有し、
前記交点探索ステップは、
検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出ステップと、
直前に検出された検出交点である直前交点及び前記直前交点の周囲の検出交点並びに前記直前交点の検出に用いた検出開始点に基づいて次の検出開始点を設定する検出開始点設定ステップとを有し、
前記検出交点を前記探索交点とすることを特徴とする補正量演算方法。
【請求項１１】
前記検出開始点設定ステップが、
前記直前交点を終点とし前記直前交点の直前に検出された検出交点を始点とする第１ベクトル及びＹ方向において前記直前交点に隣接する検出交点であるＹ方向隣接交点を始点としＹ方向隣接交点の次に検出された検出交点を終点とする第２ベクトルに基づいて、前記直前交点の検出に用いた検出開始点を移動して前記次の検出開始点を設定する請求項１０に記載の補正量演算方法。
【請求項１２】
前記交点探索ステップが、
前記検出交点の内、格子間隔の変化量が予め定められた範囲を外れる検出交点を、前記探索交点から外す交点除外ステップを更に有する請求項１０又は１１に記載の補正量演算方法。
【請求項１３】
前記交点探索ステップが、
前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、
Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、
Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、
Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、
Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、
前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点とし、前記探索交点に加える交点決定ステップを更に有し、
前記交点決定ステップは、
前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定する請求項１０乃至１２のいずれかに記載の補正量演算方法。
【請求項１４】
複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算方法において、
前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索ステップと、
前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出ステップとを有し、
前記交点探索ステップは、
検出開始点を設定する検出開始点設定ステップと、
前記検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出ステップと、
前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点として出力する交点決定ステップとを有し、
前記検出交点及び前記決定交点を前記探索交点とし、
前記交点決定ステップは、
前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定することを特徴とする補正量演算方法。
【請求項１５】
前記交点決定ステップが、
前記第１範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｘ直線を前記Ｘ直線とし、
前記第２範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｙ直線を前記Ｙ直線とする請求項１３又は１４に記載の補正量演算方法。
【請求項１６】
前記交点決定ステップが、
前記暫定Ｘ直線が前記第１範囲でのＹ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｙ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｘ直線の決定に使用し、
前記暫定Ｙ直線が前記第２範囲でのＸ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｘ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｙ直線の決定に使用する請求項１３乃至１５のいずれかに記載の補正量演算方法。
【請求項１７】
前記交点決定ステップが、
前記パターンＡ２において前記Ｘ１交点及び前記Ｘ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｘ１交点が未検出交点のときは前記Ｘ１交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ１交点を求め、前記Ｘ２交点が未検出交点のときは前記Ｘ２交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ２交点を求めて、前記Ｘ直線を決定し、
前記パターンＢ２において前記Ｙ１交点及び前記Ｙ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｙ１交点が未検出交点のときは前記Ｙ１交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ１交点を求め、前記Ｙ２交点が未検出交点のときは前記Ｙ２交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ２交点を求めて、前記Ｙ直線を決定する請求項１３乃至１６のいずれかに記載の補正量演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子状のパターン等を描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算装置、その補正量演算装置を搭載した補正装置及びその補正量演算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な機器や装置にカメラが搭載されるようになってきており、自動車においても、安全性向上をアシストする装置として搭載される衝突防止装置や車間距離制御装置等にカメラが装備されており、更に将来の実現に向けて研究開発が盛んに行われている自動運転車では、人間の目の代わりとなるカメラの搭載は必須となっている。自動車に搭載されるこれらの装置では、前方、更には周辺の自動車等の障害物を認識及び監視するために、障害物までの距離を正確に計測する必要がある。
【０００３】
一方、カメラで撮像された画像には、レンズの形状や材質に起因する収差や、レンズの光軸と直交すべき撮像面のずれ等により、歪みやボケ等が生じることがある。収差には、主にレンズの形状に起因する単色収差と、レンズの材質に起因する色収差があり、更に単色収差には球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲及び歪曲収差があり、球面収差、コマ収差、非点収差及び像面湾曲並びに色収差は画像がぼやける等の鮮明さに関する収差で、歪曲収差は画像の歪みに関する収差である。
【０００４】
撮像された画像に歪みやボケ、特に歪みが生じた場合、対象物までの距離の計測に影響を与えるので、その解消が必要である。歪曲収差による歪みへの対策として、歪曲収差が少ない非球面レンズの使用が考えられるが、非球面レンズは球面レンズに比べると高価であり、非球面レンズの使用だけでは歪曲収差以外に起因する歪みに十分に対応することができない。
【０００５】
