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JP2007079708A - Image processor and processing method - Google Patents

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JP2007079708A
JP2007079708A JP2005263975A JP2005263975A JP2007079708A JP 2007079708 A JP2007079708 A JP 2007079708A JP 2005263975 A JP2005263975 A JP 2005263975A JP 2005263975 A JP2005263975 A JP 2005263975A JP 2007079708 A JP2007079708 A JP 2007079708A
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JP
Japan
Prior art keywords
image data
distortion
distortion correction
image processing
image
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005263975A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Koyanagi
仁 小柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2005263975A priority Critical patent/JP2007079708A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processor and an image processing method for highly precisely correcting the distortion of an image, and for quickly performing image processing. <P>SOLUTION: An image processor 1 includes a distortion correcting part 2 for correcting the distortion of image data acquired by an optical lens. The distortion correcting part 2 includes an interpolation relation generating part 12 for performing an interpolation arithmetic operation by using interpolation relations corresponding to density data stored in an input line buffer 8. The density data generated by the interpolation arithmetic operation are obtained as density data at coordinates after correction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に係り、詳細には、画像の歪みを補正する画像処理装置及び画像処理方法に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method, and more particularly, to an image processing apparatus and an image processing method for correcting image distortion.

一般にデジタルカメラ等のカメラは、光学レンズを用いて物体の像を形成してその像を記録するため、得られた画像には収差が存在していることが知られている。この収差には、画像の鮮明さに関わる収差である球面収差、コマ収差などや、得られた画像が歪む収差である歪曲収差がある。歪曲収差には、糸巻き型と樽型とがあり、いずれも光学レンズの倍率が像高によって一定でないために生じるものである。   In general, since a camera such as a digital camera forms an image of an object using an optical lens and records the image, it is known that the obtained image has aberration. This aberration includes spherical aberration and coma aberration, which are aberrations related to image sharpness, and distortion aberration, which is an aberration that distorts the obtained image. There are a pincushion type and a barrel type in distortion, and both are caused because the magnification of the optical lens is not constant depending on the image height.

このような歪曲収差を補正する画像処理技術として、画像データを複数のブロックに分割し、各ブロック毎にデータを取得してフレームバッファに格納することにより、バスの衝突を削減してバス転送の効率化を図る技術が公開されている(例えば、特許文献1参照)。   As an image processing technique for correcting such distortion, image data is divided into a plurality of blocks, data is acquired for each block and stored in a frame buffer, thereby reducing bus collisions and bus transfer. A technique for improving efficiency is disclosed (for example, see Patent Document 1).

また、フレームバッファに格納した画像データを複数のブロックに分割し、同じブロック内の画像データに対して同じ補正量を用いて補正をすることにより、画像処理時間を短縮する技術が公開されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a technique for reducing the image processing time by dividing the image data stored in the frame buffer into a plurality of blocks and correcting the image data in the same block using the same correction amount is disclosed. (For example, refer to Patent Document 2).

また、SDRAM等のランダムアクセスメモリに格納した画像データを、格納された順番と異なるが、本来の画像データの座標に基づく順番で読み出すことによって、画像の歪みを補正する技術が公開されている(例えば、特許文献3参照)。   Also, a technique for correcting image distortion by reading out image data stored in a random access memory such as an SDRAM in an order based on the coordinates of the original image data is disclosed (although different from the stored order) ( For example, see Patent Document 3).

さらに、2次元で構成される画像データに対してどちらか一方の1次元方向の画像データを補正することにより、必要なフレームバッファの容量を低減し、高速に画像処理を行う技術が公開されている(例えば、特許文献4参照)。
特開2005−45514 特開平11−250238 特開平10−224695 特開平7−37079
Furthermore, a technique for reducing the required frame buffer capacity and performing high-speed image processing by correcting one of the one-dimensional image data for two-dimensional image data has been disclosed. (For example, see Patent Document 4).
JP-A-2005-45514 JP 11-25238 A JP-A-10-224695 JP-A-7-37079

しかしながら、特許文献1のように画像データを取得してフレームバッファに格納してから画像処理をする手段においては、1つの画像をフレームバッファに格納する必要が生じるため、フレームバッファの容量が必要となるという問題や、画像データの格納時間を画像処理時間から削減できない問題を有している。   However, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-26097, the image processing unit that acquires image data and stores it in the frame buffer and then performs image processing needs to store one image in the frame buffer. And the problem that the image data storage time cannot be reduced from the image processing time.

