CN107431744A - 相机装置、图像处理装置以及图像处理方法 - Google Patents

相机装置、图像处理装置以及图像处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种相机装置、图像处理装置以及图像处理方法，其在图像数据中降低起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素的影响。在本发明的一方式所涉及的相机装置(10)设置有：存储将劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息的劣化区域信息存储部(24)；识别摄影方向的方向识别部(30)；以及根据不同方向劣化区域信息获取与通过方向识别部(30)识别的摄影方向关联的劣化区域数据，并按照由劣化区域数据表示的特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理的图像校正部(32)。特异劣化区域是与起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的区域。

Description

相机装置、图像处理装置以及图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种相机装置、图像处理装置以及图像处理方法，尤其涉及一种降低起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个的劣化因素在图像数据中的影响的技术。
背景技术
在监控相机等领域中，通过在相机单元安装球形罩来防止外部的异物附着于光学系统，并保护相机单元不受冲击。
在安装有球形罩的相机单元中，经由球形罩进行被摄体的摄影。由于摄影图像受球形罩的光学特性的影响，因此在球形罩具有特有的形状且具有不均匀的光学特性的情况下，导致摄影图像的画质恶化。
专利文献1公开具备对因覆盖摄像装置的罩盖带来的图像的“变形”进行校正的校正处理构件的摄像机。根据该专利文献1的摄像机，通过在Y轴方向上缩小经由罩盖的锥形部拍摄到的图像部分，校正摄影图像的变形。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-289562号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
如上所述，通过相机装置拍摄的图像的画质受球形罩的影响。
优选高精度且均质地制造球形罩，但是有时由于设计上的要求而原本就具有不均匀的形状以及光学特性，或者在制造阶段中在球形罩会产生设想外的线模糊或线条纹。尤其在能够通过平摇俯仰机构改变摄影方向的情况下，为了覆盖摄影方向的整个可动范围，还有时要求用球形罩覆盖比半球宽的视角范围。另一方面，在相机单元的小型化发展的近几年，球形罩也尽可能要求较小。从而，要求球形罩原本就具有与相机单元的可动范围和配置空间相应的特有的小型形状，例如有时具有如组合了曲面部(例如球面部)和平面部(例如锥形部)的复杂的形状。于是，用有限的大小覆盖广泛的可摄影范围的球形罩存在形状变得复杂化而制造难易度变高的倾向，并且在球形罩容易产生线模糊以及线条纹等特异劣化部。
经由具有这种线模糊以及线条纹等特异劣化部的球形罩获取的摄影图像因其特异劣化部的影响而包含图像模糊以及图像条纹(减光条纹)，导致画质质量下降。
在专利文献1的摄像机中，虽然还能够适当地对应因球形罩带来的图像的“图像变形”(即，几何学的劣化因素)，但是无法适当地对应其他劣化因素。尤其是图像模糊以及图像条纹等“基于空间频率的劣化因素”或“基于信号强度的劣化因素”，无法通过专利文献1中公开的方法适当地去除或降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于降低起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素的影响，并且提供良好画质的图像数据。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式涉及相机装置，其具备：球形罩；相机单元，其包含：配置于球形罩的里面侧的光学系统；以及根据经由球形罩以及光学系统接收的摄影光输出图像数据的摄像元件；方向驱动部，其能够驱动光学系统而改变摄影方向；劣化区域信息存储部，其存储将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息；方向识别部，其识别摄影方向；以及图像校正部，其根据不同方向劣化区域信息获取与通过方向识别部识别的摄影方向关联的劣化区域数据，并按照由劣化区域数据表示的特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理，特异劣化区域是与起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的区域。
根据本方式，能够进行降低起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素的影响的画质改善处理，并且提供良好画质的图像数据。尤其通过利用将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息进行画质改善处理，既能确保较高的处理精度，又能高速地进行处理。
优选劣化因素起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个的折射率。
根据本方式，能够降低起因于折射率的劣化因素的影响，从而能够改善与基于空间频率的劣化因素相关的特异劣化区域的画质。
优选劣化因素起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个的透射率。
根据本方式，能够降低起因于透射率的劣化因素的影响，从而能够改善与基于信号强度的劣化因素相关的特异劣化区域的画质。
优选劣化因素是图像模糊以及图像条纹中的至少任一个。
根据本方式，能够在图像数据中降低图像模糊和/或图像条纹的影响。
优选画质改善处理包含反卷积处理、反锐化掩模处理以及增益调整处理中的至少一个。
根据本方式，能够有效地降低基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素在图像数据中的影响。
优选特异劣化区域是表示劣化因素的区域，图像校正部进行特异劣化区域的画质改善处理。
根据本方式，能够降低特异劣化区域中的“基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素”在图像数据中的影响。
优选图像校正部对图像数据进行分析而确定图像数据的特异劣化区域中的表示劣化因素的画质劣化部，进行画质劣化部的画质改善处理。
根据本方式，由于确定特异劣化区域中的画质劣化部，并对其画质劣化部进行画质改善处理，因此能够更加严密地降低“基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素”的影响。
优选劣化区域信息存储部存储根据特异劣化区域确定的不同方向劣化区域信息，所述特异劣化区域按照表示球形罩以及光学系统中的至少任一个的光学特性的光学特性信息、表示相机单元的特性的相机规格信息以及表示能够通过方向驱动部改变的摄影方向的范围的方向信息而规定。
根据本方式，通过将图像数据中的设想受“基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素”的影响的区域规定为特异劣化区域，且能够有效地降低劣化因素的影响。
优选相机装置还具备：劣化区域识别部，其对图像数据进行分析而确定特异劣化区域；以及处理控制部，其至少对摄像元件、方向驱动部、劣化区域信息存储部以及劣化区域识别部进行控制，处理控制部预先从摄像元件输出与多个摄影方向相关的图像数据，通过劣化区域识别部确定分别与多个摄影方向相关的特异劣化区域，使不同方向劣化区域信息存储于劣化区域信息存储部，所述不同方向劣化区域信息将表示通过劣化区域识别部确定的特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联而成。
