專利名稱：圖像處理方法及裝置、計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)及攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從攝影圖像提取光斑信息的圖像處理方法、計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)、 圖像處理裝置、及攝影裝置。
背景技術(shù)：
在用具有衍射光學(xué)元件(DOE =Diffractive Optical Element)的攝影光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行拍攝時(shí)，在極高亮度的物體(亮點(diǎn))存在于攝影視場(chǎng)角內(nèi)的情況下，在攝影圖像上的亮點(diǎn)像的周邊會(huì)發(fā)生滲色帶來(lái)的光斑(有色光斑)。該有色光斑會(huì)給攝影圖像帶來(lái)不自然的印象，特別是，當(dāng)與無(wú)色光斑相比時(shí)，明顯不自然。于是，專利文獻(xiàn)1(專利第4250513號(hào)公報(bào))公開了一種電子照相機(jī)，該電子照相機(jī)預(yù)先存儲(chǔ)有攝影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性數(shù)據(jù)，基于該數(shù)據(jù)和攝影圖像上的亮點(diǎn)的位置，推定光斑成分，且將該光斑成分從攝影圖像中去除。但是，攝影圖像上實(shí)際產(chǎn)生的光斑成分不僅依賴于攝影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性，而且也依賴于亮點(diǎn)具有的波數(shù)譜，因此專利文獻(xiàn)1記載的電子照相機(jī)很難以充分的精度推定光斑成分。另外，即使想要用計(jì)算機(jī)的軟件執(zhí)行專利文獻(xiàn)1記載的去除光斑方法，也由于沒(méi)有對(duì)通常的攝影圖像(例如，JPEG圖像)賦予推定光斑成分所需的充分的數(shù)據(jù)，因此該執(zhí)行是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種不使用亮點(diǎn)的波數(shù)譜數(shù)據(jù)及攝影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性數(shù)據(jù)等攝影條件數(shù)據(jù)就可從攝影圖像提取光斑成分的信息(例如，有色光斑的帶色分布即光斑色成分)的圖像處理方法、計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)、圖像處理裝置、及攝影裝置。另外，本發(fā)明提供一種可從攝影圖像的有色光斑發(fā)生區(qū)域正確地提取該有色光斑的影響的圖像處理方法、計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)、圖像處理裝置、及攝影裝置。本發(fā)明的圖像處理方法之一方式包含如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定步驟，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分；提取步驟，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算步驟，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。另外，本發(fā)明的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)之一方式為，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定步驟，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分；提取步驟，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算步驟，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。
另外，本發(fā)明的圖像處理裝置之一方式包含輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定單元，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分；提取單元，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算單元，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。另外，本發(fā)明的圖像處理方法之一方式包含輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域；基準(zhǔn)色設(shè)定步驟，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分；相關(guān)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定步驟，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。