(57)【要約】      （修正有）【課題】移動する測定対象物について時間軸方向の分解能を向上した計測を行う。【解決手段】全体画像メモリに格納された画像を用いて検出した測定対象物の撮影像の標準撮影領域３００上の領域を含む領域を高速撮影エリア３１１に、高速撮影エリア３１１を除く領域をｎ個に分割した領域を低速撮影エリア３１２に設定する。高速撮影エリアと一つの低速撮影エリアを部分読み出し領域に設定し、イメージセンサの部分読み出し領域の画像を読み出す処理を、部分読み出し領域とする低速撮影エリアを切り替えながら繰り返す。高速撮影エリアの画像と各回の読み出しで読み出された低速撮影エリアの画像を全体画像メモリに標準撮影領域３００全体の画像を形成するように格納する。また、高速撮影エリアの画像を用いて測定対象物の計測を行う。【選択図】図５
2017103582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を生成する画像生成装置であって、
イメージセンサと、
部分読出領域として設定された前記イメージセンサの撮像領域中の一部の領域の画像のみを、前記イメージセンサの撮像領域の全体の画像を前記イメージセンサから読み出して出力する場合よりも高速に、前記イメージセンサから読み出して出力する部分読み出し機能を備えたイメージセンサ駆動手段と、
前記撮像領域の一部を高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定するエリア設定手段と、
設定された前記高速撮影エリア、または、設定された前記複数の低速撮影エリアのうちの一部の低速撮影エリアと設定された前記高速撮影エリアとの双方を、前記部分読出領域に設定する処理を、設定した前記部分読出領域の画像を前記イメージセンサ駆動手段が前記イメージセンサから読み出して出力する毎に繰り返す部分読出領域設定手段と、
前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記高速撮影エリアから読み出して出力する画像から、前記イメージセンサの撮像領域の前記高速撮影エリアの画像である高速撮影画像を生成する高速撮影画像生成手段と、
前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記低速撮影エリアから読み出して出力した画像を、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像のうちの、当該低速撮影エリアの画像部分とし、前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記高速撮影エリアから読み出して出力した画像を、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像のうちの、当該高速撮影エリアの画像部分として、各低速撮影エリアの画像と、前記高速撮影エリアの画像を合成し、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像である低速撮影画像を生成する低速撮影画像生成手段とを有し、
前記部分読出領域設定手段は、各低速撮影エリアが前記部分読出領域に設定される頻度が、前記高速撮影エリアが前記部分読出領域に設定される頻度よりも小さい一定の頻度で、前記部分読出領域に設定されるように前記部分読出領域の設定を行うことを特徴とする画像生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像生成装置であって、
前記部分読出領域設定手段は、設定された前記高速撮影エリアと、設定された前記複数の低速撮影エリアのうちの一つの低速撮影エリアとを二つの前記部分読出領域に設定する処理を、設定した二つの前記部分読出領域の画像を前記イメージセンサ駆動手段が前記イメージセンサから読み出して出力する毎に、前記部分読出領域とする低速撮影エリアを順次切り替えながら繰り返すことを特徴とする画像生成装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の画像生成装置を備えた計測システムであって、
表示装置と、
前記高速撮影画像生成手段が生成した高速撮影画像を用いて前記測定対象物の計測を行う測定手段と、
前記低速撮影画像生成手段が生成した低速撮影画像を前記表示装置に表示する表示手段とを有することを特徴とする計測システム。
【請求項４】
