JP2001197354A - Digital image pickup device and image restoring method - Google Patents

Digital image pickup device and image restoring method

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JP2001197354A
JP2001197354A JP2000004711A JP2000004711A JP2001197354A JP 2001197354 A JP2001197354 A JP 2001197354A JP 2000004711 A JP2000004711 A JP 2000004711A JP 2000004711 A JP2000004711 A JP 2000004711A JP 2001197354 A JP2001197354 A JP 2001197354A
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JP
Japan
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image
deterioration
digital camera
function
restoration
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Application number
JP2000004711A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsuhiro Yamanaka
睦裕 山中
Hironori Sumitomo
博則 墨友
Yusuke Nakano
雄介 中野
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately restore the deterioration of an image due to the influence of an optical system in a digital camera. SOLUTION: In the digital camera, information on the optical system such as lens arrangement and a diaphragm value is obtained as deterioration information and photographing is conducted (steps S102 to S104). A deterioration function showing the deterioration characteristic of the image by the optical system is obtained based on deterioration information (step S105). The image obtained by using the deterioration function is restored (step S106). Thus, the deterioration of the image due to the influence of the optical system can be restored.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、受光素子配列を
用いて取得された画像に対して劣化の復元を行う技術に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for restoring deterioration of an image obtained using an array of light receiving elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、CCDに代表される受光素子
配列を用いて画像データとして取得される画像に対し、
画像の劣化を復元する様々な技術が提案されている。画
像の劣化とは、撮像対象から得られるべき理想的な画像
に対して実際に得られた画像が劣化していることをい
い、例えば、デジタルカメラを用いて得られる画像は、
絞り値、焦点距離、ピント位置等に依存する収差により
画像が劣化しており、さらに、偽解像を防止するための
光学ローパスフィルタによっても劣化している。
2. Description of the Related Art Conventionally, for an image obtained as image data using a light receiving element array represented by a CCD,
Various techniques for restoring image degradation have been proposed. Deterioration of an image means that an actually obtained image has deteriorated with respect to an ideal image to be obtained from an imaging target.For example, an image obtained by using a digital camera is
The image is degraded by aberration depending on the aperture value, the focal length, the focus position, and the like, and further degraded by an optical low-pass filter for preventing spurious resolution.

【0003】このような劣化した画像に対して、従来よ
り、画像の劣化をモデル化することで取得された画像を
理想的な画像に近づける復元が行われてきた。例えば、
画像の劣化は各受光素子に入射すべき光束がガウス分布
に従って広がりながら入射することにより生じるものと
みなして画像に復元関数を作用させたり、画像のエッジ
を強調するフィルタ(いわゆる、アパーチャ補正フィル
タ)を作用させる等して画像の復元が行われてきた。
[0003] For such a deteriorated image, restoration has been conventionally performed to model an image obtained by modeling the deterioration of the image so as to approach an ideal image. For example,
A filter that applies a restoration function to an image or emphasizes an edge of an image (a so-called aperture correction filter), assuming that image degradation is caused by light beams to be incident on each light receiving element spreading while following a Gaussian distribution. Has been performed to restore images.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像復元方法は、画像の劣化が実際にはどのように生じ
ているかという点を考慮しない方法である。その結果、
復元により理想的な画像を得ることが困難な場合が多
い。
However, the conventional image restoring method does not consider how the image is actually deteriorated. as a result,
It is often difficult to obtain an ideal image by restoration.

【0005】そこで、この発明は上記課題に鑑みなされ
たものであり、画像の実際の劣化特性を参照することに
より画像の適切な復元を行うことを目的としている。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to appropriately restore an image by referring to the actual deterioration characteristics of the image.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、デジ
タル撮像装置であって、受光素子配列を用いて画像を画
像データとして取得する撮像手段と、前記撮像手段の光
学系による前記画像の少なくとも1種類の劣化特性を示
す少なくとも1つの劣化関数を用いて前記画像を復元す
る復元手段とを備える。
The present invention is a digital image pickup apparatus, comprising: an image pickup means for acquiring an image as image data by using a light receiving element array; and an image system for obtaining the image by an optical system of the image pickup means. Restoring means for restoring the image using at least one deterioration function indicating at least one kind of deterioration characteristic.

【0007】請求項2の発明は、デジタル撮像装置であ
って、受光素子配列を用いて画像を画像データとして取
得する撮像手段と、前記画像データとともに、前記撮像
手段の光学系による前記画像の少なくとも1種類の劣化
特性を示す少なくとも1つの劣化関数を外部へ出力する
出力手段とを備える。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a digital image pickup apparatus, comprising: an image pickup means for obtaining an image as image data by using a light receiving element array; and at least the image data by the optical system of the image pickup means together with the image data. Output means for outputting at least one deterioration function indicating one type of deterioration characteristic to the outside.

【0008】請求項3の発明は、画像の劣化を復元する
画像復元方法であって、受光素子配列を有する撮像手段
を用いて画像データとして取得された画像を準備する工
程と、前記撮像手段の光学系による前記画像の少なくと
も1種類の劣化特性を示す少なくとも1つの劣化関数を
用いて前記画像を復元する工程とを有する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image restoring method for restoring image deterioration, wherein a step of preparing an image acquired as image data by using an image pickup means having a light receiving element array is provided. Restoring the image using at least one deterioration function indicating at least one type of deterioration characteristic of the image by the optical system.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】<1. 第1の実施の形態> <1.1 デジタルカメラの構成>図1ないし図3はこの
発明の第1の実施の形態に係るデジタルカメラ1の外観
を示す図であり、図1は正面図、図2は背面図、図3は
左側面図である。なお、図1および図2ではメモリカー
ド91が装着される様子を図示しており、図3ではメモ
リカード91を図示していない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS <1. First Embodiment><1.1 Configuration of Digital Camera> FIGS. 1 to 3 are views showing the appearance of a digital camera 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view and FIG. Is a rear view, and FIG. 3 is a left side view. 1 and 2 show a state in which the memory card 91 is mounted, and FIG. 3 does not show the memory card 91.

【0010】デジタルカメラ1の主な構成は通常のデジ
タルカメラと同様であり、図1に示すように正面には被
写体からの光をCCDへと導くレンズユニット2、およ
び、被写体に向けてフラッシュ光を発するフラッシュ1
1が配置され、レンズユニット2の上方には被写体を捉
えるためのファインダ12が配置される。
The main structure of the digital camera 1 is the same as that of an ordinary digital camera. As shown in FIG. 1, a lens unit 2 for guiding light from a subject to a CCD as shown in FIG. Flash 1 that emits
1 is disposed, and a finder 12 for capturing a subject is disposed above the lens unit 2.

【0011】また、上面には撮影操作の際に押されるシ
ャッタボタン13が配置され、図3に示すように左側面
にはメモリカード91を装着するためのカードスロット
14が設けられる。
A shutter button 13 to be pressed at the time of a shooting operation is arranged on the upper surface, and a card slot 14 for mounting a memory card 91 is provided on the left side surface as shown in FIG.

【0012】デジタルカメラ1の背面には図2に示すよ
うに、撮影により取得された画像や操作画面を表示する
ための液晶ディスプレイ15、撮影モードと再生モード
とを切り替える切替スイッチ161、操作者の選択入力
を受け付ける4ウェイキー162等が配置される。
As shown in FIG. 2, on the back of the digital camera 1, a liquid crystal display 15 for displaying an image obtained by photography and an operation screen, a changeover switch 161 for switching between a photography mode and a reproduction mode, A four-way key 162 for receiving a selection input is arranged.

