[发明专利]图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够取得彩色信息以及偏振信息这两方的图像处理装置以及图像输入方法。

背景技术

近年的数字摄像机的进步非常显著，将来，预想在移动电话的照相机中也能够得到HDTV画质。可是，若将光学系、摄像元件小型化，则由于灵敏度、透镜衍射极限等，会产生图像摄像的极限的问题，因此，可以认为将来高精细化也会达到极限。此时，对不满意的被拍摄体的图像信息施加计算机图形学的处理对于画质提高较为有效。可是，为此，被拍摄体的3维形状信息、对被拍摄体进行照明的光源等，必须取得图像生成过程中的物理信息。为了取得形状信息，通常，需要T投光激光、LED光源的有源传感器(アクテイブセンサ)、2眼立体视(2眼ステレオ)等距离测量系统。这些是较大规模的系统，并且存在各种的制约。例如存在照相机和被拍摄体的距离充其量不过只有数m程度、对象被拍摄体限于固形物且明亮的扩散物体等制约。为此，不能够用于远距离的屋外场景摄影、毛发或衣服较为重要的人物摄影。

以往，作为完全被动的被拍摄体形状传感方式，具有利用偏振的技术。这是利用了如下原理的技术：即来自照射了非偏振的自然光的被拍摄体的反射光(镜面反射光或扩散反射光)因表面的朝向、视点这样的几何学的因素而呈现出种种的部分偏振。为了该信息的取得，需要将被拍摄体各像素的部分偏振状态作为偏振图像而取得。

在非专利文献1中，公开了一边对在照相机的透镜前安装的液晶型偏振板进行控制一边取得动态图像的照相机。若使用此，则能够将彩色动态图像和被拍摄体的部分偏振的信息作为图像而取得。可是，通过一边在液晶上施加电压而改变偏振板的偏振主轴一边取得数帧，能够首先取得一个偏振信息。因此，在彩色图像和偏振图像中产生数帧的错位，不能够同时地取得这些的图像。该技术，与机构地使偏振板旋转的技术等同。

在非专利文献2以及非专利文献3中公开了如下技术内容：即为了同时取得辉度图像和被拍摄体的部分偏振的图像而在摄像元件空间配置具有多个不同的偏振主轴的图案化(图案化)偏振体。作为图案化偏振体，利用光子晶体、构造双折射(複屈折)波长板阵列。可是，在这些技术中，只能够同时取得单色图像和偏振图像。

专利文献1公开了如下技术内容：即通过在彩色马赛克和G像素的一部设置偏振滤光器，而使摄像元件的一部分具有偏振特性，而同时取得彩色图像和偏振信息。在该技术中，从彩色图像取得抑制了镜面反射成分后的图像。在该技术中，由于进行了取得在不同的两个的偏振像素间存在的差这样的单纯操作，因此不能够完全得到被拍摄体的部分偏振信息。

【专利文献1】特开2006-254331号公报

【非专利文献1】Lawrence  B.Wolff：“Polarization vision  ：a new sensory approach to image understanding”，Image and Vision Computing 15(1997)PP.81-93，Elsevier Science B.V.

【非专利文献2】川島，佐藤，川上，長，太田，青木：’图案化偏振体を用いた偏振イメ一ジングデバイス和利用技术的開発’電子信息通信学会2006年総合全国大会，No.D-11-52，P52，March 2006

【非专利文献3】菊田，岩田：’偏振图像测量系统’，Oplus E，Vol.25，No.11，P1241-1247，2003

在以往的技术中，不能够同时取得被拍摄体的彩色图像和被拍摄体的部分偏振的偏振图像。为此，不能够取得彩色动态图像，并且不能够取得时间上没有错位的形状信息。

若使用以往的技术，则虽然能够同时取得单色辉度图像和偏振图像，但是对于彩色化，需要针对R、G、B这3个波段(バンド)的波长带域取得偏振信息。为此，产生了以下的课题：

1)彩色分离特性和偏振特性相干涉。

2)难于彩色辉度取得和偏振信息取得的兼顾。