請求項３記載の計測システムであって、
前記エリア設定手段は、前記表示手段が前記表示装置に表示した低速撮影画像上で、位置または領域の指定を受け付け、指定を受け付けた位置または領域に対応する前記撮像領域上の位置または領域を含む前記撮像領域の部分を前記高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定することを特徴とする計測システム。
【請求項５】
請求項１または２記載の画像生成装置を備えた計測システムであって、
前記高速撮影画像生成手段が生成した高速撮影画像を用いて前記測定対象物の計測を行う測定手段と、
前記エリア設定手段は、前記低速撮影画像生成手段が生成した低速撮影画像中の測定対象物の像が結像している領域を像領域として検出し、検出した像領域に対応する前記撮像領域上の領域を含む前記撮像領域の部分を高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定することを特徴とする計測システム。
【請求項６】
請求項５記載の計測システムであって、
前記エリア設定手段は、検出した像領域が、設定している前記高速撮影エリア外に移動したときに、前記高速撮影エリアと前記低速撮影エリアを、更新後の前記高速撮影エリアに前記領域検出手段が検出した前記像領域が含まれるように更新することを特徴とする計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラで撮影した測定対象物の画像を用いて計測を行う計測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラで撮影した測定対象物の画像を用いて計測を行う技術としては、カメラで撮影した測定対象物の画像より測定対象物の回転速度を計測する技術などが知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、カメラとしては、標準モードにおいてイメージセンサの有効画素領域の画素の画素値を読み出すカメラにおいて、前記有効画素領域の画素のうちの一部の画素のみに画素値を読み出す画素を限定することにより、標準モードよりも高速なフレームレートで撮影を行う部分読み出し機能を備えたカメラも知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００４】
また、このような部分読み出し領域を備えたカメラとしては、前記有効画素領域のうちの一部の領域を部分読み出し領域に設定し、部分読み出し領域の画素からのみ画素値を読み出すことにより、標準モードよりも高速なフレームレートで部分読み出し領域の撮影を行うカメラも知られている（たとえば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平    ９-６５８７０号公報
【特許文献２】特開平  １１-１９１８６３号公報
【特許文献３】特開２０１４-２２５８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したカメラの部分読み出し機能を利用することにより、測定対象物をより良好に計測することができるようになる。
すなわち、測定対象物の撮影像を含むように部分読み出し領域を設定し、部分読み出し領域の画素のみから画素値を読み出すことにより、測定対象物の高速撮影画像を生成し、生成した高速撮影画像から、測定対象物の運動を計測すれば、時間軸方向の分解能を向上した測定対象物の計測を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、このようにすると、カメラで撮影した画像で観測できる範囲が狭くなるために、測定対象物の周囲の状況を把握できなくなったり、測定対象物が移動する物体である場合に測定対象物の撮影像の部分読み出し領域からの逸脱により測定対象物計測を行えなくなったりするなどの問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、カメラで撮影した測定対象物の画像を用いた計測を行う計測システムにおいて、広範囲を観測可能としつつ、測定対象物の計測の時間軸方向の分解能を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題達成のために、本発明は、画像を生成する画像生成装置に、イメージセンサと、部分読出領域として設定された前記イメージセンサの撮像領域