【0013】図4はレンズユニット2近傍におけるデジ
タルカメラ1の内部構造を示す縦断面図である。レンズ
ユニット2は複数のレンズにより構成されるレンズ系2
1および絞り22を内蔵しており、レンズユニット2の
背後には光学ローパスフィルタ31および2次元の受光
素子配列を有する単板カラーCCD32が順に配置され
る。すなわち、デジタルカメラ1では、レンズ系21、
絞り22および光学ローパスフィルタ31が被写体から
の光をCCD32へと導く光学系を構成している。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the digital camera 1 in the vicinity of the lens unit 2. The lens unit 2 includes a lens system 2 including a plurality of lenses.
An optical low-pass filter 31 and a single-plate color CCD 32 having a two-dimensional light receiving element array are sequentially arranged behind the lens unit 2. That is, in the digital camera 1, the lens system 21,
The diaphragm 22 and the optical low-pass filter 31 constitute an optical system for guiding light from a subject to the CCD 32.

【0014】図5はデジタルカメラ1の動作に係る主な
構成を示すブロック図である。なお、図5では、シャッ
タボタン13、切替スイッチ161および4ウェイキー
162を操作部16として図示している。
FIG. 5 is a block diagram showing a main configuration relating to the operation of the digital camera 1. In FIG. 5, the shutter button 13, the changeover switch 161, and the four-way key 162 are illustrated as the operation unit 16.

【0015】図5に示すCPU41、ROM42および
RAM43は、デジタルカメラ1の全体の動作を制御す
る構成であり、CPU41、ROM42およびRAM4
3とともに各種構成が適宜バスラインに接続される。そ
して、CPU41がRAM43を作業領域としつつRO
M42内のプログラム421に従って演算処理を行うこ
とにより、デジタルカメラ1の各部の動作や画像処理が
行われる。
A CPU 41, a ROM 42 and a RAM 43 shown in FIG. 5 are configured to control the entire operation of the digital camera 1, and the CPU 41, the ROM 42 and the RAM 4
Various configurations are connected to the bus line as well as 3. Then, the CPU 41 sets the RO 43 while using the RAM 43 as a work area.
By performing the arithmetic processing according to the program 421 in the M42, the operation of each part of the digital camera 1 and the image processing are performed.

【0016】レンズユニット2にはレンズ系21および
絞り22とともにこれらを駆動するレンズ駆動部211
および絞り駆動部221が設けられており、測距センサ
の出力や被写体の明るさに応じてレンズ系21および絞
り22がCPU41により適宜制御される。
The lens unit 2 includes a lens driving unit 211 for driving the lens system 21 and the stop 22 together with the lens system 21 and the stop 22.
An aperture driving unit 221 is provided, and the lens system 21 and the aperture 22 are appropriately controlled by the CPU 41 according to the output of the distance measurement sensor and the brightness of the subject.

【0017】CCD32はA/D変換器33に接続され
ており、レンズ系21、絞り22および光学ローパスフ
ィルタ31を介して形成された被写体の像を画像信号と
してA/D変換器33へと出力する。画像信号はA/D
変換器33にてデジタル信号(以下、「画像データ」と
いう。)に変換された後、画像メモリ34に記憶され
る。すなわち、光学系、CCD32およびA/D変換器
33により被写体の画像が画像データとして取得され
る。
The CCD 32 is connected to an A / D converter 33, and outputs an image of a subject formed through the lens system 21, the aperture 22, and the optical low-pass filter 31 to the A / D converter 33 as an image signal. I do. Image signal is A / D
After being converted into a digital signal (hereinafter referred to as “image data”) by the converter 33, the digital signal is stored in the image memory 34. That is, the image of the subject is obtained as image data by the optical system, the CCD 32 and the A / D converter 33.

【0018】補正部44は、画像メモリ34中の画像デ
ータに対してホワイトバランス補正、ガンマ補正、ノイ
ズ除去、色補正、色強調等の各種画像処理を施す。補正
後の画像データはVRAM(ビデオRAM)151へと
転送され、これにより、ディスプレイ15に画像が表示
される。また、操作者の操作により、必要に応じて画像
データがカードスロット14を介してメモリカード91
に記録される。
The correction section 44 performs various image processing such as white balance correction, gamma correction, noise removal, color correction, and color enhancement on the image data in the image memory 34. The corrected image data is transferred to a VRAM (video RAM) 151, whereby an image is displayed on the display 15. Further, the image data is transferred to the memory card 91 via the card slot 14 as necessary by the operation of the operator.
Will be recorded.

【0019】また、デジタルカメラ1では、取得された
画像データに対して光学系の影響による劣化を復元する
処理が行われるようになっており、この復元処理は、C
PU41がROM42内のプログラム421に従って演
算処理を行うことにより実現される。なお、デジタルカ
メラ1内部では画像データを処理することにより実質的
に画像の処理(補正や復元)が行われるが、以下の説明
では、処理対象である「画像データ」を適宜、単に「画
像」という。
In the digital camera 1, a process for restoring the deterioration of the acquired image data due to the influence of the optical system is performed.
This is realized by the PU 41 performing arithmetic processing according to the program 421 in the ROM 42. In the digital camera 1, image processing (correction and restoration) is substantially performed by processing image data, but in the following description, “image data” to be processed is simply referred to as “image”. That.

【0020】<1.2 光学系による画像の劣化>次に、
デジタルカメラ1における画像の劣化について説明す
る。画像の劣化とは、デジタルカメラ1のCCD32、
A/D変換器33等を介して取得される画像が、理想的
な画像とはならない現象をいう。このような画像の劣化
は、被写体上の一点から出た光線がCCD32上にて一
点に集まることなく広がりを有する分布となるために生
じる。換言すれば、理想的な画像が取得される場合にお
いてCCD32の1つの受光素子(すなわち、画素)に
入射すべき光束が、広がりをもって周囲の受光素子に入
射するために画像の劣化が生じる。
<1.2 Image Degradation by Optical System>
An image deterioration in the digital camera 1 will be described. The image deterioration means that the CCD 32 of the digital camera 1
An image acquired via the A / D converter 33 or the like does not become an ideal image. Such image deterioration occurs because light rays emitted from one point on the subject do not converge on the CCD 32 but have a spread distribution. In other words, when an ideal image is obtained, a light beam to be incident on one light receiving element (that is, a pixel) of the CCD 32 spreads and is incident on a surrounding light receiving element, so that image deterioration occurs.

【0021】デジタルカメラ1では、レンズ系21、絞
り22、光学ローパスフィルタ31により主として構成
される光学系による画像の劣化の復元が行われるように
なっている。
In the digital camera 1, image deterioration is restored by an optical system mainly composed of a lens system 21, an aperture 22, and an optical low-pass filter 31.

【0022】図6はレンズユニット2による画像の劣化
を説明するための図である。図6の符号71は画像全体
を示しており、理想的な画像(すなわち、光学系の影響
による劣化を受けない画像をいい、以下、「理想画像」
という。)としては符号701にて示す領域が明るくな
るものとすると、実際に得られる画像(以下、「取得画
像」という。)では、レンズ系21の焦点距離およびピ
ント位置(ズームレンズではレンズの繰り出し量に相当
する。)、並びに、絞り22の絞り値に応じて領域70
1よりも広がった領域711が明るくなる。すなわち、
理想的には領域701に対応するCCD32上の領域に
入射すべき光束が、実際には領域711に対応する領域
に広がって入射する。
FIG. 6 is a diagram for explaining image deterioration due to the lens unit 2. Reference numeral 71 in FIG. 6 indicates the entire image, and is an ideal image (that is, an image that is not degraded by the influence of the optical system, hereinafter, an “ideal image”).
That. Assuming that the area indicated by reference numeral 701 becomes brighter, in an image actually obtained (hereinafter, referred to as an “acquired image”), the focal length and focus position of the lens system 21 (lens extension amount in a zoom lens) And the area 70 according to the aperture value of the aperture 22.
The area 711 wider than 1 becomes brighter. That is,
Ideally, the luminous flux to be incident on the area on the CCD 32 corresponding to the area 701 spreads and is incident on the area corresponding to the area 711.