そこで、予め決められた形状のパターンが描画されたチャートを用いて歪みが生じた画像を補正する方法が提案されている。その方法では、対象となるカメラでチャートを撮像し、撮像された画像（チャート画像）と、同じチャートを対象として歪みやボケがなく撮像或いは作成された画像とを比較し、その差分情報を補正量として事前に求め、同じカメラで撮像された画像を補正量で補正することで、歪みの影響を低減する。例えば、特許第４１０９０７７号公報（特許文献１）では、カメラの光学的な歪みに起因した画像データの歪みを正す補正パラメータと、一対のカメラの位置的なずれに起因した一対の画像データの位置ずれを正す校正パラメータを算出し、一対の画像データを、補正パラメータ及び校正パラメータを用いて変換することにより、ステレオカメラの光学的な歪みと位置的なずれを画像処理で調整する技術が提案されており、補正パラメータの算出において、上記のようなチャートを使用している。特許文献１では、複数の垂直線と複数の水平線とが等間隔で配置された格子状パターンが描かれた補正用チャートを使用し、補正用チャートには、メインカメラと位置的に対応する格子点の周りに配置された４つの円形マークで構成されるメインマークが描かれている。補正パラメータの算出では、まず、補正用チャートを撮像した画像データによって規定される画像平面の中から、メインマークで囲まれた格子点（「メイン格子点」と称す）の座標を検出し、メイン格子点を基準として、画像平面に存在する格子点の座標を検出していく。具体的には、メイン格子点の座標位置を基準として、既知の格子線間隔に基づき、メイン格子点に隣接する格子点が存在するであろう所定の相対位置に所定面積の探索範囲を設定し、その探索範囲から格子点の座標を検出し、検出された新たな格子点の座標を基準として、この格子点に隣接する格子点の座標を順次検出していく。そして、全ての格子点の座標を検出したら、光学的な歪みが全く存在しないような理想的なカメラで補正用チャートを撮像した場合に検出される格子点の座標を理論的に算出した目標座標と、検出された格子点の座標との座標相当の差分値を補正パラメータとしている。格子点外の座標に対する補正パラメータは、当該格子点外の座標の周囲に存在する格子点の座標に対する補正パラメータに基づく補間計算により算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１０９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、自動運転等への応用の場合、全方位の画像が必要であり、そのような画像をコスト面等から少ないカメラで撮像しようとすると、魚眼レンズのように、より広い視野の広角レンズを使用することになるが、視野を広げた分、撮像された画像の歪みが大きくなってしまう。特許文献１での補正パラメータの算出においてそのような歪みが大きい画像をチャート画像として用いた場合、隣接する格子点の探索において適切な探索範囲を設定するのが難しくなり、隣接する格子点をもらさないように探索範囲を広くすると、演算量が増えるだけではなく、水平方向での探索において、本来水平方向であるべき横方向の格子線が歪みのために上方又は下方に歪曲し、格子点を正しく探索できないおそれがある。また、歪みが大きくなると、レンズの解像度も下がり、格子線のボケが大きくなり、更に格子点の探索が困難となる。
【０００８】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、格子状のパターン等を描画したチャートを撮像した画像の歪みやボケが大きい場合でも、効率的で的確に格子点等の交点を探索して、画像の歪みを補正するための補正量を演算することができる補正量演算装置及び補正量演算方法を提供し、その補正量演算装置を搭載して画像の歪みを高精度に補正可能な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】
本発明は、複数の直線が２方向に規則的に配置されたパターンを描画したチャートを用いて、画像の歪みを補正するための補正量を演算する補正量演算装置に関し、本発明の上記目的は、前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索部と、前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出部とを備え、前記交点探索部は、検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出部と、直前に検出された検出交点である直前交点及び前記直前交点の周囲の検出交点並びに前記直前交点の検出に用いた検出開始点に基づいて次の検出開始点を設定する検出開始点設定部とを具備し、前記検出交点を前記探索交点とすることにより達成される。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、前記検出開始点設定部が、前記直前交点を終点とし前記直前交点の直前に検出された検出交点を始点とする第１ベクトル及びＹ方向において前記直前交点に隣接する検出交点であるＹ方向隣接交点を始点としＹ方向隣接交点の次に検出された検出交点を終点とする第２ベクトルに基づいて、前記直前交点の検出に用いた検出開始点を移動して前記次の検出開始点を設定することにより、或いは、前記交点探索部が、前記検出交点の内、格子間隔の変化量が予め定められた範囲を外れる検出交点を、前記探索交点から外す交点除外部を更に具備することにより、或いは、前記交点探索部が、前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点とし、前記探索交点に加える交点決定部を更に具備し、前記交点決定部は、前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定することにより、より効果的に達成される。
【００１１】
本発明の上記目的は、前記チャートを撮像したチャート画像から前記直線の交点を探索するために、Ｘ方向への前記交点の探索をＸ方向とは別のＹ方向に移動しながら行い、探索した前記交点を探索交点として出力する交点探索部と、前記探索交点と予め定められた目標交点を比較して、前記補正量を算出する補正量算出部とを備え、前記交点探索部は、検出開始点を設定する検出開始点設定部と、前記検出開始点に基づいて前記交点を検出し、検出交点として出力する交点検出部と、前記検出交点として検出されていない交点である未検出交点が存在する場合、Ｘ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＡ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線とし、Ｘ方向において、前記パターンＡ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＡ２のときは、前記未検出交点に隣接するＸ１交点及び前記Ｘ１交点に隣接するＸ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｘ直線とし、Ｙ方向において、前記未検出交点の両隣に検出交点が存在する又は前記未検出交点の後方或いは前方に２つの検出交点が連続して存在するというパターンＢ１のときは、前記２つの検出交点を結ぶ直線をＹ直線とし、Ｙ方向において、前記パターンＢ１ではなく、前記未検出交点の後方又は前方に、検出交点及び決定交点が順不同で連続して存在する又は２つの決定交点が連続して存在するというパターンＢ２のときは、前記未検出交点に隣接するＹ１交点及び前記Ｙ１交点に隣接するＹ２交点に基づいて決定される直線を前記Ｙ直線とし、前記Ｘ直線と前記Ｙ直線の交点を前記未検出交点に対する決定交点として出力する交点決定部とを具備し、前記検出交点及び前記決定交点を前記探索交点とし、前記交点決定部は、前記パターンＡ２の場合、前記Ｘ１交点の中心をＹ方向に所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｘ２交点の中心をＹ方向に前記所定の第１刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｘ直線を作成し、前記暫定Ｘ直線上において前記Ｘ１交点から見て前記Ｘ２交点とは反対側に位置する所定の第１範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｘ直線から前記Ｘ直線を決定し、前記パターンＢ２の場合、前記Ｙ１交点の中心をＸ方向に所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点と、前記Ｙ２交点の中心をＸ方向に前記所定の第２刻み幅でずらして求められる複数の刻み点とを結んで複数の暫定Ｙ直線を作成し、前記暫定Ｙ直線上において前記Ｙ１交点から見て前記Ｙ２交点とは反対側に位置する所定の第２範囲内の画素の輝度に基づいて、複数の前記暫定Ｙ直線から前記Ｙ直線を決定することにより達成される。
