(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スケーリングを行うための補正値を算出・更新する。そして、空間温度と、人体温度との間でラインセンサ１２０を構成する撮像素子から変換部１４０を介して出力される信号出力をスケーリングする。【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、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングするスケーリング手段を備えることを特徴とする出力補正装置。
【請求項２】
前記スケーリング手段が、
撮像対象が必ず入る範囲としてあらかじめ設定された範囲における信号出力のヒストグラムを作成し、
前記ヒストグラムにおける一定しきい値を超える電解強度の最大値を、全撮像素子における前記人体温度としてスケーリングを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】
前記スケーリング手段が、
２５６階調で前記スケーリングを行うことを特徴とする請求項１記載の出力補正装置。
【請求項４】
ラインセンサを走査する撮像装置の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、
スケーリング手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングすることを特徴とする出力補正方法。
【請求項５】
ラインセンサを走査する撮像装置の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、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングするスケーリング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、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングするスケーリング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、スケーリング手段が、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングする。
【０００９】
また、本発明では、ラインセンサを走査する撮像装置の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、スケーリング手段が、前記撮像素子ごとに、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングする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、スケーリング手段が、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングする。
【００１１】
また、本発明では、ラインセンサを走査する撮像装置の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、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングするスケーリング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、スケーリング手段が、空間温度と、人体温度との間で前記信号出力をスケーリングする。
【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、スケーリング手段が、撮像素子ごとに、空間温度と、人体温度との間で信号出力をスケーリングするので、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、およびエリアＡとエリアＢの位置関係について説明する模式図である。
【図３】補正モデルを表すグラフである。
【図４】スケーリング後の出力結果の一例を示す図である。
【図５】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）が行う出力補正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、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】
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。
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。
【００２４】
図２は、撮像範囲における電波吸収体、およびエリアＡとエリアＢの位置関係について説明する模式図である。
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。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にエリアＡが設定され、撮影対象である人１０が入ると想定される範囲より上にエリアＢが設定される。
次に、上記構成の撮影システムによりラインセンサの出力を補正するときの補正モデルについて、図３を用いて説明する。
