專利名稱：攝像裝置、攝像方法、以及用于存儲程序的介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像裝置及攝像方法。本發(fā)明特別是涉及用于拍攝圖像的 攝像裝置及攝像方法，以及存儲攝像裝置用的程序的計算機(jī)可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
由圖像數(shù)據(jù)檢測出象差特性，根據(jù)檢出的象差特性進(jìn)行象差修正的技
術(shù)是公知的技術(shù)(例如、特開平11-261832號公報)。并且，具有比受光 元件陣列的2倍間距更大的P S F的光學(xué)物鏡的相機(jī)也已公知(例如、特 表2006-519527號公報)。
根據(jù)特開平11-261832號公報記載的技術(shù)內(nèi)容，在色彩平衡調(diào)整、灰 度處理等處理完成后修正象差?？墒?，通過色彩平衡調(diào)整、灰度處理等處 理，像素值被變換為光通量對應(yīng)的非線性的值以后，不能進(jìn)行攝像圖像的 正確修復(fù)。另外，特表2006-519527號公報中對修復(fù)處理的時機(jī)沒有任何 記載。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的第1實施方式，提供一種攝像裝置，
具有光學(xué)系統(tǒng)，其將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；受光部，其具有接受 來自通過前述光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍攝對象的光的多個受光元件；修正部， 其依據(jù)前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光元件各自受光 的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值；和非線性處理部170，其將前述修正 部修正后的前述多個像素值，變換為與前述多個受光元件各自受光的光通 量對應(yīng)的非線性的像素值。
根據(jù)本發(fā)明的第2實施方式，是一種攝像方法，包括受光步驟，利 用受光的多個受光元件受光接受來自被光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍攝對象的光， 所述光學(xué)系統(tǒng)將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；修正步驟，依據(jù)前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的線 性的多個像素值；和圖像處理步驟，將由前述修正步驟所修正的修正后的 前述多個像素值，變換為與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的非 線性的像素值。
根據(jù)本發(fā)明的第3實施方式，提供一種用于存儲攝像裝置用的程序的
計算機(jī)可讀取的介質(zhì)，該程序使攝像裝置具有以下功能受光部，其具有 多個受光元件，所述多個受光元件接受來自被前述光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍攝 對象的光，前述光學(xué)系統(tǒng)將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；修正部，其依據(jù)
前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光元件各自受光的光通
量對應(yīng)的線性的多個像素值；和非線性處理部170，其將由前述修正部修 正后的前述多個像素值，變換為與前述多個受光元件各自受光的光通量對 應(yīng)的非線性的像素值。
另外，上述發(fā)明的概要，并未列舉出本發(fā)明的必要的特征的全部，這 些特征群的子結(jié)合也能夠成為本發(fā)明。


圖1，是表示一實施方式涉及的攝像設(shè)備100的模塊構(gòu)造的一例的示意圖。
圖2，是表示透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)特性一例的模式圖。
圖3，是表示透鏡系統(tǒng)110構(gòu)造的一例的示意圖。
圖4，是表示圖3所示的透鏡系統(tǒng)110的象差特性的示意圖。
圖5，是表示圖3所示的透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞特性的示意圖。
圖6，是表示受光部120所具有的受光元件的陣列的一例的示意圖。
圖7，非線性處理部170的模塊構(gòu)成的一例的示意圖。
圖8,用表格形式表示條件存儲部180所存儲的數(shù)據(jù)的一例的示意圖。
圖9，由區(qū)域確定部160確定的多個部分區(qū)域的一例的示意圖。
圖IO，透鏡系統(tǒng)110中的衍射界限的MTF的示意圖。
圖ll，被修正部140修正過的MTF特性的示意圖。
圖12，攝像裝置100的硬件構(gòu)成的一例的示意圖。
具體實施例方式
以下，通過發(fā)明的實施方式說明本發(fā)明，不過，以下的實施方式并不限定技術(shù)方案所涉及的發(fā)明，另外，在實施方式中說明的特征組合并非全部都是發(fā)明的解決手段所必須的。
圖1為一實施方式涉及的攝像裝置100的模塊構(gòu)成的一例的示意圖。
攝像裝置100攝像拍攝對象而生成圖像。攝像裝置100具有進(jìn)行光成像
的光學(xué)系統(tǒng)的一例的透鏡系統(tǒng)110、接受通過了透鏡系統(tǒng)110的光的受光部120、 A / D轉(zhuǎn)換部125、線性處理部130、修正部140、非線性處理部170、輸出部150、區(qū)域確定部160、距離取得部165、條件存儲部180、及修正控制部175 。
透鏡系統(tǒng)110，不受距物點(diǎn)的距離的影響而將相對來自物點(diǎn)的光的光學(xué)傳遞函數(shù)保持為大致相同。圖2中對于透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)特性進(jìn)行了定性說明。
受光部120具有2維配置的多個受光元件。多個受光元件接受由透鏡系統(tǒng)110成像的來自拍攝對象的光。A/ D轉(zhuǎn)換部125，將對多個受光元件分別接受的受光通量進(jìn)行表示的信號進(jìn)行A/ D轉(zhuǎn)換，將受光通量對應(yīng)的線性的數(shù)字像素值提供給線性處理部130。線性處理部130，在保持相對于受光通量的線性的狀態(tài)下，處理像素值。作為線性處理部130的處理，可以有例如補(bǔ)光修正、缺陷像素修正等。線性處理部130處理的像素值，提供給區(qū)域確定部160、修正部140、及非線性處理部170 。
修正部140，修正來自線性處理部130的像素值表示的圖像。例如、修正部140，根據(jù)來自A / D轉(zhuǎn)換部125的多個像素值及透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)、修正多個像素值表示的圖像。如上所述，修正部140，將多個受光元件分別受光的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值，根據(jù)透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)進(jìn)行修正。
非線性處理部170，對通過修正部140修正的圖像進(jìn)行圖像處理。非線性處理部170實施的圖像處理，例如可以有色彩平衡處理、Y修正處理、顏色同步化處理、輪廓修正處理、顏色修正處理等。據(jù)此，非線性處理部170，將經(jīng)過修正部140修正后的多個像素值，變換為多個受光元件分別受光的光通量對應(yīng)的非線性的像素值。如上所述，非線性處理部170，將修正部140修正過的圖像的像素值變換為受光元件的受光通量對應(yīng)的非線性的值。即修正部140，因為在通過非線性處理部170處理前根據(jù)光學(xué)傳遞函數(shù)修正圖像，所以能正確修復(fù)拍攝對象的圖像。
然后，輸出部150，輸出圖像修正部140及非線性處理部170處理后得到的輸出圖像。例如，輸出部150，可表示輸出圖像。并且，輸出部150可在記錄介質(zhì)上記錄輸出圖像。另外輸出部150，可向通信回路送出輸出。此外，輸出部150可將輸出圖像壓縮后輸出。
此外，區(qū)域確定部160，對通過透鏡系統(tǒng)110攝取的圖像中，符合預(yù)先設(shè)定條件的部分區(qū)域予以確定。具體地說，條件存儲部180，存儲有經(jīng)修正部140修正的部分區(qū)域應(yīng)符合的條件。區(qū)域確定部160，確定圖像中符合條件存儲部180存儲的條件的部分區(qū)域。然后，修正部140，根據(jù)透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正區(qū)域確定部160確定的部分區(qū)域的圖像。 .
作為一個示例，條件存儲部180，存儲有與到拍攝對象的距離的相關(guān)條件。具體地說，條件存儲部180，存儲有從透鏡系統(tǒng)110到光學(xué)傳遞函數(shù)大致相同的物點(diǎn)的距離范圍。然后，區(qū)域確定部160確定拍攝對象被拍攝的部分區(qū)域，所述拍攝對象存在于條件存儲部180存儲著的距離范圍內(nèi)的位置上。例如，距離取得部165，取得從透鏡系統(tǒng)110到圖像中被攝像的拍攝對象的距離。然后，前述區(qū)域確定部160確定部分區(qū)域，該部分區(qū)域為被攝像的拍攝對象是在距離取得部165取得的距離位于條件存儲部180存儲的距離范圍內(nèi)的區(qū)域。如此，區(qū)域確定部160，確定位于符合條件存儲部180存儲的距離條件上的拍攝對象被攝像的部分區(qū)域。
此外，條件存儲部180，也可存儲關(guān)于圖像亮度的條件，所述圖像亮度為從透鏡系統(tǒng)110到光學(xué)傳遞函數(shù)大致相同的物點(diǎn)的距離范圍內(nèi)的位置上存在的拍攝對象被照射照明光時的圖像亮度。區(qū)域確定部160，可確定照射了照明光的拍攝對象的圖像中，符合條件存儲部180存儲的關(guān)于亮度條件的亮度的部分區(qū)域。
此外，條件存儲部180，可存儲關(guān)于拍攝對象種類的條件。然后，區(qū)域確定部160，可確定符合條件存儲部180存儲的拍攝對象種類條件的種類的拍攝對象被攝像的部分區(qū)域。并且條件存儲部180，可存儲關(guān)于拍攝
對象的顏色條件。然后，區(qū)域確定部160，可確定符合條件存儲部180存儲的關(guān)于拍攝對象顏色條件的拍攝對象被攝像的部分區(qū)域。
此外，區(qū)域確定部160，在修正部140修正的圖像中，對透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)響應(yīng)被過度修正的部分區(qū)域即過度修正部分區(qū)域進(jìn)行確定。具體地說，區(qū)域確定部160，在修正部140修正的圖像中，對通過透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)響應(yīng)大于預(yù)定值的被修正頻率區(qū)域所存在的部分區(qū)域即過度修正部分區(qū)域進(jìn)行確定。然后，修正控制部175，在區(qū)域確定部160確定的過度修正部分區(qū)域，通過修正部140抑制修正強(qiáng)度。因此，可抑制從輸出部150輸出的圖像中包含人為因素的情況。
此外，作為圖像處理裝置，可以安裝A/D轉(zhuǎn)換部125、線性處理部130、修正部140、非線性處理部170、輸出部150、區(qū)域確定部160、距離取得部165、條件存儲部180、及修正控制部175。
圖2為透鏡系統(tǒng)110光學(xué)特性的一例的示意圖。該示了從光軸上的物點(diǎn)入射到透鏡系統(tǒng)110的光線中，入射光瞳205上在距光軸200的不同位置上入射的3條光線210、光線220、光線230的軌跡。如圖所示，依照光線210、光線220、及光線230的順序，在入射光瞳205上光軸200附近的位置上入射。
如圖所示，光線210，通過透鏡系統(tǒng)IIO，在比近軸焦點(diǎn)位置250在光軸方向上更遠(yuǎn)離透鏡系統(tǒng)110的位置215上與光軸200交叉。并且，光線230，通過透鏡系統(tǒng)110，在比位置215在光軸方向上更遠(yuǎn)離透鏡系統(tǒng)110的位置235上與光軸200交叉。光線220，以及在最遠(yuǎn)離光軸200的位置上入射的光線230，通過透鏡系統(tǒng)110，在位置215和位置235之間的位置225上與光軸200交叉。
如圖所示，通過透鏡系統(tǒng)110的光的擴(kuò)大量，優(yōu)選從位置215到位置235之間大致相同。如此，透鏡系統(tǒng)110具有過度修正的球面象差，實際上光在比近軸焦點(diǎn)位置250更遠(yuǎn)處成像。因此，若通過透鏡系統(tǒng)IIO，則與球面象差未被過度修正的情況相比，來自物點(diǎn)的光的擴(kuò)大量不依光軸方向的像面位置而實際上大致相同的光軸方向的距離可以加長。
如此，該光軸方向的距離加長后，對來自從透鏡系統(tǒng)110的更寬距離范圍中存在的物點(diǎn)的光，可具有光的擴(kuò)大量實際上大致相同的像面位置。通過在所述像面位置上設(shè)置受光部120，不取決于到物點(diǎn)的距離，在設(shè)置了受光部120的位置上光學(xué)傳遞函數(shù)實際上大致相同。如此，透鏡系統(tǒng)110根據(jù)上述的象差特性，相對于來自物點(diǎn)的光的光學(xué)傳遞函數(shù)大致相同，而不受到物點(diǎn)的距離影響。
以上，通過圖2定性地說明了透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)特性。另外，應(yīng)該注意的是圖2所示的透鏡系統(tǒng)110的模式圖，是以定性地理解透鏡系統(tǒng)110光學(xué)特性為目的而繪制的圖，并非按照實際設(shè)計尺寸繪制的圖。
圖3表示透鏡系統(tǒng)110構(gòu)造的一個例子。透鏡系統(tǒng)110具有:光圈700，透鏡710、透鏡720、以及透鏡730。并且，用符號780表示像面。另外，在該圖中，多條光線在透鏡系統(tǒng)110上重疊描繪。以下說明透鏡710、透鏡720、以及透鏡730的配置及它們的光學(xué)特性。
透鏡710及透鏡730的折射率，相對于波長486. 133nm、波長587. 562nm、以及波長656. 273nm的光分別是1. 53128710、 1.52470166、以及1.52196091。此外，透鏡720的折射率，相對于波長486. 133nm、波長587. 562nm、以及波長656. 273nm的光分別是1. 59943869、 1. 58546992、以及1.57986377。并且，光圈700距透鏡710頂點(diǎn)0. 001566661mm處被設(shè)置在像面一側(cè)。
透鏡710厚度是1.987091mm。而且，在該圖所敘述的厚度，是代表透鏡的光軸方向的長度。另外，透鏡710物體一側(cè)表面的曲率半徑是15.48676mm，物體一側(cè)截面半徑是1. 188941mm，物體一側(cè)表面的圓錐常數(shù)是-90378.4。另外，透鏡710像側(cè)表面的曲率半徑是-12.09038mm，像側(cè)截面半徑是2. 14803mm，物體側(cè)表面的圓錐常數(shù)是28. 79374。其次，在該圖的敘述中，曲率半徑為負(fù)的時候，表示其表面形狀相對于光是凹面。
透鏡720設(shè)置在沿象面方向與透鏡710相距0. 4005282mm處。另外，在該圖的說明中，透鏡間的距離是指在光軸上的、物體側(cè)的透鏡的像側(cè)表面與像側(cè)的透鏡的物體側(cè)表面之間的距離。透鏡720的厚度是0. 09214797mm。另外，透鏡720的物體側(cè)表面的曲率半徑是2. H4035腿，物體側(cè)表面的截面半徑是2.38122mm，物體側(cè)表面的圓錐常數(shù)是-0.3929276。此外，透鏡720的像側(cè)表面的曲率半徑是1. 119414mm，像側(cè)的截面半徑是2. 362124mm，像側(cè)表面的圓錐常數(shù)是-2. 780465。
透鏡730，被設(shè)置在沿像面方向與透鏡720相距1. 770789mm處。透鏡 730厚度是0. 5204438mm。此外，透鏡730的物體側(cè)表面的曲率半徑是 -O. 6002893mm，物體側(cè)表面截面半徑是3. 486572mm，物體側(cè)表面的圓錐常 數(shù)是-958.9289。另外，透鏡730像側(cè)表面的曲率是-0. 3018179mm，像側(cè) 截面半徑是4. 262504mm，像側(cè)表面的圓錐常數(shù)是-465. 3071。并且，像面 設(shè)在與透鏡730距離1. lmm的位置上。
這樣，復(fù)數(shù)的透鏡710、透鏡720、以及透鏡730的各透鏡的中心軸 匯聚排列成同軸。因此，透鏡系統(tǒng)110相對于光軸旋轉(zhuǎn)對稱。
另外，像面的法線角度與主光線入射到像面的角度的差的絕對值，應(yīng) 比透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)的預(yù)定計算誤差值小，小于預(yù)定值。如此， 通過增大透鏡系統(tǒng)110的遠(yuǎn)心度,可減小光學(xué)傳遞函數(shù)的計算誤差。例如， 計算MTF時，即使通過快速傅立葉變換(FFT)也能夠以極小誤差算出 MTF。因此，可高速修復(fù)透鏡系統(tǒng)110的圖像模糊。
圖4圖示了圖3表示的透鏡系統(tǒng)110的象差特性。該圖從上到下依次 示出了球面象差圖、像散及畸變象差圖、及橫象差圖。如最上邊的球面象 差圖所示，圖3表示的透鏡系統(tǒng)110的球面象差被矯正過度。此外，應(yīng)注 意，在該圖中，示出了該球面象差圖的橫軸表示與被設(shè)定像面相對的位置， 未表示與近軸焦點(diǎn)相對的位置。
如圖所示，經(jīng)由像面的整體，縱象差為正值。即，至少相對于在透鏡 系統(tǒng)110的入射光瞳上入射到僅離開光軸第1距離的位置上的第1入射位 置與光軸之間的范圍內(nèi)的光，縱象差的值為正值。
此外，該圖最下部示出了多個物高中表示橫象差的圖形。最左上的圖 形表示光軸上的橫象差圖，最右上的圖形為物高14.10mm的橫象差圖。另 外，最左下的圖形為物高19.74mm的橫象差圖，最右下的圖形為物高 28.20醒的橫象差圖。如此，透鏡系統(tǒng)110的橫象差在各物高中表示大致 相同的形狀。
圖5表示了圖3所示透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞特性。在該圖中，從上 而下依次為表示點(diǎn)列的物高及散焦依存性的點(diǎn)列圖、MT F的散焦依存 性、及MT F空間頻率特性。在最上部的點(diǎn)列圖中，為不同的多個物高及不同的多個散焦量的點(diǎn)列 圖。在該點(diǎn)列圖上，同一物高中的、不同的多個散焦量的多個點(diǎn)列圖沿橫 向排列。并且，同一散焦量中的、不同的多個物高的多個點(diǎn)列圖沿縱向排 列。
如各點(diǎn)列圖左方數(shù)值所示的物高那樣，該點(diǎn)列圖中包含光軸上、離光
軸14. lOmm、離光軸19. 74mm、及離光軸20. 20mm的位置的物高的點(diǎn)列圖。 并且，如各點(diǎn)列圖下方數(shù)值的散焦量所示，該點(diǎn)列圖中包含離所設(shè)定的像 面-75"m的位置、離像面-37. 5um的位置、像面的位置、離像面37. 5um 的位置、及離像面75um的位置上的點(diǎn)列圖。
如該點(diǎn)列圖所示，點(diǎn)列圖的擴(kuò)大，至少在所預(yù)定的范圍的光軸方向的 像面位置上大致相同，且可知不依物高的變化而大致相同。如此，通過透 鏡系統(tǒng)IIO對來自物點(diǎn)光的擴(kuò)大，在預(yù)定范圍光軸方向的像面位置上大致 相同。此外，所謂光的擴(kuò)大，可以是該圖所示的點(diǎn)列圖的擴(kuò)大，也可以是 點(diǎn)像分布函數(shù)表示的光的擴(kuò)大。如此可知，通過透鏡系統(tǒng)110對來自物點(diǎn) 的光的擴(kuò)大，不依物高變化而大致相同，通過透鏡系統(tǒng)110對來自物點(diǎn)的 光的擴(kuò)大，至少在所預(yù)定的范圍的光軸方向的像面位置上大致相同。
并且，如該圖中部表示的MTF的散焦依存性的圖形所示，可知不論 對多個物高，還是對弧矢光線及子午光線，MTF值的分布大致相同。并 且，MTF至少在圖形所示散焦范圍內(nèi)顯示大致相同的值。如此，在廣泛 的散焦范圍內(nèi)透鏡系統(tǒng)110的MT F值大致相同。
另外，如該圖最下部的MTF的空間頻率特性的圖形所示，透鏡系統(tǒng) IIO不論對多個物高，還是對弧矢光線及子午光線，MTF頻率特性大致 相同。如此可說，透鏡系統(tǒng)110的MTF不依物高變化而大致相同。并且， 可以說透鏡系統(tǒng)110的M T F ，在所預(yù)定的范圍的光軸方向的像面位置上 大致相同。如此，透鏡系統(tǒng)IIO，通過不依到物點(diǎn)的距離的變化而將來自 物點(diǎn)的光在受光部120中擴(kuò)大至基本相同的大小，且相對來自物點(diǎn)的光， 不依到物點(diǎn)距離的變化，透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)大致相同。
圖6為受光部120具有的受光元件陣列的一例的示意圖。受光部120， 具有由接受G成分光的多個受光元件610a及受光元件610b、接受R 成分光的受光元件620、及接受B成分光的受光元件630所形成的受光元件單元650 a。并且，受光部120，是將與受光元件單元650 a具有同樣的 受光元件陣列的多個受光元件單元(例如，接受G成分光的多個受光元件 611a和受光元件611b、接受R成分光的受光元件621、以及接受B成分 光的受光元件631形成的受光元件單元650 b )按2維進(jìn)行排列而形成的。
如此，受光部120，具有對多個顏色成分的每一個分別接受該顏色成 分光的多個受光元件，依據(jù)多個受光元件形成略呈平面狀的受光面。并且， 受光部120的受光面，與透鏡系統(tǒng)110的光軸基本垂直地進(jìn)行設(shè)置。此外， 受光元件也可是C C D攝像元件以及MO S型攝像元件。
此外，通過設(shè)置在受光部120的位置上的透鏡系統(tǒng)110對來自物點(diǎn)的 光的擴(kuò)大，比受光部120具有的多個受光元件的間距要大。此外，此處所 述受光元件的間距，是指表示接受相同顏色成分的波長區(qū)域的光的受光元 件的間距。例如，所謂受光元件的間距，可以是設(shè)置受光元件620的位置 與設(shè)置受光元件621的位置之間的距離。因此，透鏡系統(tǒng)IIO，通過擴(kuò)大 來自物點(diǎn)的光，使多個受光元件中2個以上的受光元件受光。
此時，來自物點(diǎn)的光，通過透鏡系統(tǒng)IIO由多個受光元件受光。因此 拍攝對象的圖像會變模糊，但如果透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)為已知， 則通過修正顯示光學(xué)傳遞函數(shù)的透鏡系統(tǒng)110的擴(kuò)大所進(jìn)行的圖像處理， 可修復(fù)拍攝對象的圖像。
例如，通過在設(shè)置了受光部120的位置上的透鏡系統(tǒng)IIO對來自物點(diǎn) 的光的擴(kuò)大，如果具有設(shè)置了預(yù)定數(shù)目的受光元件的范圍的擴(kuò)大，則修正 部140，根據(jù)預(yù)定數(shù)目的受光元件所受光的光通量及透鏡系統(tǒng)110的光學(xué) 傳遞函數(shù)，可進(jìn)行圖像修正。更具體地說，修正部140，通過使用了反濾 光器的重疊法處理(deconvolution)，可以使修復(fù)的拍攝對象圖像鮮明， 所述反濾光器使用預(yù)定數(shù)目的受光元件(例如，3X3或7X7等陣列內(nèi)的 受光元件)所受光的受光通量，來修正透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)響應(yīng)。
如此，修正部140，為了減小通過透鏡系統(tǒng)110擴(kuò)大來自物點(diǎn)的光對 多個像素值的影響，根據(jù)多個像素值中2個以上像素值及光學(xué)傳遞函數(shù)， 分別修正多個像素值。此外，修正部140，根據(jù)對各顏色成分光的透鏡系 統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)，按每個顏色成分修正多個像素值。即，修正部140 可以將通過相應(yīng)波長的光學(xué)傳遞函數(shù)的不同對光的擴(kuò)大的影響，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?br> 圖7為非線性處理部170的模塊構(gòu)成的一例的示意圖。非線性處理部
170，具有顏色修正處理部810、 Y修正部820、顏色插補(bǔ)處理部830、 Y C變換部840、色差修正部850、及輪廓修正部860。
顏色修正處理部810，從修正部140取得由修正部140修正的像素值。 顏色修正處理部810，將從修正部140取得的像素值進(jìn)行擴(kuò)大修正、顏色 修正的矩陣處理。例如，顏色修正處理部810，對從修正部140取得的表 示R成分、G成分、及B成分強(qiáng)度的像素值進(jìn)行擴(kuò)大調(diào)整。
例如，顏色修正處理部810，可對各顏色成分的像素值分別乘以各顏 色成分的規(guī)定擴(kuò)大值。此外，顏色修正處理部810，也可變換成各顏色成 分像素值分別乘以各顏色成分的像素值中每個顏色成分規(guī)定的計數(shù)后的 乘積的和的值。例如，R成分、G成分、及B成分的值分別為R、 G、及 B時，R成分的像素值變換成以urXR+UqXG + UbXB表示的值。 此外，UR、 U。、 Ub的信，可按輸出像素值顏色成分的每個而不同。如 此，顏色修正處理部810，可通過矩陣處理進(jìn)行顏色修正處理。這樣，通 過顏色修正處理部810，可對通過修正部140修正后的多個像素值表示的 圖像施行色彩平衡修正。
經(jīng)顏色修正處理部810進(jìn)行顏色修正處理后的像素值，被供給Y修正 部820。 Y修正部820，對顏色修正處理部810提供的像素值進(jìn)行Y修正。 通過Y修正，像素值可變換成受光量對應(yīng)的非線性值。此外，Y修正可伴 隨動態(tài)范圍的變換。如此，通過Y修正部820，修正后的多個像素值可變 換為不同動態(tài)范圍的像素值。
經(jīng)Y修正部820的y修正處理后的像素值，被供給顏色插補(bǔ)處理部 830。在顏色插補(bǔ)處理部830中，對經(jīng)Y修正部820變換修正后的多個像 素值施行同步化處理。具體地說，通過顏色插補(bǔ)處理部830對各個顏色成 分施行插補(bǔ)處理，從而針對各顏色成分來決定與設(shè)置了各受光元件的位置 對應(yīng)的像素值。例如，圖6所示的受光元件陣列中，在受光元件620的位 置上，并未接受G成分及B成分的光。因此，受光元件620位置上的G成 分及B成分的像素值未定。
這里，顏色插補(bǔ)處理部830，通過使用了設(shè)置受光元件620的位置所對應(yīng)的位置附近的像素值(例如，受光元件610a位置所對應(yīng)的G成分的 像素值及受光元件611 a的位置所對應(yīng)的G成分的像素值等)進(jìn)行的插補(bǔ) 處理，來計算設(shè)置受光元件620的位置所對應(yīng)的位置附近的像素值。顏色 插補(bǔ)處理部830，可同樣計算B成分的像素值。并且，顏色插補(bǔ)處理部830， 對于其它位置的像素值同樣處理，可計算未受光的顏色成分的像素值。
如此，借助顏色插補(bǔ)處理部830，使用通過修正部140修正后的多個 像素值，對修正后的多個像素值施行插補(bǔ)處理。如前所述，修正部140， 根據(jù)各顏色成分的光所對應(yīng)的透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)傳遞函數(shù)，按各個顏色 成分修正多個像素值。因此，針對由于相對波長的光學(xué)傳遞函數(shù)的不同而 產(chǎn)生的對像素值的影響，通過攝像裝置100，可在借助顏色插補(bǔ)處理部830 進(jìn)行顏色插補(bǔ)處理前進(jìn)行修正。
Y C變換部840，由顏色插補(bǔ)處理部830進(jìn)行插補(bǔ)處理而得到的R G B值，計算亮度信號及色差信號。經(jīng)YC變換部840計算的亮度信號，提 供給輪廓修正部860，在輪廓修正部860中進(jìn)行輪廓修正。此外，輪廓修 正部860的處理可包括邊緣增強(qiáng)處理。如此，在輪廓修正部860中，對該 圖像進(jìn)行空間頻率處理，所述空間頻率處理是對通過修正部140修正后的 多個像素值表示的圖像空間頻率成分的調(diào)制處理。并且，色差信號被供給 到色差修正部850，在色差修正部850中進(jìn)行色調(diào)修正等的色差修正。此 外，通過色差修正部850的色差修正可包含彩色增強(qiáng)處理。
如上所述，在非線性處理部170中，像素值變換為光通量對應(yīng)的非線 性像素值。修正部140，在通過非線性處理部170施行非線性處理前，在 像素值為受光量對應(yīng)的線性階段，可根據(jù)光學(xué)傳遞函數(shù)使用反濾光器等進(jìn) 行修正處理，所以能更加正確地恢復(fù)拍攝對象圖像。
圖8是以表格形式表示條件存儲部180存儲的數(shù)據(jù)的一例的示意圖。 條件存儲部180存儲有到拍攝對象的距離范圍(距離D1 D2)、拍攝 對象的亮度范圍I l I 2、拍攝對象的形狀特征量即形狀特征量、拍攝對 象的顏色特征量即顏色特征量。此外，條件存儲部180也可分別存儲多個 形狀特征量及顏色特征量。此外，為了檢測條形碼區(qū)域的顏色特征量可提 示白、黑、及灰色值的比例，作為檢測2維條形碼區(qū)域的形狀特征量，可 提示格子狀的紋理圖案。此外，圖像即使含有由于透鏡系統(tǒng)110而產(chǎn)生的模糊，如果模糊為數(shù)個像素的程度，就可充分抽出紋理信息。
另外，區(qū)域確定部160，對條件存儲部180存儲的包含符合條件的拍
攝對象的部分區(qū)域進(jìn)行確定。具體地說，區(qū)域確定部160對位于距離D l D2范圍的拍攝對象、亮度I l I 2范圍的拍攝對象、具有上述形狀特征 量的拍攝對象、或者含有具有上述色特征量的拍攝對象的部分區(qū)域進(jìn)行確 定。
圖9是通過區(qū)域確定部160確定的多個部分區(qū)域的一例的示意圖。假 定區(qū)域確定部160，確定了圖像900上的部分區(qū)域910及部分區(qū)域920， 作為條件存儲部180存儲的符合條件的部分區(qū)域。此時，修正部140，對 區(qū)域確定部160確定的部分區(qū)域910及部分區(qū)域920，根據(jù)各自的部分區(qū) 域的光學(xué)傳遞函數(shù)所表示的透鏡系統(tǒng)110的光學(xué)特性進(jìn)行修正。所以，因 物高而光學(xué)傳遞函數(shù)不同時，修正部140也可根據(jù)物高適當(dāng)修正。
此外，條件存儲部180存儲的距離范圍D1 D2，如上所述，距透鏡 系統(tǒng)110的距離也可以是來自該范圍內(nèi)的物點(diǎn)的光學(xué)傳遞函數(shù)基本恒定的 距離范圍。此時，修正部140，修正光學(xué)傳遞函數(shù)基本恒定的部分區(qū)域， 但不修正該部分區(qū)域以外的部分區(qū)域。因此，通過攝像裝置100，通過以 與實際的光學(xué)響應(yīng)不同的光學(xué)響應(yīng)用的反濾光器進(jìn)行修正，可使人為因素 的發(fā)生防患于未然。
并且，對亮度在I l I 2范圍部分區(qū)域，由修正部140進(jìn)行修正的情 況下，也具有上述同樣效果。此情形，如攝像裝置100在內(nèi)視鏡系統(tǒng)上使
用的攝像設(shè)備的情況一樣，對攝像裝置ioo在照明光下拍攝近旁的拍攝對
象時特別有效。并且，修正部140，由于對條件存儲部180存儲的具有形 狀特征量或顏色特征量的部分區(qū)域進(jìn)行修正，所以可以修正包含想要觀察 的拍攝對象的部分區(qū)域。并且，修正部140對確定的部分區(qū)域進(jìn)行修正， 而不修正其它部分區(qū)域，可節(jié)約修正的演算時間。
圖10是透鏡系統(tǒng)110的衍射界限M T F 。線1000表示衍射界限的M TF特性。此外，用上述反濾光器等在修正部140修正光學(xué)響應(yīng)，使得包 含透鏡系統(tǒng)110及修正部140的修正的系統(tǒng)整體的M T F特性接近表示衍 射界限的MT F特性。
圖ll為修正部140修正的MTF特性。線IIOO表示利用具有修正部140的反濾光器來修正圖像時系統(tǒng)整體的MTF特性。如此，系統(tǒng)整體的 MTF特性，由衍射界限的MTF特性(點(diǎn)線1000)產(chǎn)生畸變。這是由于 修正部140以與實際的光學(xué)傳遞函數(shù)不同的光學(xué)傳遞函數(shù)用的反濾光器來 修正時產(chǎn)生的。該種畸變，如果發(fā)生在人眼的高感度空間頻率區(qū)域，則修 正后的圖像會變得剌目。
因此，區(qū)域確定部160，對衍射界限的MTF特性的畸變發(fā)生在特定 空間頻率區(qū)域中的部分區(qū)域進(jìn)行確定。例如，區(qū)域確定部160，在通過修 正部140修正后的圖像中，可確定發(fā)生人為因素的部分區(qū)域。此外，區(qū)域 確定部160，對起因于基于物高的光學(xué)傳遞函數(shù)的不同的區(qū)域，根據(jù)各部 分區(qū)域的光學(xué)傳遞函數(shù)、及通過反濾光器的各頻率區(qū)域的擴(kuò)大量，可確定 該部分區(qū)域。并且，'修正控制部175，在區(qū)域確定部160確定的部分區(qū)域 上，不通過修正部140進(jìn)行修正，而減小上述特定頻率區(qū)域的擴(kuò)大量。通 過上述處理，可抑制通過修正部140修正處理而產(chǎn)生的人為因素。
圖12表示攝像設(shè)備100的硬件結(jié)構(gòu)的一個例子。攝像設(shè)備100具有 CPU外部設(shè)備部、輸入輸出部、傳統(tǒng)的輸入輸出部。CPU外部設(shè)備部，包括 通過主控制器1582被相互連接的CPU1505、匪520、圖形控制器1575、 和顯示設(shè)備1580。輸入輸出部，具有通過輸入輸出控制器1584被連接到 主控制器1582的通信接口 1530、硬盤驅(qū)動器1540、和CD-ROM驅(qū)動器1560。 傳統(tǒng)的輸入輸出部具有被輸入輸出控制器1584連接的R0M1510、軟盤驅(qū)動 器1550、和輸入輸出芯片1570。
主控制器1582連接RAM1520 ;和以高傳輸速率訪問RAM1520的 CPU1505及圖形控制器1575。 CPU1505，按照R0M1510和RAM1520中所存 儲的程序進(jìn)行工作，來控制各部分。圖形控制器1575，取得CPU1505等在 RAM1520里面設(shè)置的幀緩沖區(qū)上生成的圖像數(shù)據(jù)，在顯示設(shè)備1580上進(jìn)行 顯示。除此之外，圖形控制器1575還可以在內(nèi)部包含用于存儲CPU1505 等生成的圖像數(shù)據(jù)的幀緩沖區(qū)。
輸入輸出控制器1584連接主控制器1582;和作為較高速的輸入輸 出裝置的硬盤驅(qū)動器1540、通信接口 1530、 CD-ROM驅(qū)動器1560。硬盤驅(qū) 動器1540存儲CPU1505使用的程序和數(shù)據(jù)。通信接口 1530，與網(wǎng)絡(luò)通訊 設(shè)備1598連接，收發(fā)程序或數(shù)據(jù)。CD-ROM驅(qū)動器1560，從CD-ROM1595讀出程序或數(shù)據(jù)，通過RAM1520提供給硬盤驅(qū)動器1540和通信接口 1530。
輸入輸出控制器1584連接R0M1510;和軟磁盤驅(qū)動器1550、輸入輸 出芯片1570的較低速的輸入輸出裝置。R0M1510存儲在攝像裝置100起動 時執(zhí)行的啟動程序、或是依存于攝像裝置100的硬件的程序等。軟盤驅(qū)動 器1550，從軟盤1590讀出程序或數(shù)據(jù)，并通過RAM1520提供給硬盤驅(qū)動 器1540和通信接口 1530。輸入輸出芯片1570，通過軟盤驅(qū)動器1550，或 是并行口、串行口、鍵盤口、鼠標(biāo)口等連接各種的輸入輸出裝置。
CPU1505執(zhí)行的程序，被存儲在軟盤1590、 CD-R0M1595，或IC卡等 的記錄介質(zhì)中，由使用者提供。被記錄介質(zhì)存儲的程序可以被壓縮也可以 是非壓縮的。從記錄介質(zhì)將程序安裝到硬盤驅(qū)動器1540中，在RAM1520 上讀出，由CPU1505執(zhí)行。被CPU1505執(zhí)行的程序，使攝像裝置100發(fā)揮 作為圖1至圖11說明過的A/D轉(zhuǎn)換部125、線性處理部130、修正部140、 非線性處理部170、輸出部150、區(qū)域確定部160、距離取得部165、條件 存儲部180、以及修正控制部175的作用。
以上所示程序，也可以存儲在外部存儲介質(zhì)中。作為存儲介質(zhì)，除了 軟盤1590、 CD-R0M1595以外，還可以使用DVD或PD等的光學(xué)記錄介質(zhì)、 MD等的光磁性記錄介質(zhì)、磁帶介質(zhì)、IC卡等的半導(dǎo)體存儲器等。此外， 也可以將與專用通信網(wǎng)絡(luò)或者互聯(lián)網(wǎng)連接的服務(wù)器系統(tǒng)上設(shè)置的硬盤或 RAM等記錄裝置作為記錄介質(zhì)來使用，作為借助了網(wǎng)絡(luò)的程序提供給計算 機(jī)1500。這樣，由程序控制的計算機(jī)發(fā)揮作為攝影像設(shè)備100的功能。
以上，通過本發(fā)明的實施方式說明了本發(fā)明，不過，本發(fā)明的技術(shù)范 圍并不限定于上述實施方式中所記載的范圍，本領(lǐng)域人員明白，能夠?qū)ι?述實施方式加以多樣的變形及改良。根據(jù)技術(shù)方案的記載可以明確，這樣 的變形和改良后的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種攝像裝置，具有光學(xué)系統(tǒng)，其將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；受光部，其具有多個受光元件，所述多個受光元件接受來自通過前述光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍攝對象的光；修正部，其依據(jù)前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值；和非線性處理部，其將由前述修正部修正后的前述多個像素值，變換為與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的非線性的像素值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1記載的攝像裝置，其特征在于， 前述光學(xué)系統(tǒng)通過擴(kuò)大來自物點(diǎn)的光，使前述多個受光元件中2個以上的受光元件受光，前述修正部，為了減輕由于前述光學(xué)系統(tǒng)擴(kuò)大來自物點(diǎn)的光而對前述 多個像素值的影響，依據(jù)前述多個像素值中2個以上的像素值及前述光學(xué) 傳遞函數(shù)，分別修正前述多個像素值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2記載的攝像裝置，其特征在于， 前述光學(xué)系統(tǒng)，通過與到物點(diǎn)的距離無關(guān)而將來自物點(diǎn)的光擴(kuò)大成基本相同的大小，使相對于來自物點(diǎn)的光的前述光學(xué)傳遞函數(shù)與到物點(diǎn)的距 離無關(guān)而大致相同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，將前述修正后的多個像素值變換為不同動態(tài)范圍的像素值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，對前述修正后的多個像素值進(jìn)行伽瑪修正。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，利用前述修正后的多個像素值，對前述修正后的多個像素值進(jìn)行插補(bǔ)處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6記載的攝像裝置，其特征在于，前述受光部，對于多個顏色成分的每一個，具有分別接受相應(yīng)顏色成分的光的多個受光元件，前述修正部，依據(jù)與各顏色成分的光對應(yīng)的前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞 函數(shù)，按每個顏色成分修正前述多個像素值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，對各個顏色成分進(jìn)行前述的插補(bǔ)處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，對前述修正后的多個像素值進(jìn)行同步化處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，對前述修正后的多個像素值所表示的圖像進(jìn)行色彩平衡修正。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3記載的攝像裝置，其特征在于， 前述非線性處理部，對前述修正后的多個像素值表示的圖像進(jìn)行空間頻率處理，所述空間頻率處理將前述修正后的多個像素值表示的圖像的空 間頻率成分進(jìn)行調(diào)制。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11記載的攝像裝置，其特征在于， 前述空間頻率處理包括增強(qiáng)處理。
13. —種攝像方法，包括受光步驟，利用受光的多個受光元件接受來自被光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍 攝對象的光，所述光學(xué)系統(tǒng)將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；修正步驟，依據(jù)前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光 元件各自受光的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值；和圖像處理步驟，將由前述修正步驟所修正的修正后的前述多個像素 值，變換為與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的非線性的像素 值。
14. 一種存儲攝像裝置用的程序的計算機(jī)可讀取的介質(zhì)，該程序使攝 像裝置具有以下功能受光部，其具有多個受光元件，所述多個受光元件接受來自被光學(xué)系 統(tǒng)成像后的拍攝對象的光，所述光學(xué)系統(tǒng)將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；修正部，其依據(jù)前述光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與前述多個受光 元件各自受光的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值；和非線性處理部，其將由前述修正部修正后的前述多個像素值，變換為 與前述多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的非線性的像素值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攝像裝置、攝像方法以及用于存儲程序的介質(zhì)，具有光學(xué)系統(tǒng)，其將來自拍攝對象的光進(jìn)行成像；受光部，其具有接受來自通過光學(xué)系統(tǒng)成像后的拍攝對象的光的多個受光元件；修正部，其依據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)，修正與多個受光元件各自受光的光通量對應(yīng)的線性的多個像素值；和非線性處理部，其將由修正部修正后的多個像素值，變換為與多個受光元件分別受光的光通量對應(yīng)的非線性的像素值。
文檔編號H04N5/232GK101505373SQ20091000585
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者小野修司 申請人:富士膠片株式會社