【００１２】
また、本発明の上記目的は、前記交点決定部が、前記第１範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｘ直線を前記Ｘ直線とし、前記第２範囲内の画素の輝度の合計値が最も小さい暫定Ｙ直線を前記Ｙ直線とすることにより、或いは、前記交点決定部が、前記暫定Ｘ直線が前記第１範囲でのＹ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｙ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｘ直線の決定に使用し、前記暫定Ｙ直線が前記第２範囲でのＸ方向において複数の画素に跨っている箇所が存在する場合、跨っている割合に応じて前記Ｘ方向の複数の画素の輝度を重み付けして加算した値を新たな輝度として、前記Ｙ直線の決定に使用することにより、或いは、前記交点決定部が、前記パターンＡ２において前記Ｘ１交点及び前記Ｘ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｘ１交点が未検出交点のときは前記Ｘ１交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ１交点を求め、前記Ｘ２交点が未検出交点のときは前記Ｘ２交点のＹ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｘ２交点を求めて、前記Ｘ直線を決定し、前記パターンＢ２において前記Ｙ１交点及び前記Ｙ２交点のいずれか又は両方が未検出交点の場合、前記Ｙ１交点が未検出交点のときは前記Ｙ１交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ１交点を求め、前記Ｙ２交点が未検出交点のときは前記Ｙ２交点のＸ方向における近傍の複数の検出交点に基づいて前記Ｙ２交点を求めて、前記Ｙ直線を決定することにより、より効果的に達成される。
【００１３】
また、上記補正量演算装置を搭載することにより、前記補正量演算装置が演算する前記補正量を用いて、前記画像の歪みを補正する補正装置を達成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の補正量演算装置及び補正量演算方法によれば、直前に検出された交点に基づいて次の検出開始点を決定しているので、チャートを撮像した画像の歪みが大きい場合でも、効率的で的確に交点を探索することができ、その探索した交点に基づいて適切な補正量を演算することができる。また、未検出交点を、近傍の検出交点と未検出交点の周辺の輝度に基づいて探索することにより、画像がぼやけている場合でも交点を見つけることができる。
【００１５】
また、本発明の補正量演算装置を搭載した補正装置によれば、適切な補正量を用いて画像の歪みを補正するので、高精度な補正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】チャートに描画されるパターンの例を示す図である。
【図２】チャートの設置位置の例を示すイメージ図である。
【図３】パターンマッチングで用いる基準となる画像の例を示す図である。
【図４】チャート画像の中心近辺の格子点と算出される原点の関係を説明するイメージ図である。
【図５】チャート画像を象限に分割する例を示すイメージ図である。
【図６】格子点検出の実行順の例を示すイメージ図である。
【図７】格子点検出の手順例を示すフローチャートである。
【図８】サブピクセル精度での算出方法を示すイメージ図である。
【図９】原点からＸ方向及びＹ方向への検出開始点の設定の流れを示すイメージ図である。
【図１０】開始点移動ベクトルを用いた検出開始点の設定例を示すイメージ図である。
【図１１】決定格子点を決定するためのＸ直線を推測するパターン例（パターンＡ１）を示すイメージ図である。
【図１２】決定格子点を決定するためのＹ直線を推測するパターン例（パターンＢ１）を示すイメージ図である。
【図１３】決定格子点を決定するためのＸ直線を推測するパターン例（パターンＡ２）を示すイメージ図である。
【図１４】決定格子点を決定するためのＹ直線を推測するパターン例（パターンＢ２）を示すイメージ図である。
【図１５】Ｘ直線の推測方法を説明するためのイメージ図である。
【図１６】輝度加算範囲での輝度算出を説明するためのイメージ図である。
【図１７】決定格子点を決定するためのＸ直線を推測するパターン例（パターンＡ３）を示すイメージ図である。
【図１８】近傍未検出格子点の算出を説明するためのイメージ図である。
【図１９】決定格子点を決定するためのＹ直線を推測するパターン例（パターンＢ３）を示すイメージ図である。
【図２０】格子点が画面から外れてしまった例を示すイメージ図である。
【図２１】本発明に係る補正量演算装置の構成例を示すブロック図である。
【図２２】樽型の歪曲収差によるチャート画像の歪みの例を示すイメージ図である。
【図２３】検出格子点がずれている例を示すイメージ図である。
【図２４】決定格子点が決定されていく過程を説明するイメージ図である。
【図２５】本発明に係る補正量演算装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２６】本発明に係る補正量演算装置での格子点検出の動作例を示すフローチャートである。
【図２７】本発明に係る補正装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、歪曲収差等で歪みが生じた画像の歪みを補正するために、格子状のパターン等を描画したチャートを撮像し、撮像されたチャート（チャート画像）中から各直線の交点を探索し、探索された交点（探索交点）と歪みが生じていない場合の画像での交点（目標交点）との差分を基に、歪みを補正するための補正パラメータ（補正量）を算出する。交点の探索は交点の検出と交点の決定とで実施される。交点の検出では、各交点に対して検出を開始するポイント（検出開始点）を設定し、そこを出発点として輝度の大小に基づいて２方向の直線を検出し、検出した直線の交点（検出交点）を検出する。この際、直前に検出された交点（直前交点）の検出において設定された検出開始点を移動させて次の検出開始点を設定するが、その移動の方向及び大きさを表すベクトル（以下、「開始点移動ベクトル」とする）を、直前交点及び直前交点の周囲の検出交点に基づいて算出する。これにより、チャート画像の歪みが大きい場合でも、的確に検出開始点を設定することができる。交点の決定では、交点の検出では検出できなかった交点（未検出交点）を、近傍の検出交点を基に見つけ出す。つまり、未検出交点の近傍の検出交点から未検出交点で交差している直線（Ｘ直線、Ｙ直線）を推測し、推測した直線の交点（決定交点）を決定する。Ｘ直線及びＹ直線の推測では、未検出交点の両隣又は後方或いは前方２つの交点が検出交点の場合（パターンＡ１、パターンＢ１）、その２つの検出交点を結ぶ直線をＸ直線又はＹ直線とし、そうではない場合、未検出交点の後方又は前方の２つの交点を基に、その２つの交点を横切る複数の直線（暫定Ｘ直線、暫定Ｙ直線）を想定し、その直線上で未検出交点が存在すると推測される範囲内の画素の輝度に基づいてＸ直線又はＹ直線を選定する。これにより、交点がぼやけていても見つけ出すことができる。また、本発明では、隣接する検出交点との間隔（格子間隔）の変化量が予め定められた範囲（以下、「間隔レート範囲」とする）を外れる検出交点を探索交点から外すことも可能である。これにより、誤検出により本来の位置からずれて検出された検出交点を外すことができる。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態では、図１に示されるような複数の垂直線（以下、「垂直格子線」とする）と複数の水平線（以下、「水平格子線」とする）が等間隔に配置された格子状のパターンが描画されたチャートを使用する。図１において、横方向が水平方向、縦方向が垂直方向である。垂直格子線は一定の間隔で平行して配置されており、それらに直交するように水平格子線が一定の間隔で平行して配置されている。垂直格子線の間隔と水平格子線の間隔は同じでも異なっていても良い。本実施形態では、このチャートを撮像した画像（チャート画像）中から、垂直格子線と水平格子線の交点（以下、「格子点」とする）を探索する。