また、特許文献2のように画像データをフレームバッファに格納し、複数のブロックに分割して画像処理を行う手段においては、画像処理を開始するまでに時間がかかるという問題や、フレームバッファの容量や画像データの格納時間が必要になるという問題を有している。   Further, in the means for storing image data in a frame buffer and performing image processing by dividing it into a plurality of blocks as in Patent Document 2, there is a problem that it takes time to start image processing, and the capacity of the frame buffer. And the storage time of image data is required.

また、特許文献3のようにランダムアクセスメモリから補正後の画像データの座標に基づく順番で画像データを読み出す手段においては、メモリからデータを不連続に読み出すため、ハードウェアによる画像処理の効率が低下し、よって画像処理時間が長くなる問題を有している。   Further, in the means for reading out image data in the order based on the coordinates of the corrected image data from the random access memory as in Patent Document 3, since the data is read out discontinuously from the memory, the efficiency of image processing by hardware is reduced. Therefore, there is a problem that the image processing time becomes long.

さらに、特許文献4のように2次元の画像データに対してどちらか片方の1次元方向の画像データを補正をする手段は、もう一方の1次元方向の画像データには補正をしないため、正確な歪み補正を行うことができず、よって高精度な画像が得られない問題を有している。   Further, as disclosed in Patent Document 4, the means for correcting one-dimensional image data in one of two-dimensional image data does not correct the other one-dimensional image data. Therefore, there is a problem that high-precision images cannot be obtained.

本発明は、前記した点に鑑みてなされたもので、画像の歪みを高精度に補正し、かつ高速に画像処理を行うことが可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することを課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and has an object to provide an image processing apparatus and an image processing method capable of correcting image distortion with high accuracy and performing image processing at high speed. To do.

このような課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
レンズを介して撮像された画像データを格納するバッファと、前記画像データより前記レンズによる歪を補正した歪補正画像データを生成する歪補正部とを設けた画像処理装置において、
前記歪補正部は、前記歪補正画像データの生成に必要な前記画像データがバッファに格納されると前記歪補正画像データを生成することを特徴とする画像処理装置である。
In order to solve such a problem, the invention described in claim 1
In an image processing apparatus provided with a buffer that stores image data captured through a lens, and a distortion correction unit that generates distortion correction image data in which distortion due to the lens is corrected from the image data.
The distortion correction unit is an image processing apparatus that generates the distortion-corrected image data when the image data necessary for generating the distortion-corrected image data is stored in a buffer.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、
前記歪補正部は、前記歪補正データと前記歪補正データの生成に必要な画像データとの対応関係が格納されている歪補正テーブルを備え、前記歪補正画像データの生成に必要な前記画像データがバッファに格納されると前記対応関係を用いて前記画像データを生成することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the image processing apparatus according to claim 1,
The distortion correction unit includes a distortion correction table storing a correspondence relationship between the distortion correction data and image data necessary for generating the distortion correction data, and the image data required for generating the distortion correction image data. Is stored in the buffer, the image data is generated using the correspondence.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像処理装置において、前記歪補正テーブルは、前記歪補正データを構成する画素と、前記歪補正データを構成する画素の生成に必要な前記画像データとの対応関係が格納されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the second aspect, the distortion correction table includes the pixels constituting the distortion correction data and the pixels necessary for generating the pixels constituting the distortion correction data. A correspondence relationship with image data is stored.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像処理装置において、前記歪補正部は、前記歪補正データを構成する画素の生成に必要な前記画像データが格納されると、前記格納された前記画像データから生成することが可能な前記歪補正データを構成する画素を複数生成することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the third aspect, the distortion correction unit stores the image data necessary for generating pixels constituting the distortion correction data when the image data is stored. A plurality of pixels constituting the distortion correction data that can be generated from the image data thus generated are generated.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の画像処理装置において、前記歪補正部は、前記歪補正データを構成する画素を生成する演算部を複数備えたことを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the fourth aspect, the distortion correction unit includes a plurality of arithmetic units that generate pixels constituting the distortion correction data.

請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記バッファは、前記画像データをライン単位で格納する入力ラインバッファであることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the buffer is an input line buffer that stores the image data in units of lines. And

請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記歪補正画像データをライン単位で格納する出力ラインバッファを設けたことを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the image processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, further comprising an output line buffer for storing the distortion-corrected image data in line units. To do.

請求項8に記載の発明は、
レンズを介して撮像された画像データに画像処理を施して前記レンズによる歪を補正した歪補正画像データを生成する画像処理方法において、
前記画像データをバッファに格納し、
前記歪補正画像データの生成に必要な画像データが前記バッファに格納されたか否かを判断し、
前記歪補正画像データの生成に必要な画像データが格納されたと判断したときに、前記格納された画像データから前記歪補正画像データを生成することを特徴とする画像処理方法である。
The invention according to claim 8 provides:
In an image processing method for generating distortion-corrected image data obtained by performing image processing on image data captured through a lens and correcting distortion caused by the lens,
Storing the image data in a buffer;
Determining whether image data necessary for generating the distortion-corrected image data is stored in the buffer;
When it is determined that image data necessary for generating the distortion-corrected image data is stored, the distortion-corrected image data is generated from the stored image data.

請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の画像処理方法において、前記歪補正データを構成する画素の生成に必要な前記画像データが前記バッファに格納されたか否かを判断することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the image processing method according to the eighth aspect, it is determined whether or not the image data necessary for generating the pixels constituting the distortion correction data is stored in the buffer. Features.

請求項1に記載の発明によれば、歪補正画像データを生成することができる画像データが格納されると、歪補正画像データを生成することができるので、画像データを取得してから画像処理が終了するまでの時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the first aspect of the present invention, when image data that can generate distortion-corrected image data is stored, distortion-corrected image data can be generated. There is an effect that it is possible to shorten the time until the process ends.

請求項2に記載の発明によれば、画像データと歪補正データとの対応関係が予め歪補正テーブルに格納されているため、この画像データと歪補正データとの対応関係との算出時間を削減して歪補正データを生成することが可能となり、画像処理時間を短縮させることができる効果を奏する。   According to the second aspect of the invention, since the correspondence between the image data and the distortion correction data is stored in the distortion correction table in advance, the calculation time of the correspondence between the image data and the distortion correction data is reduced. Thus, distortion correction data can be generated, and the image processing time can be shortened.

請求項3に記載の発明によれば、歪補正データが画素単位で画像データと対応付けられているので、歪補正データを画素単位で生成することが可能となり、画像を取得してから画像処理を開始するまでの時間を短縮することが可能となる効果を奏する。   According to the third aspect of the present invention, since the distortion correction data is associated with the image data on a pixel basis, the distortion correction data can be generated on a pixel basis, and image processing is performed after the image is acquired. There is an effect that it is possible to shorten the time until the start.

請求項4に記載の発明によれば、歪補正データの一つの画素を生成する画像データを用いて、複数の歪補正画像データの画素を生成することができるので、画像処理時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the fourth aspect of the invention, a plurality of pixels of the distortion correction image data can be generated using the image data for generating one pixel of the distortion correction data, thereby reducing the image processing time. There is an effect that can.

請求項5に記載の発明によれば、画素単位で歪補正データを生成する複数の演算部を備えているので、同時に複数の画素の歪補正データを生成することができ、画像処理時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the fifth aspect of the present invention, since a plurality of calculation units that generate distortion correction data in units of pixels are provided, distortion correction data for a plurality of pixels can be generated at the same time, and image processing time can be reduced. The effect which can be done is produced.

請求項6に記載の発明によれば、画像データをライン単位で格納することができるので、画像データを格納する時間を削減し、画像データを取得してから画像処理を開始するまでの時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the invention described in claim 6, since the image data can be stored in units of lines, the time for storing the image data is reduced, and the time from the acquisition of the image data to the start of the image processing is reduced. There is an effect that can be shortened.

請求項7に記載の発明によれば、出力ラインバッファに歪補正画像データを格納することによって、画像データを演算した画素の順番と歪補正部から出力する画素の順番とを変更することができるので、適切な順番で歪補正画像データを歪補正部から出力することができる効果を奏する。   According to the seventh aspect of the present invention, by storing the distortion-corrected image data in the output line buffer, the order of the pixels in which the image data is calculated and the order of the pixels output from the distortion correction unit can be changed. Therefore, there is an effect that the distortion correction image data can be output from the distortion correction unit in an appropriate order.

請求項8に記載の発明によれば、歪補正画像データを生成することができる画像データが格納されると、歪補正画像データを生成することができるので、画像データを取得してから画像処理が終了するまでの時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the eighth aspect of the invention, when image data that can generate distortion-corrected image data is stored, distortion-corrected image data can be generated. There is an effect that it is possible to shorten the time until the process ends.

請求項9に記載の発明によれば、歪補正データの一つの画素を生成する画像データを用いて、複数の歪補正画像データの画素を生成することができるので、画像処理時間を短縮することができる効果を奏する。   According to the ninth aspect of the invention, a plurality of pixels of the distortion correction image data can be generated by using the image data for generating one pixel of the distortion correction data, thereby reducing the image processing time. There is an effect that can.

以下、図を参照しながら本発明に係る画像処理装置の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。   Embodiments of an image processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.