根据本方式，由于能够根据实测数据获取不同方向劣化区域信息并存储于劣化区域信息存储部，因此能够进行有效的画质改善处理。
优选处理控制部通过劣化区域识别部确定分别与多个摄影方向相关的特异劣化区域的劣化特性，使不同方向劣化区域信息存储于劣化区域信息存储部，所述不同方向劣化区域信息将劣化区域数据、摄影方向以及劣化特性相互建立关联而成。
根据本方式，关于各摄影方向将劣化区域数据与劣化特性相互建立关联并存储于劣化区域信息存储部。
优选图像校正部根据不同方向劣化区域信息获取与通过方向识别部识别的摄影方向关联的劣化区域数据以及劣化特性，并按照由劣化区域数据表示的特异劣化区域以及劣化特性进行画质改善处理。
根据本方式，进行与劣化特性相应的画质改善处理，从而能够非常有效地降低基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素的影响。
优选图像校正部在画质改善处理之前，对图像数据进行改善光学系统的畸变像差的畸变校正处理。
根据本方式，由于对降低了光学系统的畸变像差的影响的图像数据进行画质改善处理，因此能够非常有效地降低劣化因素的影响。
优选劣化区域数据是表示构成图像数据中的特异劣化区域的每一个像素的位置的坐标数据。
根据本方式，能够通过坐标数据简便且准确地表示特异劣化区域。
优选劣化区域数据是表示图像数据中的特异劣化区域的函数数据。
根据本方式，能够通过劣化区域数据简便地表示特异劣化区域。
优选球形罩包含表面以及背面中的至少背面的曲率的变化非连续的非连续部。
根据本方式，能够降低起因于包含非连续部的球形罩的劣化因素的影响。
优选球形罩包含：表面以及背面中的至少背面是曲面的曲面部；以及表面以及背面中的至少背面是平面的平面部，由曲面部与平面部之间的连接部分形成了非连续部。
根据本方式，能够降低起因于在曲面部与平面部之间设置有非连续部的球形罩的劣化因素的影响。
优选特异劣化区域包含与起因于球形罩的非连续部的劣化因素相关的图像数据中的区域。
根据本方式，能够降低起因于球形罩的非连续部的劣化因素的影响。
优选特异劣化区域包含与起因于球形罩的遮光部的劣化因素相关的图像数据中的区域。
根据本方式，能够降低起因于球形罩的遮光部的劣化因素的影响。
本发明的另一方式涉及图像处理装置，其获取图像数据以及表示图像数据的摄影方向的摄影方向数据，根据将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息获取与摄影方向数据关联的劣化区域数据，并按照由所获取的劣化区域数据表示的特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理。
本发明的另一方式涉及图像处理方法，其包括以下步骤：根据经由球形罩以及光学系统接收的摄影光获取从摄像元件输出的图像数据；识别在获取图像数据时的摄影方向；以及根据将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息获取与在获取图像数据时的摄影方向关联的劣化区域数据，并按照由劣化区域数据表示的特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理，特异劣化区域是与起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的区域。
发明效果
根据本发明，能够高速且高精度地进行降低起因于球形罩以及光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素的影响的画质改善处理，提供良好画质的图像数据。
附图说明
图1是表示相机装置的一例的外观图。
图2是表示相机装置的功能结构例的图。
图3是表示图像处理装置的功能结构例的框图。
图4是表示球形罩的外观的概念图，是用于对相机单元的光轴在球形罩上的位置与极坐标系之间的关系进行说明的图。
图5是表示相机单元的光轴的方向与被摄体在摄像面上的位置之间的关系的图。
图6是用于对以摄像面中心为基准的正交坐标系视图与以平摇俯仰中心为基准的极坐标系视图之间的关系进行说明的图。
图7是表示摄影图像中的特异劣化区域的一例的图。
图8是表示不同方向劣化区域信息的一例的概念图。
图9是表示不同方向劣化区域信息的具体例的概念图。
图10是表示不同方向劣化区域信息的获取方法的一例的框图。
图11是用于对光学系统的焦距与像位置(像高)之间的关系进行说明的图。
图12是对不同方向劣化区域信息的获取方法的另一例进行说明的图，是表示相机装置的功能结构例的框图。
图13是表示画质改善处理的一例的流程图。
图14是对成为第1变形例所涉及的画质改善处理的对象的画质劣化部进行说明的图。
图15是表示第1变形例所涉及的画质改善处理的一例的流程图。
图16是表示第2变形例所涉及的不同方向劣化区域信息的一例的概念图。
图17是表示由第3变形例所涉及的图像校正部(图像处理装置)进行的校正处理的框图。
图18是对第4变形例所涉及的图像处理装置的一例进行说明的框图。
图19是表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机的外观的图。
图20是表示图19所示的智能手机的结构的框图。
具体实施方式
参考附图对本发明的实施方式进行说明。在以下实施方式中，对将本发明应用于相机装置的例子进行说明。
图1是表示相机装置10的一例的外观图。
本例的相机装置10具备球形罩11和通过球形罩11覆盖的相机单元14。相机单元14包含：配置于球形罩11的里面侧的光学系统15；以及根据经由球形罩11以及光学系统15接收的摄影光输出图像数据的摄像元件16。
相机装置10还具备能够驱动相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)而改变摄影方向的方向驱动部18。在此所说的“摄影方向”与光学系统15的光轴的方向一致，方向驱动部18通过改变光学系统15的朝向而改变光轴的方向(摄影方向)。本例的方向驱动部18由平摇俯仰机构构成，在球形罩11内设置有能够在平摇方向上驱动相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)的平摇旋转机构19和能够在俯仰方向上驱动相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)的俯仰旋转机构20。
在里面侧配置有相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)以及方向驱动部18(平摇旋转机构19以及俯仰旋转机构20)的球形罩11包含曲面部12和与曲面部12连接的平面部13。球形罩11的曲面部12的表面以及背面中的至少背面是曲面，平面部13的表面以及背面中的至少背面是平面。本例的曲面部12的表面以及背面这两个面形成了曲面，平面部13的表面以及背面这两个面形成了平面，曲面部12以及平面部13具有大致固定的厚度。典型地，曲面部12具有球面形状，平面部13具有圆筒形状，但是可以使曲面部12具有球面形状以外的非球面形状，也可以使平面部13具有圆筒形状以外的平面形状(例如锥形状)。
球形罩11包含表面以及背面中的至少背面(在本例中为表面以及背面这两个面)的曲率的变化非连续的非连续部22。在本例的球形罩11中，由曲面部12与平面部13之间的连接部分形成了非连续部22，在相当于曲面部12与平面部13之间的边界部的非连续部22中，折射率以及透射率比周围部分急剧地变化。从而，跨越球形罩11的该边界部(非连续部22)而透过的光束的空间频率以及信号强度不均匀，会在摄影图像中带来线模糊或线条纹等画质劣化。这种因空间频率以及信号强度的不均匀性带来的图像模糊以及图像条纹并不限定于因曲面部12与平面部13之间的连接部分(非连续部22)带来的线状的模糊或条纹，根据球形罩11的划痕或污垢等任意因素，有可能具有任意形状以及任意特性。例如，在“球形罩11的非连续部22”或者“球形罩11或光学系统15的任意部位”设置有遮光部(例如，ND(中性密度，NeutralDensity)滤波器或颜色标记等)的情况下，起因于其遮光部而有可能在摄影图像产生线条纹。
图2是表示相机装置10的功能结构例的图。
