專利名稱：圖像處理設(shè)備和使用該圖像處理設(shè)備的圖像拾取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及執(zhí)行圖像處理的圖像處理設(shè)備，并且尤其涉及ー種執(zhí)行圖像恢復(fù)(復(fù)原)的圖像處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
通過諸如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的圖像拾取設(shè)備獲得的圖像由于圖像模糊而劣化。圖像模糊由球面像差、彗形像差、像場(chǎng)彎曲、像散等引起。這些像差可用PSF(點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù))表示。通過對(duì)點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(以下稱為“PSF”)執(zhí)行傅里葉變換而獲得的OTF (光學(xué)傳遞函數(shù))是頻率空間中的像差的信息，并且用復(fù)數(shù)表示。光學(xué)傳遞函數(shù)(以下稱為“0TF”)的絕對(duì)值(SP，振幅分量)被稱為MTF (調(diào)制傳遞函數(shù))，相位分量被稱為PTF (相位傳遞函數(shù))。圖像拾取光學(xué)系統(tǒng)的OTF影響圖像的振幅分量和相位分量(使圖像的振幅分量和相位分量劣化)。因此，在由于OTF的影響而劣化的圖像(以下稱為“劣化圖像”)中，物體的點(diǎn)像彗形像差那樣 以不對(duì)稱的方式變模糊。將參照?qǐng)D23來描述這種情況。圖23A至圖23C是示意性地示出點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)在與主光束(其通過光學(xué)系統(tǒng)的光瞳)正交相交的平面中的擴(kuò)散的示圖。在圖23中所示的平面中,通過光軸并且彼此正交相交的線被確定為軸xl和x2，并且由通過光軸的任意線和軸Xl限定的角度Θ被限定為方位角。此外，當(dāng)圖23的坐標(biāo)軸的原點(diǎn)被確定為主光束的圖像形成位置時(shí)，方位角Θ所表不的方向被確定為方位角方向。方位角方向包括弧矢方向和子午方向，并且是包括角度Θ方向的所有方向的包容性術(shù)語。如上所述，相位分量(PTF)的劣化在PSF中引起不對(duì)稱。此外，振幅分量(MTF)的劣化影響PSF對(duì)于每個(gè)方位角方向的擴(kuò)散程度。圖23A是示意性地示出其中產(chǎn)生彗形像差的PSF的示圖。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)包括不傾斜的光軸和具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀的透鏡時(shí)，除了光軸之外的視場(chǎng)角中的PSF相對(duì)于通過光軸和主光束的線對(duì)稱，因此，PSF具有線對(duì)稱形狀。在圖23A中，PSF相對(duì)于軸x2線對(duì)稱。
圖23B顯不處于未發(fā)生相移的狀態(tài)的PSF。PSF具有相對(duì)于各個(gè)方位角對(duì)稱的形狀。然而，因?yàn)檎穹?MTF)彼此不同，所以PSF在軸xl和x2方向上的擴(kuò)散彼此不同，也就是說，獲得不対稱的PSF。應(yīng)注意，光軸上的PSF在不考慮制造誤差時(shí)不具有相移，并且不具有振幅劣化的方位角依賴性，因此，如圖23C所示獲得旋轉(zhuǎn)對(duì)稱形狀。具體地講，如圖23A和圖23B所示，由于各個(gè)方位角方向上的相移(PTF)以及方位角方向的振幅(MTF)之間的差值，PSF形成不對(duì)稱形狀，并且該不對(duì)稱形狀導(dǎo)致阻止以高精度產(chǎn)生圖像的圖像模糊。作為校正圖像模糊的技術(shù)，在專利文獻(xiàn)I中，用于設(shè)計(jì)圖像恢復(fù)濾波器的參數(shù)α如表達(dá)式I中所示那樣被確定。通過調(diào)整該調(diào)整參數(shù)α，不發(fā)揮作用(α =0)的圖像恢復(fù)濾波器變?yōu)槟鏋V波器(α =1)。因此，可僅使用單個(gè)參數(shù)在從原始捕獲圖像到已被最大恢復(fù)的圖像的范圍內(nèi)調(diào)整圖像恢復(fù)程度。數(shù)學(xué)式I表達(dá)式I
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，包括 圖像獲得部件，其被配置為獲得輸入圖像；和 圖像恢復(fù)部件，其被配置為使用根據(jù)用于從物體圖像形成所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)而產(chǎn)生或選擇的圖像恢復(fù)濾波器來恢復(fù)所述輸入圖像， 其中，所述圖像恢復(fù)濾波器使當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述圖像恢復(fù)部件被配置為通過將所述圖像恢復(fù)濾波器與所獲得的圖像的像素進(jìn)行卷積來執(zhí)行圖像恢復(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)在所述兩個(gè)方位角方向上具有不同頻率特性的傳遞函數(shù)、以及被校正以使得在所述兩個(gè)方位角方向上具有不同頻率特性的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值減小的校正傳遞函數(shù)來產(chǎn)生。
4.一種圖像拾取設(shè)備，包括 圖像拾取元件，其對(duì)由圖像拾取系統(tǒng)形成的物體圖像執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，以便產(chǎn)生捕獲圖像；和 根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求3中的任何一個(gè)所述的圖像處理設(shè)備，其將所述捕獲圖像作為輸入圖像進(jìn)行處理。
5.—種圖像處理方法,包括 獲得由圖像拾取系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像作為輸入圖像的步驟；和 使用根據(jù)所述圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)而產(chǎn)生或選擇的圖像恢復(fù)濾波器來恢復(fù)所述輸入圖像并且產(chǎn)生恢復(fù)圖像的步驟， 其中，所述圖像恢復(fù)濾波器使當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
