JPWO2014155754A1 - 画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って、回復画像データを取得する。上記の復元処理は、点像復元処理部３６において、対数化処理による階調補正が行われた原画像データの色データに対して行われる。復元フィルタは、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数によって構成されてもよいし、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数によって構成されてもよい。このように、原画像の様々な特性に柔軟に対応可能な復元処理を行うことで、回復画像におけるリンギング等の画質劣化を低減することが可能となる。

Description

本発明は、点拡がり関数に基づく復元処理に係る画像処理装置、撮像装置、画像処理方法及びプログラム並びに記録媒体に関する。

撮像光学系を介して撮影される被写体像には、撮像光学系に起因する回折や収差等の影響により、点被写体が微小な広がりを持つ所謂点拡がり現象が見られることがある。光学系の点光源に対する応答を表す関数は点拡がり関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれ、撮影画像の解像度劣化（ぼけ）を左右するパラメータとして知られている。

この点拡がり現象のために画質劣化した撮影画像は、ＰＳＦに基づく点像復元処理を受けることで画質を回復することができる。点像復元処理は、レンズ（光学系）の収差等に起因する劣化特性（点像特性）を予め求めておき、その点像特性に応じた復元フィルタ（回復フィルタ）を用いる画像処理によって撮影画像の点拡がりをキャンセルする処理である。

この点像復元処理については様々な手法が提案されており、例えば特許文献１は、一旦回復処理が行われた画像に関し、その後に回復処理の強さを変更することができる画像処理装置を開示する。この画像処理装置では、補正フィルタを撮影画像に適用することで補正画像が生成され、撮影画像と補正画像との差分画像が生成され、撮影画像、補正画像及び差分画像が保存される。

また特許文献２は、非線形補正が行われた画像に対してブラインドデコンボリューションを用いて画像回復を行う画像処理装置を開示する。この画像処理装置は、非線形な階調補正が施された撮影画像に対して非線形な階調補正を低減する補正を行う補正部と、階調補正が低減された撮影画像に対してブラインドデコンボリューションを適用して画像回復を行う画像回復部とを備える。

また特許文献３は、画像回復処理による画像データの過回復を低減させる画像処理装置を開示する。この画像処理装置では、ガンマ処理前にＲＧＢ形式のカラー画像データに対する画像回復処理が行われ、ガンマ補正による画素信号値の増幅及び減衰の違いが吸収され、画素信号値の変化量の最大値がガンマ補正後でも一定になるように変化量の制限値が算出される。これにより、「飽和画素によって、実際に得られる画像データの劣化状態と、画像回復フィルタが回復対象として想定している画像データの劣化状態とが、一致しない事態が発生する」、「エッジ部分でアンダーシュートやオーバーシュートといった画質劣化が発生し、特に低輝度部でのアンダーシュートが画像回復処理後のガンマ処理によって増幅される」といった技術上の課題の解決が図られている。

また、光学系の点拡がり関数は、焦点深度が拡大された画像の復元技術でも使われている。例えば特許文献４は、画像復元を短時間かつ精度良く実行する撮像モジュールを開示する。この撮影モジュールでは、デモザイク（同時化処理）後の輝度信号に復元処理をかけることで、復元処理のパラメータをＲＧＢ別々に持つ必要がなくなり、復元処理が高速化する。また、近接する画素同士を所定の単位にまとめ、その単位には共通の復元処理パラメータを適用してデコンボリューション処理することで、復元処理精度の向上が図られている。

特開２０１１−１５１６２７号公報 特開２０１１−０５９８１３号公報 特開２０１３−０２０６１０号公報 特開２０１２−０４９７５９号公報

上述の点像復元処理は、光学系による点拡がり現象（撮像光学特性）のためにぼけた画像を本来のシャープな画像に復元する処理であり、画質劣化した原画像データに対して点拡がり関数に基づく復元フィルタを適用することで画質劣化が除去された回復画像を取得する技術である。

したがって、被写体像を忠実に再現した回復画像を得るためには、点像復元処理に使用する「復元フィルタの特性」と「原画像データの画質劣化」とが適切にマッチングしていることが必要とされる。

すなわち、光学系によってもたらされる画質劣化が正確に把握され、そのような画質劣化を厳密に除去可能な復元フィルタが設計され、光学系による画質劣化（点拡がり現象）が原画像データに的確に反映されていれば、原理的には、「画質劣化した撮影画像」から「被写体像が忠実に再現された高画質な画像」を得ることが可能である。

しかしながら、被写体像や撮影機器類の特性によっては、「復元フィルタの特性」と「原画像データの画質劣化」とが適切にマッチングしないことがある。

例えば、原画像データは、撮像素子の撮像能力によって画質が変動し、被写体像が非常に明るい場合には撮像素子において画素飽和現象が生じることがある。このような画素飽和が生じた場合、その飽和画素データ（飽和画素値）がクリッピング等されるため、得られる原画像データは必ずしも被写体像を忠実に再現するものではない。

このように、復元処理の対象となる原画像データは、光学系に由来する劣化特性の影響だけではなく撮像素子に由来する劣化特性の影響も受け、特に被写体像のコントラストが大きい場合には想定外の画質劣化を生じることがある。

したがって、光学系の特性を十分に解析して点拡がり現象の影響を抑制可能な復元フィルタが設計されていても、被写体像によっては、「復元フィルタの特性」と「原画像データの画質劣化」とが適切にマッチングしないことがある。

「復元フィルタの特性」と「原画像データの画質劣化」とが適切にマッチングしていない条件下で復元処理が行われると、画質劣化が十分には取り除かれず良質の回復画像が得られず、場合によっては画質劣化を助長してしまいリンギング等が回復画像において目立ってしまうこともある。

回復画像で生じる画質劣化（リンギング等）の程度は、様々な因子に左右される。例えば、復元処理で使用する復元フィルタ特性、復元処理が適用される原画像データのデータ特性、復元処理の前後で行われる他の画像処理、等の影響によって、点像復元処理後の回復画像の画質は変動する。したがって、回復画像における画質劣化をより効果的に防止或いは低減するため、各種の特性を総合的に勘案した新たな復元処理手法の提案が望まれている。特に、様々な被写体像が撮影される場合には復元処理対象の画像データ特性は一定せず、全体的に或いは局所的にコントラストの大きな画像、色が偏った画像、一部の画素値が飽和状態にある画像、等、様々な特性を持つ画像が復元処理の対象となりうる。したがって、様々な特性を持つ処理対象画像に柔軟に対応可能な画像タフネス性に優れた復元処理手法の提案が切望されている。

しかしながら、上述の特許文献１〜４では、上記課題に対する言及は全くなされておらず、「点拡がり関数を利用した復元処理において、復元処理自体だけではなく復元処理の前後の処理における様々な要因を総合的に勘案し、様々な特性を持つ原画像に対して柔軟に対応することが可能な画像タフネス性に優れた画像処理手法」に関する提案等はなされていない。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、原画像の様々な特性に柔軟に対応可能な復元処理を行うことで、回復画像におけるリンギング等の画質劣化を抑えることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理装置であって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正部と、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う復元処理部と、を備え、復元フィルタは、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理装置に関する。

本態様によれば、階調補正された原画像データの色データに対し、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを用いた復元処理が行われる。これにより、様々な特性を有する原画像データに対して柔軟に対応可能な画像タフネス性に優れた復元処理を行うことができ、良好な色再現性を有する回復画像データを得ることができる。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理装置であって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正部と、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う復元処理部と、を備え、復元フィルタは、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理装置に関する。

本態様によれば、階調補正された原画像データの色データに対し、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを用いた復元処理が行われる。これにより、様々な特性を有する原画像データに対して柔軟に対応可能な画像タフネス性に優れた復元処理であって、より正確に被写体像を復元可能な復元処理を行うことができ、良好な色再現性を有する回復画像データを得ることができる。

望ましくは、復元処理部は、光学系の点拡がり関数を示す光学系データを取得し、光学系データに基づく復元フィルタを用いて復元処理を行う。

本態様によれば、光学系の点拡がり関数を示す光学系データが適切に反映された復元フィルタを使用して、精度の高い復元処理を行うことが可能である。なお、光学系データは、点拡がり関数を直接的に示すデータであってもよいし、点拡がり関数を間接的に示すデータ（光学系の種類等のデータ）であってもよい。

望ましくは、復元フィルタは、予め生成されており、復元処理部は、予め生成された復元フィルタのうち、原画像データの取得に用いられた光学系の光学系データに対応する復元フィルタを選択して復元処理に用いる。

本態様によれば、予め生成された復元フィルタのうち光学系データに対応する復元フィルタが選択されて復元処理に用いられるので、復元フィルタを算出するための演算部を復元処理部と共に設ける必要がなく、装置構成を簡素化することができる。

望ましくは、復元処理部は、原画像データの取得に用いられた光学系の光学系データに基づいて復元フィルタを生成し、生成した復元フィルタを復元処理に用いる。

本態様によれば、光学系データに基づいて生成された復元フィルタが復元処理に用いられるため、原画像データの撮影に用いられる光学系が変更可能な場合であっても、使用される光学系に適応した復元フィルタを使用して復元処理を行うことが可能である。

望ましくは、復元処理部は、原画像データの解析処理を行い、解析処理の結果に基づく復元フィルタを用いて復元処理を行う。

本態様によれば、原画像データの特性が解析され、この特性に応じた復元フィルタを用いて復元処理を行うことができる。

望ましくは、解析処理は、被写体像を表す原画像データのうち主要被写体像を表すデータを特定する処理を含み、復元処理部は、原画像データのうち主要被写体像を表すデータに基づく復元フィルタを用いて、復元処理を行う。

本態様によれば、主要被写体像を表すデータに基づく復元フィルタを用いて復元処理が行われるため、被写体像のうちとりわけ主要被写体像に対し、復元精度を向上させること或いは復元処理によってもたらされうる画質劣化の影響を低減することが可能である。

望ましくは、復元処理部は、解析処理の結果から、復元処理で用いる復元フィルタを被写体像毎に定める。

本態様によれば、被写体像毎に復元フィルタが定められ、原画像データ単位で復元フィルタを切り替え可能な適応性の高い点像復元処理を行うことができる。

望ましくは、復元処理部は、原画像データが表す被写体像を複数の分割領域に区分し、解析処理の結果から、復元処理で用いる復元フィルタを分割領域毎に定める。

本態様によれば、分割領域毎に復元フィルタが定められ、分割領域単位で復元フィルタを切り替え可能な適応性の高い点像復元処理を行うことができる。

望ましくは、復元処理部は、解析処理の結果から、復元処理で用いる復元フィルタを原画像データの画素データ毎に定める。

本態様によれば、画素データ毎に復元フィルタが定められ、画素単位で復元フィルタを切り替え可能な適応性の高い点像復元処理を行うことができる。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により原画像データを出力する撮像素子と、上記の画像処理装置と、を備える撮像装置に関する。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正ステップと、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う復元処理ステップと、を備え、復元フィルタは、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理方法に関する。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正ステップと、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う復元処理ステップと、を備え、復元フィルタは、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理方法に関する。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得するプログラムであって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う手順と、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、復元フィルタは、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成るプログラムに関する。

本発明の他の態様は、光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う手順と、階調補正された原画像データの色データに対して復元処理を行う手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、復元フィルタは、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成るプログラムに関する。

本発明の他の態様は、上述した態様のプログラムのコンピュータ読み取り可能なコードが記録された、非一時的記録媒体に関する。そのような記録媒体としては、CD（Compact Disk）、DVD（Digital Versatile Disk）、HD（Hard Disk）、SSD（Solid State Drive）、USBメモリ等の、各種の光磁気記録媒体や半導体記録媒体を用いることができる。

本発明によれば、階調補正（対数化処理）された原画像データの色データに対して復元処理を行うため、原画像データの様々な特性に柔軟に対応可能な復元処理を行うことができる。また、対数化処理前の画像データ又は対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを用いた復元処理によって、回復画像データにおけるリンギング等の画質劣化を効果的に抑制することが可能である。

図１は、コンピュータに接続されるデジタルカメラの概略を示すブロック図である。 図２は、カメラ本体コントローラの機能構成例を示すブロック図である。 図３は、画像撮影から点像復元処理までの概略を示す図である。 図４は、点像復元処理の一例の概略を示すブロック図である。 図５は、理想的な点像復元処理（画素値の飽和無し、クリッピング無し）が行われる場合における、被写体像中のエッジ部分のコントラスト変化の一例を示す図であり、（ａ）は被写体像が本来有するコントラストを示し、（ｂ）は点像復元処理前の原画像データにおけるコントラストを示し、（ｃ）は点像復元処理後の回復画像データにおけるコントラストを示す。 図６は、「実際の画像劣化特性（画像ぼけ特性）」と「使用する復元フィルタの基礎となる点拡がり関数（ＰＳＦ等）」とが完全にはマッチングしない場合の、原画像データ、回復画像データ、及びガンマ補正処理後の画像データの一例を示す図である。 図７Ａは、画像処理部（カメラ本体コントローラ）における各種の画像処理フローを例示するブロック図である。 図７Ｂは、画像処理部（カメラ本体コントローラ）における各種の画像処理フローを例示する他のブロック図である。 図７Ｃは、画像処理部（カメラ本体コントローラ）における各種の画像処理フローを例示する他のブロック図である。 図７Ｄは、画像処理部（カメラ本体コントローラ）における各種の画像処理フローを例示する他のブロック図である。 図８は、点像復元処理に対する「階調補正処理（ガンマ補正処理）」及び「色データ／輝度データ」の相関を示す図である。 図９は、ガンマ処理（対数化処理）による処理前データと処理後データとの間の関係の一例を示す図である。 図１０Ａは、階調補正（ガンマ補正処理）における入力値（ＩＮ）と出力値（ＯＵＴ）との関係の一例を示し、風景撮影モード選択時に用いられるガンマ処理階調カーブを示す図である。 図１０Ｂは、階調補正（ガンマ補正処理）における入力値（ＩＮ）と出力値（ＯＵＴ）との関係の一例を示し、人物撮影モード選択時に用いられるガンマ処理階調カーブを示す図である。 図１１は、第１実施形態に係る点像復元処理部の一例を示す機能ブロック図である。 図１２は、第１実施形態に係る点像復元処理部の一変形例を示す機能ブロック図である。 図１３は、第２実施形態に係る点像復元処理部の一例を示す機能ブロック図である。 図１４は、第２実施形態に係る点像復元処理部の一変形例を示す機能ブロック図である。 図１５は、画像解析部の一例を示す機能ブロック図である。 図１６Ａは、復元フィルタの「空間周波数−振幅」の関係を例示するグラフであり、通常の点像復元処理で用いられるフィルタ（フィルタＡ）の特性の一例を示すグラフである。 図１６Ｂは、復元フィルタの「空間周波数−振幅」の関係を例示するグラフであり、リンギング対策復元フィルタ（フィルタＢ）の特性の一例を示すグラフである。 図１７は、原画像データを解析して代表値を算出取得する場合におけるガンマ補正処理〜点像復元処理の処理フローの一例を示すブロック図である。 図１８は、原画像データを解析して代表値を算出取得する場合におけるガンマ補正処理〜点像復元処理の処理フローの他の例を示すブロック図である。 図１９は、画素データ毎に点像復元処理をコントロールする例を説明するための被写体像（撮影画像）例を示す図である。 図２０Ａは、分割領域毎に点像復元処理をコントロールする例を説明するための被写体像（撮影画像）例を示す図である。 図２０Ｂは、分割領域毎に点像復元処理をコントロールする例を説明するための被写体像（撮影画像）例を示す他の図である。 図２１は、ＥＤｏＦ光学系を備える撮像モジュールの一形態を示すブロック図である。 図２２は、ＥＤｏＦ光学系の一例を示す図である。 図２３は、図２１に示す復元処理ブロックによる復元処理フローの一例を示す図である。 図２４は、ＥＤｏＦ光学系を介して取得された画像の復元例を示す図であり、（ａ）は復元処理前のぼけた画像を示し、（ｂ）は復元処理後のぼけが解消された画像（点像）を示す。 図２５は、スマートフォンの外観図である。 図２６は、図２５に示すスマートフォンの構成を示すブロック図である。

添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、一例として、コンピュータ（ＰＣ：パーソナルコンピュータ）に接続可能なデジタルカメラ（撮像装置）に本発明を適用する例について説明する。

図１は、コンピュータに接続されるデジタルカメラの概略を示すブロック図である。

デジタルカメラ１０は、交換可能なレンズユニット１２と、撮像素子２６を具備するカメラ本体１４とを備え、レンズユニット１２のレンズユニット入出力部２２とカメラ本体１４のカメラ本体入出力部３０とを介して、レンズユニット１２とカメラ本体１４とは電気的に接続される。

レンズユニット１２は、レンズ１６や絞り１７等の光学系と、この光学系を制御する光学系操作部１８とを具備し、光学系操作部１８は、レンズユニット入出力部２２に接続されるレンズユニットコントローラ２０と、光学系を操作するアクチュエータ（図示省略）とを含む。レンズユニットコントローラ２０は、レンズユニット入出力部２２を介してカメラ本体１４から送られてくる制御信号に基づき、アクチュエータを介して光学系を制御し、例えば、レンズ移動によるフォーカス制御やズーム制御、絞り１７の絞り量制御、等を行う。

カメラ本体１４の撮像素子２６は、集光用マイクロレンズ、ＲＧＢ等のカラーフィルタ、及びイメージセンサ（フォトダイオード；ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等）を有し、レンズユニット１２の光学系（レンズ１６、絞り１７等）を介して照射される被写体像の光を電気信号に変換し、画像信号（原画像データ）をカメラ本体コントローラ２８に送る。

このように、本例の撮像素子２６は、光学系を用いた被写体像の撮影により原画像データを出力し、この原画像データはカメラ本体コントローラ２８の画像処理装置に送信される。

カメラ本体コントローラ２８は、カメラ本体１４を統括的に制御し、図２に示すようにデバイス制御部３４と画像処理部（画像処理装置）３５とを有する。デバイス制御部３４は、例えば、撮像素子２６からの画像信号（画像データ）の出力を制御したり、レンズユニット１２を制御するための制御信号を生成してカメラ本体入出力部３０を介してレンズユニット１２（レンズユニットコントローラ２０）に送信したり、入出力インターフェース３２を介して接続される外部機器類（コンピュータ６０等）に画像処理前後の画像データ（ＲＡＷデータ、ＪＰＥＧデータ等）を送信したりする。また、デバイス制御部３４は、図示しない表示部（ＥＶＦ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ、背面液晶表示部）等、デジタルカメラ１０が具備する各種デバイス類を適宜制御する。

一方、画像処理部３５は、撮像素子２６からの画像信号に対し、必要に応じた任意の画像処理を行うことができる。例えば、センサ補正処理、デモザイク（同時化）処理、画素補間処理、色補正処理（オフセット補正処理、ホワイトバランス処理、カラーマトリック処理、ガンマ変換処理、等）、ＲＧＢ画像処理（シャープネス処理、トーン補正処理、露出補正処理、輪郭補正処理、等）、ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換処理及び画像圧縮処理、等の各種の画像処理が、画像処理部３５において適宜行われる。加えて、本例の画像処理部３５は、いわゆる点像復元処理を画像信号（原画像データ）に対して施す点像復元処理部（復元処理部）３６を含む。点像復元処理の詳細については後述する。

図１に示すように、カメラ本体コントローラ２８において画像処理された画像データは、入出力インターフェース３２に接続されるコンピュータ６０等に送られる。デジタルカメラ１０（カメラ本体コントローラ２８）からコンピュータ６０等に送られる画像データのフォーマットは特に限定されず、ＲＡＷ、ＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の任意のフォーマットとしうる。したがってカメラ本体コントローラ２８は、いわゆるＥｘｉｆ（Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ）のように、ヘッダ情報（撮影情報（撮影日時、機種、画素数、絞り値等）等）、主画像データ及びサムネイル画像データ等の複数の関連データを相互に対応づけて１つの画像ファイルとして構成し、この画像ファイルをコンピュータ６０に送信してもよい。

コンピュータ６０は、カメラ本体１４の入出力インターフェース３２及びコンピュータ入出力部６２を介してデジタルカメラ１０に接続され、カメラ本体１４から送られてくる画像データ等のデータ類を受信する。コンピュータコントローラ６４は、コンピュータ６０を統括的に制御し、デジタルカメラ１０からの画像データを画像処理したり、インターネット７０等のネットワーク回線を介してコンピュータ入出力部６２に接続されるサーバ８０等との通信制御をしたりする。コンピュータ６０はディスプレイ６６を有し、コンピュータコントローラ６４における処理内容等がディスプレイ６６に必要に応じて表示され
る。ユーザは、ディスプレイ６６の表示を確認しながらキーボード等の入力手段（図示省略）を操作することで、コンピュータコントローラ６４に対してデータやコマンドを入力し、コンピュータ６０を制御したり、コンピュータ６０に接続される機器類（デジタルカメラ１０、サーバ８０）を制御したりすることができる。

サーバ８０は、サーバ入出力部８２及びサーバコントローラ８４を有する。サーバ入出力部８２は、コンピュータ６０等の外部機器類との送受信接続部を構成し、インターネット７０等のネットワーク回線を介してコンピュータ６０のコンピュータ入出力部６２に接続される。サーバコントローラ８４は、コンピュータ６０からの制御指示信号に応じ、コンピュータコントローラ６４と協働し、コンピュータコントローラ６４との間で必要に応じてデータ類の送受信を行い、データ類をコンピュータ６０にダウンロードしたり、演算処理を行ってその演算結果をコンピュータ６０に送信したりする。

なお、各コントローラ（レンズユニットコントローラ２０、カメラ本体コントローラ２８、コンピュータコントローラ６４、サーバコントローラ８４）は、制御処理に必要な回路類を備え、例えば演算処理回路（ＣＰＵ等）やメモリ等を具備する。また、デジタルカメラ１０、コンピュータ６０及びサーバ８０間の通信は有線であってもよいし無線であってもよい。また、コンピュータ６０及びサーバ８０を一体的に構成してもよく、またコンピュータ６０及び／又はサーバ８０が省略されてもよい。また、デジタルカメラ１０にサーバ８０との通信機能を持たせ、デジタルカメラ１０とサーバ８０との間で直接的にデータ類の送受信が行われるようにしてもよい。

なお本発明の一実施形態に係るプログラムは、画像処理部３５やコンピュータ６０，あるいは後述するスマートフォン２０１の記憶部２５０に備えられた各種の光磁気記録媒体や半導体記録媒体のような非一時的記録媒体に記録して用いることができる。

次に、撮像素子２６を介して得られる被写体像の撮像データ（画像データ）の点像復元処理について説明する。

本例では、カメラ本体１４（カメラ本体コントローラ２８）において点像復元処理が実施される例について説明するが、点像復元処理の全部又は一部を他のコントローラ（レンズユニットコントローラ２０、コンピュータコントローラ６４、サーバコントローラ８４等）において実施することも可能である。

点像復元処理は、光学系（レンズ１６、絞り１７等）を用いた撮影により撮像素子２６から取得される原画像データに対し、光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する処理である。

図３は、画像撮影から点像復元処理までの概略を示す図である。点像を被写体として撮影を行う場合、被写体像は光学系（レンズ１６、絞り１７等）を介して撮像素子２６（イメージセンサ）により受光され、撮像素子２６から原画像データＤｏが出力される。この原画像データＤｏは、光学系の特性に由来する点拡がり現象によって、本来の被写体像がぼけた状態の画像データとなる。

このぼけ画像の原画像データＤｏから本来の被写体像（点像）を復元するため、原画像データＤｏに対して復元フィルタＦを用いた点像復元処理Ｐ１０を行うことで、本来の被写体像（点像）により近い像（回復画像）を表す回復画像データＤｒが得られる。

点像復元処理Ｐ１０で用いられる復元フィルタＦは、原画像データＤｏ取得時の撮影条件に応じた光学系の点像情報（点拡がり関数）から、復元フィルタ算出アルゴリズムＰ２０によって得られる。光学系の点像情報（点拡がり関数）は、レンズ１６の種類だけではなく、絞り量、焦点距離、ズーム量、像高、記録画素数、画素ピッチ等の各種の撮影条件によって変動しうるため、復元フィルタＦを算出する際には、これらの撮影条件が取得される。

図４は、点像復元処理の一例の概略を示すブロック図である。

上述のように点像復元処理Ｐ１０は、復元フィルタＦを用いたフィルタリング処理によって原画像データＤｏから回復画像データＤｒを作成する処理であり、例えばＮ×Ｍ（Ｎ及びＭは２以上の整数）のタップによって構成される実空間上の復元フィルタＦが処理対象の画像データに適用される。これにより、各タップに割り当てられるフィルタ係数と対応の画素データ（原画像データＤｏの処理対象画素データ及び隣接画素データ）とを加重平均演算（デコンボリューション演算）することで、点像復元処理後の画素データ（回復画像データＤｒ）を算出することができる。この復元フィルタＦを用いた加重平均処理を、対象画素を順番に代え、画像データを構成する全画素データに適用することで、点像復元処理を行うことができる。

なお、Ｎ×Ｍのタップによって構成される実空間上の復元フィルタは、周波数空間上の復元フィルタを逆フーリエ変換することによって導出可能である。したがって、実空間上の復元フィルタは、基礎となる周波数空間上の復元フィルタを特定し、実空間上の復元フィルタの構成タップ数を指定することによって、適宜算出可能である。

次に、点像復元処理によって生じうる画質上の弊害について説明する。

図５は、被写体像中のエッジ部分（画像境界部分）の画質変化の一例を示す図であり、理想的な点像復元処理（画素値の飽和無し、クリッピング無し）が行われる場合を示す。図５の（ａ）は被写体像が本来有するコントラストを示し、（ｂ）は点像復元処理前の原画像データＤｏにおけるコントラストを示し、（ｃ）は点像復元処理後の回復画像データＤｒにおけるコントラストを示す。なお、図５の横方向（Ｘ方向）は被写体像中における位置（１次元位置）を示し、縦方向（Ｙ方向）はコントラストの強弱を示す。

被写体像中における「コントラストの段差を持つエッジ部分」（図５の（ａ）参照）は、上述したように撮影時の光学系の点拡がり現象によって撮影画像（原画像データＤｏ）では画像ぼけが生じ（図５の（ｂ）参照）、点像復元処理によって回復画像データＤｒが得られる（図５の（ｃ）参照）。

この点像復元処理において、「実際の画像劣化特性（画像ぼけ特性）」と「使用する復元フィルタの基礎となる点拡がり関数（ＰＳＦ等）」とがマッチングしている場合、画像が適切に復元され、エッジ部分等が適切に復元された回復画像データＤｒを得ることができる（図５参照）。

しかしながら、実際の点像復元処理では、「実際の画像劣化特性（画像ぼけ特性）」と「使用する復元フィルタの基礎となる点拡がり関数」とが完全にマッチングしない場合もある。

図６は、「実際の画像劣化特性（画像ぼけ特性）」と「使用する復元フィルタの基礎となる点拡がり関数」とが完全にはマッチングしない場合の、原画像データ、回復画像データ、及びガンマ補正処理後の画像データの一例を示す図である。図６において横方向（Ｘ方向）は画像中の位置（一次元位置）を示し、縦方向（Ｙ方向）は画素値を示す。「実際の画像劣化特性（画像ぼけ特性）」と「使用する復元フィルタの基礎となる点拡がり関数」とが完全にはマッチングしない場合、コントラスト差が比較的大きなエッジ部分ではオーバーシュート（アンダーシュート）が生じることがある（図６の（ａ）及び（ｂ）参照）。このようなオーバーシュート（アンダーシュート）等の画質劣化が生じるケースであっても、画像再現性及び画像タフネス性（画像非破綻性）に優れた点像復元処理であれば、そのような画質劣化が視認できない（目立たない）程度に画質が回復された回復画像データＤｒを取得することが可能である。

しかしながら、画質劣化が目立たない程度まで回復された回復画像データが点像復元処理によって得られたとしても、点像復元処理後の他の処理（ガンマ補正処理（階調補正処理）等）によって、回復画像データ中の画質劣化を強調して目立たせてしまうことがある。

例えば図６に示すように、点像復元処理によって生じるオーバーシュート（アンダーシュート）自体は小さくその影響が視覚上特に目立たない場合であっても、その後に階調補正処理（ガンマ補正処理）が行われるとオーバーシュート（アンダーシュート）が必要以上に強調されることがある（図６の（ｃ）の「Ｅ１」及び「Ｅ２」参照）。特にシャドウ側のオーバーシュート（アンダーシュート）部分は、その後のガンマ補正処理によって大きなゲイン（増幅率）が適用され、画像エッジ部において黒側に大きく偏った部分を構成することとなる（図６の（ｃ）の「Ｅ２」参照）。なお、この現象は、点像復元処理に限ったものではなく、真数空間の画像データに対する輪郭補正処理を行った結果、エッジ部分にオーバーシュートが発生した場合にも共通する。

このように、点像復元処理を画像処理フローの一部として実際に設計する場合、点像復元処理自体だけではなく、点像復元処理前後の処理との関連を加味した総合的な画像処理フローの設計を行うことが好ましい。

図７Ａ〜７Ｄは、画像処理部３５（カメラ本体コントローラ２８）における各種の画像処理フローを例示するブロック図である。図７Ａは、ガンマ補正処理（階調補正処理）後に輝度データ（Ｙ）に対して点像復元処理を行う例を示し、図７Ｂは、ガンマ補正処理後にＲＧＢの色データに対して点像復元処理を行う例を示す。また図７Ｃは、ガンマ補正処理前にＲＧＢ色データに対して点像復元処理を行う例を示し、図７Ｄは、ガンマ補正処理前に輝度データ（Ｙ）に対して点像復元処理を行う例を示す。

図７Ａの例において、画像処理部３５は、モザイクデータ（ＲＡＷ画像データ；原画像データ）が入力されると、「画像の明るさを調整するオフセット補正処理４１」、「画像のホワイトバランス（ＷＢ）を調整するＷＢ補正処理４２」、「画素補間処理によって全画素に関してＲＧＢ各色の色データを取得するデモザイク処理４３」・BR>A「対数化処理による階調補正を行って画素データの階調を調整するガンマ補正処理（階調補正ステップ；階調補正部）４４」、「ＲＧＢ色データから輝度データ（Ｙ）及び色差データ（Ｃｂ／Ｃｒ）を算出する輝度・色差変換処理４５」及び「画像データ（輝度データ）に対し、撮影に用いられた光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた点像復元処理を行う点像復元処理（復元処理ステップ）４６」を順次行う。なお、色データは、モザイクデータ（原画像データ）を撮影取得した撮像素子２６が有するカラーフィルタの色種類に対応し、輝度データ及び色差データは、公知の算出式によって色データから算出可能である。

一方、図７Ｂの例では、図７Ａの画像処理例における輝度・色差変換処理４５と点像復元処理４６との処理順序が入れ替わっている。したがって、図７Ａの例ではガンマ補正処理（階調補正ステップ）４４後の原画像データの輝度データに対して点像復元処理４６が行われるが、図７Ｂの例では、ガンマ補正処理（階調補正ステップ）４４された原画像データのＲＧＢ色データに対する点像復元処理４６が点像復元処理部３６で行われ、その後に輝度データ及び色差データが算出される。

また、図７Ｃの例では、図７Ｂの画像処理例におけるガンマ補正処理４４と点像復元処理４６との処理順序が入れ替わっている。したがって、図７Ｂに示す例ではガンマ補正処理４４後に点像復元処理４６が行われるが、図７Ｃに示す例ではガンマ補正処理４４前に点像復元処理４６が行われる。

また図７Ｄの例では、オフセット補正処理４１、ＷＢ補正処理４２及びデモザイク処理４３は図７Ａ〜７Ｃの例と同じであるが、デモザイク処理４３後に輝度・色差変換処理４５ａが行われ、輝度データに対して点像復元処理４６が行われた後に輝度データ及び色差データからＲＧＢ色データを算出する色信号変換処理４７が行われる。そして、このＲＧＢ色データに対してガンマ補正処理４４及び輝度・色差変換処理４５ｂが順次行われることで、輝度データ及び色差データが取得される。

なお、図７Ａ〜７Ｄの各々は処理フローの一例を示すものに過ぎず、他の処理が必要に応じて任意の段階で行われてもよいし、図７Ａ〜７Ｄに示す処理の一部が省略されてもよい。

このように一連の画像処理フローには様々なバリエーションがあり、例えば「点像復元処理の順番として階調補正（ガンマ補正処理）の前後のうちどちらが好ましいか」、「ＲＧＢ等の色データに対する点像復元処理とした方が好ましいか、輝度データ（Ｙ）に対する点像復元処理とした方が好ましいか」等の観点で、各種の画像処理フロー間で点像復元処理の効果にどのような違いが見られるかについての考察は、従来なされていなかった。

本件発明者は、各種の画像処理フロー間における点像復元処理効果の相違に着目して鋭意研究を重ねた結果、「階調補正処理（ガンマ補正処理）と点像復元処理」の相関について新たな知見を得た。

図８は、点像復元処理に対する「階調補正処理（ガンマ補正処理）」及び「色データ／輝度データ」の相関を示す図である。

図８の「真数（階調補正前）」が示す欄は、階調補正処理（ガンマ補正処理）前の画像データ（真数画像データ）に対して点像復元処理を行った場合の画像特性を示し（図７Ｃ及び７Ｄ参照）、「対数（階調補正後）」が示す欄は、階調補正処理（ガンマ補正処理）後の画像データ（対数画像データ）に対して点像復元処理を行った場合の画像特性を示す（図７Ａ及び７Ｂ参照）。また、図８の「色データ（ＲＧＢ）」が示す欄は、色データ（ＲＧＢデータ）に対して点像復元処理を行った場合の画像特性を示し（図７Ｂ及び７Ｃ参照）、「輝度データ（Ｙ）」が示す欄は、輝度データに対して点像復元処理を行った場合の画像特性を示す（図７Ａ及び７Ｄ参照）。

真数の画像データと対数の画像データとを比較すると、理想系においては、真数画像データ（階調補正前画像データ）の点像復元の方が、対数画像データ（階調補正後画像データ）の点像復元よりも、画像復元性に優れている（図８の「理想系における復元性」参照）。

ここで言う理想系とは、「点像復元処理で使用する復元フィルタのフィルタタップ数が十分に大きく」、「計算ビット数が十分に大きく」、「光学系の実際のぼけ特性と、画像処理部３５が保持する光学系ぼけ特性データとが一致している」、「画素値が飽和した飽和画素データを入力画像データ（原画像データ）が含まない」など、適切な点像復元処理を行うための条件が十分に満たされている理想的な系を指す。

