(57)【要約】【課題】分割画像から良好な全体画像を効率的かつ簡単に得ることができる画像入力装置及び画像入力方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、被写体を重複を許して複数の領域に分割して撮影する分割撮影手段と、前記分割撮影手段により撮影された複数の重複部分における複数の分割画像の合焦状態を比較する合焦状態比較手段と、前記分割撮影手段により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手段とを有する画像入力装置であって、前記画像合成手段は、前記複数の重複部分のそれぞれについて、前記合焦状態比較手段により合焦状態が最も良好と判定された前記分割画像の重複部分を用いて合成することにより上記課題を解決する。【選択図】　　　　図１
2004072533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を重複を許して複数の領域に分割して撮影する分割撮影手段と、
前記分割撮影手段により撮影された複数の重複部分における複数の分割画像の合焦状態を比較する合焦状態比較手段と、
前記分割撮影手段により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手段とを有する画像入力装置であって、
前記画像合成手段は、前記複数の重複部分のそれぞれについて、前記合焦状態比較手段により合焦状態が最も良好と判定された前記分割画像の重複部分を用いて合成することを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
被写体を複数の領域に分割して撮影する分割撮影手段と、
前記分割撮影手段により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手段とを有する画像入力装置であって、
前記分割撮影手段は、撮像面と被写体が平行でない一の領域を複数の部分に更に分割し、各部分毎に焦点を合わせて撮影し、
前記分割画像合成手段は、前記一の領域を構成するそれぞれの部分について焦点が合わせられた部分を用いて合成して当該領域の分割画像とすることを特徴とする画像入力装置。
【請求項３】
被写体を重複を許して複数の領域に分割して撮影する分割撮影手順と、
前記分割撮影手順により撮影された複数の重複部分における複数の分割画像の合焦状態を比較する合焦状態比較手順と、
前記分割撮影手順により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手順とを有する画像入力方法であって、
前記画像合成手順は、前記複数の重複部分のそれぞれについて、前記合焦状態比較手順により合焦状態が最も良好と判定された前記分割画像の重複部分を用いて合成することを特徴とする画像入力方法。
【請求項４】
前記分割撮影手順において撮影された少なくとも一つの前記分割画像は、撮像面と前記被写体とが平行となるように撮影された画像であることを特徴とする請求項３記載の画像入力方法。
【請求項５】
前記分割撮影手順は、撮像面からの距離が撮像中心よりも遠い領域を、合焦中心とすることを特徴とする請求項３又は４記載の画像入力方法。
【請求項６】
被写体を複数の領域に分割して撮影する分割撮影手順と、
前記分割撮影手順により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手順とを有する画像入力方法であって、
前記分割撮影手順は、撮像面と被写体が平行でない一の領域を複数の部分に更に分割し、各部分毎に焦点を合わせて撮影し、
前記分割画像合成手順は、前記一の領域を構成するそれぞれの部分について焦点が合わせられた部分を用いて合成して当該領域の分割画像とすることを特徴とする画像入力方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像入力装置及び画像入力方法に関し、特に被写体を分割撮影することにより、広範囲に被写体全体の画像を得ることができる画像入力装置及び画像入力方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の処理能力が飛躍的に向上しており、画像デ−タを容易に操作できるようになった。それに伴い、画像デ−タはオフィスでの文書作成などにも数多く使われ非常に重要なものとなった。このような状況下、どこにいても手元にある文書や物体を画像として簡単に取り込みたいと言う要求が高まりつつある。画像デ−タを取得するツ−ルとして、スキャナとデジタルカメラがある。スキャナは高解像で紙面を入力できるものの、立体物やその表面の文字などを撮ることはできず、入力サイズにも制限がある。また、占有面積も大きいので、持ち運びには不便である。一方、デジタルカメラでは上記の問題点は解決されるものの、解像度が低いという問題がある。この問題を解決するため、被写体を分割撮影し、その分割画像を合成する技術がある。特公平８−１３０８８号公報に記載された発明では、２軸の回転機構により撮像装置を回転させて分割撮影し、分割画像を合成する画像取込手段に関する発明が記載されている。しかし特公平８−１３０８８号公報に記載された発明では、分割撮影時のあおりによるボケ領域が発生するという問題が新たに発生するが、このボケ領域の発生を抑制するための技術が特開平１０−２１０２７２号公報に記載されている。同公報に記載されている発明によれば、分割撮影時の各画像よりボケの少ない領域を抽出し、その後で抽出した画像を合成処理することにより分割撮影時のあおりによるボケ領域を抑制することができ、被写体のサイズに制限されない機器構成で高解像度の撮影をすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１０−２１０２７２号公報に記載された発明によると、撮影時のあおりが大きく被写界深度が狭い条件にて撮像する場合には、撮影画像領域内でボケの少ない領域が狭くなる。従って、ボケの少ない領域を抽出し、合成処理を行い全体画像を生成するには分割数を多くする必要がある。