本例的相机装置10除了具备上述球形罩11、相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)以及方向驱动部18(平摇旋转机构19以及俯仰旋转机构20)以外，还具备劣化区域信息存储部24、相机控制器25、相机通信部26、图像处理装置27以及数据存储器28。相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)、方向驱动部18(平摇旋转机构19以及俯仰旋转机构20)、劣化区域信息存储部24、相机控制器25、相机通信部26、图像处理装置27以及数据存储器28相互连接。
劣化区域信息存储部24存储将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息。特异劣化区域是与起因于球形罩11以及光学系统15中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的图像数据中的区域。典型的劣化因素是图像模糊以及图像条纹中的至少任一个，这种劣化因素起因于球形罩11以及光学系统15中的至少任一个的折射率或透射率。例如，劣化因素有可能起因于球形罩11的非连续部22、遮光部或者球形罩11或光学系统15的划痕以及污垢等各种因素。从而，特异劣化区域能够包含与例如起因于球形罩11的非连续部22或遮光部的劣化因素相关的图像数据中的区域。以下，对劣化因素为起因于球形罩11的非连续部22的因素的例子进行说明。另外，关于存储于劣化区域信息存储部24的不同方向劣化区域信息在后面进行叙述。
相机通信部26在与外部设备之间进行通信而进行数据的收发。数据存储器28存储从摄像元件16输出的图像数据等各种数据，按照需要将存储数据提供给其他设备，或者存储新的数据。
相机控制器25统括控制相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)、方向驱动部18、劣化区域信息存储部24、相机通信部26、图像处理装置27以及数据存储器28。相机控制器25例如控制摄像元件16而进行摄影，或者控制方向驱动部18而调整摄影方向，或者控制图像处理装置27而进行图像数据的图像处理，或者控制劣化区域信息存储部24以及数据存储器28而进行数据的读入以及写入，或者控制相机通信部26而进行与外部设备之间的通信。
图像处理装置27进行图像数据的图像处理。图像处理装置27中的图像处理并无特别限定，在本例中，按照特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理。
图3是表示图像处理装置27的功能结构例的框图。本例的图像处理装置27具有方向识别部30以及图像校正部32。
方向识别部30识别作为处理对象的图像数据的摄影方向，并将表示所识别的摄影方向的数据发送至图像校正部32。通过方向识别部30识别摄影方向的方法并无特别限定，方向识别部30例如可以根据从调整摄影方向的方向驱动部18或控制方向驱动部18的相机控制器25提供的数据识别摄影方向，也可以根据附加于图像数据的元数据识别摄影方向。
图像校正部32从劣化区域信息存储部24获取不同方向劣化区域信息。然后，图像校正部32根据不同方向劣化区域信息获取与通过方向识别部30识别的摄影方向关联的劣化区域数据，并按照由劣化区域数据表示的特异劣化区域进行图像数据的画质改善处理。
画质改善处理的具体内容并无特别限定，图像校正部32能够进行与特异劣化区域的劣化特性相应的任意处理作为画质改善处理。典型地，画质改善处理包含反卷积处理、反锐化掩模处理以及增益调整处理中的至少一个。反卷积处理是通过将基于点扩散函数(PSF(PointSpreadFunction))或光学传递函数(OTF(OpticalTransferFunction))的图像复原滤波器应用于图像数据来改善画质的处理。反锐化掩模处理是通过将锐化滤波器应用于图像数据来强调轮廓(高频分量)并改善画质的处理。增益调整处理是对于图像数据的一部分数据应用与其他数据不同的增益的处理。从而，例如在特异劣化区域的劣化特性基于空间频率性的劣化的情况下，优选进行反卷积处理或反锐化掩模处理等空间频率校正处理作为画质改善处理。另一方面，在特异劣化区域的劣化特性基于信号强度性的劣化的情况下，优选进行增益调整处理等信号强度校正处理作为画质改善处理。
如此，本例的图像校正部32进行用于降低由于基于空间频率和/或信号强度的劣化因素带来的图像模糊和/或图像条纹的影响的画质改善处理。在作为这种画质改善处理进行的空间频率校正处理中使用由多个抽头构成的实际空间滤波器的情况下，在其空间频率校正处理中，只使用与实际空间滤波器的多个抽头对应的一部分像素的数据。并且，在作为画质改善处理进行的信号强度校正处理中，只使用作为处理对象的像素的数据。如此，与使用在图像数据上比较远的位置的像素的数据进行处理的几何校正处理(变形校正处理等)相比，通过图像校正部32进行的本例的画质改善处理所需的使用数据较少，并能够高速且简易地降低图像模糊以及图像条纹等劣化因素的影响。
接下来，对将图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的“不同方向劣化区域信息”进行说明。
图4是表示球形罩11的外观的概念图，是用于对相机单元14的光轴La在球形罩11上的位置与极坐标系之间的关系进行说明的图。
在本例中，球形罩11的顶部铅垂线r1与水平基准线r2的交点位置和相机单元14通过方向驱动部18而平摇俯仰旋转的中心(以下，还称作“平摇俯仰中心”)Ro一致。另外，从使视角伴随平摇俯仰旋转的变化稳定化的观点来看，优选使相机单元14的光学系统15的前侧主点与平摇俯仰中心Ro一致。顶部铅垂线r1是通过球形罩11(尤其是曲面部12)的顶部并沿着铅垂方向延伸的线。水平基准线r2是成为相机单元14平摇旋转的基准的水平面中的沿球形罩11的开口部的径向的线。另外，成为相机单元14平摇旋转的基准的水平面可以与包含球形罩11的曲面部12与平面部13之间的边界部(非连续部22)的平面一致，也可以不一致。
在以平摇俯仰中心Ro为原点的情况下，从其原点朝向球形罩11的表面上的任意点的光轴La的方向能够用“以水平基准线r2为基准的平摇方向角度(以下，还称作“平摇旋转角”)θ”以及“以成为相机单元14平摇旋转的基准的水平面(与顶部铅垂线r1正交的平面)为基准的俯仰方向角度(以下，还称作“俯仰旋转角”)”表现。从而，用“平摇旋转角θ＝0°”且“俯仰旋转角”表示的光轴La的方向是沿图4所示的水平基准线r2的方向。在图4所示的例子中，平摇旋转角θ用“0°～360°”范围的角度表示，俯仰旋转角用“-90°～90°”范围的角度表示。另外，“0°＜俯仰旋转角”表示球形罩11的顶部侧的范围(图4的球形罩11的上侧范围)，“-90°≤俯仰旋转角”表示比成为平摇旋转的基准的水平面靠球形罩11的裙部侧(平面部13侧)的位置的范围(图4的球形罩11的下侧范围)。
图5是表示相机单元14的光轴La的方向与被摄体在摄像元件16的摄像面上的位置之间的关系的图，图5(a)部分表示特定被摄体Ps配置于光轴La上的例子，图5(b)部分表示特定被摄体Ps未配置于光轴La上的例子。另外，以下为了便于说明，对相机单元14的光学系统15的前侧主点与平摇俯仰中心Ro一致且无光学系统15的畸变像差(透镜畸变)的实例进行说明。
如图5的(a)部分所示，在特定被摄体Ps配置于光轴La上的情况下，特定被摄体Ps在摄像元件16的摄像面的中心(对角线的交点(参考图5的(a)部分的符号“S0”))成像。另一方面，若使相机单元14进行平摇俯仰旋转而使摄影方向(光轴La的方向)偏离与“(平摇旋转角θ，俯仰旋转角)＝(参考图5的(b)部分的符号“A”)”相应的量，则特定被摄体Ps在摄像面上的成像位置(参考图5的(b)部分的符号“Si”)关于平摇方向以及俯仰方向从摄像面的中心S0变位与相应的量。利用该关系，只要已知平摇旋转角θ以及俯仰旋转角则能够根据以任意平摇旋转角θ以及俯仰旋转角拍摄的图像确定特定被摄体Ps在实际图像上的位置。
图6是用于对以摄像面的中心S0为基准的正交坐标系视图与以平摇俯仰中心Ro为基准的极坐标系视图之间的关系进行说明的图。
