图像处理装置、图像拾取装置和图像处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像处理装置、图像拾取装置和图像处理方法。一种图像处理装置（804）包括：被配置为获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数的函数获得部分（804a）；被配置为通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像的校正图像生成部分（804b）；和被配置为通过使用所述校正图像执行盲去卷积处理以生成恢复图像的图像恢复部分（804c）。

【技术实现步骤摘要】
图像处理装置、图像拾取装置和图像处理方法
本专利技术涉及执行图像恢复的图像处理装置。
技术介绍
通过图像拾取光学系统拍摄的被照体遭受在图像拾取光学系统中出现的衍射、像差和其它不利的影响。这些不利影响使得从一个点发射的光不可能会聚于另一点，这导致光在另一点上微量地展开。这种微量展开分布被称为点分布函数(PSF)。这种在图像拾取光学系统中出现的不利影响导致形成拍摄图像，使得PSF与图像叠加。这使得图像变模糊，从而导致分辨率下降。近年，随着将拍摄图像保持为电子数据变得普及，提出通过使用图像处理校正由光学系统导致的图像劣化的图像恢复处理。作为图像恢复处理，例如，使用Wiener滤波器的图像恢复处理是已知的。通过典型的数字照相机拍摄的图像根据其位置(图像高度)具有不同的劣化特性。在许多情况下，图像拾取光学系统的像差的量大，并且，像差在拍摄图像的周边不对称地劣化。国际公开WO2007/74649公开了在图像拾取光学系统的孔径的位置附近插入调制波前的相位掩模的系统。如果图像整体具有一定的劣化特性并具有不包含零点的频率特性，那么可容易地通过使用Wiener滤波器恢复图像。但是，在国际公开No.WO2007/74649中公开的系统需要插入相位掩模的特殊光学设计。该设计使得难以将该系统应用于典型的数字照相机。国际公开No.WO2006/041127和文献“OSAVOLUME62，NUMBER1JANUARY1972Bayesian-BasedIterativeMethodofImageRestoration”均公开了通过使用所谓的Lucy-Richardson方法(LR方法)执行盲去卷积处理的方法。文献“J.Opt.Soc.Am.A/Vol.12，No.1/January1995BlinddeconvolutionbymeansoftheRichardson-Lucyalgorithm”公开了盲去卷积处理，在该盲去卷积处理中，即使拍摄图像是仅有的已知的信息，也可在估计劣化特性的同时执行图像恢复处理。但是，如果拍摄图像具有移变劣化特性(shift-variantdeteriorationcharacteristics)，那么难以令人满意地通过现有技术恢复光学传递函数具有接近零的值的频率区域中的图像。
技术实现思路
本专利技术提供即使在由于劣化特性损失信息的频率区域中也能够令人满意地恢复图像的图像处理装置、图像拾取装置和图像处理方法。作为本专利技术的一个方面的图像处理装置包括：被配置为获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数的函数获得部分；被配置为通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像的校正图像生成部分；和被配置为通过使用校正图像执行盲去卷积处理以生成恢复图像的图像恢复部分。作为本专利技术的另一方面的一种图像拾取装置包括：被配置为通过图像拾取光学系统光电转换被照体图像的图像拾取元件；被配置为获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数的函数获得部分；被配置为通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像的校正图像生成部分；和被配置为通过使用校正图像执行盲去卷积处理以生成恢复图像的图像恢复部分。作为本专利技术的另一方面的一种处理图像的方法包括以下的步骤：获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数；通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像；和通过使用所述校正图像执行盲去卷积处理以生成恢复图像。从参照附图对示例性实施例进行的以下描述，本专利技术的其它特征和方面将变得清晰。附图说明图1是实施例1中的图像处理方法(图像恢复处理)的流程图。图2A～2E是实施例1中的校正图像的说明图。图3是实施例2中的图像处理方法(图像恢复处理)的流程图。图4A和图4B分别是实施例2中的第一光学传递函数和第二光学传递函数的说明图。图5A和图5B分别是实施例2中的第一劣化特性组和第二劣化特性组的说明图。图6A～6D是实施例2中的移变区域的说明图。图7是实施例3中的图像处理系统的构成图。图8是实施例4中的图像拾取装置的框图。具体实施方式以下将参照附图描述本专利技术的示例性实施例。在附图中的每一个中，相同的要素将由相同的附图标记表示，并且，其重复描述将被省略。首先，将描述本实施例中的图像处理方法(图像恢复处理)的概要。满足下式(1)，这里，在实空间中，f(x，y)是没有被光学系统劣化的图像，h(x，y)是PSF(点分布函数)，并且g(x，y)是劣化的图像。g(x，y)＝∫∫f(X，Y)*h(x-X，y-Y)dXdY…(1)当对式(1)执行傅立叶变换以将实空间(x，y)转换成频率空间(u，v)时，满足下式(2)。G(u，v)＝F(u，v)＊H(u，v)…(2)在式(2)中，F(u，v)是f(x，y)的傅立叶变换的结果，G(u，v)是g(x，y)的傅立叶变换的结果，H(u，v)是h(x，y)的傅立叶变换的结果。因此，满足下式(3)。F(u，v)＝G(u，v)/H(u，v)…(3)式(3)意味着，可通过将频率空间中的劣化图像g(x，y)的傅立叶变换的结果G(u，v)除以点分布函数h(x，y)的傅立叶变换的结果H(u，v)，获得没有劣化的图像f(x，y)的傅立叶变换的结果F(u，v)。因此，可通过对F(u，v)执行逆傅立叶变换获得没有劣化的图像f(x，y)。但是，实际上，如果执行这种处理以获得没有劣化的图像，那么由图像拾取元件导致的噪声被放大，并且，非常可能在图像上出现环带(ringing)。因此，难以通过简单的逆特性通过除法获得令人满意的图像。作为恢复图像以抑制噪声放大的方法，使用由下式(4)表示的Wiener滤波器W(u，v)。W(u，v)＝1/H(u，v)＊|H(u，v)|2/(|H(u，v)2+Γ)…(4)在式(4)中，符号H(u，v)表示光学传递函数(OTF)，符号Γ表示用于减少噪声放大量的常数。由式(4)表示的W(u，v)与劣化图像g(x，y)的傅立叶变换的结果G(u，v)的乘法允许由在光学系统中出现的衍射或像差导致的PSF的相位分量具有零的值并且振幅分量的频率特性被放大。这使得能够获得高分辨率和令人满意的图像。即，满足下式(5)：R(u，v)＝G(u，v)＊W(u，v)…(5)这里，R(u，v)是通过使用Wiener滤波器的图像恢复处理恢复的图像的频率空间信息。使用Wiener滤波器的图像恢复处理的最大优点在于，可关于诸如根据空间中的各位置改变的PSF的劣化特性容易地执行恢复处理。这被称为“移变(shift-variant)”。首先，将解释表示由光学系统导致的劣化的模型的式(1)。在式(1)中，h(x，y)即PSF不改变。这被称为“移不变(shift-invariant)”。假定h在各坐标点(x，y)上改变，式(1)被应用于移变情况。在这种情况下，将各移不变区域分成分别等于一个像素的微区域具有与完全移变处理相同的效果。但是，如果根据适当范围中的劣化特性确定各分割区域，那么能够作为移变处理实现足够的效果。即使当对于图像上的各代表点设计图像恢复滤波器并且通过对于代表点之间的区域内插和生成代表点的滤波器来执行近似时，也可实现足够的效果。因此，图像上的各区域被细微地分割以设定满足式(1)的区域，随后，通过使用式(4)设计频率空间中的图像恢复滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，包括：函数获得部分，所述函数获得部分被配置为获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数；校正图像生成部分，所述校正图像生成部分被配置为通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像；和图像恢复部分，所述图像恢复部分被配置为通过使用所述校正图像来执行盲去卷积处理以生成恢复图像。

【技术特征摘要】
2013.01.28 JP 2013-0132261.一种图像处理装置，包括：函数获得部分，所述函数获得部分被配置为获得根据拍摄条件和图像中的位置而不同的第一光学传递函数；校正图像生成部分，所述校正图像生成部分被配置为通过使用第一光学传递函数从图像生成校正图像，所述校正图像包含比所述图像的移不变区域大的移不变区域，在移不变区域中，光学传递函数不改变；函数转换部分，所述函数转换部分被配置为将第一光学传递函数转换成与所述校正图像对应的第二光学传递函数；和图像恢复部分，所述图像恢复部分被配置为通过使用所述校正图像和第二光学传递函数来执行盲去卷积处理以生成恢复图像，其特征在于，与第一光学传递函数相比，第二光学传递函数具有移不变特性，移不变特性是光学传递函数在移不变区域中不改变的特性。2.根据权利要求1的图像处理装置，还包括：函数生成部分，所述函数生成部分被配置为从第二光学传递函数生成第三光学传递函数，其特征在于，所述图像恢复部分被配置为通过使用所述校正图像和第三光学传递函数来执行盲去卷积处理。3.根据权利要求2的图像处理装置，其特征在于，所述图像恢复部分被配置为通过使用第三光学传递函数作为初始条件来执行盲去卷积处理。4.根据权利要求2的图像处理装置，其特征在于，第三光学传递函数是通过使用要被执行盲去卷积处理的图像区域的第二光学传递函数的加权平均生成的。5.根据权利要求4的图像处理装置，其特征在于，第三光学传递函数是通过使用频率低通滤波器生成的。6.根据权利要求1～5中的任一项的图像处理装置，其特征在于，第二光学传递函数是通过校正第一光学传递函数的相位特性生成的。7.根据权利要求1～5中的任一项的图像处理装置，其特征在于，所述图像恢复部分被配置为通过使用所述校正图像作为初始条件来执行盲去卷积处理。8.根据权利要求1～5中的任一项的图像处理装置，其特征在于，第一光学传递函数是通过去除畸变分...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边武史，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP