(57)【要約】【課題】素間感度偏差を均一化する輝度感度校正係数の精度を高めることを目的とする。【解決手段】画像取得部１が、ラインセンサを備えた撮像装置２０により撮像された撮像画像５１を取得する。計算領域設定部２は、ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域５２として設定する。校正係数算出部５は、ラインセンサに含まれる設定画像領域のうち隣り合う２つの設定画素領域５２に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出する。計算領域設定部２は、補正校正係数を用いて、ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数５３を算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインセンサを備えた撮像装置により撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、
前記ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域として設定する計算領域設定部と、
前記ラインセンサに含まれる設定画像領域のうち隣り合う２つの設定画素領域に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出し、前記補正校正係数を用いて、前記ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数を算出する校正係数算出部と
を備えた光感度校正装置。
【請求項２】
前記校正係数算出部は、
前記設定画素領域における画素間の感度偏差を算出し、前記画素間の感度偏差を用いて、前記設定画素領域における画素の出力を均一化する各画素の校正係数を領域内校正係数として算出し、前記領域内校正係数と前記補正校正係数とを用いて、前記輝度感度校正係数を算出する請求項１に記載の光感度校正装置。
【請求項３】
前記光感度校正装置は、
前記撮像装置の特性を装置特性として記憶する装置特性データベースと、前記撮像装置により撮像される撮像対象の空間周波数特性を記憶する空間周波数特性データベースとを備え、
前記計算領域設定部は、
前記装置特性と前記空間周波数特性とに基づいて、前記設定画素領域を設定する請求項１または請求項２に記載の光感度校正装置。
【請求項４】
前記撮像画像は、前記ラインセンサの画素の並びの方向を前記撮像装置の移動方向に沿わせて撮像したＣＴ（Ｃｒｏｓｓ−Ｔｒａｃｋ）撮像画像である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光感度校正装置。
【請求項５】
前記光感度校正装置は、
前記撮像装置と同様の装置により前記撮像画像と同一の撮像対象を撮像した取得画像が入力される画像入力部と、
前記輝度感度校正係数を用いて、前記取得画像に画素間の感度偏差の校正されたラジオメトリック補正を行う画像補正部と、
前記画像補正部により補正された前記取得画像の放射輝度分布を出力する画像出力部と
を備えた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光感度校正装置。
【請求項６】
画像取得部が、ラインセンサを備えた撮像装置により撮像された撮像画像を取得し、
計算領域設定部が、前記ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域として設定し、
校正係数算出部が、前記ラインセンサに含まれる設定画像領域のうち隣り合う２つの設定画素領域に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出し、前記補正校正係数を用いて、前記ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数を算出する光感度校正方法。
【請求項７】
ラインセンサを備えた撮像装置により撮像された撮像画像を取得する画像取得処理と、
前記ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域として設定する計算領域設定処理と、
前記ラインセンサに含まれる設定画像領域のうち隣り合う２つの設定画素領域に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出し、前記補正校正係数を用いて、前記ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数を算出する校正係数算出処理と