中の一部の領域の画像のみを、前記イメージセンサの撮像領域の全体の画像を前記イメージセンサから読み出して出力する場合よりも高速に、前記イメージセンサから読み出して出力する部分読み出し機能を備えたイメージセンサ駆動手段と、前記撮像領域の一部を高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定するエリア設定手段と、設定された前記高速撮影エリア、または、設定された前記複数の低速撮影エリアのうちの一部の低速撮影エリアと設定された前記高速撮影エリアとの双方を、前記部分読出領域に設定する処理を、設定した前記部分読出領域の画像を前記イメージセンサ駆動手段が前記イメージセンサから読み出して出力する毎に繰り返す部分読出領域設定手段と、前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記高速撮影エリアから読み出して出力する画像から、前記イメージセンサの撮像領域の前記高速撮影エリアの画像である高速撮影画像を生成する高速撮影画像生成手段と、前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記低速撮影エリアから読み出して出力した画像を、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像のうちの、当該低速撮影エリアの画像部分とし、前記イメージセンサ駆動手段が前記部分読出領域に設定された前記高速撮影エリアから読み出して出力した画像を、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像のうちの、当該高速撮影エリアの画像部分として、各低速撮影エリアの画像と、前記高速撮影エリアの画像を合成し、前記イメージセンサの撮像領域全体の画像である低速撮影画像を生成する低速撮影画像生成手段とを設けたものである。ただし、前記部分読出領域設定手段は、各低速撮影エリアが前記部分読出領域に設定される頻度が、前記高速撮影エリアが前記部分読出領域に設定される頻度よりも小さい一定の頻度で、前記部分読出領域に設定されるように前記部分読出領域の設定を行うものである。
【００１０】
ここで、このような画像生成装置は、前記部分読出領域設定手段において、設定された前記高速撮影エリアと設定された前記複数の低速撮影エリアのうちの一つの低速撮影エリアを二つの前記部分読出領域に設定する処理を、設定した二つの前記部分読出領域の画像を前記イメージセンサ駆動手段が前記イメージセンサから読み出して出力する毎に、前記部分読出領域とする低速撮影エリアを順次切り替えながら繰り返すように構成してもよい。
【００１１】
これらの画像生成装置によれば、イメージセンサ駆動手段の部分読み出し機能を利用した高速な撮影が行われる高速撮影画像を測定対象物の計測に用いることにより、時間軸方向の分解能を向上した計測を行うことができると共に、部分読み出し機能を利用してイメージセンサから順次読み出した各低速撮影エリアの画像と、高速撮影エリアの画像とを合成して形成したイメージセンサの撮像領域全体の画像である低速撮影画像から、測定対象物周辺のより広い範囲を観測できるようになる。
【００１２】
また、前記課題達成のために、本発明は、以上のような画像生成装置を備えた計測システムも提供する。
すなわち、本発明は、たとえば、以上のような画像生成装置と、表示装置と、前記高速撮影画像生成手段が生成した高速撮影画像を用いて前記測定対象物の計測を行う測定手段と、前記低速撮影画像生成手段が生成した低速撮影画像を前記表示装置に表示する表示手段とを備えた計測システムを提供する。
【００１３】
これらの計測システムによれば、イメージセンサ駆動手段の部分読み出し機能を利用した高速な撮影が行われる高速撮影画像を用いて、時間軸方向の分解能を向上した計測を行うことができる。また、部分読み出し機能を利用してイメージセンサから順次読み出した各低速撮影エリアの画像と、高速撮影エリアの画像とを合成して形成したイメージセンサの撮像領域全体の画像である低速撮影画像の表示より、測定対象物周辺の広い範囲を観測できるようになる。
【００１４】
ここで、このような計測システムは、前記エリア設定手段において、前記表示手段が前記表示装置に表示した低速撮影画像上で、位置または領域の指定を受け付け、指定を受け付けた位置または領域に対応する前記撮像領域上の位置または領域を含む前記撮像領域の部分を前記高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定するように構成してもよい。
