JP2017076883A - 画像処理装置、撮像装置および画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
PTF=tan-1(Im(OTF)/Re(OTF))
このように、光学系のOTFは、画像の振幅成分と位相成分に対して劣化を与えるため、劣化画像は被写体の各点がコマ収差のように非対称にぼけた状態になる。
「入力画像」
入力画像は、撮像装置において撮像光学系により形成された被写体像を光電変換した撮像素子からの出力を用いて生成されたデジタル画像であり、例えばRGB色成分の情報を有するRAW画像(RAWデータ)である。入力画像は、レンズや光学フィルタ等の光学素子を含む撮像光学系の収差を含む光学伝達関数(以下、OTFという)により劣化した画像である。
[画像回復処理]
撮像装置により生成された入力画像(劣化画像)をg(x,y)とし、元の画像(劣化していない画像)をf(x,y)とし、光学伝達関数(以下、OTFという)のフーリエペアである点像分布関数(以下、PSFという)をh(x,y)とする。この場合、以下の式(1)が成り立つ。ただし、*はコンボリューション(畳み込み積分または積和)を示し、(x,y)は入力画像上の座標(位置)を示す。
g(x,y)=h(x,y)*f(x,y) …(1)
この式(1)をフーリエ変換して周波数面での表示形式に変換すると、以下の式(2)のように周波数ごとの積の形式になる。H(u,v)はPSFであるh(x,y)をフーリエ変換して得られたOTFである。G(u,v),F(u,v)はそれぞれ、g(x,y),f(x,y)をフーリエ変換して得られた関数である。(u,v)は2次元周波数面での座標、すなわち周波数を示す。
G(u,v)=H(u,v)・F(u,v) …(2)
劣化画像から元の画像を得るためには、以下の式(3)ように、上記式(2)の両辺をH(u,v)で除算すればよい。
G(u,v)/H(u,v)=F(u,v) …(3)
F(u,v)、すなわちG(u,v)/H(u,v)を逆フーリエ変換して実面に戻すことで、元の画像f(x,y)に相当する回復画像が得られる。
ここで、H−1(u,v)を逆フーリエ変換したものをRとすると、以下の式(4)のように実面での画像に対するコンボリューション処理を行うことで、同様に元の画像f(x,y)である回復画像を得ることができる。
g(x,y)*R(x,y)=f(x,y) …(4)
式(4)中のR(x,y)が画像回復フィルタである。入力画像が2次元画像であるとき、一般に画像回復フィルタも該2次元画像の各画素に対応したタップ(セル)を有する2次元フィルタとなる。また、一般に画像回復フィルタのタップ数(セル数)が多いほど画像回復精度が向上するため、出力画像としての要求画質、画像処理装置としての画像処理能力、PSFの広がり幅等に応じて実現可能なタップ数が設定される。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
104 画像処理部
108 記憶部
111 画像回復処理部
Claims (8)
- 撮像パラメータが可変である撮像手段により生成された入力画像に対する処理を行う画像処理装置であって、
前記入力画像の生成時における前記撮像パラメータに応じた前記撮像手段の光学伝達関数に関するデータとしてのOTFデータを取得し、該OTFデータを用いて画像回復フィルタを生成するフィルタ生成手段と、
前記入力画像に対して前記画像回復フィルタを用いた画像回復処理を行う画像回復処理手段と、
前記入力画像としての第1の画像に対する前記画像回復フィルタである第1のフィルタの生成に用いられた前記OTFデータを、前記第1の画像の生成時における前記撮像パラメータに対応付けて記憶手段に記憶させる記憶処理手段とを有し、
前記フィルタ生成手段は、前記第1の画像とは異なる前記入力画像としての第2の画像に対する前記画像回復フィルタである第2のフィルタを生成する際に、
前記記憶手段に記憶された少なくとも1つの前記OTFデータにおいて、前記第2の画像の生成時における前記撮像パラメータに対して一致する又は差が所定値以下である撮像パラメータに対応付けられたOTFデータとしての利用可能OTFデータの探索を行い、
前記利用可能OTFデータが存在する場合には該利用可能OTFデータを用いて前記第2のフィルタを生成することを特徴とする画像処理装置。 - 前記フィルタ生成手段は、前記第2のフィルタの生成に用いる複数の前記OTFデータのうち一部のOTFデータが前記利用可能OTFデータとして存在し、残りのOTFデータが前記利用可能OTFデータとして存在しない場合は、前記利用可能OTFデータと新たに取得した前記残りのOTFデータとを用いて前記第2のフィルタを生成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記撮像パラメータは、前記撮像手段が有する光学系の種類、前記光学系の焦点距離、前記光学系の絞り値、前記撮像手段から被写体までの距離および前記撮像手段のISO感度のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記記憶処理手段は、前記第1のフィルタを前記第1の画像の生成時における前記撮像パラメータに対応付けて前記記憶手段に記憶させ、
前記フィルタ生成手段は、
前記記憶手段に記憶された少なくとも1つの前記第1のフィルタにおいて、前記第2の画像の生成時における前記撮像パラメータに対して一致する又は差が所定値以下である撮像パラメータに対応付けられた第1のフィルタとしての利用可能フィルタの探索を行い、
前記利用可能フィルタが存在する場合には該利用可能フィルタを前記第2のフィルタとして取得することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記フィルタ生成手段は、
前記撮像手段の光学系の種類を判定し、
前記記憶手段の記憶データが、該判定した光学系の種類とは異なる種類の光学系に対するデータである場合は、前記探索を行わずに前記第2のフィルタの生成に用いる前記OTFデータを取得することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記記憶処理手段は、
前記撮像手段の光学系の種類を判定し、
前記記憶手段の記憶データが、該判定した光学系の種類とは異なる種類の光学系に対するデータである場合は前記記憶データを削除することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 撮像パラメータが可変である撮像手段と、
前記撮像手段により生成された入力画像に対する処理を行う請求項1から5のいずれか一項に記載の画像処理装置とを有することを特徴とする撮像装置。 - 撮像パラメータが可変である撮像手段により生成された入力画像に対する処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記処理は、
前記入力画像の生成時における前記撮像パラメータに応じた前記撮像手段の光学伝達関数に関するデータとしてのOTFデータを取得し、該OTFデータを用いて画像回復フィルタを生成するフィルタ生成処理と、
前記入力画像に対して前記画像回復フィルタを用いた画像回復処理を行う画像回復処理と、
前記入力画像としての第1の画像に対する前記画像回復フィルタである第1のフィルタの生成に用いられた前記OTFデータを、前記第1の画像の生成時における前記撮像パラメータに対応付けて記憶手段に記憶させる記憶処理とを含み、
前記フィルタ生成処理は、前記第1の画像とは異なる前記入力画像としての第2の画像に対する前記画像回復フィルタである第2のフィルタを生成する際に、
前記記憶手段に記憶された少なくとも1つの前記OTFデータにおいて、前記第2の画像の生成時における前記撮像パラメータに対して一致する又は差が所定値以下である撮像パラメータに対応付けられたOTFデータとしての利用可能OTFデータの探索を行い、
前記利用可能OTFデータが存在する場合には該利用可能OTFデータを用いて前記第2のフィルタを生成することを特徴とする画像処理プログラム。
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