通过利用使用图5说明的上述角度变位的关系，能够用基于以平摇俯仰中心Ro为基准的相机单元14的平摇旋转角θ以及俯仰旋转角的极坐标系表现摄像元件16的摄像面上的任意位置(参考图6的“第1摄像面位置S1”)。在图6所示的例子中，在用极坐标系视图“(平摇旋转角θ，俯仰旋转角)＝”表示摄像面的中心S0且用极坐标系视图“(平摇旋转角θ，俯仰旋转角)＝ ”表示第1摄像面位置S1的情况下，用极坐标系视图“(平摇旋转角θ，俯仰旋转角)＝”表示第1摄像面位置S1相对于摄像面的中心S0的位置。另一方面，第1摄像面位置S1相对于摄像面的中心S0的位置还能够用以摄像面的中心S0为基准的正交坐标系视图(参考图6的“x”轴以及“y”轴)表示。从而，能够关于摄像面上的任意位置相互关联极坐标系视图与正交坐标系视图。
图像数据中的由透过带来劣化因素的球形罩11和/或光学系统15的部位(在本例中为球形罩11的非连续部22)的光形成的作为摄像面上的成像部的特异劣化对应部34的位置按照相机单元14的平摇旋转角θ以及俯仰旋转角而发生变动。从而，特异劣化对应部34的位置能够与用相机单元14的平摇旋转角θ以及俯仰旋转角表示的摄影方向(光轴La的方向)建立关联而用正交坐标系表示。
图7是表示图像数据36中的特异劣化区域38的一例的图。特异劣化对应部34(参考图6)在摄像元件16(摄像面)上的位置与特异劣化区域38在图像数据36(摄影图像)上的位置对应。即，特异劣化对应部34相对于摄像面的中心S0的坐标视图与特异劣化区域38相对于图像数据36的图像中心I0的坐标视图基本上一致。
本例的劣化区域信息存储部24(参考图2以及图3)存储将该图像数据36中的表示特异劣化区域38的位置的“劣化区域数据”与表示摄影方向的“摄影方向数据”相互建立关联的不同方向劣化区域信息。
图8是表示不同方向劣化区域信息40的一例的概念图。不同方向劣化区域信息40包含摄影方向数据41以及劣化区域数据42，图像数据中的特异劣化区域38的位置分别和与平摇俯仰旋转相应的多个摄影方向关联。如上所述，摄影方向数据41用以水平基准线r2为基准的平摇旋转角θ以及俯仰旋转角适宜地表示，劣化区域数据42用图像数据中的对应像素位置(正交坐标系位置)适宜地表示。另外，用正交坐标系视图表示劣化区域数据42时的基准位置并无特别限定，例如可以将图7所示的图像中心I0用坐标位置“(0，0)”表示，也可以将图像数据的最左上方的位置(参考图7的表示图像左上位置的符号“I1”)用坐标位置“(0，0)”表示。
图9是表示不同方向劣化区域信息40的具体例的概念图。图9所示的具体例用正交坐标系表示像素位置，该像素位置关于平摇旋转角θ(0°～359°)以及俯仰旋转角按每1°构成对应的特异劣化区域38。在图9所示的例子中，示出了具有关于x轴方向为640像素以及关于y轴方向为480像素的图像大小的图像数据中的特异劣化区域38的像素位置，用坐标位置“(0，0)”表示了图像数据的最左上方的位置(参考图7的表示图像左上位置的符号“I1”)。如图9所示，在不同方向劣化区域信息40中，表示特异劣化区域38的位置的劣化区域数据42也可以用表示图像数据中的构成特异劣化区域38的像素组的每一个像素的位置的坐标数据表示。在该情况下，劣化区域信息存储部24存储与平摇旋转角θ以及俯仰旋转角的每个组合建立关联的特异劣化区域38的像素位置的聚合数据作为不同方向劣化区域信息40。
另外，在图9所示的不同方向劣化区域信息40中，用坐标数据表示了劣化区域数据，但是也可以用其他方式表示劣化区域数据，例如劣化区域数据也可以是图像数据中的表示特异劣化区域的函数数据。例如，也可以通过使图像数据中的特异劣化区域38的边界函数化并用不等式等表示劣化区域数据。通过用函数数据表示劣化区域数据，能够削减劣化区域信息存储部24中的用于不同方向劣化区域信息40的存储容量，从而能够使劣化区域数据的读入以及获取处理高速化。
接下来，对劣化区域信息存储部24所存储的不同方向劣化区域信息40的获取方法例进行说明。
图10是表示不同方向劣化区域信息40的获取方法的一例的框图。
在本例中，劣化区域计算部46按照光学特性信息47、相机规格信息48以及方向信息49通过运算而计算不同方向劣化区域信息40，劣化区域信息存储部24存储其计算出的不同方向劣化区域信息40。在图2所示的例子中，将劣化区域信息存储部24作为相机装置10的一部分而设置，但是可以将劣化区域计算部46作为相机装置10的一部分而设置，也可以由与相机装置10单独地设置的设备构成。
光学特性信息47表示球形罩11以及光学系统15中的至少任一个的光学特性。光学特性信息47包含尤其与带来特异劣化区域38(劣化因素)的因素(在本例中为球形罩11的非连续部22)相关的信息，具体包含表示带来特异劣化区域38(劣化因素)的因素(在本例中为球形罩11的非连续部22)的位置的信息。相机规格信息48表示相机单元14的特性(条件)，包含光学系统15的光学特性(焦距等)、摄像元件16的像素特性以及光学系统15以及摄像元件16的大小信息等各种信息。方向信息49表示能够通过方向驱动部18(平摇旋转机构19以及俯仰旋转机构20)而改变的摄影方向的范围，如上所述，能够用以平摇俯仰中心Ro为基准的平摇旋转角θ以及俯仰旋转角表示。
劣化区域计算部46根据光学特性信息47、相机规格信息48以及方向信息49确定特异劣化区域38的坐标位置。例如，劣化区域计算部46能够通过以平摇俯仰中心Ro为极坐标系中心的现实空间上的极坐标系确定特异劣化区域38的坐标位置(绝对位置)。在该情况下，劣化区域计算部46能够根据其特异劣化区域38的坐标位置(绝对位置)通过利用上述角度变位的关系(参考图5～图7)，关于各摄影方向(平摇旋转角θ以及俯仰旋转角)计算出特异劣化区域38在图像数据上的坐标位置(相对位置)。
例如，在用以平摇俯仰中心Ro以及水平基准线r2(参考图6)为基准的极坐标系视图表示构成特异劣化区域38的某一像素(构成像素)的坐标位置(绝对位置)的情况下，若相机单元14以“(平摇旋转角，俯仰旋转角)＝”进行平摇俯仰旋转，则其构成像素在图像数据上的坐标位置(相对位置)用根据下述式计算的坐标位置“(x，y)”(正交坐标系)表示。
x＝f·tan(θc-θd)
其中，“f”表示光学系统15的焦距。
图11是用于对光学系统15的焦距f与像位置(像高X)之间的关系进行说明的图。一般来说，根据光学系统15的焦距f以及特定被摄体点Pt的位置视角α，用下述式表示特定被摄体点Pt在摄像面上的成像位置(参考图11的“特定被摄体点像St”)的从光轴La的距离(参考图11的“像高X”)。
X＝f·tanα
根据上述像高X的计算式，能够导出上述特异劣化区域38的构成像素的坐标位置“(x，y)”(正交坐标系)的计算式。
而且，图10所示的劣化区域信息存储部24存储通过劣化区域计算部46计算的“根据按照光学特性信息47、相机规格信息48以及方向信息49规定的特异劣化区域38确定的不同方向劣化区域信息40”。
图12是对不同方向劣化区域信息40的获取方法的其他例子进行说明的图，是表示相机装置10的功能结构例的框图。本例的相机装置10具备：连接于摄像元件16、方向驱动部18以及劣化区域信息存储部24的处理控制部50；以及连接于处理控制部50的劣化区域识别部51。实现处理控制部50以及劣化区域识别部51的构件并无特别限定，例如可以使上述相机控制器25或图像处理装置27作为处理控制部50以及劣化区域识别部51发挥功能。
劣化区域识别部51对图像数据进行分析而确定特异劣化区域。处理控制部50至少对摄像元件16、方向驱动部18、劣化区域识别部51以及劣化区域信息存储部24进行控制，使不同方向劣化区域信息40存储于劣化区域信息存储部24。即，处理控制部50预先通过控制方向驱动部18以及摄像元件16，由此从摄像元件16输出与多个摄影方向相关的图像数据，通过控制劣化区域识别部51，从而通过劣化区域识别部51确定分别与多个摄影方向相关的特异劣化区域38，使将表示通过劣化区域识别部51确定的特异劣化区域38的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息40存储于劣化区域信息存储部24。
例如，可以对成为特异劣化区域38的因素的球形罩11的劣化因素(在本例中为非连续部22)标注标记(例如黑线)，将摄影背景设为一样的颜色(例如白色)，一边通过方向驱动部18使摄影方向一点一点地改变，一边进行摄影而获取每一个摄影方向的图像数据，由劣化区域识别部51进行各图像数据的图像处理(例如二值化处理)，由此确定构成特异劣化区域的像素位置，使不同方向劣化区域信息40存储于劣化区域信息存储部24。
