[发明专利]图像处理装置、图像捕获装置、图像处理方法和存储介质

说明书

公开了图像处理装置、图像捕获装置、图像处理方法和存储介质。图像处理装置执行用于针对通过使用光学系统进行图像捕获而生成的输入图像校正包含旋转对称分量和偏移分量的横向色差的图像处理。图像处理装置包括：第一获取器，被配置成获取关于作为旋转对称分量和偏移分量中的一个的第一分量的第一分量信息，该第一分量信息在输入图像被获取之前被获取并存储；第二获取器，被配置成通过使用输入图像和第一分量信息来基于颜色偏移量获取关于作为旋转对称分量和偏移分量中的另一个的第二分量的第二分量信息；和校正器，被配置成用第一分量信息和第二分量信息对输入图像执行校正处理。

技术领域

本发明涉及一种被配置成校正在捕获图像中的成像光学系统的横向色差(或倍率色差)的图像处理技术。

背景技术

被配置成在诸如数字照相机之类的图像捕获装置中形成物体图像的光学系统的各种像差使捕获图像的质量劣化。各种像差中的横向色差使捕获图像中的一种或多种颜色偏移。在下面的描述中，色差引起每种颜色的成像位置的偏移(颜色偏移)，并且由与由成像性能引起的模糊不同的各像素的物体图像的平行移动表示。日本专利特开第2012-23532号公开了一种用于检测捕获图像中的横向色差并通过图像处理对其进行校正的方法。更具体地，该方法检测在从图像中心起的径向(或像高或点方向)上的横向色差，并对其进行校正。

由于用于成像装置的图像传感器包括更多像素并且单位像素尺寸减小，所以横向色差影响图像质量，尽管这种横向色差通常尚未传统地构成实质性问题。例如，当由光学系统的制造误差引起的横向色差的变化未被校正时，图像质量下降。日本专利第5,505,135号公开了一种用于通过计算针对相对于图像中心的旋转对称分量的校正量和针对偏移分量的校正量来校正由制造误差引起的横向色差的方法，其中，在包含制造误差的光学系统中生成的横向色差中，颜色偏移量的量和方向在整个图像中是均匀的。日本专利特开第2015-226158号公开了一种用于检测具有制造误差的光学系统中的旋转对称分量和偏移分量的方法，该方法基于这些分量之间的关系来进行检测。

光学系统的制造误差包括偏心和透镜(透镜元件和透镜单元)相对于光学系统中的光轴的倾斜、平行于透镜光轴方向的位置偏移以及由透镜元件的形状和折射率引起的焦距偏移等。每种颜色的物体图像主要由于透镜的偏心和倾斜而偏移，并且每种颜色的物体图像的倍率主要由于平行于光轴方向的位置偏移和透镜的焦距偏移而偏移。日本专利特开第2012-23532号中公开的方法为了校正而改变像高方向上的倍率，并且无法校正由透镜的偏心和倾斜引起的每种颜色的物体图像的横向偏移。

日本专利第5,505,135号中公开的方法考虑了在整个图像中均匀发生的横向色差的分量，并且可以校正每种颜色的物体图像的偏移。

然而，此方法基于包含基于设计值和制造误差的色彩倍率偏移的捕获图像来检测偏移分量。除非考虑由色彩倍率偏移引起的偏移分量的影响，否则该方法无法检测捕获图像中不包含弧矢方向边缘，其中在弧矢方向边缘仅出现偏移分量。“弧矢方向边缘”是其中亮度沿着弧矢方向改变的边缘，并且与其中亮度在径向上改变的子午方向边缘正交。

另外，日本专利特开第2015-226158号中公开的方法还基于以下事实来检测除了弧矢方向边缘之外的边缘：旋转对称分量和偏移分量中的任一个用作相对于它们中的另一个的偏移。因此，检测精度提高，这是因为用于检测每个分量的边缘的数量增大。然而，当捕获的图像不具有足够的检测到的边缘的分布时，一个分量无法与另一个分量进行区分，并且每个分量无法被准确地估计。因此，无法精确地检测旋转对称分量和偏移分量，结果无法提供充分的校正。

发明内容

本发明提供了图像处理装置、图像处理方法等，其可以精确且鲁棒地校正由光学系统的制造误差引起的横向色差。