をコンピュータに実行させる光感度校正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光感度校正装置、光感度校正方法および光感度校正プログラムに関する。特に、イメージセンサの各画素で同一の撮像対象を撮像することで各画素の放射輝度感度を均一化する光感度校正装置、光感度校正方法および光感度校正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置では、振動あるいは環境による装置の特性変化が生じやすい。適切な補正処理を行ない、より高品質な画像を得るためには、画像撮像時点での特性を正確に把握する必要がある。このため装置を運用しながら特定の対象を撮像する、あるいは、特殊な撮像手法を用いることで撮像装置の特性評価の更新が行われる。
センサを構成する１つ１つの画素には、それぞれ放射輝度感度にばらつきが存在する。リモートセンシング用撮像装置では、画角内で放射輝度が一様とみなせる撮像対象を撮像し、その出力信号が一定となるように校正係数をかけることで、画素間の感度偏差を補正する。画角内で放射輝度がほぼ一様とみなせる撮像対象の具体例は、砂漠あるいは月といった撮像対象である。このように放射輝度が一様とみなせる撮像対象を撮像する手法では、ある１つの放射輝度に対しては校正係数が得られる。しかし、画素間の感度偏差は入力される放射輝度によっても異なるため、放射輝度の小さい撮像対象から放射輝度の大きい撮像対象まで広い範囲で画素間感度偏差の測定を行なう必要がある。
【０００３】
非特許文献１には、広い範囲で画素間感度偏差を測定するための手法が提案されている。非特許文献１に開示されている撮像装置は、ラインセンサを用いてプッシュブルーム方式で地上の画像を取得する。非特許文献１では、この撮像装置を進行方向に９０度傾ける。これにより、撮像装置の移動方向と画素の並びの方向とを概ね一致させて撮像する。この撮像手法をＣｒｏｓｓ−Ｔｒａｃｋ撮像といい、以下ＣＴ撮像と呼称する。非特許文献１には、ＣＴ撮像により、各画素で同一の撮像対象を撮像し、各画素出力が均一になるよう放射輝度変換係数を調整することで、画素間の感度偏差を補正する技術が記載されている。非特許文献１の技術によれば、放射輝度が一様とみなせる撮像対象のみならず、放射輝度が一様でない一般的な撮像対象に対しても適用可能である。さらに、一度の撮像でより広い範囲の放射輝度に対して画素間感度偏差が測定可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＡＭＥＴＨＩＳＴ：Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｈａｎｋｓ  ｔｏ  ＨＩＳＴｏｇｒａｍｓ（出典：Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ５５７０，ｐｐ．２５６−２６６（２００４））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
センサの設置位置の誤差、あるいは、光学系に存在する歪曲収差といった要因により、撮像対象のフットプリントにずれが生じる。非特許文献１の技術は、各画素でサンプリングする点が同一であることを前提条件として画素間感度偏差を計算し、計算した画素間感度偏差を補正し、各画素出力信号が均一となるような放射輝度感度校正係数を求める。非特許文献１の技術では、ＣＴ撮像を用いた広い放射輝度範囲に対する画素間感度偏差の測定ではフットプリントがずれる虞がある。すなわち各画素が同一の撮像対象を撮像するという前提条件が成り立たない。よって、画素出力にばらつきが発生し、結果的に感度偏差補正においても誤差を生じるという課題が存在する。
【０００６】
本発明は、フットプリントのずれによる画素間感度偏差の計算精度低下を抑制し、画素間感度偏差を均一化する輝度感度校正係数の精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光感度校正装置は、
ラインセンサを備えた撮像装置により撮像された撮像画像を取得する画像取得部と、
前記ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域として設定する計算領域設定部と、
前記ラインセンサに含まれる設定画像領域のうち隣り合う２つの設定画素領域に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出し、前記補正校正係数を用いて、前記ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数を算出する校正係数算出部とを備えた。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る光感度校正装置では、計算領域設定部が、ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域として設定する。校正係数算出部が、隣り合う２つの設定画素領域に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数として算出する。そして、校正係数算出部が、補正校正係数を用いて、ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数を算出する。よって、本発明に係る光感度校正装置によれば、フットプリントのずれによる画素間感度偏差の計算精度低下を抑制し、ラインセンサに含まれる画素の出力を均一化する輝度感度校正係数の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＣＴ撮像の概要を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る光感度校正装置の構成例。
【図３】実施の形態１に係る光感度校正装置の動作フロー図。
【図４】実施の形態１に係る画素間感度偏差の測定における誤差要因の一例を示す図。
【図５】実施の形態１に係る画素間感度偏差の測定における偏差が存在する場合の放射輝度感度−画素出力特性を示す図。
【図６】実施の形態１に係る輝度感度校正係数の計算手法を示す図。
【図７】実施の形態１の変形例に係る光感度校正装置の構成例。
【図８】実施の形態２に係る光感度校正装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、ＣＴ撮像の概要を示す図である。図１では、ラインセンサ９０を用いてプッシュブルーム方式で地上の画像を取得する撮像装置を進行方向に９０度傾けた状態を示している。これにより、撮像装置の移動方向と画素の並びの方向とが概ね一致する。しかし、ラインセンサ９０の設置位置の誤差、あるいは、光学系に存在する歪曲収差といった要因により、撮像対象のフットプリント９１にずれが生じる場合がある。
【００１２】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図２は、本実施の形態に係る光感度校正装置１００の構成例である。
光感度校正装置１００は、画像取得部１と、計算領域設定部２と、装置特性データベース３と、空間周波数特性データベース４と、校正係数算出部５と、校正係数出力部６を備える。
画像取得部１は、ラインセンサを備えた撮像装置２０と接続される。撮像装置２０は、具体的には、レンズおよび光学センサといった部品から構成される。画像取得部１は、撮像装置２０と通信する機能を有する。画像取得部１は、撮像装置２０により撮像された撮像画像５１を取得する。撮像画像５１は、撮像装置２０のＣＴ撮像によって得られた任意の撮像対象の画像である。具体的には、撮像画像５１は、ラインセンサの画素の並びの方向を撮像装置２０の移動方向に沿わせて撮像したＣＴ撮像画像である。画像取得部１は、ＣＴ撮像画像５１を校正係数算出部５へ出力する。
【００１３】
計算領域設定部２は、ラインセンサに含まれる画素のうち、同一の対象を撮像しているものとみなす領域を設定画素領域５２として設定する。設定画素領域５２とは、ラインセンサ上の各画素間の感度偏差を計算する際に、同一の撮像対象をサンプリングしているとみなす画素の領域である。計算領域設定部２は、設定画素領域５２として、最大でラインセンサ上の全画素、最小で２画素までの値を設定する。計算領域設定部２は、装置特性データベース３および空間周波数特性データベース４を参照し、設定画素領域５２を設定する。計算領域設定部２は、装置特性５４と空間周波数特性５５とに基づいて、設定画素領域５２を設定する。計算領域設定部２は、感度偏差計算領域設定部ともいう。
【００１４】
校正係数算出部５は、画像取得部１により取得された撮像画像５１から画素間感度偏差を計算し、画素間感度偏差を均一化する輝度感度校正係数５３を算出する。すなわち、校正係数算出部５は、ラインセンサに含まれる画素を均一にする輝度感度校正係数５３を算出する。校正係数算出部５は、ラインセンサに含まれる設定画素領域５２のうち隣り合う２つの設定画素領域５２に含まれる複数の画素の出力を均一にする各画素の校正係数を補正校正係数５３２として算出し、この補正校正係数５３２を用いて、輝度感度校正係数５３を算出する。
具体的には、校正係数算出部５は、まず、設定画素領域５２における画素間の感度偏差を算出する。そして、校正係数算出部５は、画素間の感度偏差を用いて、設定画素領域５２における画素の出力を均一化する各画素の校正係数を領域内校正係数５３１として算出する。次に、校正係数算出部５は、隣り合う設定画素領域５２の境界付近の画素同士で出力を均一化する補正校正係数５３２を計算する。そして、校正係数算出部５は、領域内校正係数５３１と補正校正係数５３２とを用いて、輝度感度校正係数５３を算出する。このとき、校正係数算出部５は、補正校正係数５３１をそれぞれの画素が属する設定画素領域５２の全体に適用する。このようにして、校正係数算出部５は、隣り合う設定画素領域５２同士の出力を均一化する。校正係数算出部５は、上記処理を繰り返すことでラインセンサを構成する画素全体の出力を均一化し、放射輝度感度を均一化する輝度感度校正係数５３を算出する。校正係数算出部５は、感度偏差校正係数算出部ともいう。
校正係数出力部６は、校正係数算出部５により算出された各画素の輝度感度校正係数５３を出力する。
【００１５】
また、光感度校正装置１００は、撮像装置２０の特性を装置特性５４として記憶する装置特性データベース３と、撮像装置２０により撮像される撮像対象の空間周波数特性５５を記憶する空間周波数特性データベース４とを備える。
