(57)【要約】本発明の光学的伝達関数の測定方法は、光源（３１）からの照射光によって、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する。そして、被測定素子にて照射光を逐次電気信号に変換して、電気信号を出力する。さらに、出力された電気信号に基づいて、点像強度分布データを生成し、これをフーリエ変換して光学的伝達関数を求める。これにより、撮像光学系の撮像カメラ内での配置や素子間のクロストーク等を含む要因による画像の劣化を好適に復元するための光学的伝達関数を測定する方法を提供する。
2005069216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射光を照射するとともに、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する走査ステップと、
前記走査ステップでの被測定素子の走査にともなって前記照射光を前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含むことを特徴とする光学的伝達関数の測定方法。
【請求項２】
前記演算ステップは、前記走査ステップでの前記照射光の走査にともなって前記被測定素子にて逐次変換された電気信号の分布を示す像強度分布データを生成し、前記像強度分布データに基づいて前記被測定素子の前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項３】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の径が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が点状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、点像強度分布データを生成し、前記点像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項４】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の幅が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が線状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、線像強度分布データを生成し、前記線像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項５】
前記走査ステップは、複数の前記被測定素子上にて前記照射光を走査し、
前記演算ステップは、前記複数の被測定素子の光学的伝達関数を用いた補間処理により、前記被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を算出する処理を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項６】
前記像強度分布データと、当該像強度分布データに対応する被測定素子の位置情報を用いて、前記撮像面での像の歪みに関する歪曲特性データを生成する歪曲特性データ生成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項７】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像カメラへの照射角度または照射位置の少なくとも一方を変更することにより、前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項８】
前記走査ステップは、前記撮像カメラの角度または位置の少なくとも一方を変更することにより、前記被撮像素子上にて前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかの測定方法にて光学的伝達関数を測定し、測定された光学的伝達関数を用いて、前記撮像カメラにて取得された画像データの復元処理を行うことを特徴とする画像復元方法。
【請求項１０】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１２】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１３】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１４】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを関連づけて前記デジタル撮像装置から出力するステップと、
画像補正サーバ装置にて、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像を、前記画像に関連づけられた前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理するステップと、
を含むことを特徴とする画像補正方法。
【請求項１５】
被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報を記憶する劣化要因情報記憶手段と、
前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１６】
前記出力手段から出力された前記劣化要因情報を用いて前記画像を補正することにより得られた補正画像を受信する受信手段を備えたことを特徴とする請求項１５に記載のデジタル撮像装置。
【請求項１７】
前記劣化要因情報記憶手段は、前記劣化要因情報として、デコンボリューション処理に用いる光学的伝達関数を記憶することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のデジタル撮像装置。
【請求項１８】
前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて送信する送信手段であることを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載のデジタル撮像装置。
【請求項１９】