6.一種使信息處理裝置執(zhí)行以下步驟的圖像處理程序 圖像獲得步驟，其獲得由圖像拾取系統(tǒng)產(chǎn)生的圖像作為輸入圖像；和 圖像恢復(fù)步驟，其使用根據(jù)所述圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)而產(chǎn)生或選擇的圖像恢復(fù)濾波器來恢復(fù)所述輸入圖像，并且產(chǎn)生恢復(fù)圖像， 其中，所述圖像恢復(fù)濾波器使當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
7.一種圖像處理設(shè)備，包括 第一恢復(fù)圖像產(chǎn)生部件，其被配置為通過計(jì)算輸入圖像和第一圖像恢復(fù)濾波器來產(chǎn)生第一恢復(fù)圖像，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)獲得物體圖像作為所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得； 差信息獲得部件，其被配置為獲得關(guān)于所述輸入圖像與所述第一恢復(fù)圖像之間的差的信息；和 調(diào)整后恢復(fù)圖像產(chǎn)生部件，其被配置為通過根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像， 其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)，以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
8.一種圖像處理設(shè)備，包括 差信息獲得部件，其被配置為獲得關(guān)于以下兩個(gè)恢復(fù)圖像之間的差的信息 第一恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算第一圖像恢復(fù)濾波器和輸入圖像而產(chǎn)生，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)獲得物體圖像作為輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得；和 第二恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算第二圖像恢復(fù)濾波器和所述輸入圖像而產(chǎn)生，所述第二圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)所述圖像拾取系統(tǒng)的所述傳遞函數(shù)來獲得；和 調(diào)整后恢復(fù)圖像產(chǎn)生部件，其被配置為根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像， 其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)，以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值， 所述第二圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)，以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值，并且 所述第二恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度低于所述第一恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)在所述兩個(gè)方位角方向上具有不同頻率特性的傳遞函數(shù)、以及被校正以使得在所述兩個(gè)方位角方向上的所述傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值減小的校正傳遞函數(shù)來產(chǎn)生。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至權(quán)利要求9中的任何一個(gè)所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述調(diào)整后恢復(fù)圖像產(chǎn)生部件執(zhí)行恢復(fù)以使得在包括所述圖像拾取系統(tǒng)和所述第一圖像恢復(fù)濾波器的系統(tǒng)中兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的振幅分量之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的振幅分量之間的差值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至權(quán)利要求10中的任何一個(gè)所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述調(diào)整系數(shù)是相對(duì)于所述第一恢復(fù)圖像調(diào)整所述輸入圖像的計(jì)算量的恢復(fù)強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的圖像處理設(shè)備， 其中，所述差信息通過下述方式來獲得，即，根據(jù)顏色合成比調(diào)整系數(shù)來合成所述第一恢復(fù)圖像的各個(gè)顏色分量的差量與所述輸入圖像的各個(gè)顏色分量的差量，所述顏色合成比調(diào)整系數(shù)表示所述顏色分量的混合比，并且 對(duì)于各個(gè)顏色分量設(shè)置所述恢復(fù)強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至權(quán)利要求10中的任何一個(gè)所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述調(diào)整系數(shù)是相對(duì)于所述第一恢復(fù)圖像調(diào)整所述第二恢復(fù)圖像的計(jì)算量的恢復(fù)強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的圖像處理設(shè)備， 其中，所述差信息通過下述方式來獲得，即，根據(jù)顏色合成比調(diào)整系數(shù)來合成所述第一恢復(fù)圖像的各個(gè)顏色分量的差量與所述第二恢復(fù)圖像的各個(gè)顏色分量的差量，所述顏色合成比調(diào)整系數(shù)表示顏色分量的混合比，并且對(duì)于各個(gè)顏色分量設(shè)置所述恢復(fù)強(qiáng)度調(diào)整系數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至權(quán)利要求14中的任何一個(gè)所述的圖像處理設(shè)備，其中，捕獲圖像被作為所述輸入圖像進(jìn)行處理。