また、ボケ画像領域を除去した後で隣接する画像と合成させて全体画像を生成するので、撮影時に各領域画像を広めに撮影する必要があり、そのため、分割撮影の枚数が多くなり撮影時間が長くなる。更に、分割画像毎にボケ画像領域を削除する必要があるので、処理に時間がかかるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、分割画像から良好な全体画像を効率的かつ簡単に得ることができる画像入力装置及び画像入力方法の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで上記課題を解決するため、本発明は、被写体を重複を許して複数の領域に分割して撮影する分割撮影手段と、前記分割撮影手段により撮影された複数の重複部分における複数の分割画像の合焦状態を比較する合焦状態比較手段と、前記分割撮影手段により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手段とを有する画像入力装置であって、前記画像合成手段は、前記複数の重複部分のそれぞれについて、前記合焦状態比較手段により合焦状態が最も良好と判定された前記分割画像の重複部分を用いて合成することを特徴とする。
【０００６】
このような画像入力装置では、被写体を分割して撮影する際の重複部分のみを処理対象とするため、効率的な合成処理を実現することができる。また、重複部分について、合焦状態が最も良好な画像データの重複部分を用いるため、画質の良好な全体画像を生成することができる。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本発明は、被写体を複数の領域に分割して撮影する分割撮影手段と、前記分割撮影手段により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手段とを有する画像入力装置であって、前記分割撮影手段は、撮像面と被写体が平行でない一の領域を複数の部分に更に分割し、各部分毎に焦点を合わせて撮影し、前記分割画像合成手段は、前記一の領域を構成するそれぞれの部分について焦点が合わせられた部分を用いて合成して当該領域の分割画像とすることを特徴とする。
【０００８】
このような画像入力装置では、分割撮影した一つの領域毎に、合焦状態の良好な画像を生成し、その画像を合成して全体画像を生成するため、画質の良好な全体画像を生成することができる。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明は、被写体を重複を許して複数の領域に分割して撮影する分割撮影手順と、前記分割撮影手順により撮影された複数の重複部分における複数の分割画像の合焦状態を比較する合焦状態比較手順と、前記分割撮影手順により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手順とを有する画像入力方法であって、前記画像合成手順は、前記複数の重複部分のそれぞれについて、前記合焦状態比較手順により合焦状態が最も良好と判定された前記分割画像の重複部分を用いて合成することを特徴とする。
【００１０】
このような画像入力方法では、請求項１記載の画像入力装置における画像入力方法を提供することができる。
【００１１】
また、本発明は、前記分割撮影手順において撮影された少なくとも一つの前記分割画像は、撮像面と前記被写体とが平行となるように撮影された画像であることを特徴とする。
【００１２】
このような画像入力方法では、少なくとも一つの分割画像は撮像面と被写体が平行となるように撮影するため、ボケの少ない画像となる。そのためこのように撮影された分割画像データは重複部分における処理は行う必要はなく、他の分割画像データについてのみ処理を行えばいいため、簡単に処理を行うことができる。
撮像面と被写体を平行にして撮影した画像を基準として補正処理を行うことにより、補正処理の品質を向上させることが可能になり、合焦状態の良好な全体画像を生成することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記撮影手順は、撮像面からの距離が撮像中心よりも遠い領域を、合焦中心とすることを特徴とする。
【００１４】
このような画像入力方法では、分割撮影における分割領域毎に、撮像面からの距離が遠い領域に合焦中心を合わせて撮影するため、合焦状態が悪くなり易い、撮像面からの距離が遠い領域の合焦状態を良好にすることができる。一方、撮像面からの距離が近い領域については合焦状態が悪化するため、分割画像を合成する際の重複部分における合焦状態の良し悪しの判断が容易となり、効率的に画質の良好な全体画像を生成することができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、被写体を複数の領域に分割して撮影する分割撮影手順と、前記分割撮影手順により撮影された複数の分割画像を合成する分割画像合成手順とを有する画像入力方法であって、前記分割撮影手順は、撮像面と被写体が平行でない一の領域を複数の部分に更に分割し、各部分毎に焦点を合わせて撮影し、前記分割画像合成手順は、前記一の領域を構成するそれぞれの部分について焦点が合わせられた部分を用いて合成して当該領域の分割画像とすることを特徴とする。
【００１６】
このような画像入力方法では、請求項２記載の画像入力装置における画像入力方法を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、画像入力装置の全体構成例を示す図である。図１の画像入力装置１００は、撮像装置１４と、撮像装置１４を支持するための支持柱２１ａと、支持ユニット２１ｂと、撮像装置１４を移動させる為の駆動部２０と、外部機器との通信を行う為のインタフェース２７を有する制御ユニット２６から構成される。
【００１９】