【００１６】
光感度校正装置１００は、電子回路９０９を備えるとともに、メモリ９２０、入力インタフェース９３０、および出力インタフェース９４０といった他のハードウェアを備えている。
計算領域設定部２と校正係数算出部５の機能は、電子回路９０９により実現される。
画像取得部１は入力インタフェース９３０に備えられる。
校正係数出力部６は出力インタフェース９４０に備えられる。
装置特性データベース３と空間周波数特性データベース４は、メモリ９２０に備えられる。
【００１７】
電子回路９０９は、計算領域設定部２と校正係数算出部５の機能を実現する専用の電子回路である。
電子回路９０９は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。
計算領域設定部２と校正係数算出部５の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
【００１８】
メモリ９２０は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ９２０の具体例は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、あるいはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００１９】
入力インタフェース９３０は、撮像装置２０と接続されるポートである。入力インタフェース９３０は、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。
出力インタフェース９４０は、ディスプレイといった出力機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェース９４０は、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。校正係数出力部６は、校正係数算出部５より得られた輝度感度校正係数５３をディスプレイに出力しても良いし、外部に出力し、外部のメモリに格納しても良い。
【００２０】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３を用いて、本実施の形態に係る光感度校正装置１００の動作について説明する。
ステップＳ１０１において、画像取得部１は、撮像画像５１を取得する。
ステップＳ１０２において、計算領域設定部２は、装置特性データベース３を参照し、撮像装置２０の特性を装置特性５４として取得する。装置特性５４は、フットプリント形状および中心位置ずれ量の計算に必要な情報である。装置特性５４は、具体的には、画素ピッチ、歪曲収差、あるいはセンサを基板に設置する際の設置角の公差といった特性である。
ステップＳ１０３において、計算領域設定部２は、空間周波数特性データベース４を参照し、撮像対象の空間周波数特性５５を取得する。本実施の形態では、計算領域設定部２は、空間周波数特性として、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）という指標を取得する。撮像対象のＭＴＦは、具体的には、撮像対象を直上から撮像した航空写真あるいは衛星写真から得られる。
【００２１】
図４は、本実施の形態に係る画素間感度偏差の測定における誤差要因の一例を示す図である。
フットプリントの変形あるいは移動を引き起こす要因は複数存在する。具体例として、図４に示すように、撮像装置移動方向、すなわちｙ軸方向と、ラインセンサ９０の並びの方向が一致していない場合を考える。ＣＴ撮像を行なう場合、撮像装置移動方向とラインセンサの並びの方向が一致することが理想的である。しかし、ラインセンサの基板上への設置に際して、水平面内にセンサ設置角誤差δ［ｄｅｇ］が発生した状態でラインセンサが設置されることがある。このように、センサ設置角誤差δ［ｄｅｇ］が発生した状態でラインセンサが設置されると、撮像装置移動方向とラインセンサの並びの方向とにずれが生じる。これにより撮像対象のフットプリントもセンサ設置角誤差の分だけ回転する。よって、ラインセンサ上の各画素のサンプリング位置は画素間の距離とセンサ設置角誤差の正弦に比例した距離だけｘ方向に移動する。このため撮像対象の放射輝度分布の変化がｘ方向フットプリントサイズ以下の間隔で生じている場合、センサ設置角誤差の有無により各画素出力が変化してしまう。よって、各画素が同一の被写体を観測していることを前提として各画素出力のヒストグラムマッチングを行なう画素間感度偏差の計算結果において誤差を生じる。
【００２２】
ステップＳ１０４において、計算領域設定部２は、フットプリントの変形あるいは移動による画素間感度偏差の測定誤差の低減のために、画素を任意の大きさでビニングした際の、ビニングサイズに対するナイキスト空間周波数の変化特性を求める。図４に示すように、画素のビニングサイズが大きいほど、ビニングした領域全体のｘ方向の幅が大きくなる。そして、ビニングした領域を１画素としてとらえたときのナイキスト空間周波数が低くなる。これを感度偏差計算領域の広さに対する仮想的なナイキスト空間周波数の変化特性と呼称する。