前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて記録媒体に書き込む書込手段であることを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載のデジタル撮像装置。
【請求項２０】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを前記デジタル撮像装置から受信する受信手段と、
前記画像を前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正手段と、
前記デコンボリューション処理にて得られた補正画像を送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする画像補正サーバ装置。
【請求項２１】
前記受信手段は、前記画像および劣化要因情報と共に前記補正画像の送信先を指定する送信先情報を受信し、
前記送信手段は、前記送信先情報にて指定された送信先に前記補正画像を送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像補正サーバ装置。
【請求項２２】
デジタル撮像装置と画像補正サーバ装置とを有する画像補正システムであって、
前記デジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、補正画像の送信先を指定する指定手段と、前記撮像手段にて生成された画像と前記指定手段にて指定された送信先を示す送信先情報とを関連づけて前記画像補正サーバ装置に送信する送信手段とを備え、
前記画像補正サーバ装置は、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像をデコンボリューション処理して前記補正画像を得る画像補正手段と、前記画像補正手段にて得られた前記補正画像を前記画像に関連づけられた送信先情報にて示される送信先に送信する送信手段とを備えたことを特徴とする画像補正システム。
【請求項２３】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを含むデータファイルの入力を受け付けるステップと、
前記デジタル撮像装置から出力された前記データファイルに含まれる前記画像を、前記前記画像と共に前記データファイルに含まれる前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正ステップと、
を含む画像補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、撮像カメラにて生成された画像を原画像に近い画像に補正するための光学的伝達関数の測定方法および画像の復元方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年の撮像カメラでは、撮像カメラの形状は小型化および薄型化され、それに伴って撮像光学系の全長が短縮され、構成レンズ枚数も削減されている。このような小型化および薄型化された撮像カメラでは、撮像光学系の解像性能を向上させることは困難であり、レンズの収差等の要因によって画像劣化が著しくなる。したがって、従来の小型化および薄型化された撮像カメラでは、撮像素子が高解像度化されているにもかかわらず、撮像光学系の解像性能が向上していないことから、撮像素子の解像度に見合うだけの画質の画像が得られていない。【０００３】  従来より、劣化画像を原画像に近い画像に復元する手法として、撮像カメラの撮像光学系に固有の光学的伝達関数を用いて劣化画像をデコンボリューション処理し、復元画像を得る手法が知られている。デコンボリューション処理は、例えば特開２００２−２４８１６号公報および特開２０００−２０６４４６号公報などに開示されている。従来では、撮像カメラに用いるレンズ等の光学部品を測定装置に設置し、撮像素子の素子ピッチ以上の空間周波数をもつパターンを測定装置の投影面に投影してＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を測定し、このＭＴＦ測定値を光学的伝達関数として用いている。デコンボリューション処理では、撮像光学系の性能に起因してぼけが生じている劣化画像に対して、画像劣化要因情報である光学的伝達関数を畳み込み積分する。このデコンボリューション処理により、劣化画像が原画像に近い高コントラストの画像に復元される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、高解像度化に伴って、撮像面を構成する素子の数は増大し、かつ、各素子のサイズは小さくなっており、撮像素子のクロストークが画像劣化の原因として無視できないレベルになってきた。上記の従来の光学的伝達関数の測定方法においては、撮像カメラの撮像光学系のみを測定装置に設置して、ＭＴＦを測定している。すなわち、従来の画像復元方法では、撮像カメラの撮像光学系による劣化要因のみを示すＭＴＦを光学的伝達関数として用いているため、撮像素子のクロストークが画像劣化の要因として考慮されていない。また、撮像光学系が実際に撮像カメラに備えられた際には、撮像光学系と撮像素子の位置関係によっては測定装置に設置された時とはフォーカス状態が異なることがある。これらの理由により、実際の撮像カメラで取得された画像が、光学的伝達関数を測定したときとは異なる要因によって劣化していることがあった。したがって、上記方法により求めた光学的伝達関数を用いたデコンボリューション処理によっては忠実に画像を復元できないことがあった。【０００５】  さらに、従来の光学的伝達関数の測定方法においては、撮像光学系を撮像カメラから取り出して測定装置に設置する必要があったため、光学的伝達関数を得るために、撮像カメラの分解および再組立が必要であり、光学的伝達関数の測定は容易ではなかった。【０００６】  また、デコンボリューション処理で画像を補正するための計算量は、補正対象となる画像（補正対象画像）の画素数のべき乗に比例するので、デジタル撮像装置の画素数が多くなるとデコンボリューション処理の処理負担が増大する。この処理負担の増大により、デジタル撮像装置では、高速のＣＰＵや大容量のメモリが必要となり、また、電力の消費が大きくなる。デジタル撮像装置がバッテリで駆動する携帯機器である場合には電力の消費が問題となる。