撮像装置１４は、駆動部２０における図示しないコネクタにより制御ユニット２６に電気的に接続されている。制御ユニット２６は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）とハ−ドディスク及び半導体メモリ等の記録媒体より構成され、撮像装置１４　の動作制御、撮像装置１４の内蔵メモリから転送された画像デ−タの画像処理や編集及び記録等を行う。また、制御ユニット２６は、インタフェース２４を介して外部機器との通信が可能となっている。インタフェース２７は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）用の汎用インタフェース、例えば、ＲＳ−２３２Ｃ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ１３９４、ネットワ−クアダプタ、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｄａｔａ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を用いる。
【００２０】
画像入力装置１００は、駆動部２０を用いて撮像装置１４を移動し、被写体２２を、例えばＡ〜Ｈで示される分割撮影領域２３に分割して撮影する。駆動部２０は、互いに回転軸を直行させた２個のステッピングモータと、所定の減衰比を有するギアを用いることにより、所定の軸の回転駆動が可能となっている。撮像装置１４を左右方向に移動すると撮影領域をＡからＢに変えることができ、更に上下方向の回転とを組み合わせれば、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨの領域を撮影することができる。被写体を高解像に撮影する場合は、撮像系の画角をできるだけ狭くし、このような複数の位置での撮影、即ち分割撮影をする。この場合、被写体のすべての部分は、分割画像デ−タのいずれかに撮影されるように撮影することが望ましい。
【００２１】
画像入力装置１００は、分割撮影した画像デ−タを必要に応じて合成し、１枚の画像デ−タを生成する。画像入力装置１００により大面積の被写体の画像入力、及び撮像装置１４により高倍率撮影を行うことで、より高解像度な画像の入力が可能になる。
【００２２】
次に、制御ユニット２６のハードウェア構成例について説明する。図２は、制御ユニット２６のハードウェア構成例を示す図である。図２の制御ユニットは、システムコントローラ５０、ＣＰＵ５１、ＳＤＲＡＭ５２，ハードディスク５９及び画像処理ユニット６５等から構成される。その他の構成部品については後述し、ここでの説明は省略する。
【００２３】
ハードディスク５９には、撮像装置１４が分割撮影した分割画像データが撮影条件等の属性情報と共に格納され、また、画像処理ユニット６５が合成した全体画像データが格納される。
【００２４】
画像処理ユニット６５は、ハードディスク５９に格納されている分割画像データを取り出して、後述の処理によって合成し、合成した画像データをハードディスク５９に格納する。即ち、制御部２６が駆動部２０を制御することにより、駆動部２０が撮像装置１４を各分割撮影の位置に移動し、撮像装置１４は各分割領域において分割撮像を実行する。分割撮影された分割画像データが、ハードディスク５９に格納され、画像処理ユニット６５が合成することにより、全体画像データが生成される。
【００２５】
次に、第一の実施の形態における画像処理ユニット６５の詳細について説明する。図３は、第一の実施の形態における画像処理ユニットの機能構成例を示す。
図３の画像処理ユニット６５ａは、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の画像処理に適したＩＣにより構成され、画像入力部６５１と、重なり領域判定部６５２と、合焦状態比較部６５３と、画像選択部６５４と、画像合成演算部６５５と、画像出力部６５６とから構成される。
【００２６】
画像入力部６５１には、所定の条件にて被写体を複数領域に分割して撮影した分割画像デ−タがその属性情報（分割数、配置情報、解像度等）と共にハ−ドディスク５９から入力される。重なり領域判定部６５２は、画像入力部６５１に入力された分割画像デ−タの各領域について、重なり領域の有無及び範囲を判定する。
【００２７】
合焦状態比較部６５３は、重なり領域判定部６５２が重なり領域と判定した領域について合焦状態を比較する。画像選択部６５４は、合焦状態比較部６５３の比較結果に基づいて、重なり領域の合成対象として合焦状態が最も良好な分割画像データの重なり領域を採用する。また、重なり領域判定部６５２が重ならない領域と判定した領域については、画像合成演算部６５５にそのまま出力される。
【００２８】
画像合成演算部６５５は、各分割画像デ−タを合成することにより全体画像デ−タを生成する。画像出力部６５６は、画像合成演算部６５５が生成した全体画像デ−タを外部に出力する。出力された全体画像デ−タは、ハ−ドディスク５９に記録される。
【００２９】
次に、従来の問題点を明確にするために、従来の手法による分割画像データの合成について説明する。図４は、従来の手法により分割画像データを合成した例を示す図である。図４の分割画像デ−タ８１、８２及び８３は、分割画像データ８２が撮像面と平行となるように、図５の被写体８０を３分割にして撮影したものである。図５は被写体を示す図であり、図５の被写体８０は、平面上に「ＡＢＣＤ」の文字が記載されている。なお、ここで平行とは厳密に平行である必要はないため、以下略平行と記載する。ここで、略平行の条件は、分割撮像領域内での被写体面−撮像面距離が撮像装置の実際の撮影条件における被写界深度の幅以内、即ち分割画像データ内にボケ領域が発生しない状態をいう。
【００３０】
分割画像デ−タ８１と分割画像デ−タ８３とは、それぞれ、「Ａ」と「Ｄ」の文字が小さくなっているのが分かる。これは、撮像装置１４が回転駆動により被写体８０を撮影しているためである。即ち、撮影時のあおり（撮像面と被写体が略平行にならない状態）により、撮影した画像データに台形状の歪（あおり歪）が発生するためである。従って、このあおり歪を補正すべく分割画像データ８１及び８３に所定の射影変換を行い、分割画像データ８２と共に合成し、ノイズ除去を行うことで全体画像８４が生成される。
