JP5654860B2 - 画像処理装置及びその制御方法、プログラム - Google Patents
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Description
尚、*は畳み込み演算を意味している。ぼけを補正することは、ぼけのある撮像光学系で撮影した画像g(x,y)とかかる撮像光学系のPSFであるh(x,y)から、ぼけのない撮像光学系で取得したf(x,y)を推定することと言い換えることもできる。また、これをフーリエ変換して空間周波数面での表示形式に変換すると、以下の式のように周波数毎の積の形式になる。
H(u,v)はPSFをフーリエ変換したものであり、光学伝達関数(OTF)と呼ばれている。u(u,v),v(u,v)は2次元周波数面での座標、即ち、周波数を示す。G(u,v)はg(x,y)のフーリエ変換であり、F(u,v)はf(x,y)のフーリエ変換である。
このF(u,v)を逆フーリエ変換して実面に戻すことで、ぼけのない画像f(x,y)が回復像として得られる。
このR(x,y)を逆フィルタと呼ぶ。実際にはH(u,v)が0になる周波数(u,v)では0での除算が発生するため、逆フィルタR(x,y)は多少の変形がなされる。また、通常、OTFは高周波ほど値が小さくなるため、その逆数である逆フィルタは高周波ほど値が大きくなる。従って、逆フィルタを用いて、ぼけのある撮影画像に畳み込み演算処理を行うと、撮影画像の高周波成分が強調される。しかし、実際の画像ではノイズも含まれており、ノイズは一般的に高周波であるため、逆フィルタではノイズを強調してしまう。このため、R(x,y)を式変形し、逆フィルタほど高周波を強調しない特性を持たせる方法が知られている。ノイズを考慮して高周波をあまり強調しないフィルタとしてウィナーフィルタが有名である。
画像のぼけ補正を行う補正処理を実行する画像処理装置であって、
入力画像を複数の帯域に分割して帯域分割画像を生成する画像帯域分割手段と、
前記画像帯域分割手段が生成した前記複数の帯域の各帯域についての帯域分割画像に対して、前記ぼけ補正を行うための複数のフィルタを用いて畳み込み演算を実行する畳み込み演算手段と、
前記畳み込み演算手段によって生成した前記複数の各帯域についての画像を帯域合成する帯域合成手段と
を備える。
<画像処理装置の全体構成>
図1は実施形態1の画像処理装置の構成を示す図である。
画像回復は画像に対して回復フィルタを畳み込む演算でなされる。画像をI(i,j)、回復フィルタをf(i,j)、回復後の画像をr(i,j)とすると、
さらに、
図3の信号処理部103の部分詳細構成を示すブロック図、及び図6のフローチャートを用いて、ぼけ補正部201の構成と動作を説明する。
fLL-LL’、fLL-LH’、fHL-HL’、fHH-HH’、fLL-LH、fLL-HL、fLL-HH’、fLH-HL、fLH-HH、fHL-HH、からなる10個の子フィルタデータを生成する。そして、フィルタ帯域分割部303は、これらの子フィルタデータを、畳み込み演算部302に出力する。
子フィルタは、(4),(7),(11)式によって計算することができる。その計算過程は複雑であるため、ここではfLL-LLを例にとり計算過程を示す。他の子フィルタについても同様にして決定される。
実施形態1では、子フィルタデータを生成する構成としているが、これに限定されない。実施形態2として、例えば、子フィルタデータを予め計算しておいて、ROM108に記憶しておき、これを利用して畳み込み演算を実行するようにしても良い。
すでに述べている通り、本発明は、(7)式以外の変換行列に対しても成立する。その例として実施形態3では次式の変換行列を用いた実施形態を示す。
Claims (9)
- 画像のぼけ補正を行う補正処理を実行する画像処理装置であって、
入力画像を複数の帯域に分割して帯域分割画像を生成する画像帯域分割手段と、
前記画像帯域分割手段が生成した前記複数の帯域の各帯域についての帯域分割画像に対して、前記ぼけ補正を行うための複数のフィルタを用いて畳み込み演算を実行する畳み込み演算手段と、
前記畳み込み演算手段によって生成した前記複数の各帯域についての画像を帯域合成する帯域合成手段と、
前記複数の帯域の分割前の入力画像についてのぼけ補正を行うためのフィルタから、前記複数の帯域の各帯域に対するフィルタに分割することで、前記複数のフィルタを生成するフィルタ帯域分割手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 画像のぼけ補正を行う補正処理を実行する画像処理装置であって、
入力画像を複数の帯域に分割して帯域分割画像を生成する画像帯域分割手段と、
前記画像帯域分割手段が生成した前記複数の帯域の各帯域についての帯域分割画像に対して、前記ぼけ補正を行うための複数のフィルタを用いて畳み込み演算を実行する畳み込み演算手段と、
前記畳み込み演算手段によって生成した前記複数の各帯域についての画像を帯域合成する帯域合成手段と、
前記複数の帯域の分割前の入力画像についてのぼけ補正を行うためのフィルタから、前記複数の帯域の各帯域に対するフィルタに分割することで生成した前記複数のフィルタを記憶する記憶手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記複数のフィルタは、撮像光学系によるぼけ補正を行うためのフィルタである
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。 - 前記画像帯域分割手段は、ウェーブレット変換によって、前記入力画像を前記複数の帯域に分割する
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。 - 前記フィルタ帯域分割手段が生成する前記複数のフィルタのそれぞれは、前記複数の帯域の分割前の入力画像についてのぼけ補正を行うためのフィルタのサイズよりも小さい
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記畳み込み演算手段において、前記フィルタ帯域分割手段が生成する前記複数のフィルタの一部は、前記画像帯域分割手段が生成する複数の帯域の帯域分割画像のうち、2つ以上の帯域分割画像に対する畳み込み演算に使用される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 画像のぼけ補正を行う補正処理を実行する画像処理装置の制御方法であって、
入力画像を複数の帯域に分割して帯域分割画像を生成する画像帯域分割工程と、
前記画像帯域分割工程が生成した前記複数の帯域の各帯域についての帯域分割画像に対して、前記ぼけ補正を行うための複数のフィルタを用いて畳み込み演算を実行する畳み込み演算工程と、
前記畳み込み演算工程によって生成した前記複数の各帯域についての画像を帯域合成する帯域合成工程と、
前記複数の帯域の分割前の入力画像についてのぼけ補正を行うためのフィルタから、前記複数の帯域の各帯域に対するフィルタに分割することで、前記複数のフィルタを生成するフィルタ帯域分割工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 画像のぼけ補正を行う補正処理を実行する画像処理装置の制御方法であって、
入力画像を複数の帯域に分割して帯域分割画像を生成する画像帯域分割工程と、
前記画像帯域分割工程が生成した前記複数の帯域の各帯域についての帯域分割画像に対して、前記ぼけ補正を行うための複数のフィルタを用いて畳み込み演算を実行する畳み込み演算工程と、
前記畳み込み演算工程によって生成した前記複数の各帯域についての画像を帯域合成する帯域合成工程と、
前記複数の帯域の分割前の入力画像についてのぼけ補正を行うためのフィルタから、前記複数の帯域の各帯域に対するフィルタに分割することで生成した前記複数のフィルタを記憶する記憶工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 請求項1または2に記載の画像処理装置が実行する、画像のぼけ補正を行う補正処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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