【００１５】
このようにすることにより、オペレータは、低速撮影画像の表示を利用して、高速撮影エリアを当該高速撮影エリアに測定対象物の像が含まれるように更新することができる。よって、測定対象物の位置が不定である場合にも、高速に撮影される高速撮影画像に基づく計測を行うことができるようになる。
【００１６】
また、たとえば、本発明は、以上のような画像生成装置と、前記高速撮影画像生成手段が生成した高速撮影画像を用いて前記測定対象物の計測を行う測定手段とを備えた計測システムを提供する。ただし、前記エリア設定手段は、前記低速撮影画像生成手段が生成した低速撮影画像中の測定対象物の像が結像している領域を像領域として検出し、検出した像領域に対応する前記撮像領域上の領域を含む前記撮像領域の部分を高速撮影エリアに設定し、前記撮像領域の前記高速撮影エリアを除く部分を複数に分割して得られる各エリアを低速撮影エリアに設定するものである。
【００１７】
また、このような計測システムは、前記エリア設定手段において、検出した像領域が、設定している前記高速撮影エリア外に移動したときに、前記高速撮影エリアと前記低速撮影エリアを、更新後の前記高速撮影エリアに前記領域検出手段が検出した前記像領域が含まれるように更新するように構成してもよい。
【００１８】
このような計測システムによれば、低速撮影画像を用いて測定対象物の領域を検出し、高速撮影エリアを当該高速撮影エリアに測定対象物の像が含まれるように設定する。よって、測定対象物の位置が不定である場合にも、高速に撮影される高速撮影画像に基づく計測を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、カメラで撮影した測定対象物の画像を用いた計測を行う計測システムにおいて、広範囲を観測可能としつつ、測定対象物の計測の時間軸方向の分解能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る計測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る計測制御処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る高速撮影エリアと低速撮影エリアの設定例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る部分撮影制御処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る高速撮影制御処理の処理例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る高速撮影制御処理の他の処理例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る高速撮影エリアと低速撮影エリアの他の設定例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る計測システムの他の構成例と本発明の実施形態に係る画像生成装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る計測システムの他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】
【００２１】
以下、本発明に係る計測システムの実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る計測システムの構成を示す。
図示するように、計測システムは、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサなどのイメージセンサ１、イメージセンサ１の受像面に撮影像を結像する撮影光学系２、イメージセンサ１を駆動すると共にイメージセンサ１で撮像された画像を読み出し出力するイメージセンサ駆動部３、全体画像メモリ４、高速撮影画像メモリ５、イメージセンサ駆動部３が出力する画像を全体画像メモリ４と高速撮影画像メモリ５に格納する画像入力処理部６、高速撮影画像メモリ５に格納された画像を用いて測定対象物の測定を行う計測部７、全体画像メモリ４に格納された画像中の測定対象物の撮影像の領域を検出する領域検出部８、撮影制御部９、入力装置１０、表示装置１１、以上各部の制御を行う制御部１２を備えている。
【００２２】
ここで、イメージセンサ駆動部３は、イメージセンサ１の標準撮影領域として設定されている画素領域で撮影された画像の全体を読み出して出力する機能と、標準撮影領域のうちの、一部の領域の画像のみを、イメージセンサ１で撮影された画像全体を読み出す場合よりも高いフレームレートで高速に読み出して出力する部分読み出し機能を備えている。そして、イメージセンサ駆動部３は、撮影モードとして標準モードが設定されているときには、イメージセンサ１の標準撮影領域で撮影された画像の全体を読み出して出力し、撮影モードとして部分撮影モードが設定されているときには、部分読み出し領域として設定された標準撮影領域のうちの一部の領域の画像のみを部分読み出し機能によって高速に読み出して出力する。
【００２３】
そして、撮影制御部９は、イメージセンサ駆動部３の撮影モードの設定や、部分読み出し領域の設定などを行う。
そして、このような計測システムにおいて、制御部１２は、入力装置１０を介してオペレータから計測開始を指示されると、以下に示す計測制御処理を実行する。
図２に、この計測制御処理の手順を示す。
図示するように、この計測制御処理では、まず、標準モード開始を、撮影制御部９と画像入力処理部６に指示する（ステップ２０２）。
標準モード開始を指示された撮影制御部９は、イメージセンサ駆動部３に標準モードを設定する。そして、標準モードを設定されたイメージセンサ駆動部３は、上述のように、イメージセンサ１の標準撮影領域の全体で撮影された画像を読み出して出力する。一方、標準モード開始を指示された画像入力処理部６は、イメージセンサ駆動部３から出力される画像を、順次、全体画像メモリ４に格納していく動作を開始する。
【００２４】
次に、制御部１２は、領域検出部８に測定対象物の撮影像の領域検出開始を指示する（ステップ２０４）。
ここで、領域検出開始を指示された領域検出部８は、全体画像メモリ４に格納された画像に対して画像認識処理を施して、画像中の測定対象物の撮影像の領域、すなわち、測定対象物の撮影像の標準撮影領域上の領域を検出し、制御部１２に通知する処理を繰り返し行う。
【００２５】
ここで、領域検出部８の測定対象物の撮影像の領域の認識は、たとえば、領域検出部８に測定対象物の画像パターンを登録し、領域検出部８に登録されている測定対象物の画像パターンにマッチする領域を、画像中の測定対象物の撮影像の領域として検出することにより行う。また、この場合において、測定対象物の画像パターンは、予め、領域検出部８に登録しておくようにしてもよい。または、ステップ２０２とステップ２０４間に、制御部１２において、全体画像メモリ４に格納された画像を表示装置１１に表示し、表示装置１１の表示上で入力装置１０を介してオペレータによって指定された画像上の位置または領域に写り込んでいる像の画像パターンを、測定対象物の画像パターンとして領域検出部８に登録するステップを設けることにより、測定対象物の画像パターンを領域検出部８に登録するようにしてもよい。
【００２６】
そして、制御部１２は、領域検出部８から測定対象物の撮影像の領域が通知されたならば（ステップ２０６）、標準撮影領域中の測定対象物の撮影像を含む領域を高速撮影エリアとして設定する（ステップ２０８）。また、標準撮影領域中の高速撮影エリアを除く領域をｎ個（但し、ｎは複数）に分割したｎ個の領域を低速撮影エリアとして設定する（ステップ２１０）。
【００２７】
すなわち、ステップ２０８、２１０では、図３ａ１に示すように、標準撮影領域３００上の測定対象物の撮影像３０１の領域が検出されたならば、図３ａ２に示すように、標準撮影領域３００のうちの測定対象物の撮影像３０１を含む部分の領域を高速撮影エリア３１１として設定し、残る領域をｎ個（図では５個）に分割した各領域を低速撮影エリア３１２として設定する。但し、高速撮影エリア３１１、低速撮影エリア３１２として設定できる領域を、予め固定的に定めておき、固定的に定めた領域のうちの、測定対象物の撮影像３０１を含む領域を高速撮影エリア３１１に、他の領域を低速撮影エリア３１２に設定するようにしてよい。
【００２８】
さて、図２に戻り、このようにして、高速撮影エリア３１１とｎ個の低速撮影エリア３１２を設定したならば（ステップ２１０）、高速撮影エリア３１１とｎ個の低速撮影エリア３１２を、イメージセンサ駆動部３と画像入力処理部６に設定する（ステップ２１２）。そして、部分撮影モード開始を、撮影制御部９と画像入力処理部６に指示する（ステップ２１４）。