上述存储于劣化区域信息存储部24的不同方向劣化区域信息40的获取处理(参考图10～图12)在球形罩11安装于相机单元14之后且在进行正式摄影之前进行，例如能够在相机装置10的制造工序或售后服务时实施。
接下来，对通过图像校正部32进行的画质改善处理的具体例进行说明。以下，对特异劣化区域38表示为图像数据的表示劣化因素的区域且图像校正部32进行特异劣化区域38的画质改善处理的例子进行说明。
图13是表示画质改善处理的一例的流程图。
在通过相机装置10进行摄影的情况下，首先，确定平摇旋转角θ以及俯仰旋转角而确定所希望的摄影方向(图13的步骤S11)。摄影方向能够以任意基准确定，可以通过相机控制器25自动确定，也可以由用户使用外部遥控器等利用与相机控制器25(相机通信部26)之间的无线通信来指定摄影方向。
在确定摄影方向时，相机控制器25控制方向驱动部18，在平摇方向以及俯仰方向上驱动相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)，使光轴的方向与摄影方向一致(步骤S12)。
在通过方向驱动部18进行摄影方向的调整之后，相机控制器25控制摄像元件16而进行摄影，从摄像元件16输出图像数据(步骤S13)。该图像数据被发送至图像处理装置27。
在图像处理装置27中，通过方向识别部30识别图像数据的摄影方向，通过图像校正部32确定图像数据的特异劣化区域38(步骤S14)。如上所述，特异劣化区域38通过参考劣化区域信息存储部24预先存储的不同方向劣化区域信息40而根据图像数据的摄影方向确定。
然后，通过图像校正部32进行图像数据的校正处理，对特异劣化区域38实施画质改善处理(步骤S15)。画质改善处理并无特别限定，优选是与特异劣化区域38的劣化特性相应的处理。例如，在特异劣化区域38出现图像模糊的情况下，适宜地进行反卷积处理或反锐化掩模处理作为画质改善处理。并且，在特异劣化区域38出现图像条纹的情况下，适宜地进行增益调整处理作为画质改善处理。并且，画质改善处理也可以通过这些处理以外的处理进行，例如也可以将复制与特异劣化区域38相邻的像素(不包含于特异劣化区域38的像素)的数据(像素值)作为构成特异劣化区域38的像素的数据的处理设为画质改善处理。
接受了基于图像校正部32的校正处理的图像数据在相机控制器25的控制下存储于数据存储器28，或者经由相机通信部26被发送至外部设备(步骤S16)。
另外，在上述图像处理方法中，“获取根据经由球形罩11以及光学系统15接收的摄影光从摄像元件16输出的图像数据的步骤”通过上述步骤S11～S13进行。并且，“识别在获取图像数据时的摄影方向的步骤”以及“根据将图像数据中的表示特异劣化区域38的劣化区域数据与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息40获取与在获取图像数据时的摄影方向关联的劣化区域数据，并按照由其劣化区域数据表示的特异劣化区域38进行图像数据的画质改善处理的步骤”通过上述步骤S14～S15进行。
＜第1变形例＞
在上述实施方式中，特异劣化区域38是图像数据的表示劣化因素的区域，图像校正部32进行特异劣化区域38的画质改善处理，但是画质改善处理的对象并不限定于此。
图14是对成为第1变形例所涉及的画质改善处理的对象的画质劣化部39进行说明的图。在本例中，在特异劣化区域38设定有包含图像数据中的表示图像模糊或图像条纹等劣化因素的部分(以下，称作“画质劣化部39”)且更宽的区域。在该情况下，图像校正部32对图像数据进行分析而确定图像数据的特异劣化区域38中的表示劣化因素的画质劣化部39，并进行该画质劣化部39的画质改善处理。
通过图像校正部32确定画质劣化部39的方法并无特别限定，图像校正部32例如通过在特异劣化区域38内进行边缘检测处理以及梯度检测处理等任意处理，从而能够以像素单位严密地确定画质劣化部39。确定该画质劣化部39的处理优选利用与画质劣化部39的劣化特性相应的算子。例如，在特异劣化区域38中产生亮度级差的情况下，图像校正部32能够利用基于所谓索贝尔(Sobel)滤波器或拉普拉斯(Laplacian)滤波器等的边缘检测算子确定画质劣化部39。并且，在画质劣化部39中产生图像模糊的情况下，图像校正部32能够根据单个或多个带通滤波器的输出值分布确定画质劣化部39。
在预先设定的特异劣化区域38以像素精度严密地与图像数据的劣化因素对应的情况下，原理上无需确定画质劣化部39，但是实际上存在各种设想外的因素(误差等)。例如，基于方向驱动部18(平摇旋转机构19以及俯仰旋转机构20)的驱动误差(平摇旋转角以及俯仰旋转角的控制误差)、光学系统15的畸变像差、平摇俯仰中心Ro与光学系统15的前侧主点位置之间的偏离等有可能包含于在此所说的“设想外的因素”。在考虑这种设想外的各种因素时，优选预先扩大设定特异劣化区域38，通过检测处理从特异劣化区域38内检测以及确定画质劣化部39。并且，通过预先从图像数据的整个区域内抽出预想劣化因素的存在的区域而设定为特异劣化区域38，图像校正部32无需以图像数据的整个区域为对象进行画质劣化部39的检测处理，能够高速地确定画质劣化部39，从而能够有效地防止画质劣化部39的错误检测。
并且，基于图像校正部32的画质改善处理主要是用于降低基于空间频率以及信号强度的劣化因素的影响的处理，在实际处理中，还能够只利用包含处理对象像素的一部分像素组的数据或者处理对象像素的数据进行画质改善处理。如此，在基于画质改善处理的校正范围有限的情况下，能够有效地活用本例的“扩大设定特异劣化区域38并在其特异劣化区域38中进一步严密地确定画质劣化部39的处理”。
图15是表示第1变形例所涉及的画质改善处理的一例的流程图。在本变形例中，对与图13所示的上述画质改善处理相同的步骤标注相同的符号，省略详细说明。
在本例中，也首先确定平摇旋转角θ以及俯仰旋转角而确定所希望的摄影方向(图15的步骤S11)，在平摇方向以及俯仰方向上驱动相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)，使光轴的方向与摄影方向一致(步骤S12)。然后，进行摄影而从摄像元件16输出图像数据(步骤S13)。
然后，通过方向识别部30识别图像数据的摄影方向，通过图像校正部32根据不同方向劣化区域信息40确定图像数据的特异劣化区域38(步骤S14a)。在本例中，还通过图像校正部32对图像数据(尤其是特异劣化区域38)进行分析，确定特异劣化区域38中所包含的画质劣化部39(步骤S14b)。
然后，通过图像校正部32进行图像数据的校正处理，对画质劣化部39实施画质改善处理(步骤S15)，接受了校正处理的图像数据在相机控制器25的控制下存储于数据存储器28，或者经由相机通信部26被发送至外部设备(步骤S16)。
＜第2变形例＞
本变形例的劣化区域信息存储部24存储的不同方向劣化区域信息40除了包含上述摄影方向数据41以及劣化区域数据42之外，还包含表示劣化区域数据42的劣化特性的劣化特性数据43。
图16是表示第2变形例所涉及的不同方向劣化区域信息40的一例的概念图。在本例中，将分别与多个摄影方向相关的表示特异劣化区域38的劣化特性的劣化特性数据43与摄影方向数据41以及劣化区域数据42建立关联的不同方向劣化区域信息40被存储于劣化区域信息存储部24。例如，在作为劣化特性考虑图像模糊以及图像条纹的情况下，与表示图像模糊的劣化特性数据43关联的摄影方向数据41以及劣化区域数据42和与表示图像条纹的劣化特性数据43关联的摄影方向数据41以及劣化区域数据42包含于不同方向劣化区域信息40。从而，在本例的不同方向劣化区域信息40中，能够将表示相互不同的劣化特性的多个劣化特性数据43和多个劣化区域数据42与表示同一摄影方向的摄影方向数据41建立关联。
如此，在不同方向劣化区域信息40中，通过与表示特异劣化区域38的劣化区域数据42一同记录表示其特异劣化区域38所呈现的劣化特性的劣化特性数据43，从而图像校正部32能够活用劣化特性数据43作为校正处理的参数。即，本例的图像校正部32根据不同方向劣化区域信息40获取与通过方向识别部30识别的摄影方向关联的劣化区域数据42以及劣化特性数据43。然后，图像校正部32按照由所获取的劣化区域数据42表示的特异劣化区域38以及劣化特性数据43所示的劣化特性进行画质改善处理。由此，能够进行与劣化因素的特性相应的画质改善处理，并能够提供更加高画质的图像数据。