【０００７】  本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、より忠実に原画像を復元するための光学的伝達関数を簡易な方法で作成できる光学的伝達関数の測定方法を提供することを目的とする。また、デジタル撮像装置での処理負担を増大させることなく、デジタル撮像装置での撮像にて得られた画像を補正することのできる画像補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の光学的伝達関数の測定方法は、光源から照射光を照射するとともに、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する走査ステップと、前記走査ステップでの被測定素子の走査にともなって前記照射光を前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップとを含んでいる。【０００９】  この構成により、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系と撮像素子を用いて光学的伝達関数を求めるので、撮像光学系にて生じる画像劣化要因と、素子間のクロストークによる画像劣化要因が反映された光学伝達関数を算出できる。また、撮像カメラに備えられた撮像光学系を通して、撮像カメラの撮像面を構成している素子を照射光で走査することにより光学的伝達関数を算出するので、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できる。【００１０】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記演算ステップは、前記走査ステップでの前記照射光の走査にともなって前記被測定素子にて逐次変換された電気信号の分布を示す像強度分布データを生成し、前記像強度分布データに基づいて前記被測定素子の前記光学的伝達関数を算出する。【００１１】  この構成により、被測定素子ごとの像強度分布データが生成されるので、位置によって画像の劣化度合いが異なる場合に、位置ごとに異なる光学的伝達関数を測定できる。【００１２】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の径が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が点状となる照射光を照射し、前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、点像強度分布データを生成し、前記点像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出する。【００１３】  この構成により、被測定素子の点像強度分布データが得られ、この点像強度分布データから光学的伝達関数を算出できる。【００１４】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の幅が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が線状となる照射光を照射し、前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、線像強度分布データを生成し、前記線像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出する。【００１５】  この構成により、被測定素子の線像強度分布データが得られ、この線像強度分布データから光学的伝達関数を算出できる。また、照射光が線状であるから、複数の被測定素子の線像強度分布を同時に測定できるため、短時間でより多くの被測定素子の光学的伝達関数を算出できる。【００１６】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、複数の前記被測定素子上にて前記照射光を走査し、前記演算ステップは、前記複数の被測定素子の光学的伝達関数を用いた補間処理により、前記被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を算出する処理を含んでいる。【００１７】  この構成により、像強度分布データを求める処理および像強度分布データから光学的伝達関数を生成する処理の負担を軽減し、光学的伝達関数の測定に要する時間を短縮できる。また、複数の被測定素子のそれぞれの像強度分布データを用いて補間処理によって他の素子の光学的伝達関数が算出されるので、位置によって画像劣化の度合いが異なる場合にも、撮像素子のすべての素子について、そのような不均一性を反映した光学的伝達関数を得られる。【００１８】  また、本発明の光学的伝達関数の測定方法は、前記像強度分布データと、当該像強度分布データに対応する被測定素子の位置情報を用いて、前記撮像面での像の歪みに関する歪曲特性データを生成する歪曲特性データ生成ステップをさらに含んでいる。【００１９】  この構成により、撮像光学系の分解性能の限界に起因する画質の劣化だけでなく、撮像光学系に起因する像の歪みを補正するためのデータを生成できる。【００２０】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像カメラへの照射角度または照射位置の少なくとも一方を変更することにより、前記照射光を走査する。この構成により、撮像カメラを固定した状態で照射光を走査できる。【００２１】  さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記撮像カメラの角度または位置の少なくとも一方を変更することにより、前記被撮像素子上にて前記照射光を走査する。この構成により、照射光が撮像面に対して相対的に移動することにより、照射光が走査される。【００２２】  また、本発明の画像復元方法は、上記の測定方法にて光学的伝達関数を測定し、測定された光学的伝達関数を用いて、前記撮像カメラにて取得された画像データの復元処理を行う。これにより、高精細な復元画像を得られる。【００２３】  また、本発明の携帯電話装置およびデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラと、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段とを備えている。