画像処理装置1には、図1に示すように、光学レンズにより取得した画像データの歪を補正する歪補正部2と、歪補正された画像データに例えば色補正など更にその他の画像処理を行う後段画像処理部3とが設けられている。   As shown in FIG. 1, the image processing apparatus 1 performs a distortion correction unit 2 that corrects distortion of image data acquired by an optical lens, and performs other image processing such as color correction on the distortion-corrected image data. A post-stage image processing unit 3 is provided.

歪補正部2には、画像を撮像して画像データを生成する撮像装置4が接続されている。撮像装置4には、ガラスやプラスチック等からなる撮像レンズ5が設けられており、この撮像レンズ5を用いて画像を撮像するようになっている。撮像レンズ5の光路上には、受光素子である撮像素子6が画素に対応して複数配列されており、各撮像素子6の受光量に応じて画像データを生成し、歪補正部2に出力するようになっている。この画像データは、画素単位で生成されたものであり、画素の座標を示す座標データと、画素の濃度を示す濃度データとから構成されている。
この撮像素子6としては、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)、MOS(Metal Oxide Semiconductor)等を用いることができる。
The distortion correction unit 2 is connected to an imaging device 4 that captures an image and generates image data. The imaging device 4 is provided with an imaging lens 5 made of glass, plastic, or the like, and an image is captured using the imaging lens 5. On the optical path of the imaging lens 5, a plurality of imaging elements 6 as light receiving elements are arranged corresponding to the pixels, and image data is generated according to the amount of light received by each imaging element 6 and output to the distortion correction unit 2. It is supposed to be. This image data is generated in units of pixels, and is composed of coordinate data indicating pixel coordinates and density data indicating pixel density.
As the imaging element 6, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), a CCD (Charge Coupled Device), a MOS (Metal Oxide Semiconductor), or the like can be used.

歪補正部2には、歪補正部2全体の制御をする制御部7が設けられており、歪補正部2を構成する各部と接続されている。   The distortion correction unit 2 is provided with a control unit 7 that controls the entire distortion correction unit 2, and is connected to each unit constituting the distortion correction unit 2.

また、歪補正部2には、撮像装置4から出力された画像データのうち濃度データを一時的に格納する入力ラインバッファ8が設けられている。この入力ラインバッファ8には、後述する補間関係を生成するために必要なライン数分の濃度値が最低限格納できるようになっている。このライン数は、用いる濃度データの補間法によって異なるものである。本実施形態では、濃度データの補間を行う画素の周囲に存在する4つの画素の濃度データを用いて線形補間を行う線形補間法を用いている。このため入力ラインバッファ8には、2ライン分の画素の濃度データが最低限格納できるようになっている。   Further, the distortion correction unit 2 is provided with an input line buffer 8 for temporarily storing density data among the image data output from the imaging device 4. The input line buffer 8 can store at least density values for the number of lines necessary to generate an interpolation relationship described later. The number of lines varies depending on the interpolation method of density data to be used. In the present embodiment, a linear interpolation method is used in which linear interpolation is performed using density data of four pixels existing around a pixel on which density data interpolation is performed. Therefore, the input line buffer 8 can store at least the density data of pixels for two lines.

また、歪補正部2には、画像データを入力ラインバッファ8に格納するときにカウントをする入力カウンタ9が、入力ラインバッファ8に対応して設けられている。入力カウンタ9は、入力ラインバッファ8のx位置をカウントする入力xカウンタ10と入力ラインバッファのy位置をカウントする入力yカウンタ11とにより構成されている。これらのカウンタを用いることにより、個々の濃度データを入力ラインバッファ8の適切な位置に格納することができるようになっている。   In addition, the distortion correction unit 2 is provided with an input counter 9 for counting when storing image data in the input line buffer 8, corresponding to the input line buffer 8. The input counter 9 includes an input x counter 10 that counts the x position of the input line buffer 8 and an input y counter 11 that counts the y position of the input line buffer. By using these counters, individual density data can be stored at an appropriate position in the input line buffer 8.

入力ラインバッファ8には、入力ラインバッファ8に格納された濃度データに対応する補間関係を用いることにより補間演算する補間関係生成部12が接続されている。この補間演算により生成された濃度データは、補正後の座標における濃度データであり、歪補正画像データとなる。   Connected to the input line buffer 8 is an interpolation relationship generation unit 12 that performs an interpolation operation by using an interpolation relationship corresponding to density data stored in the input line buffer 8. The density data generated by this interpolation calculation is the density data at the corrected coordinates and becomes distortion corrected image data.