一方、理想系からずれた実際の処理系では、対数画像データ（階調補正後画像データ）の点像復元の方が、真数画像データ（階調補正前画像データ）の点像復元よりも、点像復元画像（回復画像）におけるリンギングなどの副作用の出現程度が小さいことを、本件発明者は複数回の実験により確認した（図８の「理想系からずれた系における輝度系タフネス性（リンギング程度、等）」参照）。

理想系とは異なる現実の処理系において「真数画像データ（真数空間上の画像データ）に対する点像復元処理」よりも「対数画像データ（対数空間上の画像データ）に対する点像復元処理」の方がリンギングなどの副作用の出方が小さいのは、ガンマ補正処理（対数化処理）後の画素データ（画像データ）では、低輝度部の階調が強調され（エンハンスされ）、高輝度部の階調が非強調とされることが一因である。また、点像復元処理によって画像のエッジ（境界部）にオーバーシュート（アンダーシュート）が発生し、そのようなオーバーシュート（アンダーシュート）が階調補正によって強調されることもリンギングなどの画像劣化を目立たせる一因である（図６参照）。

また、「色データ（ＲＧＢデータ）に対する点像復元処理」は、想定通り（保持している劣化情報（光学系の点拡がり関数情報）通り）にＲＧＢ各色の色データ（色信号）が点像復元処理部３６に入力されれば、効果的な色データ補正が可能であり、「輝度データ（Ｙデータ）に対する点像復元処理」と比較して、色収差などを効果的に軽減することができる（図８の「理想系における復元性」、「色系補正能力」参照）。しかしながら、実際の入力信号の挙動が想定通りではない場合、色データ（ＲＧＢデータ）に対する点像復元処理では、不要な色付きを生じる箇所が増えて不自然な色合いが目立つなどの副作用が起きることがある（図８の「理想系からずれた系における色系タフネス性（色付き程度、滲み程度、等）」参照）。

また、処理規模（処理系をハード化する場合は処理回路の規模）についても、図８に示すような違いがある。すなわち、真数画像データ（真数空間上の画像データ）よりも対数画像データ（対数空間上の画像データ）の点像復元処理の方が、演算処理が簡単であるため、処理規模が小さくなり、有利である。また、色データ（ＲＧＢデータ）に対する点像復元処理では３チャンネル（３ｃｈ）分の処理系が必要とされるが、輝度データ（Ｙデータ）に対する点像復元処理では１チャンネル（１ｃｈ）分の処理系で済むため、輝度データに対する点像復元処理の方が、演算処理が簡単になり処理規模をコンパクト化することが可能である。

したがって、実際の画像処理系では、図８に示す上述の各種特性を踏まえ、ユーザのニーズに応じた適切な系が構築されることが好ましい。例えば、「入力される画像信号（画像データ）として様々なタイプのものが入力される」、「処理系をハード化する際にできるだけ小規模にする」、「実際の画像劣化情報と処理系で保持する画像劣化情報とが完全一致している保証がない」など、理想処理系から処理条件が外れる場合、対数の画像データに対する点像復元処理の方が、真数の画像データに対する点像復元処理よりも、画像タフネス性（画像非破綻性）に優れる。したがって、実際の画像処理系では、画像タフネス性を向上させる観点からは、点像復元処理を階調補正処理（ガンマ補正処理）の後段で実施することが好ましい。また、画像処理による副作用の抑制や処理系の小規模化を重視するのであれば、色データよりも輝度データに対して点像復元処理を施す画像処理系の方が好ましいが、色再現性を重視するのであれば、輝度データよりも色データに対して点像復元処理を施す画像処理系の方が好ましい。

また、対数化処理（ガンマ補正処理）による階調補正を行う場合、復元フィルタ自体は、対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成っていてもよいし、対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成っていてもよい。

「階調補正後（対数化処理後）の画像データの画素値（対数の画素データ）」に対し、敢えて、「階調補正前（対数化処理前）の画素値（真数の画素データ）に対応したフィルタ係数から成る復元フィルタ」を適用して回復処理（点像復元処理）を行う場合、回復画像（復元画像）で生じた画質劣化（リンギング等）に対するタフネス性が向上し、回復画像上でリンギングを目立たせないようにできる。これは、対数化処理後の画素データ（画像データ）では、低輝度部の階調が強調され（エンハンスされ）、高輝度部の階調が非強調とされるからである。

図９は、ガンマ処理（対数化処理）による処理前データと処理後データとの間の関係の一例を示す図（グラフ）である。図９の横軸は処理前データ（ガンマ処理入力データ「ＩＮ」）を示し、縦軸は処理後データ（ガンマ処理出力データ「ＯＵＴ」）を示し、グラフ中の実線がガンマ処理階調カーブを示す。

一般的な画像データに対する点像復元処理において、点像復元処理による効果が視覚的に認識され易いのは、コントラストの低い領域であり、ガンマ処理階調カーブにおいて直線で近似できる「画素値のレベル差の比較的小さい領域」である（図９の「Ａ」参照）。一方、コントラストの高い領域、つまりガンマ処理階調カーブにおいて曲線部を構成する「画素値のレベル差が比較的大きい領域」では、元々のコントラストが高くぼけも認識されにくい（図９の「Ｂ」参照）。

さらに、コントラストの高い領域のうち飽和画素を含む領域で、画素値が真数である画素データ（階調補正前の画素データ）に対して点像復元処理を行い、その後に階調補正（ガンマ補正処理、対数化処理）を行うと、アンダーシュート／オーバーシュート（リンギング）が目立ちやすい。これに対し、対数化処理後の画素データに対して点像復元処理を行う場合、対数化処理により高いコントラストが圧縮され、点像復元処理によるリンギングの強度が低減される。

つまり、対数化処理後の画素データに対し、画素値が真数の画素データに対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを使って回復処理（点像復元処理）を行うことで、一般的に視認されやすい低コントラスト領域に対しては遜色なく点像復元処理を施すことができる一方で、点像復元処理によってリンギングが生じ易い高コントラスト領域ではリンギングの強調度合いを低減することが可能である。

特に、画像処理装置（撮像装置等）が複数種類の階調補正（ガンマ補正処理）を実行可能であり複数種類のガンマ処理階調カーブのデータを保持する場合、従来技術（特許文献３参照）では複数種類の階調補正毎に画素信号値の変化量の制限値を算出する必要がある。しかしながら、本方式によれば、階調補正後の画素データに点像復元処理をかけるため、階調補正の種類に応じた処理の切り替えも不要になる。

図１０Ａ，１０Ｂは、階調補正（ガンマ補正処理）における入力値（ＩＮ）と出力値（ＯＵＴ）との関係（ガンマ処理階調カーブ）の一例を示す。図１０Ａは風景撮影モード選択時に用いられるガンマ処理階調カーブを示し、図１０Ｂは人物撮影モード選択時に用いられるガンマ処理階調カーブを示す。デジタルカメラ１０（図１参照）等の撮像装置や画像処理装置は、階調補正処理（ガンマ補正処理）で使用するガンマ処理階調カーブを複数種類保持する場合、保持するガンマ処理階調カーブの中から撮影モードに応じた最適なガンマ処理階調カーブを選択する。このケースにおいて階調補正（ガンマ補正処理）前の画像データに対して点像復元処理を行う場合には、階調補正毎に点像復元処理の制限値を求め、ガンマ補正処理の種類に応じて点像復元処理を切り替える必要がある（例えば特許文献３参照）。しかしながら、ガンマ補正処理後の画素データに対して点像復元処理を行う場合、ガンマ補正処理の種類に応じて点像復元処理を切り替える必要がない。したがって、処理の切り替えが不要となる「ガンマ補正処理後の画素データに対して点像復元処理を施すケース」において、復元フィルタを事前作成しておく場合には消費するメモリ容量を抑えることができ、また復元フィルタを処理毎に逐次算出する場合には処理が容易になり計算時間を抑えることが可能となる。

また、一般的にＰＳＦ（点拡がり関数）は入力が線形であることが前提とされており、この前提に基づく復元フィルタは、「線形の係数」つまり「真数の画素データに対応したフィルタ係数」から成る方が生成も容易である。

このように、復元フィルタをガンマ補正処理（階調補正）前の画素値に対応したフィルタ係数によって構成することで、メモリ、処理時間、開発・設計負荷等を軽減することができ、実用上非常に効果的且つ有用である。

一方、階調補正後（対数化処理後）の画素値（対数の画素データ）に対し、対数化処理後の画素値（対数の画素データ）に対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを使って回復処理（点像復元処理）を行うことで、点像復元処理で発生するリンギングによる画質劣化に対してタフネス性を向上でき、発生するリンギングを画像上で目立たせないようにできる。

すなわち、画素データが階調補正（対数化処理）後の画素値（対数の画素データ）である場合、対数化処理後の画素値（対数の画素データ）に対応したフィルタ係数から成る復元フィルタを使って点像復元処理を行うことで、点像復元処理自体を正確に行うことが可能である。この場合、点像復元処理の対象画像データを「階調補正後の原画像データ」とすることで、階調補正（対数化処理）により高いコントラストが圧縮され、点像復元処理により発生するリンギングの強度を低減することができる。

なお、点像復元処理で使用する復元フィルタは、予め生成されていてもよいし、点像復元処理の実行に合わせて逐次算出生成されてもよい。点像復元処理時の演算量を低減化する観点からは、復元フィルタを予め生成しておくことが好ましい。また、適応性に優れた復元フィルタを使用する観点からは、点像復元処理の実行時に復元フィルタを逐次算出することが好ましい。

復元フィルタを予め生成しておく場合、入力画素値（入力画像データ）に対する対数化処理（ガンマ補正処理）によって求められる画素値に基づいて演算を行うことで、復元フィルタのフィルタ係数を求めるようにするとよい。復元フィルタの生成に用いられる画素値は、輝度値であってもよいし、ＲＧＢ色データのうちの代表的に選択された１つのチャネルに関する画素値（例えばＧの画素値）でもよい。また、復元フィルタの生成に用いられる画素値は、主要被写体の画素値であってもよいし、画面全体の平均値から求められる画素値であってもよい。

なお、点像復元処理は、原画像データの振幅成分のみを復元して回復画像データを得る処理であってもよいし、原画像データの振幅成分及び位相成分を復元して回復画像データを得る処理であってもよい。すなわち、光学系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）／ＰＴＦ（Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のうち少なくともいずれか一方に基づいて復元フィルタを算出することができる。なお、光学系のぼけ特性は、いわゆる光学伝達関数（ＯＴＦ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）によって表現可能であり、ＯＴＦを逆フーリエ変換して得られる関数は点像分布関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：点拡がり関数）とも呼ばれる。ＭＴＦはＯＴＦの絶対値成分であり、ＰＴＦは位相のズレを空間周波数の関数として表したものである。したがって、点像復元処理に用いられる復元フィルタは、光学系のＯＴＦ（ＭＴＦ／ＰＴＦ）やＰＳＦに基づいて、適宜設計可能である。

上述の新たな知見を踏まえ、以下に、本発明の好ましい実施形態を例示する。

＜第１実施形態＞
図１１は、第１実施形態に係る点像復元処理部３６の一例を示す機能ブロック図である。なお、図中の複数の画像処理ブロックは、必ずしも別体として設けられる必要はなく、複数の画像処理ブロックを一体的に構成されるハードウェア／ソフトウェアによって実現してもよい。

本実施形態の点像復元処理部３６は、ガンマ補正処理（階調補正）された原画像データのＲＧＢ色データが入力され、この色データに対して点像復元処理４６を行う（図７Ｂ参照）。また本実施形態の点像復元処理部３６は、光学系の点拡がり関数を示す光学系データを取得し、予め生成されている複数種類の復元フィルタのうち光学系データに基づいて選択された復元フィルタを用いて点像復元処理を行う。

具体的には、点像復元処理部３６は、光学系データ取得部５１、フィルタ選択部５２、復元演算処理部５３及び復元フィルタ記憶部５４を有する。

光学系データ取得部５１は、光学系の点拡がり関数を示す光学系データを取得する。この光学系データは、フィルタ選択部５２における復元フィルタの選択基準となるデータであり、処理対象の原画像データの撮影取得時に使用された光学系の点拡がり関数を直接的又は間接的に示す情報であればよい。したがって、例えば、光学系の点拡がり関数（ＰＳＦ、ＯＴＦ（ＭＴＦ、 ＰＴＦ））自体を光学系データとしてもよいし、光学系の点拡がり関数を間接的に示す光学系の種類（例えば、撮影時に使用したレンズユニット１２（レンズ１６）の型番等）等を光学系データとしてもよい。

フィルタ選択部５２は、光学系データ取得部５１が取得した光学系データに基づき、復元フィルタ記憶部５４に記憶保持されている復元フィルタのうち、原画像データの撮影取得に用いられた光学系の光学系データに対応する復元フィルタを選択する。フィルタ選択部５２によって選択された復元フィルタの情報は、フィルタ選択データとして復元演算処理部５３に送られる。

なお、フィルタ選択部５２は、復元フィルタ記憶部５４が記憶保持する復元フィルタの種類情報（復元フィルタ記憶情報）を把握しているが、フィルタ選択部５２による復元フィルタ記憶情報の把握手法は特に限定されない。例えば、フィルタ選択部５２は、復元フィルタ記憶情報を記憶する記憶部（図示省略）を有していてもよく、復元フィルタ記憶部５４に記憶される復元フィルタの種類情報が変更される場合、フィルタ選択部５２の記憶部に記憶される復元フィルタ記憶情報も変更されるようにしてもよい。また、フィルタ選択部５２は、復元フィルタ記憶部５４に接続され直接的に「復元フィルタ記憶部５４が記憶保持する復元フィルタの情報」を把握するようにしてもよいし、復元フィルタ記憶情報を把握する他の処理部（メモリ等）から復元フィルタ記憶情報を把握するようにしてもよい。

また、フィルタ選択部５２は、原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数に対応する復元フィルタを選択すればよく、その選択手法は特に限定されない。したがって例えば、光学系データ取得部５１からの光学系データが点拡がり関数を直接的に示す場合、フィルタ選択部５２は、その光学系データが示す点拡がり関数に対応する復元フィルタを選択する。また光学系データ取得部５１からの光学系データが点拡がり関数を間接的に示す場合、フィルタ選択部５２は、「点拡がり関数を間接的に光学系データ」から、処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数に対応する復元フィルタを選択する。

復元演算処理部５３には、ガンマ補正処理後の原画像データ（ＲＧＢ色データ）及びフィルタ選択データが入力される。復元演算処理部５３は、フィルタ選択データに基づいて、原画像データの取得に用いられた光学系の光学系データに対応する復元フィルタ（フィルタ係数）を復元フィルタ記憶部５４から読み出す。そして、復元演算処理部５３は、光学系データに基づいて選択され読み出された復元フィルタを用いて点像復元処理を行い、原画像データから回復画像データを算出取得する。

復元フィルタ記憶部５４は予め生成された復元フィルタを記憶保持しており、復元フィルタ記憶部５４に記憶保持される復元フィルタは、復元演算処理部５３によって適宜読み出される。なお、復元フィルタ記憶部５４に記憶される復元フィルタの種類情報は、フィルタ選択部５２によって取得され、フィルタ選択部５２における復元フィルタの選択は、復元フィルタ記憶部５４が記憶保持する復元フィルタの中から行われる。

なお、復元フィルタ記憶部５４に記憶保持される復元フィルタは、ガンマ補正処理（対数化処理）前の画像データに対応したフィルタ係数によって構成されていてもよいし、ガンマ補正処理後の画像データに対応したフィルタ係数によって構成されていてもよい。

このように図１１に示す点像復元処理部３６によれば、複数種類の復元フィルタが予め生成されて復元フィルタ記憶部５４に記憶され、光学系データに基づいて最適な復元フィルタが選択されて点像復元処理に使用される。なお、点像復元処理に使用する復元フィルタは、点像復元処理の際に逐次算出されてもよい。

図１２は、第１実施形態に係る点像復元処理部３６の一変形例を示す機能ブロック図である。本変形例に係る点像復元処理部３６は、原画像データの取得に用いられた光学系の光学系データに基づいて復元フィルタを逐次生成し、生成した復元フィルタを用いて点像復元処理を行う。

すなわち、本変形例の点像復元処理部３６は、フィルタ選択部５２（図１１参照）の代わりにフィルタ算出部５５を有し、復元フィルタ記憶部５４を含まない。

本例のフィルタ算出部５５は、光学系データ取得部５１からの光学系データに基づいて、処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数を取得し、この取得した点拡がり関数に対応する復元フィルタを算出する。フィルタ算出部５５で算出された復元フィルタは、復元演算処理部５３に送られ、復元演算処理部５３における原画像データの点像復元処理に使用される。

なお、フィルタ算出部５５における復元フィルタの算出手法は特に限定されない。したがって、例えば「処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数」自体を光学系データ取得部５１からフィルタ算出部５５に光学系データとして送り、フィルタ算出部５５は、この光学系データから任意の手法で復元フィルタを算出生成してもよい。また、フィルタ算出部５５が、光学系の点拡がり関数のデータを光学系の種類毎に予め記憶保持する記憶部（図示省略）を有する場合、「処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の種類」を示す光学系データを光学系データ取得部５１からフィルタ算出部５５に送り、フィルタ算出部５５は、この光学系データから光学系の種類を判定し、判定した種類の光学系の点拡がり関数のデータを記憶部から読み出し、読み出した点拡がり関数のデータから復元フィルタを算出生成するようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
本実施形態において、上述の第１実施形態と同様の構成及び作用については、説明を省略する。

本実施形態の点像復元処理部３６は、原画像データの解析処理を行い、この解析処理の結果に基づく復元フィルタを用いて点像復元処理を行う。

図１３は、第２実施形態に係る点像復元処理部３６の一例を示す機能ブロック図である。

図１３に示す点像復元処理部３６は、光学系データ取得部５１、フィルタ選択部５２、復元演算処理部５３及び復元フィルタ記憶部５４（図１１参照）に加え、フィルタ選択部５２に画像解析データを送る画像解析部５６を有する。

画像解析部５６は、原画像データを解析し、この解析の結果を画像解析データとしてフィルタ選択部５２に送る。図１３に示す例では、ガンマ補正処理後の原画像データが画像解析部５６によって解析される例が示されているが、ガンマ補正処理前の原画像データが画像解析部５６により解析され、その解析結果が画像解析データとしてフィルタ選択部５２に送られてもよい。なお、画像解析部５６における解析例については後述する（図１５参照）。

フィルタ選択部５２は、光学系データ取得部５１からの光学系データに加え、画像解析部５６からの画像解析データに基づいて、処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数に対応する復元フィルタを選択する。本実施形態のフィルタ選択部５２は、画像解析データを加味した復元フィルタの選択を行い、原画像データの特性（特徴）に応じた復元フィルタの選択が可能である。なお、フィルタ選択部５２における「原画像データの特性に応じた復元フィルタの選択」の具体例については後述する。

復元演算処理部５３及び復元フィルタ記憶部５４は、図１１に示す第１実施形態に係る点像復元処理部３６と同様である。すなわち、復元演算処理部５３は、フィルタ選択部５２からのフィルタ選択データに基づいて対応の復元フィルタを復元フィルタ記憶部５４から読み出し、この読み出した復元フィルタをガンマ補正処理後の原画像データに適用することで、回復画像データを取得する。

このように図１３に示す点像復元処理部３６によれば、複数種類の復元フィルタが予め生成されて復元フィルタ記憶部５４に記憶され、光学系データに基づいて最適な復元フィルタが選択されて点像復元処理に使用される。なお、図１２に示す点像復元処理部３６と同様に、点像復元処理に使用する復元フィルタは、点像復元処理の際に逐次算出されてもよい。

図１４は、第２実施形態に係る点像復元処理部３６の一変形例を示す機能ブロック図である。本変形例に係る点像復元処理部３６は、光学系データ取得部５１、フィルタ算出部５５及び復元演算処理部５３（図１２参照）に加え、フィルタ算出部５５に画像解析データを送る画像解析部５６を有する。

本変形例の画像解析部５６は、上述の図１３に示す画像解析部５６と同様であり、原画像データを解析し、この解析の結果を画像解析データとしてフィルタ算出部５５に送る。

フィルタ算出部５５は、光学系データ取得部５１からの光学系データに加え、画像解析部５６からの画像解析データに基づいて、処理対象の原画像データの撮影取得に用いられた光学系の点拡がり関数に対応する復元フィルタを算出生成する。本実施形態のフィルタ算出部５５は、画像解析データを加味した復元フィルタの算出を行い、原画像データの特性（特徴）に応じた復元フィルタの算出が可能である。なお、フィルタ算出部５５における「原画像データの特性に応じた復元フィルタの算出」の具体例については後述する。

図１５は、画像解析部５６（図１３及び図１４参照）の一例を示す機能ブロック図である。

本例の画像解析部５６は、主要被写体像抽出部５７、飽和画素検出部５８及び代表値算出部５９を有する。なお、画像解析部５６は、主要被写体像抽出部５７、飽和画素検出部５８及び代表値算出部５９の全てを有する必要はなく、これらの処理部（機能ブロック）のうちのいずれか一つ又は二つのみを含んでいてもよい。また、画像解析部５６は、主要被写体像抽出部５７、飽和画素検出部５８及び代表値算出部５９以外の処理部を含んでいてもよい。

主要被写体像抽出部５７は、被写体像を表す原画像データのうち「主要被写体像」を表すデータ（画像データ）を抽出特定する処理（解析処理）を行う。主要被写体像は、特に限定されず、例えば「顔」等の所望の対象を主要被写体像とすることが可能である。「顔」を主要被写体像とする場合、主要被写体像抽出部５７が行う解析処理は任意の顔認識処理を採用することが可能である。

主要被写体像抽出部５７で特定された主要被写体像の情報は、画像解析データとして、フィルタ選択部５２（図１３参照）やフィルタ算出部５５（図１４参照）に送られる。主要被写体像の情報を取得したフィルタ選択部５２やフィルタ算出部５５は、「光学系データ」だけではなく「主要被写体像の情報」に基づいて、復元フィルタの選択／算出を行うことが可能である。

例えば、「主要被写体像が含まれている原画像データ」と「主要被写体像が含まれていない原画像データ」との間で、点像復元処理で使用する復元フィルタ（フィルタ係数）を変えてもよいし、点像復元処理の実行の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えてもよい。また、後述するように原画像データの画素毎／分割領域毎に点像復元処理を切り替え可能な場合には、「主要被写体像を含む画素／分割領域」と「主要被写体像を含まない画素／分割領域」との間で、点像復元処理で使用する復元フィルタ（フィルタ係数）を変えてもよいし、点像復元処理の実行の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えてもよい。なお、点像復元処理の実行をしない場合は、点像復元処理前後の画像データ（原画像データ及び回復画像データ）が全く同じになるような復元フィルタをフィルタ選択部５２（図１３参照）やフィルタ算出部５５（図１４）で選択／算出するようにしてもよいし、フィルタ選択部５２／フィルタ算出部５５から復元演算処理部５３に送るデータの中に「復元演算処理部５３における点像復元処理の実行をしない（ＯＦＦ）」コマンドを含めるようにしてもよい。