16.一種使信息處理設(shè)備執(zhí)行以下步驟的圖像處理程序 差信息獲得步驟，所述步驟獲得關(guān)于第一恢復(fù)圖像與輸入圖像之間的差的信息，所述第一恢復(fù)圖像通過計(jì)算第一圖像恢復(fù)濾波器而產(chǎn)生，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)獲得物體圖像作為所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得；和 調(diào)整后恢復(fù)圖像產(chǎn)生步驟，所述步驟通過根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像， 其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
17.一種使信息處理設(shè)備執(zhí)行以下步驟的圖像處理程序 差信息獲得步驟，其獲得關(guān)于以下兩個(gè)恢復(fù)圖像之間的差的信息 第一恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算第一圖像恢復(fù)濾波器和輸入圖像而產(chǎn)生，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)獲得物體圖像作為所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得，和第二恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算第二圖像恢復(fù)濾波器和所述輸入圖像而產(chǎn)生，所述第二圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)所述圖像拾取系統(tǒng)的所述傳遞函數(shù)來獲得；和 調(diào)整后恢復(fù)圖像產(chǎn)生步驟，其通過根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像， 其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值， 所述第二圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得在從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值，并且 所述第二恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度低于所述第一恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度。
18.—種圖像處理方法，包括 獲得輸入圖像的步驟； 獲得關(guān)于所述輸入圖像與第一恢復(fù)圖像之間的差的信息的步驟，所述第一恢復(fù)圖像使用所述輸入圖像和第一圖像恢復(fù)濾波器來產(chǎn)生，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)用于獲得所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得；和 通過根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像的步驟，其中，所述第一恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
19.一種圖像處理方法，包括 獲得輸入圖像的步驟； 獲得關(guān)于以下兩個(gè)恢復(fù)圖像之間的差的信息的步驟第一恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算所述輸入圖像和第一圖像恢復(fù)濾波器而產(chǎn)生，所述第一圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)用于獲得所述輸入圖像的圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得，和 第二恢復(fù)圖像，其通過計(jì)算所述輸入圖像和第二圖像恢復(fù)濾波器而產(chǎn)生，所述第二圖像恢復(fù)濾波器根據(jù)所述圖像拾取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來獲得； 通過根據(jù)調(diào)整系數(shù)合成所述輸入圖像與所述差信息來產(chǎn)生調(diào)整后恢復(fù)圖像的步驟，其中，所述第一圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值， 所述第二圖像恢復(fù)濾波器執(zhí)行恢復(fù)以使得當(dāng)從物體獲得恢復(fù)圖像時(shí)所獲得的兩個(gè)方位角方向上的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值變得小于所述圖像拾取系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值，并且 所述第二恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度低于所述第一恢復(fù)圖像的恢復(fù)程度。
全文摘要
一個(gè)目的是提供一種校正像差不對(duì)稱性并獲得高清晰度圖像的圖像處理設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備包括圖像獲取部件，用于獲得輸入圖像；以及圖像恢復(fù)部件，用于使用基于捕獲系統(tǒng)的傳遞函數(shù)而產(chǎn)生或選擇的圖像恢復(fù)濾波器來恢復(fù)所述輸入圖像以產(chǎn)生恢復(fù)圖像，所述捕獲系統(tǒng)用于形成物體圖像作為所述輸入圖像，其特征在于，所述圖像恢復(fù)濾波器使在從物體圖像獲得恢復(fù)圖像時(shí)兩個(gè)方位角方向之間的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值小于該圖像捕獲系統(tǒng)的所述兩個(gè)方位角方向的傳遞函數(shù)的絕對(duì)值之間的差值。
文檔編號(hào)G06T5/10GK102822863SQ20118001717
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者畠山弘至 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社