图像处理装置、图像处理方法及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够通过简单的运算处理高精度地实现根据各光学系统的光学特性确定的所期望的图像滤波处理的图像处理装置、图像处理方法及程序。并且提供一种能够获取图像滤波处理中可优选使用的滤波器的滤波器获取装置、滤波器获取方法、程序及记录介质。滤波处理部(41)即图像处理装置(35)在各滤波处理中对处理对象数据应用滤波器来获取滤波器应用处理数据，并且对滤波器应用处理数据应用增益来获取增益应用处理数据。各滤波处理中应用于滤波器应用处理数据的增益根据图像滤波处理的作为目标的频率特性来获取。该作为目标的频率特性根据获取原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性来确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像处理装置、滤波器获取装置、图像处理方法、滤波器获取方法、程序及记录介质
本专利技术涉及一种图像处理装置、滤波器获取装置、图像处理方法、滤波器获取方法、程序及记录介质，尤其涉及一种图像滤波处理及在图像滤波处理中可使用的滤波器的获取方法。
技术介绍
提出有用于改善画质的滤波处理或用于赋予特殊的视觉效果的滤波处理等各种图像滤波处理技术。已知有使用滤波器来复原原来的图像的点像复原处理，所述滤波器是根据表示例如由摄影透镜的像差等引起的像劣化特性的点扩散函数(点像分布函数(PSF：PointSpreadFunction))而确定的。专利文献1公开一种以通过基于PSF数据进行的图像处理来复原图像为目的的图像记录装置。该图像记录装置中，由“表示根据成像透镜的设计值获得的PSF的设计PSF数据”和“根据调整用图的摄影数据获得的测量PSF数据”推测其他区域PSF数据，并使用测量PSF数据及其他区域PSF数据来复原图像数据。如此使用根据调整用图的摄影数据获得的测量PSF数据来复原图像数据，从而即使在由于图像记录装置的个体差而图像数据的劣化程度在装置之间不同的情况下，也能够进行与个体差相应的复原。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-177919号公报非专利文献非专利文献1：J.A.FesslerandA.O.Hero，“Space-AlternatingGeneralizedExpectation-MaximizationAlgorithm，”IEEETransactionSonSignalProcessing，Vol.17，No.10，pp.2664-2677，1994.非专利文献2：B.H.Fleury，M.Tschudin，R.Heddergott，D.Dahlhaus，andK.I.Pedersen，“ChannelParameterEstimationinMobileRadioEnvironmentsUsingtheSAGEAlgorithm，”IEEEJ.SelectedAreasinCommunications，Vol.17，No.3，pp.434-449，Mar.1999.非专利文献3：Y.Pati，R.Rezaiifar，P.Krishnaprasad，“OrthogonalMatchingPursuit：recursivefunctionapproximationwithapplicationtowaveletdecomposition”，inAsilomarConf.onSignals，SystemsandComput.，1993.
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题如利用了上述点扩散函数(PSF)的图像滤波处理那样，根据光学系统的光学特性确定透镜的像差等的像劣化特性，并使用根据其像劣化特性而设计的滤波器来进行滤波处理，从而能够复原原来的图像。因此，关于以理想状态制造的光学系统，能够由设计值预先确定光学特性，理论上，能够由设计值制作使用该理想的光学系统摄影的图像的复原性能优异的高精度的滤波器。然而，实际制造出的光学系统的个体之间有偏差，光学系统的光学特性因制造误差等而发生变动，因此实际上仅由光学系统的设计值制造图像复原性能优异的滤波器并不一定容易。专利文献1中所记载的图像记录装置中，通过由设计PSF数据及测量PSF数据推测其他区域PSF数据，可进行与个体差相应的图像数据的复原处理。然而，专利文献1中所记载的方法中，例如在一个光学系统(透镜等)中中央部的制造误差与边缘部的制造误差的相差较大时，未必能够高精度地进行图像数据的复原。并且，为了进行反映有光学系统的个体差的图像滤波处理，通常需要在获取各光学系统的具体的光学特性(例如像劣化特性等)之后，根据该具体的光学特性重新设计滤波器。例如，在根据点扩散函数(PSF)生成滤波器的情况中，由按光学系统而获取将点扩散函数进行博立叶变换而获得的光学传递函数(OTF：OpticalTransferFunction)，并根据其光学传递函数通过维纳(Wiener)滤波器等的任意设计基准计算图像复原用滤波器。通过由多个抽头(抽头系数)构成如此算出的滤波器，能够在实际空间中对由多个像素数据构成的图像数据简便地应用滤波器。对滤波器的抽头数量没有限制时，能够通过带有任意的抽头数量的FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器来实现通过将由维纳滤波器等所表示的频率空间滤波器进行博立叶逆变换而获得的频率特性。然而，实际可使用的硬件受限时，滤波器的抽头数量也受到限制。在滤波器的抽头数量受限的条件下，为了计算具有所希望的频率特性的抽头系数，需要解决非线性最优化问题，因此需要非常多的计算量。因此，在光学系统的制造阶段或基于用户的使用阶段，重新设计反应了光学系统的个体差的滤波器(抽头系数)时，获取各光学系统的具体的光学特性之后，需要进行大量的运算处理。例如，利用实际摄影时所使用的相机由用户本身进行滤波器的校准时，需要用于无压力地进行这种大量的运算处理的能力较高的紧凑型运算电路及存储区域(ROM：ReadOnlyMemory)。尤其在获取点扩散函数等的像劣化特性之后立即进行图像滤波处理时，为了计算实际所使用的抽头系数而需要确保大量的计算资源。然而，从实际构建图像处理系统的观点出发，事先确保这种计算资源并不一定优选。并且，若图像滤波处理中所使用的滤波器的种类及数量增加，则由于滤波器整体的数据量显著增加，因此需要具有较大的存储容量的存储器。即，图像滤波处理中所使用的滤波器根据多个条件而被确定时，必要的滤波器的数据量以指数函数的比例增加。例如，光学系统的点扩散函数根据光圈值(F值)、变焦值(焦点距离)、被摄体距离、聚焦位置、光学系统类型、成像元件的传感器SN比(Signal-Noiseratio)、像高(图像内位置)及光学系统个体差等摄影条件而发生变化。然而，若对于各摄影条件的所有组合准备特有的滤波器，则这些滤波器所需的整个数据量变得庞大。并且，考虑到特定的各向异性或频率特性的图像滤波处理中，导致所需的滤波器的图形数量增加。进而根据像素位置改变所使用的滤波器(滤波器系数)时，滤波器的数据量根据处理对象的图像的像素数而增加。理想的是，优选预先准备与所有条件的组合相关的滤波器而预先存储于存储器。然而，由于需要确保庞大的存储容量，并且需要准备昂贵的存储器，因此从实际构建图像处理系统的观点考虑，预先准备并存储对应于所有条件的滤波器并不一定优选。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够通过简单的运算处理高精度地实现根据各光学系统的光学特性而确定的所希望的图像滤波处理的图像处理方法。并且，其目的在于提供一种能够获取在这种图像滤波处理中可优选使用的滤波器的滤波器获取方法。用于解决技术课题的手段本专利技术的一形态涉及一种图像处理装置，其具备滤波处理部，所述滤波处理部通过对原图像数据进行包括多次滤波处理的图像滤波处理来获取处理图像数据，滤波处理部在多次滤波处理的每一次处理中，对处理对象数据应用滤波器而获取滤波器应用处理数据，并对滤波器应用处理数据应用增益而获取增益应用处理数据，且由增益应用处理数据获取滤波处理数据，在多次滤波处理的每一次处理中应用于滤波器应用处理数据的增益根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，其具备通过对原图像数据进行包括多次滤波处理的图像滤波处理来获取处理图像数据的滤波处理部，所述图像处理装置中，所述滤波处理部在所述多次滤波处理的每一次处理中对处理对象数据应用滤波器来获取滤波器应用处理数据，并且对该滤波器应用处理数据应用增益来获取增益应用处理数据，且从该增益应用处理数据获取滤波处理数据，在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益根据频率特性而获取，所述频率特性为根据获取所述原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性而确定的所述图像滤波处理的作为目标的频率特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.30 JP 2014-2010831.