本发明专利技术公开了一种三维成像装置（10），其输出通过对源自单成像光学系统（12、14）的光通量进行光瞳分割而得到的第一和第二视点图像，所述三维成像装置（10）包括：散焦图计算单元（61），其计算指示第一和第二视点图像中每个位置处的散焦量的散焦图；恢复滤波器存储单元（62），其存储与视点图像中每个位置处的散焦量和图像高度相对应的恢复滤波器，并且起去卷积滤波器的作用，该去卷积滤波器来源于指示所述成像光学系统的图像形成性能的点图像强度分布；以及恢复单元（63），其针对所述第一和第二视点图像中每个位置通过选择与视点图像中每个位置处的所述散焦量和所述图像高度相对应的恢复滤波器，并基于所选择的恢复滤波器通过对所述第一和第二视点图像中的每个位置执行去卷积，来恢复所述第一和第二视点图像。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及单眼成像装置，特别地涉及用于在图像传感器上分别对通过了图像拍摄透镜的不同方向上的两个区域的对象图像进行成像从而获得不同视点图像的技术。
技术介绍
通常，在这种单眼三维成像装置中，具有图9所示的光学系统的单眼三维成像装置是已知的(专利文献I)。该光学系统中，通过主透镜I和中继透镜2的在右方和左方不同的区域的对象图像使用反射镜4经历光瞳分割，并经由成像透镜5和6而在图像传感器7和8上形成图像。 图10中(A)至(C)部分是分别示出取决于前聚焦、聚焦(最佳聚焦)、后聚焦的差别而成像在图像传感器上的图像的分离的示意图。图10中，为了进行取决于聚焦的分离的差别的比较，省略了图9所示的反射镜4。如图10中⑶部分所示，已经历光瞳分割的图像中的聚焦图像形成于图像传感器上的同一位置上(一致)，然而，如图10中(A)和(C)部分所示，在前聚焦和后聚焦图像形成于图像传感器上的不同位置处(分离)。因此，通过经由图像传感器7和8获取在右和左方向上经历了光瞳分割的对象图像，可以获取根据对象距离的在视点上不同的左视点图像和右视点图像(3D图像)。提出了这样的一种成像装置，其能够通过使用相位板规则地分散光通量且利用数字处理进行恢复而能够进行深景深等的图像拍摄(非专利文献I)。在传统的成像光学系统中，光线最密集地集中于最佳聚焦位置，且模糊直径随着最佳聚焦位置的分离而与散焦量近似成比例地变宽。模糊的形状由点扩散函数(PSF)表示(专利文献2)。已知地，当经由如变焦透镜等的光学系统将目标物体作为对象成像在图像传感器的成像平面上时，由于光学系统的象差影响造成模糊，由该图像传感器拍摄的图像的图像质量相比于原始的目标物体而降低了。该阶段的图像的图像强度分布g由下面的等式表示g=f*h+n. · · (A)其中*表示卷积积分，且原始目标的亮度分布f与代表光学系统的成像性能的点图像强度分布h的卷积与噪声η相加。当假设g、h和η已知时，原始目标物体的亮度分布f可以通过等式(A)计算。用于通过信号处理通过消除光学系统的模糊来获得理想图像的技术称为图像的“恢复”、“逆卷积”或“去卷积”。考虑到关于图像拍摄中的图像劣化的信息(例如图像拍摄条件(如曝光时间、曝光量、离对象的距离、焦距))和成像装置的特征信息(如透镜的光学特征、成像装置的识别信息)，而产生了基于点图像强度分布(PSF)的恢复滤波器(专利文献3)。由模糊引起的劣化模型可由一个函数表示。例如，以离中心像素的距离(图像高度)为参数的正太分布可以表示模糊现象(专利文献4)。另外，光学传递函数(OTF)是到频域的PSF的二维傅里叶变换。由于PSF到OTF的变换及其反向变换都很容易，因此可以认为OTF与PSF是相同的(专利文献5)。将下面的一种特殊的光学系统称为EDoF (扩展景深)，在该系统中，散焦量未知且PSF在聚焦或散焦时都进行类似地扩散(专利文献6至8)。图11示出了与EDoF的PSF相应的去卷积滤波器的一个示例。该去卷积滤波器是与图像的每个位置处的图像高度(离图像中心的距离)相应的滤波器。图11中，示出了 O至rl的图像高度、rl至r2的图像高度、以及r2以上的图像高度分别对应于滤波器a、滤波器b以及滤波器C。专利文献9描述了视点图像输入装置的一个示例。专利文献10描述了用于通过划分成像屏幕并针对每个划分区域进行对象聚焦检测来检测图像位移量(散焦量)的技术的一个示例。另外，由于图像位移量取决于距对象的距离，因此技术上可以认为图像位移量与对象距离是相同的。{引用列表} {专利文献}{PTL 1}国际专利申请国家公开第2009-527007号{PTL 2}日本专利申请公开第2008-211679号{PTL 3}日本专利申请公开第2008-172321号{PTL 4}日本专利申请公开第2000-020691号{PTL 5}国际专利申请国家公开第2009-534722号{PTL 6}日本专利申请公开第2009-010944号{PTL 7}日本专利申请公开第2009-187092号{PTL 8}日本专利申请公开第2009-188676号{PTL 9}日本专利申请公开第10-042314号{PTL 10}日本专利申请公开第04-073731号{非专利文献}{NPL I} Edward R. Dowski, Jr, Robert H. Cormack, Scott D. Sarama, ^WavefrontCoding;j ointly optimized optical and digital imaging systems"
技术实现思路
{技术问题}如图12A至图12C所示，通过单眼三维成像装置的图像拍摄透镜12的光通量通过微透镜Lm、Lc等发射到光电二极管PDma和PDmb或者TOca和TOcb上。通过使用遮光部件遮住部分发射到光电二极管上的光通量，可以得到视点图像。如图12C所示，在图像拍摄透镜12的光学轴中心10周围的中间部分Rl (其为CXD 16的光接收平面中的相邻像素组)中，光通量针对相对于显微透镜的光学轴中心的视差方向(X方向)均勻地入射，从而光电二极管roca和光电二极管rocb可以基于来自微透镜Lc的发射光来输出左右对称的点图像。另一方面，如图12B所示，在CCD 16的光接收平面中的外围部分R2和R3中，光通量倾斜入射，从而光电二极管PDma和光电二极管PDmb输出非对称的点图像。也就是说，在外围部分中出现了右视点像素和左视点像素之间的入射光通量的不平衡。因此，根据CCD 16的光接收平面中的位置，这些视点图像之间的图像质量不一致，从而立体图像的质量变差。基于上述情况做出了本专利技术，且本专利技术的目的是提供一种能够在不使用诸如EDof的特殊光学系统的情况下不管像素的位置如何都通过使各视点图像之间的图像质量一致来提高立体图像质量的技术。{问题的解决方案} 根据本专利技术的第一方面，提供了一种三维成像装置，其输出通过对来自单成像光学系统的光通量进行光瞳分割得到的第一视点图像和第二视点图像，该三维成像装置包括散焦图(map)计算单元，其计算代表所述第一视点图像和第二视点图像中每个位置处的散焦量的散焦图；恢复滤波器存储器，其存储恢复滤波器，所述恢复滤波器对应于各视点图像中每个位置处的所述散焦量和图像高度，且所述恢复滤波器是基于代表所述成像光学系统的成像性能的点图像强度分布的去卷积滤波器；以及恢复单元，其针对所述第一视点图像和第二视点图像中的每个位置选择与各视点图像中每个位置处的所述散焦量和所述图像高度对应的恢复滤波器，并通过基于所选择的恢复滤波器对所述第一视点图像和第二视点图像中的每个位置执行去卷积来恢复所述第一视点图像和第二视点图像。根据本专利技术的第二方面，提供了如第一方面所述的三维成像装置，其中所述恢复滤波器存储器针对关于所述成像光学系统的每个光学特性存储恢复滤波器。根据本专利技术的第三方面，提供了如第二方面所述的第三方面三维成像装置，其中所述光学特性包括焦距和/或光圈值。根据本专利技术的第四方面，提供了如第一至第三方面所述的三维成像装置，其中所述恢复滤波器存储器针对所述第一视点图像和第二视点图像中沿视差方向的每个位置和所述图像高度存储恢复滤波器。根据本专利技术的第五方面，提供了如第四方面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎洋一，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：
国别省市：
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