[發明專利]圖像處理裝置、攝像裝置以及圖像處理方法

有效

• 申請號: 201380051298.2
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN104704806B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 杉本雅彥;林健吉;成瀨洋介
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G06T5/20
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 權太白,謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種基于點擴散函數的復原處理的圖像處理裝置、攝像裝置、圖像處理方法、程序以及記錄介質。

背景技術

在經由攝像光學系統而被攝影的被攝體像中，由于由攝像光學系統引起的衍射、像差等的影響，有時能夠看到點被攝體具有微小的擴散的所謂點擴散現象。表示針對光學系統的點光源的響應的函數被稱為點擴散函數(PSF：Point Spread Function)，作為影響攝影圖像的分辨率劣化(模糊)的參數而被公知。

由于該點擴散現象而畫質劣化了的攝影圖像能夠通過接受基于PSF的點像復原處理來恢復畫質。點像復原處理是預先求出由透鏡(光學系統)的像差等引起的劣化特性(點像特性)，通過采用與該點像特性相應的復原濾波器(恢復濾波器)的圖像處理來消除攝影圖像的點擴散的處理。

關于該點像復原處理，提出了各種方法，例如專利文獻1公開了能夠關于臨時進行了恢復處理的圖像，之后變更恢復處理的強度的圖像處理裝置。在該圖像處理裝置中，通過將校正濾波器應用于攝影圖像來生成校正圖像，生成攝影圖像與校正圖像的差分圖像，保存攝影圖像、校正圖像以及差分圖像。

另外專利文獻2公開了針對進行了非線性校正的圖像采用盲反卷積來進行圖像恢復的圖像處理裝置。該圖像處理裝置具備校正部和圖像恢復部，所述校正部針對實施了非線性的灰度校正的攝影圖像進行使非線性的灰度校正降低的校正，所述圖像恢復部針對降低了灰度校正的攝影圖像而應用盲反卷積來進行圖像恢復。

另外專利文獻3公開了使基于圖像恢復處理的圖像數據的過恢復降低的圖像處理裝置。在該圖像處理裝置中，在伽瑪(gamma)處理前進行針對RGB形式的彩色圖像數據的圖像恢復處理，由伽瑪校正所導致的像素信號值的放大以及衰減的差異被吸收，計算出變化量的極限值，以使得像素信號值的變化量的最大值在伽瑪校正后也為恒定。由此，“發生通過飽和像素實際得到的圖像數據的劣化狀態與由圖像恢復濾波器假定為恢復對象的圖像數據的劣化狀態不一致的事態”、“在邊緣部分產生下沖、過沖這樣的畫質劣化，特別是在低亮度部的下沖通過圖像恢復處理后的伽瑪處理被放大”等技術上的課題得以解決。

另外，光學系統的點擴散函數在焦點深度被擴大了的圖像的復原技術也被使用。例如專利文獻4公開了短時間且高精度地執行圖像復原的攝像模塊。在該攝影模塊中，通過對去馬賽克算法處理(同步處理)后的亮度信號實施復原處理，不需要分RGB地具有復原處理的參數，復原處理高速化。另外，將靠近的像素彼此整合成預定的單位，通過對該單位應用共同的復原處理參數來進行反卷積處理，實現了復原處理精度的提高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-151627號公報

專利文獻2：日本特開2011-059813號公報

專利文獻3：日本特開2013-020610號公報

專利文獻4：日本特開2012-049759號公報

發明內容

發明所要解決的課題

上述點像復原處理是將由于光學系統的點擴散現象(攝像光學特性)而模糊了的圖像復原成原來的清晰的圖像的處理，是通過針對畫質劣化了的原圖像數據而應用基于點擴散函數的復原濾波器，來獲取消除了畫質劣化的恢復圖像的技術。

因此，為了得到忠實地重現了被攝體像的恢復圖像，需要用于點像復原處理的“復原濾波器的特性”與“原圖像數據的畫質劣化”適當地相匹配。

即，如果設計能夠準確地把握由于光學系統而導致的畫質劣化，嚴格地消除這樣的畫質劣化的復原濾波器，并將由光學系統所導致的畫質劣化(點擴散現象)準確地反映到原圖像數據，則在原理上，能夠從“畫質劣化了的攝影圖像”得到“忠實地重現了被攝體像的高畫質的圖像”。

然而，根據被攝體像、攝影設備的特性，有時“復原濾波器的特性”與“原圖像數據的畫質劣化”沒有適當地相匹配。

例如，關于原圖像數據，根據攝像元件的攝像能力而畫質變動，在被攝體像非常明亮的情況下，有時在攝像元件中產生像素飽和現象。在產生了這樣的像素飽和的情況下，該飽和像素數據(飽和像素值)被裁剪等，因此，所得到的原圖像數據不一定忠實地重現被攝體像。

這樣，成為復原處理的對象的原圖像數據不僅受到源于光學系統的劣化特性的影響，還受到源于攝像元件的劣化特性的影響，特別是在被攝體像的對比度大的情況下，有時產生意想不到的畫質劣化。