一种图像处理装置，其具备通过对原图像数据进行包括多次滤波处理的图像滤波处理来获取处理图像数据的滤波处理部，所述图像处理装置中，所述滤波处理部在所述多次滤波处理的每一次处理中对处理对象数据应用滤波器来获取滤波器应用处理数据，并且对该滤波器应用处理数据应用增益来获取增益应用处理数据，且从该增益应用处理数据获取滤波处理数据，在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益根据频率特性而获取，所述频率特性为根据获取所述原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性而确定的所述图像滤波处理的作为目标的频率特性。2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其还具备：增益候补数据存储部，其存储增益表信息，所述增益表信息是将在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益的候补数据与所述光学系统的个别的光学特性建立对应关联而获得的；及增益确定部，参考所述增益表信息，将与获取所述原图像数据时所使用的所述光学系统的个别的光学特性建立有对应关联的所述候补数据作为在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益而确定，所述滤波处理部在所述多次滤波处理的每一次处理中，将所述增益确定部所确定的所述增益应用于所述滤波器应用处理数据来获取所述增益应用处理数据。3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其还具备增益获取部，所述增益获取部获取表示在获取所述原图像数据时所使用的所述光学系统的个别的光学特性的数据，并根据表示该个别的光学特性的数据确定所述图像滤波处理的作为目标的频率特性，且根据所确定的作为该目标的频率特性获取在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益。4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像处理装置，其中，所述增益通过相对于所述图像滤波处理的作为目标的频率特性而根据所述多次滤波处理的每一次处理的频率特性以最小二乘法拟合所述图像滤波处理的频率特性来获取。5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，在所述最小二乘法中根据频率进行加权。6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，在所述最小二乘法中将低频带中的加权设定为大于高频带中的加权。7.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，在所述最小二乘法中，根据获取所述原图像数据时的摄影条件，将高频带中的加权设定为大于低频带中的加权。8.根据权利要求5至7中任一项所述的图像处理装置，其中，所述最小二乘法中的加权根据所述原图像数据中的像素位置而确定。9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其中，在所述最小二乘法中，所述原图像数据的距离图像中心为第1距离以下的像素位置的高频带中的加权大于所述原图像数据的距离图像中心比所述第1距离更远的像素位置的高频带中的加权。10.权利要求8或9所述的图像处理装置，其中，在所述最小二乘法中，所述原图像数据的距离图像中心比第2距离更远的像素位置的低频带中的加权大于所述原图像数据的距离所述图像中心为所述第2距离以下的像素位置的低频带中的加权。11.根据权利要求5至10中任一项所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部在所述图像滤波处理的作为目标的频率特性中所述处理图像数据相对于所述原图像数据的比例小于1的频率中，在所述多次滤波处理的每一次处理中，使用使所述滤波处理数据与所述处理对象数据相等的滤波器。12.根据权利要求1至11中任一项所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部在所述多次滤波处理中的至少任一次的滤波处理中，使用根据所述光学系统的被推测的特性所确定的滤波器来获取所述滤波器应用处理数据。13.根据权利要求12所述的图像处理装置，其中，根据所述光学系统的特性所确定的滤波器为根据所述光学系统的点扩散函数所确定的滤波器。14.根据权利要求1至13中任一项所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部在所述多次滤波处理中的至少任一次的滤波处理中，使用与通过摄影获取所述原图像数据时所使用的光学系统的特性无关地被确定的滤波器来获取所述滤波器应用处理数据。