補間関係生成部12には、補間演算をするときに用いる補間関係が予め格納された歪補正テーブル13が接続されている。この補間関係は、図2に示すように、補間を行う画素の濃度データとその周囲に存在する4つの画素の濃度データとの関係であり、本実施形態では、次の演算式(1)を用いて演算するようになっている。
a(x,y)=p1(n+1,m+1)(1−α)(1−β)+p2(n+2,m+1)α(1−β)+p3(n+1,m+2)(1−α)β+p4(n+2,m+2)αβ・・・(1)
ここで、
a(x,y)は、座標(x,y)の濃度データ
p1(n+1,m+1)は、座標(n+1,m+1)の濃度データ
p2(n+2,m+1)は、座標(n+2,m+1)の濃度データ
p3(n+1,m+2)は、座標(n+1,m+2)の濃度データ
p4(n+2,m+2)は、座標(n+2,m+2)の濃度データ
αは、xと(n+1)との差であり、x方向の重み付け
βは、yと(m+1)との差であり、y方向の重み付け
である。
この歪補正テーブル13には、補間を行う画素に用いる演算式と用いる濃度データの座標と重み付けとが予め算出され、対応付けられたものが格納されている。また、この歪補正テーブル13には、補間演算する座標(以下、歪補正前の座標と称す)と、歪補正後の座標とを対応付けたものが、格納されている。
Connected to the interpolating relation generation unit 12 is a distortion correction table 13 in which interpolating relations used when performing interpolation calculations are stored in advance. As shown in FIG. 2, this interpolation relationship is the relationship between the density data of the pixel to be interpolated and the density data of the four pixels existing around the pixel. In this embodiment, the following equation (1) is obtained. Use to calculate.
a (x, y) = p1 (n + 1, m + 1) (1-α) (1-β) + p2 (n + 2, m + 1) α (1-β) + p3 (n + 1, m + 2) (1-α) β + p4 (n + 2, m + 2) αβ (1)
here,
a (x, y) is the density data at coordinates (x, y) p1 (n + 1, m + 1) is the density data at coordinates (n + 1, m + 1) p2 (n + 2, m + 1) is the density at coordinates (n + 2, m + 1) Data p3 (n + 1, m + 2) is density data at coordinates (n + 1, m + 2) p4 (n + 2, m + 2) is density data at coordinates (n + 2, m + 2) α is the difference between x and (n + 1), x Directional weighting β is the difference between y and (m + 1), and is the weighting in the y direction.
In the distortion correction table 13, the arithmetic expression used for the pixel to be interpolated and the coordinates and weighting of the density data to be used are calculated in advance and stored in association with each other. In addition, the distortion correction table 13 stores coordinates in which coordinates to be interpolated (hereinafter referred to as coordinates before distortion correction) and coordinates after distortion correction are associated with each other.

補間関係生成部12には、入力ラインバッファ8に格納された濃度データと、歪補正テーブル13に格納された演算式や重み付けとを用いて補間演算する補間演算部14が、設けられている。この補間演算部14は、周囲の4画素の濃度データにより演算することができる歪補正前の画素の最大数に対応して設けられており、本実施形態では3つ設けられている。この補間演算部14の数は、レンズや撮像系による歪や、補間に用いる線形補間法により異なり、予め補正前の座標と補正後の座標や、取得する画素の座標とにより予め算出されるものである。
本実施形態では、図3に示すように、本来a1(n,m)、b1(n+1,m)、c1(n,m+1)に位置する画素(以下、補正後の画素と称す)が、レンズや撮像系の歪のため、それぞれa2、b2、c2に位置して(以下、補正前の画素と称す)画像データが取得されるものであり、また、撮像装置4により取得された画像データは、それぞれ格子の交点に位置する画像データ、例えば、p1(n+1,m+1)、p2(n+2,m+1)、p3(n+1,m+2)、p4(n+2,m+2)、であるとする。これにより、周囲の4画素p1、p2、p3、p4により演算できる歪補正前の画素は、a2、b2、c2の3画素となる。なお、p1、p2、p3、p4は、それぞれの濃度データを示す値でもある。
The interpolation relation generation unit 12 is provided with an interpolation calculation unit 14 that performs interpolation calculation using density data stored in the input line buffer 8 and calculation formulas and weights stored in the distortion correction table 13. The interpolation calculation unit 14 is provided corresponding to the maximum number of pixels before distortion correction that can be calculated from the density data of the surrounding four pixels. In the present embodiment, three interpolation calculation units 14 are provided. The number of the interpolation calculation units 14 differs depending on distortion caused by the lens or the imaging system and the linear interpolation method used for interpolation, and is calculated in advance based on coordinates before correction, coordinates after correction, and coordinates of pixels to be acquired. It is.
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, pixels originally positioned at a1 (n, m), b1 (n + 1, m), and c1 (n, m + 1) (hereinafter referred to as corrected pixels) And image data obtained at the positions a2, b2, and c2 (hereinafter referred to as uncorrected pixels) due to the distortion of the imaging system, and the image data acquired by the imaging device 4 is Suppose that the image data are located at the intersections of the grids, for example, p1 (n + 1, m + 1), p2 (n + 2, m + 1), p3 (n + 1, m + 2), and p4 (n + 2, m + 2). Thereby, the pixels before distortion correction that can be calculated by the surrounding four pixels p1, p2, p3, and p4 are three pixels a2, b2, and c2. Note that p1, p2, p3, and p4 are values indicating the respective density data.