【００２３】
ステップＳ１０５において、計算領域設定部２は、ステップＳ１０３において取得したＭＴＦから、任意に設定した閾値以上の値を示す最大空間周波数を求める。具体的には、閾値は、ＭＴＦが十分低く、該当する空間周波数のパターンが撮像画像に現れないと見なせる値である。例えば、周波数０［ｃｙｃｌｅ／ｐｉｘｅｌ］におけるＭＴＦの値に対して１％の値と定める。
【００２４】
ステップＳ１０６において、計算領域設定部２は、ステップＳ１０４で求めたナイキスト空間周波数の変化特性より、ステップＳ１０５で求めた最大空間周波数とナイキスト空間周波数が一致する感度偏差計算領域の広さを求める。例えば、図４のようにセンサ設置角誤差が存在する場合の特性を考える場合、連続して配置されたｎ個の画素で構成される小領域を１つの画素とみなした際のｘ方向空間分解能Δｘ’は、以下の（式１）で表される。
Δｘ’＝Δｘ（ｎ−１）ｓｉｎδ＋Δｙｃｏｓδ  （式１）
Δｘ，Δｙはそれぞれ撮像装置２０のｘ，ｙ方向空間分解能である。通常、Δｘ＝Δｙである。
【００２５】
また、小領域に対応するナイキスト空間周波数ｆＮ’は、以下の（式２）で表される。ｆＮ’＝１／（２Δｘ’）
＝（１／２）・（１／（Δｘ（ｎ−１）ｓｉｎδ＋Δｙｃｏｓδ））  （式２）
フットプリントが変化する要因としてセンサ設置角誤差のみを考える場合、（式２）よりＭＴＦがしきい値Ｓｔｈ以下となる空間周波数ｆｔｈがｆＮ’と等しくなるよう画素数ｎを感度偏差計算領域の広さ、すなわち設定画素領域５２として決定する。
【００２６】
ステップＳ１０７において、校正係数算出部５は、ステップＳ１０６で求めた設定画素領域５２でセンサを区切り、区切った領域内に限ってＣＴ撮像によって各画素が同一の撮像対象を撮像可能とみなす。
【００２７】
図５は、本実施の形態に係る画素間感度偏差の測定における偏差が存在する場合の画素出力を示す図である。
設定画素領域５２内の画素間に感度偏差が存在する場合、同一の撮像対象を撮像した際に図５に示すような放射輝度感度−画素出力特性の偏差が観測される。校正係数算出部５は、同一の撮像対象、すなわち取得放射輝度が等しい撮像対象に対する各画素間の出力偏差を求め、出力偏差を均一化する領域内校正係数５３１を求める。すなわち、各画素で同一の被写体をサンプリングした際に、出力画素が均一になるよう、すなわち入力放射輝度に対する出力画素値特性を均一するように、各画素の領域内校正係数５３１を算出する。このように、校正係数算出部５は、設定画素領域５２内における各画素出力が均一となるような領域内校正係数５３１を、設定画素領域５２内の画素１つ１つに対して求める。なお、画素出力とは、電気信号あるいは画素値である。
【００２８】
ステップＳ１０８において、校正係数算出部５は、ステップＳ１０７で求めた領域内校正係数５３１を用いて、設定画素領域５２内における各画素出力を均一化する。具体的には、校正係数算出部５は、領域内校正係数５３１を各画素の出力値にかけることにより、各画素の出力値を補正する。
【００２９】
図６は、本実施の形態に係る輝度感度校正係数５３の計算手法を示す図である。
ステップＳ１０９において、校正係数算出部５は、区切った設定画素領域５２同士の放射輝度感度を均一化するよう領域内校正係数５３１を補正する。図６に輝度感度校正係数５３の計算手法の概要を示す。なお、図６の（１）は、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８の処理である。
校正係数算出部５は、区切った設定画素領域５２の境界に接する２画素について、同一の撮像対象を撮像可能であるとみなし、画素間感度偏差を０にするように、ステップＳ１０７で求めた領域内校正係数５３１を補正する補正校正係数５３２を求める。なお、同一の撮像対象を撮像すると見なす画素をステップＳ１０６で求めた数まで増やして画素間感度偏差を求めてもよい。校正係数算出部５は、得られた補正校正係数５３２をそれぞれの画素が属する設定画素領域５２内のその他の画素の領域内校正係数５３１に対して適用する。具体的には、校正係数算出部５は、得られた補正校正係数５３２をそれぞれの画素が属する設定画素領域５２内のその他の画素の領域内校正係数５３１にかけることで、各画素の輝度感度校正係数５３を計算する。このように、校正係数算出部５は、隣り合う設定画素領域５２同士の放射輝度感度−画素出力特性を校正し均一化する。図６の（２），（３）は、ステップＳ１０９の処理である。
【００３０】
ステップＳ１１０において、校正係数算出部５は、ラインセンサ９０上の全画素の放射輝度感度−画素出力特性が均一化されるまで、ステップＳ１０９を繰り返す。また、ステップＳ１０９およびステップＳ１１０の処理を、各設定画素領域５２の放射輝度感度−画素出力特性の平均を求め、各設定画素領域５２の放射輝度感度−画素出力特性が平均の放射輝度感度−画素出力特性と等しくなるよう輝度感度校正係数を算出する処理に代えてもよい。なお、この場合、各設定画素領域５２内の放射輝度感度−画素出力特性は、各画素で特性が等しくなるように校正されているものとする。