15.根据权利要求14所述的图像处理装置，其中，与所述光学系统的特性无关地被确定的滤波器为轮廓增强滤波器。16.根据权利要求1至15中任一项所述的图像处理装置，其中，所述滤波处理部在所述多次滤波处理中的至少任一次的滤波处理中，使用具有与所述处理对象数据中的像素位置相应的频率特性的滤波器来获取所述滤波器应用处理数据。17.根据权利要求1至16中任一项所述的图像处理装置，其中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部将通过所述第1滤波处理而获取的所述滤波处理数据用作所述第2滤波处理中的所述处理对象数据。18.根据权利要求1至16中任一项所述的图像处理装置，其中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部在所述第1滤波处理及所述第2滤波处理中将相同数据用作所述处理对象数据，并根据通过所述第1滤波处理而获取的所述滤波处理数据和通过所述第2滤波处理而获取的所述滤波处理数据来获取所述处理图像数据。19.根据权利要求1至16中任一项所述的图像处理装置，其中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部具有：第1滤波器应用部，通过对所述第1滤波处理的所述处理对象数据应用该第1滤波处理用滤波器来获取所述滤波器应用处理数据；第1增益应用部，通过对由所述第1滤波器应用部获取的所述滤波器应用处理数据应用该第1滤波处理用增益来获取所述增益应用处理数据；第2滤波器应用部，通过对所述第2滤波处理的所述处理对象数据应用该第2滤波处理用滤波器来获取所述滤波器应用处理数据；及第2增益应用部，通过对由所述第2滤波器应用部获取的所述滤波器应用处理数据应用该第2滤波处理用增益来获取所述增益应用处理数据。20.根据权利要求1至16中任一项所述的图像处理装置，其中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部具有：滤波器应用部，对所述处理对象数据应用所述滤波器来获取所述滤波器应用处理数据；及增益应用部，对所述滤波器应用处理数据应用所述增益来获取所述增益应用处理数据，所述滤波器应用部在所述第1滤波处理中使用该第1滤波处理用滤波器来获取所述滤波器应用处理数据，且在所述第2滤波处理中使用该第2滤波处理用滤波器来获取所述滤波器应用处理数据，所述增益应用部在所述第1滤波处理中使用该第1滤波处理用增益来获取所述增益应用处理数据，且在所述第2滤波处理中使用该第2滤波处理用增益来获取所述增益应用处理数据。21.根据权利要求1至16中任一项所述的图像处理装置，其中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部，在所述第1滤波处理中，使用根据所述图像滤波处理的多种频率特性的平均而确定的基准滤波器来获取所述滤波器应用处理数据，在所述第2滤波处理中，使用根据所述图像滤波处理的所述多种频率特性的方差而确定的方差滤波器来获取所述滤波器应用处理数据。22.一种图像处理装置，其具备通过对原图像数据进行包括多次滤波处理的图像滤波处理来获取处理图像数据的滤波处理部，所述图像处理装置中，所述多次滤波处理至少包括第1滤波处理及第2滤波处理，所述滤波处理部，在所述多次滤波处理的每一次处理中，对处理对象数据应用滤波器来获取滤波器应用处理数据，且对该滤波器应用处理数据应用增益来获取增益应用处理数据，并从该增益应用处理数据获取滤波处理数据，在所述第1滤波处理中，使用根据频率特性的平均而确定的基准滤波器来获取所述滤波器应用处理数据，所述频率特性为多种所述图像滤波处理的频率特性且为根据获取所述原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性而确定的多种所述图像滤波处理的频率特性，在所述第2滤波处理中，使用根据频率特性的方差而确定的方差滤波器来获取所述滤波器应用处理数据，所述频率特性为多种所述图像滤波处理的频率特性且为根据获取所述原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性而确定的多种所述图像滤波处理的频率特性，在所述多次滤波处理的每一次处理中应用于所述滤波器应用处理数据的所述增益根据获取所述原图像数据时所使用的光学系统的个别的光学特性而确定。23.一种滤波器获取装置，其具备滤波器计算部，所述滤波器计算部基于根据多个光学系统的光学特性而确定的多种图像滤波处理的频率特性获取根据该多种图像滤波处理的频率特性的平均而确定的基准滤波器，并且根据所述多种图像滤波处理的频率特性获取根据该多种图像滤波处理的频率特性的方差而确定的至少一个方差滤波器。24.根据权利要求23所述的滤波器获取装置，其中，所述滤波器计算部根据分类到多个滤波器组的多种图像滤波处理的频率特性中所述多个滤波器组的每一个所包含的所述多种图像滤波处理的频率特性...

【专利技术属性】
技术研发人员：成濑洋介，林健吉，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP