JP2017103617A - 画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
g(x,y)=f(x,y)+m×h(x,y) (1)
式(1)において、mは補正の強さを変化させるための調整係数であり、調整係数mの値を変化させることにより、補正量を調整することができる。調整係数mは入力画像中の位置によらず一定の値であってもよいし、入力画像中の位置に応じて異なる値m(x,y)としてもよい。入力画像中の位置に応じて異なる値とすることにより、該位置に応じて補正量を調整することができる。また、調整係数mは、撮像光学系の焦点距離や絞り値および撮像距離(又は被写体距離)等の撮像時の撮像条件に応じて異ならせることもできる。
h(x,y)=f(x,y)−f(x,y)*USM(x,y) (2)
式(2)の右辺を変形すると、次式(3)のようになる。
h(x,y)=f(x,y)*(δ(x,y)−USM(x,y)) (3)
δはデルタ関数を示す。デルタ関数は、USM(x,y)とタップ数が等しく中心のタップ値が1で、それ以外のタップ値が0であるフィルタであり、理想点像に基づいて生成されたフィルタ(第2のフィルタ)である。
f(x,y)=I(x,y)*psf(x,y) (4)
撮像光学系が回転対称な共軸光学系であれば、撮像画像の中心部に対応するPSFは回転対称な形状を有する。このため、撮像画像の中心部に回転対称なUSMを適用することで撮像画像f(x,y)を元画像I(x,y)に近づける鮮鋭化を行うことができる。このときの補正量は、撮影画像とアンシャープマスクでぼかした撮影画像の差分値となる。このため、精度良く鮮鋭化(補正)するためには、アンシャープマスクは単純な平滑化フィルタを使用するのではなく、よりpsf(x,y)に近い形状のマスクを使用した方がよい。例えば、球面収差の影響によって撮像画像が劣化する場合、球面収差であれば回転対称に影響を与えるものの、ガウシアンフィルタのような平滑化フィルタでは球面収差の影響によるPSFとは分布の形状が異なる。このため、回転対称にぼける影響を低減する場合であっても、撮像光学系のPSFを使用する方が精度良く補正することができる。
x≧0かつy≧0において、
g(x,y)=f(x,y)+m×{f(x,y)−f(x,y)*USM(x,y)}
(11)
実施例2では、式(1),(3)により導かれる以下の式(12)を用いて鮮鋭化を行う。
g(x,y)=f(x,y)+m×f(x,y)*{δ(x,y)−USM(x,y)}
(12)
実施例1では、式(12)をさらに変形した以下の式(13)を用いて鮮鋭化を行う。
g(x,y)=f(x,y)*{δ(x,y)+m×(δ(x,y)−USM(x,y))}
(13)
なお、PSFは、撮像光学系により形成される被写体像の像高、撮像光学系の焦点距離およびF値、さらに撮像距離を含む撮像条件ごとに異なる。以下に説明する実施例では、撮像条件として像高を例とするが、焦点距離、F値および撮像距離に対して異なる収差情報を取得し、それに基づいてアンシャープマスクを生成してもよい。
また、数式(13)は次式のように変形することもできる。
g(x,y)=f(x,y)*{(1+m)×δ(x,y)−m×USM(x,y)}
(14)
前述したように、δ(x,y)は中心のタップのみ作用するため、鮮鋭化フィルタの中心以外のタップについてはm×USM(x,y)によって決まる。さらに、鮮鋭化フィルタは補正前後で明るさを保つため、タップ値の合計を1にしておく必要がある。このため、鮮鋭化フィルタはm×USM(x,y)が定まれば残りの中心のタップも決まることになる。このように、δ(x,y)を1つのフィルタとして取り扱わなくても、中心のタップと中心以外のタップに分けて処理することにより鮮鋭化フィルタを生成してもよい。生成される鮮鋭化フィルタは式(13)を利用しても、式(14)を利用しても同様であるため、これらは等価な処理となる。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の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。
201 楕円分布生成部
202 鏡映化処理部
203 鮮鋭化処理部
Claims (11)
- 光学系を通した撮像により生成された入力画像に対して画像処理を行う画像処理装置であって、
前記撮像に関する条件に対応する点像強度分布関数を近似するためのデータを用いて、第1の分布を生成する第1の分布生成手段と、
前記第1の分布の一部を鏡映することにより第2の分布を生成する第2の分布生成手段と、
前記第2の分布を用いて、鮮鋭化処理に用いる第1のフィルタを生成するフィルタ生成手段と、
前記第1のフィルタを用いて前記入力画像に対する前記鮮鋭化処理を行って鮮鋭化画像を生成する処理手段とを有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の分布は、楕円分布であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記第1の分布生成手段は、前記第1の分布を、前記入力画像の中心と該入力画像における処理対象画素とを結ぶ直線に重なるように生成し、
前記第2の分布生成手段は、前記第1の分布の一部を前記直線を含む平面に関して鏡映することにより前記第2の分布を生成する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。 - 前記処理手段は、前記入力画像と該入力画像に前記第1のフィルタを適用して得られた画像との差分をとることで補正データを生成し、該補正データと前記入力画像とから前記鮮鋭化画像を生成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。
- 前記処理手段は、前記第1のフィルタと理想点像に基づいて生成された第2のフィルタとを前記入力画像に適用することで補正データを生成し、該補正データと前記入力画像とを用いて前記鮮鋭化画像を生成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。
- 前記処理手段は、前記第1のフィルタと理想点像に基づいて鮮鋭化フィルタを生成し、該鮮鋭化フィルタを前記入力画像に適用することで前記鮮鋭化画像を生成することを特徴とする請求項1からの3いずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記データは、前記点像強度分布関数を近似するための関数に含まれる係数のデータであり、
前記係数は、前記第1の分布の非対称性を制御するための係数と、特定方向において前記第1の分布を非対称化するための係数と、前記第1の分布の拡がりを制御するための係数とを含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記係数は、前記第1の分布の拡がりを制御するための係数として、前記第1の分布の拡がりを制限する係数を含むことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記撮像に関する条件は、焦点距離、絞り値、撮像距離および像高のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 入力画像を生成するための撮像を行う撮像素子と、
請求項1から9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。 - コンピュータに、光学系を通した撮像により生成された入力画像に対して画像処理を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記画像処理は、
前記撮像に関する条件に対応する点像強度分布関数を近似するためのデータを用いて、非回転対称な第1の分布を生成する処理と、
前記第1の分布の一部を鏡映することにより第2の分布を生成する処理と、
前記第2の分布を用いて、鮮鋭化処理に用いる第1のフィルタを生成する処理と、
前記第1のフィルタを用いて前記入力画像に対する前記鮮鋭化処理を行って鮮鋭化画像を生成する処理とを含むことを特徴とする画像処理プログラム。
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