[发明专利]图像处理装置以及图像处理方法

说明书

图像处理装置(100)利用对焦位置不同的多个图像来计算到被摄体的距离信息，具备：频率变换部(110)、振幅提取部(120)和距离信息计算部(130)。频率变换部(110)将图像变换为频率。振幅提取部(120)提取变换为频率而得到的系数的相位分量和振幅分量中的振幅分量。距离信息计算部(130)利用透镜的模糊数据以及系数的相位分量和振幅分量中仅由振幅提取部(120)提取出的振幅分量，来计算距离信息。

技术领域

本发明涉及利用对焦位置不同的多个图像来计算到被摄体为止的距离信息的图像处理装置以及图像处理方法。

背景技术

在图像拍摄装置等中，提出了用于以非接触的方式来计算某三维场景的进深，即计算从图像拍摄装置等到被摄体的距离信息的各种方法。若将这些方法大致进行分类，则有主动方法和被动方法。对于主动方法而言，向被摄体照射红外线、超声波、激光等，基于反射波返回来的时间、反射波的角度等来计算到被摄体的距离信息。对于被动方法而言，基于被摄体的图像来计算到被摄体的距离信息。特别是在照相机中广泛使用不需要用于照射红外线等的装置的被动方法。

在被动方法中也提出了很多方法。作为其中之一，存在被称作离焦深度(Depthfrom Defocus，以下记作DFD)的方法，该方法基于大小、形状根据到被摄体的距离而变化的模糊信息来计算到被摄体的距离信息。DFD具有如下等特征，即，不需要多个照相机，能够利用少数的图像来计算出到被摄体的距离信息。

以下，简单说明DFD的原理。

DFD是如下方法，即，根据对焦位置不同的多个图像，基于模糊信息来计算到被摄体的距离信息。包含模糊信息的拍摄图像(以下记作模糊图像)，是对表示没有基于透镜的模糊的状态的全聚焦图像，卷积了作为到被摄体为止的距离的函数的点扩散函数(PointSpread Function)的图像。由于点扩散函数(以下记作PSF)是到被摄体为止的距离的函数，所以在DFD中通过从模糊图像中检测模糊的信息，从而能够计算出到被摄体的距离信息。不过，此时，全聚焦图像和到被摄体的距离信息均是未知的。由于针对一张模糊图像，与模糊图像、全聚焦图像、到被摄体的距离信息相关的一个数式成立，因此新拍摄对焦位置不同的模糊图像，得到新的数式。对所得到的多个数式进行求解，从而计算出到被摄体的距离信息。关于数式的获得方法、求解数式的方法等，以专利文献1为代表，存在对于DFD的各种各样的提案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开平11-337313号公报

发明内容

但是，在要获得对焦位置不同的多个图像的情况下，由于使透镜系统的焦点变化来得到多个图像，因此在得到每个图像的时间上会产生时间差。在此时间差内被摄体的位置或形状等发生较大变化的情况下，由于在多个图像间的被摄体发生位置偏移，因而存在难以高精度地计算到被摄体的距离信息的情况。即，有时在活动快的被摄体的静止图像、动态图像的拍摄中难以使用现有的DFD。

本发明提供一种在运动快的被摄体的静止图像、动态图像的拍摄中能够高精度地计算出到被摄体的距离信息的图像处理装置以及图像处理方法。

本发明中的图像处理装置利用对焦位置不同的多个图像来计算到被摄体的距离信息，并具备频率变换部、振幅提取部和距离信息计算部。频率变换部将图像变换为频率。振幅提取部提取变换为频率而得到的系数的相位分量和振幅分量中的振幅分量。距离信息计算部利用透镜的模糊数据以及系数的相位分量和振幅分量中仅由振幅提取部提取出的振幅分量，来计算距离信息。

此外，本发明中的图像处理方法是利用对焦位置不同的多个图像来计算到被摄体的距离信息的图像处理方法，在该图像处理方法中，将图像变换为频率，提取变换为频率而得到的系数的相位分量和振幅分量中的振幅分量，利用透镜的模糊数据以及系数的相位分量和振幅分量中仅提取出的振幅分量，来计算距离信息。