另外，获取本例的不同方向劣化区域信息40(参考图16)的方法并无特别限定。例如，在通过图12所示的相机装置10获取本例的不同方向劣化区域信息40的情况下，处理控制部50也可以还通过劣化区域识别部51确定分别与多个摄影方向相关的特异劣化区域38的劣化特性，使表示其确定的劣化特性的劣化特性数据43、摄影方向数据41以及劣化区域数据42相互关联而成的不同方向劣化区域信息40存储于劣化区域信息存储部24。
＜第3变形例＞
上述图像处理装置27(图像校正部32)进行与起因于球形罩11的空间频率以及基于信号强度的劣化因素相关的特异劣化区域38(画质劣化部39)的画质改善处理，但是也可以进行其他校正处理。
图17是表示由第3变形例所涉及的图像校正部32(图像处理装置27)进行的校正处理的框图。
本例的图像校正部32在上述画质改善处理P2之前，对图像数据进行改善光学系统15的畸变像差的畸变校正处理P1。畸变校正处理P1能够根据任意方法进行。图像校正部32能够从任意部位(例如设置于光学系统15的未图示的存储器或设置于相机装置10的数据存储器28等)获取直接或间接地表示光学系统15的畸变像差的数据，并根据表示其畸变像差的数据进行畸变校正处理P1。
如此，通过在画质改善处理P2之前，进行畸变校正处理P1，能够提高基于画质改善处理P2的校正精度，更加有效地降低特异劣化区域38中的劣化因素的影响。
＜第4变形例＞
在上述实施方式中，对输出图像数据的摄像元件16和进行图像数据的画质改善处理的图像处理装置27设置于相机装置10的例子(参考图2)进行了说明，但是摄像元件16和图像处理装置27也可以单独地设置。
图18是对第4变形例所涉及的图像处理装置27的一例进行说明的框图。在本例中，与相机装置10单独地设置的用户终端60具备上述图像处理装置27(方向识别部30以及图像校正部32)。
本例的相机装置10具备相机单元14(光学系统15以及摄像元件16)、方向驱动部18、相机控制器25以及相机通信部26。在相机装置10的相机通信部26与用户终端60的终端通信部61之间确立通信C，能够在相机装置10(相机控制器25)与用户终端60(终端控制器62)之间进行数据通信。在进行摄影的情况下，与上述实施方式相同地，在相机控制器25的控制下通过方向驱动部18调整摄影方向，通过相机单元14进行摄影而输出图像数据。
本例的相机控制器25将图像数据与表示其图像数据的摄影方向的数据(以下，称作“摄影方向数据”)相互建立关联，并经由相机通信部26以及终端通信部61发送至终端控制器62。相机控制器25能够将例如附加了包含摄影方向的信息的元数据的图像数据适宜地发送至终端控制器62。
用户终端60除了具备终端通信部61以及终端控制器62之外，还具备通过终端控制器62控制的图像处理装置27、操作部64以及显示部63。
设置于用户终端60的图像处理装置27以与上述实施方式相同的方式对从相机装置10发送来的图像数据进行画质改善处理。即，本例的图像处理装置27由从相机装置10发送来的数据获取图像数据以及摄影方向数据。然后，图像处理装置27根据将图像数据中的表示特异劣化区域38的劣化区域数据42与摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息40获取与摄影方向数据关联的劣化区域数据42。然后，图像处理装置27按照由所获取的劣化区域数据42表示的特异劣化区域38进行图像数据的画质改善处理。
在本例中，不同方向劣化区域信息40可以存储于设置于用户终端60的存储器(省略图示)，也可以存储于用户终端60以外的存储器设备。例如，也可以将劣化区域信息存储部24设置于用户终端60，图像处理装置27按照需要从劣化区域信息存储部24获取不同方向劣化区域信息40。并且，也可以在与终端通信部61连接的相机装置10或服务器等设置劣化区域信息存储部24，图像处理装置27按照需要经由终端控制器62以及终端通信部61从劣化区域信息存储部24获取不同方向劣化区域信息40。
另外，在将图像处理装置27设置于用户终端60的情况下，终端控制器62可以将通过用户经由操作部64输入的指示反映到图像处理装置27中的校正处理(画质改善处理)，也可以将基于其校正处理(画质改善处理)之后的图像数据的图像显示于显示部63。
＜其他变形例＞
上述各功能结构能够通过任意硬件、软件或者两者的组合而实现。例如，对于使计算机执行上述相机装置10以及用户终端60的各部中的处理方法(图像处理方法)以及控制方法(处理步骤)的程序、记录有其程序的计算机可读取的记录介质(非暂时性有形介质)或者能够安装其程序的计算机也能够应用本发明。
并且，在上述例中，主要对“起因于球形罩11的非连续部22的劣化因素”进行了说明，但是本发明在降低其他劣化因素的影响的情况下也有效。即，通过上述画质改善处理还能够降低“起因于球形罩11以及光学系统15中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素”的影响。
并且，上述用户终端60的方式并无特别限定，也可以将手机或智能手机、PDA(个人数码助理，PersonalDigitalAssistants)以及便携式游戏机等用作用户终端60。以下，对智能手机的一例进行说明。
＜智能手机的结构＞
图19是表示作为本发明的摄像装置的一实施方式的智能手机101的外观的图。图19所示的智能手机101具有平板状的壳体102，在壳体102的一个面设置有由作为显示部的显示面板121和作为输入部的操作面板122形成为一体的显示输入部120。并且，其壳体102具备扬声器131、麦克风132、操作部140以及相机部141。另外，壳体102的结构并不限定于此，例如还能够采用显示部和输入部独立地设置的结构，或者采用具有折叠结构或滑动机构的结构。
图20是表示图19所示的智能手机101的结构的框图。如图20所示，作为智能手机101的主要构成要素，具备无线通信部110、显示输入部120、通话部130、操作部140、相机部141、存储部150、外部输入输出部160、GPS(全球定位系统，Global Positioning System)接收部170、动作传感器部180、电源部190以及主控制部100。并且，作为智能手机101的主要功能，具备经由基站装置和移动通信网进行移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部110按照主控制部100的指示在与移动通信网连接的基站装置之间进行无线通信。使用其无线通信进行语音数据以及图像数据等各种文件数据或电子邮件数据等的收发以及网页(Web)数据或流数据等的接收。
显示输入部120是具备显示面板121和操作面板122的所谓的触控面板，其通过主控制部100的控制来显示图像(静止图像以及动态图像)或文字信息等，并以视觉形式向用户传递信息，并且检测用户对所显示的信息进行的操作。
显示面板121将LCD(液晶显示器，Liquid Crystal Display)或OELD(有机发光二极管，Organic Electro-Luminescence Display)等用作显示设备。操作面板122是以能够辨认显示于显示面板121的显示面上的图像的状态设置且检测由用户的手指或尖笔操作的一个或多个坐标的设备。在通过用户的手指或尖笔操作其设备时，操作面板122将由操作产生的检测信号输出至主控制部100。接着，主控制部100根据所接收的检测信号检测显示面板121上的操作位置(坐标)。
作为本发明的摄像装置的一实施方式例示于图19的智能手机101的显示面板121和操作面板122成为一体而构成了显示输入部120，成为如操作面板122完全覆盖显示面板121的配置。在采用了其配置的情况下，操作面板122也可以具备对显示面板121以外的区域也检测用户操作的功能。换言之，操作面板122也可以具备如下检测区域：关于与显示面板121重叠的重叠部分的检测区域(以下，称作“显示区域”)；以及关于除此以外的与显示面板121不重叠的外缘部分的检测区域(以下，称作“非显示区域”)。
另外，可以使显示区域的大小和显示面板121的大小完全一致，但是并非必须使两者一致。并且，操作面板122也可以具备外缘部分以及除此以外的内侧部分这两个感应区域。而且，其外缘部分的宽度按照壳体102的大小等适当地设计。另外，作为在操作面板122中采用的位置检测方式，能够列举矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式以及静电电容方式等，也可以采用任一方式。