另外，本發(fā)明的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)之一方式為，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域；基準(zhǔn)色設(shè)定步驟，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分；相關(guān)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定步驟，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。另外，本發(fā)明的圖像處理裝置之一方式具備輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；區(qū)域設(shè)定單元，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域；基準(zhǔn)色設(shè)定單元，設(shè)定在在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分；相關(guān)計(jì)算單元，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定單元，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。另外，本發(fā)明的圖像處理方法之一方式包含如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；判斷步驟，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?；恢?fù)步驟，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定步驟，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。另外，本發(fā)明的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)之一方式為，在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；判斷步驟，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?；恢?fù)步驟，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定步驟，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布，推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。另外，本發(fā)明的圖像處理裝置之一方式具備如下裝置輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；判斷單元，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?；恢?fù)單元，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定單元，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布，推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。
另外，本發(fā)明的攝影裝置之一方式具備拍攝攝影光學(xué)系統(tǒng)成像的被拍攝物圖像的攝影元件；及本發(fā)明的圖像處理裝置的一個(gè)方式。


圖1是表示第一實(shí)施方式的圖像處理裝置的構(gòu)成例的方框圖；圖2是由CPU14進(jìn)行的光斑去除處理的動(dòng)作流程圖；圖3是輸入圖像的示意圖；圖4是明亮區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果的例子；圖5是基于用戶的指定結(jié)果的例子；圖6是光斑號(hào)i的例子；圖7是說(shuō)明處理區(qū)域Ai的圖；圖8是由光斑提取部21進(jìn)行的光斑提取處理的流程圖；圖9是對(duì)處理區(qū)域Ai的分割方法進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖10是扇形區(qū)域Wu的徑向的強(qiáng)度分布的例子；圖11是說(shuō)明平滑化的效果的圖；圖12是平滑化后的處理區(qū)域(=實(shí)際的亮點(diǎn)像成分Mi'的例子；圖13是對(duì)理想的亮點(diǎn)像成分Dij的推定方法進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖14是放大率分布Ci的例子；圖15是無(wú)光斑圖像Ei = AiZti的例子；圖16是步驟S185中得到的光斑成分Fi的例子；圖17是步驟S186中得到的光斑成分Fi的例子；圖18是步驟S187中得到的光斑成分Fi的例子；圖19是修正系數(shù)分布H的例子；圖20是步驟S188中得到的光斑成分Fi的例子；圖21是無(wú)光斑圖像E的示意圖；圖22是表示第二實(shí)施方式的電子照相機(jī)的構(gòu)成例的方框圖；圖23是表示第三實(shí)施方式的圖像處理裝置的構(gòu)成例的方框圖；圖24是由CPU14進(jìn)行的光斑色成分去除處理的動(dòng)作流程圖；圖25是由色彩修正成分提取處理部22進(jìn)行的色彩修正成分提取處理的流程圖。