【００２９】
ここで、部分撮影モード開始を指示された撮影制御部９と画像入力処理部６の動作については後述する。
そして、制御部１２は、計測部７に計測開始を指示する（ステップ２１６）。ここで、計測開始を指示された計測部７は、高速撮影画像メモリ５に格納された画像を解析して測定対象物の回転速度や振動などの測定を行う。なお、高速撮影画像メモリ５に格納される画像については後述する。
【００３０】
次に、領域検出部８から通知されている測定対象物の撮影像３０１の領域の高速撮影エリア３１１からの逸脱の発生と（ステップ２１８）、入力装置１０を介したオペレータからの計測終了の指示の発生（ステップ２２０）とを監視し、計測終了の指示が発生したならば（ステップ２２０）、計測制御処理を終了する。
【００３１】
一方、測定対象物の撮影像３０１の領域の高速撮影エリア３１１からの逸脱が発生した場合には（ステップ２１８）、ステップ２０８からの処理に戻り、高速撮影エリア３１１と低速撮影エリア３１２を、高速撮影エリア３１１内に測定対象物の撮影像３０１が含まれるように更新する。
【００３２】
この結果、図３ａ１から図３ｂ１に示すように、測定対象物の撮影像３０１が図３ａ２の高速撮影エリア３１１外に移動したならば、図３ｂ２に示すように、移動後の測定対象物の撮影像３０１を含む領域に高速撮影エリア３１１は更新され、残る領域をｎ個（図では５個）に分割した各領域に低速撮影エリア３１２を更新する。
【００３３】
したがって、計測中は、測定対象物の撮影像３０１を常時含むように高速撮影エリア３１１は設定されることとなる。
以上、制御部１２が行う計測制御処理について説明した。
次に、図２に示した計測制御処理のステップ２１４で制御部１２から部分撮影モード開始を指示された撮影制御部９の動作について説明する。
まず、撮影制御部９は、制御部１２から部分撮影モード開始を指示されると、図４に示す部分撮影制御処理の実行を開始する。
図示するように、この処理において、撮影制御部９は、まず、イメージセンサ駆動部３に部分撮影モードを設定し、設定した部分読み出し領域のみの画像の高速な読み出しを開始させる（ステップ４０２）。
【００３４】
そして、制御部１２から設定され高速撮影エリア３１１と制御部１２から設定されたｎ個の低速撮影エリア３１２のうちの一つのエリアとを二つの部分読み出し領域としてイメージセンサ駆動部３に設定し（ステップ４０６）、イメージセンサ駆動部３の、設定された二つの部分読み出し領域の画像の部分読み出し機能による読み出しが完了する度に（ステップ４０８）、部分読み出し領域とする低速撮影エリア３１２を、前回部分読み出し領域とした低速撮影エリア３１２の次の低速撮影エリア３１２に切り替える処理を繰り返す（ステップ４０４、４１０、４１２、４１４）。但し、最後の低速撮影エリア３１２の次の低速撮影エリア３１２は最初の低速撮影エリア３１２とする。
【００３５】
このような部分撮影制御処理によれば、図５ａ１から図５ａ６に示すように、イメージセンサ駆動部３の１回目の画像の読み出しでは、１番目の低速撮影エリア３１２と高速撮影エリア３１１の画像がイメージセンサ１から読み出されて出力され、メージセンサ駆動部の２回目の画像の読み出しでは、２番目の低速撮影エリア３１２と高速撮影エリア３１１の画像がイメージセンサ１から読み出されて出力され、メージセンサ駆動部の３回目の画像の読み出しでは、３番目の低速撮影エリア３１２と高速撮影エリア３１１の画像がイメージセンサ１から読み出されて出力されるといったように、イメージセンサ駆動部３のｉ回目の画像の読み出しでは、ｍｏｄ（ｉ）番目の低速撮影エリア３１２と高速撮影エリア３１１の画像がイメージセンサ１から読み出されて出力される。ただし、ｍｏｄ（）は、低速撮影エリア３１２数ｎを除数とする余りを表す剰余関数である。
【００３６】
次に、ステップ２１４で制御部１２から部分撮影モード開始を指示された画像入力処理部６の動作の動作について説明する。
図５ｂ１から図５ｂ６に示すように、制御部１２から部分撮影モード開始を指示された画像入力処理部６は、イメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出し各回において、イメージセンサ駆動部３から出力される二つの部分読み出し領域の画像のうちの、制御部１２から設定された高速撮影エリア３１１に該当する画像を高速撮影画像メモリ５に順次格納していく。
【００３７】
結果、高速撮影画像メモリ５には、イメージセンサ駆動部３の画像の読み出し各回の高速撮影エリア３１１の画像が高速撮影画像メモリ５に格納される。
ここで、この高速撮影画像メモリ５に格納された画像は、イメージセンサ駆動部３の部分読み出し機能によって高速撮影された測定対象物の画像となる。したがって、計測部７が高速撮影画像メモリ５に格納された画像を用いて行う測定対象物の計測の時間軸方向の分解能は、イメージセンサ駆動部３に標準モードを設定して毎回イメージセンサの標準撮影領域３００の全体の画像の読み出しを行う場合に比べ向上する。
【００３８】
また、画像入力処理部６は、イメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出しの各回において、イメージセンサ駆動部３から出力される二つの部分読み出し領域の画像のうちの、制御部１２から設定された低速撮影エリア３１２に該当する画像を、全体画像メモリ４の低速撮影エリア３１２に該当する領域に格納する。また、図５ｂ４に示すように、低速撮影エリア３１２の数をｎ（図４ではｎ=５）として、ｎ回のイメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出しに対して一度、イメージセンサ駆動部３から出力される二つの部分読み出し領域の画像のうちの、制御部１２から設定された高速撮影エリア３１１に該当する画像を全体画像メモリ４の高速撮影エリア３１１に該当する領域に格納する。
【００３９】
そして、画像入力処理部６は、ｎ回のイメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出しによって出力されたｎ個の低速撮影エリア３１２の画像と高速撮影エリア３１１の画像を全体画像メモリ４に格納してイメージセンサ１の標準撮影領域３００全体の画像を表す一枚の画像フレームを作成したならば、次の画像フレームを同様に作成していく。
【００４０】
結果、イメージセンサ駆動部３のｎ回の画像の読み出し毎に、イメージセンサ１の標準撮影領域３００全体で撮影した一枚の画像フレームが全体画像メモリ４に格納されることとなる。そして、このことは、イメージセンサ１の標準撮影領域３００全体の、イメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出しのレートの1/ｎのフレームレートの画像フレームを全体画像メモリ４に順次格納していくことに相当する。
【００４１】
したがって、全体画像メモリ４に格納された画像を用いて測定対象物の撮影像３０１の標準撮影領域３００上の領域を検出する領域検出部８は、イメージセンサ１の標準撮影領域３００全体の、イメージセンサ駆動部３の二つの部分読み出し領域の画像の読み出しのレートの1/ｎのフレームレートの画像を用いて、測定対象物の撮影像３０１の標準撮影領域３００上の領域を検出することができる。
【００４２】
なお、領域検出部８は、作成中の画像フレームは未完成の画像フレームであるので領域の検出には用いない。
以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、撮影制御部９が行う部分撮影制御処理では、図６ａ１から図４ａ６に示すようにインターレス状に、奇数番目の低速撮影エリア３１２と偶数番目の低速撮影エリア３１２を交互に部分読み出し領域とする低速撮影エリア３１２とすると共に、図６ｂ１からｂ５に示すように、イメージセンサ駆動部３の画像の読み出しの各回において、画像入力処理部６において出力される各低速撮影エリア３１２の画像を、その低速撮影エリア３１２に対応する全体画像メモリ４の領域に格納するようにしてもよい。このようにすることにより、全体画像メモリ４に形成される画像フレームの上方部分と下方部分の撮影時刻の隔たりを軽減することができる
また、図６ａ５、図６ｂ５に示すように、全体画像メモリ４に格納する高速撮影エリア３１１の画像を読み出す回においては、高速撮影エリア３１１のみを部分読み出し領域に設定し、高速撮影エリア３１１の画像のみを読み出すようにしてもよい。
【００４３】
また、以上の実施形態は、図７ａ、ｂに示すように、高速撮影エリア３１１や低速撮影エリア３１２、または、その一部として、標準撮影領域３００を縦横に分割した四角形の領域を設定するようにしてもよい。
【００４４】
このように本実施形態によれば、イメージセンサ駆動手段の部分読み出し機能を利用して高速に撮影した高速撮影エリア３１１の測定対象物の画像を用いて、時間軸方向の分解能を向上した計測を行うことができる。また、測定対象物の計測と並行して読み出した各低速撮影エリア３１２の画像と、高速撮影エリア３１１の画像とを合成して形成した標準撮影領域３００全体の画像を用いて測定対象物を追尾し、測定対象物の像が常に含まれるように高速撮影エリア３１１を更新するので、測定対象物が移動しても測定対象物の計測を継続的に行える。
【００４５】
ところで、以上の実施形態においては、領域検出部８において、測定対象物の撮影像３０１の領域を検出し、自動的に、高速撮影エリア３１１と低速撮影エリア３１２を、高速撮影エリア３１１内に測定対象物の撮影像３０１が含まれるように更新したが、高速撮影エリア３１１と低速撮影エリア３１２の更新はオペレータの指示に応じて行うようにしてもよい。
【００４６】
すなわち、この場合には、図８ａに示すように、領域検出部８を設けずに計測システムを構成し、計測を行っている期間中、制御部１２は、全体画像メモリ４に格納された画像を表示装置１１に表示し、表示装置１１の表示上で入力装置１０を介してオペレータから、高速撮影エリア３１１とする領域の指定を受け付け、指定された領域が高速撮影エリア３１１となるように、高速撮影エリア３１１と低速撮影エリア３１２を更新する処理を行う。
【００４７】
また、以上の実施形態においては、高速撮影エリア３１１とする領域を可変としたが、これは、高速撮影エリア３１１とする領域は固定とし、全体画像メモリ４に格納された画像を表示装置１１に表示するようにしてもよい。なお、この場合、固定的に高速撮影エリア３１１とする領域は、たとえば、イメージセンサ１の標準撮影領域３００の中央の領域とする。なお、この場合の計測システムの構成は、図８ａの構成と同様であり、領域検出部８は設ける必要がない。
【００４８】
また、以上で示した計測システムのイメージセンサ１の標準撮影領域３００全体の画像と、高速撮影エリア３１１を高速に撮影した画像を生成する構成は、カメラやその他の画像生成装置の構成として適用することができる。
【００４９】
すなわち、この場合には、図８ｂに示すように、画像生成装置を、図１に示した計測システムから計測部７と領域検出部８を除き、画像出力部１３を設けて構成する。そして、画像出力部１３において、高速撮影画像メモリ５に格納された画像のビデオストリームと、全体画像メモリ４に格納された画像のビデオストリームとを、それぞれ外部に出力するようにする。
【００５０】
また、以上の実施形態で示した計測システムや画像生成装置は、カメラ装置と、汎用コンピュータなどのデータ処理装置とより構成してもよい。
すなわち、たとえば、図１に示した計測システムは、図９に示すように、イメージセンサ１、撮影光学系２、イメージセンサ駆動部３、撮影制御部９、インタフェース９０１を備えたカメラ装置９００と、全体画像メモリ４、高速撮影画像メモリ５、画像入力処理部６、計測部７、領域検出部８、入力装置１０、表示装置１１と、インタフェース９１１を備えたデータ処理装置９１０から構成してもよい。なお、この場合、カメラ装置９００の各部とデータ処理装置９１０の各部との間の入出力は、カメラ装置９００のインタフェース９０１とデータ処理装置９１０のインタフェース９１１を介して行うようにしてもよい。
【００５１】
また、同様に、図８ａに示した計測システムは、図９に示した構成から、データ処理装置９１０の領域検出部８を除いて構成してもよい。
また、同様に、図８ｂに示した画像生成装置は、図９に示した構成から、データ処理装置９１０の計測部７と領域検出部８を除くと共に、データ処置装置９１１に画像出力部１３を加えて構成してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…イメージセンサ、２…撮影光学系、３…イメージセンサ駆動部、４…全体画像メモリ、５…高速撮影画像メモリ、６…画像入力処理部、７…計測部、８…領域検出部、９…撮影制御部、１０…入力装置、１１…表示装置、１２…制御部、１３…画像出力部、９００…カメラ装置、９０１…インタフェース、９１０…データ処理装置、９１１…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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【図９】
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