【００３１】
ここで、従来の手法により生成された全体画像８４では、ボケ画像領域が各分割画像の重なり領域に発生しているのがわかる。これは、分割画像データ８１及び８３のボケ画像領域がそのまま合成されているからである。
【００３２】
なお、分割画像データ８１及び８３のボケ画像領域は、撮影時のあおりにより、撮像距離が被写界深度の範囲外となるため発生する。図６は、被写界深度を説明するための図である。一般的な撮像光学系では図６に示したように被写界深度（前方被写界深度Ｌｆ，　後方被写界深度Ｌｒ）が存在し、この範囲内でのみ合焦するので、撮影時のあおりにより撮像距離が被写界深度の範囲外となった部分は、ボケ画像となってしまう。
【００３３】
次に、この重なり領域におけるボケ画像を解消するための本発明の画像処理ユニット６５ａによる分割画像データの合成処理について説明する。
【００３４】
図７は、第一の実施の形態における画像処理ユニットによる分割画像データの合成例を示す図である。撮像装置１４が、被写体８０を分割画像データ１３２と撮像面とが平行となるように３分割して撮影すると、分割画像データ１３１、１３２及び１３３が、制御ユニット２６のハードディスク５９に格納される。
【００３５】
続いて画像処理ユニット６５ａの画像入力部６５１に、分割画像デ−タ１３１、１３２及び１３３がその属性情報（分割数、配置情報、解像度等）と共にハ−ドディスク５９から入力される。
【００３６】
続いて重なり領域判定部６５２が、画像入力部６５１に入力された分割画像デ−タについて、重なり領域の有無及び範囲の判定を以下に示す方法で実行する。
【００３７】
図８は、分割画像データの重なり領域を示す図である。図８（Ａ）は、分割画像データ９１と分割画像データ９２が重なっている様子を表しており、（Ｂ）は、各分割画像データの重なり領域９３及び９４を示している。ここで、重なり領域９３及び９４の有無及び範囲については、図９に示すようなルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いることにより求めることができる。
【００３８】
図９は、ルックアップテーブルを示す図である。図９のルックアップテーブル（ＬＵＴ）２００は、互いに重なり領域を共有する二つの分割画像データのそれぞれの重なり領域の範囲を管理しており、第一の分割画像データの撮像位置（例えば撮像中心）としての撮像位置（Ａ）と、第二の分割画像データの撮像位置としての撮像位置（Ｂ）と、第一の分割画像データにおける重なり領域の範囲（Ａ）と、第二の分割画像データにおける重なり領域（Ｂ）とをデータ項目として有している。従って互いに重なり領域を共有する二つの分割画像データを撮影した場合には、ＬＵＴ２００により、各分割画像データの重なり範囲を求めることができる。
【００３９】
例えば、ＬＵＴ２００の一行目を図８（Ｂ）と対応づけて説明すると、撮像位置が（Ｘ１，Ｙ１）である分割画像データ９１と、撮像位置が（Ｘ２，Ｙ２）である分割画像データ９２とが重なり領域を共有する場合、ＬＵＴ２００より分割画像データ９１における重なり領域９３の範囲は（ａ１，ｂ１）〜（ａ２，ｂ２）であり、分割画像データ９２における重なり領域９４の範囲は（ａ３，ｂ３）〜（ａ４，ｂ４）であることが分かる。なお、重なり領域の各画像における座標値の算出は、各領域画像の相互相関関数を用いる等の一般的なパタ−ンマッチング手法を用いても良い。
【００４０】
重なり領域判定部６５２により分割画像データにおける重なり領域が判定されると、合焦状態比較部６５３が分割画像データ１３１及び１３２と、分割画像データ１３１及び１３３のそれぞれの重なり領域における合焦状態を比較する。分割画像データ１３１と１３２との重なり領域については分割画像データ１３２の重なり領域の方が合焦状態が良好と判定され、分割画像データ１３２と１３３との重なり領域については分割画像データ１３２の重なり領域の方が合焦状態が良好と判定される。
【００４１】
合焦状態を比較するには、ボケ量を定量的に示す関数として、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換），　ＤＣＴ（離散コサイン変換）等により画素値を周波数領域に変換する手段を用いる。前記周波数領域におけるピ−ク周波数の大小関係により、ボケ量の比較を定量的に行うことが可能である。同一領域の画像なので、ボケ量の比較の信頼性が高い。予め分割撮影における重なり領域の画像とボケ量の大小関係を定めておき、ルックアップテーブルとしてもよいが、一連の処理として実装するようにしても良い。
【００４２】
図１０は、画像処理ユニットの合焦状態比較部による合焦状態の比較の原理を示す図（その１）である。図１０（Ａ）はボケ画像を、（Ｂ）はその２次元フーリエ変換スペクトルを示す。
【００４３】
また、図１１は、画像処理ユニットの合焦状態比較部による合焦状態の比較の原理を示す図（その２）である。図１１（Ａ）は合焦画像を、（Ｂ）はその２次元フーリエ変換スペクトルを示す。このスペクトルは中心付近が低周波で、周辺ほど高周波であるものとする。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）のスペクトルの相違より、ボケ量の比較ができる。実際には、各方向のスペクトルの半値幅等を算出する関数として実装すれば良い。
【００４４】
合焦状態比較部６５３により重なり領域における合焦状態が比較されると、画像選択部６５４は合焦状態が良好と判定された分割画像１３２の重なり領域を合成対象とし、それ以外の分割データ１３１と１３３の重なり領域を除去する。その結果、分割データ１３１から抽出データ１３４が、分割データ１３３から抽出データ１３５が生成される。
【００４５】
続いて画像合成演算部６５５が、抽出データ１３４及び１３５のあおり歪を補正し、更に分割画像データ１３２と共に合成処理することにより全体画像デ−タ１３６を生成する。全体画像データ１３６は、分割画像データの重なり領域については、合焦状態が良好な方を用いて合成しているため、重なり領域における画質が改善しているのが分かる。
【００４６】
続いて画像出力部６５６は、合成された全体画像１３６を外部に出力し、ハ−ドディスク５９に記録する。
【００４７】
上述したように、第一の実施の形態における画像処理ユニット６５ａよれば、分割画像データの重なり領域において、合焦状態の良好な分割画像データの重なり領域を用いて合成するため、重なり領域におけるボケを解消することがき、画質の良好な全体画像を得ることができる。
【００４８】
また、分割撮影において、少なくとも１枚以上の画像の撮影時は被写体面と撮像面が略平行にすると、そのように撮影した分割画像データはボケの少ない画像データとなる。従って、略平行で撮影した画像の重なり領域については除去処理を行う必要がなく、その両隣の画像の重なり領域についてのみ除去処理すればよいので、効率的な合成処理を実現することができる。
【００４９】
更に、分割撮影時にあおり撮影になる場合で、重なり領域が一方向に偏って存在する、即ち、重なり領域が分割画像端の一方向側にのみ存在する場合には、合焦中心を撮像中心より重なり領域の逆側の領域にシフトさせるとより、効率的な合成処理を行うことができる。
【００５０】
図１２は、被写体を三分割で撮影する状況を示す図である。図１２において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に撮影を行うものとする。一般に、カメラのＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ，自動焦点調節）では、撮像領域の中心を合焦中心とする（（ａ）におけるＡ。（ｂ）におけるＢ）。従って、（ａ）や（ｃ）のようにあおりが存在する場合には、ボケ領域が二つの領域、即ち分割撮影の重なり領域と重なり領域の反対側の画像領域に発生する。このボケ領域を無くす為には二つの領域の画像データを削除する必要があるが、そうすると各画像データの使用領域が狭くなってしまい非効率である。
【００５１】
一方、あおり撮影では、（撮像距離の最大（Ｌ１）−撮像中心での撮像距離（Ｌ２））＞（撮像中心での撮像距離（Ｌ２）−撮像距離の最小（Ｌ３））となるので、撮像中心に合焦させると、撮像距離が遠い領域のピントが甘くなり易いという特性がある。
【００５２】
そこで、あおり撮影になる場合には、撮像面からの距離が撮像中心よりも遠い領域に合焦中心をシフトさせることにより撮像距離が遠い領域のピントが甘くなることを防止できる。即ち、（ａ）の場合の合焦中心をＡからＡ’へ、（ｃ）の場合の合焦中心をＣからＣ’へシフトさせことにより、重なり領域とは反対側の画質が良好となる一方、重なり領域においてよりボケ画像が発生することになり、重なり領域における合焦状態の比較が容易となる。従って、合成処理した全体画像におけるボケ領域を少なくすることができる。
【００５３】
なお、あおり歪を補正するための射影変換の詳細について以下に説明する。図１３は、あおり歪の補正方法を示す図である。図１３では被写体８０を、説明の便宜上２分割（第一画像、第二画像）して撮影する例を示している。図１３の第一画像上の点と第二画像上の点をそれぞれ、
【数１】
2004072533.tif 000003
とすると、被写体が平面の場合、両者には次の関係が成り立つ。
【数２】
2004072533.tif 000004
ここで、
【数３】
2004072533.tif 000005
は射影変換行列と呼ばれるもので、画像が撮影される二つの位置が同じ場合、この関係は一定である。従って、予め既知の組（ｕ１，ｖ１）、（ｕ２，ｖ２）からｈ１〜ｈ８を算出すれば良い。（１）式、（２）式を用いることにより、第二画像の各点が第一画像の位置で撮影された場合の位置を算出することができるため、第一画像を基準とし、第一画像上に第二画像の画素をマッピングすることができる。分割画像が三枚以上の場合も、例えば第一画像と第ｎ画像との射影変換行列を予め算出しておけばよく、同様の方法で順次合成していくことができる。
【００５４】
図４において、撮像面と略平行となるように撮影された分割画像８２を基準とした分割画像８１及び分割画像８３との間の射影変換行列により、分割画像８１及び分割画像８３のあおり歪を補正することができる。
【００５５】
次に、画像処理ユニット６５における処理をソフトウェアにより実現する場合について説明する。図１４は、画像処理ユニットの処理をソフトウェアで実現する場合の制御ユニットのハードェア構成例を示す図である。図１４の制御ユニット１０２６は、図２の制御ユニット２６から画像処理ユニット６５が除かれた構成となっている。制御ユニット１０２６においては、ハードディスク５９に格納されている図示しない画像処理プログラムがＳＤＲＡＭ５２にロードされ、ＣＰＵ５１により実行される。画像処理プログラムはシステムコントローラ５０を介して種々の制御を行い画像処理ユニット６５に代わる処理を実行する。その他の各部については、図２の制御ユニット２６と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５６】
以下、画像処理プログラムの処理について図５、図７及び図１５を参照しつつ説明する。図１５は、画像処理プログラムの処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００５７】
ユ−ザが解像度と撮像領域を指定（Ｓ１０，Ｓ２０）すると、画像処理プログラムは、図５の被写体８０の分割数、撮像装置１４の回転角度について決定する（Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０）。ここで、分割数、回転角度は、分割領域に重なり領域ができるように決定される。
【００５８】
ステップＳ６０において画像入力装置１０は、被写体８０の分割領域毎に図７の分割画像データ１３１、１３２及び１３３を撮影し、制御ユニット２６のハードディスク５９に格納する。
【００５９】