【００２０】
チャートを、例えば自動車に搭載され、自動車の前方を撮像するカメラで撮像する場合、図２に示されるように、自動車の前方に一定の距離を置いて、カメラ１の正面に、カメラ１の撮像面と平行になるように、チャート２を設置する。
【００２１】
本実施形態では、チャート画像の中心近辺の格子点から探索を開始する。これは、歪曲収差により画像に歪みが生じた場合、画像の中心から周辺に行く程、歪みが大きくなるので、歪みが最も少ないと想定される画像の中心から探索を始めるのが、より正確な探索が期待できるからである。そのために、まず、チャート画像の中心近辺の４つの格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１を検出する。例えば、図３に示されるようなチャート画像中の格子線と同程度の幅をもつ垂直格子線と水平格子線が直交する画像を用いたパターンマッチングを、チャート画像の中心近辺の範囲で行い、上記４つの格子点を検出する。
【００２２】
格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１を検出したら、図４に示されるように、それらの中心、即ち、格子点Ｌａ１１とＬｃ１１を結ぶ直線と格子点Ｌｂ１１とＬｄ１１を結ぶ直線の交点を原点Ｏｐとし、原点Ｏｐを中心にしてチャート画像を、図５に示されるように、４つの象限（象限I、II、III、IV）に分割し、象限毎に格子点の検出を行う。この際、格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１で形成される格子の水平方向の間隔（以下、「Ｘ格子間隔」とする）Ｗｘと垂直方向の間隔（以下、「Ｙ格子間隔」とする）Ｗｙを各格子点の座標より算出する。
【００２３】
各象限での格子点の検出は、原点Ｏｐから水平格子線に沿ってチャート画像の周辺に向かう方向（Ｘ方向）への検出を、原点Ｏｐから垂直格子線に沿ってチャート画像の周辺に向かう方向（Ｙ方向）へと行っていく。即ち、図６に示されるように、破線の矢印で示されるＸ方向の検出を、太線の矢印で示されるＹ方向に向かって行っていく。
【００２４】
各格子点の検出は、検出を開始するポイント（検出開始点）を設定し、そこを出発点として行われる。最初に設定される検出開始点は、各象限共通で、原点Ｏｐである。以下に、検出開始点から出発して格子点を検出する手順について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００２５】
検出開始点を出発点としてＸ方向に画素の輝度を順次確認し（以下、この確認する画素の並びを「Ｘ検出ライン」とする）、輝度が減少から増加に転じる最小の輝度を有する画素を探す（ステップＳ１０）。輝度が最小の画素を探したら、その画素及びＸ方向においてその画素の両隣である画素を用いて、サブピクセル精度で最も輝度が小さい点（以下、「極小点」とする）Ｐ１を求める（ステップＳ２０）。サブピクセル精度での極小点Ｐ１の求め方については後述する。この極小点Ｐ１は垂直格子線上の点だと推測される。極小点Ｐ１を求めたら、検出開始点よりＹ方向に１画素分だけ移動した画素を出発点として（ステップＳ３０）、ステップＳ１０〜Ｓ２０と同様の動作により極小点Ｐ２を求める。その後、同様にしてＹ方向に１画素分ずつ移動して、Ｘ検出ラインでの検出を続けて、極小点Ｐ３、Ｐ４、・・・を求める。そのようにして極小点を求めていくと、輝度が小さい値のままで殆ど変化しないＸ検出ライン（以下、「小輝度Ｘ検出ライン」とする）に遭遇する。これは、水平格子線に到達したからだと推測されるので、小輝度Ｘ検出ラインに遭遇したら（ステップＳ４０）、そのラインでの検出は行わず、更にＹ方向に１画素分だけ移動して（ステップＳ５０）、Ｘ検出ラインでの検出を続け、極小点を求める（ステップＳ６０、Ｓ７０）。小輝度Ｘ検出ラインであるかの判断は、輝度に対して所定の閾値を設定し、その閾値以下の輝度が所定の数続いたら、そのＸ検出ラインを小輝度Ｘ検出ラインとすることにより行う。小輝度Ｘ検出ラインに遭遇したポイントからのＹ方向への移動量がＹ格子間隔Ｗｙの１／２になるまで検出を続け、Ｗｙ／２に到達したら（ステップＳ８０）、それ以上の検出は行わない。そして、それまでに求められた極小点に対して、最小二乗法により直線（以下、「推測垂直格子線」とする）を求める（ステップＳ９０）。
【００２６】
次に、検出開始点を出発点として、検出する方向をＹ方向にし、移動する方向をＸ方向にして、ステップＳ１０〜Ｓ９０と同様の動作により、水平格子線と推測される直線（以下、「推測水平格子線」とする）を求める（ステップＳ１００）。この場合の検出終了の判断では、Ｘ格子間隔Ｗｘを使用する。
【００２７】
推測垂直格子線及び推測水平格子線が求められたら、これらの交点を、求める格子点（以下、「検出格子点」とする）とする（ステップＳ１１０）。
【００２８】
上記の動作において、小輝度Ｘ検出ライン、或いはＹ方向における同様のライン（以下、「小輝度Ｙ検出ライン」とする）に遭遇しない場合、検出をし続けることになるので、小輝度Ｘ検出ライン又は小輝度Ｙ検出ラインに依存しない所定の上限値を設定し、移動量が上限値に達したら検出を終了するようにしても良い。または、同じＸ検出ライン、或いはＹ方向における同様のライン（以下、「Ｙ検出ライン」とする）において極小点が複数求められたら、検出を終了するようにしても良い。なお、小輝度Ｘ検出ライン又は小輝度Ｙ検出ラインを越えてからの移動量がＹ格子間隔Ｗｙの１／２又はＸ格子間隔Ｗｘの１／２になったら検出を終了しているが、１／２ではなく、その前後の割合でも良く、画像の歪みを考慮して、検出開始点の位置に応じて割合を変えても良い。また、推測垂直格子線及び推測水平格子線を最小二乗法で求めているが、最小二乗法以外の近似方法で求めても良い。
【００２９】
ここで、サブピクセル精度での極小点の求め方について説明する。
【００３０】
図８は、連続する画素の輝度を、横軸を連続する画素の位置、縦軸を輝度として模擬化した図で、ｓ２において最小の輝度になっているとする。図８において、輝度は最小値付近では線形近似できると仮定し、輝度が最小となる位置のｓ２とその前後の位置の輝度のうち輝度が大きい方の位置（図８ではｓ３）を直線で結び（図８では直線ｓ２ｓ３）、さらに傾きがその直線の傾きと逆符号で輝度が小さい方の位置（図８ではｓ１）を通る直線を引き、２つの直線の交点を極小点とする。なお、最小値付近での輝度を線形近似ではなく、二次曲線等で近似しても良い。
【００３１】
最初に設定される検出開始点は原点Ｏｐであるが、その後の検出開始点は、直前に設定された検出開始点を基にして設定される。
【００３２】
原点ＯｐからＸ方向への検出開始点の設定は、図９（Ａ）に示されるように、原点ＯｐをＸ方向にＸ格子間隔Ｗｘだけ順次移動させたポイントを検出開始点とする。同様に、原点ＯｐからＹ方向への検出開始点の設定は、図９（Ｂ）に示されるように、原点ＯｐをＹ方向にＹ格子間隔Ｗｙだけ順次移動させたポイントを検出開始点とする。
【００３３】
検出した格子点の周囲に検出格子点が存在する場合は、それら周囲の検出格子点から算出される開始点移動ベクトルを用いて、次の検出開始点を設定する。図１０は第IV象限における設定方法を説明した図で、検出開始点Ｓｄｉｊを出発点として格子点Ｌａｉｊが検出され、次の検出対象である格子点Ｌａｉ＋１ｊを検出するための検出開始点Ｓｄｉ＋１ｊを設定する場合を示している。この場合、検出格子点Ｌａｉｊの直前に検出された検出格子点Ｌａｉ−１ｊを始点とし、検出格子点Ｌａｉｊを終点とするベクトル（第１ベクトル）Ｖｉ−１ｊと、Ｙ方向において検出格子点Ｌａｉｊより前に検出された（図１０では上に位置する）検出格子点Ｌａｉｊ−１（Ｙ方向隣接交点）を始点とし、検出格子点Ｌａｉｊ−１の次に検出された検出格子点Ｌａｉ＋１ｊ−１を終点とするベクトル（第２ベクトル）Ｖｉｊ−１を用いて、下記の数１より開始点移動ベクトルＭＶｉｊを求める。
【００３４】
【数１】
2018139366.tif 000003