通话部130具备扬声器131和麦克风132，将通过麦克风132输入的用户的语音转换成能够在主控制部100中处理的语音数据并输出至主控制部100，或者将通过无线通信部110或外部输入输出部160接收的语音数据进行解码并从扬声器131输出。并且，如图19所示，例如能够将扬声器131装设于与设置有显示输入部120的面相同的面，并将麦克风132装设于壳体102的侧面。
操作部140是使用按键开关等的硬键，接收来自用户的指示。例如，如图19所示，操作部140是如下按键式开关：装设于智能手机101的壳体102的侧面，当用手指等按下时，成为开关接通状态，当拿开手指时，通过弹簧等的复原力，成为开关关闭状态。
存储部150存储主控制部100的控制程序或控制数据、应用软件、将通信对象的名称和电话号码等建立对应关联的地址数据、所收发的电子邮件的数据、通过Web浏览下载的Web数据以及下载的内容数据等，并且暂时存储流数据等。并且，存储部150由智能手机内置的内部存储部151和具有拆装自如的外部存储器插槽的外部存储部152构成。另外，构成存储部150的各个内部存储部151以及外部存储部152分别利用闪存器类型(flash memorytype)、硬盘类型(hard disk type)、微型多媒体卡类型(multimedia card micro type)、卡类型的存储器(例如，Micro SD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory)或者ROM(ReadOnlyMemory)等存储介质来实现。
外部输入输出部160发挥与连结于智能手机101的所有外部设备之间的接口的作用，通过通信等(例如，通用串行总线(USB：Universal Serial Bus)、规定IEEE(TheInstitute of Electrical and Electronics Engineers,Inc.)的IEEE1394等)或网络(例如，互联网、无线LAN(Local Area Network)、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(射频识别，Radio Frequency Identification)、红外线通信(Infrared Data Association：IrDA)(注册商标)、UWB(超宽带，Ultra Wideband)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)直接或间接地与其他外部设备连接。
作为与智能手机101连结的外部设备，例如有如下：有线/无线头戴式耳机、有线/无线外部充电器、有线/无线数据端口、经由卡插槽连接的存储卡(Memory card)或SIM(客户标识模块卡，Subscriber Identity Module Card)/UIM(用户标识模块卡，UserIdentity ModuleCard)卡、经由音频/视频I/O(输入，Input/输出，Output)端子连接的外部音频/视频设备、无线连接的外部音频/视频设备、有线/无线连接的智能手机、有线/无线连接的个人计算机、有线/无线连接的PDA以及有线/无线连接的耳机等。外部输入输出部160也可以如下构成：将从这种外部设备输送来的数据传递给智能手机101的内部的各构成要素，或者将智能手机101的内部的数据输送至外部设备。
GPS接收部170按照主控制部100的指示接收从GPS卫星ST1、ST2～STn发送的GPS信号，执行基于所接收的多个GPS信号的测位运算处理，检测通过智能手机101的纬度、经度、高度确定的位置。GPS接收部170在能够从无线通信部110和/或外部输入输出部160(例如，无线LAN)获取位置信息的情况下，还能够利用其位置信息检测位置。
动作传感器部180例如具备三轴加速度传感器等，按照主控制部100的指示检测智能手机101的物理移动。通过检测智能手机101的物理移动，可以检测智能手机101的移动方向或加速度。其检测结果被输出至主控制部100。
电源部190按照主控制部100的指示向智能手机101的各部供给蓄存于电池(未图示)的电力。
主控制部100具备微处理器，按照存储部150存储的控制程序或控制数据动作，统括控制智能手机101的各部。并且，主控制部100为了通过无线通信部110进行语音通信以及数据通信，具备控制通信系统的各部的移动通信控制功能和应用程序处理功能。
应用处理功能通过由主控制部100按照存储部150所存储的应用软件进行动作来实现。作为应用程序处理功能，例如有通过控制外部输入输出部160而与对象设备进行数据通信的红外线通信功能或进行电子邮件的收发的电子邮件功能以及阅览Web页的Web浏览功能等。
并且，主控制部100具备根据接收数据或所下载的流数据等图像数据(静止图像或动态图像的数据)将影像显示于显示输入部120等的图像处理功能。图像处理功能是指，主控制部100对上述图像数据进行解码，对其解码结果实施图像处理，并将经由其图像处理获得的图像显示于显示输入部120的功能。
而且，主控制部100执行对显示面板121的显示控制以及检测用户通过操作部140或操作面板122进行的操作的操作检测控制。
通过显示控制的执行，主控制部100显示用于启动应用软件的图标或滚动条等软键，或者显示用于创建电子邮件的窗口。另外，滚动条是指关于无法完全收纳于显示面板121的显示区域的大图像等用于接收使图像的显示部分移动的指示的软键。
并且，通过操作检测控制的执行，主控制部100检测用户通过操作部140进行的操作，或者通过操作面板122接收对上述图标的操作或对上述窗口的输入栏的字符串的输入，或者接收通过滚动条发出的显示图像的滚动请求。
而且，通过操作检测控制的执行，主控制部100具备如下触控面板控制功能：判定对操作面板122的操作位置相当于与显示面板121重叠的重叠部分(显示区域)，还是相当于除此以外的与显示面板121不重叠的外缘部分(非显示区域)，从而对操作面板122的感应区域或软键的显示位置进行控制。
并且，主控制部100还能够检测对操作面板122的手势操作，并按照检测出的手势操作执行预先设定的功能。手势操作并不是指以往简单的触摸操作，而是指通过手指等描绘轨迹或同时指定多个位置，或者组合这些动作，从多个位置对至少一个描绘出轨迹的操作。
相机部141是使用CMOS(互补金属氧化物半导体，Complementary Metal OxideSemiconductor)等成像元件进行电子摄影的数码相机。并且，相机部141能够通过主控制部100的控制将通过拍摄获得的图像数据例如转换为JPEG(联合图像专家小组，JointPhotographic Experts Group)等压缩的图像数据，并将其图像数据存储于存储部150，或者通过外部输入输出部160或无线通信部110输出。如图19所示，在智能手机101中，相机部141装设于与显示输入部120相同的面，但是相机部141的装设位置并不限于此，可以装设于壳体102的背面，而不是设置有显示输入部120的壳体102的表面，或者也可以在壳体102装设多个相机部141。另外，在装设多个相机部141的情况下，可以切换供摄影的相机部141而通过单独的相机部141进行拍摄，或者也可以同时使用多个相机部141进行拍摄。
并且，相机部141能够用于智能手机101的各种功能。例如，可以在显示面板121显示由相机部141获取的图像，也可以将由相机部141拍摄获取的图像用作操作面板122的操作输入方法的一种。并且，在GPS接收部170检测位置时，也可以参考来自相机部141的图像检测位置。而且，还能够参考来自相机部141的图像，不使用三轴加速度传感器，或者与三轴加速度传感器并用，来判断智能手机101的相机部141的光轴方向或判断当前的使用环境。当然，还能够在应用软件内利用来自相机部141的图像。
此外，还能够将对静止图像或动态图像的图像附加通过GPS接收部170获取的位置信息、通过麦克风132获取的语音信息(也可以通过主控制部等进行语音文本转换而成为文本信息)以及通过动作传感器部180获取的姿势信息等等而获得的数据存储于存储部150，或者通过外部输入输出部160或无线通信部110输出。
