圖像處理裝置、攝像裝置、計算機及程序的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理裝置、攝像裝置、計算機及程序，特別是關于在點像復原處理 中使用的復原濾波器。
【背景技術】
[0002] 經由攝像光學系統(tǒng)而攝影的被攝體像中，有時發(fā)現由于由攝像光學系統(tǒng)引起的衍 射、像差等的影響而使點被攝體具有微小的擴散的所謂點擴散現象。表示光學系統(tǒng)相對于 點光源的響應的函數被稱作點擴散函數（PSF !Point Spread Function)，作為支配攝影圖 像的分辨率劣化（模糊）的參數而周知。
[0003] 因為該點擴散現象而畫質劣化的攝影圖像能夠通過接受基于PSF的點像復原處 理而對畫質劣化進行復原。點像復原處理是如下處理：預先求算由透鏡（光學系統(tǒng)）的像 差等引起的劣化特性（點像特性），通過使用與該點像特性對應的復原濾波器（恢復濾波 器）的圖像處理來消除攝影圖像的點擴散。
[0004] 對于點像復原處理，提出了各種各樣的方法。例如，專利文獻1公開了如下的校正 數據生成方法：考慮PSF的擴散的對稱性，替代旋轉非對稱的銳度恢復濾波器而使用旋轉 對稱的銳度恢復濾波器，能夠對光軸外的光學性能的劣化進行補償。另外，專利文獻2公開 了如下的圖像處理方法：使用基于光學傳遞函數的圖像恢復濾波器而生成恢復圖像，對于 恢復圖像使色差降低，從而對由倍率色差引起的色差進行校正。
[0005] 該點擴散現象因光圈、變焦位置、被攝體距離等攝影條件、像高位置等而各種各樣 地變化，因此即使是單一的攝像系統(tǒng)，點像復原處理所需要的PSF等的數據量也變得龐大。 因此，專利文獻3公開了用于減少攝像光學系統(tǒng)的光學傳遞函數的重構所需要的數據的存 儲量的圖像處理裝置，實現PSF的存儲數據量的減少。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2003-172873號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2012-129932號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2012-073691號公報

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 如上所述，為了適當地進行利用復原濾波器的點像復原處理，需要龐大的存儲數 據量，但是減少存儲數據量也成為較大的課題之一。在其一方面，為了點像復原處理而將復 原濾波器存儲于預定的存儲單元的期望非常強，存儲所生成的復原濾波器，在利用時讀出 該存儲的復原濾波器，從而能夠實現計算負荷的輕減、處理速度的提高。然而，復原濾波器 由多個抽頭（tap)構成，對各抽頭分配濾波系數，因此存儲負荷非常大。
[0013] 在專利文獻1、專利文獻2所公開的裝置中，并不特別地進行用于維持點像復原精 度并有效地減少點像復原處理的復原濾波器的數據量的方法。即，在專利文獻1中，提出了 利用具有旋轉對稱的系數的銳化濾波來改善從光軸遠離的區(qū)域中的畫質劣化的方法，但是 在光學系統(tǒng)的模糊特性是旋轉非對稱的情況下近似采用具有旋轉對稱的系數的銳化濾波 器，因此點像復原的精度降低。另外，在專利文獻2中，關于點像復原濾波器的存儲數據量 的減少沒有啟示任何方法。
[0014] 另外，專利文獻3公開了用于使攝像光學系統(tǒng)的光學傳遞函數的重構所需要的數 據的存儲量減少的技術，但是對于使用于點像復原處理的復原濾波器的存儲數據量直接減 少的方法既沒有公開也沒有啟示。即，專利文獻3所公開的技術是用于使生成圖像恢復濾 波器用的光學傳遞函數的信息量減少的技術，而并非用于減少所生成的圖像恢復濾波器自 身的存儲量的技術。
[0015] 本發(fā)明鑒于上述的情況而作出，其目的在于提供能夠抑制點像復原精度的劣化并 減少用于點像復原處理的復原濾波器的數據存儲量的技術。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 本發(fā)明的一方式關于圖像處理裝置，具備：統(tǒng)計信息獲取部，取得與圖像的點像復 原相關的統(tǒng)計信息；光學信息獲取部，獲取在取得圖像時使用的表示光學系統(tǒng)的點像強度 分布的光學信息；濾波信息計算部，基于統(tǒng)計信息和光學信息中的至少任一個，求算用于圖 像的點像復原處理的復原濾波器的濾波信息；濾波系數計算部，將濾波信息作為約束條件， 基于統(tǒng)計信息和光學信息，算出復原濾波器的濾波系數；及點像復原處理部，使用由濾波系 數計算部算出的濾波系數來進行點像復原處理。
[0018] 根據本方式，基于與圖像的點像復原相關的統(tǒng)計信息和表示光學系統(tǒng)的點像強度 分布的光學信息中的至少任一個，求算復原濾波器的濾波信息，并將該濾波信息作為約束 條件，算出復原濾波器的濾波系數。因此，能夠不降低點像復原處理的精度而減少用于點像 復原處理的復原濾波器的數據存儲量。根據點像強度分布（光學傳遞函數）的特性來確定 復原濾波器的信息量（格式），并將其（抽頭數、對稱性等）作為約束條件而生成復原濾波 器，從而削減濾波系數的存儲所需要的信息量，并且也能夠在該范圍內設計最佳特性的復 原濾波器。
[0019] 在此所說的"與圖像的點像復原相關的統(tǒng)計信息"是能夠對圖像的點像復原產生 影響的統(tǒng)計性的信息，例如能夠包含SN比。另外，"表示光學系統(tǒng)的點像強度分布的光學 信息"是直接或間接地表示由光學系統(tǒng)引起的點像強度分布的光學性的信息。例如光學信 息中能夠包含 PSF、OTF(Optical Transfer Function :光學傳遞函數）（MTF :Moduration Transfer Function :調制傳遞函數；PTF :Phase Transfer Function :相位傳遞函數）。另 外，"復原濾波器的濾波信息"是在點像復原處理時使用的表示復原濾波器的濾波特性的信 息，例如能夠包含復原濾波器的抽頭結構（整體抽頭數、抽頭對稱性、增加了對稱性的情況 下的最小需要抽頭數等）。另外，"濾波系數"是指在濾波處理中適用于處理對象的圖像數 據（像素數據）的系數，在復原濾波器由多個抽頭構成的情況下向各抽頭分配濾波系數。另 外，"點像復原"是指消除點擴散而對原始的點像進行復原，"點像復原處理"是指進行這樣 的點像復原的處理。點像復原處理能夠使用任意的方法，例如能夠采用將由多個抽頭構成 的復原濾波器適用于處理對象圖像并對處理對象圖像的各像素數據和濾波系數進行加權 平均的處理。
[0020] 優(yōu)選為，濾波信息包含與復原濾波器的抽頭數相關的信息和表示復原濾波器的對 稱性的種類的信息，濾波系數計算部將濾波信息計算部所求算的與復原濾波器的抽頭數相 關的信息和表示復原濾波器的對稱性的種類的信息作為約束條件，算出濾波系數。
[0021] 在該情況下，由于將"與復原濾波器的抽頭數相關的信息"和"表示復原濾波器的 對稱性的種類的信息"作為約束條件而算出濾波系數，因此能夠根據復原濾波器的對稱性 的種類而減少復原濾波器所需要的濾波系數的信息量。另外，復原濾波器所需要的濾波系 數的信息量是能夠根據"與復原濾波器的抽頭數相關的信息"和"表示復原濾波器的對稱性 的種類的信息"而再現完整的復原濾波器的信息量。
[0022] 優(yōu)選為，光學信息包含：表示點像強度分布的對稱性的種類的信息和能夠基于點 像強度分布的對稱性的種類而再現點像強度分布的被壓縮的信息即與表示點像強度分布 的對稱性的種類的信息建立了對應的被壓縮的信息，濾波信息計算部根據表示點像強度分 布的對稱性的種類的信息來求算表示復原濾波器的對稱性的種類的信息，基于與表示點像 強度分布的對稱性的種類的信息建立了對應的被壓縮的信息和統(tǒng)計信息來求算與復原濾 波器的抽頭數相關的信息。
[0023] 在該情況下，能夠根據與表示點像強度分布的對稱性的種類的信息建立了對應的 被壓縮的信息，求算與復原濾波器的抽頭數相關的信息，因此能夠根據點像強度分布的對 稱性來減少表示點像強度分布的光學信息所需要的信息量。另外，通過使用能夠基于點像 強度分布的對稱性的種類而再現點像強度分布的被壓縮的信息（光學傳遞函數信息），濾 波信息量（格式）的判定變得容易，也能夠削減濾波設計中的運算量。
[0024] 在此所說的"能夠基于點像強度分布的對稱性的種類而再現點像強度分布的被壓 縮的信息"