そして、検出開始点Ｓｄｉｊを開始点移動ベクトルＭＶｉｊの大きさと向きだけ移動したポイントを次の検出開始点Ｓｄｉ＋１ｊとする。このように、直前の検出開始点（図１０の場合は検出開始点Ｓｄｉｊ）の近傍の検出格子点の並びを基にして次の検出開始点を設定するので、チャート画像の歪みが大きい場合でも、その歪みに合わせて、的確な検出開始点を設定することができる。
【００３５】
上述のような格子点検出を、図６に示される順序で行った結果、検出できなかった格子点（以下、「未検出格子点」とする）があった場合、未検出格子点の近傍の格子点を基に、未検出格子点を通るＸ方向の直線（Ｘ直線）及びＹ方向の直線（Ｙ直線）を推測し、Ｘ直線とＹ直線の交点を、その未検出格子点に対応する格子点（以下、「決定格子点」とする）とする。以下、Ｘ直線及びＹ直線の推測方法について説明する。
【００３６】
未検出格子点の両隣、後方２つの交点又は前方２つの交点が検出格子点の場合（パターンＡ１、パターンＢ１）、その２つの検出格子点を結ぶ直線をＸ直線又はＹ直線とする。例えば、格子点Ｌａｉｊが未検出の場合、図１１（パターンＡ１）において、図１１（Ａ）では検出格子点Ｌａｉ−１ｊ及びＬａｉ＋１ｊを結ぶ直線をＸ直線とし、図１１（Ｂ）では検出格子点Ｌａｉ−２ｊ及びＬａｉ−１ｊを結ぶ直線をＸ直線とし、図１１（Ｃ）では検出格子点Ｌａｉ＋１ｊ及びＬａｉ＋２ｊを結ぶ直線をＸ直線とする。図１２（パターンＢ１）において、図１２（Ａ）では検出格子点Ｌａｉｊ−１及びＬａｉｊ＋１を結ぶ直線をＹ直線とし、図１２（Ｂ）では検出格子点Ｌａｉｊ−２及びＬａｉｊ−１を結ぶ直線をＹ直線とし、図１２（Ｃ）では検出格子点Ｌａｉｊ＋１及びＬａｉｊ＋２を結ぶ直線をＹ直線とする。
【００３７】
パターンＡ１ではなく、未検出格子点の後方又は前方の２つの格子点が検出格子点又は決定格子点の場合（パターンＡ２）、その２つの格子点を基にＸ直線を推測する。例えば、格子点Ｌａｉｊが未検出の場合、図１３（Ａ）に示されるように格子点Ｌａｉ−１ｊが検出格子点で格子点Ｌａｉ−２ｊが決定格子点のとき、図１３（Ｂ）に示されるように格子点Ｌａｉ−１ｊが決定格子点で格子点Ｌａｉ−２ｊが検出格子点のとき、又は、図１３（Ｃ）に示されるように格子点Ｌａｉ−１ｊ及びＬａｉ−２ｊが共に決定格子点のとき、格子点Ｌａｉ−１ｊ（Ｘ１交点）及びＬａｉ−２ｊ（Ｘ２交点）を基にＸ直線を推測し、図１３（Ｄ）に示されるように格子点Ｌａｉ＋１ｊが検出格子点で格子点Ｌａｉ＋２ｊが決定格子点のとき、図１３（Ｅ）に示されるように格子点Ｌａｉ＋１ｊが決定格子点で格子点Ｌａｉ＋２ｊが検出格子点のとき、又は、図１３（Ｆ）に示されるように格子点Ｌａｉ＋１ｊ及びＬａｉ＋２ｊが共に決定格子点のとき、格子点Ｌａｉ＋１ｊ（Ｘ１交点）及びＬａｉ＋２ｊ（Ｘ２交点）を基にＸ直線を推測する。
【００３８】
パターンＢ１ではなく、未検出格子点の後方又は前方の２つの格子点が検出格子点又は決定格子点の場合（パターンＢ２）も同様に、その２つの格子点を基にＹ直線を推測する。例えば、格子点Ｌａｉｊが未検出の場合、図１４（Ａ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ−１が検出格子点で格子点Ｌａｉｊ−２が決定格子点のとき、図１４（Ｂ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ−１が決定格子点で格子点Ｌａｉｊ−２が検出格子点のとき、又は、図１４（Ｃ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ−１及びＬａｉｊ−２が共に決定格子点のとき、格子点Ｌａｉｊ−１（Ｙ１交点）及びＬａｉｊ−２（Ｙ２交点）を基にＹ直線を推測し、図１４（Ｄ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ＋１が検出格子点で格子点Ｌａｉｊ＋２が決定格子点のとき、図１４（Ｅ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ＋１が決定格子点で格子点Ｌａｉｊ＋２が検出格子点のとき、又は、図１４（Ｆ）に示されるように格子点Ｌａｉｊ＋１及びＬａｉｊ＋２が共に決定格子点のとき、格子点Ｌａｉｊ＋１（Ｙ１交点）及びＬａｉｊ＋２（Ｙ２交点）を基にＹ直線を推測する。
【００３９】
これらのパターンでのＸ直線及びＹ直線の推測方法について、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるパターンを例にして説明する。
【００４０】
図１５に示されるように、まず、Ｙ方向において格子点Ｌａｉ−２ｊの中心から±１画素の範囲内で所定の刻み幅で刻み点を設定し、格子点Ｌａｉ−１ｊに対しても同様にして刻み点を設定し、両方の刻み点を結ぶ直線（暫定Ｘ直線）を作成する。例えば、刻み幅を０．１画素とした場合、２１個の刻み点がそれぞれ設定され、４４１本の暫定Ｘ直線が作成される。次に、各暫定Ｘ直線において、未検出格子点Ｌａｉｊに隣接する方の格子点Ｌａｉ−１ｊのＸ方向の近傍に所定の範囲、例えば格子点Ｌａｉ−１ｊから１画素ずつで１５画素まで伸ばした範囲（図１５において濃淡がある四角で構成された範囲。なお、図１５ではイメージを表しているので、画素数等はここでの記載と一致していない。以下、この範囲を「輝度加算範囲」とする）を設定し、輝度加算範囲内にある画素の輝度を全て加算する。この際、図１６（Ａ）に示されるように、暫定Ｘ直線が１つの画素Ｐｘ１を通る場合は画素Ｐｘ１の輝度Ｂｎ１を用いるが、図１６（Ｂ）に示されるように２つの画素Ｐｘ１及びＰｘ２に跨って通る場合は、両方の画素の輝度を重み付けして加算した値をそのポイントでの輝度として用いる。例えば、１画素分の大きさを有し、暫定Ｘ直線が中心を通る、図１６（Ｂ）の点線で示されるような枠を設定し、その枠内で画素Ｐｘ１及びＰｘ２の占める割合がそれぞれｒ１及びｒ２（ｒ１＋ｒ２＝１）の場合、Ｂｎ１×ｒ１＋Ｂｎ２×ｒ２（Ｂｎ２は画素Ｐｘ２の輝度）をそのポイントでの輝度とする。各暫定Ｘ直線における輝度の加算値を算出したら、その中で最も小さい加算値を有する暫定Ｘ直線をＸ直線とする。このように、連続する隣接の格子点を基に暫定Ｘ直線を作成し、未検出格子点が存在すると推測される範囲内の輝度を基に暫定Ｘ直線の中からＸ直線を選定するので、格子点がぼやけていても適切なＸ直線を見つけ出すことができる。なお、輝度の加算値が最も小さい暫定Ｘ直線をＸ直線としているが、その他の選定方法、例えば、輝度に対して閾値を設定し、閾値より小さい輝度を有する画素の数が最も多い暫定Ｘ直線をＸ直線とする等の方法を用いても良い。また、刻み点を設定する範囲及び刻み幅は±１画素及び０．１画素以外でも良く、格子点Ｌａｉ−２ｊと格子点Ｌａｉ−１ｊとで変えても良い。
【００４１】
図１３（Ｄ）〜（Ｆ）に示される場合も、上記と同様の手順でＸ直線を推測し、図１４（Ａ）〜（Ｆ）に示される場合も、方向を変えるだけで、同様の手順でＹ直線を推測する。なお、輝度加算範囲は上記の範囲に限らず、未検出格子点が存在すると推測される範囲として適宜設定して良く、格子の間隔（Ｘ格子間隔又はＹ格子間隔）や格子点の位置等に応じて可変としても良い。
【００４２】
図１３に示されるパターンＡ２において、図１７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、未検出格子点Ｌａｉｊの後方の２つの格子点Ｌａｉ−１ｊ及びＬａｉ−２ｊの内のいずれか又は両方が未検出格子点の場合、又は、図１７（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）に示されるように、未検出格子点Ｌａｉｊの前方の２つの格子点Ｌａｉ＋１ｊ及びＬａｉ＋２ｊの内のいずれか又は両方が未検出格子点の場合（以下、これらの場合を「パターンＡ３」とする）、後方又は前方の未検出格子点（以下、「近傍未検出格子点」とする）のＹ方向での近傍の検出格子点に基づいて、近傍未検出格子点を求め、その結果を基に、図１３に示されるパターンＡ２の場合と同様に、暫定Ｘ直線を作成してのＸ直線の推測を行う。図１７において、白丸で示される格子点が求めたい未検出格子点、灰色の丸が検出格子点又は決定格子点、点線の白丸が近傍未検出格子点である。