圖26是由光斑色成分提取處理部21進(jìn)行的光斑提取處理的流程圖；圖27是輸入圖像的例子；圖28是檢測(cè)到的高亮度區(qū)域的例子；圖29是光斑引起的高亮度區(qū)域(飽和區(qū)域)的例子；圖30是標(biāo)示的飽和區(qū)域的例子；圖31是對(duì)飽和區(qū)域Si和光斑區(qū)域Ai和處理區(qū)域Ai'的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖32是將色度強(qiáng)調(diào)前的某處理區(qū)域Ai'的像素曲線、和色度強(qiáng)調(diào)后的同一處理區(qū)域Ai'的像素曲線進(jìn)行比較的圖；圖33是對(duì)基準(zhǔn)圖像的制作順序進(jìn)行說(shuō)明的示意圖；圖34是對(duì)色彩修正成分的提取順序進(jìn)行說(shuō)明的示意圖35是說(shuō)明二值掩模圖像的圖；圖36是說(shuō)明灰度色標(biāo)掩模圖像的圖；圖37是表示處理區(qū)域Ai'的R成分(有光斑色成分)和G成分的關(guān)系的圖；圖38是對(duì)光斑色成分的提取順序進(jìn)行說(shuō)明的示意圖；圖39是表示處理區(qū)域Ai'的R成分(無(wú)光斑色成分)和G成分的關(guān)系的圖；圖40是對(duì)色彩修正成分的提取順序的變形例進(jìn)行說(shuō)明的示意圖；圖41是表示第四實(shí)施方式的電子照相機(jī)的構(gòu)成例的方框具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式]下面，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的圖像處理裝置的構(gòu)成例的方框圖。本實(shí)施方式的圖像處理裝置由安裝有圖像處理程序的計(jì)算機(jī)11構(gòu)成。圖1所示的計(jì)算機(jī)11具有數(shù)據(jù)讀入部12、存儲(chǔ)裝置13、CPU14、存儲(chǔ)器15及輸入輸出I/F 16、總線17。數(shù)據(jù)讀入部12、存儲(chǔ)裝置13、CPU14、存儲(chǔ)器15及輸入輸出I/F16經(jīng)由總線17相互連接。另外，計(jì)算機(jī)11經(jīng)由輸入輸出I/F16分別連接有輸入器件18(鍵盤、 指示器等)和監(jiān)視器19。另外，輸入輸出I/F16接受來(lái)自輸入器件18的各種輸入，并且向監(jiān)視器19輸出顯示用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀入部12在從外部讀入成為圖像處理對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)時(shí)使用。例如，數(shù)據(jù)讀入部12構(gòu)成為包括從插入到數(shù)據(jù)讀入部12的存儲(chǔ)介質(zhì)取得圖像數(shù)據(jù)的讀入器件(光盤驅(qū)動(dòng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器、光磁盤驅(qū)動(dòng)器等)、及基于公知的通信標(biāo)準(zhǔn)與外部裝置進(jìn)行通信的通信器件(USB接口、LAN模塊、無(wú)線LAN模塊等)。存儲(chǔ)裝置13由例如硬盤、及非易失性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)構(gòu)成。該存儲(chǔ)裝置13記錄有圖像處理程序。另外，存儲(chǔ)裝置13中也可以存儲(chǔ)有從數(shù)據(jù)讀入部12讀入的圖像數(shù)據(jù)。CPU14是執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置13的圖像處理程序且集中控制計(jì)算機(jī)11的各部的處理器。在此，本實(shí)施方式的圖像處理程序搭載有光斑去除處理的功能，在執(zhí)行光斑去除處理時(shí)，CPU14除了作為控制各部的控制部發(fā)揮功能以外，還作為光斑提取部21發(fā)揮功能(光斑提取部21的動(dòng)作后面進(jìn)行敘述)。存儲(chǔ)器15暫時(shí)存儲(chǔ)圖像處理程序的各種運(yùn)算結(jié)果。該存儲(chǔ)器15由例如易失性的 SDRAM等構(gòu)成。圖2是由CPU14進(jìn)行的光斑去除處理的動(dòng)作流程圖。下面，按順序?qū)Ω鞑襟E進(jìn)行說(shuō)明。步驟Sll :CPU14將用戶指定了的作為光斑去除處理的對(duì)象的彩色圖像的圖像數(shù)據(jù)讀入存儲(chǔ)器15上(以下，將此稱為“輸入圖像I”)。該輸入圖像I是例如寫入到數(shù)據(jù)讀入部12的存儲(chǔ)介質(zhì)的圖像。在此，輸入圖像I是產(chǎn)生了有色光斑的圖像。產(chǎn)生了有色光斑的圖像是由包含DOE 的攝影光學(xué)系統(tǒng)拍攝的圖像，例如，如圖3所示，是用散布的燈進(jìn)行照明的夜晚的室外停車場(chǎng)的圖像等。有色光斑通常形成環(huán)帶狀或接近環(huán)帶狀的圖案，但其圖案不局限于完全的環(huán)帶狀，依賴于攝影條件(圖像攝影使用的攝影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性、攝影時(shí)存在于視場(chǎng)角內(nèi)的亮點(diǎn)的波數(shù)譜等)。但是，本實(shí)施方式的光斑去除處理即使有色光斑圖案未知也可執(zhí)行，因此輸入圖像I中也可以不附隨攝影條件數(shù)據(jù)。另外，本實(shí)施方式的光斑去除處理對(duì)無(wú)色光斑也是有效的，因此輸入圖像I產(chǎn)生的光斑也可以是無(wú)色光斑。步驟S12 :CPU14對(duì)讀入到存儲(chǔ)器15上的輸入圖像I實(shí)施尺寸縮小處理。以下，將尺寸縮小后的輸入圖像I稱為“縮小圖像S”。另外，對(duì)輸入圖像I實(shí)施尺寸縮小處理的原因是，為了減輕接下來(lái)的步驟S13 S18的運(yùn)算負(fù)荷。步驟S13 :CPU14通過(guò)將縮小圖像S的各像素的亮度與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較， 從縮小圖像S中檢測(cè)出亮度超過(guò)閾值那樣的明亮的區(qū)域，例如，如圖4所示，將該檢測(cè)結(jié)果顯示于監(jiān)視器19。如圖4所示，在檢測(cè)到的區(qū)域中，不僅有光斑引起的區(qū)域，而且也有可能混有與光斑無(wú)關(guān)的區(qū)域(圖4中，明亮的窗口的像)。另外，在本步驟中，為了減輕運(yùn)算負(fù)荷，作為各像素的亮度指標(biāo)，也可以代替使用各像素的亮度值(R、G、B的加權(quán)和)，而使用各像素的各色成分之和(R、G、B之和)?；蛘?， 作為各像素的亮度指標(biāo)，也可以使用代表各像素的色成分的值(G強(qiáng)度)。另外，這種運(yùn)算負(fù)荷的減輕方法在處理像素亮度的其他步驟中也可以采用。步驟S14:CPU14從檢測(cè)到的區(qū)域中，將光斑引起的區(qū)域指定給用戶。用戶通過(guò)邊看監(jiān)視器19邊操作輸入器件18，從而向計(jì)算機(jī)11指定判斷為光斑的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域(參照?qǐng)D5)。以下，將用戶指定的區(qū)域稱為“指定區(qū)域”。步驟S15 :CPU14對(duì)一個(gè)或多個(gè)指定區(qū)域賦予序列號(hào)(光斑號(hào)i = 1、2、…)(參照?qǐng)D6)。由此確定應(yīng)該用光斑去除處理去除的光斑的總數(shù)(即，光斑號(hào)i的最終值)。步驟S16 :CPU14將光斑號(hào)i設(shè)定為初始值(1)。步驟S17 :CPU14計(jì)算出在縮小圖像S上賦予了光斑號(hào)i的相當(dāng)于指定區(qū)域的亮度重心的坐標(biāo)&。然后，CPU14在縮小圖像S上將以坐標(biāo)&為中心且具有半徑A的圓形區(qū)域設(shè)定為光斑號(hào)i的處理區(qū)域Ai (參照?qǐng)D7)。半徑A的值是以處理區(qū)域Ai可以覆蓋光斑整體的方式預(yù)先設(shè)定的值。另外，在本步驟中，將指定區(qū)域的亮度重心設(shè)為坐標(biāo)^，但為了減輕運(yùn)算負(fù)荷，也可以將指定區(qū)域的中心設(shè)為坐標(biāo)&。步驟S18 :CPU14向光斑提取部21發(fā)出指示以從處理區(qū)域Ai提取光斑成分&。光斑提取部21執(zhí)行光斑提取處理，并從處理區(qū)域Ai提取光斑成分Fp該光斑提取處理的詳細(xì)后面有述。步驟S19 :CPU14對(duì)步驟S18中提取的光斑成分Fi實(shí)施尺寸放大處理。在上述的步驟S12的尺寸縮小處理中將輸入圖像I的尺寸縮小到1/M倍的情況下，在本步驟的尺寸放大處理中將光斑成分Fi的尺寸放大到M倍。因而，在本步驟中，取得與輸入圖像I對(duì)應(yīng)的尺寸的光斑成分Fi'。步驟S20 :CPU14進(jìn)行從輸入圖像I減去在步驟S19中取得的光斑成分Fi'的減法運(yùn)算。其中，當(dāng)進(jìn)行減法運(yùn)算時(shí)，CPU14基于縮小圖像S上的坐標(biāo)&和上述的倍率M，求出與坐標(biāo)&對(duì)應(yīng)的輸入圖像I上的坐標(biāo)，使光斑成分Fi'的中心相對(duì)于所述坐一致。由此，可以從輸入圖像I去除對(duì)應(yīng)于光斑號(hào)i的光斑成分Fi'。
步驟S21 :CPU14判斷光斑號(hào)i是否達(dá)到了最終值，在未達(dá)到時(shí)，轉(zhuǎn)移至步驟S22， 在達(dá)到時(shí)，轉(zhuǎn)移至步驟S23。步驟S22 :CPU14將光斑號(hào)i增大以后，轉(zhuǎn)移至步驟S17。因此，從輸入圖像I中依次去除全部光斑號(hào)的光斑成分(光斑成分F1' ,F2'、…)。步驟S23 :CPU14將去除了全部光斑成分(光斑成分F/、F2‘、…)的輸入圖像 1(以下，稱為“無(wú)光斑圖像E”)顯示于監(jiān)視器19。其后，在由用戶輸入了保存指示的情況下，將無(wú)光斑圖像E保存在用戶指定的保存處(例如，插入到數(shù)據(jù)讀入部12的存儲(chǔ)介質(zhì))， 結(jié)束流程。圖8是由光斑提取部21進(jìn)行的光斑提取處理的流程圖。下面，按順序?qū)Ω鞑襟E進(jìn)行說(shuō)明。步驟S181 如圖9㈧所示，光斑提取部21在縮小圖像S上求出穿過(guò)相當(dāng)于處理區(qū)域Ai的中心的坐標(biāo)&和縮小圖像S的中心即，相當(dāng)于攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸的位置) 的直線L”然后，如圖9(B)所示，光斑提取部21向以坐標(biāo)^為基準(zhǔn)的周方向(Θ方向)以等角度分割處理區(qū)域A”由此，處理區(qū)域Ai被分割成多個(gè)扇形區(qū)域(扇形區(qū)域Wil Wil2)。 但是，如圖9所示，光斑提取部21將在所述分割中使用的、徑向(r方向)的分割線以關(guān)于直線Li而對(duì)稱的關(guān)系進(jìn)行配置。如果用這種分割線將處理區(qū)域&分割，且對(duì)每一個(gè)扇形區(qū)域Wij都進(jìn)行以后的各處理(步驟S182 S186)，則能夠以一定的精度有效地進(jìn)行光斑成分的提取(原因是，由于攝影光學(xué)系統(tǒng)形成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的形狀，因此處理區(qū)域Ai中包含的光斑成分的圖案應(yīng)該是關(guān)于直線Li對(duì)稱的圖案。)。在此，圖10表示的是RGB區(qū)分開地來(lái)表示某一扇形區(qū)域Wij的徑向的強(qiáng)度分布的圖。R成分WUK、G成分Wue、B成分W⑶分別繪制成向扇形區(qū)域WuW周緣部(r = r(1的部分)進(jìn)行衰減那樣的曲線，R成分WijK、G成分Wije、B成分WijB分別由理想的亮點(diǎn)像成分、光斑成分、及背景成分之和構(gòu)成。其中，理想的亮點(diǎn)像成分例如繪制成如圖13的下部所示的光滑的曲線，且看作在 R成分WijK、G成分Wije、B成分WijB之間共同。另一方面，光斑成分及背景成分在R成分WijK、 G成分Wije、B成分WijB之間互不相同。例如，在R成分W⑶上，如箭頭所示，在R成分Wuk上產(chǎn)生了固有的較大的峰值，認(rèn)為該峰值主要是R強(qiáng)度分布的光斑成分。另外，在B成分Wub上，也如箭頭所示，在B成分 WijB上產(chǎn)生了固有的較大的峰值，認(rèn)為該峰值主要是B強(qiáng)度分布的光斑成分。另一方面，在 G成分Wije上，可以看到在G成分Wije上沒(méi)有產(chǎn)生固有的較大的峰值，實(shí)際上，在G成分Wije 上也有可能包含光斑成分。而且，在許多情況下，這些光斑成分的空間頻率比背景成分的空間頻率低，(在圖 10中，認(rèn)為微小振動(dòng)的波形表示背景成分)。另外，在許多情況下，光斑成分繪制成以r = 0為中心的環(huán)帶狀圖案或接近環(huán)帶狀的圖案(參照?qǐng)D3)。因而，看作光斑成分的周方向的空間頻率比背景成分的周方向的空間頻率低。步驟S182 光斑提取部21通過(guò)將扇形區(qū)域Wil Wil2的各區(qū)域沿周方向單獨(dú)平滑化，取得平滑化后的扇形區(qū)域Wil' Wil2‘(=平滑化后的處理區(qū)域Ai')。該平滑化對(duì) RGB分別進(jìn)行。圖11 (A)、⑶表示某扇形區(qū)域Wu的R成分Wuk的平滑化前后的情形，圖12 表示的是平滑化后的扇形區(qū)域Wil' Wil2‘(=平滑化后的處理區(qū)域Ai')的例子。
如上所述，背景成分的周方向的空間頻率比光斑成分的周方向空間頻率高，因此平滑化后的處理區(qū)域Ai'(參照?qǐng)D1 幾乎不包含背景成分。因此，可看作平滑化后的處理區(qū)域Ai'(參照?qǐng)D1 表示包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分(=光斑成分和理想的亮點(diǎn)像成分之和)。因而，以下，將平滑化后的處理區(qū)域Ai'稱為“實(shí)際的亮點(diǎn)像成分Ai' ”。步驟S183 光斑提取部21基于平滑化前的處理區(qū)域Ai推定處理區(qū)域Ai所包含的理想的亮點(diǎn)像成分D”另外，在此，理想的亮點(diǎn)像成分Di假定為無(wú)色(各色成分的強(qiáng)度分布彼此相等)。另外，在此，對(duì)于每一扇形區(qū)域Wij都推定理想的亮點(diǎn)像成分D”在該情況下，與各扇形區(qū)域Wij相關(guān)的理想的亮點(diǎn)像成分Dij (由R成分DijK、G成分 Dije、B成分DijB構(gòu)成)按下面的順序(a) (d)進(jìn)行推定。(a)如圖13所示，光斑提取部21將平滑化前的扇形區(qū)域Wij上的各像素的亮度進(jìn)行相互比較，在扇形區(qū)域Wij上發(fā)現(xiàn)亮度最低的像素的G強(qiáng)度(Gijmin)和亮度最高的像素的 G強(qiáng)度(Gijmax)。通常，扇形區(qū)域Wij的中心附近(處理區(qū)域Ai的中心附近)成為像素值飽和的飽和區(qū)域，因此，Gijfflax與該飽和區(qū)域的G強(qiáng)度相同。(b)光斑提取部21按照下式(1)設(shè)定理想的亮點(diǎn)像成分Dij的R成分DiJK。(數(shù)學(xué)式1)
權(quán)利要求
1.一種圖像處理方法，其特征在于，包括輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定步驟，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分； 提取步驟，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算步驟，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述推定步驟中，基于所述產(chǎn)生區(qū)域的亮度范圍進(jìn)行所述推定。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述推定步驟中，用下式表示所述理想的亮點(diǎn)像成分的強(qiáng)度分布D (r)， D (r) = a/r n 十 b其中，r為以所述產(chǎn)生區(qū)域的中央為基準(zhǔn)的徑向的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述提取步驟中，在以所述產(chǎn)生區(qū)域的中央為基準(zhǔn)的周方向上提取空間頻率低的成分作為所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述提取步驟中，利用沿以所述產(chǎn)生區(qū)域的中央為基準(zhǔn)的徑向延伸的多個(gè)分割線分割所述產(chǎn)生區(qū)域，且將由此產(chǎn)生的多個(gè)分割區(qū)域分別在以所述中央為基準(zhǔn)的周方向上平滑化，從而提取所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述提取步驟中，以關(guān)于從所述處理對(duì)象圖像的中央到所述產(chǎn)生區(qū)域的中央的線段對(duì)稱的關(guān)系設(shè)定所述多個(gè)分割線。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述計(jì)算步驟中，計(jì)算出所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分A除以所述理想的亮點(diǎn)像成分D的值，作為所述光斑引起且產(chǎn)生在所述產(chǎn)生區(qū)域的亮度放大率C。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述計(jì)算步驟中，通過(guò)對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域乘以(1-1/C)，來(lái)計(jì)算所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的所述光斑成分。
9.如權(quán)利要求8所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述計(jì)算步驟中，在計(jì)算出的所述光斑成分中存在亮度的異常部分的情況下，基于朝向以所述產(chǎn)生區(qū)域的中央為基準(zhǔn)的周方向而與所述異常部分并列的部分，來(lái)修正所述異常部分。
10.如權(quán)利要求8所述的圖像處理方法，其特征在于，在所述計(jì)算步驟中，在計(jì)算出的所述光斑成分中產(chǎn)生了亮度的異常部分的情況下，基于所述光斑成分的對(duì)應(yīng)部分來(lái)修正所述異常部分，所述對(duì)應(yīng)部分是關(guān)于從所述處理對(duì)象圖像的中央到所述產(chǎn)生區(qū)域的中央的線段與所述異常部分對(duì)稱的部分。
11.如權(quán)利要求8所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述計(jì)算步驟中，將計(jì)算出的所述光斑成分中產(chǎn)生的亮度的階梯部平滑化。
12.如權(quán)利要求8所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述計(jì)算步驟中，對(duì)所述光斑成分進(jìn)行修正以使計(jì)算出的所述光斑成分的周緣部成為暗部。
13.如權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其特征在于，還包含從所述產(chǎn)生區(qū)域減去由所述計(jì)算步驟進(jìn)行的處理后的所述光斑成分的光斑去除步驟。
14.如權(quán)利要求1所述的圖像處理方法，其特征在于，在所述推定步驟、所述提取步驟、所述計(jì)算步驟中，代替所述處理對(duì)象圖像而使用所述處理對(duì)象圖像的尺寸縮小版。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有如下步驟 輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定步驟，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分； 提取步驟，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算步驟，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。
16.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像；推定單元，推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分； 提取單元，從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分；及計(jì)算單元，計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)。
17.一種圖像處理方法，其特征在于，包括輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像； 區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域； 基準(zhǔn)色設(shè)定步驟，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分； 相關(guān)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定步驟，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。
18.如權(quán)利要求17所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述基準(zhǔn)色設(shè)定步驟中，將所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中具有最低值的色成分設(shè)定為所述基準(zhǔn)色成分。
19.如權(quán)利要求17所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述相關(guān)計(jì)算步驟中，計(jì)算所述處理區(qū)域中以基準(zhǔn)色成分為基準(zhǔn)的關(guān)注色成分的值即相關(guān)色彩分布作為所述相關(guān)信息，所述光斑色成分推定步驟包括平滑化步驟，將所述相關(guān)色彩分布中值比周邊低的區(qū)域平滑化； 縮小步驟，將平滑化后的所述相關(guān)色彩分布中值比周邊高的區(qū)域的面積縮??；及非光斑成分計(jì)算步驟，通過(guò)將縮小后的所述相關(guān)色彩分布乘以所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，來(lái)計(jì)算所述處理區(qū)域的非光斑色成分。
20.如權(quán)利要求19所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述平滑化步驟中，使用高斯濾波器。
21.如權(quán)利要求19所述的圖像處理方法，其特征在于， 所述光斑色成分推定步驟還包括光斑色成分計(jì)算步驟，通過(guò)從所述處理區(qū)域減去計(jì)算出的所述非光斑色成分，來(lái)計(jì)算所述處理區(qū)域所包含的光斑色成分；掩模步驟，對(duì)計(jì)算出的所述光斑色成分應(yīng)用與所述產(chǎn)生區(qū)域具有相同形狀的開口部的掩模；及光斑去除步驟，通過(guò)從所述處理區(qū)域減去應(yīng)用掩模后的所述光斑色成分，來(lái)去除所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑色成分，所述掩模是所述開口部的輪廓值被平滑化后的灰度色標(biāo)掩模。
22.如權(quán)利要求17所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述相關(guān)計(jì)算步驟及所述光斑色成分推定步驟中，代替使用所述處理對(duì)象圖像而使用所述處理對(duì)象圖像的尺寸縮小版。
23.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有如下步驟 輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像；區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域； 基準(zhǔn)色設(shè)定步驟，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分； 相關(guān)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定步驟，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。
24.—種圖像處理裝置，其特征在于，包括輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像； 區(qū)域設(shè)定單元，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域； 基準(zhǔn)色設(shè)定單元，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分； 相關(guān)計(jì)算單元，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和關(guān)注色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定單元，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。
25.一種圖像處理方法，其特征在于，包括輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像； 判斷步驟，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?恢復(fù)步驟，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定步驟，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。
26.如權(quán)利要求25所述的圖像處理方法，其特征在于， 所述色彩修正為色度強(qiáng)調(diào)。
