图像处理设备，图像处理方法和程序技术

本发明专利技术涉及一种图像处理设备，图像处理方法和程序。所述图像处理方法包括下述步骤：相对于输入图像信号中的处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的同心象差的同心象差校正量，同心象差导致从图像的中心同心地发生色移；相对于处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的均匀象差的均匀象差校正量，所述均匀象差导致在整个图像上均匀地发生色移方向和色移量；和根据计算的同心象差校正量和计算的均匀象差校正量，校正处理目标像素的像素值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理设备，具体地说，本专利技术涉及进行校正倍率色差的图像处理的图像处理设备，其处理方法，和使计算机执行所述方法的程序。
技术介绍
通过透镜的光会导致发生倍率色差(magnification chromatic aberration)。透镜的折射率随着光的波长而变化，从而图像的倍率随着光的颜色而变化，从而导致发生倍率色差。例如，当对白色点光源成像时，在所述白色点光源的拍摄图像中，观察到光源好像从与光轴对应的中心位置沿着放射方向延伸、同时具有彩虹似的颜色的状态。由于在拍摄的图像中，这样的倍率色差表现为渗色，从而成为降低图像质量的因素，因此需要进行校正。作为校正倍率色差的方法的一个例子，对透镜使用相对于透镜本身来说、其由光的波长引起的折射率的差异尽可能小的材料。另外，还采用一种其中优化透镜的组合，并利用消色效应，从而校正倍率色差的技术。不过，在这种其中通过利用透镜本身的性能，或者透镜的组合结构进行校正的方法中，透镜的成本被增大。于是，例如，作为成本降低势必变得重要的消费类设备，增大透镜的成本是不可取的。于是，摄像设备已具有利用对拍摄图像信号进行的信号处理，校正倍率色差的功能。例如，在现有技术的一种方法中，对于输入图像，沿着径向方向把图像分割成八个区域， 在每个分割的区域中，沿着径向方向检测边缘。随后，获得检测的边缘部分中的色移量，此外，根据色移量，在每个边缘部分中计算不同的颜色图像平面中的倍率差。另外，根据出现率最高的倍率差，获得在由于倍率色差而移离处理目标像素的位置的像素值，把该像素值看作处理目标像素的像素值。在未经审查的日本专利申请No. 2006-20275公报(图1)中公开了这种方法的一个例子。另外，在现有技术的第二种方法中，利用分别在八个分割的区域中计算的倍率差， 计算四个方向，即水平方向和垂直方向上的倍率差。另外，对于沿着水平和垂直方向把图像分割成的四个图像平面中的每个图像平面，获得色移的位移矢量。在未经审查的日本专利申请No. 2006-20275公报(图1)中公开了这种方法的一个例子。另外，作为现有技术的第三种方法，采用了倍率色差校正的下述结构。S卩，预先对于每个像素位置计算位移量，此外，把位移量的数据与每个透镜参数关联地作为校正数据保存在摄像设备中。另外，在校正处理时，通过利用校正数据，对于被选为处理目标的每个像素，获得校正量。之后，根据校正量，获得在由于倍率色差而移离处理目标像素的位置的像素值，把该像素值看作处理目标像素的像素值。在未经审查的日本专利申请 No. 2006-135805公报(图1)中公开了这种方法的一个例子。
技术实现思路
在摄像设备中存在透镜光学系统的安装误差等，从而，实际的倍率色差不一定按照同心的方式出现。理论上，倍率色差是以光轴为中心同心地出现的，在与距光轴的距离对应的图像高度相同的位置，倍率的变化量也是相同的。但是实际上，倍率色差不是准确同心地出现的，会出现其中心被偏移的倍率色差模式。即，作为同心圆的点对称不被保持，会以即使图像高度相同，倍率的变化量也会随径向方向而变化的方式出现倍率色差。特别地，近年来，为了促进摄像设备的尺寸和重量的减小，构成成像光学系统的透镜也已倾向于小型化。于是，透镜的曲率误差，折射率误差，透镜的位置精度误差(偏心率) 等增大，从而按照所述的方式，发生点对称被破坏，往往出现倍率色差的情况。