[發明專利]圖像拍攝裝置及圖像處理方法

無效

• 申請號: 201010572695.2
• 申請日: 2010-11-29
• 公開（公告）號: CN102082912A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 永田徹
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 遲軍

技術領域

本發明涉及利用圖像恢復來改善由圖像拍攝系統的光學特性引起的圖像質量的劣化的圖像拍攝裝置及圖像處理方法。

背景技術

作為校正拍攝圖像中的模糊分量的劣化的方法，已知有一種使用物鏡(objective?lens)的光學傳遞函數(OTF)信息的校正方法。該方法一般被稱作“圖像恢復(image?recovery)”或者“圖像復原(image?restoration)”，因此，通過該方法執行的校正處理將被描述為“圖像恢復”或者更簡單地稱作“恢復”。

由于物鏡的OTF依據焦距改變，因此基于該OTF生成、并應用于圖像恢復處理的恢復濾波器也依據物鏡的焦距而不同。因此，存在針對恢復濾波器的最佳物距。如果不考慮被攝體是物距與恢復濾波器不匹配的失焦(out-of-focus)被攝體這一事實、而針對該被攝體執行恢復處理，則產生圖像質量的劣化，例如偽色(false?color)的生成。

下面將簡要說明偽色生成的原理。一般，圖像拍攝光學系統具有軸向色差特性(axial?chromatic?aberration?characteristic)，即針對各波長(即各顏色分量)，焦點沿光軸偏移。假設被攝體的各個部分具有不同的物距，例如3D物體。在這種情況下，與各個部分相對應地，各個顏色的焦點相對于圖像傳感器改變。根據軸向色差特性，在被攝體的拍攝圖像中，顏色模糊發生在邊緣部分。該模糊還在焦距之前和之后發生改變。當通過使用與給定焦距對應的圖像恢復濾波器恢復這樣的圖像時，各顏色分量的恢復度不期望地發生改變，并且顏色模糊的改變增加，導致在邊緣部分的偽色的生成。

這種偽色的生成能夠通過不使用與物距不匹配的不適當的恢復濾波器來避免。例如，已知下面的技術。首先，公開了這樣一種技術：通過測量物距來使恢復濾波器與至被攝體的各部分的距離相匹配，并使用分別與所測量的物距相匹配的不同濾波器來執行恢復(例如，參見日本專利特開2002-112099號)。另外，還公開了這樣一種技術：如果被攝體的形狀恒定，則根據該形狀，將框中的目標被攝體的特定區域視為待聚焦的被攝體區域，然后僅恢復該特定區域(例如，參見日本專利特開平10-165365號)。此外，還公開了以下技術，其中為了提取被攝體上的對焦部分，針對被攝體利用微分處理來計算斜率(gradient)，對斜率大的部分進行恢復(例如，參見日本專利特開2002-300461號)。

在上述技術中，通過控制避免使用與物距不匹配的不適當的濾波器來防止圖像質量的劣化，更具體地說是防止偽色的生成。然而，這些技術具有下述問題。

首先，根據測量物距的技術，測量框內所有區域的精確物距會增加圖像拍攝單元的物理尺寸和成本。確定對焦區域的技術以假設被攝體具有特定形狀為前提，不能應用于一般的拍攝圖像。根據恢復具有高斜率值的被攝體的區域的技術，具有低對比度和高空間頻率分量的區域(作為待恢復部分)被從恢復目標中排除。

發明內容

本發明提供一種利用簡單結構、僅對拍攝圖像中的適當區域執行恢復處理，以抑制其他區域中圖像質量劣化的圖像拍攝裝置及圖像處理方法。

根據本發明的第一方面，提供一種圖像拍攝裝置，該圖像拍攝裝置包括：攝像單元，其被配置為通過拍攝被攝體的圖像來獲得拍攝圖像；劃分單元，其被配置為計算所述拍攝圖像的各像素的頻率分量，并將所述像素劃分成恢復區域中的像素和非恢復區域中的其他像素，所述恢復區域中的像素的頻率分量不小于預定閾值；恢復單元，其被配置為對所述恢復區域中的像素執行恢復處理，以校正由所述攝像單元的光學特性引起的圖像質量劣化；以及合成單元，其被配置為通過對執行了所述恢復處理的所述恢復區域中的像素和所述非恢復區域中的像素進行合成，來重構所述拍攝圖像。

根據本發明的另一方面，提供一種圖像拍攝裝置中的圖像處理方法，所述圖像處理方法包括以下步驟：通過拍攝被攝體的圖像來獲得拍攝圖像；計算所述拍攝圖像的各像素的頻率分量；通過將所述計算步驟中計算出的頻率分量不小于預定閾值的像素設置為屬于恢復區域的像素、將其他像素設置為屬于非恢復區域的像素，來劃分所述拍攝圖像；對所述恢復區域中的像素執行恢復處理，以校正由所述圖像拍攝裝置的光學特性引起的圖像質量劣化；以及通過對執行了所述恢復處理的所述恢復區域中的像素和所述非恢復區域中的像素進行合成，來重構所述拍攝圖像。

通過下面參照附圖的示例性實施例的描述，本發明的其他特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是示出根據實施例的圖像拍攝裝置的結構的框圖；

圖2是示出根據實施例的圖像恢復單元及其相關部分的詳細結構的框圖；