【0023】また、画像71の周辺部においても、理想
画像の場合に符号702にて示す領域が明るいものとす
ると、取得画像においては符号712にて示すように略
楕円状に広がった領域が明るくなる。
Also in the peripheral area of the image 71, assuming that the area indicated by the reference numeral 702 is bright in the case of the ideal image, the area which is substantially elliptical as indicated by the reference numeral 712 is bright in the acquired image. Become.

【0024】図7ないし図9はレンズユニット2の光学
的影響による画像の劣化をCCD32の受光素子レベル
で説明するための模式図である。図7はレンズユニット
2の影響がない状態(すなわち、理想画像が取得される
状態)において、3×3の受光素子配列の中央の受光素
子のみに強度1の光束が入射する様子を示している。こ
れに対し、図8および図9はレンズユニット2の影響に
より図7に示す状態が変化する様子を示している。
FIGS. 7 to 9 are schematic diagrams for explaining the deterioration of the image due to the optical influence of the lens unit 2 at the light receiving element level of the CCD 32. FIG. FIG. 7 shows a state in which a light flux of intensity 1 is incident only on the light receiving element at the center of the 3 × 3 light receiving element array in a state where there is no influence of the lens unit 2 (that is, a state where an ideal image is obtained). . 8 and 9 show how the state shown in FIG. 7 changes due to the influence of the lens unit 2.

【0025】図8はCCD32の中央近傍の様子の一例
を示しており、中央の受光素子に強度1/3の光が入射
し、上下左右の隣接する受光素子に強度1/6の光が入
射する様子を示している。すなわち、中央の受光素子に
入射すべき光束がレンズユニット2の影響により周囲に
広がって入射する様子を示している。図9はCCD32
の周縁部の様子の一例を示しており、中央の受光素子に
強度1/4の光が入射しつつ左上から右下へと広がりを
もって光が入射する様子を示している。
FIG. 8 shows an example of a state in the vicinity of the center of the CCD 32. Light of intensity 1/3 is incident on the central light receiving element, and light of intensity 1/6 is incident on the upper, lower, left and right adjacent light receiving elements. It shows how to do. That is, the figure shows that the light beam to be incident on the central light receiving element spreads and enters the periphery due to the influence of the lens unit 2. FIG. 9 shows a CCD 32
The figure shows an example of the state of the peripheral portion of FIG. 5, in which light having an intensity of 1/4 is incident on the central light receiving element and light is incident from the upper left to the lower right while spreading.

【0026】このような画像の劣化特性は、理想画像の
各画素の画素値を図8や図9に例示する画素値の分布へ
と変換する関数(すなわち、点像分布に基づく2次元フ
ィルタ)として表現できることから、劣化関数(あるい
は、劣化フィルタ)と呼ばれる。
A function of converting the pixel value of each pixel of the ideal image into a pixel value distribution illustrated in FIGS. 8 and 9 (ie, a two-dimensional filter based on a point image distribution) Therefore, it is called a deterioration function (or deterioration filter).

【0027】レンズユニット2の影響による劣化特性を
示す劣化関数は、レンズ系21による焦点距離、ピント
位置、および、絞り22の絞り値に基づいて受光素子の
位置ごとに(すなわち、画素の位置ごとに)予め求める
ことができる。そこで、デジタルカメラ1では、後述す
るように、レンズユニット2からレンズの配置に関する
情報および絞り値を得て画素の位置に応じた劣化関数を
求め、劣化関数に基づいて取得画像の復元を実現してい
る。
The deterioration function indicating the deterioration characteristic due to the influence of the lens unit 2 is calculated for each position of the light receiving element (that is, for each pixel position) based on the focal length of the lens system 21, the focus position, and the aperture value of the aperture 22. 2) can be obtained in advance. Therefore, in the digital camera 1, as described later, information on the lens arrangement and the aperture value are obtained from the lens unit 2, a deterioration function corresponding to the position of the pixel is obtained, and restoration of the acquired image is realized based on the deterioration function. ing.

【0028】なお、レンズユニット2に関する劣化関数
は、一般的には、焦点距離、ピント位置、絞り値、およ
び、CCD32上の(すなわち、画像中の画素の)2次
元座標等をパラメータとする非線形関数となる。また、
図7ないし図9では便宜上、画像の色については言及し
ていないが、カラー画像の場合にはRGB各色に対応し
た劣化関数、あるいは、各色の劣化関数をまとめた劣化
関数が求められる。ただし、処理を簡略化するために色
収差を無視し、RGB各色に対応する劣化関数が同じで
あるとしてもよい。
In general, the deterioration function of the lens unit 2 is a non-linear function having parameters such as a focal length, a focus position, an aperture value, and two-dimensional coordinates on the CCD 32 (that is, a pixel in an image). Function. Also,
Although the colors of the image are not described in FIGS. 7 to 9 for the sake of convenience, in the case of a color image, a deterioration function corresponding to each of the RGB colors or a deterioration function obtained by summing the deterioration functions of the respective colors is obtained. However, in order to simplify the process, the chromatic aberration may be ignored, and the degradation functions corresponding to the respective RGB colors may be the same.

【0029】図10は光学ローパスフィルタ31の影響
による劣化をCCD32の受光素子レベルで説明するた
めの模式図である。光学ローパスフィルタ31は複屈折
光学材料を用いて帯域制限を行うことにより偽解像を防
止するものであり、単板カラーCCDの場合には、図1
0に例示するように左上の受光素子に入射すべき光をま
ず矢印721にて示すように上下に分離し、さらに、矢
印722にて示すように左右に分離する。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the deterioration due to the influence of the optical low-pass filter 31 at the light receiving element level of the CCD 32. The optical low-pass filter 31 is for preventing false resolution by performing band limitation using a birefringent optical material.
As exemplified by 0, the light to be incident on the upper left light receiving element is first split up and down as indicated by an arrow 721, and further split right and left as indicated by an arrow 722.

【0030】単板カラーCCDでは、互いに隣接する4
つの受光素子のうち、対角線上の2つの受光素子にグリ
ーン(G)のフィルタが形成され、残りの2つの受光素
子にレッド(R)とブルー(B)のフィルタが形成され
る。そして、各画素のRGB値は周囲の画素から得られ
る情報を参照しながら補間処理により求められる。しか
しながら、単板カラーCCDにはGの画素がRやBの画
素の倍だけ存在することから、CCDから得られるデー
タをそのまま用いるとGの解像度がRやBの解像度より
も高い画像が得られてしまい、RやBのフィルタが形成
された受光素子では捉えることができない被写体像の高
周波成分が偽解像として現れる。
In a single-chip color CCD, four adjacent CCDs are used.
Of the two light receiving elements, green (G) filters are formed on two diagonal light receiving elements, and red (R) and blue (B) filters are formed on the remaining two light receiving elements. Then, the RGB values of each pixel are obtained by interpolation processing with reference to information obtained from surrounding pixels. However, since a single-chip color CCD has G pixels twice as many as R and B pixels, an image in which the resolution of G is higher than the resolution of R or B can be obtained by directly using the data obtained from the CCD. As a result, a high-frequency component of the subject image that cannot be captured by the light receiving element on which the R and B filters are formed appears as a false resolution.

【0031】そこで、図10に例示するような特性を有
する光学ローパスフィルタ31がCCD32の前面に設
けられるが、この光学ローパスフィルタ31の影響によ
りGの受光素子から得られる画像の高周波成分が劣化さ
れてしまう。
Therefore, an optical low-pass filter 31 having a characteristic as shown in FIG. 10 is provided on the front surface of the CCD 32. Due to the effect of the optical low-pass filter 31, the high-frequency component of the image obtained from the G light receiving element is degraded. Would.

