[发明专利]图像处理装置和图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及将因图像拾取系统的像差而劣化的（劣化）图像恢复成（原始）图像或劣化前的图像的图像处理装置和图像拾取装置。

背景技术

一种常规已知的技术是恢复由于光学系统的像差而劣化的图像（下文称为“图像恢复处理”）。一种图像恢复处理是使用光学系统的光学传递函数（“OTF”）或者与OTF具有傅里叶变换关系的点扩散函数（“PSF”）的信息的方法。

OTF具有实部和虚部，通常作为二维数据存储在存贮器（诸如存储器）中。以下将将该二维数据称为“OTF数据”。在一般的图像恢复处理中，为每个RGB准备OTF数据，并且用于一个图像高度的OTF数据是x方向上的抽头数量×y方向上的抽头数量×2（实部、虚部）×3（色度成分）。OTF和PSF根据捕获条件（诸如通过光学系统捕获的图像的图像高度以及光学系统的焦距、F值和物距）而不同。

日本专利特开No.（“JP”）2005-308490提出了一种用于对具有任意物距的玻璃的光学特性进行插值的方法，JP 2003-132351采取椭圆PSF和通过根据图像高度位置进行插值来产生PSF的方法。

以上存储关于每种色度成分和至少一种捕获条件的OTF数据的方法使得数据量庞大。因此，本发明人尝试存储与图像处理装置（或图像拾取装置）中的代表性捕获条件对应的离散OTF数据并且通过利用所存储的OTF数据进行插值来产生与其余捕获条件对应的OTF数据。此时，在OTF数据的减少数据量与插值精度（图像恢复精度）之间存在权衡关系。

然而，当在用于插值的PSF的重心位置彼此不一致（或者OTF的相的一次成分彼此不一致）时对PSF或OTF数据进行插值时，插值不可能是高精度的。现有技术未提及该问题的解决方案。

发明内容

本发明提供一种能抑制要存储的OTF数据容量并执行高精度图像恢复的图像处理装置和图像拾取装置。

虽然以上常规问题论述了OTF，但是PSF与OTF具有傅里叶变换关系，因此当PSF数据被存储且用于图像恢复处理时，发生相同问题。

根据本发明的图像处理装置或图像拾取装置包括：存储器，配置为存储图像拾取光学系统关于至少一种捕获条件的光学传递函数或点扩散函数的信息；以及图像处理器，配置为在重心位置或最大强度位置彼此一致或者点扩散函数的微分均方根值最小时，通过基于与不同捕获条件对应并且从存储在所述存储器中的信息得到的至少两个光学传递函数或点扩散函数进行插值，来产生与通过所述图像拾取光学系统捕获的图像的捕获条件对应的光学传递函数的相的二次和更高次成分或者点扩散函数的形状成分，并且利用从通过所述插值产生的光学传递函数得到的光学传递函数或者从通过所述插值产生的点扩散函数得到的光学传递函数来恢复所述图像。

从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步特征将会变得显然。

附图说明

图1A是图像处理装置的框图，图1B是根据第一实施例的图像恢复处理的流程图。

图2A和图2B是用于说明根据第一实施例的存储在图1A所示的存储器中的数据的生成例子的视图。

图3A和图3B是用于说明根据第一实施例的图1B所示的S16的视图。

图4是根据第二实施例的数字摄像机的框图。

具体实施方式

在图像恢复中，建立以下表达式，其中(x,y)是实空间，f(x,y)是被光学系统劣化之前的原始图像，h(x,y)是PSF，g(x,y)是劣化图像。

g(x,y)=∫∫f(X,Y)·h(x-X,y-Y)dXdY  (1)

通过下述方式建立以下表达式，即，对表达式(1)进行傅里叶变换以将实空间(x,y)转换为频率空间(u,v)，其中，F(u,v)是f(x,y)的傅里叶变换，G(u,v)是g(x,y)的傅里叶变换，H(u,v)是h(x,y)的傅里叶变换和光学传递函数（“OTF”）：

G(u,v)=F(u,v)·H(u,v)    (2)

从表达式(1)和(2)建立以下表达式：

F(u,v)=G(u,v)/H(u,v)    (3)

因此，F(u,v)可通过在频率空间中将傅里叶变换G(u,v)除以H(u,v)而获得，原始图像f(x,y)可通过对F(u,v)进行逆傅里叶变换而获得。

因为以上处理实际上放大了噪声，所以已知的是可将以下维纳滤波器用于表达式3中的1/H(u,v)，其中Γ是用于减小噪声放大量的常数：