【００３１】
ステップＳ１１１において、校正係数出力部６は、校正係数算出部５より得られた輝度感度校正係数５３をディスプレイに出力する。あるいは、校正係数出力部６は、ラインセンサ９０上の全画素の放射輝度感度−画素出力特性が均一化される際の、各画素の輝度感度校正係数５３を外部に出力し、外部のメモリに格納しても良い。
【００３２】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
図７は、本実施の形態の変形例に係る光感度校正装置１００の構成例である。
本実施の形態の変形例として、計算領域設定部２と校正係数算出部５の機能をハードウェアで構成するのではなく、各部をコンピュータで構成してもよい。光感度校正装置１００は、プロセッサ９１０を備えるとともに、メモリ９２０、入力インタフェース９３０、および出力インタフェース９４０といった他のハードウェアを備える。プロセッサ９１０は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００３３】
光感度校正プログラムは、プロセッサ９１０に読み込まれ、プロセッサ９１０によって実行される。メモリ９２０には、光感度校正プログラムだけでなく、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。プロセッサ９１０は、ＯＳを実行しながら、光感度校正プログラムを実行する。光感度校正プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置に記憶されている光感度校正プログラムおよびＯＳは、メモリ９２０にロードされ、プロセッサ９１０によって実行される。なお、光感度校正プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。
【００３４】
光感度校正装置１００は、プロセッサ９１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、光感度校正プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ９１０と同じように、光感度校正プログラムを実行する装置である。
【００３５】
光感度校正プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ９２０、補助記憶装置、または、プロセッサ９１０内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
【００３６】
計算領域設定部２と校正係数算出部５の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えてもよい。また画像取得処理、計算領域設定処理、校正係数算出処理および校正係数出力処理の「処理」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体」に読み替えてもよい。
光感度校正プログラムは、上記の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させる。また、光感度校正方法は、光感度校正装置１００が光感度校正プログラムを実行することにより行われる方法である。
光感度校正プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよい。また、光感度校正プログラムは、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
【００３７】
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、光感度校正装置１００において、計算領域設定部２と校正係数算出部５の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００３８】
＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る光感度校正装置１００は、ラインセンサの領域を区切り、区切った領域内に限り各画素は同一の撮像対象を撮像しているものとして輝度感度校正係数を算出する。また、本実施の形態に係る光感度校正装置１００は、撮像装置の特性および撮像対象の空間周波数特性から、区切る領域の大きさを算出する。よって、本実施の形態に係る光感度校正装置１００によれば、フットプリントのずれによる画素間感度偏差の計算精度低下を抑制し、画素間感度偏差を均一化する輝度感度校正係数の精度を高めることができる。
【００３９】
実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００４０】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図８は、本実施の形態に係る光感度校正装置１００ａの構成例である。