【0032】図11は図10に示す特性を有する光学ロ
ーパスフィルタ31により中央の受光素子に入射すべき
光束の分布を例示する図、すなわち、光学ローパスフィ
ルタ31に対応した劣化関数の特性を模式的に示す図で
ある。図11に示すように、光学ローパスフィルタ31
は中央の受光素子に入射すべき光束を2×2の受光素子
に分割する。そこで、デジタルカメラ1では、後述する
ように、光学ローパスフィルタ31に対応する劣化関数
を予め準備しておき、劣化関数に基づく取得画像の復元
を実現している。
FIG. 11 is a diagram illustrating the distribution of a light beam to be incident on the central light receiving element by the optical low-pass filter 31 having the characteristics shown in FIG. 10, that is, the characteristic of the deterioration function corresponding to the optical low-pass filter 31 is schematically shown. FIG. As shown in FIG. 11, the optical low-pass filter 31
Divides a light beam to be incident on the central light receiving element into 2 × 2 light receiving elements. Therefore, in the digital camera 1, as described later, a deterioration function corresponding to the optical low-pass filter 31 is prepared in advance, and restoration of an acquired image based on the deterioration function is realized.

【0033】なお、光学ローパスフィルタ31に関する
劣化関数を用いる復元では、補間処理後のRGB値から
輝度成分を求め、この輝度成分に対して復元が行われ
る。また、他の復元方法として、G成分の補間処理後に
G成分に対して復元が行われ、復元されたG成分を用い
てR,B成分が補間されるようになっていてもよい。
In the restoration using the deterioration function for the optical low-pass filter 31, a luminance component is obtained from the RGB values after the interpolation processing, and the luminance component is restored. As another restoration method, the G component may be restored after the G component interpolation processing, and the R and B components may be interpolated using the restored G component.

【0034】以上の説明では、画素ごとに劣化関数が求
められるものとして説明したが、劣化関数としては複数
画素の劣化関数をまとめたものや全画素分の劣化関数を
まとめたもの(すなわち、複数画素の劣化に相当する変
換行列)が求められるようになっていてもよい。
In the above description, it has been described that the deterioration function is obtained for each pixel. However, as the deterioration function, a deterioration function of a plurality of pixels or a collection of deterioration functions of all pixels (that is, a plurality of deterioration functions) is obtained. (A transformation matrix corresponding to pixel degradation) may be obtained.

【0035】<1.3 画像の復元>次に、劣化関数を用
いた取得画像の復元について、3つの具体例を説明す
る。なお、デジタルカメラ1ではいずれの画像復元方法
が採用されてもよい。
<1.3 Image Restoration> Next, three specific examples of restoration of an acquired image using a deterioration function will be described. In the digital camera 1, any image restoration method may be adopted.

【0036】図12は第1の画像復元方法における処理
の流れを示す流れ図である。第1の画像復元方法は劣化
関数から復元関数を求め、取得画像に復元関数を作用さ
せて復元を行う方法である。
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing in the first image restoration method. The first image restoration method is a method of obtaining a restoration function from a deterioration function, and applying the restoration function to the acquired image to perform restoration.

【0037】理想画像の各画素に劣化関数を作用させた
劣化画像を考えた場合、劣化関数は各画素の画素値に基
づいて周囲の画素の画素値を変更する作用を有すること
から、劣化画像は理想画像よりも大きなサイズの画像と
なる。ここで、理想画像と取得画像とのサイズが同じで
あるとすると、劣化画像の周囲の画素を削除したものを
取得画像と捉えることができる。したがって、劣化関数
とは逆の変換を行う復元関数を求めようとした場合、処
理対象領域の外側(すなわち、外周)の情報が欠落して
いるため復元関数を適切に求めることができない。
Considering a deteriorated image in which a deterioration function is applied to each pixel of an ideal image, the deterioration function has a function of changing the pixel values of surrounding pixels based on the pixel value of each pixel. Is an image having a size larger than the ideal image. Here, assuming that the size of the ideal image and the size of the acquired image are the same, it is possible to regard the image obtained by deleting pixels around the deteriorated image as the acquired image. Therefore, when an attempt is made to obtain a restoration function that performs a reverse conversion to the deterioration function, the restoration function cannot be appropriately obtained because information outside the processing target region (that is, the outer periphery) is missing.

【0038】そこで、第1の画像復元方法では、まず、
処理対象領域の外側に仮想的な画素を設け、仮想的な画
素の画素値を適宜決定する(ステップS11)。例え
ば、取得画像の境界の内側の画素の画素値をそのまま境
界の外側の画素の画素値として決定する。これにより、
修正された取得画像の画素値の配列であるベクトルY
と、理想画像の画素値の配列であるベクトルXとは、数
1の関係を満たすものと想定することができる。
Therefore, in the first image restoration method, first,
A virtual pixel is provided outside the processing target area, and the pixel value of the virtual pixel is appropriately determined (step S11). For example, the pixel value of the pixel inside the boundary of the acquired image is determined as the pixel value of the pixel outside the boundary as it is. This allows
A vector Y which is an array of pixel values of the corrected acquired image
And a vector X, which is an array of pixel values of an ideal image, can be assumed to satisfy the relationship of Expression 1.

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】ただし、行列Hは各画素の劣化関数を全画
素についてまとめた理想画像全体に作用させる劣化関数
(以下「画像劣化関数」という。)である。
Here, the matrix H is a deterioration function (hereinafter referred to as an "image deterioration function") that applies the deterioration function of each pixel to the entire ideal image in which all the pixels are combined.

【0041】その後、画像劣化関数である行列Hの逆行
列H-1を、画像を復元するための復元関数として求め
(ステップS12)、数2によりベクトルXを求める。
Thereafter, an inverse matrix H -1 of the matrix H, which is an image deterioration function, is obtained as a restoration function for restoring an image (step S12), and a vector X is obtained from Expression 2.

【0042】[0042]

【数2】 (Equation 2)

【0043】すなわち、修正された取得画像に復元関数
を作用させて画像の復元を行う(ステップS13)。
That is, an image is restored by applying a restoration function to the corrected acquired image (step S13).

【0044】図13は第2の画像復元方法における処理
の流れを示す流れ図である。劣化関数は、一般に理想画
像中の特定の周波数成分を減衰させるという特性を有す
ることから、第2の画像復元方法では取得画像における
特定の周波数成分を復元して画像の復元を行う。
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing in the second image restoration method. Since the degradation function generally has a characteristic of attenuating a specific frequency component in an ideal image, the second image restoration method restores an image by restoring a specific frequency component in an acquired image.

【0045】まず、取得画像を所定の画素数のブロック
に分割し(ステップS21)、各ブロックに2次元フー
リエ変換(すなわち、離散コサイン変換(DCT))を
施し、各ブロックを周波数空間へと変換する(ステップ
S22)。
First, the acquired image is divided into blocks having a predetermined number of pixels (step S21), and each block is subjected to a two-dimensional Fourier transform (ie, discrete cosine transform (DCT)), and each block is transformed into a frequency space. (Step S22).

【0046】次に、劣化関数の特性に基づいて減衰され
た周波数成分の復元が行われる(ステップS23)。具
体的には、フーリエ変換されたブロックをフーリエ変換
された劣化関数にて割り算する。その後、ブロックに逆
フーリエ変換(逆DCT)を施し(ステップS24)、
復元されたブロックを合成することにより復元画像を得
る(ステップS25)。
Next, the frequency components attenuated based on the characteristics of the deterioration function are restored (step S23). Specifically, the Fourier-transformed block is divided by the Fourier-transformed degradation function. Thereafter, the block is subjected to an inverse Fourier transform (inverse DCT) (step S24),
A restored image is obtained by combining the restored blocks (step S25).