27.如權(quán)利要求沈所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述判斷步驟中，當(dāng)在所述產(chǎn)生區(qū)域存在至少一個(gè)具有小于噪聲電平的第一色成分和飽和電平以上的第二色成分的色彩修正像素時(shí)，視為有可能對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?br> 28.如權(quán)利要求27所述的圖像處理方法，其特征在于， 所述恢復(fù)步驟包括區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含所述產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域； 平滑化步驟，將所述處理區(qū)域的關(guān)注色成分中值比周邊低的區(qū)域平滑化；及修正成分計(jì)算步驟，基于平滑化前后的所述關(guān)注色成分的差分，計(jì)算所述關(guān)注色成分的色彩修正成分。
29.如權(quán)利要求25所述的圖像處理方法，其特征在于， 所述光斑推定步驟包括區(qū)域設(shè)定步驟，在所述處理對(duì)象圖像上設(shè)定包含所述產(chǎn)生區(qū)域的處理區(qū)域； 基準(zhǔn)色設(shè)定步驟，設(shè)定在所述產(chǎn)生區(qū)域的各色成分中作為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)色成分； 相關(guān)計(jì)算步驟，計(jì)算表示所述處理區(qū)域的基準(zhǔn)色成分和其他色成分之間的關(guān)聯(lián)的相關(guān)信息；及光斑色成分推定步驟，基于所述處理區(qū)域的所述相關(guān)信息和所述產(chǎn)生區(qū)域的基準(zhǔn)色成分，推定所述有色光斑的色彩分布即光斑色成分。
30.如權(quán)利要求25所述的圖像處理方法，其特征在于， 在所述恢復(fù)步驟及所述光斑推定步驟中，代替使用所述處理對(duì)象圖像而使用所述處理對(duì)象圖像的尺寸縮小版。
31.一種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有如下步驟輸入步驟，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像； 判斷步驟，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?恢復(fù)步驟，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定步驟，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。
32.一種圖像處理裝置，其特征在于，包括輸入單元，輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的彩色的處理對(duì)象圖像； 判斷單元，判斷是否對(duì)所述處理對(duì)象圖像上的有色光斑的產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚?恢復(fù)單元，在對(duì)所述產(chǎn)生區(qū)域?qū)嵤┝松市拚那闆r下，將所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布恢復(fù)到色彩修正前的狀態(tài)；及光斑推定單元，基于恢復(fù)后的所述產(chǎn)生區(qū)域的色彩分布推定所述有色光斑給所述產(chǎn)生區(qū)域帶來(lái)的影響。
33.一種攝影裝置，其特征在于，具備拍攝攝影光學(xué)系統(tǒng)成像的被拍攝物圖像的攝影元件；及權(quán)利要求項(xiàng)15、24、32中任一項(xiàng)所述的圖像處理裝置。
34.如權(quán)利要求33所述的攝影裝置，其特征在于， 還具備包含衍射光學(xué)元件的攝影透鏡。
35.如權(quán)利要求33所述的攝影裝置，其特征在于， 可安裝包含衍射光學(xué)元件的攝影透鏡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像處理方法及裝置、計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)及攝影裝置，所述圖像處理方法不使用亮點(diǎn)的波數(shù)譜數(shù)據(jù)及攝影光學(xué)系統(tǒng)的成像特性數(shù)據(jù)等攝影條件數(shù)據(jù)就可從攝影圖像中提取光斑成分的信息。因此，本發(fā)明的圖像處理方法之一方式包括輸入由攝影光學(xué)系統(tǒng)取得的處理對(duì)象圖像的輸入步驟；推定所述處理對(duì)象圖像中光斑的產(chǎn)生區(qū)域所包含的理想的亮點(diǎn)像成分的推定步驟(S183)；從所述產(chǎn)生區(qū)域提取包含光斑成分的實(shí)際的亮點(diǎn)像成分的提取步驟(S182)；及計(jì)算所述理想的亮點(diǎn)像成分和所述實(shí)際的亮點(diǎn)像成分之間的差別作為所述產(chǎn)生區(qū)域所包含的光斑成分的指標(biāo)的計(jì)算步驟(S184)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102236896SQ20111008363
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者彥坂健太郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康