【００２４】  この構成により、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数と被写体の画像データとをセットにして送信するので、受信者は、送信された光学伝達関数を用いて容易に画像データの復元処理を行える。【００２５】  また、本発明の携帯電話装置およびデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラと、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段とを備えている。【００２６】  この構成により、光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーのタグが画像データに付されるので、このタグ付き画像データを画像補正装置等の外部機器に送信しても、当該外部機器で混在したファイルの中から光学的伝達関数を取り違えることなく画像データの復元処理を行える。【００２７】  本発明の画像補正方法は、デジタル��像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを関連づけて前記デジタル撮像装置から出力するステップと、画像補正サーバ装置にて、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像を、前記画像に関連づけられた前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理するステップとを含んでいる。【００２８】  この構成により、デジタル撮像装置では、撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報を撮像手段にて生成された画像に関連づけて出力するのみで、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られる。【００２９】  また、本発明のデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報を記憶する劣化要因情報記憶手段と、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて出力する出力手段とを備えている。【００３０】  この構成により、デジタル撮像装置からは補正対象画像と劣化要因情報とが関連づけられて出力されるので、外部の装置にてこの補正対象画像を補正でき、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく補正画像を得られる。【００３１】  さらに、本発明のデジタル撮像装置は、前記出力手段から出力された前記劣化要因情報を用いて前記画像を補正することにより得られた補正画像を受信する受信手段を備えている。【００３２】  この構成により、受信手段が補正画像を受信するので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデジタル撮像装置にて補正画像を得られる。【００３３】  また、本発明のデジタル撮像装置では、前記劣化要因情報記憶手段は、前記劣化要因情報として、デコンボリューション処理に用いる光学的伝達関数を記憶する。【００３４】  この構成により、劣化要因情報記憶手段に記憶された光学的伝達関数を用いて外部の装置にてデコンボリューション処理を行える。【００３５】  また、本発明のデジタル撮像装置では、前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて送信する送信手段である。【００３６】  この構成により、送信手段を用いて、デコンボリューション処理を行うための装置に補正対象画像と劣化要因情報を送信できる。【００３７】  また、本発明のデジタル撮像装置では、前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて記録媒体に書き込む書込手段である。【００３８】  この構成により、デコンボリューション処理を行うための装置にて記録媒体から補正対象画像と劣化要因情報を読み出せる。【００３９】  本発明の画像補正サーバ装置は、デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを前記デジタル撮像装置から受信する受信手段と、前記画像を前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正手段と、前記デコンボリューション処理にて得られた補正画像を送信する送信手段とを備えている。【００４０】  この構成により、個々のデジタル撮像装置により異なる劣化要因情報をデジタル撮像装置で撮像された画像とセットで取得でき、適切な補正を行える。また、画像補正サーバ装置にてデコンボリューション処理を行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正画像を得られる。【００４１】  さらに、本発明の画像補正サーバ装置では、前記受信手段が、前記画像および劣化要因情報と共に前記補正画像の送信先を指定する送信先指定情報を受信し、前記送信手段は、前記送信先情報にて指定された送信先に前記補正画像を送信する。【００４２】  この構成により、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデジタル撮像装置での撮像にて得られた画像をデコンボリューション処理により補正して任意の送信先に送信できる。【００４３】  さらに、本発明の画像補正システムは、デジタル撮像装置と画像補正サーバ装置とを有する画像補正システムであって、前記デジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、補正画像の送信先を指定する指定手段と、前記撮像手段にて生成された画像と前記指定手段にて指定された送信先を示す送信先情報とを関連づけて前記画像補正サーバ装置に送信する送信手段とを備え、前記画像補正サーバ装置は、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像をデコンボリューション処理して前記補正画像を得る画像補正手段と、前記画像補正手段にて得られた前記補正画像を前記画像に関連づけられた送信先情報にて示される送信先に送信する送信手段とを備えている。【００４４】  この構成により、デジタル撮像装置での撮像にて得られた画像をデジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデコンボリューション処理により補正して任意の送信先に送信できる。【００４５】  さらに、本発明のプログラムは、デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを含むデータファイルの入力を受け付けるステップと、前記デジタル撮像装置から出力された前記データファイルに含まれる前記画像を、前記前記画像と共に前記データファイルに含まれる前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正ステップとを含む画像補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。【００４６】  この構成により、デジタル撮像装置では、撮像手段にて生成された画像と撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報とを出力するのみで、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られる。【００４７】  本発明は、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの光学的伝達関数を求めるので、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系にて生じる画像劣化要因と、撮像素子の素子間のクロストークによる画像劣化要因が反映された光学伝達関数を算出でき、かつ、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できる。【００４８】  また、本発明は、デジタル撮像装置にて生成された画像に、デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化��た画像を補正するための劣化要因情報を関連づけて出力し、出力先の画像補正サーバ装置にて補正を行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデコンボリューション処理により補正画像を得られるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における撮像素子の走査の説明図
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における画像復元システムのブロック図
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態における像強度分布データ生成部にて生成される点像強度分布データを示すグラフ
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態における光学的伝達関数算出部にて算出される光学的伝達関数を示すグラフ
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図８】図８は、本発明の第３の実施の形態における撮像素子の走査の説明図
【図９】図９は、本発明の第４の実施の形態における画像復元システムのブロック図
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施の形態の画像復元システムの構成図
【図１１】図１１は、本発明の第６の実施の形態の画像復元システムの構成図
【図１２】図１２は、本発明の第７の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１３】図１３は、本発明の第７の実施の形態における携帯電話装置の点像強度分布を示す図
【図１４】図１４は、本発明の第７の実施の形態における携帯電話装置の光学的伝達関数を示す図
【図１５】図１５は、本発明の第７の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【図１６】図１６は、本発明の第８の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１７】図１７は、本発明の第８の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【図１８】図１８は、本発明の第９の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１９】図１９は、本発明の第９の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】  以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。【００５１】（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の像強度分布測定装置を図１に示す。図１において、像強度分布測定装置３０は、光源３１、ピンホール板３２、軸外し放物面鏡３３およびカメラ保持機構３４を備えている。像強度分布測定装置３０は、撮像光学系およびＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備えた撮像カメラの像強度分布を測定するための装置である。光源３１は、測定対象の撮像カメラの仕様波長を包含する波長特性をもつ照射光を発光する。ピンホール板３２は、光源３１の近傍に設けられている。ピンホール板３２のピンホールを通過した照射光は発散光として軸外し放物面鏡３３に入射する。照射光は、軸外し放物面鏡３３にて反射し、色収差のない平行光となって、カメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系に入射する。【００５２】  図２は、撮像カメラ１１の撮像面に投影される照射光の像（ピンホール像）を説明する図である。