上面所述的现有技术的第一种方法以拍摄图像的中心与光轴相符，并且点对称地出现倍率色差的假设为基础。于是，难以处理在按照上面所述的方式，点对称得不到保持的状态下出现的倍率色差。另一方面，现有技术的第二种方法可处理其中拍摄图像的中心与光轴不相符的倍率色差。不过，还需要根据通过分别计算八个分割区域中的倍率差获得的结果，计算四个方向，即水平方向和垂直方向的倍率差，还需要计算位移矢量。于是，计算量显著增大。鉴于这种情况，在现有技术的第三种方法中，通过利用预先保存的校正数据，必需的计算量变少。不过，在这方面，需要保存对于所有各个像素的水平位移量和垂直位移量的数据，作为校正数据，同时使水平位移量和垂直位移量的数据与每个透镜参数关联，从而第三种方法的不利之处在于需要为倍率色差校正保存大量的数据。另外，由于校正数据是按照单一的统一方式预先定义的，因此第三种方法与现有技术的第一种方法一样难以应付透镜的个体可变性。但是，在这方面，例如，如果在制造的时候，对于每个摄像设备测量倍率色差的发生量，并保存根据测量结果获得的校正数据，那么能够应付透镜的个体可变性。不过，在制造时进行的这种操作会导致批量生产的效果的降低，从而并不现实。另外实际上， 例如，必须在相同型号的摄像设备中保存根据确定的标准获得的校正数据。另外，即使按照上面说明的方式，保存根据对于每个摄像设备测量的倍率色差的发生量的测量结果获得的校正数据，以应付透镜的个体可变性，也未解决数据量增大的问题。因此，现有技术的第一种方法难以进行应付透镜的个体可变性的倍率色差校正。 不过，当利用现有技术的第二种或第三种方法时，解决了透镜的个体可变性，不过需要增大计算量或者要保存的校正数据的数量。本专利技术解决了上述情况，理想的是利用少量的校正数据和较少的计算量，进行处理其中由于透镜的个体可变性而破坏点对称的象差出现模式的倍率色差校正。按照本专利技术的一个实施例，提供一种图像处理设备，包括同心象差校正量计算单元，所述同心象差校正量计算单元被配置成相对于输入图像信号中的处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的同心象差的同心象差校正量，同心象差导致从图像的中心同心地发生色移；均勻象差校正量计算单元，所述均勻象差校正量计算单元被配置成相对于处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的均勻象差的均勻象差校正量，所述均勻象差导致在整个图像上均勻地发生色移方向和色移量；和像素值校正单元，所述像素值校正单元被配置成根据计算的同心象差校正量和计算的均勻象差校正量，校正处理目标像素的像素值。因此，图像处理设备产生根据对同心象差分量的校正和对均勻象差分量的校正，校正由于透镜的个体可变性等，而发生中心偏移的状态下的倍率色差的效果。另外，图像处理设备还包括同心象差校正数据保持单元，所述同心象差校正数据保持单元被配置成保存与至少包括光的颜色和图像高度的组合的每种同心象差条件对应的同心象差校正量，作为同心象差校正量数据；和均勻象差校正数据保持单元，所述均勻象差校正数据保持单元被配置成保存与至少包括光的颜色的每种均勻象差条件对应的均勻象差校正量，作为均勻象差校正量数据，其中同心象差校正量计算单元选择和处理目标像素对应于的同心象差条件对应的同心象差校正量数据，并利用选择的同心象差校正量数据计算同心象差校正量，均勻象差校正量计算单元选择和处理目标像素对应于的均勻象差条件对应的均勻象差校正量数据，并利用选择的均勻象差校正量数据计算均勻象差校正量。 因此，图像处理设备产生利用预先保存的同心象差校正量数据和均勻象差校正量数据，进行倍率色差的像素校正的效果。另外，在图像处理设备中，同心象差校正量数据可指示与响应同心象差条件而发生的图像高度方向的色移量对应的校正量，均勻象差校正量数据可指示与响应均勻象差条件而发生的色移量和色移方向对应的校正量。因此，图像处理设备产生包括仅仅对应于图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种图像处理设备，包括：同心象差校正量计算单元，所述同心象差校正量计算单元被配置成相对于输入图像信号中的处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的同心象差的同心象差校正量，同心象差导致从图像的中心同心地发生色移；均匀象差校正量计算单元，所述均匀象差校正量计算单元被配置成相对于处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的均匀象差的均匀象差校正量，所述均匀象差导致在整个图像上均匀地发生色移方向和色移量；和像素值校正单元，所述像素值校正单元被配置成根据计算的同心象差校正量和计算的均匀象差校正量，校正处理目标像素的像素值。

【技术特征摘要】
2010.06.30 JP 2010-1501421.一种图像处理设备，包括 同心象差校正量计算单元，所述同心象差校正量计算单元被配置成相对于输入图像信号中的处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的同心象差的同心象差校正量，同心象差导致从图像的中心同心地发生色移；均勻象差校正量计算单元，所述均勻象差校正量计算单元被配置成相对于处理目标像素，计算作为倍率色差的分量的均勻象差的均勻象差校正量，所述均勻象差导致在整个图像上均勻地发生色移方向和色移量；和像素值校正单元，所述像素值校正单元被配置成根据计算的同心象差校正量和计算的均勻象差校正量，校正处理目标像素的像素值。2.按照权利要求1所述的图像处理设备，还包括同心象差校正数据保持单元，所述同心象差校正数据保持单元被配置成保存与至少包括光的颜色和图像高度的组合的每种同心象差条件对应的同心象差校正量，作为同心象差校正量数据；和均勻象差校正数据保持单元，所述均勻象差校正数据保持单元被配置成保存与至少包括光的颜色的每种均勻象差条件对应的均勻象差校正量，作为均勻象差校正量数据，其中同心象差校正量计算单元选择和处理目标像素对应于的同心象差条件对应的同心象差校正量数据，并利用选择的同心象差校正量数据计算同心象差校正量，均勻象差校正量计算单元选择和处理目标像素对应于的均勻象差条件对应的均勻象差校正量数据，并利用选择的均勻象差校正量数据计算均勻象差校正量。3.按照权利要求2所述的图像处理设备，其中同心象差校正量数据指示与响应同心象差条件而发生的图像高度方向的色移量对应的校正量，均勻象差校正量数据指示与响应均勻象差条件而发生的色移量和色移方向对应的校正量。4.按照权利要求2所述的图像处理设备，其中均勻象差校正量数据包括与对作为目标的预定区域测量的水平方向色移量对应地获得的水平方向校正量，所述预定区域包括经过拍摄图像的中心部分的虚拟垂直线；和与对作为目标的预定区域测量的垂直方向校正量对应地获得的垂直方向校正量，所述预定区域包括经过拍摄图像的中心部分的虚拟水平线。5.按照权利要求2所述的图像处理设备，其中同心象差校正量数据指示与同心象差条件对应的校正量，所述同心象差条件包括光的颜色，图像高度，和当拍摄作为输入图像信号的来源的图像时使用的预定透镜控制信息的组合，均勻象差校正量数据指示与均勻象差条件对应的校正量，所述均勻象差条件包括光的颜色和当拍摄输入图像信号的图像时使用的预定透镜控制信息的组合。6.按照权利要求5所述的图像处理设备，其中透镜控制信息是指示透镜单元中的一个或多个预定活动部分中的每一个的控制状态的信息。7.按照权利要求2所述的图像处理设备，其中从以透镜的特性为基础的模拟计算同心象差校正量数据。8.按照权利要求1所述的图像处理设备，还包括均勻象差分量关联边缘检测单元，所述均勻象差分量关联边缘检测单元被配置成从输入图像信号中检测与均勻象差对应的边缘；和同心象差分量关联边缘检测单元，所述同心象差分量关联边缘检测单元被配置成从像素值校正单元已根据均勻象差校正量校正了其...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尾研一，姜亨明，木下弘征，桥野司，加藤卓也，入泽元太郎，湊笃郎，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP