[发明专利]图像处理方法及图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及对像素值饱和的区域或者产生伪色的区域进行校正的图像处理方法及图像处理装置。

背景技术

在摄像的各种用途中，由于镜面反射的影响，有可能在摄像图像内产生亮点(glare spot)。这种亮点将导致摄像场景的构成不清楚，致使摄像图像的视觉识别性下降。

如果将这种摄像图像中的亮点作为像素值来考虑，则其值饱和。例如，在利用8比特表现灰度图像的各个像素的情况下，作为像素值能够取0～255的值，但在亮点处成为255或者与其接近的值。

在摄像处理中，传感器捕捉从拍摄的场景反射的光。通常，用语“光”不一定是指可见范围的光，也可以是任何电磁波。用语“镜面反射”通常是指光的大部分原则上在被拍摄的被摄体的表面向相同的方向反射、并且是指原则上从相同的方向传播过来的光的反射。用语“反射”是指波入射到表面上的角度与该波在表面反射的角度相等的、不同的两个物质的边界面处的光线的波面方向的变化。关于是否产生镜面反射，受被摄体的表面的性质和光源相对于被摄体表面的特性及位置的影响。具体地讲，使光在大的范围内反射的、湿润的表面等具有光泽的物质，在摄像时有可能成为亮点的起因。尤其是在点状光源的情况下，与光泽面接触的较强的光线沿相同的方向反射，在这种情况下拍摄到的图像有可能产生极度的亮点。

镜面反射使得摄像图像的质量下降的示例有许多。例如，镜面反射的影响有时能够在反射太阳光的水面上看到。在拍摄被印刷到光泽纸上的文档(document)的情况下，或者在拍摄佩戴眼镜的人脸或窗户或镜子等玻璃面的情况下，也会产生镜面反射。这种镜面反射的不良结果是被亮点阻挡的部分的信息丢失。由于这种信息的缺失，观赏该摄像图像的人有时会感觉不舒服。并且，镜面反射很可能会引发文档摄影等用途中的重大问题。具体地讲，所拍摄的文档的文本或者图由于镜面反射而被阻挡，有可能使得拍摄到的文档不完整。

并且，在拍摄明亮部位和暗部位混合存在的场景时，也会产生与镜面反射相同的情况。例如，在进行诸如从室内拍摄室内的风景和窗户外面的风景双方的摄影的情况下，由于窗户外面相比室内非常明亮，因而拍摄了窗户外面的部分的像素值成为饱和。

镜面反射很容易成为重大的问题的领域是医用图像领域。众所周知的医用图像用途之一是内窥镜检查。用语“内窥镜检查”是指为了医学原因而拍摄体内区域。内窥镜检查的结果即摄像图像以及/或者视频序列被用来支持诊断和手术。内窥镜检查通常使用内窥镜进行，该内窥镜包括标准挠性管、对观察对象的体内区域进行照射的光源、拍摄期望的区域的摄像机等检测设备。通常，光是从与内窥镜连接的体外的光源通过光纤输送到体内。在内窥镜检查中拍摄到的图像尤其容易受到镜面反射的影响。由于湿润而成为高反射面的内窥镜的被摄体是其主要原因之一，另一个原因是，由于照射体内的光源具有点状特征，因而光线原则上从同一方向照射表面，并且在与该原则不同的另一种原则上是在同一方向反射。

在内窥镜检查中作为镜面反射的结果而产生的亮点使得画质明显下降。尤其在过饱和的亮点区域中没有图像信息，因而医师有可能在摄像图像的诊断中漏看了异常。并且，通常内窥镜相对于被拍摄的被摄体进行相对运动。其原因是内窥镜自身有可能产生的随机或者受控制的运动、以及/或者例如由于患者的呼吸循环或心搏而造成的摄像场景的运动。与这种恒定的运动相对应，由于镜面反射而产生的亮点也在运动。在内窥镜检查装置的显示器上运动的亮点成为诊断和手术中的医师的障碍，尤其是在使用内窥镜进行手术的情况下，也许会转移医师的注意力。

为了对镜面反射进行校正，专利文献1公开了在子宫颈癌检测用的装置内使用两个光源。由于镜面反射而产生的亮点，根据光源而产生于图像内的不同位置。因此，通过对使用其它光源拍摄到的图像进行组合来去除亮点。

专利文献2涉及通过对分开独立设置的多个摄像机的图像进行组合，降低摄影文档的镜面反射。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】美国专利第6,088,612号

【专利文献2】美国专利公开第2008/0165266号

发明概要

发明要解决的问题

这些现有技术的解决方案的一个缺点是，由于光源和光检测器是2倍数量，使得这种装置花费的费用和复杂性增加。在现有技术的解决方案中，其前提条件是两个光源或者光检测器的位置是已知的。因此，镜面反射校正也是摄像系统特有的，不能适用于利用其它系统拍摄到的图像。

发明内容