ピンホール板３２は、ピンホール像７１がカメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１の撮像面で近軸光サイズになるような共役条件を満たす位置に設置される。また、ピンホールの径は、上記の像強度分布測定装置３０の構成で、ピンホール像７１の径が、図２に示されるように、撮像素子８０の素子ピッチの２分の１以下になる大きさに設定されている。このように、ピンホール像７１の径を素子ピッチの２分の１以下の大きさとするのは、光学的伝達関数の測定において、照射光源からカメラを通して結像する点像強度分布を点光源の結像と等価的にするためである。【００５３】  カメラ保持機構３４は、測定対象の撮像カメラ１１を保持するための機構である。カメラ保持機構３４は、保持された撮像カメラ１１を撮像素子のｘ軸周りおよびｙ軸周りに回転させる回転機構を備えている。ｘ軸周りの回転によって、図２に示されるように、ピンホール像は相対的に撮像面上をｙ軸方向に移動し、ｙ軸周りの回転によって、ピンホール像は相対的に撮像面上をｘ軸方向に移動する。この回転機構で、撮像カメラ１１をステップ状に回転させることにより、照射光が撮像カメラ１１の撮像素子をｘ軸方向またはｙ軸方向に走査する。回転のステップ幅は、ピンホール像が撮像素子の素子ピッチよりも十分小さい幅、例えば、素子ピッチの１０分の１程度の幅で移動するように設定されている。撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて光電変換を行い、電気信号を生成する。【００５４】  図３は、第１の実施の形態の画像復元システム１０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、画像復元システム１０は、撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３を備えている。撮像カメラ１１は、撮像光学系、撮像素子およびＡ／Ｄ変換器を備えている。撮像カメラ１１は、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置されたときには、撮像素子での光電変換にて得られた電気信号８１を画像復元用データ生成装置１２に出力し、通常の撮像時には、撮像素子にて得られた電気信号を画像データ８２として画像補正装置１３に出力する。撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３の相互間では、有線または無線の通信により、データの送受信が行われる。なお、通信の代わりに、可搬型の記録媒体によって装置間でのデータの受け渡しが行われてもよい。【００５５】  画像復元用データ生成装置１２は、像強度分布データ生成部１４、光学的伝達関数算出部１５、歪曲特性データ生成部１６およびデータファイル作成部１７を備えている。像強度分布データ生成部１４は、撮像カメラ１１が像強度分布測定装置３０に設置されたときに撮像カメラ１１より出力される電気信号８１を用いて、被測定素子ごとに、像強度分布データ８３を生成して出力する機能を有している。本実施の形態の像強度分布データ生成部１４は、像強度分布データとして点像強度分布データを生成する。光学的伝達関数算出部１５は、像強度分布データ生成部１４より出力された被測定素子ごとの像強度分布データ８３をそれぞれフーリエ変換して、被測定素子ごとに、フーリエスペクトルおよび位相特性からなる光学式伝達関数８４を算出する機能を有している。【００５６】  歪曲特性データ生成部１６は、像強度分布データ生成部１４より出力された複数の被測定素子の像強度分布データ８３を用いて、像の歪みを示す歪曲特性データ８５を生成する機能を有している。データファイル作成部１７は、すべての被測定素子の光学的伝達関数と、歪曲特性データ生成部１６にて生成された歪曲特性データとを含む画像復元用データファイル８６を作成して、出力する機能を有している。【００５７】  画像補正装置１３は、ピクセル強度変換部１８、画像復元用データ補間部１９、デコンボリューション処理部２０、歪曲補正部２１および復元画像出力部２２を備えている。ピクセル強度変換部１８は、撮像カメラ１１より出力された画像データを強度変換して画像強度データ８７を生成する機能を有している。画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データ生成装置１２より出力された画像復元用データファイルに含まれる被測定素子の光学的伝達関数を用いて補間処理を行うことにより、被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を求める機能を有している。画像復元用データ補間部１９は、この補間処理により、すべての素子についての光学的伝達関数８８を作成する。また、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データに含まれる歪曲特性データを変換して、歪曲補正用データ８９を生成する機能を有している。【００５８】  デコンボリューション処理部２０は、ピクセル強度変換部１８にて生成された画像強度データ９７に対して、画像復元用データ補間部１９にて生成された光学的伝達関数を用いてデコンボリューション処理を行い、復元画像データ９０を生成する機能を有している。また、歪曲補正部２１は、デコンボリューション処理にて生成された復元画像データ９０に対して、画像復元用データ補間部１９にて生成された歪曲補正用データ８９を用いて歪曲補正を行い、歪曲補正画像データ９１を生成する機能を有している。出力部２２は、歪曲補正画像データ９１を出力する機能を有している。【００５９】  以上のように構成された像強度分布測定装置３０および像強度分布測定装置１０について、それらの動作を説明する。以下では、光学的伝達関数および歪曲特性データを含む画像復元用データファイル８６を生成する動作、および、画像復元用データファイル８６を用いて画像デー��８２を補正する動作をそれぞれ分けて説明する。【００６０】  まず、画像復元用データファイル８６を生成する際の動作を説明する。画像復元用データファイルを作成する際には、まず、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に撮像カメラ１１を設置する。このとき、撮像カメラ１１は、撮像光学系が軸外し放物面鏡３３からの反射光を取り込む向きに設置される。