【0047】図14は第3の画像復元方法における処理
の流れを示す流れ図である。第3の画像復元方法は、劣
化前の画像を仮定し(以下、仮定された画像を「仮定画
像」という。)、反復法を用いて仮定画像を更新するこ
とにより劣化前の画像を求める方法である。
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing in the third image restoration method. In the third image restoration method, an image before deterioration is assumed by assuming an image before deterioration (hereinafter, the assumed image is referred to as an “assumed image”) and updating the assumed image using an iterative method. It is.

【0048】まず、初期状態の仮定画像として、取得画
像が用いられる(ステップS31)。次に、仮定画像に
劣化関数(正確には、画像劣化関数である行列H)を作
用させ(ステップS32)、得られた画像と取得画像と
の相違が求められ(ステップS33)、相違に基づいて
仮定画像の更新が行われる(ステップS35)。
First, an acquired image is used as a hypothetical image in an initial state (step S31). Next, a deterioration function (more precisely, a matrix H which is an image deterioration function) is applied to the hypothetical image (step S32), and a difference between the obtained image and the obtained image is obtained (step S33). Thus, the hypothetical image is updated (step S35).

【0049】具体的には、取得画像であるベクトルYと
仮定画像であるベクトルXとに基づいて、Wを重み行列
(単位行列であってもよい)として、数3が最小となる
ベクトルXを修正された仮定画像として求める。
Specifically, based on a vector Y as an acquired image and a vector X as a hypothetical image, W is defined as a weight matrix (or a unit matrix), and Obtained as a modified hypothetical image.

【0050】[0050]

【数3】 (Equation 3)

【0051】その後、取得画像と劣化された仮定画像と
の相違が許容範囲内となるまで仮定画像の更新が繰り返
され(ステップS34)、最終的に得られる仮定画像が
復元後の画像となる。
Thereafter, the updating of the hypothetical image is repeated until the difference between the acquired image and the degraded hypothetical image falls within the allowable range (step S34), and the hypothetical image finally obtained is the restored image.

【0052】すなわち、取得画像であるベクトルYと仮
定画像を劣化させた画像であるベクトルHXとの相違を
各画素の画素値の差の2乗和(または、荷重2乗和)と
して求めつつ連立一次方程式Y=HXを反復法で解くこ
とにより、相違が最小となるベクトルXを求める。な
お、第3の画像復元方法の詳細について言及された文献
としては、例えば、"RESTORATION OF A SINGLE SUPER-R
ESOLUTION IMAGE FROM SEVERAL BLURRED, NOISY AND UN
DER-SAMPLED MEASURED IMAGES"(M.Elad and A.Feuer, I
EEE Trans., On Image Processing, Vol.6 No.12 pp164
6-1658 Dec/1997)が挙げられる。また、反復法の細部に
ついては様々な他の手法を利用することももちろん可能
である。
That is, the difference between the vector Y, which is the acquired image, and the vector HX, which is an image obtained by deteriorating the hypothetical image, is calculated as the sum of squares of the pixel values of the pixels (or the sum of the squares of the loads). By solving the linear equation Y = HX by an iterative method, a vector X that minimizes the difference is obtained. As a reference mentioning details of the third image restoration method, for example, "RESTORATION OF A SINGLE SUPER-R"
ESOLUTION IMAGE FROM SEVERAL BLURRED, NOISY AND UN
DER-SAMPLED MEASURED IMAGES "(M. Elad and A. Feuer, I
EEE Trans., On Image Processing, Vol.6 No.12 pp164
6-1658 Dec / 1997). Of course, various other techniques can be used for the details of the iterative method.

【0053】第3の画像復元方法を用いることにより、
第1および第2の画像復元方法よりも適切な画像復元を
行うことができるが、デジタルカメラ1にて採用される
画像復元方法は第1ないし第3の画像復元方法のいずれ
が採用されてもよく、他の方法が用いられてもよい。
By using the third image restoration method,
Although more appropriate image restoration can be performed than the first and second image restoration methods, the image restoration method adopted in the digital camera 1 can be any of the first to third image restoration methods. Often, other methods may be used.

【0054】<1.4 デジタルカメラの動作>以上、デ
ジタルカメラ1の構成、取得画像の劣化を示す劣化関
数、および、劣化関数を用いた画像の復元について説明
してきたが、次に、劣化関数を用いた画像の復元を行う
デジタルカメラ1の動作について説明する。
<1.4 Operation of Digital Camera> The configuration of the digital camera 1, the degradation function indicating the degradation of the acquired image, and the restoration of the image using the degradation function have been described above. The operation of the digital camera 1 for restoring the displayed image will be described.

【0055】図15は撮影の際のデジタルカメラ1の動
作の流れを示す流れ図であり、図16はデジタルカメラ
1の撮影に係る機能構成を示すブロック図である。図1
6において、レンズ制御部401、絞り制御部402、
劣化関数算出部403、劣化関数記憶部404および復
元部405は、CPU41がROM42内のプログラム
421に従って演算処理を実行することによりCPU4
1、ROM42、RAM43等により実現される機能を
示している。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation flow of the digital camera 1 at the time of photographing, and FIG. 16 is a block diagram showing the functional configuration related to photographing of the digital camera 1. FIG.
6, the lens control unit 401, the aperture control unit 402,
The deterioration function calculation unit 403, the deterioration function storage unit 404, and the restoration unit 405 execute the arithmetic processing according to the program 421 in the ROM 42 by the CPU 41.
1, functions realized by the ROM 42, the RAM 43, and the like.

【0056】シャッタボタン13が押されると、CCD
32上に被写体の像を形成すべくデジタルカメラ1の光
学系の制御が行われる(ステップS101)。すなわ
ち、レンズ制御部401がレンズ駆動部211に制御信
号を与え、これにより、レンズ系21を構成する複数の
レンズの配置が制御される。さらに、絞り制御部402
から絞り駆動部221へと制御信号が与えられ、絞り2
2が制御される。
When the shutter button 13 is pressed, the CCD
The optical system of the digital camera 1 is controlled to form an image of a subject on the image 32 (step S101). That is, the lens control unit 401 provides a control signal to the lens driving unit 211, and thereby, the arrangement of a plurality of lenses constituting the lens system 21 is controlled. Further, the aperture control unit 402
A control signal is supplied from the camera to the aperture driving unit 221 and the aperture 2
2 is controlled.

【0057】一方、レンズ制御部401および絞り制御
部402からは、レンズ配置に関する情報および絞り値
が劣化関数を求めるための劣化情報431として劣化関
数算出部403へと送られる(ステップS102)。そ
の後、露光が行われ(ステップS103)、CCD32
等により取得された被写体の画像が画像データとして画
像メモリ34に記憶される。以後の画像処理は画像メモ
リ34に記憶された画像データに対して行われる。
On the other hand, from the lens control unit 401 and the aperture control unit 402, information on the lens arrangement and the aperture value are sent to the degradation function calculation unit 403 as degradation information 431 for obtaining the degradation function (step S102). Thereafter, exposure is performed (step S103), and the CCD 32
The image of the subject acquired by the above is stored in the image memory 34 as image data. Subsequent image processing is performed on the image data stored in the image memory 34.

【0058】劣化関数算出部403では、レンズ制御部
401および絞り制御部402から与えられた劣化情報
431を用いて、レンズ系21および絞り22の影響を
考慮した各画素の劣化関数が求められる(ステップS1
04)。求められた劣化関数は劣化関数記憶部404に
記憶される。また、劣化関数記憶部404には予め光学
ローパスフィルタ31に関する劣化関数が準備されてい
る。
The deterioration function calculator 403 uses the deterioration information 431 given from the lens controller 401 and the aperture controller 402 to determine the deterioration function of each pixel in consideration of the effects of the lens system 21 and the aperture 22 ( Step S1
04). The obtained deterioration function is stored in the deterioration function storage unit 404. Further, a deterioration function relating to the optical low-pass filter 31 is prepared in the deterioration function storage unit 404 in advance.

【0059】なお、ステップS104において劣化関数
がレンズユニット2の構成や特性ごとに一旦個別に求め
られ、その後、光学系全体を考慮した劣化関数が求めら
れるようになっていてもよい。例えば、レンズ系21に
関する劣化関数、絞り22に関する劣化関数、および、
光学ローパスフィルタ31に関する劣化関数が個別に準
備されてもよく、さらに、レンズ系21の劣化関数も焦
点距離に関する劣化関数、および、ピント位置に関する
劣化関数として分離して求められてもよい。
In step S104, the deterioration function may be once obtained individually for each configuration and characteristic of the lens unit 2, and thereafter, the deterioration function considering the entire optical system may be obtained. For example, a deterioration function for the lens system 21, a deterioration function for the stop 22, and
A deterioration function for the optical low-pass filter 31 may be separately prepared, and a deterioration function for the lens system 21 may be separately obtained as a deterioration function for the focal length and a deterioration function for the focus position.

【0060】また、画素ごとの劣化関数を求める演算処
理を簡素化するため、画像中の代表的な画素の劣化関数
を求めておいて、他の画素の劣化関数が代表的な画素の
劣化関数を補間して求められるようになっていてもよ
い。
Further, in order to simplify the calculation processing for obtaining the deterioration function for each pixel, a deterioration function of a representative pixel in the image is obtained, and the deterioration function of the other pixels is set as the deterioration function of the representative pixel. May be obtained by interpolation.

【0061】劣化関数が求められると、復元部405に
より取得画像に対して既述の復元処理が行われる(ステ
ップS105)。これにより、取得画像における光学系
の影響による劣化が復元される。すなわち、光学ローパ
スフィルタ31に関する劣化関数を用いた画像の復元が
行われ、レンズユニット2に関する劣化関数を用いた画
像の復元が行われる。
When the deterioration function is obtained, the restoration processing described above is performed on the acquired image by the restoration unit 405 (step S105). As a result, the deterioration of the acquired image due to the influence of the optical system is restored. That is, restoration of an image using the deterioration function related to the optical low-pass filter 31 is performed, and restoration of the image using the deterioration function related to the lens unit 2 is performed.

【0062】光学ローパスフィルタ31に関する劣化関
数を用いた画像の復元では、補間処理後の取得画像の各
画素のRGB値から輝度成分および色成分を求め、この
輝度成分に対して復元が行われ、輝度成分および色成分
がRGB値へと戻される。
In the restoration of an image using the deterioration function relating to the optical low-pass filter 31, a luminance component and a color component are obtained from the RGB values of each pixel of the acquired image after the interpolation processing, and the luminance component is restored. The luminance and color components are returned to RGB values.

【0063】一方、レンズユニット2に関する劣化関数
を用いた画像の復元では、取得画像の各画素のRGB値
のそれぞれに対して色収差を考慮した復元が行われる。
もちろん、光学ローパスフィルタ31およびレンズユニ
ット2による画像の劣化の復元を輝度成分にのみ行い、
処理を簡略化してもよい。
On the other hand, in the restoration of an image using the deterioration function relating to the lens unit 2, restoration is performed in consideration of chromatic aberration for each of the RGB values of each pixel of the acquired image.
Of course, restoration of the image deterioration by the optical low-pass filter 31 and the lens unit 2 is performed only for the luminance component,
The processing may be simplified.

【0064】また、光学ローパスフィルタ31およびレ
ンズユニット2による劣化の復元が同時に行われるよう
になっていてもよい。すなわち、光学系全体の劣化関数
を求めた上で、画像の復元が行われるようになっていて
もよい。
The restoration by the optical low-pass filter 31 and the deterioration by the lens unit 2 may be performed simultaneously. That is, image restoration may be performed after obtaining the deterioration function of the entire optical system.

【0065】復元後の画像は補正部44により、ホワイ
トバランス補正、ガンマ補正、ノイズ除去、色補正、色
強調等の各種画像処理が施され(ステップS106)、
補正後の画像のデータが画像メモリ34に記憶される。
さらに、画像メモリ34内の画像データは適宜、カード
スロット14を介してメモリカード91に保存される
(ステップS107)。
The restored image is subjected to various image processing such as white balance correction, gamma correction, noise removal, color correction, and color enhancement by the correction unit 44 (step S106).
The image data after the correction is stored in the image memory 34.
Further, the image data in the image memory 34 is appropriately stored in the memory card 91 via the card slot 14 (Step S107).

【0066】以上説明してきたように、デジタルカメラ
1では、光学系による劣化特性を示す劣化関数を用いて
光学系の影響による画像の劣化を復元することから、取
得画像の適切な復元を行うことができる。
As described above, the digital camera 1 restores the image degradation due to the influence of the optical system by using the degradation function indicating the degradation characteristic of the optical system. Can be.

【0067】<2. 第2の実施の形態>図17はこの
発明の第2の実施の形態を示す図である。第1の実施の
形態では、デジタルカメラ1にて画像の復元が行われる
ようになっているが、第2の実施の形態では、コンピュ
ータ5にて画像の復元が行われるようになっている。す
なわち、画像復元機能を有しないデジタルカメラ1とコ
ンピュータ5との間でメモリカード91や通信ケーブル
92を用いてデータの受け渡しを可能とし、デジタルカ
メラ1にて取得された画像をコンピュータ5にて復元す
るようになっている。
<2. Second Embodiment> FIG. 17 is a view showing a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, image restoration is performed by the digital camera 1, but in the second embodiment, image restoration is performed by the computer 5. That is, data can be transferred between the digital camera 1 having no image restoration function and the computer 5 using the memory card 91 or the communication cable 92, and the image acquired by the digital camera 1 is restored by the computer 5. It is supposed to.

【0068】なお、第2の実施の形態に係るデジタルカ
メラ1は、画像の復元を行わないという点を除いて第1
の実施の形態と同様であり、以下の説明では第1の実施
の形態と同様の構成については同符号を付して説明す
る。また、デジタルカメラ1からのデータの出力はカー
ドスロット14や出力端子等の任意の出力手段から出力
されてよいが、以下の説明においては、メモリカード9
1を介してデジタルカメラ1からコンピュータ5へとデ
ータが転送されるものとして説明を行う。
Note that the digital camera 1 according to the second embodiment has the first
In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The data output from the digital camera 1 may be output from any output means such as the card slot 14 and the output terminal.
The description will be made on the assumption that data is transferred from the digital camera 1 to the computer 5 via the digital camera 1.

【0069】コンピュータ5には予め磁気ディスク、光
ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体8を介して復元
処理を行うプログラムがインストールされており、コン
ピュータ5内のCPUがRAMを作業領域としてプログ
ラムに従った処理を行うことにより、コンピュータ5内
にて画像の復元処理が実行される。
A program for performing a restoration process via a recording medium 8 such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk is installed in the computer 5 in advance, and the CPU in the computer 5 follows the program using the RAM as a work area. By performing the processing, the image restoration processing is executed in the computer 5.

【0070】図18は、メモリカード91に記録される
データの構造を示す模式図である。デジタルカメラ1で
は、通常のデジタルカメラ1と同様の手法にて画像を画
像データとして取得するが、同時に、光学系が画像に与
える劣化特性を示す劣化関数も求める(あるいは、予め
記憶されている)ようになっており、画像データ911
と劣化関数912とが組み合わされてメモリカード91
へと出力される。
FIG. 18 is a schematic diagram showing the structure of data recorded on the memory card 91. In the digital camera 1, an image is acquired as image data by the same method as that of the ordinary digital camera 1, but at the same time, a deterioration function indicating a deterioration characteristic given to the image by the optical system is obtained (or stored in advance). The image data 911
And the deterioration function 912 are combined to form the memory card 91
Is output to.