【００２５】
図３は、補正モデルを表すグラフである。
図３に示すように、横方向のある左からｉ番目の画素におけるエリアＡの電界強度Ａ〔ｉ〕と、エリアＢの電界強度Ｂ〔ｉ〕との間で補正モデルをｙ＝Ｃｘ＋Ｄとして当該画素の電界強度をスケーリングすることにより、横方向の何番目にある画素であっても同一温度で同一の値が出力されるように補正される。
【００２６】
エリアＡにおいては、人１０を撮像する撮像素子の信号出力については通常通りスケーリングができるが、人１０の背景である電波吸収体１１を撮像する撮像素子の信号出力についてはスケーリングをすることができない。したがって、人１０を撮像する撮像素子を特定し、その特定した撮像素子の中で最も温度が高く検出された部分（ミリ波を撮像する撮像装置においては、ミリ波が物体の温度が高くなればなるほど強く放射されることから、最もミリ波が高く検出された部分ということになる。）を検出し、当該温度を人体温度とみなして全撮像素子に係るスケーリングについて当該温度を元にスケーリングが行われる。この詳細については後述する。なお、本実施の形態においては、２５６階調でスケーリングする例を示している。
【００２７】
図４は、スケーリング後の出力結果の一例を示す図である。
図４に示すように、空間温度と人体温度との間でスケーリングを行うと、人物が所持している所持物の温度は空間温度より高く、人体温度より低くなる傾向にある。つまり、空間温度と人体温度との間でスケーリングを行うことにより、人物が所持している所持物の温度もそのスケーリングされた範囲内に入ることがわかる。
次に、フローチャートを用いて上述の出力補正処理の内容を具体的に説明する。
【００２８】
図５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）が行う出力補正処理の手順を示すフローチャートである。以下、図５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エリアＡにおけるしきい値ｔｈ１以上になった画素の数（ＡＣｎｔとする）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ステップＳ１５へ進め、しきい値ｔｈ２以下のときは処理を終了する。ステップＳ１４における判断は、エリアＡ内に撮像対象の人１０が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以下のときに処理を終了するのは、エリアＡに人１０がいないときは、人体温度に基づくミリ波を受信することができず、後述のスケーリング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、画像データにおける横方向の画素の数をカウントする横方向カウンタを初回はリセットし、初回以降カウンタ値を１加算する。
【００３５】
〔ステップＳ１６〕補正値算出・更新処理部１５１は、画像データにおける縦方向の画素の数をカウントする縦方向カウンタを初回はリセットし、初回以降カウンタ値を１加算する。
【００３６】
〔ステップＳ１７〕補正値算出・更新処理部１５１は、縦横方向の各カウンタの値を読み出し、当該画素の電界強度を読み出し、横方向カウンタの値ｉごとに電界強度合計Ｂ１〔ｉ〕に加算する。ここでは、縦横方向の画素の始点が左上であるとする。
【００３７】
〔ステップＳ１８〕補正値算出・更新処理部１５１は、縦方向カウンタの値が４０未満であるか否かを判断し、４０以上であるときは処理をステップＳ１９へ進め、４０未満であるときは処理をステップＳ１６へ戻す。
【００３８】
〔ステップＳ１９〕補正値算出・更新処理部１５１は、初回に縦方向カウンタの値に２００を設定し、初回以降カウンタの値を１加算する。
【００３９】
〔ステップＳ２０〕補正値算出・更新処理部１５１は、縦横方向の各カウンタの値を読み出し、当該撮像素子に対応する画素のヒストグラムＨ〔ｉ〕を作成していく。
【００４０】
〔ステップＳ２１〕補正値算出・更新処理部１５１は、縦方向カウンタの値が２８０未満であるか否かを判断し、２８０以上であるときは処理をステップＳ２２へ進め、２８０未満であるときは処理をステップＳ１９へ戻す。
【００４１】
〔ステップＳ２２〕補正値算出・更新処理部１５１は、横方向カウンタの値が１００未満であるか否かを判断し、１００以上であるときは処理をステップＳ２３へ進め、１００未満であるときは処理をステップＳ１５へ戻す。
【００４２】
ステップＳ１５からステップＳ２２までの処理において、ステップＳ１６〜ステップＳ１８で縦方向を１〜４０画素でループさせ、ステップＳ１５からステップＳ２２で横方向を１〜１００画素でループさせるが、これは上述のエリアＢを上から４０ラインとしたときの例であり、横方向の画素数（つまり、ラインセンサを構成する撮像素子の数でもある。）を１００としたときの例である。したがって、電界強度合計Ｂ１〔ｉ〕は、縦方向１〜４０の値の合計であり、電界強度平均ＢＶ〔ｉ〕は、電界強度合計Ｂ１〔ｉ〕を４０で割ったものである。また、横方向に１００個の撮像素子が並んでいることから、電界強度合計Ｂ１〔ｉ〕と電界強度平均ＢＶ〔ｉ〕は、共に１００個の値が算出されることになる。このように電界強度の平均をとることによって、エリアＢの中でノイズが生じていたときでも空間温度で本来出力されるべき信号出力がいくつであるかを算出することができる。
【００４３】
さらに、ステップＳ１９〜ステップＳ２１で縦方向を２０１〜２８０画素でループさせるが、これは上述のエリアＡを上から２０１〜２８０ライン目の合計８０ラインとしたときの例である。したがって、ヒストグラムＨ〔ｉ〕は、縦方向２０１〜２８０ライン目の値の合計に係るものである。また、横方向に１００個の撮像素子が並んでいることから、ヒストグラムＨ〔ｉ〕は、共に１００個の値が作成されることになる。
【００４４】
〔ステップＳ２３〕補正値算出・更新処理部１５１は、横方向カウンタを初回はリセットし、初回以降カウンタの値を１加算する。
【００４５】
〔ステップＳ２４〕補正値算出・更新処理部１５１は、ヒストグラムＨ〔ｉ〕にローパスフィルタ処理を行う。
【００４６】
〔ステップＳ２５〕補正値算出・更新処理部１５１は、ヒストグラムＨ〔ｉ〕における最大側から走査し、最初に表れるピークを人体温度の電界強度最大値としＡ〔ｉ〕とする。このことにより人体温度の電界強度のノイズ成分を除去できる。このピークを適切に検出するためにステップＳ２４においてローパスフィルタ処理を行っている。
【００４７】
〔ステップＳ２６〕補正値算出・更新処理部１５１は、電界強度合計Ｂ１〔ｉ〕の平均であるＢＶ〔ｉ〕を算出する。
【００４８】
〔ステップＳ２７〕補正値算出・更新処理部１５１は、横方向カウンタの値が１００未満であるか否かを判断し、１００以上であるときは処理をステップＳ２８へ進め、１００未満であるときは処理をステップＳ２３へ戻す。
【００４９】
〔ステップＳ２８〕補正値算出・更新処理部１５１は、画像データにおける横方向の画素の数をカウントする横方向カウンタを初回はリセットし、初回以降カウンタ値を１加算する。
【００５０】
〔ステップＳ２９〕補正値算出・更新処理部１５１は、電界強度Ａ〔ｉ〕からＢＶ〔ｉ〕を減算した値がしきい値ｔｈ３より大きいか否かを判断し、しきい値ｔｈ３より大きいときは処理をステップＳ３０へ進め、しきい値ｔｈ３以下であるときは処理をステップＳ３２へ進める。
【００５１】
〔ステップＳ３０〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正モデルの係数Ｃ〔ｉ〕＝２５５／（Ａ〔ｉ〕−ＢＶ〔ｉ〕）を求める。これにより、求めた補正係数Ｃ〔ｉ〕でゲイン補正がなされる。
【００５２】
〔ステップＳ３１〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正モデルの係数Ｄ〔ｉ〕＝（２５５×ＢＶ〔ｉ〕）／（Ａ〔ｉ〕−ＢＶ〔ｉ〕）を求める。これにより、求めた補正係数Ｄ〔ｉ〕でオフセット補正がなされる。
【００５３】
〔ステップＳ３２〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正モデルの係数Ｃ〔ｉ〕を０に設定する。これは、ステップＳ２９における判断は、しきい値ｔｈ３以下のときはエリアＡには人１０がいないことを意味することに基づく。つまり、人１０がいないときは人体温度を検出できないのでゲイン補正の対象としない。
【００５４】
〔ステップＳ３３〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正モデルの係数Ｄ〔ｉ〕を０に設定する。これは、ステップＳ３２と同様にエリアＡには人１０がいないときはオフセット補正の対象としないことを意味する。
【００５５】
〔ステップＳ３４〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正係数Ｃ〔ｉ〕を補正値メモリ１５２に保存する。また、補正値メモリ１５２に補正係数が保存されている場合には、その値を更新する。
【００５６】
〔ステップＳ３５〕補正値算出・更新処理部１５１は、補正係数Ｄ〔ｉ〕を補正値メモリ１５２に保存する。また、補正値メモリ１５２に補正係数が保存されている場合には、その値を更新する。
【００５７】
〔ステップＳ３６〕補正値算出・更新処理部１５１は、横方向カウンタの値が１００未満であるか否かを判断し、１００以上であるときは処理を終了し、１００未満であるときは処理をステップＳ２８へ戻す。
【００５８】
以上のような処理により、横方向に並べられたラインセンサ１２０の各撮像素子の信号出力は、エリアＡにおける信号出力と、エリアＢにおける信号出力との間でスケーリングが行われる。したがって、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スケーリング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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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】
【００６４】
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  補正部
１５４  出力処理部
【図１】
2013125020.tif 000003
【図２】
2013125020.tif 000004
【図３】
2013125020.tif 000005
【図４】
2013125020.tif 000006
【図５】
2013125020.tif 000007