例えば、図１７（Ａ）の場合において、図１８に示されるように、近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊに対して近傍の検出格子点Ｌａｉ−２ｊ−１及びＬａｉ−２ｊ−２が存在する場合、検出格子点Ｌａｉ−２ｊ−１及びＬａｉ−２ｊ−２を外挿して近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊを求め、近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊ及び格子点Ｌａｉ−１ｊを基に暫定Ｘ直線を作成し、輝度の加算値が最も小さい暫定Ｘ直線をＸ直線とする。外挿による近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊの導出は、例えば、検出格子点Ｌａｉ−２ｊ−１を、ベクトルＬａｉ−２ｊ−２Ｌａｉ−２ｊ−１と同じ大きさで同じ向きに移動し、その移動先を近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊとする。なお、外挿等により近傍未検出格子点を求めるために、２つではなく３つ以上の検出格子点を使用しても良い。例えば、３つの検出格子点Ｌａｉ−２ｊ−１、Ｌａｉ−２ｊ−２及びＬａｉ−２ｊ−３を使用して近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊを求める場合、ベクトルＬａｉ−２ｊ−２Ｌａｉ−２ｊ−１とベクトルＬａｉ−２ｊ−３Ｌａｉ−２ｊ−２の差分をベクトルＬａｉ−２ｊ−２Ｌａｉ−２ｊ−１に加算したベクトルと同じ大きさで同じ向きに検出格子点Ｌａｉ−２ｊ−１を移動した移動先を近傍未検出格子点Ｌａｉ−２ｊとする。
【００４３】
図１４に示されるパターンＢ２において、図１９（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、未検出格子点Ｌａｉｊの後方の２つの格子点Ｌａｉｊ−１及びＬａｉｊ−２の内のいずれか又は両方が未検出格子点の場合、又は、図１９（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）に示されるように、未検出格子点Ｌａｉｊの前方の２つの格子点Ｌａｉｊ＋１及びＬａｉｊ＋２の内のいずれか又は両方が未検出格子点の場合（以下、これらの場合を「パターンＢ３」とする）も、図１７に示されるパターンＡ３の場合と同様に、近傍未検出格子点を、そのＸ方向での近傍の検出格子点に基づいて求め、その結果を基に、暫定Ｙ直線を作成してのＹ直線の推測を行う。
【００４４】
図１７や図１９に示されるパターンＡ３及びＢ３のような場合は、例えば、図２０に示されるように、画像の歪みにより格子点が画面から外れてしまった場合にも適用される。図２０（Ａ）に示されるように、格子点Ｌａｉ−２ｊが画面の下端から外れたために近傍未検出格子点となった場合は、図１８の場合と同様の手順にてＸ直線を推測する。図２０（Ｂ）に示されるように、格子点Ｌａｉｊ−１及びＬａｉｊ−２が画面の右端から外れたために近傍未検出格子点となった場合は、検出格子点Ｌａｉ−１ｊ−１及びＬａｉ−２ｊ−１を外挿して近傍未検出格子点Ｌａｉｊ−１を求め、検出格子点Ｌａｉ−１ｊ−２及びＬａｉ−２ｊ−２を外挿して近傍未検出格子点Ｌａｉｊ−２を求め、それらを基に暫定Ｙ直線を作成し、輝度の加算値が最も小さい暫定Ｙ直線をＹ直線とする。なお、図２０に示されるような画面の周囲近辺での未検出格子点の決定において、Ｘ直線又はＹ直線を推定するために使用される検出格子点が画面の端のギリギリ、例えば画面の端より２画素内側の線より外側に存在する場合、暫定Ｘ直線又は暫定Ｙ直線における輝度の計算が正確に行えなかったり、検出精度が他の検出格子点より低い可能性があったりするので、そのような検出格子点は近傍未検出格子点として扱っても良い。
【００４５】
図２１は本発明に係る補正量演算装置の構成例を示すブロック図である。本構成例の補正量演算装置３は、チャート画像ＣＰを入力し、チャート画像ＣＰ中から探索された格子点（以下、「探索格子点」とする）ＬＰを出力する交点探索部１０と、探索格子点ＬＰ及び歪みが生じていない場合のチャート画像での格子点（以下、「目標格子点」とする）に基づいて補正パラメータＣＭを算出する補正量算出部２０を備え、交点探索部１０は、画像入力部１１０、画像記憶部１２０、検出開始点設定部１３０、交点検出部１４０、交点記憶部１５０、交点除外部１６０、交点決定部１７０及び交点出力部１８０を備える。
【００４６】
画像入力部１１０はチャート画像ＣＰを入力する。チャート画像ＣＰは所定の輝度階調（例えば、２５６階調のグレースケール）でデジタル化された画像データで、画像データにより規定される画像平面はｉ−ｊ座標系で、水平方向をｉ座標軸、垂直方向をｊ座標軸とする。画像入力部１１０は、カメラで撮像されたチャート画像ＣＰを直接入力しても良いし、別途撮像されたチャート画像ＣＰを格納した記憶媒体から入力するようにしても良い。入力されたチャート画像ＣＰは、画像記憶部１２０に格納される。
【００４７】
画像記憶部１２０に格納されたチャート画像ＣＰは、検出開始点設定部１３０、交点検出部１４０及び交点決定部１７０での処理において使用される。
【００４８】
検出開始点設定部１３０は、原点Ｏｐの決定と検出開始点の設定を行う。原点Ｏｐの決定では、まず、チャート画像ＣＰの中心付近に４つの格子点を含む程度の探索範囲（以下、「中心探索範囲」とする）を設定し、中心探索範囲内において、図３に示される画像を用いたパターンマッチングを行い、チャート画像ＣＰの中心近辺の４つの格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１を検出する。そして、図４に示されるように、格子点Ｌａ１１とＬｃ１１を結ぶ直線と格子点Ｌｂ１１とＬｄ１１を結ぶ直線の交点を原点Ｏｐとして、検出した４つの格子点の座標を基に原点Ｏｐの座標を算出する。また、４つの格子点の座標からＸ格子間隔Ｗｘ及びＹ格子間隔Ｗｙを算出する。検出開始点の設定では、各格子点の検出の出発点となる検出開始点Ｓｄを求め、交点検出部１４０に出力する。格子点の検出は、図５に示される４つの象限毎に象限IV→I→II→IIIの順番で行われ、各象限においては図６に示される順序で行われるので、検出開始点の設定もそれに合わせて行われる。象限IVにおける最初の検出開始点は原点Ｏｐで、原点Ｏｐの座標を検出開始点Ｓｄとして出力する。それ以降は、原点ＯｐからＸ方向（ｉ座標軸方向）に、図９（Ａ）に示されるように、Ｘ格子間隔Ｗｘだけ順次移動させたポイントを検出開始点とし、そのポイントの座標を検出開始点Ｓｄとして出力する。原点ＯｐからＸ方向への検出開始点Ｓｄの設定が終了したら、次は原点ＯｐからＹ方向（ｊ座標軸方向）に、図９（Ｂ）に示されるように、Ｙ格子間隔Ｗｙだけ移動させたポイントを検出開始点とし、そのポイントの座標を検出開始点Ｓｄとして出力する。そして、そのポイントからＸ方向への検出開始点Ｓｄの設定を行うが、最初の設定は、Ｘ格子間隔Ｗｘだけ移動させたポイントを検出開始点Ｓｄとするが、その後は、図１０に示されるように、交点記憶部１５０に格納されている探索格子点ＬＰの座標を用いて、数１により開始点移動ベクトルＭＶｉｊを求め、開始点移動ベクトルＭＶｉｊの大きさと向きだけ直前に設定された検出開始点を移動したポイントを次の検出開始点とし、そのポイントの座標を検出開始点Ｓｄとして出力する。開始点移動ベクトルＭＶｉｊを求めるために使用する探索格子点が検出されていない場合、適切な検出開始点の設定が行えないので、検出開始点の設定は行わず、それ以降のそのＸ方向での検出開始点の設定も行わない。Ｘ方向での検出開始点の設定が終了したら、Ｙ方向にＹ格子間隔Ｗｙだけ移動させた次のＸ方向での検出開始点の設定を上記と同様の手順で行っていく。そして、画面の下端まで到達し、象限IVでの検出開始点Ｓｄの設定が終了したら、象限I→II→IIIの順番で、象限IVの場合と同様の手順で検出開始点Ｓｄの設定を行う。
【００４９】
