[发明专利]图像拍摄装置及图像处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用图像恢复来改善由图像拍摄系统的光学特性引起的图像质量的劣化的图像拍摄装置及图像处理方法。

背景技术

作为校正拍摄图像中的模糊分量的劣化的方法，已知有一种使用物镜(objective lens)的光学传递函数(OTF)信息的校正方法。该方法一般被称作“图像恢复(image recovery)”或者“图像复原(image restoration)”，因此，通过该方法执行的校正处理将被描述为“图像恢复”或者更简单地称作“恢复”。

由于物镜的OTF依据焦距改变，因此基于该OTF生成、并应用于图像恢复处理的恢复滤波器也依据物镜的焦距而不同。因此，存在针对恢复滤波器的最佳物距。如果不考虑被摄体是物距与恢复滤波器不匹配的失焦(out-of-focus)被摄体这一事实、而针对该被摄体执行恢复处理，则产生图像质量的劣化，例如伪色(false color)的生成。

下面将简要说明伪色生成的原理。一般，图像拍摄光学系统具有轴向色差特性(axial chromatic aberration characteristic)，即针对各波长(即各颜色分量)，焦点沿光轴偏移。假设被摄体的各个部分具有不同的物距，例如3D物体。在这种情况下，与各个部分相对应地，各个颜色的焦点相对于图像传感器改变。根据轴向色差特性，在被摄体的拍摄图像中，颜色模糊发生在边缘部分。该模糊还在焦距之前和之后发生改变。当通过使用与给定焦距对应的图像恢复滤波器恢复这样的图像时，各颜色分量的恢复度不期望地发生改变，并且颜色模糊的改变增加，导致在边缘部分的伪色的生成。

这种伪色的生成能够通过不使用与物距不匹配的不适当的恢复滤波器来避免。例如，已知下面的技术。首先，公开了这样一种技术：通过测量物距来使恢复滤波器与至被摄体的各部分的距离相匹配，并使用分别与所测量的物距相匹配的不同滤波器来执行恢复(例如，参见日本专利特开2002-112099号)。另外，还公开了这样一种技术：如果被摄体的形状恒定，则根据该形状，将框中的目标被摄体的特定区域视为待聚焦的被摄体区域，然后仅恢复该特定区域(例如，参见日本专利特开平10-165365号)。此外，还公开了以下技术，其中为了提取被摄体上的对焦部分，针对被摄体利用微分处理来计算斜率(gradient)，对斜率大的部分进行恢复(例如，参见日本专利特开2002-300461号)。

在上述技术中，通过控制避免使用与物距不匹配的不适当的滤波器来防止图像质量的劣化，更具体地说是防止伪色的生成。然而，这些技术具有下述问题。

首先，根据测量物距的技术，测量框内所有区域的精确物距会增加图像拍摄单元的物理尺寸和成本。确定对焦区域的技术以假设被摄体具有特定形状为前提，不能应用于一般的拍摄图像。根据恢复具有高斜率值的被摄体的区域的技术，具有低对比度和高空间频率分量的区域(作为待恢复部分)被从恢复目标中排除。

发明内容

本发明提供一种利用简单结构、仅对拍摄图像中的适当区域执行恢复处理，以抑制其他区域中图像质量劣化的图像拍摄装置及图像处理方法。

根据本发明的第一方面，提供一种图像拍摄装置，该图像拍摄装置包括：摄像单元，其被配置为通过拍摄被摄体的图像来获得拍摄图像；划分单元，其被配置为计算所述拍摄图像的各像素的频率分量，并将所述像素划分成恢复区域中的像素和非恢复区域中的其他像素，所述恢复区域中的像素的频率分量不小于预定阈值；恢复单元，其被配置为对所述恢复区域中的像素执行恢复处理，以校正由所述摄像单元的光学特性引起的图像质量劣化；以及合成单元，其被配置为通过对执行了所述恢复处理的所述恢复区域中的像素和所述非恢复区域中的像素进行合成，来重构所述拍摄图像。

根据本发明的另一方面，提供一种图像拍摄装置中的图像处理方法，所述图像处理方法包括以下步骤：通过拍摄被摄体的图像来获得拍摄图像；计算所述拍摄图像的各像素的频率分量；通过将所述计算步骤中计算出的频率分量不小于预定阈值的像素设置为属于恢复区域的像素、将其他像素设置为属于非恢复区域的像素，来划分所述拍摄图像；对所述恢复区域中的像素执行恢复处理，以校正由所述图像拍摄装置的光学特性引起的图像质量劣化；以及通过对执行了所述恢复处理的所述恢复区域中的像素和所述非恢复区域中的像素进行合成，来重构所述拍摄图像。

通过下面参照附图的示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据实施例的图像拍摄装置的结构的框图；

图2是示出根据实施例的图像恢复单元及其相关部分的详细结构的框图；