(57)【要約】【課題】ラインセンサを走査して生成した画像に走査方向に伸びる縞模様が現れることを防止する。【解決手段】補正値算出・更新処理部１５１が、フレームメモリ１４２に記憶されている２次元画像データに基づいてオフセット補正を行うためのオフセット補正値を算出・更新する。そして、オフセット補正部１５３が、空間温度から算出されたオフセット補正値に基づいてオフセット補正を行い、出力処理部１５４を介してモニタ２０へオフセット補正後の信号出力を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正装置において、
前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する補正値算出手段を備えることを特徴とする出力補正装置。
【請求項２】
前記空間温度を撮像したときに前記撮像素子から出力される出力信号を複数画素分取得し、その平均値である複数画素平均値を算出する第１平均値算出手段と、
すべての撮像素子分の前記複数画素平均値の平均値である全素子平均値を算出する第２平均値算出手段と、
を備え、
前記補正値算出手段が、
前記全素子平均値と、前記複数画素平均値の差分をオフセット補正値とすることを特徴とする請求項１記載の出力補正装置。
【請求項３】
前記補正値算出手段が、
前記全素子平均値と前記複数画素平均値の差分と、前回のオフセット補正値との差分をオフセット補正値とすることを特徴とする請求項２記載の出力補正装置。
【請求項４】
撮像対象のみ表示されるように前記撮像装置が撮像した画像を二値化処理する二値化手段と、
前記二値化処理がなされた二値化画像における、前記空間温度に基づく前記信号出力がなされる範囲で、前記撮像対象が表示されている画素数を計測する計測手段と、
を備え、
前記補正値算出手段が、
前記計測した画素数が一定数以上であるときに前記オフセット補正値を算出しないことを特徴とする請求項１記載の出力補正装置。
【請求項５】
前記空間温度は、前記撮像装置が撮像する範囲の上部に設けられる範囲の温度を用いることを特徴とする請求項１記載の出力補正装置。
【請求項６】
前記撮像素子が、
ミリ波を受信するための撮像素子であることを特徴とする請求項１記載の出力補正装置。
【請求項７】
ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正方法において、
補正値算出手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出するステップを含むことを特徴とする出力補正方法。
【請求項８】
ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する補正値算出手段として機能させることを特徴とする出力補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力補正装置、方法、およびプログラムに関し、特にラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正装置、方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ラインセンサを走査して１枚の画像作りを行う撮像方法がある（たとえば、特許文献１参照）。このような撮像方法は、ラインセンサを構成する撮像素子が特殊であって高価なものが用いられる場合に特に有効である。つまり、少ない撮像素子を用いて広角かつ高精細な画像を撮像することができるため、特殊な撮像素子を用いることが要求されても低コストで特殊な撮影をすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５４９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のようなラインセンサを走査して１枚の画像作りを行う撮像方法によると、ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力にバラつきがあると、走査して生成した画像に、走査方向に伸びる縞模様が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
二次元に配列された撮像素子を用いて走査を行うことなく画像を生成するときは、それぞれの撮像素子の信号出力にバラつきがあったとしても、その１点１点でバラつきが生じるのみで、上記縞模様が生じてしまうという問題は起こらない。つまり、撮像素子からの信号出力のバラつきによって画像に縞模様が生じてしまうのは、ラインセンサを走査して画像作りを行う撮像方法特有の問題である。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ラインセンサを走査して生成した画像に走査方向に伸びる縞模様が現れることを防止することができる出力補正装置、方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では上記問題を解決するために、ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正装置において、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する補正値算出手段を備えることを特徴とする出力補正装置が提供される。