交点検出部１４０は、検出開始点設定部１３０から出力される検出開始点Ｓｄを出発点として、図７に示される手順にて、画像記憶部１２０に格納されているチャート画像ＣＰ中から格子点を検出し、検出した格子点の座標を検出格子点ＬＰ１として出力する。検出格子点ＬＰ１は探索格子点として交点記憶部１５０に格納される。交点記憶部１５０には、格子点の座標を格納するために、探索すべき格子点の数だけの領域が確保されており、検出格子点ＬＰ１（座標）はそこに順次格納されていき、検出されなかった格子点（未検出格子点）のところには、検出されなかったことを示すデータ（例えばゼロや最大値。以下、「未検出指標データ」とする）が格納される。動作開始時に交点記憶部１５０内の全てのデータを未検出指標データにし、格子点を検出したら、検出格子点ＬＰ１で上書きするようにしても良い。探索すべき格子点の数は、原点Ｏｐ近傍の水平格子線及び垂直格子線それぞれで検出された格子点の数を基に決定する。例えば、画像の歪みの主因である歪曲収差が樽型の場合、図２２に示されるように、原点Ｏｐの近傍を通る水平格子線及び垂直格子線以外の格子線上では格子点の数が多くなり、全画面の中で歪みの補正ができない箇所（例えば画面の四隅）ができるおそれがあるからである。また、上述の水平格子線及び垂直格子線それぞれで検出された格子点の数で画像の横及び縦の画素数を割った値を、新たにＸ格子間隔Ｗｘ及びＹ格子間隔Ｗｙとしても良い。
【００５０】
交点除外部１６０は、交点検出部１４０での格子点の検出が終了した後、例えば、図２３に示されるように、本来の位置からずれて検出された格子点（図２３の場合、検出格子点Ｌａｉｊ）を見つけ出し、その検出格子点を探索格子点から外す。ずれた検出格子点の隣接の検出格子点との間隔（格子間隔）は、周囲の検出格子点での格子間隔に対して滑らかに変化せずに不連続に大きくなったり小さくなったりするので、格子間隔の変化量に基づいて、ずれた検出格子点を見つける。具体的には、例えば図２３の場合、検出格子点Ｌａｉ-2ｊ及びＬａｉ−１ｊ間の格子間隔Ｗｘｉ−１ｊと検出格子点Ｌａｉ-１ｊ及びＬａｉｊ間の格子間隔Ｗｘｉｊの変化量ｄＷｉｊ＝｜Ｗｘｉｊ−Ｗｘｉ−１ｊ｜が間隔レート範囲の上限値ＲＵより大きいか又は下限値ＲＬより小さいならば、検出格子点Ｌａｉｊはずれていると判断し、検出格子点Ｌａｉｊを探索格子点から外すために、交点記憶部１５０での格子点Ｌａｉｊに対するデータを未検出指標データに書き換える。書き換えるためのデータ（座標、未検出指標データ）を除外格子点ＬＰｄとして出力する。なお、格子間隔の変化量として、Ｙ方向での変化量、例えば図２３の場合、検出格子点Ｌａｉｊ-2及びＬａｉｊ−１間の格子間隔と検出格子点Ｌａｉｊ-１及びＬａｉｊ間の格子間隔の変化量を使用しても良く、Ｘ方向とＹ方向両方での変化量を組み合わせて使用しても良い。
【００５１】
交点決定部１７０は、交点記憶部１５０において未検出指標データが格納されている格子点、つまり、未検出格子点及びずれていると判断された格子点（以下、これらを纏めて「未検出格子点」とする）を、未検出格子点の周辺の探索格子点を基に見つけ出す。格子点Ｌａｉｊが未検出格子点とした場合、まず、未検出格子点Ｌａｉｊを通るＸ直線を推測する。具体的には、未検出格子点Ｌａｉｊに対して図１１に示されるパターンＡ１が存在する場合、２つの検出格子点を結ぶ直線をＸ直線とする。パターンＡ１は存在せず、図１３に示されるパターンＡ２が存在する場合、近傍のＸ１交点及びＸ２交点を基に、図１５に示されるような暫定Ｘ直線を作成し、各暫定Ｘ直線において輝度加算範囲内の輝度を加算し、輝度の加算値が最も小さい暫定Ｘ直線をＸ直線とする。輝度の加算において、図１６（Ｂ）のように暫定Ｘ直線が２つの画素に跨っている箇所がある場合は、上述のように、２つの画素の輝度を重み付けして加算した値をその箇所の輝度とする。輝度は、画像記憶部１２０に格納されているチャート画像ＣＰから求める。パターンＡ１及びＡ２は存在せず、図１７に示されるパターンＡ３が存在する場合、近傍未検出格子点を、その近傍のＹ方向での検出格子点の外挿等により求め、パターンＡ２の場合と同様の手順にてＸ直線を推測する。次に、未検出格子点Ｌａｉｊを通るＹ直線を推測する。具体的には、Ｘ直線の推測の場合と同様に、図１２に示されるパターンＢ１、図１４に示されるパターンＢ２、図１９に示されるパターンＢ３の順番でそれぞれが存在するか確認し、存在していたら、各パターンに応じた処理によりＹ直線を推測する。Ｘ直線及びＹ直線が推測されたら、その交点を決定格子点とし、決定格子点の座標を決定格子点ＬＰ２として交点記憶部１５０に出力する。交点記憶部１５０では、決定格子点とされた未検出格子点の座標を未検出指標データから決定格子点ＬＰ２に書き換えることにより、決定格子点ＬＰ２を探索格子点として格納する。Ｘ直線及び／又はＹ直線が推測されない場合は、未検出格子点の座標は未検出指標データのままである。
【００５２】
交点決定部１７０での処理により、例えば、図２４（Ａ）にて黒丸で示される格子点までしか検出されていない場合、図２４（Ｂ）で示されるように、パターンＢ３に対する処理により、点線の白丸で示される２つの近傍未検出格子点を近傍の検出格子点の外挿で求めてＹ直線を推測し、パターンＡ１に対する処理により、Ｘ直線を推測し、その交点である実線の白丸で示される格子点を決定格子点とすることができる。同様にして、その下の格子点も決定格子点として求めることができ、図２４（Ｃ）の斜線の白丸で示される決定格子点が求められる。そして、それらの決定格子点を利用して、図２４（Ｄ）で示されるように、その上の２つの決定格子点を求めることができる。このようにして、交点決定部１７０での処理により、Ｘ方向に決定格子点を広げていくことができ、同様の処理により、Ｙ方向にも広げていくことができる。
【００５３】
交点決定部１７０での処理が終了したら、交点出力部１８０は、交点記憶部１５０に格納された探索格子点ＬＰを補正量算出部２０に出力する。
【００５４】
補正量算出部２０は、探索格子点ＬＰと予め保持している目標格子点ＴＰとの差分を算出し、その差分を補正パラメータとする。つまり、探索格子点ＬＰに含まれる各探索格子点の座標（ＬＰｉ、ＬＰｊ）と、その探索格子点に対応する目標格子点の座標（ＴＰｉ、ＴＰｊ）の差分（ΔＰｉ、ΔＰｊ）（ΔＰｉ＝ＬＰｉ−ＴＰｉ、ΔＰｊ＝ＬＰｊ−ＴＰｊ）を、その格子点に対する補正パラメータとする。更に、格子点外の座標に対する補正パラメータを、格子点に対する補正パラメータに基づき、既知の補間法により算出する。これらの処理で算出された補正パラメータを補正パラメータＣＭとして出力する。
【００５５】
このような構成の補正量演算装置３の動作例を図２５及び図２６のフローチャートを参照して説明する。なお、動作開始の際、交点記憶部１５０内の全てのデータは未検出指標データになっているとする。
【００５６】
画像入力部１１０がチャート画像ＣＰを入力すると（ステップＳ２１０）、チャート画像ＣＰは画像記憶部１２０に格納される。
【００５７】
検出開始点設定部１３０は、チャート画像ＣＰが画像記憶部１２０に格納されたのを確認すると、中心探索範囲を設定し、パターンマッチングにより４つの格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１を検出する（ステップＳ２２０）。そして、検出した４つの格子点の座標から原点Ｏｐの座標並びにＸ格子間隔Ｗｘ及びＹ格子間隔Ｗｙを算出する（ステップＳ２３０）。
【００５８】
次に、検出開始点設定部１３０及び交点検出部１４０にて、象限IV→I→II→IIIの順番で、各象限にて格子点の検出が行われる（ステップＳ２４０〜Ｓ２７０）。
【００５９】
格子点検出の動作について、図２６のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
検出開始点設定部１３０は原点Ｏｐを最初の検出開始点として、その後、交点検出部１４０での１つの格子点の検出動作の終了を待って、順次、上述の順で検出開始点を設定し（ステップＳ５１０）、その座標を検出開始点Ｓｄとして交点検出部１４０に出力する。検出開始点の設定に当たり、開始点移動ベクトルＭＶｉｊを求めるために使用する探索格子点が検出されていない場合は、次のＸ方向での検出開始点の設定を行う。
【００６１】
交点検出部１４０は、検出開始点Ｓｄを出発点として、画像記憶部１２０に格納されたチャート画像ＣＰ中から格子点の検出を行い（ステップＳ５２０）、格子点を検出したら、検出格子点ＬＰ１を交点記憶部１５０に格納する（ステップＳ５３０）。格子点を検出できなかったら、次の検出開始点Ｓｄの入力を待つ。
【００６２】
上記ステップＳ５１０〜Ｓ５３０を、対象の象限の末端まで行う（ステップＳ５４０）。
【００６３】