例如，图18所示的图像处理装置27以及终端控制器62能够通过图20所示的主控制部100实现。
符号说明
10-相机装置，11-球形罩，12-曲面部，13-平面部，14-相机单元，15-光学系统，16-摄像元件，18-方向驱动部，19-平摇旋转机构，20-俯仰旋转机构，22-非连续部，24-劣化区域信息存储部，25-相机控制器，26-相机通信部，27-图像处理装置，28-数据存储器，30-方向识别部，32-图像校正部，34-特异劣化对应部，36-图像数据，38-特异劣化区域，39-画质劣化部，40-不同方向劣化区域信息，41-摄影方向数据，42-劣化区域数据，43-劣化特性数据，46-劣化区域计算部，47-光学特性信息，48-相机规格信息，49-方向信息，50-处理控制部，51-劣化区域识别部，60-用户终端，61-终端通信部，62-终端控制器，63-显示部，64-操作部，100-主控制部，101-智能手机，102-箱体，110-无线通信部，120-显示输入部，121-显示面板，122-操作面板，130-通话部，131-扬声器，132-麦克风，140-操作部，141-相机部，150-存储部，151-内部存储部，152-外部存储部，160-外部输入输出部，170-GPS接收部，180-动作传感器部、190-电源部。

Claims (20)

1.一种相机装置，其具备：
球形罩；
相机单元，其包含：配置于所述球形罩的里面侧的光学系统；以及根据经由所述球形罩以及所述光学系统接收的摄影光输出图像数据的摄像元件；
方向驱动部，其能够驱动所述光学系统而改变摄影方向；
劣化区域信息存储部，其存储将所述图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与所述摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息；
方向识别部，其识别所述摄影方向；以及
图像校正部，其根据所述不同方向劣化区域信息获取与通过所述方向识别部识别的所述摄影方向关联的所述劣化区域数据，并按照由该劣化区域数据表示的所述特异劣化区域进行所述图像数据的画质改善处理，
所述特异劣化区域是与起因于所述球形罩以及所述光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的区域。
2.根据权利要求1所述的相机装置，其中，
所述劣化因素起因于所述球形罩以及所述光学系统中的至少任一个的折射率。
3.根据权利要求1所述的相机装置，其中，
所述劣化因素起因于所述球形罩以及所述光学系统中的至少任一个的透射率。
4.根据权利要求1所述的相机装置，其中，
所述劣化因素是图像模糊以及图像条纹中的至少任一个。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的相机装置，其中，
所述画质改善处理包含反卷积处理、反锐化掩模处理以及增益调整处理中的至少一个。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的相机装置，其中，
所述特异劣化区域是表示所述劣化因素的区域，
所述图像校正部进行所述特异劣化区域的所述画质改善处理。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的相机装置，其中，
所述图像校正部对所述图像数据进行分析而确定该图像数据的所述特异劣化区域中的表示所述劣化因素的画质劣化部，
并且，进行该画质劣化部的所述画质改善处理。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的相机装置，其中，
所述劣化区域信息存储部存储根据所述特异劣化区域确定的所述不同方向劣化区域信息，所述特异劣化区域按照表示所述球形罩以及所述光学系统中的至少任一个的光学特性的光学特性信息、表示所述相机单元的特性的相机规格信息以及表示能够通过所述方向驱动部改变的所述摄影方向的范围的方向信息而规定。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的相机装置，其还具备：
劣化区域识别部，其对所述图像数据进行分析而确定所述特异劣化区域；以及
处理控制部，其至少对所述摄像元件、所述方向驱动部、所述劣化区域信息存储部以及所述劣化区域识别部进行控制，
所述处理控制部预先从所述摄像元件输出与多个摄影方向相关的所述图像数据，通过所述劣化区域识别部确定分别与该多个摄影方向相关的所述特异劣化区域，使所述不同方向劣化区域信息存储于所述劣化区域信息存储部，所述不同方向劣化区域信息将表示通过所述劣化区域识别部确定的所述特异劣化区域的所述劣化区域数据与所述摄影方向相互建立关联而成。
10.根据权利要求9所述的相机装置，其中，
所述处理控制部通过所述劣化区域识别部确定分别与所述多个摄影方向相关的所述特异劣化区域的劣化特性，使所述不同方向劣化区域信息存储于所述劣化区域信息存储部，所述不同方向劣化区域信息将所述劣化区域数据、所述摄影方向以及所述劣化特性相互建立关联而成。
11.根据权利要求10所述的相机装置，其中，
所述图像校正部根据所述不同方向劣化区域信息获取与通过所述方向识别部识别的所述摄影方向关联的所述劣化区域数据以及所述劣化特性，并按照由该劣化区域数据表示的所述特异劣化区域以及该劣化特性进行所述画质改善处理。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的相机装置，其中，
所述图像校正部在所述画质改善处理之前，对所述图像数据进行改善所述光学系统的畸变像差的畸变校正处理。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的相机装置，其中，
所述劣化区域数据是表示构成所述图像数据中的所述特异劣化区域的每一个像素的位置的坐标数据。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的相机装置，其中，
所述劣化区域数据是表示所述图像数据中的所述特异劣化区域的函数数据。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的相机装置，其中，
所述球形罩包含表面以及背面中的至少背面的曲率的变化非连续的非连续部。
16.根据权利要求15所述的相机装置，其中，
所述球形罩包含：所述表面以及所述背面中的至少所述背面是曲面的曲面部；以及所述表面以及所述背面中的至少所述背面是平面的平面部，
由所述曲面部与所述平面部之间的连接部分形成了所述非连续部。
17.根据权利要求15或16所述的相机装置，其中，
所述特异劣化区域包含与起因于所述球形罩的所述非连续部的所述劣化因素相关的所述图像数据中的区域。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的相机装置，其中，
所述特异劣化区域包含与起因于所述球形罩的遮光部的所述劣化因素相关的所述图像数据中的区域。
19.一种图像处理装置，
其获取图像数据以及表示该图像数据的摄影方向的摄影方向数据，
根据将所述图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与所述摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息获取与所述摄影方向数据关联的所述劣化区域数据，
按照由所获取的所述劣化区域数据表示的所述特异劣化区域进行所述图像数据的画质改善处理。
20.一种图像处理方法，其包括以下步骤：
根据经由球形罩以及光学系统接收的摄影光获取从摄像元件输出的图像数据；
识别在获取所述图像数据时的摄影方向；以及
根据将所述图像数据中的表示特异劣化区域的劣化区域数据与所述摄影方向相互建立关联的不同方向劣化区域信息获取与在获取所述图像数据时的所述摄影方向关联的所述劣化区域数据，并按照由该劣化区域数据表示的所述特异劣化区域进行所述图像数据的画质改善处理，
所述特异劣化区域是与起因于所述球形罩以及所述光学系统中的至少任一个且基于空间频率以及信号强度中的至少任一个的劣化因素相关的区域。
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