飽和画素検出部５８は、「原画像データが飽和画素データを含むか否か」及び／又は「原画像データにおける飽和画素データ（飽和画素）の位置」を特定する。飽和画素データは、画素値が飽和した画素データ（飽和画素データ）であって、撮像素子２６の構成画素が許容可能な最大の画素値を示す画素データである。なお、「飽和画素データ」の代わりに「所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」を、飽和画素検出部５８は特定してもよい。「所定の閾値よりも大きな画素値」とは、飽和画素データに近い比較的大きな画素値であり、例えば「所定の閾値」を飽和画素データの９０％に定め、飽和画素データの９０％よりも大きな画素値を「所定の閾値よりも大きな画素値」とすることも可能である。

飽和画素検出部５８で特定された「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」の情報は、画像解析データとして、フィルタ選択部５２（図１３参照）やフィルタ算出部５５（図１４参照）に送られる。「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」の情報を取得したフィルタ選択部５２やフィルタ算出部５５は、「光学系データ」だけではなく「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」の情報に基づいて、復元フィルタの選択／算出を行うことが可能である。

例えば、「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれている原画像データと「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれていない原画像データとの間で、点像復元処理で使用する復元フィルタ（フィルタ係数）を変えてもよいし、点像復元処理の実行の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えてもよい。また、後述するように、原画像データの画素毎／分割領域毎に点像復元処理を切り替え可能な場合には「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」を含む画素／分割領域と「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」を含まない画素／分割領域との間で、点像復元処理で使用する復元フィルタ（フィルタ係数）を変えてもよいし、点像復元処理の実行の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えてもよい。

ここで、「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれている原画像データ、画素或いは分割領域と、「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれていない原画像データ、画素或いは分割領域との間で、復元フィルタ（フィルタ係数）を変える場合、復元フィルタ（フィルタ係数）の選択肢として、例えば図１６Ａ，１６Ｂに示す復元フィルタを用いることができる。

図１６Ａ，１６Ｂは、復元フィルタの「空間周波数−振幅」の関係を例示するグラフである。図１６Ａは通常の点像復元処理で用いられるフィルタ（フィルタＡ）の特性の一例を示し、図１６Ｂはリンギング対策復元フィルタ（フィルタＢ）の特性の一例を示す。なお、図１６Ａ，１６Ｂ６では、理解を容易にするため１次元の周波数特性が例示されている。また図１６Ａ，１６Ｂに示される各フィルタの縦軸はレスポンス（振幅）を表し、横軸は周波数を表しており、横軸はサンプリング周波数で正規化された数値を基準としている。

フィルタ選択部５２（図１３参照）及びフィルタ算出部５５（図１４参照）は、「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれていない（すなわち、リンギングの発生可能性が高くない（低い））と判定される画像（原画像データ、画素或いは分割領域）に対しては、図１６Ａに示されるような「高周波域におけるレスポンス（振幅）が比較的急峻に変化する通常の復元フィルタ」の選択／算出を行うことが可能である。また、フィルタ選択部５２（図１３参照）及びフィルタ算出部５５（図１４参照）は、「飽和画素データ又は所定の閾値よりも大きな画素値を有する画素データ」が含まれている（すなわち、リンギングの発生可能性が高い）と判定される画像（原画像データ、画素或いは分割領域）に対しては、図１６Ｂに示されるような「リンギングの目立つ周波数帯域（ここでは高周波側と仮定）のレスポンス（振幅）成分が小さく比較的緩やかに変化するリンギング対策用の復元フィルタ」の選択／算出を行うことが可能である。

例えばフィルタ選択部５２（図１３参照）は、復元フィルタ記憶部５４が記憶する復元フィルタの情報を保持しており、復元フィルタ記憶部５４が記憶する図１６Ａ，１６Ｂに示すような復元フィルタのうち最適な復元フィルタを光学系データ及び画像解析データに基づいて選択する。なお、図１６Ａ，１６Ｂに示される復元フィルタは一例に過ぎず、目的に応じた任意の復元フィルタをフィルタ選択部５２（図１３参照）及びフィルタ算出部５５（図１４参照）は選択／算出することが可能である。例えば、輪郭補正に使用される複数種類の補正フィルタを基底フィルタとして、これらの基底フィルタの線形和によって構成される復元フィルタを、上述のリンギング対策用の復元フィルタとして選択／算出してもよい。

代表値算出部５９は、原画像データを解析して、原画像データ（被写体像）の代表値を算出取得する。この「代表値」は、原画像データの特性（特徴）を示し、例えば「原画像データの全体（全画素）の画素データの平均値」を代表値としてもよいし、「主要被写体像抽出部５７で特定された主要被写体像に対応する部分の画素データの平均値」を代表値としてもよい。

代表値算出部５９で特定された原画像データの「代表値」は、画像解析データとして、フィルタ選択部５２（図１３参照）やフィルタ算出部５５（図１４参照）に送られ、光学系データに加えてこの「代表値」に基づいて復元フィルタの選択や算出が行われてもよい。

図１７は、原画像データを解析して代表値を算出取得する場合におけるガンマ補正処理〜点像復元処理の処理フローの一例を示すブロック図である。本例の画像処理部３５（点像復元処理部３６、図２参照）は、原画像データの解析処理の結果から、点像復元処理で用いる復元フィルタを被写体像毎（原画像データ毎）に定める。

すなわち、ガンマ補正処理４４後の点像復元処理４６では・BR>A代表値算出処理４８ａ、復元フィルタ選択／算出処理４９ａ及び復元演算処理５０ａが順次行われる。代表値算出処理４８ａでは、代表値算出部５９（図１５参照）によって被写体像毎（原画像データ毎）に代表値が求められ、例えば、「原画像データの画全体（全画素）の画素データの平均値」や「主要被写体像抽出部５７で特定された主要被写体像に対応する部分の画素データの平均値」が代表値として算出される。そして、復元フィルタ選択／算出処理４９ａでは、フィルタ選択部５２／フィルタ算出部５５（図１３及び図１４参照）によって、この代表値及び光学系データに基づく復元フィルタの選択／算出が行われる。そして、復元演算処理５０ａでは、復元演算処理部５３によって、選択／算出された復元フィルタをガンマ補正処理後の原画像データに適用する点像復元処理演算が行われ、回復画像データが取得される。

なお、上述では被写体像毎（原画像データ毎）に代表値が求められる例について説明したが、被写体像（原画像データ）の局所領域毎（画素毎、分割エリア毎）に代表値を算出してもよく、復元フィルタの選択／算出も局所領域毎に行ってもよい。

図１８は、原画像データを解析して代表値を算出取得する場合におけるガンマ補正処理〜点像復元処理の処理フローの他の例を示すブロック図である。本例の画像処理部３５（点像復元処理部３６、図２参照）は、原画像データの解析処理の結果から、点像復元処理で用いる復元フィルタを被写体像（原画像データ）の局所領域毎に定める。

本例においても、図１７に示す上述の例と同様に、ガンマ補正処理４４後の点像復元処理４６において、代表値算出処理４８ｂ、復元フィルタ選択／算出処理４９ｂ及び復元演算処理５０ｂが順次行われるが、本例の代表値算出処理４８ｂ、復元フィルタ選択／算出処理４９ｂ及び復元演算処理５０ｂは、被写体像の局所領域毎に行われる。すなわち、代表値算出処理４８ｂでは、代表値算出部５９（画像解析部５６）によって被写体像（原画像データ）の局所領域毎に代表値が求められる。また、復元フィルタ選択／算出処理４９ｂでは、フィルタ選択部５２／フィルタ算出部５５によって、局所領域毎の代表値に基づく復元フィルタの選択／算出が被写体像（原画像データ）の局所領域毎に行われる。そして、復元演算処理５０ｂでは、復元演算処理部５３によって、局所領域毎に選択／算出された復元フィルタをガンマ補正処理後の原画像データに適用する点像復元処理演算が、被写体像（原画像データ）の局所領域毎に行われ、回復画像データが取得される。

ここでいう「被写体像（原画像データ）の局所領域」とは、被写体像（原画像データ）の一部領域を意味し、例えば「原画像データを構成する各画素」や「被写体像を複数の分割領域に区分した場合の各分割領域（複数画素によって構成される各分割領域）」を「局所領域」としうる。

図１９は、画素データ毎に点像復元処理をコントロールする例を説明するための被写体像（撮影画像７５）例を示す図であって、カーネル（Ｋｍ、Ｋｎ）内の注目画素及びその周辺画素の画像解析データ（画像情報）に基づいて点像復元処理を行う例を示す。

本例の点像復元処理部３６（フィルタ選択部５２、フィルタ算出部５５）は、原画像データの解析処理（画像解析部５６）の結果から、点像復元処理で用いる復元フィルタを原画像データの画素データ毎に定める。

例えば、中央に配置される注目画素及びその周囲に配置される周辺画素によって構成される所定サイズのカーネル（例えば、９画素（Ｘ方向）×９画素（Ｙ方向）程度のカーネル（図１８の「Ｋｍ」及び「Ｋｎ」参照））を基準として、「カーネル内に主要被写体像が含まれるか否か（主要被写体像抽出部５７）」、「カーネル内に飽和画素が含まれるか否か（飽和画素検出部５８）」或いは「カーネル内の画素データから算出される代表値」等に基づいて、注目画素の復元フィルタが選択／算出されてもよい。注目画素を水平方向Ｈ／垂直方向Ｖに順次変えながら、この「画素データ毎の復元フィルタの選択／算出」の処理を行うことで、原画像データを構成する全画素の各々に対して復元フィルタを割り当てることができる。

なお、カーネルのサイズは特に限定されるものではないが、点像復元処理に使用される復元フィルタ（実空間上の復元フィルタ）のサイズ（図４の「実空間フィルタ」の「Ｎタップ」及び「Ｍタップ」参照）に基づいて定められることが望ましく、点像復元処理に使用される実空間フィルタのサイズと一致又はそれ以下のサイズにカーネルサイズを設定することが望ましい。

図２０Ａ，２０Ｂは、分割領域毎に点像復元処理をコントロールする例を説明するための被写体像（撮影画像７５）例を示す図である。図２０Ａに示す例では、複数の四角形状（矩形状）の分割領域７６が、水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖに設けられる。また、図２０Ｂに示す例では、複数の同心円によって区分される複数の分割領域７６が、被写体像（撮影画像７５）の中央を中心として設けられる。

図２０Ａ，２０Ｂに示される本例の点像復元処理部３６（フィルタ選択部５２、フィルタ算出部５５）は、原画像データが表す被写体像（原画像データ）を複数の分割領域に区分し、原画像データの解析処理の結果から、点像復元処理で用いる復元フィルタを分割領域７６毎に定める。

例えば、各分割領域７６を基準として、「分割領域７６内に主要被写体像が含まれるか否か（主要被写体像抽出部５７）」、「分割領域７６内に飽和画素が含まれるか否か（飽和画素検出部５８）」或いは「分割領域７６内の画素データから算出される代表値」等に基づいて、分割領域７６内の画素の復元フィルタが選択／算出されてもよい。分割領域を順次変えながら、この「分割領域毎の復元フィルタの選択／算出」の処理を行うことで、原画像データを構成する全画素の各々に対して復元フィルタを割り当てることができる。

このようにして被写体像（原画像データ）の局所領域毎（画素データ毎（図１９参照）、分割領域毎（図２０Ａ，２０Ｂ参照））に選択／算出された復元フィルタを局所位置毎に適用して点像復元処理を行うことで、局所位置毎の特性（特徴）に応じた、復元精度の高い回復画像データを取得することができる。

＜他の変形例＞
上述のデジタルカメラ１０は例示に過ぎず、他の構成に対しても本発明を適用することが可能である。各機能構成は、任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは両者の組み合わせによって適宜実現可能である。したがって、例えば、上述の各装置及び処理部（カメラ本体コントローラ２８、デバイス制御部３４、画像処理部３５、点像復元処理部３６等）における画像処理方法（画像処理手順）をコンピュータに実行させるプログラム、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、或いはそのようなプログラムをインストール可能なコンピュータに対しても本発明を適用することができる。

＜ＥＤｏＦシステムへの適用例＞
上述の実施形態における復元処理は、特定の撮影条件（例えば、絞り値、Ｆ値、焦点距離、レンズ種類、など）に応じて点拡がり（点像ぼけ）を回復修正することで本来の被写体像を復元する画像処理であるが、本発明を適用可能な画像復元処理は上述の実施形態における復元処理に限定されるものではない。例えば、拡大された被写界（焦点）深度（ＥＤｏＦ：Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｄｅｐｔｈ ｏｆ Ｆｉｅｌｄ（Ｆｏｃｕｓ））を有する光学系（撮影レンズ等）によって撮影取得された画像データに対する復元処理に対しても、本発明に係る復元処理を適用することが可能である。ＥＤｏＦ光学系によって被写界深度（焦点深度）が拡大された状態で撮影取得されるぼけ画像の画像データに対して復元処理を行うことで、広範囲でピントが合った状態の高解像度の画像データを復元生成することができる。この場合、ＥＤｏＦ光学系の点拡がり関数（ＰＳＦ、ＯＴＦ、ＭＴＦ、ＰＴＦ、等）に基づく復元フィルタであって、拡大された被写界深度（焦点深度）の範囲内において良好な画像復元が可能となるように設定されたフィルタ係数を有する復元フィルタを用いた復元処理が行われる。

以下に、ＥＤｏＦ光学系を介して撮影取得された画像データの復元に関するシステム（ＥＤｏＦシステム）の一例について説明する。なお、以下に示す例では、デモザイク処理後の画像データ（ＲＧＢデータ）から得られる輝度信号（Ｙデータ）に対して復元処理を行う例について説明するが、復元処理を行うタイミングは特に限定されず、例えば「デモザイク処理前の画像データ（モザイク画像データ）」や「デモザイク処理後であって輝度信号変換処理前の画像データ（デモザイク画像データ）」に対して復元処理が行われてもよい。

図２１は、ＥＤｏＦ光学系を備える撮像モジュール１０１の一形態を示すブロック図である。本例の撮像モジュール（デジタルカメラ等）１０１は、ＥＤｏＦ光学系（レンズユニット）１１０と、撮像素子１１２と、ＡＤ変換部１１４と、復元処理ブロック（画像処理部）１２０とを含む。

図２２は、ＥＤｏＦ光学系１１０の一例を示す図である。本例のＥＤｏＦ光学系１１０は、単焦点の固定された撮影レンズ１１０Ａと、瞳位置に配置される光学フィルタ１１１とを有する。光学フィルタ１１１は、位相を変調させるもので、拡大された被写界深度（焦点深度）（ＥＤｏＦ）が得られるようにＥＤｏＦ光学系１１０（撮影レンズ１１０Ａ）をＥＤｏＦ化する。このように、撮影レンズ１１０Ａ及び光学フィルタ１１１は、位相を変調して被写界深度を拡大させるレンズ部を構成する。

なお、ＥＤｏＦ光学系１１０は必要に応じて他の構成要素を含み、例えば光学フィルタ１１１の近傍には絞り（図示省略）が配設されている。また、光学フィルタ１１１は、１枚でもよいし、複数枚を組み合わせたものでもよい。また、光学フィルタ１１１は、光学的位相変調手段の一例に過ぎず、ＥＤｏＦ光学系１１０（撮影レンズ１１０Ａ）のＥＤｏＦ化は他の手段によって実現されてもよい。例えば、光学フィルタ１１１を設ける代わりに、本例の光学フィルタ１１１と同等の機能を有するようにレンズ設計された撮影レンズ１１０ＡによってＥＤｏＦ光学系１１０のＥＤｏＦ化を実現してもよい。

すなわち、撮像素子１１２の受光面への結像の波面を変化させる各種の手段によって、ＥＤｏＦ光学系１１０のＥＤｏＦ化を実現することが可能である。例えば、「厚みが変化する光学素子」、「屈折率が変化する光学素子（屈折率分布型波面変調レンズ等）」、「レンズ表面へのコーディング等により厚みや屈折率が変化する光学素子（波面変調ハイブリッドレンズ、レンズ面上に位相面として形成される光学素子、等）」、「光の位相分布を変調可能な液晶素子（液晶空間位相変調素子等）」を、ＥＤｏＦ光学系１１０のＥＤｏＦ化手段として採用しうる。このように、光波面変調素子（光学フィルタ１１１（位相板））によって規則的に分散した画像形成が可能なケースだけではなく、光波面変調素子を用いた場合と同様の分散画像を、光波面変調素子を用いずに撮影レンズ１１０Ａ自体によって形成可能なケースに対しても、本発明は応用可能である。

図２２に示すＥＤｏＦ光学系１１０は、メカ的に焦点調節を行う焦点調節機構を省略することができるため小型化が可能であり、カメラ付き携帯電話や携帯情報端末に好適に搭載可能である。

ＥＤｏＦ化されたＥＤｏＦ光学系１１０を通過後の光学像は、図２１に示す撮像素子１１２に結像され、ここで電気信号に変換される。

撮像素子１１２は、パターン配列（ベイヤー配列、ＧストライプＲ／Ｇ完全市松、Ｘ−Ｔｒａｎｓ配列、ハニカム配列、等）でマトリクス状に配置された複数画素によって構成され、各画素はマイクロレンズ、カラーフィルタ（本例ではＲＧＢカラーフィルタ）及びフォトダイオードを含んで構成される。ＥＤｏＦ光学系１１０を介して撮像素子１１２の受光面に入射した光学像は、その受光面に配列された各フォトダイオードにより入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。そして、各フォトダイオードに蓄積されたＲ・Ｇ・Ｂの信号電荷は、画素毎の電圧信号（画像信号）として順次出力される。

ＡＤ変換部１１４は、撮像素子１１２から画素毎に出力されるアナログのＲ・Ｇ・Ｂ画像信号をデジタルのＲＧＢ画像信号に変換する。ＡＤ変換部１１４によりデジタルの画像信号に変換されたデジタル画像信号は、復元処理ブロック１２０に加えられる。

復元処理ブロック１２０は、例えば、黒レベル調整部１２２と、ホワイトバランスゲイン部１２３と、ガンマ処理部１２４と、デモザイク処理部１２５と、ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換部１２６と、Ｙ信号復元処理部１２７とを含む。

黒レベル調整部１２２は、ＡＤ変換部１１４から出力されたデジタル画像信号に黒レベル調整を施す。黒レベル調整には、公知の方法が採用されうる。例えば、ある有効光電変換素子に着目した場合、その有効光電変換素子を含む光電変換素子行に含まれる複数のＯＢ光電変換素子の各々に対応する暗電流量取得用信号の平均を求め、その有効光電変換素子に対応する暗電流量取得用信号から該平均を減算することで、黒レベル調整が行われる。

ホワイトバランスゲイン部１２３は、黒レベルデータが調整されたデジタル画像信号に含まれるＲＧＢ各色信号のホワイトバランスゲインに応じたゲイン調整を行う。

ガンマ処理部１２４は、ホワイトバランス調整されたＲ、Ｇ、Ｂ画像信号が所望のガンマ特性となるように中間調等の階調補正を行うガンマ補正を行う。

デモザイク処理部１２５は、ガンマ補正後のＲ、Ｇ、Ｂ画像信号にデモザイク処理を施す。具体的には、デモザイク処理部１２５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号に色補間処理を施すことにより、撮像素子１１２の各受光画素から出力される一組の画像信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）を生成する。すなわち、色デモザイク処理前は、各受光画素からの画素信号はＲ、Ｇ、Ｂの画像信号のいずれかであるが、色デモザイク処理後は、各受光画素に対応するＲ、Ｇ、Ｂ信号の３つの画素信号の組が出力されることとなる。

ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換部１２６は、デモザイク処理された画素毎のＲ、Ｇ、Ｂ信号を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂに変換し、画素毎の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｒ、Ｃｂを出力する。

Ｙ信号復元処理部１２７は、予め記憶された復元フィルタに基づいて、ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換部１２６からの輝度信号Ｙに復元処理を行う。復元フィルタは、例えば、７×７のカーネルサイズを有するデコンボリューションカーネル（Ｍ＝７、Ｎ＝７のタップ数に対応）と、そのデコンボリューションカーネルに対応する演算係数（復元ゲインデータ、フィルタ係数に対応）とからなり、光学フィルタ１１１の位相変調分のデコンボリューション処理（逆畳み込み演算処理）に使用される。なお、復元フィルタは、光学フィルタ１１１に対応するものが図示しないメモリ（例えばＹ信号復元処理部１２７が付随的に設けられるメモリ）に記憶される。また、デコンボリューションカーネルのカーネルサイズは、７×７のものに限らない。

次に、復元処理ブロック１２０による復元処理について説明する。図２３は、図２１に示す復元処理ブロック１２０による復元処理フローの一例を示す図である。

黒レベル調整部１２２の一方の入力には、ＡＤ変換部１１４からデジタル画像信号が加えられており、他の入力には黒レベルデータが加えられており、黒レベル調整部１２２は、デジタル画像信号から黒レベルデータを減算し、黒レベルデータが減算されたデジタル画像信号をホワイトバランスゲイン部１２３に出力する（Ｓ６１）。これにより、デジタル画像信号には黒レベル成分が含まれなくなり、黒レベルを示すデジタル画像信号は０になる。

黒レベル調整後の画像データに対し、順次、ホワイトバランスゲイン部１２３、ガンマ処理部１２４による処理が施される（Ｓ６２及びＳ６３）。

ガンマ補正されたＲ、Ｇ、Ｂ信号は、デモザイク処理部１２５でデモザイク処理された後に、ＲＧＢ／ＹＣｒＣｂ変換部１２６において輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂに変換される（Ｓ６４）。

Ｙ信号復元処理部１２７は、輝度信号Ｙに、ＥＤｏＦ光学系１１０の光学フィルタ１１１の位相変調分のデコンボリューション処理を掛ける復元処理を行う（Ｓ６５）。すなわち、Ｙ信号復元処理部１２７は、任意の処理対象の画素を中心とする所定単位の画素群に対応する輝度信号（ここでは７×７画素の輝度信号）と、予めメモリなどに記憶されている復元フィルタ（７×７のデコンボリューションカーネルとその演算係数）とのデコンボリューション処理（逆畳み込み演算処理）を行う。Ｙ信号復元処理部１２７は、この所定単位の画素群ごとのデコンボリューション処理を撮像面の全領域をカバーするよう繰り返すことにより画像全体の像ぼけを取り除く復元処理を行う。復元フィルタは、デコンボリューション処理を施す画素群の中心の位置に応じて定められている。すなわち、近接する画素群には、共通の復元フィルタが適用される。さらに復元処理を簡略化するためには、全ての画素群に共通の復元フィルタが適用されることが好ましい。

図２４の（ａ）に示すように、ＥＤｏＦ光学系１１０を通過後の輝度信号の点像（光学像）は、大きな点像（ぼけた画像）として撮像素子１１２に結像されるが、Ｙ信号復元処理部１２７でのデコンボリューション処理により、図２４の（ｂ）に示すように小さな点像（高解像度の画像）に復元される。

上述のようにデモザイク処理後の輝度信号に復元処理をかけることで、復元処理のパラメータをＲＧＢ別々に持つ必要がなくなり、復元処理を高速化することができる。また、飛び飛びの位置にあるＲ・Ｇ・Ｂの画素に対応するＲ・Ｇ・Ｂの画像信号をそれぞれ１単位にまとめてデコンボリューション処理するのでなく、近接する画素の輝度信号同士を所定の単位にまとめ、その単位には共通の復元フィルタを適用してデコンボリューション処理するため、復元処理の精度が向上する。なお、色差信号Ｃｒ・Ｃｂについては、人の目による視覚の特性上、復元処理で解像度を上げなくても画質的には許容される。また、ＪＰＥＧのような圧縮形式で画像を記録する場合、色差信号は輝度信号よりも高い圧縮率で圧縮されるので、復元処理で解像度を上げる必要性が乏しい。こうして、復元精度の向上と処理の簡易化及び高速化を両立できる。

以上説明したようなＥＤｏＦシステムの復元処理に対しても、本発明の各実施形態に係る点像復元処理を適用することが可能である。

なお、上述の各実施形態では、点像復元処理部３６が、デジタルカメラ１０のカメラ本体１４（カメラ本体コントローラ２８）に設けられる態様について説明したが、コンピュータ６０やサーバ８０等の他の装置に点像復元処理部３６が設けられてもよい。

例えば、コンピュータ６０において画像データを加工する際に、コンピュータ６０に設けられる点像復元処理部によってこの画像データの点像復元処理が行われてもよい。また、サーバ８０が点像復元処理部を備える場合、例えば、デジタルカメラ１０やコンピュータ６０からサーバ８０に画像データが送信され、サーバ８０の点像復元処理部においてこの画像データに対して点像復元処理が行われ、点像復元処理後の画像データ（回復画像データ）が送信元に送信・提供されるようにしてもよい。

また、本発明を適用可能な態様はデジタルカメラ１０、コンピュータ６０及びサーバ８０には限定されず、撮像を主たる機能とするカメラ類の他に、撮像機能に加えて撮像以外の他の機能（通話機能、通信機能、その他のコンピュータ機能）を備えるモバイル機器類に対しても適用可能である。本発明を適用可能な他の態様としては、例えば、カメラ機能を有する携帯電話機やスマートフォン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯型ゲーム機が挙げられる。以下、本発明を適用可能なスマートフォンの一例について説明する。

＜スマートフォンの構成＞
図２５は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２０１の外観を示すものである。図２５に示すスマートフォン２０１は、平板状の筐体２０２を有し、筐体２０２の一方の面に表示部としての表示パネル２２１と、入力部としての操作パネル２２２とが一体となった表示入力部２２０を備えている。また、斯かる筐体２０２は、スピーカ２３１と、マイクロホン２３２、操作部２４０と、カメラ部２４１とを備えている。なお、筐体２０２の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用することもできる。

図２６は、図２５に示すスマートフォン２０１の構成を示すブロック図である。図２６に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２２０と、通話部２３０と、操作部２４０と、カメラ部２４１と、記憶部２５０と、外部入出力部２６０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２７０と、モーションセンサ部２８０と、電源部２９０と、主制御部２００とを備える。また、スマートフォン２０１の主たる機能として、基地局装置ＢＳと移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。

無線通信部２１０は、主制御部２００の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。係る無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。

表示入力部２２０は、主制御部２００の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達し、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２２１と、操作パネル２２２とを備える。

表示パネル２２１は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。操作パネル２２２は、表示パネル２２１の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。係るデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２００に出力する。次いで、主制御部２００は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２２１上の操作位置（座標）を検出する。

図２５に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２０１の表示パネル２２１と操作パネル２２２とは一体となって表示入力部２２０を構成しているが、操作パネル２２２が表示パネル２２１を完全に覆うような配置となっている。係る配置を採用した場合、操作パネル２２２は、表示パネル２２１外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２２２は、表示パネル２２１に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２２１に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。

なお、表示領域の大きさと表示パネル２２１の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２２２が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０２の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２２２で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。

通話部２３０は、スピーカ２３１やマイクロホン２３２を備え、マイクロホン２３２を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２００にて処理可能な音声データに変換して主制御部２００に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２６０により受信された音声データを復号してスピーカ２３１から出力するものである。また、図２５に示すように、例えば、スピーカ２３１を表示入力部２２０が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２３２を筐体２０２の側面に搭載することができる。

操作部２４０は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図２５に示すように、操作部２４０は、スマートフォン２０１の筐体２０２の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。

記憶部２５０は、主制御部２００の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２５０は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２５１と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２５２により構成される。なお、記憶部２５０を構成するそれぞれの内部記憶部２５１と外部記憶部２５２は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。

外部入出力部２６０は、スマートフォン２０１に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。

スマートフォン２０１に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２０１の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２０１の内部のデータを外部機器に伝送することが可能である。

ＧＰＳ受信部２７０は、主制御部２００の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２０１の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２７０は、無線通信部２１０や外部入出力部２６０（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。

モーションセンサ部２８０は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２００の指示にしたがって、スマートフォン２０１の物理的な動きを検出する。スマートフォン２０１の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２０１の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２００に出力されるものである。

電源部２９０は、主制御部２００の指示にしたがって、スマートフォン２０１の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。

主制御部２００は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２５０が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２０１の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２００は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。

アプリケーション処理機能は、記憶部２５０が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２００が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２６０を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。

また、主制御部２００は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２２０に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２００が、上記画像データを復号し、係る復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２２０に表示する機能のことをいう。

更に、主制御部２００は、表示パネル２２１に対する表示制御と、操作部２４０、操作パネル２２２を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。

表示制御の実行により、主制御部２００は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成するためのウィンドウを表示する。なお、スクロールバーとは、表示パネル２２１の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。

また、操作検出制御の実行により、主制御部２００は、操作部２４０を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２２２を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。

更に、操作検出制御の実行により主制御部２００は、操作パネル２２２に対する操作位置が、表示パネル２２１に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２２１に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２２２の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。

また、主制御部２００は、操作パネル２２２に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。

カメラ部２４１は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像素子を用いて電子撮影するデジタルカメラである。また、カメラ部２４１は、主制御部２００の制御により、撮像によって得た画像データを例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）などの圧縮した画像データに変換し、記憶部２５０に記録したり、入出力部２６０や無線通信部２１０を通じて出力することができる。図２５に示すにスマートフォン２０１において、カメラ部２４１は表示入力部２２０と同じ面に搭載されているが、カメラ部２４１の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２２０の背面に搭載されてもよいし、あるいは、複数のカメラ部２４１が搭載されてもよい。なお、複数のカメラ部２４１が搭載されている場合、撮影に供するカメラ部２４１を切り替えて単独にて撮影したり、あるいは、複数のカメラ部２４１を同時に使用して撮影することもできる。

また、カメラ部２４１はスマートフォン２０１の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２２１にカメラ部２４１で取得した画像を表示することや、操作パネル２２２の操作入力のひとつとして、カメラ部２４１の画像を利用することができる。また、ＧＰＳ受信部２７０が位置を検出する際に、カメラ部２４１からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２４１からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２０１のカメラ部２４１の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２４１からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。

その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２７０により取得した位置情報、マイクロホン２３２により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２８０により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２５０に記録したり、入出力部２６０や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。

上述のスマートフォン２０１において、点像復元処理に関連する上述の各処理部は、例えば主制御部２００、記憶部２５０等によって適宜実現可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１０…デジタルカメラ、１２…レンズユニット、１４…カメラ本体、１６…レンズ、１７…絞り、１８…光学系操作部、２０…レンズユニットコントローラ、２２…レンズユニット端子、２６…撮像素子、２８…カメラ本体コントローラ、３０…カメラ本体端子、３２…入出力インターフェース、３４…デバイス制御部、３５…画像処理部、３６…点像復元処理部、４１…オフセット補正処理、４２…ＷＢ補正処理、４３…デモザイク処理、４４…ガンマ補正処理、４５…輝度・色差変換処理、４６…点像復元処理、４７…色信号変換処理、４８…代表値算出処理、４９…復元フィルタ選択／算出処理、５０…復元演算処理、５１…光学系データ取得部、５２…フィルタ選択部、５３…復元演算処理部、５４…復元フィルタ記憶部、５５…フィルタ算出部、５６…画像解析部、５７…主要被写体像抽出部、５８…飽和画素検出部、５９…代表値算出部、６０…コンピュータ、６２…コンピュータ端子、６４…コンピュータコントローラ、６６…ディスプレイ、７０…インターネット、７５…撮影画像、７６…分割領域、８０…サーバ、８２…サーバ端子、８４…サーバコントローラ、２００…主制御部、２０１…スマートフォン、２０２…筐体、２１０…無線通信部、２２０…表示入力部、２２１…表示パネル、２２２…操作パネル、２３０…通話部、２３１…スピーカ、２３２…マイクロホン、２４０…操作部、２４１…カメラ部、２５０…記憶部、２５１…内部記憶部、２５２…外部記憶部、２６０…外部入出力部、２７０…ＧＰＳ受信部、２８０…モーションセンサ部、２９０…電源部

Claims (16)

1. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理装置であって、
   前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正部と、
   階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う復元処理部と、を備え、
   前記復元フィルタは、前記対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理装置。
2. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理装置であって、
   前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正部と、
   階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う復元処理部と、を備え、
   前記復元フィルタは、前記対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理装置。
3. 前記復元処理部は、前記光学系の前記点拡がり関数を示す光学系データを取得し、当該光学系データに基づく前記復元フィルタを用いて前記復元処理を行う請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記復元フィルタは、予め生成されており、
   前記復元処理部は、予め生成された前記復元フィルタのうち、前記原画像データの取得に用いられた前記光学系の前記光学系データに対応する復元フィルタを選択して前記復元処理に用いる請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記復元処理部は、前記原画像データの取得に用いられた前記光学系の前記光学系データに基づいて前記復元フィルタを生成し、生成した当該復元フィルタを前記復元処理に用いる請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記復元処理部は、前記原画像データの解析処理を行い、当該解析処理の結果に基づく前記復元フィルタを用いて前記復元処理を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記解析処理は、前記被写体像を表す前記原画像データのうち主要被写体像を表すデータを特定する処理を含み、
   前記復元処理部は、前記原画像データのうち前記主要被写体像を表すデータに基づく前記復元フィルタを用いて、前記復元処理を行う請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記復元処理部は、前記解析処理の結果から、前記復元処理で用いる前記復元フィルタを前記被写体像毎に定める請求項６又は７に記載の画像処理装置。
9. 前記復元処理部は、前記原画像データが表す前記被写体像を複数の分割領域に区分し、前記解析処理の結果から、前記復元処理で用いる前記復元フィルタを前記分割領域毎に定める請求項６又は７に記載の画像処理装置。
10. 前記復元処理部は、前記解析処理の結果から、前記復元処理で用いる前記復元フィルタを前記原画像データの画素データ毎に定める請求項６又は７に記載の画像処理装置。
11. 光学系を用いた被写体像の撮影により原画像データを出力する撮像素子と、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置と、を備える撮像装置。
12. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、
    前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正ステップと、
    階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う復元処理ステップと、を備え、
    前記復元フィルタは、前記対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理方法。
13. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、
    前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う階調補正ステップと、
    階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う復元処理ステップと、を備え、
    前記復元フィルタは、前記対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成る画像処理方法。
14. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得するプログラムであって、
    前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う手順と、
    階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記復元フィルタは、前記対数化処理前の画像データに対応したフィルタ係数から成るプログラム。
15. 光学系を用いた被写体像の撮影により撮像素子から取得される原画像データに対し、前記光学系の点拡がり関数に基づく復元フィルタを用いた復元処理を行って回復画像データを取得する画像処理方法であって、
    前記原画像データに対して、対数化処理による階調補正を行う手順と、
    階調補正された前記原画像データの色データに対して前記復元処理を行う手順と、をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記復元フィルタは、前記対数化処理後の画像データに対応したフィルタ係数から成るプログラム。
16. 請求項１４又は１５のいずれかに記載のプログラムのコンピュータ読み取り可能なコードが記録された、非一時的記録媒体。