全ての象限での格子点の検出が終了したら、交点除外部１６０は、各検出格子点の格子間隔の変化量を算出し（ステップＳ２８０）、変化量が予め設定された間隔レート範囲を外れていた場合（ステップＳ２９０）、除外格子点ＬＰｄを出力し、交点記憶部１５０でのその検出格子点に対するデータを未検出指標データに書き換える（ステップＳ３００）。外れていない場合は、書き換えず、そのままとする。
【００６４】
全ての検出格子点に対して、上記ステップＳ２８０〜Ｓ３００の処理が終了したら（ステップＳ３１０）、交点決定部１７０は、交点記憶部１５０内の各未検出格子点に対して、パターンＡ１→パターンＡ２→パターンＡ３の順で各パターンが存在するか確認し、存在していたら、各パターンに応じた処理によりＸ直線を推測し（ステップＳ３２０）、パターンＢ１→パターンＢ２→パターンＢ３の順で各パターンが存在するか確認し、存在していたら、各パターンに応じた処理によりＹ直線を推測する（ステップＳ３３０）。Ｘ直線及びＹ直線が推測された場合（ステップＳ３４０）、その交点の座標を決定格子点ＬＰ２として出力し、交点記憶部１５０での対象の未検出格子点のデータを、未検出指標データから決定格子点ＬＰ２に書き換える（ステップＳ３５０）。Ｘ直線及び／又はＹ直線が推測されない場合（ステップＳ３４０）、未検出格子点のデータは未検出指標データのままとする。
【００６５】
全ての未検出格子点に対して、上記ステップＳ３２０〜Ｓ３５０の処理が終了したら（ステップＳ３６０）、交点出力部１８０は、交点記憶部１５０に格納された探索格子点ＬＰを補正量算出部２０に出力する（ステップＳ３７０）。
【００６６】
補正量算出部２０は、探索格子点ＬＰと目標格子点ＴＰとの差分を算出し（ステップＳ３８０）、その差分を補正パラメータとする。更に、その差分を用いて、格子点外の座標に対する補正パラメータを算出する（ステップＳ３９０）。算出された全ての補正パラメータは補正パラメータＣＭとして出力される（ステップＳ４００）。
【００６７】
なお、上述の実施形態では、チャートに描画されるパターンとして、図１に示されるような垂直格子線と水平格子線が直交するようなパターンを用いているが、複数の直線が２方向に規則的に配置されているパターンであれば、例えば、直線が斜めに配置されて交差しているようなパターンでも良い。検出開始点設定部１３０は、チャート画像の中心近辺の４つの格子点Ｌａ１１、Ｌｂ１１、Ｌｃ１１及びＬｄ１１をパターンマッチングで検出しているが、他の方法で検出しても良く、例えば、チャート画像の中心近辺に仮の原点を設定し、その仮の原点を検出開始点として、交点検出部１４０での格子点検出と同様の処理で４つの格子点を検出しても良い。また、検出開始点設定部１３０は、図１０に示されるような第１ベクトル及び第２ベクトルを用いて開始点移動ベクトルを求めているが、どちらか一方だけを用いて求めても良く、他のベクトル、例えば検出格子点Ｌａｉ−１ｊ−１を始点とし検出格子点Ｌａｉｊ−１を終点とするベクトルも加え、それら全て或いは組み合わせて開始点移動ベクトルを求めても良い。更には、Ｘ方向ではなくＹ方向のベクトルを用いて開始点移動ベクトルを求めても良い。交点検出部１４０は、検出開始点を出発点として格子点を検出するために、画素の輝度の確認をＸ方向及びＹ方向で行っているが、検出開始点の設定の場合と同様に、周囲の検出格子点から求められるベクトルの向きで行うようにしても良い。例えば、図１０において、検出開始点Ｓｄｉ＋１ｊを出発点として格子点Ｌａｉ＋１ｊを検出する場合、Ｘ方向ではなくベクトルＶｉｊ−１の向きに、また、Ｙ方向ではなく検出格子点Ｌａｉｊ−１を始点とし検出格子点Ｌａｉｊを終点とするベクトルの向きに画素の輝度を確認するようにしても良い。これにより、より的確に推測垂直格子線及び推測水平格子線を求めることができる。交点除外部１６０での除外処理に用いる間隔レート範囲の上限値及び下限値は固定値としているが、ずれているか判断する検出格子点の位置に応じて可変としても良い。これにより、画像の歪みが大きい場合でも、適切な間隔レート範囲を設定することができる。
【００６８】
また、上述の構成例では、画像記憶部１２０と交点記憶部１５０を別々にしているが、１つの記憶部として纏めても良い。
【００６９】
更に、上述の動作例では、全ての格子点の検出が終了した後、交点除外部１６０での除外処理を行っているが、格子点を検出する毎に、除外処理を行うようにしても良い。また、交点除外部１６０での除外処理及び／又は交点決定部１７０での決定処理は、象限毎に行っても、画像全体を１つとして行っても良く、象限毎に行う場合は、検出開始点設定部１３０、交点検出部１４０、交点除外部１６０及び交点決定部１７０での処理を一纏めとして象限毎に行うようにしても良い。
【００７０】
補正量演算装置３を搭載した補正装置の構成例を図２７に示す。本構成例の補正装置は、図２１に示される補正量演算装置３の他に、補正パラメータ記憶部４、画像補正部５及び切換部６を備える。
【００７１】
補正パラメータ記憶部４は、補正量演算装置３から出力される補正パラメータＣＭを格納する。
【００７２】
画像補正部５は、補正パラメータ記憶部４に格納された補正パラメータＣＭを用いて、カメラ１で撮像された画像Ｐの歪みを補正する。画像Ｐはチャート画像ＣＰと同様に所定の輝度階調でデジタル化された画像データで、補正パラメータＣＭは、上述のように、画像の座標毎に算出された差分のデータ（ΔＰｉ、ΔＰｊ）で構成されている。画像補正部５は、画像Ｐの座標に補正パラメータＣＭを加算することにより座標を変換し、変換後の座標で補正された画像Ｐｃを出力する。
【００７３】
切換部６は、補正パラメータを演算する場合は、接点ａに接続し、画像Ｐ（この場合はチャート画像ＣＰとなる）を補正量演算装置３に入力させ、画像を補正する場合は、接点ｂに接続し、画像Ｐを画像補正部５に入力させる。
【００７４】
本構成の補正装置の動作例について説明する。
【００７５】
まず、切換部６は接点ａに接続し、カメラ１でチャートを撮像し、撮像された画像（チャート画像）Ｐは補正量演算装置３に入力される。補正量演算装置３は、上述の動作により補正パラメータＣＭを演算し、補正パラメータ記憶部４に格納する。補正パラメータＣＭが格納されたら、切換部６は接点を接点ａから接点ｂに切り換える。そして、カメラ１で撮像された画像Ｐは画像補正部５に入力され、画像補正部５は、補正パラメータＣＭを用いて画像Ｐを補正し、画像Ｐｃとして出力する。
【００７６】
以上、本発明に係る補正量演算装置及び補正装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成、方法を採り得ることは勿論である。また、本発明に係る補正量演算装置及び補正装置は、コンピュータシステムを利用し、ソフトウェア（コンピュータプログラム）により実装されることができ、そして、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアにより実装されることも勿論できる。
【符号の説明】
【００７７】
１                          カメラ
２                          チャート
３                          補正量演算装置
４                          補正パラメータ記憶部
５                          画像補正部
６                          切換部
１０                        交点探索部
２０                        補正量算出部
１１０                      画像入力部
１２０                      画像記憶部
１３０                      検出開始点設定部
１４０                      交点検出部
１５０                      交点記憶部
１６０                      交点除外部
１７０                      交点決定部
１８０                      交点出力部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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