【０００８】
これにより、補正値算出手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する。
【０００９】
また、本発明では、ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正方法において、補正値算出手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出するステップを含むことを特徴とする出力補正方法が提供される。
【００１０】
これにより、補正値算出手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する。
【００１１】
また、本発明では、ラインセンサを走査する撮像装置における前記ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力を補正する出力補正プログラムにおいて、コンピュータを、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する補正値算出手段として機能させることを特徴とする出力補正プログラムが提供される。
【００１２】
これにより、補正値算出手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度を用いてオフセット補正値を算出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の出力補正装置、方法、およびプログラムによれば、ラインセンサを構成する撮像素子からの信号出力が、空間温度を用いて算出されたオフセット補正値によってオフセット補正されるので、各撮像素子の信号出力が補正され、ラインセンサを走査して生成した画像に走査方向に伸びる縞模様が現れることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の形態に適用される発明のブロック図である。
【図２】撮像範囲における電波吸収体、および校正用エリアの位置関係について説明する模式図である。
【図３】ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理に伴う画像処理部１５０（特に、補正値算出・更新処理部１５１）が行う補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の形態に適用される発明のブロック図である。
図１に示すように、本実施の形態に係るミリ波パッシブ撮像装置１００は、振動リフレクタ部１１０、ラインセンサ１２０、同期・アドレス生成部１３０、変換部１４０、および画像処理部１５０を備える。
【００１６】
振動リフレクタ部１１０は、首振り動作を行う振動リフレクタ１１１と、首振り動作のタイミングを伝えるための水平同期パルスを発するパルス生成部１１２を備えている。
【００１７】
ラインセンサ１２０は、人１０などの撮影対象が発するミリ波を振動リフレクタ１１１を介して受信する。ラインセンサ１２０は、水平方向に撮像素子が並ぶように配置されており、振動リフレクタ１１１が上下の首振り動作を行うことにより、人１０などの撮影対象の各部が走査され、適宜ラインセンサ１２０によってミリ波が受信される。
【００１８】
人１０などの撮影対象の背後には電波吸収体１１を設ける。これは撮影対象の背後方向から放射されてくるミリ波を遮断し、撮像対象方向から放射されてくるミリ波を吸収することにより外来ノイズがラインセンサ１２０によって受信されないようにするためである。
【００１９】
同期・アドレス生成部１３０は、パルス生成部１１２から水平同期パルスを受け取ると、ラインセンサ１２０とフレームメモリ１４２に同期信号およびメモリアドレスを生成して送信する。ラインセンサ１２０は、受け取った同期信号に基づいて変換部１４０に受信したミリ波に基づくアナログ電圧を出力する。
【００２０】
変換部１４０は、Ａ／Ｄ変換回路１４１とフレームメモリ１４２を備え、ラインセンサ１２０から出力されたアナログ電圧がＡ／Ｄ変換回路１４１によりデジタル化され、同期・アドレス生成部１３０が生成したメモリアドレスに基づいてフレームメモリ１４２に記憶される。これによって、振動リフレクタ１１１が首振り動作して走査され、ラインセンサ１２０が撮像した各水平ラインのデータが２次元画像データとしてフレームメモリ１４２に記憶される。
【００２１】
画像処理部１５０は、補正値算出・更新処理部１５１、補正値メモリ１５２、オフセット補正部１５３、および出力処理部１５４を備えている。
【００２２】
補正値算出・更新処理部１５１は、フレームメモリ１４２に記憶された２次元画像データを読み出して補正値を算出し、算出した補正値を補正値メモリ１５２に記憶・更新する。
【００２３】
オフセット補正部１５３は、補正値メモリ１５２に記憶された補正値に基づいてフレームメモリ１４２に記憶された画像データを補正し、出力処理部１５４を介してモニタ２０などの表示装置に出力される。
これにより、リアルタイムに適宜補正された画像データが出力されて表示される。
【００２４】
次に、ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理およびそれに伴う画像処理部１５０が行う画像処理について説明する。
【００２５】
図２は、撮像範囲における電波吸収体、および校正用エリアの位置関係について説明する模式図である。
【００２６】
図２に示すように、撮影対象である人１０は、電波吸収体１１の前に立って撮影される。校正用エリアは、電波吸収体１１における撮影方向から見たとき撮影対象である人１０が入ると想定される範囲より上に設けられる。
【００２７】
次に、フローチャートを用いて上述のオフセット補正処理に用いる補正値の算出内容を具体的に説明する。
【００２８】
図３は、ミリ波パッシブ撮像装置１００が行う撮影処理に伴う画像処理部１５０（特に、補正値算出・更新処理部１５１）が行う補正値算出処理の手順を示すフローチャートである。以下、図３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
【００２９】
〔ステップＳ１１〕補正値算出・更新処理部１５１は、フレームメモリ１４２に記憶されている画像データのイメージ配列を取り込む。
【００３０】
〔ステップＳ１２〕補正値算出・更新処理部１５１は、取り込んだイメージ配列からあらかじめ設定されてるしきい値ｔｈ１により二値画像を作成する。
【００３１】
〔ステップＳ１３〕補正値算出・更新処理部１５１は、撮像範囲に設定された校正用エリアにおけるしきい値ｔｈ１以上になった画素の数Ａｃｎｔを計測する。
【００３２】
〔ステップＳ１４〕補正値算出・更新処理部１５１は、Ａｃｎｔがあらかじめ設定されたしきい値ｔｈ２より大きいか否かを判断する。しきい値ｔｈ２より大きいときは処理を終了し、しきい値ｔｈ２以下のときは処理をステップＳ１５へ進める。ステップＳ１４における判断は、撮像対象の人１０が校正用エリアにかかってしまっているかを判断するために行うものであり、ステップＳ１２の二値化処理はステップＳ１４における判断を行うためになされるものである。したがって、ステップＳ１２の二値化処理におけるしきい値ｔｈ１は人１０とそれ以外の部分を識別することができる値に設定される。
【００３３】
また、ステップＳ１４において、Ａｃｎｔがしきい値ｔｈ２より大きいときに処理を終了するのは、校正用エリアに人１０がかぶっているときは、校正用エリアの２５℃に基づくミリ波を受信することができず、後述のオフセット補正を適切に行うことができないからである。
【００３４】
〔ステップＳ１５〕補正値算出・更新処理部１５１は、撮像範囲全体である画像フレーム全体におけるしきい値ｔｈ１以上になった画素の数Ｂｃｎｔを計測する。
【００３５】
〔ステップＳ１６〕補正値算出・更新処理部１５１は、Ｂｃｎｔがあらかじめ設定されたしきい値ｔｈ３より大きいか否かを判断する。しきい値ｔｈ３大きいときは処理をステップＳ１７へ進め、しきい値ｔｈ３以下のときは処理をステップＳ１８へ進める。ステップＳ１６における判断は、撮像対象の人１０が撮像範囲にいるかを判断するために行うものであり、ステップＳ１２の二値化処理はステップＳ１６における判断を行うためにもなされるものである。したがって、ステップＳ１２の二値化処理におけるしきい値ｔｈ１は人１０とそれ以外の部分を識別することができる値に設定されることはステップＳ１４の場合と同様である。
【００３６】
〔ステップＳ１７〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正値〔Ｍ〕と校正用エリアの平均〔Ｍ〕のライン分のＭ個の平均を求めて、新たな補正値〔Ｍ〕とする。つまり、校正用エリアが撮像フレームの上から３画素分と設定されているときは、縦３画素分の平均〔Ｍ〕を撮像フレームの横画素の数であるＭ個分算出する。そして、算出したＭ個の平均〔Ｍ〕の平均値を算出し、算出した平均値からのズレ値をＭ個算出する。最初の補正値〔Ｍ〕は、算出した平均値からのズレ値をそのまま補正値〔Ｍ〕とする。２回目以降は、算出したズレ値と前回までの補正値〔Ｍ〕とさらに平均をとり、新たな補正値〔Ｍ〕とする。
【００３７】
このような補正値〔Ｍ〕とするのは、各撮像画素の信号出力の差を補正する際の基本的な考え方として校正用エリアを広く設定（縦方向の画素数を多く）した方が、たとえ一部分にノイズが生じていても補正値算出に影響がでないので、なるべく校正用エリアを広く設定した方がよいという考えがある。
【００３８】
一方で、校正用エリアを広く設定しすぎると、ミリ波パッシブ撮像装置１００においてはラインセンサ１２０を走査して撮像することとしているので、校正用エリアが広ければ広いほど走査距離が長くなり、１枚の画像を撮像するための時間が長くなるという問題が生じてしまう。
