[发明专利]图像处理装置、图像处理方法及图像处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理装置、图像处理方法及图像处理系统。特别 地，本发明适用于针对各观察者校正在具有放大在显示设备上形成的图像 并允许观察者观察放大的图像的显示光学系统的图像显示装置(例如HMD 或EVF)中产生的像差(aberration)。

背景技术

已经提出了许多技术，来通过数字方法校正由光学透镜产生的像差所 引起的图像失真和色偏(color misregistration)(渗色(bleeding))。用于消 除像差的透镜新需要对失真和色偏进行光学校正，从而使光学系统的尺寸 增大。设计用来防止这些像差的具有良好光学特性的透镜通常很昂贵。代 替这种透镜，通常使用图像处理通过数字像差校正技术来校正光学系统产 生的像差。这种技术可以减小光学系统的尺寸(减少透镜的数量)并采用 便宜的透镜。

近来，具有更小型、重量更轻、成本更低的主体的诸如数字照相机的 摄像装置需要减小摄像透镜的尺寸并降低成本。此外，诸如数字照相机的 摄像装置通常具有变焦和聚焦功能。出现了对在透镜参数变化时不管像差 的变化而保持高的图像拍摄质量的校正技术的需求。日本特开2006-135805 号公报(下文中称为专利文献1)公开了一种像差校正技术，其即使在包 括变焦、聚焦以及光圈的透镜参数改变为各种值时拍摄图像的情况下，也 能够基于透镜参数消除由倍率色像差(chromatic aberration of  magnification)引起的图像模糊。在专利文献1中公开的技术能够通过校 正摄像装置(诸如数字照相机)中的透镜参数变化时摄像透镜产生的色像 差来防止图像拍摄质量的劣化(即图像模糊)。

近来许多数字照相机包括电子取景器(electronic view finder，称为 EVF)。已知EVF作为一种使得在拍摄图像之前经由取景器确认的图像与 拍摄的图像真正匹配的技术。EVF采用使用数字图像传感器以去除单透镜 反射照相机所必需的反射镜(已知为反射器)的配置。EVF被配置为在小 型显示设备上实时显示数字图像传感器感测的图像，经由显示透镜放大在 显示设备上形成的图像，并允许观察者进行观察。

即使在经由透镜放大在小型显示设备上形成的图像并允许观察者进行 观察的显示光学系统(如EVF)中，也会出现与上述摄像透镜的像差相同 的像差。该显示光学系统也需要校正由失真和色偏(渗色)引起的显示图 像质量劣化的像差校正技术。

头盔式显示器(head mounted display，称为HMD)是放大在小型显示 设备上形成的图像并允许观察者进行观察的图像显示装置的另一示例。针 对将数字像差校正技术应用到HMD或EVF中以防止由显示装置的光学系 统产生的像差引起的图像显示质量的劣化的技术，已经作出了许多提议。

然而，这些传统技术存在以下问题。

除了HMD或EVF的显示光学系统之外，在光路上还可能存在另一光 学系统，当观察者通过HMD或EVF观察图像时，在显示设备上形成的图 像的光通过该光路到达观察者的瞳孔。

例如，在仅对HMD或EVF的显示光学系统产生的像差进行校正的像 差校正中，针对视力好、能够使用裸眼进行观察的观察者适当地校正像差 (色偏)。观察者可能观察到显示图像保持质量。然而，当使用强效的视力 校正光学系统的观察者观察相同的校正后的图像时，即使在校正后的图像 上，他也会观察到色偏。这意味着适当的像差校正量根据观察者是否使用 视力校正光学系统和视力校正程度的差异而改变。

也就是说，在通过HMD或EVF观察时，需要根据HMD或EVF的显 示光学系统和观察者使用的视力校正光学系统的组合来校正产生的像差。 然而，传统技术无法满足这种要求。

观察者所使用的视力校正光学系统的校正程度针对各观察者改变。如 上所述，当对由显示光学系统和视力校正光学系统的组合产生的像差进行 校正时，需要针对各观察者选择或生成适当的像差校正量。