[发明专利]信息处理装置、方法及包括光学显微镜的成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及对图像传感器所获得的图像信号进行处理从而校正输出图像的畸变的信息处理装置、信息处理方法、程序以及包括光学显微镜的成像装置。

背景技术

过去，例如，包含诸如电荷耦合器件(CCD)的图像传感器的示图相机广泛用作成像设备。当用这种成像设备拍摄物体的图像时，在某些情况下，由于成像设备所包括的透镜的形状等可能在所拍摄的图像中导致畸变。要校正这种畸变，使用了多种畸变校正技术。

例如，在日本专利公开第2000-350239号(以下称之为专利文件1)所披露的校准系统中，用于校正上述畸变的畸变参数被估算如下。首先，在所述校准系统中，生成由已经定义了几何形状的图案构成的基准图像；然后，将所述基准图像投影到平坦的屏幕表面上，并用照相机进行拍摄。对基准图像以及基准图像的拍摄图像进行图像注册处理，因此估算出用于畸变矫正的畸变参数(参考专利文件1的第[0094]段等)。

此外，在专利文件1中，基于拍摄到的图像表面的点n_d(其中已考虑到透镜畸变)，计算出所拍摄的图像表面上的对应点n_u(其中未考虑透镜畸变)。如专利文件1第[0084]段所述，通过基于距畸变中心位置的距离通过表达式来计算点n_u。

发明内容

例如，在由光学显微镜获得的图像被数字化的情况下，在许多情况下，由于显微镜的复杂放大光学系统，要输出的图像中发生难以预测的复杂畸变。在这种情况下，通过使用专利文件1所公开的基于距畸变中心的距离的表达式，难以对图像的畸变进行校正。

此外，例如，使用光学显微镜以高倍率观察物体时，可能存在如下情况，即，通过拍摄物体的各部分图像而获得的多个数字图像经受拼接处理，并且然后物体的图像可以整合为一个图像。为了适当地执行拼接处理，需要高精度地校正每个数字图像的畸变。

鉴于上述情况，期望提供能够精度地校正由光学显微镜获得的图像中所产生的复杂畸变的信息处理装置、信息处理方法、程序及包括光学显微镜的成像装置。

根据本发明的实施方式，提供了一种信息处理装置，包括第一存储装置、生成装置、确定装置、第一计算装置、第二计算装置以及校正装置。

第一存储装置存储校准图案中的多个亮度变化点的坐标，在亮度变化点上，亮度发生变化，校准图案具有亮度在相互正交的两个轴方向上有规律地变化的亮度分布。

生成装置生成与校准图像的亮度分布有关的标准图案信息，校准图像通过由能够拍摄通过光学显微镜获得的图像的成像装置拍摄校准图案的图像而生成。

确定装置通过校准图像的亮度分布与所生成的标准图案信息之间的匹配处理，确定校准图像的亮度变化点的坐标作为校正亮度变化点的坐标，亮度变化点对应于校准图案的多个亮度变化点中的每个。

第一计算装置计算所存储的多个亮度变化点的坐标与由确定装置根据多个亮度变化点确定的校正亮度变化点的坐标之间的差，作为畸变矢量场。

第二计算装置计算通过从畸变矢量场移除平移分量和旋转分量而获得的分量，作为校正矢量场。

校正装置通过使用所计算出的校正矢量场对由成像装置拍摄的图像进行校正。

在信息处理装置中，生成了关于通过拍摄校准图案的图像而生成的校准图像的亮度分布的标准图案信息。然后，通过所述校准图像亮度分布与标准图案信息之间的匹配处理，高精度地确定所述校准图像上的校正亮度变化点。因此，畸变矢量场和校正矢量场的精度也变高了，并且即使当由成像装置拍摄的图像中产生难以预测的复杂畸变时，仍可以高精度地校正复杂畸变。此外，计算校正矢量场，作为通过从所述畸变矢量场移除平移分量和旋转分量而获得的分量。因此，可以减少要校正的图像的校正量，并且实现了高精度图像校正。

信息处理装置可以进一步包括第二存储装置，用于存储由第二计算装置计算的校正矢量场。在这种情况下，校正装置可以通过使用由第二存储装置存储的校正矢量场对图像进行校正。

在信息处理装置中，由第二存储装置存储预定成像拍摄条件下的校正矢量场，在预定成像拍摄条件中，确定了照明光学系统等。因此，当在相同的成像拍摄条件下，由成像装置拍摄图像的情况下，无需重新计算校正矢量场，并且可以通过使用所存储的校正矢量场高精度地校正所拍摄的图像。因此，可以缩短用于图像校正的处理时间。