【００３９】
本願発明を適用するミリ波パッシブ撮像装置１００は、危険所持物を所持しているかを検査するために人１０を直立静止させなければならず、直立静止状態を維持してもらう時間に限度がある上に、大人数を限られた時間で撮像しなければならない状況が想定されるため、１枚の画像を撮像するための時間は極めて限られる。
【００４０】
したがって、校正用エリアを必要最小限の広さに設定した上で、ノイズの影響を最小限にするために、算出したズレ値と前回までの補正値〔Ｍ〕との平均をとることによってノイズの影響を最小限にしている。
【００４１】
〔ステップＳ１８〕補正値算出・更新処理部１５１は、イメージ配列〔Ｍ，Ｎ〕のＮ個分の画素データ（つまり、撮像フレームにおける縦方向のすべての画素データ）を使ってＭ個の平均値を算出し、当該Ｍ個の平均値の平均値を算出する。そして、算出した平均値からのズレ値を補正値〔Ｍ〕とする。ステップＳ１８の場合は、撮像範囲内に撮像対象である人１０がいない場合なので、なるべく多くの画素の平均を使うことによってノイズの影響を最小限にして補正値〔Ｍ〕を算出することとしている。したがって、ステップＳ１７のときとは異なり前回の補正値〔Ｍ〕との平均をとらずともノイズの影響は少ない。もっともノイズが多いと判断される状況下においては、ステップＳ１７と同様に前回の補正値〔Ｍ〕との平均をとるようにしてもよい。
【００４２】
〔ステップＳ１９〕補正値算出・更新処理部１５１は、求めた補正値〔Ｍ〕を補正値メモリ１５２に保存する。
【００４３】
以上のような処理により、オフセット補正部１５３がＭ番目の撮像素子のオフセット補正に用いる補正値〔Ｍ〕が算出される。オフセット補正部１５３は、補正値〔Ｍ〕が算出・更新されてその値を受け取ると、Ｍ番目の撮像素子の信号出力に対して補正値〔Ｍ〕を用いてオフセット補正を行い、出力処理部１５４を介してモニタ２０に出力する。
【００４４】
これにより、ラインセンサ１２０の各撮像素子の信号出力自体にバラつきが生じていても各撮像素子間の信号出力はオフセット補正後には同一の値を示すように補正される。よって、各撮像素子間のバラつきが解消し、ラインセンサ１２０を走査して生成した２次元画像における走査方向に伸びる縞模様が現れることを防止することができるようになる。
【００４５】
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、出力補正装置が有すべき機能の処理内容を記述した出力補正プログラムが提供される。その出力補正プログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述した出力補正プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ＨＤＤ、ＦＤ、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）などがある。光磁気記録装置には、ＭＯ（Magneto
Optical disk）などがある。
【００４６】
出力補正プログラムを流通させる場合には、たとえば、その出力補正プログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにその出力補正プログラムを転送することもできる。
【００４７】
出力補正プログラムを実行するコンピュータは、たとえば、可搬型記録媒体に記録された出力補正プログラムもしくはサーバコンピュータから転送された出力補正プログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置から出力補正プログラムを読み取り、出力補正プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接出力補正プログラムを読み取り、その出力補正プログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータから出力補正プログラムが転送される毎に、逐次、受け取った出力補正プログラムに従った処理を実行することもできる。
【００４８】
なお、本発明は、上述の実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【００４９】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  人
１１  電波吸収体
２０  モニタ
１００  ミリ波パッシブ撮像装置
１１０  振動リフレクタ部
１１１  振動リフレクタ
１１２  パルス生成部
１２０  ラインセンサ
１３０  同期・アドレス生成部
１４０  変換部
１４１  Ａ／Ｄ変換回路
１４２  フレームメモリ
１５０  画像処理部
１５１  補正値算出・更新処理部
１５２  補正値メモリ
１５３  オフセット補正部
１５４  出力処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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