本実施の形態に係る光感度校正装置１００ａは、実施の形態１の光感度校正装置１００の構成に加え、画像入力部７と、画像補正部８と、画像出力部９を備える。
実施の形態１では撮像画像から校正係数を算出する。本実施の形態では、撮像画像から校正係数を算出し、これを用いて、校正係数を算出したものと同一の撮像装置で取得された任意の撮像画像に対して、校正をかけた放射輝度変換係数を適用し、画質を改善する態様について説明する。
【００４１】
画像入力部７には、撮像装置２０と同様の装置により任意の撮像対象を撮像した取得画像５６が入力される。ただし、取得画像５６は、撮像画像５１と異なり、ＣＴ撮像画像に限らない。
画像補正部８は、輝度感度校正係数５３を用いて、取得画像５６に対し、画素間の感度偏差が校正されたラジオメトリック補正を行う。具体的には、画像補正部８は、校正係数出力部６から出力された輝度感度校正係数５３と、校正前の放射輝度変換係数とを用いて、取得画像５６を放射輝度分布へと変換する。または、画像補正部８は、画素間の感度偏差が校正された放射輝度変換係数を用いて、取得画像５６を放射輝度分布へと変換する。ここで、画像の画素値を放射輝度値へと変換することをラジオメトリック補正と呼ぶ。
画像出力部９は、画像補正部８により補正された取得画像の放射輝度分布を出力する。具体的には、画像出力部９は、画像補正部８で得られた放射輝度分布画像をディスプレイに出力しても良いし、データを外部に出力し、外部のメモリに格納してもよい。
【００４２】
校正前の放射輝度変換係数では画素間の偏差が一部または全て補正されておらず、同じ放射輝度の被写体を別の画素で撮像した際にその出力にばらつきがある。出力とは、ここでは画素値、すなわち電気信号を変換して得た放射輝度値のことである。このばらつきは、実際には均一な色の道路あるいは屋根を撮像すると、画像ではわずかに縞模様が生じて見える、あるいは放射輝度の等しい物体を撮像したのに画像上では異なる放射輝度を持つ物体に見えるといった実際と異なる画像の生成に繋がる。なお、ここでの画像とは、放射輝度分布へと変換した後の画像を示す。画像の形式を取っているが、その値、すなわち画素値は撮像対象の測定放射輝度値を示している。
そこで、画素間感度偏差の校正係数を用いて放射輝度変換係数を校正し、校正された放射輝度変換係数を用いて、任意の対象を撮像した画像に対してラジオメトリック補正を行なう。これにより、上述の縞模様あるいは測定放射輝度値の誤差が抑制された画像、すなわち放射輝度分布が得られる。補正する画像における撮像対象は校正係数算出の際に撮像した画像に限らず、一度画素間感度偏差を算出してしまえば、その結果を用いて同じ撮像装置を用いて取得されたどんな画像にも補正をかけ画質の向上を図ることができる。
【００４３】
以上の実施の形態１から２では、光感度校正装置の各部を独立した機能ブロックとして説明した。しかし、光感度校正装置の構成は、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。光感度校正装置の機能ブロックは、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、どのような構成でもよい。また、光感度校正装置は、１つの装置でなく、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
また、実施の形態１から２のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、これら実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１から２では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【００４４】
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明の範囲、本発明の適用物の範囲、および本発明の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  画像取得部、２  計算領域設定部、３  装置特性データベース、４  空間周波数特性データベース、５  校正係数算出部、６  校正係数出力部、７  画像入力部、８  画像補正部、９  画像出力部、２０  撮像装置、５１  撮像画像、５２  設定画素領域、５３  輝度感度校正係数、５３１  領域内校正係数、５３２  補正校正係数、５４  装置特性、５５  空間周波数特性、５６  取得画像、９０  ラインセンサ、９１  撮像対象のフットプリント、１００，１００ａ  光感度校正装置、９０９  電子回路、９１０  プロセッサ、９２０  メモリ、９３０  入力インタフェース、９４０  出力インタフェース。
【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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