【0071】図19は第2の実施の形態に係るデジタル
カメラ1の撮影の際の動作の流れを示す流れ図であり、
図20はコンピュータ5における動作の流れを示す流れ
図である。また、図21は復元処理に関連するデジタル
カメラ1およびコンピュータ5の機能構成を示すブロッ
ク図である。図21ではコンピュータ5に関してはメモ
リカード91内のデータを読み出すカードスロット5
1、固定ディスク52、および、CPU、RAM等によ
り実現される機能である復元部505のみを図示してい
る。以下、図19ないし図21を参照しながら第2の実
施の形態におけるデジタルカメラ1およびコンピュータ
5の動作について説明する。
FIG. 19 is a flow chart showing the flow of operation when taking a picture with the digital camera 1 according to the second embodiment.
FIG. 20 is a flowchart showing a flow of the operation in the computer 5. FIG. 21 is a block diagram showing a functional configuration of the digital camera 1 and the computer 5 related to the restoration processing. In FIG. 21, the card slot 5 for reading data from the memory card 91 is used for the computer 5.
1, only the fixed disk 52, and a restoring unit 505, which is a function realized by a CPU, a RAM, and the like. Hereinafter, the operations of the digital camera 1 and the computer 5 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

【0072】デジタルカメラ1にて撮影が行われる際に
は、第1の実施の形態と同様に、レンズ制御部401お
よび絞り制御部402による光学系の制御が行われ(図
19:ステップS111)、光学系の情報が劣化情報4
31として取得される(ステップS112)。その後、
CCD32への露光が行われて(ステップS113)、
撮影された画像が画像データとして取得される。
When photographing is performed by the digital camera 1, similarly to the first embodiment, control of the optical system is performed by the lens control unit 401 and the aperture control unit 402 (FIG. 19: step S111). , Optical system information is degradation information 4
31 (step S112). afterwards,
Exposure to the CCD 32 is performed (step S113),
The captured image is obtained as image data.

【0073】劣化関数算出部403では、レンズユニッ
ト2に関する劣化情報431に基づいて劣化関数が求め
られ(ステップS114)、劣化関数記憶部404に転
送される。また、第1の実施の形態と同様に、劣化関数
記憶部404には予め光学ローパスフィルタ31に関す
る劣化関数が記憶されている。一方、取得された画像に
は補正部44による補正処理が行われ、画像メモリ34
に記憶される(正確には、画像メモリ34内の画像デー
タに対して補正処理が行われる。)(ステップS11
5)。
The deterioration function calculator 403 obtains a deterioration function based on the deterioration information 431 relating to the lens unit 2 (step S114), and transfers it to the deterioration function storage 404. Further, similarly to the first embodiment, the deterioration function for the optical low-pass filter 31 is stored in the deterioration function storage unit 404 in advance. On the other hand, the acquired image is subjected to correction processing by the correction unit 44, and the image memory 34
(Accurately, correction processing is performed on the image data in the image memory 34) (step S11).
5).

【0074】その後、デジタルカメラ1では、図18に
示すように補正後の画像に相当する画像データおよび劣
化関数をカードスロット14を介してメモリカード91
に出力する(ステップS116)。
Thereafter, in the digital camera 1, as shown in FIG. 18, the image data corresponding to the corrected image and the deterioration function are stored in the memory card 91 via the card slot 14.
(Step S116).

【0075】メモリカード91に画像データおよび劣化
関数が保存されると、メモリカード91がコンピュータ
5のカードスロット51に装着され、コンピュータ5が
固定ディスク52へと画像データおよび劣化関数を読み
込んで復元処理に必要なデータを準備する(図20:ス
テップS121)。その後、画像データが示す画像に対
して復元部505により劣化関数を用いる既述の復元処
理が行われ(ステップS122)、デジタルカメラ1の
光学系の影響による劣化を復元した画像が求められ、固
定ディスク52に保存される(ステップS123)。
When the image data and the deterioration function are stored in the memory card 91, the memory card 91 is inserted into the card slot 51 of the computer 5, and the computer 5 reads the image data and the deterioration function onto the fixed disk 52 and performs a restoration process. (Step S121 in FIG. 20). After that, the above-described restoration processing using the deterioration function is performed on the image indicated by the image data by the restoration unit 505 (step S122), and an image in which the deterioration due to the influence of the optical system of the digital camera 1 is restored is obtained. The data is stored in the disk 52 (step S123).

【0076】以上のように、第2の実施の形態に係るデ
ジタルカメラ1では、画像データとともに劣化関数を外
部へ出力するようになっており、コンピュータ5では、
劣化関数を用いた復元処理が行われる。これにより、デ
ジタルカメラ1では復元処理を行う必要がないため、第
1の実施の形態に比べて(特に、画素数の大きな画像を
取得する場合に)、撮影開始から画像データの保存まで
の時間を短縮することができる。
As described above, in the digital camera 1 according to the second embodiment, the deterioration function is output to the outside together with the image data.
A restoration process using the deterioration function is performed. As a result, the digital camera 1 does not need to perform a restoration process, and therefore, as compared with the first embodiment (particularly, when acquiring an image having a large number of pixels), the time from the start of shooting to storage of image data Can be shortened.

【0077】<3. 変形例>以上、この発明の実施の
形態としてデジタルカメラ1を用いて取得される画像を
復元する例について説明してきたが、この発明は上記実
施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能
である。
<3. Modifications> Although an example of restoring an image acquired using the digital camera 1 has been described as an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. Is possible.

【0078】例えば、上記実施の形態では、光学系によ
る劣化関数として、レンズユニット2に係る劣化関数と
光学ローパスフィルタ31に係る劣化関数とについて説
明したが、他の種類の劣化関数が求められる(または、
予め準備される)ようになっていてもよい。また、3C
CDのデジタルカメラ1においてレンズユニット2に関
する劣化関数のみ、あるいは、絞り22に関する劣化関
数のみを利用する場合のように、1種類の劣化関数のみ
を用いて光学系の影響による画像の特定種類の劣化のみ
が復元されるようになっていてもよい。
For example, in the above embodiment, the deterioration function of the lens unit 2 and the deterioration function of the optical low-pass filter 31 have been described as the deterioration functions of the optical system. However, other types of deterioration functions can be obtained. Or
(Prepared in advance). Also, 3C
As in the case where only the deterioration function related to the lens unit 2 or only the deterioration function related to the aperture 22 is used in the digital camera 1 of the CD, only a single kind of deterioration function is used and a specific kind of image deterioration caused by the optical system is used. Only the data may be restored.

【0079】また、既述のように、劣化関数は全画素に
ついて求められる必要はなく、代表的な画素(すなわ
ち、受光素子)に関する劣化関数がLUT等を用いて求
められた上で、他の画素の劣化関数が補間により求めら
れてもよい。また、光学ローパスフィルタ31に関する
劣化関数のように、劣化関数が全画素について一定であ
る場合には予めROM42に1つの劣化関数を準備して
おくだけで足りる。
Further, as described above, the deterioration function does not need to be obtained for all the pixels. Instead, the deterioration function for the representative pixel (that is, the light receiving element) is obtained using the LUT or the like, and the other functions are obtained. The pixel deterioration function may be obtained by interpolation. Further, when the deterioration function is constant for all the pixels as in the case of the deterioration function relating to the optical low-pass filter 31, it is sufficient to prepare one deterioration function in the ROM 42 in advance.

【0080】すなわち、少なくとも1種類の劣化関数を
少なくとも1つ利用することにより、光学系の影響によ
る特定の種類の劣化を適切に復元することができる。
That is, by using at least one type of at least one type of deterioration function, it is possible to appropriately restore a specific type of deterioration due to the influence of the optical system.