ステップＳ６０に続いてステップＳ７０に進み、画像処理プログラムは、分割画像データ１３１〜１３３において重なり領域がないか判断する。重なり領域が有ると判断した場合は、ステップＳ８０に進み、重なり領域が無いと判断した場合はステップＳ９０に進む。
【００６０】
ステップＳ８０において、画像処理プログラムは、分割画像データ１３１と１３２との重なり領域と、分割画像データ１３２と１３３との重なり領域の合焦状態比較し、合焦状態の良くない分割画像データの重なり領域を除去する。その結果、分割画像データ１３１からは抽出データ１３４が生成され、分割画像データ１３３からは抽出データ１３５が生成される。
【００６１】
ステップＳ９０において、画像処理プログラムは、抽出データ１３４及び１３５についてあおり歪を補正し、更に分割画像データ１３２と共に合成処理することにより全体画像デ−タ１３６を生成する。
【００６２】
ステップＳ９０に続いてステップＳ１００に進み、画像処理プログラムは、合成した全体画像１３６を画像出力部６５６により外部に出力し、ハ−ドディスク５９に記録する。
【００６３】
次に、第二の実施の形態として、分割領域毎に画質の良好な分割画像データを生成し、その分割画像データを合成することで全体画像データを生成する例について説明する。
【００６４】
第二の実施の形態における画像入力装置１００の全体構成及びハードェア構成については、第一の実施の形態における図１及び図２と同様であるので説明は省略し、図２の画像処理ユニット６５の機能構成例について説明する。
【００６５】
図１６は、第二の実施の形態における画像処理ユニットの機能構成例を示す図である。図１６の画像処理ユニット６５ｂは、例えばＤＳＰ等の画像処理に適したＩＣにより構成され、画像入力部６６１、あおり撮影判定部６６２、合焦判定部６６７、使用可能領域選択部６６８、同一領域画像演算部６６９、画像合成演算部６７０及び画像出力部６７１から構成される。
【００６６】
画像入力部６６１には、被写体を所定の条件で複数領域に分割して撮影した分割画像データが入力される。あおり撮影判定部６６２は、画像入力部６６１に入力された分割画像データが、あおりを有する撮影条件であるか否かを判定する。
なお、あおり撮影判定部６６２があおり撮影であると判断した場合は、一つの分割領域が、複数の異なる焦点位置において撮影される。あおり撮影判定部６６２があおらない撮影であると判断した場合は、分割画像データは後述する画像合成演算部６７０に出力される。
【００６７】
合焦判定部６６７は、焦点位置調整により焦点位置を変えて撮影した同一領域の分割画像について分割領域を更に分割した各部分毎の合焦状態を判別する。使用可能領域選択部６６８は、合焦判定部６６７により合焦状態が最も良好と判断された分割画像データの部分画像を合成の対象とする。
【００６８】
同一領域演算部６６９は、合焦判定分６６７が合成対象とした部分画像を合成して同一領域の分割画像データを生成する。
【００６９】
画像合成演算部６７０は、同一領域演算部６６９により生成された分割画像データについてあおり歪を補正すると共に、あおり撮影判定部６６２によりあおりのない条件で撮影されたと判断された分割画像データと合成し、全体画像データを生成する。
【００７０】
画像出力部６７１は、画像合成演算部６７０により生成された全体画像データを出力する。出力された全体画像データは、図２に示す同じ制御ユニット２６内のハードディスク５９に記録される。
【００７１】
次に、画像処理ユニット６５ｂの分割画像データの合成について、図１７を参照しつつ説明する。
【００７２】
図１７は、第二の実施の形態における画像処理ユニットによる分割画像の合成例示す図である。撮像装置１４が、被写体８０を分割画像データ１８２が撮像面と平行となるように３分割して撮影すると、分割画像データ１８１、１８２及び１８３が、制御ユニット２６のハードディスク５９に格納される。
【００７３】
分割画像データ１８１と１８３の領域については、あおり撮影判定部６６２が撮影時のあおりを検出し、合焦位置を変えてそれぞれ分割画像データ１８４と１８５とが撮影されハードディスク５９に格納される。
【００７４】
続いて合焦判定部６６７が、分割画像データ１８１と１８４についてそれぞれの部分（右側領域、左側領域）毎の合焦状態を比較する。その結果、分割画像データ１８１と分割画像データ１８４について、左側の領域は分割画像データ１８１の、右側の領域は分割画像データ１８４の方の合焦状態が良好であることが判定される。また、分割画像データ１８３と１８５についても同様にして合焦状態を比較し、右側の領域は分割画像データ１８３の、左側の領域
は分割画像データ１８５の方の合焦状態が良好であることが判定される。
【００７５】
続いて使用可能領域選択部６６８が、合焦判定部６６７の比較結果に基づいて、合焦状態が最も良好と判定された領域を合成対象として抜き出す。即ち、分割画像データ１８１と１８４については、分割画像データ１８１の左側の領域と分割画像データ１８４の右側の領域を、分割画像データ１８３と１８５については、分割画像データ１８３の右側の領域と分割画像データ１８５の左側の領域が抜き出される。
【００７６】
続いて同一領域演算部６６９が、合焦判定部６６７が抜き出した部分画像領域を合成して分割領域毎の分割画像を生成する。即ち、分割画像データ１８１の左側の領域と分割画像データ１８４の右側の領域を合成して分割画像データ１８６を生成し、分割画像データ１８３の右側の領域と分割画像データ１８５の左側の領域を合成して分割画像データ１８７を生成する。
【００７７】
続いて画像合成演算部６７０が、同一領域演算部６６９により生成された分割画像１８６及び１８７のあおりを補正し、あおり撮影判定部６６２によりあおりのない条件で撮影されたと判断された分割画像データ１８２と合成し、全体画像データ１８８を生成する。
【００７８】
続いて画像出力部６６９が全体画像データ１８８を出力し、同じ制御ユニット２６内のハードディスク５９に記録する。
【００７９】
上述したように、第二の実施の形態における画像処理ユニット６５ｂでは、分割画像データ毎にボケ画像領域の少ない画像データを生成するため、より画質の良好な全体画像データを得ることができる。
【００８０】
次に、画像処理ユニット６５ｂにおける処理をソフトウェアにより実現する場合について説明する。画像処理ユニット６５ｂの処理をソフトウェアで実現する場合の制御ユニットのハードウェア構成例は図１４に示したものと同じである。
【００８１】
図１８は、第二の実施の形態における画像処理プログラムの処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００８２】
ユ−ザが解像度と撮像領域を指定（Ｓ２００，Ｓ２１０）すると、図示しない画像処理プログラムは、図５の被写体８０の分割数、撮像装置１４の回転角度を決定する（Ｓ２２０、Ｓ２３０、Ｓ２４０）。
【００８３】
ステップＳ２５０において画像処理プログラムは、撮影対象となっている分割領域の撮影があおり撮影であるかどうかを判断する。あおり撮影でない場合、例えば図１７の分割画像１８２の撮影の場合は、ステップＳ３３０に進み、撮像装置１４が分割画像１８２を撮影する。
【００８４】
ステップＳ２５０において画像処理プログラムが、あおり撮影であると判断した場合は、一つの分割領域について焦点位置を変更して複数回撮影する（Ｓ２６０〜Ｓ２９０）。即ち、分割画像１８１と１８４とが同一の分割領域について撮影され、分割画像１８３と１８５とが同一の分割領域について撮影される。
【００８５】
分割撮影が終了するとステップＳ３００に進み、画像処理プログラムは、分割画像データ１８１と１８４について部分毎の合焦状態を判定し、合焦状態の良好な方を合成対象として抜き出す。その結果、分割画像データ１８１の左側の領域と分割画像データ１８４の右側の領域が抜き出される。同様にして分割画像データ１８３と１８５については、分割画像データ１８３の右側の領域と分割画像データ１８５の左側の領域が抜き出される。
【００８６】
ステップＳ３００に続いてステップＳ３１０に進み、画像処理プログラムは、ステップＳ３００で抜き出した部分画像領域を合成して分割領域毎の分割画像データを生成する。即ち、分割画像データ１８１の左側の領域と分割画像データ１８４の右側の領域を合成して分割画像データ１８６を生成し、分割画像データ１８３の右側の領域と分割画像データ１８５の左側の領域を合成して分割画像データ１８７を生成する。
【００８７】
ステップＳ３１０に続いてステップＳ３２０に進み、画像処理プログラムは、ステップＳ３１０で生成した分割画像１８６及び１８７のあおり歪を補正し、あおり撮影判定部６６２によりあおりのない条件で撮影されたと判断された分割画像データ１８２と合成し、全体画像データ１８８を生成する。
【００８８】
ステップＳ３２０に続いてステップＳ３４０に進み、画像処理プログラムは、ステップＳ３２０で生成した全体画像データ１８８を出力し、ハードディスク５９に記録する。
【００８９】
なお、撮像装置１４、駆動部２０及び制御ユニット２６のハードウェア構成例について以下に示す。
【００９０】
図１９は、撮像装置、駆動部及び制御ユニットの詳細なハードウェア構成例を示す図である。図１９の撮像装置１４は、固定レンズ１と、ズ−ムレンズ２と、絞り機構３と、シャッタ４と、フォ−カスレンズ５と、撮像素子６と、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）回路７と、Ａ／Ｄ変換機８と、ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）９と、ＩＰＰ（Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｅ−Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１０と、メモリ１１と、ＭＰＵ１２と、Ｉ／Ｏコントローラ１３と、ＵＳＢ１５と、シリアルコネクタ１６とから構成される。
【００９１】
被写体像は、シャッタ４により露光時間が制御され、固定レンズ１、ズ−ムレンズ２、絞り機構３、フォ−カスレンズ５を通して撮像素子６上に形成される。撮像素子６からの画像信号はＣＤＳ７でサンプリングされた後、Ａ／Ｄ変換器８でデジタル信号化される。この時のタイミングはＴＧ９で生成される。デジタル信号化された画像信号は、ＩＰＰ１０でアパ−チャ補正などの画像処理、圧縮などを行いメモリ１１に保存される。各ユニットの動作は、ＭＰＵ１２にて制御される。
【００９２】
駆動部２０は、撮像装置１４を移動させるための駆動機構であり、ステッピングモータＸ７０と、ステッピングモータＸ７０の回転軸に直行する回転軸を有するステッピングモータＹ７１と、ステッピングモータＸ７０の回転量を検出するロータリエンコーダＸ７４と、ステッピングモータＹ７１の回転量を検出するロータリエンコーダＹ７５と、検出回路７３とから構成される。所定の回転位置で静止するような基準位置を設け、ステッピングモータの回転位置をキャリブレ−ションすれば、ロータリエンコーダＸ７４、ロータリエンコーダＹ７５及び検出回路７３は設けなくてもよい。
【００９３】
制御ユニット２６は、システムコントローラ５０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５２、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バス５３、ＰＣＭＣＩＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｍｅｍｏｒｙ　Ｃａｒｄ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）５４、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）入出力デバイス５５、ＰＣＩ／ＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）ブリッジＩＤＥ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｄｒｉｖｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）変換インタフェース５６、ＵＳＢ５８、ハ−ドディスク５９、ＩＳＡバス６０、Ｉ／Ｏコントロ−ラ６１、シリアルコネクタ６２、パラレルコネクタ６３及びＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）コネクタ６４を有する小型のボードコンピュータユニットから構成される。
【００９４】
被写体を撮影する場合、Ｉ／Ｏ入出力デバイス５５が、駆動部２０の駆動回路７２にパルス電圧を印加し、所定の角度になるように検出回路７３の回転検出値をフィ−ドバックすると、ＵＳＢ５８が、撮像装置１４のへ撮影コントロ−ル信号を送信する。撮影が行われると、撮影された画像デ−タが撮影条件等の属性情報と共にハ−ドディスク５９に記録される。被写体を分割撮影する場合は以上の処理が枚数分繰り返される。画像処理ユニット６５は、ハ−ドディスク５９に記録された複数の分割撮影された画像デ−タを合成して一枚の画像デ−タを生成する。生成された画像デ−タは、ハ−ドディスク５９に記録される。
【００９５】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００９６】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、被写体を分割して撮影する際の重複部分のみを処理対象とするため、効率的な合成処理を実現することができる。また、重複部分について、合焦状態が最も良好な画像データの重複部分を用いるため、画質の良好な全体画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像入力装置の全体構成例を示す図である。
【図２】制御ユニットのハードウェア構成例を示す図である。
【図３】第一の実施の形態における画像処理ユニットの機能構成例を示す図である。
【図４】従来の手法により分割画像データを合成した例を示す図である。
【図５】被写体の一例を示す図である。
【図６】被写界深度を説明するための図である。
【図７】第一の実施の形態における画像処理ユニットによる分割画像データの合成例を示す図である。
【図８】分割画像データの重なり領域を示す図である。
【図９】ルックアップテーブルを示す図である。
【図１０】画像処理ユニットの合焦状態比較部による合焦状態の比較の原理を示す図（その１）である。
【図１１】画像処理ユニットの合焦状態比較部による合焦状態の比較の原理を示す図（その２）である。
【図１２】被写体を三分割で撮影する状況を示す図である。
【図１３】あおり歪の補正方法を説明するための図である。
【図１４】画像処理ユニットの処理をソフトウェアで実現する場合の制御ユニットのハードウェア構成例を示す図である。
【図１５】画像処理プログラムの処理を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図１６】第二の実施の形態における画像処理ユニットの機能構成例を示す図である。
【図１７】第二の実施の形態における画像処理ユニットによる分割画像の合成例を示す図である。
【図１８】第二の実施の形態における画像処理プログラムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】撮像装置、駆動部及び制御ユニットの詳細なハードウェア構成例を示す図である。
【符号の説明】
１　　固体レンズ
２　　ズームレンズ
３　　絞り機構
４　　シャッタ
５　　フォーカスレンズ
６　　撮像素子
７　　ＣＤＳ
８　　Ａ／Ｄ変換器
９　　ＴＧ
１０　　ＩＰＰ
１１　　メモリ
１２　　ＭＰＵ
１３　　Ｉ／Ｏコントローラ
１４　　撮像装置
１５、５８　　ＵＳＢ
１６　　シリアルコネクタ
２０　　駆動部
２１ａ　　支持柱
２１ｂ　　支持ユニット
２２　　被写体
２７　　インタフェース
５０　　システムコントローラ
５１　　ＣＰＵ
５２　　ＳＤＲＡＭ
５３　　ＰＣＩバス
５４　　ＰＣＭＣＩＡ
５５　　Ｉ／Ｏ入出力デバイス
５６　　ＰＣＩ／ＩＳＡブリッジＩＤＥ、ＵＳＢ変換インタフェース
５７　　ＩＤＥ
５９　　ハードディスク
６０　　ＩＳＡバス
６１　　Ｉ／Ｏコントローラ
６２　　シリアルコネクタ
６３　　パラレルコネクタ
６４　　ＬＡＮコネクタ
７０　　ステッピングモータＸ
７１　　ステッピングモータＹ
７２　　駆動回路
７３　　検出回路
７４　　ロータリケンコーダＸ
７５　　ロータリエンコーダＹ
１００　　画像入力装置
６５１、６６１　　画像入力部
６５２　　重なり領域判定部
６５３　　合焦状態比較部
６５４　　画像選択部
６５５　　画像合成演算部
６５６、６７１　　画像出力部
６６２　　あおり撮影判定部
６６７　　合焦判定部
６６８　　使用可能領域選択部
６６９　　同一領域画像演算部
６７０　　画像合成演算部
【図１】
2004072533.tif 000006
【図２】
2004072533.tif 000007
【図３】
2004072533.tif 000008
【図４】
2004072533.tif 000009
【図５】
2004072533.tif 000010
【図６】
2004072533.tif 000011
【図７】
2004072533.tif 000012
【図８】
2004072533.tif 000013
【図９】
2004072533.tif 000014
【図１０】
2004072533.tif 000015
【図１１】
2004072533.tif 000016
【図１２】
2004072533.tif 000017
【図１３】
2004072533.tif 000018
【図１４】
2004072533.tif 000019
【図１５】
2004072533.tif 000020
【図１６】
2004072533.tif 000021
【図１７】
2004072533.tif 000022
【図１８】
2004072533.tif 000023
【図１９】
2004072533.tif 000024