專利名稱：光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法、圖像恢復(fù)方法以及數(shù)字圖像拍攝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，用于通過圖像拍攝照相裝置來對生成的圖像進(jìn)行校正以獲取接近于原始圖像的圖像，還涉及一種圖像恢復(fù)方法。
背景技術(shù)：
近年來，圖像拍攝照相裝置的結(jié)構(gòu)已經(jīng)小型化并且厚度更薄。因此，圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的總長度已經(jīng)被縮短，并且組合透鏡(constituentlense)的數(shù)量也減少了。在這種被小型化且厚度變薄的圖像拍攝照相裝置中，由于鏡頭色差等原因?qū)е铝藞D像的劣化，并且很難改進(jìn)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的分辨率性能。在傳統(tǒng)的小型化及厚度變薄的圖像拍攝照相裝置中，圖像傳感器的分辨率已經(jīng)得到提高，但是圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的分辨率性能仍然沒有得到改進(jìn)。因此，無法實(shí)現(xiàn)與圖像傳感器分辨率的改進(jìn)相對應(yīng)的高畫質(zhì)圖像。
作為一種用于將劣化的圖像恢復(fù)至接近于原始圖像的技術(shù)，至今已經(jīng)有一種已知的技術(shù)，用于通過使用專門用于圖像拍攝照相裝置的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)而將反卷積處理應(yīng)用于已劣化的圖像，從而獲得恢復(fù)后的圖像。所述反卷積處理已經(jīng)在例如日本專利公開文獻(xiàn)特開2002-24816和特開2000-206446等中披露。在傳統(tǒng)技術(shù)中，圖像拍攝照相裝置中使用的光學(xué)部分例如鏡頭被放置在測定設(shè)備中。在所述測定設(shè)備的投影區(qū)域上，投影了一個(gè)具有等于或大于圖像傳感器的元件間距的空間頻率的圖形，借此來測定MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))。測得的MTF測定值被用作光學(xué)傳遞函數(shù)。在所述反卷積處理中，通過作為圖像劣化因素信息的光學(xué)傳遞函數(shù)對劣化的圖像進(jìn)行卷積積分，其中所述劣化的圖像由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)性能而引起模糊不清。所述反卷積處理將劣化的圖像恢復(fù)為接近于原始圖像的高對比度圖像。
但是，隨著圖像拍攝設(shè)備的分辨率的提高，構(gòu)成成像區(qū)域的元件的數(shù)量也會增加，并且同時(shí)每個(gè)元件的尺寸也減小了。這樣，作為圖像劣化的原因，所述圖像傳感器的串?dāng)_增加了并達(dá)到了無法忽略的程度。在上述的用于光學(xué)傳遞函數(shù)的傳統(tǒng)測定方法中，只有圖像拍攝照相裝置的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)被放置在測定設(shè)備上，用以測定MTF。在傳統(tǒng)的圖像恢復(fù)方法中，計(jì)算MTF，其中所述MTF僅僅表示由于圖像拍攝照相裝置的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)而導(dǎo)致的劣化因素，并且所計(jì)算出的MTF被用作光學(xué)傳遞函數(shù)；所述圖像傳感器串?dāng)_并沒有被認(rèn)為是圖像劣化的一個(gè)因素。當(dāng)所述圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際上被安裝在圖像拍攝照相裝置中時(shí)，由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)與圖像傳感器之間的位置關(guān)系，聚焦?fàn)顟B(tài)可能不同于當(dāng)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)被放置在測定設(shè)備中的情況。如上所述，由于與測定光學(xué)傳遞函數(shù)時(shí)不同的因素，因此通過實(shí)際圖像拍攝照相裝置獲取的圖像可能會劣化。因此，就不可能通過進(jìn)行反卷積處理來忠實(shí)地恢復(fù)所述圖像，其中所述卷積處理利用了通過上述方法計(jì)算的光學(xué)傳遞函數(shù)。
進(jìn)一步，在傳統(tǒng)的用于測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法中，所述圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)必須從圖像拍攝照相裝置中取出，并隨后放置在測定設(shè)備中。為了獲得光學(xué)傳遞函數(shù)，需要拆開以及重裝所述圖像拍攝照相裝置。因此，并不是很容易的就能夠進(jìn)行光學(xué)傳遞函數(shù)的測定。
通過反卷積處理來校正圖像所需的計(jì)算量與要被校正的圖像(校正對象圖像)的像素?cái)?shù)的乘方成比例。隨著數(shù)字圖像拍攝裝置的像素?cái)?shù)量變大，所述反卷積處理的處理量也會增加。當(dāng)處理量增加時(shí)，所述數(shù)字圖像拍攝裝置要求高速CPU和大容量存儲器，并且同時(shí)消耗更多的功率。當(dāng)所述數(shù)字圖像拍攝裝置為由電池驅(qū)動的便攜式設(shè)備時(shí)，功率損耗的增加也會帶來問題。
為了解決傳統(tǒng)技術(shù)的問題，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種用于測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)能夠很容易地生成一個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)，用于忠實(shí)地恢復(fù)原始圖像。本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種圖像校正方法，用于對數(shù)字圖像拍攝裝置獲取的圖像進(jìn)行校正，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光并使所述照射光對被測元件進(jìn)行掃描，其中被測元件是在圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的一個(gè)元件，所述圖像拍攝照相裝置是通過將圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)與圖像傳感器集成在一塊而構(gòu)成的；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于隨著與掃描步驟中對所述元件的掃描操作一起，借助所述被測元件，順序地將照射光轉(zhuǎn)換為電信號，并且隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對通過使用圖像拍攝照相裝置而生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，實(shí)際上設(shè)置在圖像拍攝照相裝置中的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)及圖像傳感器被用來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，就可以計(jì)算出這樣的光學(xué)傳遞函數(shù)，所述光學(xué)傳遞函數(shù)反應(yīng)出發(fā)生在圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)中的圖像劣化因素以及由內(nèi)部元件的串?dāng)_而引起的圖像劣化因素。還有，通過經(jīng)設(shè)置在圖像拍攝照相裝置中的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)入射的光對構(gòu)成圖像拍攝照相裝置的成像區(qū)域的元件進(jìn)行掃描，并且根據(jù)通過進(jìn)行掃描而獲得的圖像來計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，能夠很容易地計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，而不用拆解所述圖像拍攝照相裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在計(jì)算步驟中，可以根據(jù)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)是在掃描步驟中通過照射光的掃描而生成的，并且表示了通過對所述被測元件進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的電信號的分布。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，為每個(gè)被測元件都生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。當(dāng)圖像劣化的程度根據(jù)圖像傳感器中被測元件的位置而發(fā)生變化時(shí)，就能夠測定根據(jù)所述位置而發(fā)生變化的光學(xué)傳遞函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在掃描步驟中，可以在共軛條件下發(fā)射出在成像區(qū)域上產(chǎn)生類似于點(diǎn)的投影圖像的照射光，使得在所述成像區(qū)域上照射光的旁軸(paraxial)圖像的直徑等于或小于元件間距的一半；以及在計(jì)算步驟中，可以根據(jù)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，其中生成所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，得到了被測元件的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在掃描步驟中，可以在共軛條件下發(fā)射出在成像區(qū)域上產(chǎn)生線性投影圖像的照射光，使得在所述成像區(qū)域上照射光的旁軸圖像的寬度等于或小于元件間距的一半；以及在計(jì)算步驟中，可以根據(jù)所述線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，其中生成所述線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，得到了被測元件的線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，并且能夠根據(jù)所述線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)。還有，通過使用在成像區(qū)域上產(chǎn)生線性投影圖像的照射光，可以同時(shí)測定多個(gè)被測元件的線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。因此，可以在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出更多數(shù)量的被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在掃描步驟中，所述照射光可以掃描多個(gè)被測元件；以及所述計(jì)算步驟可以包括通過使用多個(gè)被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)來進(jìn)行插值，并因此計(jì)算出除了被測元件以外的元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，降低了用于計(jì)算擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)的處理負(fù)擔(dān)以及用于從所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)中生成光學(xué)傳遞函數(shù)的處理負(fù)擔(dān)，這樣就能夠縮短測定光學(xué)傳遞函數(shù)所需的時(shí)間。還有，通過使用多個(gè)被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行插值處理，可以計(jì)算其他元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，即使當(dāng)圖像劣化程度根據(jù)圖像傳感器中的位置而發(fā)生變化時(shí)，也可以相對于圖像傳感器的全部元件獲得反映出這種不均勻性的光學(xué)傳遞函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述測定方法可以進(jìn)一步包括失真特性數(shù)據(jù)生成步驟，用于通過使用擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)以及對應(yīng)于所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)的被測元件的位置信息來生成在成像區(qū)域上的與圖像失真相關(guān)的失真特性數(shù)據(jù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠生成用于校正的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)不僅能夠用于校正由所述圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的分辨率性能的限制而引起的圖像的劣化，而且還能夠校正由所述圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)引起的圖像失真。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述掃描步驟可以包括改變步驟，用于改變在所述照射光向圖像拍攝照相裝置的照射角度以及照射位置中的至少一個(gè)，使得所述照射光對被測元件進(jìn)行掃描。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，雖然所述圖像拍攝照相裝置處于固定狀態(tài)，但是也可以用照射光來進(jìn)行掃描。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述掃描步驟可以包括改變步驟，用于改變所述圖像拍攝照相裝置的角度和位置中的至少一個(gè)，使得所述照射光掃描被測元件。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過使照射光相對于成像區(qū)域移動，就能夠用所述照射光來進(jìn)行掃描。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，圖像恢復(fù)方法包括測定步驟，用于通過上述的各測定方法來測定光學(xué)傳遞函數(shù)；以及進(jìn)行恢復(fù)處理的步驟，用于通過使用測得的光學(xué)傳遞函數(shù)對由圖像拍攝照相裝置獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)處理。
因此，能夠得到高分辨率的恢復(fù)圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種便攜式電話設(shè)備或數(shù)字圖像拍攝裝置包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲一個(gè)被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；存儲裝置，用于存儲光學(xué)傳遞函數(shù)；以及傳輸裝置，用來將存儲在所述存儲裝置中的光學(xué)傳遞函數(shù)以及由圖像拍攝照相裝置生成的圖像數(shù)據(jù)作為一組數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；其中通過一種測定方法來測定所述光學(xué)傳遞函數(shù)，所述方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并使所述照射光對在圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中所述圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件，順序地將在掃描步驟中進(jìn)行掃描的照射光轉(zhuǎn)換為電信號，并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過上述測定方法測得的光學(xué)傳遞函數(shù)以及被拍攝體的圖像數(shù)據(jù)被作為一組數(shù)據(jù)傳輸。這樣，所述接收者就很容易通過使用所傳輸?shù)墓鈱W(xué)傳遞函數(shù)來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)恢復(fù)處理。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，一種便攜式電話設(shè)備或數(shù)字圖像拍攝裝置包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲一個(gè)被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；標(biāo)記生成裝置，用于將數(shù)據(jù)文件的文件號附加給由圖像拍攝照相裝置生成的圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)文件包含了通過一測定方法測得的光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述測定方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并使所述照射光對在圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中所述圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件，順序地將在掃描步驟中掃描所述元件的照射光轉(zhuǎn)換為電信號，并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，將含有光學(xué)傳遞函數(shù)的數(shù)據(jù)文件的文件號標(biāo)記附加給圖像數(shù)據(jù)。這樣，即使當(dāng)將帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)傳輸給外部裝置例如圖像校正設(shè)備時(shí)，也能夠從外部裝置的混合文件中準(zhǔn)確地選出對應(yīng)于所述圖像的光學(xué)傳遞函數(shù)，以進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的恢復(fù)處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種圖像校正方法包括一個(gè)步驟，用于使得通過數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體的圖像捕獲而生成的圖像與劣化因素信息相關(guān)，所述劣化因素信息用于對由數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正，并從所述數(shù)字圖像拍攝裝置輸出相關(guān)信息；以及另一個(gè)步驟，用于通過使用與所述圖像相關(guān)的劣化因素信息，使得圖像校正服務(wù)器設(shè)備對從數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的圖像進(jìn)行反卷積處理。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，數(shù)字圖像拍攝裝置所進(jìn)行的全部是使得劣化因素信息與由圖像拍攝裝置生成的圖像相關(guān)聯(lián)，并輸出所述信息，所述劣化因素信息用于對由圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正；由圖像校正服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行反卷積處理。這樣，就能夠得到經(jīng)反卷積處理而校正的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，數(shù)字圖像拍攝裝置包括圖像拍攝裝置，用于捕獲和生成被拍攝體的圖像；劣化因素信息存儲裝置，用于存儲劣化因素信息，所述劣化因素信息用于對由圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正；以及輸出裝置，用于輸出與所述圖像相關(guān)的劣化因素信息。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，從數(shù)字圖像拍攝裝置中輸出彼此相關(guān)的校正對象圖像和劣化因素信息。因此，可以在外部設(shè)備中對校正對象圖像進(jìn)行校正，并可以得到校正后的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述數(shù)字圖像拍攝裝置可以進(jìn)一步包括接收裝置，用于接收通過使用從輸出裝置輸出的劣化因素信息對圖像進(jìn)行校正而得到的校正后的圖像。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，所述接收裝置接收到校正后的圖像。因此，可以由數(shù)字圖像拍攝裝置來獲得校正后的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，劣化因素信息存儲裝置可以存儲在反卷積處理中使用的光學(xué)傳遞函數(shù)作為劣化因素信息。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以通過使用存儲在劣化因素信息存儲裝置中的光學(xué)傳遞函數(shù)來在外部設(shè)備中進(jìn)行反卷積處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述輸出裝置可以為傳輸裝置，用于傳輸與圖像相關(guān)的劣化因素信息。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，所述傳輸裝置能夠用來將校正對象圖像和劣化因素信息傳輸給用于進(jìn)行反卷積處理的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述輸出裝置可以是寫入裝置，所述寫入裝置用于將與所述圖像相關(guān)的劣化因素信息寫入到與所述圖像相關(guān)的記錄介質(zhì)中。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以從一個(gè)設(shè)備的記錄介質(zhì)中讀出校正對象圖像和劣化因素信息，用于進(jìn)行反卷積處理。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種圖像校正服務(wù)器設(shè)備包括接收裝置，用于從數(shù)字圖像拍攝裝置中接收圖像以及劣化因素信息，其中所述圖像是通過使得所述數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體的圖像捕獲而生成的，而所述劣化因素信息是用于對由數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正；圖像校正裝置，用于使用所述劣化因素信息對圖像進(jìn)行反卷積處理；以及傳輸裝置，用于傳輸通過進(jìn)行反卷積處理而得到的校正后的圖像。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以獲得隨著各個(gè)數(shù)字圖像拍攝裝置不同而不同的劣化因素信息以及用數(shù)字圖像拍攝裝置捕獲的圖像，作為一組數(shù)據(jù)；并且這樣就可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行校正。還有，在圖像校正服務(wù)器設(shè)備中進(jìn)行反卷積處理，并且這樣就可以通過使用反卷積處理來得到校正后的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，所述接收裝置可以接收傳輸目的地信息、以及所述圖像和劣化因素信息，所述傳輸目的地信息指定了校正后的圖像的傳輸目的地；所述傳輸裝置可以將校正后的圖像傳輸至由所述傳輸目的地信息指定的傳輸目的地。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，不需要增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量，就可以通過反卷積處理來對通過使得數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行圖像捕獲而得到的圖像進(jìn)行校正，并將其傳輸至任何給定的傳輸目的地。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種圖像校正系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像拍攝裝置和圖像校正服務(wù)器設(shè)備，其中所述數(shù)字圖像拍攝裝置包括圖像拍攝裝置，用于捕獲和生成被拍攝體的圖像；指定裝置，用于指定校正后圖像的傳輸目的地；以及傳輸裝置，用于將與由所述圖像拍攝裝置生成的圖像相關(guān)的目的地信息傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備并傳輸相關(guān)信息，其中所述傳輸目的地信息表示通過使用指定裝置所指定的傳輸目的地；以及所述圖像校正服務(wù)器設(shè)備包括圖像校正裝置和傳輸裝置，所述圖像校正裝置用于對從數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的圖像進(jìn)行反卷積處理，以獲得校正后的圖像，所述傳輸裝置用于將通過使用圖像校正裝置而獲得的校正后的圖像傳輸給傳輸目的地，所述傳輸目的地是由與所述圖像相關(guān)的傳輸目的地信息所表示的。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以不增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量，而通過反卷積處理來對由數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行圖像捕獲而得到的圖像進(jìn)行校正，并且將其傳輸至任何給定的傳輸目的地。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像校正方法的程序，包括接收步驟，用于接收數(shù)據(jù)文件的輸入，其中所述數(shù)據(jù)文件中包括圖像以及劣化因素信息，所述圖像是通過使得數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體的圖像捕獲而生成的，所述劣化因素信息用于對由所述數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正；以及圖像校正步驟，用于通過使用劣化因素信息來對包含在從數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的數(shù)據(jù)文件中的圖像進(jìn)行反卷積處理，其中所述劣化因素信息與所述圖像一起包含在所述數(shù)據(jù)文件中。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，數(shù)字圖像拍攝裝置所進(jìn)行的處理是輸出由圖像拍攝裝置生成的圖像、以及用于對由圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正的劣化因素信息；而反卷積處理是在圖像校正服務(wù)器設(shè)備中進(jìn)行的。這樣，就能夠得到經(jīng)反卷積處理而校正的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)算出圖像拍攝照相裝置的光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述圖像拍攝照相裝置具有彼此集成在一起的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器。因此，可以計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)反映出在實(shí)際設(shè)置在圖像拍攝照相裝置中的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)中所發(fā)生的圖像劣化因素、以及歸因于圖像傳感器的內(nèi)部元件之間串?dāng)_的圖像劣化因素，并且同時(shí)也可以很容易的計(jì)算各光學(xué)傳遞函數(shù)而不需要拆解所述圖像拍攝照相裝置。
根據(jù)本發(fā)明，將通過數(shù)字圖像拍攝裝置生成的圖像與劣化因素信息相關(guān)聯(lián)，并且隨后被輸出，所述劣化因素信息用于對由數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置所引起的圖像的劣化進(jìn)行校正，并且在輸出目的地的圖像校正服務(wù)器設(shè)備中進(jìn)行校正。因此，本發(fā)明的有益效果就是通過進(jìn)行反卷積處理就能夠獲得校正后的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像傳感器的掃描操作的說明圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)的方框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元中所生成的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元中計(jì)算出的光學(xué)傳遞函數(shù)；圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的圖像傳感器的掃描操作的說明圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)的方框圖；
圖10為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的方框圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的便攜式電話設(shè)備的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的示意圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的便攜式電話設(shè)備的光學(xué)傳遞函數(shù)的示意圖；圖15為用于說明根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的操作的流程圖；圖16為根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的方框圖；圖17為用于說明根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的操作的流程圖；圖18為根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的方框圖；以及圖19為用于說明根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的操作的流程圖。
發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面將參照附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行描述。
(第一實(shí)施例)圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的示圖。參看圖1，所述擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30包括光源31、針孔板32、軸外拋物面鏡33以及照相裝置固定(保持)機(jī)構(gòu)34。所述擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30是用于測定圖像拍攝照相裝置的擴(kuò)展函數(shù)的設(shè)備，其中所述圖像拍攝照相裝置具有圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器，例如CCD或CMOS傳感器。光源31發(fā)出具有波長特性的光，其中該波長特性中包含被測對象的圖像拍攝照相裝置的特定特性。將針孔板32設(shè)置在光源31的附近。在穿過針孔板32的針孔之后，該照射光作為發(fā)散光線入射到軸外拋物面鏡33上。該照射光經(jīng)軸外拋物面鏡33反射之后，變成沒有色象差的平行(準(zhǔn)直)光。該平行光入射到固定在照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中的圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)上。
圖2為用于說明投影到圖像拍攝照相裝置11的成像區(qū)域上的照射光的圖像(針孔圖像)的圖。該針孔板32位于這樣的一個(gè)位置處，在該位置上滿足共軛條件，使得針孔圖像71在圖像拍攝照相裝置11的成像區(qū)域上具有旁軸光線尺寸，其中該圖像拍攝照相裝置11固定在照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中。如圖2所示，將該針孔的直徑設(shè)置成使得針孔圖像71的直徑等于或小于在圖像拍攝照相裝置11的成像區(qū)域上的圖像傳感器的元件間距的一半的尺寸。將針孔圖像71的直徑設(shè)置為小于或等于元件間距的一半的原因就是通過光學(xué)傳遞函數(shù)測定中的點(diǎn)光源使得通過照相裝置從照射光源形成的擴(kuò)展函數(shù)等同于圖像信息。
該照相裝置固定機(jī)構(gòu)34是用于固定被測對象的圖像拍攝照相裝置11的機(jī)構(gòu)。該照相裝置固定機(jī)構(gòu)34包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于允許該被固定的圖像拍攝照相裝置11繞著圖像傳感器的X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，通過繞著X軸旋轉(zhuǎn)，該針孔圖像在成像區(qū)域上沿Y軸方向相對運(yùn)動。通過繞著Y軸旋轉(zhuǎn)，該針孔圖像在成像區(qū)域上沿X軸方向相對運(yùn)動。當(dāng)通過使用該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)該圖像拍攝照相裝置11時(shí)，通過照射光在X軸或Y軸的方向上對該圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器進(jìn)行掃描。旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)量被設(shè)置為一定的寬度，該寬度使得該針孔圖像實(shí)質(zhì)上小于圖像傳感器的元件間距，例如被設(shè)置為元件間距的大約十分之一。該圖像拍攝照相裝置11的圖像傳感器為每次旋轉(zhuǎn)步進(jìn)都進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以生成電信號。
圖3為根據(jù)第一實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖3所示，該圖像恢復(fù)系統(tǒng)10包括圖像拍攝照相裝置11、圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12以及圖像校正設(shè)備13。該圖像拍攝照相裝置11包括圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)、圖像傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)被放置在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30的照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中時(shí)，該圖像拍攝照相裝置11就會將電信號81輸出給圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12，其中該電信號81是在通過圖像傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換中獲得的。在普通的圖像捕獲操作中，該圖像拍攝照相裝置11會將在圖像傳感器中獲得的電信號作為圖像數(shù)據(jù)82輸出給圖像校正設(shè)備13。通過在圖像拍攝照相裝置11、圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12以及圖像校正設(shè)備13之間的有線或無線通信來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸/接收。代替上述各通信方式，也可以通過在各設(shè)備之間使用便攜式記錄介質(zhì)來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12包括擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14、光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15、失真特性數(shù)據(jù)生成單元16、以及數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元17。該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14的功能是使用從放置在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30中的圖像拍攝照相裝置11輸出的電信號81來為每個(gè)被測元件生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83，并輸出生成的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。根據(jù)本實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14，其生成點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。該光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15的功能是對每個(gè)被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83進(jìn)行傅立葉變換，并為每個(gè)被測元件計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)84，其中該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83是從擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14輸出的，該光學(xué)傳遞函數(shù)84由傅立葉頻譜及相位特性構(gòu)成。
該失真特性數(shù)據(jù)生成單元16的功能是使用從擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14輸出的多個(gè)被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83來生成表示圖像失真的失真特性數(shù)據(jù)85。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元17的功能是創(chuàng)建圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86并將其輸出。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86包括所有被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)以及在失真特性數(shù)據(jù)生成單元16中生成的失真特性數(shù)據(jù)。
該圖像校正設(shè)備13包括像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18、圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19、反卷積處理單元20、失真校正單元21以及恢復(fù)圖像輸出單元22。該像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18的功能是對從圖像拍攝照相裝置11輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度轉(zhuǎn)換，以生成圖像強(qiáng)度數(shù)據(jù)87。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19的功能是通過使用被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)來進(jìn)行插值處理，并借此計(jì)算除了被測元件以外的元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。被圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19使用的光學(xué)傳遞函數(shù)包含在從圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12輸出的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件中。通過該插值處理，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19創(chuàng)建了所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)88。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19的功能是對包含在圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)中的失真特性數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以生成失真校正數(shù)據(jù)89。
該反卷積處理單元20的功能是通過用在圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19中生成的光學(xué)傳遞函數(shù)，對由像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18生成的圖像強(qiáng)度數(shù)據(jù)87進(jìn)行反卷積處理，并由此生成恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)90。該失真校正單元21的功能是通過使用在圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19中生成的失真校正數(shù)據(jù)89，對在反卷積處理中生成的恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)90進(jìn)行失真校正，并由此生成失真校正圖像數(shù)據(jù)91。輸出單元22的作用是輸出該失真校正圖像數(shù)據(jù)91。
下面將對具有上述結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30和圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的操作進(jìn)行說明。下面將分別對生成包含有光學(xué)傳遞函數(shù)及失真特性數(shù)據(jù)的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86的操作、以及通過使用圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86對圖像數(shù)據(jù)82進(jìn)行校正的操作進(jìn)行說明。
首先，將對生成圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86的操作進(jìn)行說明。為了創(chuàng)建圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件，首先，該圖像拍攝照相裝置11被放置在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30的照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中。在這種情況下，該圖像拍攝照相裝置11被放置在這樣一個(gè)方向上即，使得該圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)接收來自軸外拋物面鏡33的反射光。光源31發(fā)出照射光。該照射光穿過針孔板32的針孔，被軸外拋物面鏡33校準(zhǔn)，并被朝著固定在照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中的圖像拍攝照相裝置11反射。該反射光穿過圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)，并照射在成像區(qū)域上。在這種狀態(tài)下，照射光對圖像傳感器進(jìn)行掃描。
在針孔圖像被投影在成像區(qū)域的圖像傳感器上時(shí)，該照相裝置固定機(jī)構(gòu)34步進(jìn)地繞著Y軸旋轉(zhuǎn)(參看圖1)。因此，該照射光圖像沿X軸的方向?qū)?gòu)成圖像傳感器的一個(gè)元件(一個(gè)被測元件)進(jìn)行掃描。還有，當(dāng)照相裝置固定機(jī)構(gòu)34繞著X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該照射光沿Y軸的方向掃描該元件。每次旋轉(zhuǎn)步進(jìn)，該圖像拍攝照相裝置11的圖像傳感器都對照射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。該圖像傳感器將通過進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換所得到的電信號81輸出給圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14。在對每次步進(jìn)從圖像拍攝照相裝置11接收電信號時(shí)，該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14通過使用該電信號81來生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。
圖4為展示了由擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14生成的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83的示意圖。在圖4的圖中，橫坐標(biāo)為掃描角度，而縱坐標(biāo)為從被測元件輸出的電信號的強(qiáng)度。當(dāng)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)的掃描角度被轉(zhuǎn)換為圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的焦距時(shí)，就得到了空間擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
如圖4所示，由于象差，該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83的分布形狀并不是點(diǎn)對稱的。在本實(shí)施例中，如圖4所示，當(dāng)在Y軸的方向上通過照射光進(jìn)行掃描時(shí)，該分布就會比在X軸的方向上通過照射光進(jìn)行掃描時(shí)的分布更寬。這表示該照射光圖像在成像區(qū)域上形成了橢圓；(橢圓的)長軸為Y軸方向，而短軸為X軸方向。
該擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30以及圖像恢復(fù)系統(tǒng)10通過對多個(gè)元件在X軸方向上進(jìn)行掃描來測定擴(kuò)展函數(shù)，并且還通過對多個(gè)元件在Y軸方向上進(jìn)行掃描來測定擴(kuò)展函數(shù)。在此，沿X軸方向上的掃描以及沿Y軸方向上的掃描所進(jìn)行的測定都是針對每五個(gè)元件進(jìn)行的。均勻地從圖像傳感器中選擇所要測定的元件。擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14為每個(gè)被測元件生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，并將其輸出給光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15和失真特性數(shù)據(jù)生成單元16。該光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15以空間頻率對從擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14輸出的被測每個(gè)元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83進(jìn)行傅立葉變換，并由此計(jì)算出每個(gè)被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)84。
圖5為示意圖，示出了在光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15中，通過對由擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14輸出的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83進(jìn)行傅立葉變換而得到的光學(xué)傳遞函數(shù)84。如圖5所示，該光學(xué)傳遞函數(shù)84由傅立葉頻譜和相位特性組成。根據(jù)本實(shí)施例，在擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14中，生成了對應(yīng)于10個(gè)被測元件的10個(gè)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。這樣，該光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15能夠?qū)@些擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83進(jìn)行傅立葉變換，并由此計(jì)算出10個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)84。
該失真特性數(shù)據(jù)生成單元16接收從擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14輸出的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。根據(jù)該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83，該失真特性數(shù)據(jù)生成單元16為每個(gè)被測元件計(jì)算掃描角度(最大強(qiáng)度角度)，在該掃描角度處像素強(qiáng)度具有最大值。接著，根據(jù)每個(gè)被測元件的最大強(qiáng)度角度以及關(guān)于這些被測元件的位置的信息，該失真特性數(shù)據(jù)生成單元16為沒有成為測定對象的元件計(jì)算出像素強(qiáng)度具有最大值的掃描角度。按照這種方式生成的每個(gè)元件的最大強(qiáng)度角度數(shù)據(jù)等效于每個(gè)元件的強(qiáng)度重心的失真特性。該失真特性數(shù)據(jù)生成單元16輸出該數(shù)據(jù)，作為失真特性數(shù)據(jù)85。
該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元17創(chuàng)建圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86，并輸出該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86中包括從光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15輸出的每個(gè)元件的光學(xué)傳遞函數(shù)84、以及從失真特性數(shù)據(jù)生成單元16輸出的失真特性數(shù)據(jù)85。
現(xiàn)在將對使用圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86來校正圖像數(shù)據(jù)82的操作進(jìn)行說明。首先，圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19接收從圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12輸出的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86只包括對應(yīng)于10個(gè)被測元件的10個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)84。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19使用這10個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)84進(jìn)行插值處理，并計(jì)算除了那些被測元件以外的元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。對于插值處理，可以采用已知的技術(shù)，例如樣條插值(spline interpolation)?？赏ㄟ^這種插值處理來計(jì)算成像區(qū)域上所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)88。
該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19對包含在圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86中的失真特性數(shù)據(jù)85進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并由此生成失真校正數(shù)據(jù)89。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19存儲所有元件的生成的光學(xué)傳遞函數(shù)88以及失真校正數(shù)據(jù)89。
現(xiàn)在對使用圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件來校正圖像數(shù)據(jù)的操作進(jìn)行說明。來自被拍攝體的光穿過圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)并被投影在成像區(qū)域上。接著，圖像傳感器對來自被拍攝體的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并生成和輸出圖像數(shù)據(jù)82。由于例如圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)象差和內(nèi)部元件的串?dāng)_等因素而劣化的圖像數(shù)據(jù)82將通過圖像校正設(shè)備13進(jìn)行校正。
該圖像校正設(shè)備13接收從圖像拍攝照相裝置11輸出的圖像數(shù)據(jù)82。在圖像校正設(shè)備13中，像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18對圖像數(shù)據(jù)82進(jìn)行強(qiáng)度轉(zhuǎn)換，并由此生成圖像強(qiáng)度數(shù)據(jù)87。隨后，反卷積處理單元20對在像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18中生成的圖像強(qiáng)度數(shù)據(jù)87進(jìn)行反卷積處理。該反卷積處理單元20使用存儲在圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19中的光學(xué)傳遞函數(shù)88，并由此進(jìn)行反卷積處理。
該反卷積處理單元20使用下面的函數(shù)作為反卷積處理恢復(fù)濾波器M(u，v)。
公式1M(u,v)=H*(u,v)Sff(u,v)Sff(u,v)|H(u,v)|2+Svv(u,v)]]>=1H(u,v)|H(u,v)|2|H(u,v)|2+[Svv(u,v)/Sff(u,v)]]]>
在上面的公式中，H(u，v)為光學(xué)傳遞函數(shù)；Sff為輸入信號(即從像素強(qiáng)度轉(zhuǎn)換單元18輸出的圖像強(qiáng)度數(shù)據(jù)87)的頻譜密度，；Svv(u，v)為噪音頻譜密度。
當(dāng)原始圖像f(x，y)，劣化的圖像g(x，y)以及恢復(fù)后的圖像f^(x，y)的二維傅立葉變換分別為F(u，v)，G(u，v)以及F^(u，v)時(shí)，F(xiàn)^(u，v)＝(H(u，v)*M(u，v))*F(u，v)，并且F^(u，v)＝M(u，v))*G(u，v)其中“*”表示卷積積分。反卷積處理單元20通過恢復(fù)濾波器M(u，v)對劣化圖像進(jìn)行二維傅立葉變換G(u，v)的卷積積分，以計(jì)算F^(u，v)，并接著對F^(u，v)進(jìn)行反傅立葉變換，以計(jì)算恢復(fù)后的圖像f^(x，y)。該反卷積處理單元20根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的噪音特性為每個(gè)要進(jìn)行反卷積處理的圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建恢復(fù)濾波器M(u，v)。
該反卷積處理單元20將生成的恢復(fù)后圖像數(shù)據(jù)90輸出給失真校正單元21。在恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)90中，存在由于圖像失真而引起的劣化殘跡。該失真校正單元21從圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19中讀出失真校正數(shù)據(jù)89。為了生成失真校正圖像數(shù)據(jù)91，該失真校正單元21使用失真校正數(shù)據(jù)89對恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)90進(jìn)行失真校正；該失真校正由坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和插值處理構(gòu)成。該失真校正單元21通過輸出單元22輸出失真校正圖像數(shù)據(jù)91。該失真校正圖像數(shù)據(jù)91的輸出目的地可以是圖像校正設(shè)備13中的存儲器、便攜式存儲介質(zhì)或監(jiān)視器。可選的是，該輸出單元22可以將失真校正圖像數(shù)據(jù)91輸出到通信線路上去。
根據(jù)本實(shí)施例的測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，雖然圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)以及圖像傳感器被裝配到圖像拍攝照相裝置11中，但是也可以進(jìn)行擴(kuò)展函數(shù)的測定。因此，得到了擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)包括圖像拍攝照相裝置11的聚焦?fàn)顟B(tài)、元件間串?dāng)_等等的影響。在圖像校正設(shè)備13中，從擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)中得到的光學(xué)傳遞函數(shù)被用于進(jìn)行反卷積處理。因此，不但可以減小由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的分辨率性能的限制而引起的圖像的劣化，還可以減小由于聚焦?fàn)顟B(tài)和元件間串?dāng)_的影響而引起的圖像的劣化，這樣就可以獲得高分辨率的恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，為每個(gè)元件計(jì)算擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，以計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，即使當(dāng)圖像劣化的程度根據(jù)入射位置而發(fā)生變化時(shí)，也可以對這種程度的圖像劣化進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦Ｕ垣@得高分辨率的恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)。由于為每個(gè)元件計(jì)算擴(kuò)展函數(shù)，因此當(dāng)識別出擴(kuò)展函數(shù)的峰值時(shí)，就能夠計(jì)算出相應(yīng)于當(dāng)來自光源的照射光入射到傳感器的中央時(shí)的掃描角度。因此，就能夠生成失真校正數(shù)據(jù)，用于對由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)而引起的圖像失真進(jìn)行校正。當(dāng)該失真校正數(shù)據(jù)被用于校正圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可以獲得具有降低了圖像失真的恢復(fù)后的圖像數(shù)據(jù)，該圖像失真是由圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)而引起的。
(第二實(shí)施例)現(xiàn)在將對本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。
根據(jù)上述第一實(shí)施例，圖像拍攝照相裝置11的旋轉(zhuǎn)使照射光在圖像傳感器的成像區(qū)域上進(jìn)行相對移動，借此掃描被測元件。根據(jù)本實(shí)施例，圖像拍攝照相裝置11保持固定，而照射光的位置發(fā)生變化，借此掃描被測元件。
圖6為根據(jù)本實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備40中，從光源41照射出的光穿過針孔板42的針孔，而被軸外拋物面鏡43反射并變成平行(準(zhǔn)直)光。接著該平行照射光被反射鏡45反射，并入射到固定在照相裝置固定機(jī)構(gòu)44中的圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)上。
該反射鏡45可以繞著鏡面內(nèi)的X軸或Y軸旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(未示出)使得該反射鏡45繞著X軸或Y軸步進(jìn)地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)反射鏡45繞著Y軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，照射光的圖像在成像區(qū)域上沿著X軸的方向移動。當(dāng)反射鏡45繞著X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，照射光的圖像在成像區(qū)域上沿著Y軸的方向移動。通過這種方式，通過使反射鏡45旋轉(zhuǎn)，照射光可以沿X軸方向以及Y軸方向掃描被測元件。
掃描被測元件和為每個(gè)被測元件生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83的處理、以及隨后的生成光學(xué)傳遞函數(shù)84以及失真特性數(shù)據(jù)85的處理都與第一實(shí)施例相同。通過使用圖像校正設(shè)備13來恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)82的處理也與第一實(shí)施例類似。根據(jù)本實(shí)施例，也可以獲得與第一實(shí)施例類似的有益效果。
(第三實(shí)施例)現(xiàn)在將對本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。
在根據(jù)上述第一實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30中，將針孔板32排列在光源31的附近，借此將類似于點(diǎn)的照射光圖像投影在成像區(qū)域上。根據(jù)本實(shí)施例，代替針孔板32，提供了狹縫板，借此通過線性照射光來掃描圖像傳感器。
圖7為根據(jù)本實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備50中，狹縫板52位于光源51附近。該狹縫板52被固定在狹縫固定機(jī)構(gòu)56中。該狹縫固定機(jī)構(gòu)56具有旋轉(zhuǎn)該狹縫板52的機(jī)構(gòu)，使得可以將狹縫的縱向方向調(diào)整為縱向或橫向方向。從光源51發(fā)出的照射光穿過狹縫板52的狹縫，并被軸外拋物面鏡53反射而成為平行光。
通過固定在照相裝置固定機(jī)構(gòu)54中的圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)，該平行光被投影在圖像傳感器的成像區(qū)域上。設(shè)置該狹縫板52的狹縫寬度，使得投影在圖像拍攝照相裝置11的圖像傳感器上的圖像的旁軸圖像寬度等于或小于圖像傳感器的元件間距的一半。將旁軸圖像寬度設(shè)置為等于或小于元件間距的一半的原因在于，使得在光學(xué)傳遞函數(shù)測定中，從照射光源通過照相裝置形成的線擴(kuò)展函數(shù)等同于由線光源形成的圖像。
根據(jù)本實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例類似。在本實(shí)施例中，狹縫光掃描被測元件。因此，在擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14中，可以同時(shí)獲得多個(gè)被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
下面將對根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備50和圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的操作進(jìn)行說明。首先，該狹縫固定機(jī)構(gòu)56固定該狹縫板52，使得該狹縫的縱向方向被調(diào)整至縱向方向。如上所述，來自光源51的照射光穿過狹縫板52的狹縫，并被軸外拋物面鏡53反射，并且變成狹縫狀的平行光并入射到在照相裝置固定機(jī)構(gòu)54中固定的圖像拍攝照相裝置11上。接著，通過該圖像拍攝照相裝置11的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)將該狹縫光投影在成像區(qū)域上。
圖8為用于說明投影在成像區(qū)域上的狹縫光的圖像(狹縫圖像)的圖。當(dāng)狹縫被固定在縱向方向上時(shí)，得到狹縫圖像72a。在這種狀態(tài)下，照相裝置固定機(jī)構(gòu)54步進(jìn)地使圖像拍攝照相裝置11繞著Y軸旋轉(zhuǎn)。因此，該狹縫圖像72a在X軸方向上掃描多個(gè)排列在Y軸方向上的被測元件。當(dāng)在Y軸方向上掃描圖像傳感器時(shí)，該狹縫固定機(jī)構(gòu)56將狹縫板52旋轉(zhuǎn)90度，使得狹縫52的縱向方向被調(diào)整為橫向方向。因此，與X軸平行的狹縫圖像72b被投影在成像區(qū)域上。在這種狀態(tài)下，當(dāng)照相裝置固定機(jī)構(gòu)54步進(jìn)地使圖像拍攝照相裝置11繞著X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，該狹縫圖像72b沿著Y軸方向移動。
圖像拍攝照相裝置11的圖像傳感器對每次步進(jìn)的投影光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以獲得電信號81，并將該電信號81輸出給圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14。當(dāng)從圖像拍攝照相裝置11接收到每次步進(jìn)的電信號81時(shí)，該擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14使用該電信號81來生成擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。根據(jù)本實(shí)施例，擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14生成線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83。
在獲得圖像傳感器的多個(gè)被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83之后所進(jìn)行的生成光學(xué)傳遞函數(shù)84以及失真特性數(shù)據(jù)85的處理與第一實(shí)施例類似。對通過圖像拍攝照相裝置11生成的圖像數(shù)據(jù)82進(jìn)行恢復(fù)的處理也與第一實(shí)施例類似。
在上面的例子中，通過改變狹縫板52的方向來改變狹縫光的方向，借此該狹縫光在X軸和Y軸的方向上掃描被測元件。代替對狹縫板52的方向進(jìn)行改變的是，也可以通過照相裝置固定機(jī)構(gòu)54將圖像拍攝照相裝置11的方向旋轉(zhuǎn)90度來改變投影在成像區(qū)域上的狹縫圖像的方向。
根據(jù)本實(shí)施例，也可以得到與第一實(shí)施例類似的有益效果。在本實(shí)施例中，狹縫光對圖像傳感器進(jìn)行掃描，以同時(shí)測定多個(gè)元件的擴(kuò)展函數(shù)。這樣，就有可能增加測定點(diǎn)的數(shù)量或者縮短測定時(shí)間。特別地，當(dāng)狹縫板52的狹縫長度在軸外拋物面鏡53的無象差(等光程)范圍內(nèi)變得更大時(shí)，該有益效果更佳。
(第四實(shí)施例)現(xiàn)在對本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。根據(jù)第四實(shí)施例的擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例類似。在本實(shí)施例中，圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例不同。
圖9為展示了根據(jù)第四實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖9中，相同的參考數(shù)字表示與第一實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)10類似的組成部分，并且省略了對它的說明。如圖9所述，圖像恢復(fù)系統(tǒng)10包括圖像拍攝照相裝置11、圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12以及圖像校正設(shè)備13。圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12包括擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)生成單元14、光學(xué)傳遞函數(shù)計(jì)算單元15、失真特性數(shù)據(jù)生成單元16和數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元17。與第一實(shí)施例類似，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12生成圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86中包括多個(gè)被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)84和失真特性數(shù)據(jù)85。進(jìn)一步，根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元17給圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86附加上一個(gè)標(biāo)記，該標(biāo)記表示用于指定圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86的文件號，以生成并輸出帶有標(biāo)記的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件92。
在接收到帶有標(biāo)記的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件92之后，該圖像拍攝照相裝置11進(jìn)行一個(gè)處理，用于通過圖像校正設(shè)備13來登錄文件號。在該處理中，圖像拍攝照相裝置11將帶有標(biāo)記的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件92發(fā)送給圖像校正設(shè)備13。在該圖像校正設(shè)備13中，當(dāng)接收到帶有標(biāo)記的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件92時(shí)，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19進(jìn)行與第一實(shí)施例類似的插值處理和轉(zhuǎn)換處理，以生成所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)88和失真校正數(shù)據(jù)89。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19將生成的所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)88和失真校正數(shù)據(jù)89與通過每個(gè)標(biāo)記所表示的文件號相關(guān)聯(lián)，并存儲它們。
現(xiàn)在對使用圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件來校正圖像數(shù)據(jù)的操作進(jìn)行說明。該圖像拍攝照相裝置11捕獲一個(gè)被拍攝體的圖像。該圖像拍攝照相裝置11為通過進(jìn)行圖像捕獲而得到的圖像數(shù)據(jù)附加上一個(gè)標(biāo)記，該標(biāo)記表示用于指定圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件的文件號，以生成并輸出帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)93。該圖像校正設(shè)備13接收帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)93，并使用與由該標(biāo)記所表示的文件號相對應(yīng)的光學(xué)傳遞函數(shù)88和失真校正數(shù)據(jù)89來對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行反卷積處理和失真校正。
根據(jù)本實(shí)施例，即使當(dāng)各種圖像拍攝照相裝置11的光學(xué)傳遞函數(shù)和失真校正數(shù)據(jù)都被存儲在圖像校正設(shè)備13中，相對于所獲得的圖像數(shù)據(jù)，也可以防止錯(cuò)誤地使用了光學(xué)傳遞函數(shù)和失真校正數(shù)據(jù)，這些光學(xué)傳遞函數(shù)和失真校正數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是由反卷積處理單元20和失真校正單元21來使用的。
(第五實(shí)施例)現(xiàn)在將對本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。圖10為展示了根據(jù)本實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的示意圖。該圖像恢復(fù)系統(tǒng)10包括移動電話設(shè)備60和圖像校正設(shè)備13。該移動電話設(shè)備60包括圖像拍攝照相裝置11。與第一實(shí)施例的圖像拍攝照相裝置11類似，該移動電話設(shè)備60被放置在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30的照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中，并且該圖像拍攝照相裝置11創(chuàng)建圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86，而該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86由被測各元件的光學(xué)傳遞函數(shù)和失真特性數(shù)據(jù)組成。該移動電話設(shè)備60將圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86存儲在內(nèi)部存儲器61中。
該移動電話設(shè)備60包括數(shù)據(jù)傳輸單元62。在通過使得移動電話設(shè)備60的圖像拍攝照相裝置11捕獲一個(gè)被拍攝體的圖像而生成圖像數(shù)據(jù)82之后，該移動電話設(shè)備60將存儲在內(nèi)部存儲器61中的圖像數(shù)據(jù)82和圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86作為一組數(shù)據(jù)傳輸給圖像校正設(shè)備13。該圖像校正設(shè)備13具有與第一實(shí)施例類似的結(jié)構(gòu)。當(dāng)該圖像校正設(shè)備13接收圖像數(shù)據(jù)82和圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86時(shí)，圖像校正設(shè)備13的操作者能夠使用接收到的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86對圖像數(shù)據(jù)82進(jìn)行反卷積處理和失真校正。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，將圖像數(shù)據(jù)和用于恢復(fù)圖像數(shù)據(jù)的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件作為一組數(shù)據(jù)來接收，使得能夠在圖像校正設(shè)備中很容易地恢復(fù)原始圖像。
(第六實(shí)施例)現(xiàn)在將對本發(fā)明的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。圖11為展示了根據(jù)第六實(shí)施例的圖像恢復(fù)系統(tǒng)10的示意圖。該圖像恢復(fù)系統(tǒng)10包括移動電話設(shè)備60和圖像校正設(shè)備13。該移動電話設(shè)備60包括圖像拍攝照相裝置11。與第一實(shí)施例的圖像拍攝照相裝置11類似，該移動電話設(shè)備60被放置在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備30的照相裝置固定機(jī)構(gòu)34中，并創(chuàng)建圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86，而該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86由光學(xué)傳遞函數(shù)84和失真特性數(shù)據(jù)85組成。該移動電話設(shè)備60將圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86存儲在內(nèi)部存儲器61中。
該移動電話設(shè)備60包括標(biāo)記生成單元63。當(dāng)圖像拍攝照相裝置11捕獲到一個(gè)被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)82時(shí)，該標(biāo)記生成單元63就會給該圖像數(shù)據(jù)附加上一個(gè)標(biāo)記，該標(biāo)記表示用于指定存儲在內(nèi)部存儲器61中的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86的文件號，并且由此生成帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)92。
該移動電話設(shè)備60包括數(shù)據(jù)傳輸單元62。該數(shù)據(jù)傳輸單元62將帶有在標(biāo)記生成單元63中生成的標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)92傳輸給圖像校正設(shè)備13。該圖像校正設(shè)備13具有與第四實(shí)施例的圖像校正設(shè)備13類似的結(jié)構(gòu)。當(dāng)該圖像校正設(shè)備13接收帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，操作者使用與由該標(biāo)記所表示的該文件號相對應(yīng)的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件86對得到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行反卷積處理和失真校正。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，通過標(biāo)記生成單元63將表示文件號的標(biāo)記附加給圖像數(shù)據(jù)，以生成帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)，并傳輸該帶有標(biāo)記的圖像數(shù)據(jù)。因此，該圖像校正設(shè)備13可以進(jìn)行處理，而不會從混合文件中錯(cuò)誤地選擇圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)。不需要在每次該圖像校正設(shè)備13對從移動電話設(shè)備60接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行校正時(shí)，都從移動電話設(shè)備60傳輸圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)文件，這樣就減少了通信量。
需要注意的是，在上述的說明中，所述圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12只計(jì)算被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)84，而圖像校正設(shè)備13的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19進(jìn)行插值處理，由此計(jì)算除了那些被測元件以外的各元件的光學(xué)傳遞函數(shù)，但是本發(fā)明并不僅限于此。該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12可以進(jìn)行插值處理，并由此生成所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。在上述的說明中，該圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12生成表示圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的失真特性的失真特性數(shù)據(jù)85，并且圖像校正設(shè)備13的圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)插值單元19對失真特性數(shù)據(jù)85進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以生成失真校正數(shù)據(jù)89。本發(fā)明并不限于此，所述圖像恢復(fù)數(shù)據(jù)生成設(shè)備12可以生成失真校正數(shù)據(jù)。
在上述說明中，選擇構(gòu)成圖像傳感器的一些元件作為被測元件，并且生成被測元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)83，以計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)。對于除了這些被測元件以外的各元件，通過插值處理來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)。本發(fā)明并不限于此，可以通過照射光對所有的元件進(jìn)行掃描，以生成所有元件的擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，并且可以計(jì)算出所有元件的光學(xué)傳遞函數(shù)，而不需要進(jìn)行任何插值處理。
在上述說明中，在擴(kuò)展函數(shù)測定設(shè)備中，穿過針孔或狹縫的照射光被軸外拋物面鏡反射而被轉(zhuǎn)換為平行光。但是，也可以通過透光系統(tǒng)來傳輸該照射光，其中該透光系統(tǒng)的象差被校正，以被轉(zhuǎn)換為平行光。
在上述說明中，通過旋轉(zhuǎn)圖像拍攝照相裝置或反射鏡來掃描被測元件。但是，可以通過使圖像拍攝照相裝置或反射鏡平行地移動來掃描被測元件。
在上述說明中，說明了一個(gè)例子，其中用于指定數(shù)據(jù)文件的文件號被用作標(biāo)記信息。也可以使用另一種信息。例如，光學(xué)照相裝置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件的文件名、設(shè)置信息等，諸如變焦條件和F數(shù)/孔徑等，都可以被用作標(biāo)記信息。
(第七實(shí)施例)圖12為展示了根據(jù)第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的示意圖。參看圖12，該圖像校正系統(tǒng)110包括帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101和圖像校正服務(wù)器設(shè)備102，它們可通過網(wǎng)絡(luò)103相互通信。
該網(wǎng)絡(luò)103例如為因特網(wǎng)。通過網(wǎng)絡(luò)103的數(shù)據(jù)傳輸/接收可以是通過電子郵件的傳輸/接收?？蛇x的是，可以通過使用Web服務(wù)器/客戶端技術(shù)的CGI(公共網(wǎng)關(guān)接口)等來傳輸/接收數(shù)據(jù)。
該便攜式電話設(shè)備101包括圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111、二維圖像傳感器112以及圖像處理單元113。該圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111為固定焦距透鏡系統(tǒng)。該二維圖像傳感器112由固態(tài)圖像傳感器例如CCD構(gòu)成，并且其功能是通過圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111對來自被拍攝體的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。該圖像處理單元113的功能是對由二維圖像傳感器112進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而生成的電信號進(jìn)行如下處理，例如AD轉(zhuǎn)換、DCT轉(zhuǎn)換、量子化和熵編碼，并由此生成按照J(rèn)PEG格式壓縮的圖像。該便攜式電話設(shè)備101相當(dāng)于本發(fā)明的數(shù)字圖像拍攝裝置。本發(fā)明的圖像拍攝裝置由圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111、二維圖像傳感器112以及圖像處理單元113構(gòu)成。
當(dāng)便攜式電話設(shè)備101具有厚度變薄和小型化的結(jié)構(gòu)時(shí)，圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111的焦距也被縮短。這樣，F(xiàn)數(shù)被放大并且模糊的被拍攝體圖像被投影在二維圖像傳感器112上。因此，在圖像處理單元113中得到的圖像的圖像質(zhì)量由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111的原因而劣化。下面將對該圖像劣化進(jìn)行描述。
即使當(dāng)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111沒有一點(diǎn)兒象差，定義了該圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111的分辨率的光學(xué)傳遞函數(shù)和臨界頻率也取決于F數(shù)。更具體地，當(dāng)圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111的F數(shù)變大時(shí)，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(PSF)很寬，光學(xué)傳遞函數(shù)和臨界頻率被降低了，而且圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111的分辨率也惡化了。
圖13為展示了點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的示意圖。參看圖13，虛線表示F數(shù)大的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。實(shí)線表示F數(shù)小的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。從圖13中可以看出，當(dāng)F數(shù)大時(shí)，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)寬。當(dāng)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)寬時(shí)，分辨任意給定的兩個(gè)點(diǎn)的瑞利(Rayleigh)分辨率性能(ra＝1.22λF)增加了。
圖14為用于表示通過光學(xué)傳遞函數(shù)作為點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的傅立葉變換來增加瑞利分辨率性能的示意圖。參看圖14，虛線表示F數(shù)小的情況，而實(shí)線表示F數(shù)大的情況。在F數(shù)大的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)中，在相同的空間頻率的情況下，作為光學(xué)傳遞函數(shù)的絕對值的MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))很小，并且進(jìn)一步，當(dāng)沒有象差時(shí)，臨界頻率很小并用Uc＝1/(λF)表示。
因此，通常選擇焦距和入射光瞳徑使得F數(shù)被充分減小。但是，在帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備中，厚度被降低并且透鏡數(shù)受到限制，因此無法減小F數(shù)。在這種情況下，當(dāng)F數(shù)增加時(shí)，更有可能出現(xiàn)象差效應(yīng)，這樣就降低了MTF值中的高頻成分。這就是為什么即使二維圖像傳感器112的像素?cái)?shù)增加了也無法改進(jìn)圖像質(zhì)量的原因。
當(dāng)該問題被描述為通過對光學(xué)傳遞函數(shù)進(jìn)行傅立葉變換來獲得點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的問題時(shí)，描述如下。即，在F數(shù)大的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)中，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)相對于像素間距很寬。因此，無法充分將彼此接近的兩個(gè)點(diǎn)分辨到瑞利分辨率性能的程度，并且沒有將表示能夠分辨兩個(gè)點(diǎn)的分辨率性能提高到在二維圖像傳感器中像素?cái)?shù)增加的程度。
增加二維圖像傳感器中的像素?cái)?shù)導(dǎo)致空間采樣頻率的增加。當(dāng)像素?cái)?shù)增加時(shí)，空間尼奎斯特頻率也增加，并且在相同的孔徑比的情況下，MTF在達(dá)到更高空間頻率時(shí)具有高值。因此，當(dāng)二維圖像傳感器中的像素?cái)?shù)增加時(shí)，MTF在某個(gè)空間頻率處會顯著降低，而該空間頻率在像素?cái)?shù)增加之前，不會在F數(shù)大的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)中導(dǎo)致任何問題。如上所述，隨著便攜式電話設(shè)備變薄以及像素?cái)?shù)的增加，通過使用由圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111、二維圖像傳感器112以及圖像處理單元113構(gòu)成的圖像拍攝裝置而得到的圖像發(fā)生了劣化。
返回至圖12，該便攜式電話設(shè)備101包括圖像存儲單元114和顯示單元115。該圖像存儲單元114存儲有在圖像處理單元113中生成的圖像。該顯示單元115的功能是顯示存儲在圖像存儲單元114中的圖像。
該便攜式電話設(shè)備101進(jìn)一步包括操作單元116、光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117、數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118以及無線傳輸/接收單元119。該操作單元116包括用于接收來自用戶的各種輸入的按鈕。該光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117存儲便攜式電話設(shè)備101的光學(xué)傳遞函數(shù)。通常，該光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117為每個(gè)單獨(dú)的便攜式電話設(shè)備存儲不同的光學(xué)傳遞函數(shù)。
光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過如后面所述的反卷積處理來對校正對象圖像進(jìn)行校正。通常，為了測定數(shù)字照相裝置的光學(xué)傳遞函數(shù)，必須在數(shù)字照相裝置的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的成像表面上安裝專用的光學(xué)傳遞函數(shù)測定設(shè)備，用以進(jìn)行測定。為了進(jìn)行該測定，就需要拆解和重裝數(shù)字照相裝置的操作。通常，數(shù)字照相裝置的用戶沒有這種測定設(shè)備，并且數(shù)字照相裝置的拆解和重裝并不容易進(jìn)行。進(jìn)一步，對于普通用戶來說，不但要單獨(dú)求解出圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的MTF，而且還要求解出包括二維圖像傳感器的整個(gè)數(shù)字照相裝置的MTF，這是很困難的。
因此，已經(jīng)有了一種根據(jù)由數(shù)字照相裝置的圖像捕獲而生成的圖像來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，而不需要額外的測定設(shè)備。根據(jù)通過數(shù)字照相裝置而獲得的圖像來計(jì)算整個(gè)數(shù)字照相裝置的MTF的該方法同時(shí)地評價(jià)二維圖像傳感器的MTF以及圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)單個(gè)的MTF，因此該方法對于計(jì)算數(shù)字照相裝置的MTF來說是一種很有用的技術(shù)。作為這種MTF計(jì)算技術(shù)，例如，已經(jīng)知道了一種技術(shù)，該技術(shù)使用ISO-12233的分辨率測試圖，并通過使用刀口圖像(knife-edgeimage)的微分的傅立葉變換來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)。還有，已經(jīng)知道了一種技術(shù)，該技術(shù)使用正弦波測試圖，并由此根據(jù)圖像捕獲后所得到的對比度(contrast)來計(jì)算出每個(gè)空間頻率處的MTF值。
但是，在使用正弦波測試圖的技術(shù)中，必須使用具有正弦對比度的測試圖。該測試圖很昂貴，并且無法很容易地被普通用戶使用。進(jìn)一步，從該測試圖中來計(jì)算MTF值本身也不容易進(jìn)行。如上所述，對于普通用戶來說，用任何方法來獲得反卷積處理所需的MTF都是很困難的。
當(dāng)不需要MTF的反卷積處理時(shí)，已經(jīng)知道了盲反卷積處理被用于恢復(fù)哈勃望遠(yuǎn)鏡的模糊圖像。但是該盲反卷積處理并不是普通用戶能夠穩(wěn)定和容易使用的技術(shù)。在該盲反卷積處理中，通過迭代法同時(shí)估算出光學(xué)傳遞函數(shù)和反卷積圖像，因此計(jì)算量極大，并且進(jìn)一步，計(jì)算結(jié)果的可靠性也很低。
因此，該盲反卷積處理只在特定的條件下有效。該特定條件意味著，例如，在該條件下可以假設(shè)，在實(shí)際觀測中，如同從哈勃望遠(yuǎn)鏡的模糊圖像中恢復(fù)清晰圖像的情況一樣，從天體圖像中測定的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)到達(dá)這樣的程度天體可以被假設(shè)為理想的點(diǎn)光源。在通常圖像的情況下，很難穩(wěn)定和容易地使用該盲反卷積處理。這樣，只有當(dāng)光學(xué)傳遞函數(shù)無法被求解并且同時(shí)原始圖像的性質(zhì)在某種程度上是事先知道時(shí)，該盲目反卷積才是有效的。如同本實(shí)施例的情況，該盲反卷積處理并不適合于具有捕獲任何給定圖像的照相裝置的便攜式電話設(shè)備101。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，在帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101的制造階段，測定光學(xué)傳遞函數(shù)，并且該便攜式電話設(shè)備101的光學(xué)傳遞函數(shù)被預(yù)先存儲在光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117中。因此，當(dāng)購買該便攜式電話設(shè)備101時(shí)，該用戶就能夠在得到用于捕獲圖像的圖像拍攝裝置的同時(shí)，也得到該圖像拍攝裝置的光學(xué)傳遞函數(shù)。
當(dāng)該圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111具有變焦功能時(shí)，將與在變焦或?qū)股系淖兓鄬?yīng)的多個(gè)光學(xué)傳遞函數(shù)存儲在光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117中。還有，在彩色圖像的情況下，相對于RGB的每個(gè)顏色來測定點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)或MTF。需要注意的是，由于圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的象差等原因，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)一般根據(jù)在圖像中的位置而變化，并且用測試圖求解出的MTF值在成像區(qū)域的中央與四個(gè)角之間變化。將成像區(qū)域劃分為多個(gè)小區(qū)域并為每個(gè)小區(qū)域存儲光學(xué)傳遞函數(shù)，從而對每個(gè)小區(qū)域進(jìn)行圖像反卷積處理是很有效的。為了對每個(gè)小區(qū)域計(jì)算不同的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)可以被定義為位置的函數(shù)，以進(jìn)行插值。
該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118根據(jù)來自操作單元116的用戶指令，從圖像存儲單元114中讀出由用戶指定的圖像，作為校正對象圖像，并且同時(shí)從光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117讀出光學(xué)傳遞函數(shù)。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118的功能是創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件，在該數(shù)據(jù)文件中，將要被校正的圖像與光學(xué)傳遞函數(shù)彼此相關(guān)聯(lián)。在該數(shù)據(jù)文件中，可以為一個(gè)校正對象圖像單一地定義光學(xué)傳遞函數(shù)；例如，將兩組數(shù)據(jù)(校正對象圖像和光學(xué)傳遞函數(shù))變?yōu)橐粋€(gè)檔案文件，或者兩個(gè)數(shù)據(jù)名稱的一部分被共享。
該無線傳輸/接收單元19的功能是將在數(shù)據(jù)生成單元118中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件無線地發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)103，并通過網(wǎng)絡(luò)103將該數(shù)據(jù)文件傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102。按照這種方式用于創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件并將其傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于本發(fā)明的輸出裝置或傳輸裝置。需要注意的是，除了上述的功能以外，便攜式電話設(shè)備101還具有諸如通過未示出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的電話通信和Web瀏覽器等功能。
該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102包括傳輸/接收單元121和反卷積處理單元122。該傳輸/接收單元121的功能是接收從便攜式電話設(shè)備101發(fā)出的數(shù)據(jù)文件，并將在反卷積處理單元122中得到的校正后的圖像發(fā)送回便攜式電話設(shè)備101。該傳輸/接收單元121相當(dāng)于本發(fā)明的接收裝置和傳輸裝置。該反卷積處理單元122的功能是使用包含在數(shù)據(jù)文件中的光學(xué)傳遞函數(shù)來對包含在該數(shù)據(jù)文件中的圖像進(jìn)行反卷積處理，其中該數(shù)據(jù)文件是由傳輸/接收單元121接收的。該反卷積處理單元122相當(dāng)于本發(fā)明的圖像校正裝置。
下面參照圖15對具有上述結(jié)構(gòu)的高畫質(zhì)圖像系統(tǒng)110的操作進(jìn)行說明。首先，二維圖像傳感器112通過圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)112接收來自被拍攝體的光，并對接收到的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，以輸出電信號。該圖像處理單元113對從二維圖像傳感器112輸出的電信號進(jìn)行處理，以創(chuàng)建圖像。由圖像處理單元113創(chuàng)建的圖像被存儲在圖像存儲單元114中(步驟S41)。接著，用戶操縱該操作單元116，由此從存儲在圖像存儲單元114中的多個(gè)圖像中指定一個(gè)校正對象圖像、并給出進(jìn)行圖像校正的指令(步驟S42)。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118從圖像存儲單元114中讀出被指定的校正對象圖像，從光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117中讀出光學(xué)傳遞函數(shù)，并使兩者相關(guān)以創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)文件(步驟S43)。
接著，無線傳輸/接收單元119將由數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102(步驟S44)。該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102接收從便攜式電話設(shè)備101傳來的數(shù)據(jù)文件(步驟S45)。該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102通過使用包含在該數(shù)據(jù)文件中的光學(xué)傳遞函數(shù)，對校正對象圖像進(jìn)行反卷積處理(步驟S46)。
下面將描述步驟S46中在圖像校正服務(wù)器設(shè)備102中進(jìn)行的反卷積處理。首先，該反卷積處理單元122使用下面的函數(shù)作為反卷積處理恢復(fù)濾波器M(u，v)。
公式2M(u,v)=H*(u,v)Sff(u,v)Sff(u,v)|H(u,v)|2+Svv(u,v)]]>=1H(u,v)|H(u,v)|2|H(u,v)|2+[Svv(u,v)/Sff(u,v)]]]>在上面的公式中，H(u，v)為光學(xué)傳遞函數(shù)；Sff為輸入信號的頻譜密度；Svv(u，v)為噪音頻譜密度。該反卷積處理單元122使用包含在從便攜式電話設(shè)備101傳來的數(shù)據(jù)文件中的光學(xué)傳遞函數(shù)作為該光學(xué)傳遞函數(shù)H(u，v)。該反卷積處理單元122根據(jù)每個(gè)圖像的噪音特性，為每個(gè)要進(jìn)行反卷積處理的圖像創(chuàng)建恢復(fù)濾波器M(u，v)。
當(dāng)原始圖像、劣化的圖像以及恢復(fù)后的圖像分別為f(x，y)，g(x，y)以及f^(x，y)時(shí)，并且當(dāng)各自的二維傅立葉變換分別為F(u，v)，G(u，v)以及F^(u，v)時(shí)，F(xiàn)^(u，v)＝(H(u，v)*M(u，v))*F(u，v)，并且F^(u，v)＝M(u，v)*G(u，v)其中“*”表示頻率空間中的乘法運(yùn)算。該反卷積處理單元122使用包含在數(shù)據(jù)文件中的校正對象圖像作為該劣化后的圖像g(x，y)，其中該數(shù)據(jù)文件是從帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101傳來的。
該反卷積處理單元122用恢復(fù)濾波器M(u，v)對校正對象圖像的二維傅立葉變換G(u，v)進(jìn)行卷積積分，以計(jì)算校正后圖像的傅立葉變換F^(u，v)，并接著對其進(jìn)行反傅立葉變換，以計(jì)算出恢復(fù)后的圖像f^(x，y)。該反卷積處理單元122輸出該恢復(fù)后的圖像f^(x，y)作為校正后的圖像。
如上所述，在反卷積處理單122計(jì)算校正后的圖像之后，該傳輸/接收單元121將該校正后的圖像發(fā)回給便攜式電話設(shè)備101(步驟S47)。該便攜式電話設(shè)備101的無線傳輸/接收單元119從網(wǎng)絡(luò)103接收該校正后的圖像(步驟S48)。
在上述的操作中，在步驟S42中用戶給出進(jìn)行圖像校正的指令之后，該便攜式電話設(shè)備101以及圖像校正服務(wù)器設(shè)備102自動地進(jìn)行步驟S42至S48的處理。因此，便攜式電話設(shè)備101的用戶能夠獲得與在便攜式電話設(shè)備101中進(jìn)行反卷積處理時(shí)所獲得的可操作性等同的可操作性。由于使用了實(shí)際上為外部設(shè)備的圖像校正服務(wù)器設(shè)備102，因此即使在對具有大量像素的許多圖像進(jìn)行反卷積處理時(shí)，改進(jìn)的操作也是可能的。
根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例這樣的圖像校正系統(tǒng)110，為了對由帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101所獲得的圖像進(jìn)行校正，該便攜式電話設(shè)備101將校正對象圖像傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102。該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102通過反卷積處理來進(jìn)行校正，因此無需在便攜式電話設(shè)備101中設(shè)置用于進(jìn)行反卷積處理的結(jié)構(gòu)。
在第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)110中，當(dāng)便攜式電話設(shè)備101將校正對象圖像傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102時(shí)，該校正對象圖像與便攜式電話設(shè)備101的光學(xué)傳遞函數(shù)被彼此相關(guān)并傳輸。因此，該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102能夠很容易地得到將要在該校正對象圖像的反卷積處理中使用的光學(xué)傳遞函數(shù)。根據(jù)本實(shí)施例，在帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101的制造階段，測定出各光學(xué)傳遞函數(shù)，并將該便攜式電話設(shè)備101的這些光學(xué)傳遞函數(shù)預(yù)先存儲在光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117中。但是，可選的是，帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101的型號或者關(guān)于變焦模式等的信息可以被預(yù)先存儲在光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117中，而隨后可以根據(jù)這些信息的片段來選擇光學(xué)傳遞函數(shù)。
(第八實(shí)施例)下面將參照圖16和17對本發(fā)明的第八實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖16為展示了根據(jù)本實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的示意圖。參看圖16，高畫質(zhì)圖像系統(tǒng)120包括帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101、圖像校正服務(wù)器設(shè)備102以及終端設(shè)備104，它們彼此通過網(wǎng)絡(luò)103進(jìn)行通信。
該便攜式電話設(shè)備101的結(jié)構(gòu)與第七實(shí)施例類似。需要注意的是，除了光學(xué)傳遞函數(shù)之外，該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118進(jìn)一步創(chuàng)建了通過使信息(傳輸目的地信息)與校正對象圖像相關(guān)聯(lián)而得到的數(shù)據(jù)文件，其中該信息表示從操作單元116輸入的校正后的圖像的傳輸目的地。更具體地，根據(jù)本實(shí)施例的數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118創(chuàng)建了這樣一個(gè)數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件中包含有校正對象圖像、光學(xué)傳遞函數(shù)、以及關(guān)于校正后的圖像傳輸目的地的信息。可以指定多個(gè)傳輸目的地作為校正后的圖像的傳輸目的地。
與第七實(shí)施例一樣，該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102包括傳輸/接收單元121以及反卷積處理單元122。該傳輸/接收單元121和反卷積處理單元122具有與第七實(shí)施例中類似的功能。根據(jù)本實(shí)施例的圖像校正服務(wù)器設(shè)備102還包括目的地指定單元123。該目的指定單元123的功能是將包含在數(shù)據(jù)文件中的傳輸目的地信息中所表示的傳輸目的地指定為傳輸/接收單元121進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斈康牡亍Ｔ摻K端設(shè)備104的功能是接收從圖像校正服務(wù)器設(shè)備102傳來的校正后的圖像，并顯示該校正后的圖像。
下面將參照圖17對具有上述結(jié)構(gòu)的高畫質(zhì)圖像系統(tǒng)120的操作進(jìn)行說明。首先，與第七實(shí)施例一樣，帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101獲取被拍攝體圖像(步驟S61)。接著，帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101接收來自操作單元116的圖像校正指令(步驟S62)。該操作單元116接收對校正后的圖像的傳輸目的地的指定以及對校正對象圖像的指定。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118創(chuàng)建這樣一個(gè)數(shù)據(jù)文件(步驟S63)，該數(shù)據(jù)文件是通過使校正對象圖像、光學(xué)傳遞函數(shù)以及傳輸目的地信息相關(guān)聯(lián)而得到的，該傳輸目的地信息表示在步驟S62中接收的傳輸目的地。該無線傳輸/接收單元119將該數(shù)據(jù)文件傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102(步驟S64)?？梢杂弥付ㄒ粋鬏?shù)膱D像的操作來替換步驟S62中的指定校正對象圖像的操作；因此，能夠進(jìn)行在步驟S63中的處理以及后續(xù)處理，而不會使用戶意識到圖像校正。
在圖像校正服務(wù)器設(shè)備102中，與第七實(shí)施例一樣，通過傳輸/接收單元121來傳輸數(shù)據(jù)文件(步驟S65)。該反卷積處理單元122使用包含在數(shù)據(jù)文件中的光學(xué)傳遞函數(shù)來對校正對象圖像進(jìn)行反卷積處理(步驟S66)。在反卷積處理單元122創(chuàng)建校正后的圖像之后，目的地指定單元123指定一個(gè)在傳輸目的地信息中所表示的傳輸目的地，其中該傳輸目的地信息包含在從帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101接收的數(shù)據(jù)文件中。該傳輸/接收單元121傳輸該校正后的圖像(步驟S67)。被指定為傳輸目的地的該終端設(shè)備104通過網(wǎng)絡(luò)103接收該校正后的圖像(步驟S68)。
還有，根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的該圖像校正系統(tǒng)120，與第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)110一樣，為了對通過帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備101而獲得的圖像進(jìn)行校正，從便攜式電話設(shè)備101發(fā)送校正對象圖像，并且通過圖像校正服務(wù)器設(shè)備102中的反卷積處理來進(jìn)行校正。因此，該便攜式電話設(shè)備101不需要包括用于進(jìn)行反卷積處理的結(jié)構(gòu)。
在圖像校正系統(tǒng)120中，當(dāng)便攜式電話設(shè)備101將校正對象圖像傳輸給圖像校正服務(wù)器設(shè)備102時(shí)，將該校正對象圖像與便攜式電話設(shè)備101的光學(xué)傳遞函數(shù)彼此相關(guān)聯(lián)并傳輸。因此，該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102能夠很容易地得到將要在校正對象圖像的反卷積處理中所使用的光學(xué)傳遞函數(shù)。
該圖像校正服務(wù)器設(shè)備102將校正后的圖像直接傳輸給終端設(shè)備104。因此，與如下情況相比，可以獲得能夠降低便攜式電話設(shè)備101與圖像校正服務(wù)器設(shè)備102之間的通信量的有益效果，這種情況是在將校正后的圖像從圖像校正服務(wù)器設(shè)備102發(fā)回給便攜式電話設(shè)備101之后，進(jìn)一步將校正后的圖像從便攜式電話設(shè)備101傳輸給終端設(shè)備104。
(第九實(shí)施例)現(xiàn)在將參照圖18和19來說明本發(fā)明的第九實(shí)施例。
圖18為展示了根據(jù)本實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)的示意圖。參看圖18，該圖像校正系統(tǒng)130包括數(shù)字照相裝置105和個(gè)人計(jì)算機(jī)106，它們彼此通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
與根據(jù)第七和第八實(shí)施例的便攜式電話設(shè)備101類似，該數(shù)字照相裝置105包括圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)111、二維圖像傳感器112、圖像處理單元113、顯示單元115、操作單元116、光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117以及數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118。這些功能與第七實(shí)施例類似。該數(shù)字照相裝置105相當(dāng)于本發(fā)明的數(shù)字圖像拍攝裝置。該數(shù)字照相裝置105還包括讀/寫單元151以及通信接口152。
該讀/寫單元151的功能是將數(shù)據(jù)寫入到記錄介質(zhì)171，例如閃存卡中，以及從該記錄介質(zhì)171中讀取數(shù)據(jù)。該通信接口152為USB(通用串行總線)接口。該通信接口的功能是通過USB電纜172向外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)或從外部設(shè)備接收數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，該讀/寫單元151將由圖像處理單元113生成的圖像寫入到記錄介質(zhì)171中。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118的功能是接收由讀/寫單元151從記錄介質(zhì)171中讀取的圖像。該通信接口152的功能是將由讀/寫單元151從記錄介質(zhì)171中讀取的圖像傳輸給外部設(shè)備。該讀/寫單元151的功能是從數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118接收數(shù)據(jù)文件并將其寫入到記錄介質(zhì)171中；該功能相當(dāng)于本發(fā)明的輸出裝置。進(jìn)一步，該通信接口152的功能是接收來自數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118的數(shù)據(jù)文件并對其進(jìn)行傳輸；該功能相當(dāng)于本發(fā)明的輸出裝置或傳輸裝置。
該個(gè)人計(jì)算機(jī)106包括讀/寫單元161、通信接口162以及反卷積處理單元122。反卷積處理單元122的功能與第七實(shí)施例的相同。讀/寫單元161和通信接口162具有與數(shù)字照相裝置105的讀/寫單元151和通信接口152相同的功能。在個(gè)人計(jì)算機(jī)106中，通過在操作系統(tǒng)上執(zhí)行從讀/寫單元161或通信接口162輸入的程序來實(shí)現(xiàn)該反卷積處理單元122。
下面將參照圖19對具有上述結(jié)構(gòu)的圖像校正系統(tǒng)130的操作進(jìn)行說明。首先，與根據(jù)第七實(shí)施例的便攜式電話設(shè)備101類似，數(shù)字照相裝置105捕獲被拍攝體圖像并獲取捕獲到的圖像(步驟S81)。該操作單元116接收創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件的指令(步驟S82)。在與第七實(shí)施例中接收圖像校正的指令(圖15的步驟S42)類似的操作中，指定了校正對象圖像。
當(dāng)通過操作單元116輸入了隨著對校正對象圖像的指定而創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件的指令時(shí)，該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118將該指定的圖像從記錄介質(zhì)171讀入到讀/寫單元151中，并由此接收該指定的圖像。該數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118從光學(xué)傳遞函數(shù)存儲單元117接收光學(xué)傳遞函數(shù)，將該指定的圖像與該光學(xué)傳遞函數(shù)相關(guān)聯(lián)，并創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)文件(步驟S83)。該讀/寫單元151將由數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建單元118創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件寫入到記錄介質(zhì)171中。該通信接口152通過USB電纜172對該數(shù)據(jù)文件進(jìn)行傳輸(步驟S84)。
在個(gè)人計(jì)算機(jī)106中，由讀/寫單元161從記錄介質(zhì)171讀取數(shù)據(jù)文件，或者通過USB電纜172由通信接口162來接收該數(shù)據(jù)文件。當(dāng)從用戶輸入圖像校正的指令時(shí)(步驟S86)，該反卷積處理單元122使用包含在數(shù)據(jù)文件中的光學(xué)傳遞函數(shù)對校正對象圖像進(jìn)行反卷積處理(步驟S87)并創(chuàng)建校正后的圖像。
還有，根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)130，與第七實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)110一樣，為了對通過數(shù)字照相裝置105而獲得的圖像進(jìn)行校正，校正對象圖像被寫入到記錄介質(zhì)171中，或被發(fā)送給通信電纜172，并且由圖像校正服務(wù)器設(shè)備102對校正對象圖像進(jìn)行反卷積處理。因此，不需要在數(shù)字照相裝置105中安裝用于進(jìn)行反卷積處理的結(jié)構(gòu)。
在第九實(shí)施例的圖像校正系統(tǒng)130中，當(dāng)數(shù)字照相裝置105將校正對象圖像傳輸給個(gè)人計(jì)算機(jī)106時(shí)，將該校正對象圖像與數(shù)字照相裝置105的光學(xué)傳遞函數(shù)彼此相關(guān)聯(lián)并輸出。因此，個(gè)人計(jì)算機(jī)106能夠很容易地獲得將要在對校正對象圖像進(jìn)行的反卷積處理中所使用的光學(xué)傳遞函數(shù)。
在上述說明中，說明了這樣的例子，其中便攜式電話設(shè)備101以及數(shù)字照相裝置105使得光學(xué)傳遞函數(shù)與校正對象圖像相互關(guān)聯(lián)并對它們進(jìn)行傳輸。點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)可以被預(yù)先存儲在便攜式電話設(shè)備101以及數(shù)字照相裝置105中，并且該便攜式電話設(shè)備101以及數(shù)字照相裝置105可以使得點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)與校正對象圖像相互關(guān)聯(lián)并對它們進(jìn)行傳輸。通過對點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的二維傅立葉變換進(jìn)行反變換來得到光學(xué)傳遞函數(shù)；這兩個(gè)函數(shù)能夠相互轉(zhuǎn)換。該光學(xué)傳遞函數(shù)和點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)相當(dāng)于本發(fā)明的劣化因素信息。
第七和第八實(shí)施例的便攜式電話設(shè)備101可以是具有通信功能的數(shù)字照相裝置，其照相裝置功能為主要功能。第九實(shí)施例的數(shù)字照相裝置105可以是帶有照相裝置(該照相裝置具有將圖像寫入到記錄介質(zhì)中的功能)的便攜式電話設(shè)備；或者是帶有照相裝置的便攜式電話設(shè)備，其具有通過USB電纜將圖像輸出給個(gè)人計(jì)算機(jī)的功能。
工業(yè)實(shí)用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，可以通過相互集成在一起的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器來計(jì)算圖像拍攝照相裝置的光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，就得到了如下優(yōu)點(diǎn)可以計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)，并且同時(shí)可以很容易地計(jì)算出該光學(xué)傳遞函數(shù)而不需要拆解該圖像拍攝照相裝置，其中該光學(xué)傳遞函數(shù)反映了由于實(shí)際安裝在圖像拍攝照相裝置中的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)而導(dǎo)致的圖像劣化因素、以及由于圖像傳感器的元件間串?dāng)_而引起的圖像劣化因素。作為一種用于測定安裝在便攜式電話設(shè)備中的小型化或厚度變薄的圖像拍攝照相裝置等的光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，本發(fā)明是很有用的。
在根據(jù)本發(fā)明的圖像校正方法中，該數(shù)字圖像拍攝裝置使得由圖像拍攝裝置生成的圖像與劣化因素信息相關(guān)并輸出該劣化因素信息，該劣化因素信息用于對由圖像拍攝裝置引起的劣化的圖像進(jìn)行校正，并且在圖像校正服務(wù)器設(shè)備中進(jìn)行反卷積處理。因此，可以得到如下優(yōu)點(diǎn)可以得到通過進(jìn)行反卷積處理而得到的校正后的圖像，而不會增加數(shù)字圖像拍攝裝置的處理量。作為一種用于對通過在帶有照相裝置的便攜式電話等設(shè)備中進(jìn)行圖像捕獲而得到的圖像進(jìn)行校正的方法，本發(fā)明是很有用的。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光并使得所述照射光對被測元件進(jìn)行掃描，其中所述被測元件是在圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的元件，所述圖像拍攝照相裝置是通過將圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)與所述圖像傳感器集成在一起而構(gòu)成的；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于與在所述掃描步驟中對所述被測元件的掃描操作一起，借助所述被測元件，順序地將所述照射光轉(zhuǎn)換為電信號，并且隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算出光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對通過使用所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中在所述計(jì)算步驟中，根據(jù)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出所述被測元件的所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)是在所述掃描步驟中通過所述照射光掃描而生成的，并且所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)表示通過在所述被測元件中進(jìn)行轉(zhuǎn)換而得到的電信號的分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中在所述掃描步驟中，在共軛條件下發(fā)射出在成像區(qū)域上產(chǎn)生類似于點(diǎn)的投影圖像的照射光，使得在所述成像區(qū)域上所述照射光的旁軸圖像的直徑等于或小于所述元件間距的一半；以及在所述計(jì)算步驟中，根據(jù)所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中生成所述點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中在所述掃描步驟中，在共軛條件下發(fā)射出在成像區(qū)域上產(chǎn)生線性投影圖像的照射光，使得在所述成像區(qū)域上所述照射光的旁軸圖像的寬度等于或小于所述元件間距的一半；以及在所述計(jì)算步驟中，根據(jù)所述線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)來計(jì)算出所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中生成所述線擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)作為所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中在所述掃描步驟中，所述照射光掃描多個(gè)被測元件；以及所述計(jì)算步驟包括通過使用多個(gè)所述被測元件的光學(xué)傳遞函數(shù)來進(jìn)行插值處理，并因此計(jì)算出除了所述被測元件以外的元件的光學(xué)傳遞函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，進(jìn)一步包括失真特性數(shù)據(jù)生成步驟，用于通過使用所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)以及與所述擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述被測元件的位置信息來生成與所述成像區(qū)域上圖像失真有關(guān)的失真特性數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中所述掃描步驟包括這樣一個(gè)步驟，所述步驟用于改變所述照射光向所述圖像拍攝照相裝置的照射角度以及照射位置中的至少一個(gè)，由此使所述照射光掃描被測元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法，其中所述掃描步驟包括這樣一個(gè)步驟，所述步驟用于改變所述圖像拍攝照相裝置的角度和位置中的至少一個(gè)，由此使所述照射光掃描被測元件。
9.一種圖像恢復(fù)方法，包括通過根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)所述的測定方法來測定光學(xué)傳遞函數(shù)；以及通過使用所測得的光學(xué)傳遞函數(shù)對由所述圖像拍攝照相裝置獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)處理。
10.一種便攜式電話設(shè)備，包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；存儲裝置，用于存儲光學(xué)傳遞函數(shù)；以及傳輸裝置，用于將存儲在所述存儲裝置中的所述光學(xué)傳遞函數(shù)以及由所述圖像拍攝照相裝置生成的所述圖像數(shù)據(jù)作為一組數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；其中用測定方法來測定所述光學(xué)傳遞函數(shù)，該測定方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并用所述照射光對在所述圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中所述圖像拍攝照相裝置的所述圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件將在所述掃描步驟中進(jìn)行掃描的所述照射光順序地轉(zhuǎn)換為電信號并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算出所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
11.一種數(shù)字圖像拍攝裝置，包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；存儲裝置，用于存儲光學(xué)傳遞函數(shù)；以及傳輸裝置，用于將存儲在所述存儲裝置中的所述光學(xué)傳遞函數(shù)以及由所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像數(shù)據(jù)作為一組數(shù)據(jù)來進(jìn)行傳輸；其中用測定方法來測定所述光學(xué)傳遞函數(shù)，所述測定方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并使所述照射光對在所述圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中將所述圖像拍攝照相裝置的所述圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件，將在所述掃描步驟中進(jìn)行掃描的所述照射光順序地轉(zhuǎn)換為電信號并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的電信號來計(jì)算出所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
12.一種便攜式電話設(shè)備，包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；標(biāo)記生成裝置，用于將數(shù)據(jù)文件的文件號附加給由所述圖像拍攝照相裝置生成的所述圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)文件包含通過測定方法測得的光學(xué)傳遞函數(shù)，所述測定方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并使所述照射光對在所述圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中將所述圖像拍攝照相裝置的所述圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件，將在所述掃描步驟中掃描所述元件的照射光順序地轉(zhuǎn)換為電信號并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的所述電信號來計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
13.一種數(shù)字圖像拍攝裝置，包括圖像拍攝照相裝置，用于捕獲被拍攝體的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)；標(biāo)記生成裝置，用于將數(shù)據(jù)文件的文件號附加給由所述圖像拍攝照相裝置生成的所述圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)文件包含通過測定方法測得的光學(xué)傳遞函數(shù)，所述測定方法包括掃描步驟，用于從光源發(fā)射出照射光，并使所述照射光對在所述圖像拍攝照相裝置的所述圖像傳感器中的被測元件進(jìn)行掃描，其中將所述圖像拍攝照相裝置的所述圖像傳感器與圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)集成在一起；光電轉(zhuǎn)換步驟，用于借助所述被測元件，將在所述掃描步驟中掃描所述元件的照射光順序地轉(zhuǎn)換為電信號并隨后輸出所述電信號；以及計(jì)算步驟，用于根據(jù)在所述光電轉(zhuǎn)換步驟中輸出的所述電信號來計(jì)算出所述光學(xué)傳遞函數(shù)，其中所述光學(xué)傳遞函數(shù)被用于通過反卷積處理來對由所述圖像拍攝照相裝置生成的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
14.一種圖像校正方法，包括以下步驟使得通過數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體圖像捕獲而生成的圖像與劣化因素信息相關(guān)聯(lián)，并從所述數(shù)字圖像拍攝裝置輸出所述相關(guān)的信息，其中所述劣化因素信息用于對由所述數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置引起的劣化的圖像進(jìn)行校正；以及使得圖像校正服務(wù)器設(shè)備通過使用與所述圖像相關(guān)的所述劣化因素信息，對從所述數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的所述圖像進(jìn)行反卷積處理。
15.一種數(shù)字圖像拍攝裝置，包括圖像拍攝裝置，用于捕獲并生成被拍攝體的圖像；劣化因素信息存儲裝置，用于存儲劣化因素信息，所述劣化因素信息用于對由所述圖像拍攝裝置所導(dǎo)致的圖像的劣化進(jìn)行校正；以及輸出裝置，用于輸出與所述圖像相關(guān)的所述劣化因素信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的數(shù)字圖像拍攝裝置，進(jìn)一步包括接收裝置，用于接收通過使用所述劣化因素信息來對所述圖像進(jìn)行校正而得到的校正后的圖像，其中所述劣化因素信息是從所述輸出裝置輸出的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的數(shù)字圖像拍攝裝置，其中所述劣化因素信息存儲裝置存儲了作為所述劣化因素信息的、在反卷積處理中使用的光學(xué)傳遞函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任何一項(xiàng)所述的數(shù)字圖像拍攝裝置，其中所述輸出裝置為傳輸裝置，用于傳輸與所述圖像相關(guān)的所述劣化因素信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任何一項(xiàng)所述的數(shù)字圖像拍攝裝置，其中所述輸出裝置為寫入裝置，用于將與所述圖像相關(guān)的所述劣化因素信息寫入到與所述圖像相關(guān)的記錄介質(zhì)中。
20.一種圖像校正服務(wù)器設(shè)備，包括接收裝置，用于從數(shù)字圖像拍攝裝置中接收圖像以及劣化因素信息，其中所述圖像是通過使得所述數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體的圖像捕獲而生成的，而所述劣化因素信息用于對由所述數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置所引起的劣化的圖像進(jìn)行校正；圖像校正裝置，用于使用所述劣化因素信息對所述圖像進(jìn)行反卷積處理；以及傳輸裝置，用于傳輸通過進(jìn)行反卷積處理而得到的校正后的圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像校正服務(wù)器設(shè)備，其中所述接收裝置接收傳輸目的地信息、以及所述圖像和所述劣化因素信息，其中所述傳輸目的地信息指定了校正后的圖像的傳輸目的地；所述傳輸裝置將所述校正后的圖像傳送給由所述傳輸目的地信息指定的傳輸目的地。
22.一種圖像校正系統(tǒng)，包括數(shù)字圖像拍攝裝置和圖像校正服務(wù)器設(shè)備，其中所述數(shù)字圖像拍攝裝置包括圖像拍攝裝置，用于捕獲并生成被拍攝體的圖像，指定裝置，用于指定校正后圖像的傳輸目的地，以及傳輸裝置，用于將與由所述圖像拍攝裝置生成的圖像相關(guān)的目的地信息傳輸給所述圖像校正服務(wù)器設(shè)備并傳輸所述相關(guān)信息，其中所述傳輸目的地信息表示用所述指定裝置所指定的傳輸目的地；以及所述圖像校正服務(wù)器設(shè)備包括圖像校正裝置，用于對從所述數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的圖像進(jìn)行反卷積處理，以獲得校正后的圖像，以及傳輸裝置，用于將通過使用所述圖像校正裝置而獲得的校正后的圖像傳輸給由與所述圖像相關(guān)的傳輸目的地信息所表示的傳輸目的地。
23.一種使計(jì)算機(jī)執(zhí)行圖像校正方法的程序，包括接收步驟，用于接收數(shù)據(jù)文件的輸入，其中所述數(shù)據(jù)文件中包括圖像以及劣化因素信息，其中所述圖像是通過使得數(shù)字圖像拍攝裝置進(jìn)行被拍攝體的圖像捕獲而生成的，而所述劣化因素信息用于對由所述數(shù)字圖像拍攝裝置的圖像拍攝裝置導(dǎo)致的劣化的圖像進(jìn)行校正；以及圖像校正步驟，用于通過使用劣化因素信息來對在從所述數(shù)字圖像拍攝裝置輸出的所述數(shù)據(jù)文件中所包含的圖像進(jìn)行反卷積處理，其中所述劣化因素信息與所述圖像一起包含在所述數(shù)據(jù)文件中。
全文摘要
在本發(fā)明的光學(xué)傳遞函數(shù)的測定方法中，來自光源(31)的照射光對被測元件進(jìn)行掃描，其中所述被測元件在通過將圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)與圖像傳感器集成在一起而構(gòu)成的圖像拍攝照相裝置的圖像傳感器中。被測元件順序地將照射光轉(zhuǎn)換為電信號并輸出所述電信號。進(jìn)一步，根據(jù)所輸出的電信號，生成點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)數(shù)據(jù)，并經(jīng)過傅立葉變換以計(jì)算光學(xué)傳遞函數(shù)。因此，提供了一種用于測定光學(xué)傳遞函數(shù)的方法，用于適當(dāng)?shù)貙τ捎诎ㄔ趫D像拍攝照相裝置中的圖像拍攝光學(xué)系統(tǒng)的位置以及內(nèi)部元件串?dāng)_等因素而引起的圖像的劣化進(jìn)行恢復(fù)。
文檔編號H04N101/00GK1910614SQ200580002639
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者荒木信博, 藁谷克則 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社