補間関係生成部12には、補間演算部にて演算している濃度データの歪補正前の座標を管理している補間カウンタ15が、補間関係生成部12に対応して設けられている。補間カウンタ15には、補間演算部にて演算している濃度データのx座標を管理する補間xカウンタ16と、同じく補間演算している画素のy座標を管理する補間yカウンタ17とにより構成されており、これらのカウンタにより歪補正前の座標と歪補正後の座標とが対応付けられるようになっている。   The interpolation relation generation unit 12 is provided with an interpolation counter 15 that manages the coordinates before the distortion correction of the density data calculated by the interpolation calculation unit corresponding to the interpolation relation generation unit 12. The interpolation counter 15 includes an interpolation x counter 16 that manages the x coordinate of the density data calculated by the interpolation calculation unit, and an interpolation y counter 17 that manages the y coordinate of the pixel that is also subjected to the interpolation calculation. These counters associate the coordinates before distortion correction with the coordinates after distortion correction.

補間演算部14には、補間演算後の濃度データを一時的に格納する出力ラインバッファ18が接続されている。この出力ラインバッファ18には、最低限入力ラインバッファ8と同数のライン数の濃度データが格納できるようになっている。   An output line buffer 18 for temporarily storing density data after the interpolation calculation is connected to the interpolation calculation unit 14. The output line buffer 18 can store density data having the same number of lines as the input line buffer 8 at a minimum.

出力ラインバッファ18には、歪補正データを出力ラインバッファ18に格納するときにカウントをする出力カウンタ19が、出力ラインバッファ18に対応して設けられている。この出力側カウンタは、出力ラインバッファ18のx位置をカウントする出力xカウンタ20と、出力ラインバッファ18のy位置をカウントする出力yカウンタ21とにより構成されている。これらのカウンタを用いることにより、個々の歪補正濃度データを出力ラインバッファ18の適切な位置に格納することができるようになっており、また、歪補正部2から効率良く歪補正濃度データを出力できるように格納することができるようになっている。   The output line buffer 18 is provided with an output counter 19 for counting when the distortion correction data is stored in the output line buffer 18 corresponding to the output line buffer 18. The output side counter includes an output x counter 20 that counts the x position of the output line buffer 18 and an output y counter 21 that counts the y position of the output line buffer 18. By using these counters, individual distortion correction density data can be stored at an appropriate position in the output line buffer 18, and the distortion correction density data is efficiently output from the distortion correction unit 2. It can be stored as possible.

次に、本実施形態に係る画像処理装置の作用について説明する。   Next, the operation of the image processing apparatus according to this embodiment will be described.

撮像装置4の撮像レンズ5を用いて画像が撮像されると、撮像レンズ5の光路上にある撮像素子6がその受光量に応じて画像データに変換するので、画像データが生成される。   When an image is picked up using the image pickup lens 5 of the image pickup device 4, the image pickup element 6 on the optical path of the image pickup lens 5 converts the image data into image data according to the amount of received light, so that image data is generated.

歪補正部2の制御部7は、撮像装置4によって画像データが生成されると、画像データを構成する濃度データを、入力ラインバッファ8に一旦格納する。そして、制御部7は、入力ラインバッファ8に格納された濃度データから補間演算できる歪補正前の画素を算出する。また、制御部7は、その算出する画素に用いる補間演算式や重み付けなどを歪補正テーブル13から補間関係生成部12に出力させる。そして、それと同時に制御部7は、補間カウンタ15に、補間関係生成部で演算する濃度データの補正前の座標を管理させる。   When the image data is generated by the imaging device 4, the control unit 7 of the distortion correction unit 2 temporarily stores density data constituting the image data in the input line buffer 8. Then, the control unit 7 calculates pixels before distortion correction that can be interpolated from density data stored in the input line buffer 8. In addition, the control unit 7 causes the interpolation relation generation unit 12 to output the interpolation calculation formula and weighting used for the calculated pixel from the distortion correction table 13. At the same time, the control unit 7 causes the interpolation counter 15 to manage the coordinates before correction of the density data calculated by the interpolation relation generation unit.

詳細には、入力ラインバッファ8に濃度データ、p1、p2、p3、p4が格納されると、制御部7は、これらの濃度データを用いて補間演算できる歪補正前の画素がa2、b2、c2であることを算出し、それぞれの画素の補間演算式や重み付けなどを歪補正テーブル13から補間演算部14に出力して補間演算を行い、歪補正濃度データを生成する。例えば、a2の補間演算は以下のような演算式(2)を用いて行われ、歪補正後の画素の歪補正濃度データを演算する。
a2=(1−α1)(1−β1)p1+α1(1−β1)p2+(1−α1)β1p3+α1β1p4・・・(2)
ここで、
a2は、座標a2の濃度データ
p1は、座標p1の濃度データ
p2は、座標p2の濃度データ
p3は、座標p3の濃度データ
p4は、座標p4の濃度データ
α1及びβ2は、a2の重み付け
である。
Specifically, when density data p1, p2, p3, and p4 are stored in the input line buffer 8, the control unit 7 determines that the pixels before distortion correction that can be interpolated using these density data are a2, b2, c2 is calculated, and the interpolation calculation formula and weighting of each pixel are output from the distortion correction table 13 to the interpolation calculation unit 14 to perform the interpolation calculation to generate distortion correction density data. For example, the interpolation calculation of a2 is performed using the following calculation formula (2), and the distortion correction density data of the pixel after distortion correction is calculated.
a2 = (1-α1) (1-β1) p1 + α1 (1-β1) p2 + (1-α1) β1p3 + α1β1p4 (2)
here,
a2 is the density data p1 of the coordinate a2, p1 is the density data of the coordinate p1, p2 is the density data of the coordinate p2, p3 is the density data of the coordinate p3, p4 is the density data of the coordinate p4 α1 and β2 are weights of a2. .

同様に、各補間演算部14にて、b2及びc2の補間演算が行われて、b2及びc2の歪補正後の画素の歪補正濃度データがそれぞれ算出される。   Similarly, each interpolation calculation unit 14 performs the interpolation calculation of b2 and c2, and calculates the distortion correction density data of the pixel after the distortion correction of b2 and c2.

制御部7は、補間演算により算出された歪補正後の画素の濃度データを、出力ラインバッファ18に一旦格納する。そして、制御部7は、出力ラインバッファ18に格納された濃度データを、後段画像処理部3に出力し、更に色補正などの画像処理を行う。   The control unit 7 temporarily stores the density data of the pixel after distortion correction calculated by the interpolation calculation in the output line buffer 18. Then, the control unit 7 outputs the density data stored in the output line buffer 18 to the subsequent image processing unit 3, and further performs image processing such as color correction.

以上のように、本実施形態によれば、フレームバッファを用いずに、入力ラインバッファ8に濃度データを格納するようになっているので、バッファに濃度データを格納する時間と、撮像装置4から歪補正部2に濃度データを入力してから補間演算する時間とを短縮して、画像を撮像してから画像処理が終了するまでの時間を短縮することができる。
また、入力ラインバッファ8に格納された濃度データから補間演算することのできる画素を算出し、補間演算部14にて補正前の濃度データからすぐに補正後の歪補正濃度データを演算することができるようになっているので、歪補正濃度データを演算する時間を短縮することができ、さらに画像処理に要する時間を短縮することができる。
As described above, according to this embodiment, the density data is stored in the input line buffer 8 without using the frame buffer. It is possible to shorten the time from the input of density data to the distortion correction unit 2 to the time of interpolation calculation, and the time from the image capture to the end of image processing.
Further, a pixel that can be interpolated is calculated from the density data stored in the input line buffer 8, and the distortion correction density data after correction is calculated immediately from the density data before correction by the interpolation calculation unit 14. Thus, the time for calculating the distortion correction density data can be shortened, and the time required for image processing can be further shortened.

なお、本実施形態では、補間演算部14が一度に演算することのできる歪補正前の画素の最大数に対応して設けられた例を示したが、これに限定されず、一つの補間演算部にて順次、補間演算を行うような構成であってもよい。   In the present embodiment, the example in which the interpolation calculation unit 14 is provided corresponding to the maximum number of pixels before distortion correction that can be calculated at one time is shown, but the present invention is not limited to this, and one interpolation calculation is performed. The configuration may be such that the interpolation calculation is sequentially performed in the unit.

