本发明专利技术提供了图像处理装置、镜头装置和图像处理方法。图像处理装置包括：信息获取单元，其被构造为获取在摄像光学系统的像圆外部的第一光学信息；以及图像处理单元，其被构造为基于第一光学信息，对通过使用摄像光学系统的摄像而生成的输入图像进行锐化处理。第一光学信息是基于摄像光学系统的像圆内的第二光学信息生成的光学信息。
【技术实现步骤摘要】
图像处理装置、镜头装置和图像处理方法
本专利技术涉及对图像进行锐化处理的图像处理装置。
技术介绍
在使用光学系统的摄像中，从被摄体的一个点产生的光在光学系统中产生的衍射、像差等的影响下以稍微扩散的方式到达像面。因此，由于光学系统的衍射和像差，拍摄的图像模糊。已知可以通过使用点扩展函数(PSF：点扩展函数)、光学传递函数(OTF：光学传递函数)等的图像处理来校正图像模糊。日本特许第5414752号公报公开了一种方法，该方法通过使用OTF的图像恢复滤波器来锐化图像，OTF依据根据摄像条件的系数数据来重构。日本特许第6124849号公报公开了一种方法，该方法通过使用基于PSF信息生成的滤波器的非锐化(unsharp)掩模处理来使图像锐化。由于可以通过图像处理来校正失真，因此可以通过将摄像光学系统设计成故意留下其失真来使摄像光学系统紧凑。然而，当失真(桶型失真)大时，摄像光学系统的像圆(imagecircle)可能不包含整个图像传感器。由于来自被摄体的光没有到达像圆外的摄像面，因此没有诸如PSF和OTF的光学信息。因此，当摄像光学系统的像圆不包含整个图像传感器时，日本特许第5414752号和6124849号公报中公开的方法不能进行基于光学信息的图像锐化处理。
技术实现思路
本专利技术提供了图像处理装置、镜头装置和图像处理方法，其中的各个即使在摄像光学系统的像圆不包含整个图像传感器时也可以基于光学信息进行图像锐化处理。根据本专利技术的一个方面的图像处理装置包括：信息获取单元，其被构造为获取在摄像光学系统的像圆外部的第一光学信息；以及图像处理单元，其被构造为基于所述第一光学信息，对通过使用摄像光学系统的摄像而生成的输入图像进行锐化处理。所述第一光学信息是基于摄像光学系统的像圆内的第二光学信息生成的光学信息。根据本专利技术另一方面的镜头装置可附接到摄像装置并且可从摄像装置拆卸。镜头装置包括：摄像光学系统；存储器，其被构造为存储基于摄像光学系统的像圆内的第二光学信息生成的第一光学信息，以及通信器，其被构造为将所述第一光学信息发送到摄像装置。通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得清楚。附图说明图1A和图1B示出根据各个实施例的使用非锐化掩模处理的锐化。图2A和图2B示意性地示出了根据各个实施例的光学系统的PSF。图3A至图3C说明根据各个实施例的使用旋转对称的非锐化掩模的锐化处理。图4A至图4C说明根据各个实施例的使用旋转非对称的非锐化掩模的锐化处理。图5说明根据各个实施例的用于生成锐化滤波器的图像位置与像圆之间的关系。图6是根据各个实施例的摄像装置的框图。图7是根据第一实施例的图像处理的流程图。图8A和图8B说明了根据各个实施例的生成锐化滤波器的方式。图9是根据第二实施例的图像处理的流程图。具体实施方式现在将参考附图对根据本专利技术的实施例给出详细描述。根据本实施例的图像处理器对通过使用光学系统摄像而生成的输入图像进行非锐化掩模处理，作为使用基于光学系统的光学特性的锐化滤波器的锐化处理。首先，在描述根据本实施例的摄像装置的构造之前，将给出对根据本实施例的锐化处理的描述。本文所述的锐化处理适用于稍后描述的各个实施例。图1A和图1B示意性地示出了使用非锐化掩模处理的锐化。在图1A中，实线指示输入图像，虚线指示通过使用非锐化掩模使输入图像模糊而获得的图像，并且点线指示锐化的图像。图1B中的实线指示校正分量。在图1A和图1B的各个中，横坐标轴表示坐标，并且纵坐标轴表示像素值(亮度值)。图1A和图1B对应于稍后描述的图2A和图2B中沿预定方向(例如x方向)的截面。锐化的图像g(x，y)可以由以下表达式(1)表示，其中f(x，y)是输入图像，而u(x，y)是校正分量：g(x，y)＝f(x，y)+m×u(x，y)(1)在表达式(1)中，m是用于改变校正强度的调整系数，并且可以通过改变调整系数m的值来调整校正量。m可以是与输入图像中的位置无关的常数，或者可以通过根据输入图像中的位置使m不同而根据输入图像中的位置来调整校正量。可以根据诸如光学系统的焦距、F数(光圈值)和物距的摄像条件来改变调整系数m(x，y)。在USM(x，y)是非锐化掩模的情况下，校正分量u(x，y)可以由以下表达式(2)表示。USM(x，y)例如是坐标(x，y)处的抽头值。u(x，y)＝f(x，y)-f(x，y)*USM(x，y)(2)可以通过变换表达式(2)的右侧来表达以下表达式(3)：u(x，y)＝f(x，y)*(δ(x，y)-USM(x，y))(3)在此，“*”表示卷积(卷积积分，乘积之和)，“δ(x，y)”表示德尔塔函数。德尔塔函数是抽头数等于USM(x，y)，中心值为1，其他值为0的数据。由于可以通过修改表达式(2)来表达表达式(3)，因此表达式(2)和(3)彼此等价。现在将给出对使用表达式(2)生成校正分量的方式的描述。表达式(2)计算输入图像f(x，y)与通过使用非锐化掩模使输入图像f(x，y)模糊而获得的图像之间的差，并基于差信息生成校正分量u(x，y)。在一般的非锐化掩模处理中，诸如高斯滤波器、中值滤波器和移动平均滤波器的平滑滤波器被用作非锐化掩模。例如，当将高斯滤波器用作针对图1A中实线所指示的输入图像f(x，y)的非锐化掩模时，通过使输入图像f(x，y)模糊而获得的图像由图1A中的虚线指示。校正分量u(x，y)是通过从图1A中的实线减去图1A中的虚线而获得的、由图1B中的实线所指示的分量。通过使用以这种方式计算的校正分量并且通过计算表达式(1)，由图1A中的实线示出的输入图像f(x，y)可以如图1A中的点线所示那样被锐化。接下来，通过应用非锐化掩模处理来锐化由光学系统产生的衍射、像差等的影响而劣化的图像。通过使用光学系统的摄像而生成的输入图像f(x，y)可以由以下表达式(4)表示，其中I(x，y)是没有由光学系统造成的劣化的图像(原始图像)，psf(x，y)是光学系统的PSF：f(x，y)＝I(x，y)*psf(x，y)(4)现在将对通过旋转对称地模糊原始图像I(x，y)而获得的输入图像f(x，y)给出描述。当光学系统是旋转对称同轴光学系统时，与图像的中心相对应的PSF是旋转对称的。因此，通过将旋转对称的USM应用于图像的中心，可以使输入图像f(x，y)锐化并使其更接近原始图像I(x，y)。由于校正量是输入图像与通过使用非锐化掩模使输入图像模糊而获得的图像之间的差值，因此，非锐化掩模可以具有更接近psf(x，y)的形状，而不是用于准确校正的简单的平滑滤波器。例如，假定输入图像由于球面像差而劣化。虽然球面像差影响旋转对称性，但是由于球面像差的影响，诸如高斯滤波器的平滑滤波器具有与PSF不同的分布形状。因此，为了以旋转对称的方式减小模糊效果，可以通过使用光学系统的PSF进行更准确的校正。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图像处理装置，包括：/n信息获取单元，其被构造为获取在摄像光学系统的像圆外部的第一光学信息；以及/n图像处理单元，其被构造为基于所述第一光学信息，对通过使用摄像光学系统的摄像而生成的输入图像进行锐化处理，/n其特征在于，所述第一光学信息是基于摄像光学系统的像圆内的第二光学信息生成的光学信息。/n
【技术特征摘要】
20190524 JP 2019-0973311.一种图像处理装置，包括：
信息获取单元，其被构造为获取在摄像光学系统的像圆外部的第一光学信息；以及
图像处理单元，其被构造为基于所述第一光学信息，对通过使用摄像光学系统的摄像而生成的输入图像进行锐化处理，
其特征在于，所述第一光学信息是基于摄像光学系统的像圆内的第二光学信息生成的光学信息。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述第一光学信息是预先存储在存储器中的光学信息。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述第一光学信息是根据是否是像圆外部的光学信息而生成的光学信息。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，信息获取单元获取通过将预定方向设置为子午方向而生成的所述第一光学信息，
其中，图像处理单元根据与所述第一光学信息相关联的输入图像中的位置对所述第一光学信息进行旋转处理，并在旋转处理之后基于所述第一光学信息进行锐化处理。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述第一光学信息是通过将预定方向设置为子午方向，基于第二光学信息生成的光学信息，所述第二光学信息通过将所述预定方向设置为子午方向而生成。
6.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，当摄像光学系统的变焦位置、F数和聚焦位置中的至少一个不同时，与所述第一光学信息相关联的输入图像中的位置位于像圆内。
7.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括校正单元，其被构造为校正在锐化处理之后的输入图像中的失真。
8.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述第一光学信息与所述第二光学信息中最大像高处的光学信息相同。
9.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，通过对所述第二光学信息进行外插来生成所述第一光学信息。
10.根据权利要求7所述的图像处理装置，其特征在于，所述图像处理单元基于所述第一光学...
【专利技术属性】
技术研发人员：井田义明，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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