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公開番号2024158611
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073959
出願日2023-04-28
発明の名称画像補正装置、画像補正方法および画像補正プログラム
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人クロスボーダー特許事務所
主分類H04N 23/60 20230101AFI20241031BHJP(電気通信技術)
要約【課題】撮像画像に対して高精度にデフォーカス補正を実施できるようにする。
【解決手段】光学特性算出部111は、被写体に対するデフォーカス量を示すデフォーカス量データ121と、撮像機器の光学系の特性に基づく収差定義関数122と、に基づいて、前記光学系の点広がり関数の計算結果を示す光学特性データ123を算出する。デフォーカス補正部112は、光学特性データ123を用いて撮像画像131に対してデフォーカス補正を実施する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
撮像機器を使って被写体を撮影して得られる撮像画像を補正する画像補正装置であり、
前記被写体に対するデフォーカス量を示すデフォーカス量データと、収差定義関数と、に基づいて、前記撮像機器の光学系の点広がり関数の計算結果を示す光学特性データを算出する光学特性算出部と、
前記光学特性データを用いて前記撮像画像に対してデフォーカス補正を実施するデフォーカス補正部と、
を備える画像補正装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記撮像機器を使った撮像により得られる参照画像に基づいて、前記光学系の点広がり関数と前記光学系の波面収差を示すセンサデータを算出するセンサデータ算出部と、
前記センサデータに基づいて前記収差定義関数を算出する収差定義関数算出部と、
を備える
請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項３】
前記画像補正装置は、コスト算出部と、デフォーカス量更新部と、を備え、
前記デフォーカス補正部は、前記光学特性データを用いて前記撮像画像に対する前記デフォーカス補正を実施して暫定画像を生成し、
前記コスト算出部は、前記暫定画像と前記撮像画像と前記光学特性データを用いて、前記撮像画像に対する前記光学特性データの不一致度を表すコストを示すコストデータを算出し、
前記デフォーカス量更新部は、前記コストデータに基づいて前記デフォーカス量データを更新し、
前記光学特性算出部は、更新後の前記デフォーカス量データと前記収差定義関数に基づいて新たな光学特性データを算出し、
前記デフォーカス補正部は、前記新たな光学特性データを用いて前記撮像画像に対する前記デフォーカス補正を実施する
請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項４】
前記収差定義関数は波面収差のデフォーカス特性を定義する関数である
請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項５】
前記撮像画像を解析して前記デフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部
を備える
請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項６】
前記被写体の撮像条件を示す撮像条件データに基づいて前記デフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部
を備える
請求項１に記載の画像補正装置。
【請求項７】
前記撮像機器は飛翔体に搭載され、
前記撮像画像は前記飛翔体からの撮影により得られる画像である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像補正装置。
【請求項８】
撮像機器を使って被写体を撮影して得られる撮像画像を補正する画像補正方法であり、
前記被写体に対するデフォーカス量を示すデフォーカス量データと、収差定義関数と、に基づいて、前記撮像機器の光学系の点広がり関数の計算結果を示す光学特性データを算出し、
前記光学特性データを用いて前記撮像画像に対してデフォーカス補正を実施する
画像補正方法。
【請求項９】
撮像機器を使って被写体を撮影して得られる撮像画像を補正するための画像補正プログラムであり、
前記被写体に対するデフォーカス量を示すデフォーカス量データと、収差定義関数と、に基づいて、前記撮像機器の光学系の点広がり関数の計算結果を示す光学特性データを算出する光学特性算出処理と、
前記光学特性データを用いて前記撮像画像に対してデフォーカス補正を実施するデフォーカス補正処理と、
をコンピュータに実行させるための画像補正プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、デフォーカスについて画像を補正する技術に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像光学系により撮影された被写体は、撮像光学系の内部で発生する収差および回析、撮像時のデフォーカスなどの影響により、１点から発生した光が１点に収束せずに微小な広がりを有する。このような微小な広がりを持った分布をＰＳＦと呼ぶ
ＰＳＦは点広がり関数（ＰｏｉｎｔＳｐｒｅａｄＦｕｎｃｔｉｏｎ）の略称である。
【０００３】
このような撮像光学系の影響により、ＰＳＦ形状に基づいた画像劣化が撮像画像に生じる。その結果として解像度が低下する。
【０００４】
このような画像劣化を画像処理により補正する技術が提案されている。
デフォーカスによる撮像画像の劣化条件は、被写体との撮影距離また像高に応じて異なる。そのため、それら撮像条件毎にＰＳＦを推定し、ＰＳＦと撮像画像を用いた逆演算により画像補正を行う手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６５３７２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、予め保持された第１の光学特性データに対してデフォーカス特性データを付加することでデフォーカス時の光学特性データである第２の光学特性データを生成し、これを用いて画像補正処理を行う技術を開示している。
【０００７】
第１の光学特性データ、デフォーカス特性データおよび第２の光学特性データが波面収差の二次元プロファイルとなる場合、データ算出に必要な２次元データ演算の演算量が大きくなる。これは、第１の光学特性データがデフォーカス時の光学特性データに対して充分に大きい必要があるためである。
また、デフォーカス時の光学特性データは撮影距離および像高に応じて離散的に算出する必要がある。そのため、特に撮影距離にばらつきがある撮像シーンでデフォーカス補正精度に課題がある。
【０００８】
撮影距離にばらつきがある撮像シーンは様々である。例えば、奥行きのあるシーンを撮像した場合に、また、上空から撮像機器の直下でなく撮像機器をポインティングして撮像した場合に、撮影距離にばらつきがある。
【０００９】
本開示は、撮像画像に対して高精度にデフォーカス補正を実施できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の画像補正装置は、撮像機器を使って被写体を撮影して得られる撮像画像を補正する。
前記画像補正装置は、
前記被写体に対するデフォーカス量を示すデフォーカス量データと、収差定義関数と、に基づいて、前記光学系の点広がり関数の計算結果を示す光学特性データを算出する光学特性算出部と、
前記光学特性データを用いて前記撮像画像に対してデフォーカス補正を実施するデフォーカス補正部と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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