また、本実施形態では、出力ラインバッファ18を設けた例を示したが、これに限定されず、出力ラインバッファ18を設けず、補間演算部が後段画像処理部3と直接接続されているような構成であってもよい。   In this embodiment, the output line buffer 18 is provided. However, the present invention is not limited to this. The output line buffer 18 is not provided, and the interpolation calculation unit is directly connected to the subsequent image processing unit 3. It may be a simple configuration.

本実施形態における画像処理装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the image processing apparatus in this embodiment. 本実施形態における補間演算をする画素と周囲の画素との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pixel which performs the interpolation calculation in this embodiment, and a surrounding pixel. 本実施形態における歪補正前の画素と歪補正後の画素との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the pixel before distortion correction in this embodiment, and the pixel after distortion correction.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像処理装置
2 歪補正部
3 後段画像処理部
4 撮像装置
5 撮像レンズ
7 制御部
8 入力ラインバッファ
9 入力カウンタ
12 補間関係生成部
13 歪補正テーブル
14 補間演算部
15 補間カウンタ
18 出力ラインバッファ
19 出力カウンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image processing apparatus 2 Distortion correction | amendment part 3 Back | latter stage image processing part 4 Imaging device 5 Imaging lens 7 Control part 8 Input line buffer 9 Input counter 12 Interpolation relation production | generation part 13 Distortion correction table 14 Interpolation calculating part 15 Interpolation counter 18 Output line buffer 19 Output counter

Claims (9)

レンズを介して撮像された画像データを格納するバッファと、前記画像データより前記レンズによる歪を補正した歪補正画像データを生成する歪補正部とを設けた画像処理装置において、
前記歪補正部は、前記格納された前記画像データから生成可能な前記歪補正画像データを生成することを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus provided with a buffer that stores image data captured through a lens, and a distortion correction unit that generates distortion correction image data in which distortion due to the lens is corrected from the image data.
The image processing apparatus, wherein the distortion correction unit generates the distortion-corrected image data that can be generated from the stored image data.
前記歪補正部は、前記画像データと前記画像データから生成可能な前記歪補正画像データとの対応関係を格納している歪補正テーブルを備え、前記画像データがバッファに格納されると前記対応関係を用いて前記歪補正画像データを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The distortion correction unit includes a distortion correction table that stores a correspondence relationship between the image data and the distortion corrected image data that can be generated from the image data, and the correspondence relationship when the image data is stored in a buffer. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the distortion-corrected image data is generated using an image. 前記歪補正テーブルは、前記画像データを構成する画素と、前記画像データを構成する画素から生成可能な前記歪補正画像データを構成する画素との対応関係を格納していることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。   The distortion correction table stores a correspondence relationship between pixels constituting the image data and pixels constituting the distortion correction image data that can be generated from the pixels constituting the image data. Item 3. The image processing apparatus according to Item 2. 前記歪補正部は、前記バッファに格納された前記画像データから前記歪補正画像データを複数生成することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 3, wherein the distortion correction unit generates a plurality of the distortion correction image data from the image data stored in the buffer. 前記歪補正部は、前記歪補正画像データを構成する画素を生成する演算部を複数備えたことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 4, wherein the distortion correction unit includes a plurality of calculation units that generate pixels constituting the distortion correction image data. 前記バッファは、前記画像データをライン単位で格納する入力ラインバッファであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。   6. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the buffer is an input line buffer that stores the image data in units of lines. 前記歪補正画像データをライン単位で格納する出力ラインバッファを設けたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, further comprising an output line buffer that stores the distortion-corrected image data in units of lines. レンズを介して撮像された画像データに画像処理を施して前記レンズによる歪を補正した歪補正画像データを生成する画像処理方法において、
前記画像データをバッファに格納し、
前記格納された画像データから生成可能な前記歪補正画像データが存在するか否かをを判断し、
前記生成可能な歪補正画像データが存在すると判断したときに、前記格納された画像データから前記歪補正画像データを生成することを特徴とする画像処理方法。
In an image processing method for generating distortion-corrected image data obtained by performing image processing on image data captured through a lens and correcting distortion caused by the lens,
Storing the image data in a buffer;
Determining whether the distortion-corrected image data that can be generated from the stored image data exists,
An image processing method comprising: generating the distortion-corrected image data from the stored image data when it is determined that the generatable distortion-corrected image data exists.
前記生成可能な前記歪補正データが存在するか否かは、画素単位で判断することを特徴とする請求項8に記載の画像処理方法。   The image processing method according to claim 8, wherein whether or not the distortion correction data that can be generated exists is determined in units of pixels.
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