【0081】また、上記実施の形態では、劣化関数の算
出や画像の復元がデジタルカメラ1やコンピュータ5内
のCPU、ROMおよびRAMにより行われると説明し
たが、デジタルカメラ1のレンズ制御部401、絞り制
御部402、劣化関数算出部403および復元部40
5、並びに、コンピュータ5の復元部505は専用の電
気的回路で構築されていてもよく、一部のみ専用の電気
的回路で構築されていてもよい。
In the above embodiment, the calculation of the deterioration function and the restoration of the image have been described as being performed by the CPU, ROM, and RAM in the digital camera 1 and the computer 5, but the lens controller 401 of the digital camera 1 Aperture control unit 402, deterioration function calculation unit 403, and restoration unit 40
5, and the restoring unit 505 of the computer 5 may be constructed by a dedicated electric circuit, or may be constructed only by a part of the dedicated electric circuit.

【0082】また、デジタルカメラ1による画像の復元
に係るプログラム421は、予めメモリカード91等の
記録媒体を介してデジタルカメラ1にインストールされ
るようになっていてもよい。
The program 421 for restoring an image by the digital camera 1 may be installed in the digital camera 1 via a recording medium such as the memory card 91 in advance.

【0083】さらに、この発明は、デジタルカメラ1に
より取得される画像の復元に限定されるものではなく、
受光素子配列を用いて画像を取得する他の撮像装置、例
えば、電子顕微鏡やフィルムスキャナ等により取得され
る画像の復元にも利用される。もちろん、受光素子配列
は2次元配列に限定されるものではなく、スキャナのよ
うに1次元配列であってもよい。
Further, the present invention is not limited to the restoration of an image acquired by the digital camera 1, but
It is also used for restoring an image acquired by another imaging device that acquires an image using the light receiving element array, for example, an electron microscope or a film scanner. Of course, the light receiving element array is not limited to the two-dimensional array, but may be a one-dimensional array like a scanner.

【0084】[0084]

【発明の効果】請求項1ないし3に記載の発明では、光
学系の影響により画像の生じる少なくとも1種類の劣化
を適切に復元することができる。
According to the first to third aspects of the present invention, it is possible to appropriately restore at least one type of deterioration that causes an image due to the influence of the optical system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態におけるデジタルカメラの正
面図である。
FIG. 1 is a front view of a digital camera according to a first embodiment.

【図2】デジタルカメラの背面図である。FIG. 2 is a rear view of the digital camera.

【図3】デジタルカメラの側面図である。FIG. 3 is a side view of the digital camera.

【図4】レンズユニット近傍の縦断面図である。FIG. 4 is a vertical sectional view near a lens unit.

【図5】デジタルカメラの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera.

【図6】レンズユニットによる画像の劣化を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining image deterioration due to a lens unit.

【図7】レンズユニットによる画像の劣化を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining image deterioration due to a lens unit.

【図8】レンズユニットによる画像の劣化を説明するた
めの図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining image deterioration due to a lens unit.

【図9】レンズユニットによる画像の劣化を説明するた
めの図である。
FIG. 9 is a diagram for describing image deterioration due to a lens unit.

【図10】光学ローパスフィルタによる画像の劣化を説
明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining image degradation due to an optical low-pass filter.

【図11】光学ローパスフィルタによる画像の劣化を説
明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining image degradation due to an optical low-pass filter.

【図12】第1の画像復元方法における処理の流れを示
す流れ図である。
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing in the first image restoration method.

【図13】第2の画像復元方法における処理の流れを示
す流れ図である。
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing in the second image restoration method.

【図14】第3の画像復元方法における処理の流れを示
す流れ図である。
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing in a third image restoration method.

【図15】撮影の際のデジタルカメラの動作の流れを示
す流れ図である。
FIG. 15 is a flowchart showing a flow of operation of the digital camera at the time of shooting.

【図16】デジタルカメラの機能構成を示すブロック図
である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a functional configuration of a digital camera.

【図17】第2の実施の形態に係る全体構成を示す図で
ある。
FIG. 17 is a diagram illustrating an overall configuration according to a second embodiment.

【図18】メモリカード内のデータ構造を示す模式図で
ある。
FIG. 18 is a schematic diagram showing a data structure in a memory card.

【図19】撮影の際のデジタルカメラの動作の流れを示
す流れ図である。
FIG. 19 is a flowchart showing a flow of operation of the digital camera at the time of shooting.

【図20】コンピュータの動作の流れを示す流れ図であ
る。
FIG. 20 is a flowchart showing the flow of the operation of the computer.

【図21】デジタルカメラおよびコンピュータの機能構
成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram illustrating a functional configuration of a digital camera and a computer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 デジタルカメラ 2 レンズユニット 14 カードスロット 21 レンズ系 22 絞り 31 光学ローパスフィルタ 32 CCD 33 A/D変換器 41 CPU 42 ROM 43 RAM 405 復元部 S103,S104,S106,S121,S122
ステップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital camera 2 Lens unit 14 Card slot 21 Lens system 22 Aperture 31 Optical low-pass filter 32 CCD 33 A / D converter 41 CPU 42 ROM 43 RAM 405 Restoration unit S103, S104, S106, S121, S122
Steps

フロントページの続き (72)発明者 中野 雄介 大阪府大阪市中央区安土町二丁目3番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 Fターム(参考) 5C021 PA51 PA66 PA74 PA78 PA79 PA85 PA92 XA03 XA08 XA34 XA66 5C022 AA13 AB51 AC42 AC51 AC69 5C076 AA40 BA06 Continuation of the front page (72) Inventor Yusuke Nakano 2-3-1, Azuchi-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka International Building Minolta Co., Ltd. 5C021 PA51 PA66 PA74 PA78 PA79 PA85 PA92 XA03 XA08 XA34 XA66 5C022 AA13 AB51 AC42 AC51 AC69 5C076 AA40 BA06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デジタル撮像装置であって、 受光素子配列を用いて画像を画像データとして取得する
撮像手段と、 前記撮像手段の光学系による前記画像の少なくとも1種
類の劣化特性を示す少なくとも1つの劣化関数を用いて
前記画像を復元する復元手段と、を備えることを特徴と
するデジタル撮像装置。
1. A digital imaging apparatus, comprising: an imaging unit that obtains an image as image data using a light receiving element array; and at least one of at least one kind of degradation characteristics of the image caused by an optical system of the imaging unit. A digital imaging device comprising: a restoration unit configured to restore the image using a deterioration function.
【請求項2】 デジタル撮像装置であって、 受光素子配列を用いて画像を画像データとして取得する
撮像手段と、 前記画像データとともに、前記撮像手段の光学系による
前記画像の少なくとも1種類の劣化特性を示す少なくと
も1つの劣化関数を外部へ出力する出力手段と、を備え
ることを特徴とするデジタル撮像装置。
2. A digital imaging apparatus, comprising: an imaging unit that acquires an image as image data using a light receiving element array; and at least one kind of deterioration characteristic of the image by an optical system of the imaging unit together with the image data. And an output unit for outputting at least one deterioration function indicating the following to an external device.
【請求項3】 画像の劣化を復元する画像復元方法であ
って、 受光素子配列を有する撮像手段を用いて画像データとし
て取得された画像を準備する工程と、 前記撮像手段の光学系による前記画像の少なくとも1種
類の劣化特性を示す少なくとも1つの劣化関数を用いて
前記画像を復元する工程と、を有することを特徴とする
画像復元方法。
3. An image restoration method for restoring deterioration of an image, comprising: preparing an image acquired as image data by using an imaging unit having a light receiving element array; Restoring the image using at least one deterioration function showing at least one kind of deterioration characteristic of the image.
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