光源３１からは照射光が発光される。ピンホール板３２のピンホールを通過した照射光は、軸外し放物面鏡３３にてコリメートされてカメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１に向かって反射する。この反射光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通過して、撮像面に投影される。この状態で、照射光による撮像素子の走査が行われる。【００６１】  撮像面の撮像素子上にピンホール像が投影された状態で、カメラ保持機構３４は、ｙ軸周り（図１参照）にステップ状に回転する。これにより、照射光の像は、撮像素子を構成する一つの素子をｘ軸方向に走査する。また、カメラ保持機構３４がｘ軸周りに回転するときは、照射光の像はｙ軸方向に素子を走査する。撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて投影光を光電変換して、電気信号８１を画像復元用データ生成装置１２の像強度分布データ生成部１４に出力する。像強度分布データ生成部１４は、撮像カメラ１１からステップごとの電気信号８１を受け取ると、この電気信号８１を用いて像強度分布データ８３を生成する。【００６２】  図４は、像強度分布データ生成部１４にて生成される像強度分布データ８３を示すグラフである。図４のグラフでは、横軸が走査角度であり、縦軸が被測定素子より出力される電気信号の強度である。この像強度分布データの走査角度を撮像光学系の焦点距離で換算すると空間上の像強度分布データが得られる。【００６３】  図４に示されるように、像強度分布データ８３は、収差を含んだ非点対称の分布形状をしている。本実施の形態では、図４に示されるように、照射光をｙ軸方向に走査した場合の方が、ｘ軸方向に走査した場合よりも分布が広がっている。これは、照射光の像が撮像面上で、長径がｙ軸方向で短径がｘ軸方向である楕円形になっていることを示している。【００６４】  像強度分布測定装置３０および画像復元システム１０は、このようにして、複数の素子についてｘ軸方向の走査による像強度分布の測定を行い、また、複数の素子についてｙ軸方向の走査による像強度分布の測定を行う。ここでは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の走査による測定をそれぞれ５個ずつの素子について行う。被測定素子は、撮像素子の中から偏りなく選択される。そして、像強度分布データ生成部１４は、各被測定素子の像強度分布データ８３を生成して、光学的伝達関数算出部１５および歪曲特性データ生成部１６に出力する。光学的伝達関数算出部１５は、像強度分布データ生成部１４より出力された被測定素子ごとの像強度分布データ８３を空間周波数でフーリエ変換して、各被測定素子の光学的伝達関数８４を算出する。【００６５】  図５は、光像強度分布データ生成部１４で生成された像強度分布データ８３を光学的伝達関数算出部１５にてフーリエ変換して得られた光学的伝達関数８４を示すグラフである。図５に示されるように��光学的伝達関数８４は、フーリエスペクトルと位相特性とからなる。本実施の形態では、像強度分布データ生成部１４にて、１０個の被測定素子に対応する１０個の像強度分布データ８３が生成されるので、光学的伝達関数算出部１５は、これらの各像強度分布データ８３をフーリエ変換して１０個の光学的伝達関数８４を算出する。【００６６】  歪曲特性データ生成部１６は、像強度分布データ生成部１４より出力された像強度分布データ８３を取り込んで、被測定素子ごとに、ピクセル強度が最大になる走査角度（最大強度角）を求める。そして、各被測定素子での最大強度角とそれらの被測定素子の位置の情報から、測定対象とならなかった素子のピクセル強度が最大になる走査角度を求める。このようにして生成された素子ごとの最大強度角のデータは、各素子の強度重心の歪曲特性と等価なデータである。歪曲特性データ生成部１６は、このデータを歪曲特性データ８５として出力する。【００６７】  データファイル作成部１７は、光学的伝達関数算出部１５より出力された各素子の光学的伝達関数８４および歪曲特性データ生成部１６より出力された歪曲特性データ８５を含む画像復元用データファイル８６を作成して、出力する。【００６８】  次に、画像復元用データファイル８６を用いて画像データ８２を補正する際の動作を説明する。まず、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データ生成装置１２より出力された画像復元用データファイル８６を取り込む。上述のように、本実施の形態では、画像復元用データファイル８６には、１０個の被測定素子に対応して、光学的伝達関数８４が１０個しか含まれていない。画像復元用データ補間部１９は、これらの１０個の光学的伝達関数８４を用いて補間処理を行い、他の素子の光学的伝達関数を算出する。補間処理には、スプライン補間等の公知の手法を採用できる。この補間処理により、撮像面の全素子の光学的伝達関数８８が求まる。【００６９】  また、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データファイル８６に含まれる歪曲特性データ８５を変換することにより、歪曲補正用データ８９を生成する。画像復元用データ補間部１９は、生成された全素子の光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を保存する。【００７０】  次に、画像復元用データファイルを用いて画像データを補正する際の動作を説明する。被写体からの光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通過して撮像面に投影される。そして、撮像素子は、被写体からの光を光電変換することにより画像データ８２を生成して出力する。この画像データ８２は、撮像光学系の収差および素子間のクロストーク等の要因によって劣化した劣化画像の画像データであり、画像補正装置１３にて補正の対象となる画像データである。【００７１】  画像補正装置１３は、撮像カメラ１１から出力された画像データ８２を取り込み、ピクセル強度変換部１８にて、画像データ８２を強度変換して、画像強度データ８７を生成する。次に、デコンボリューション処理部２０は、画像復元用データ補間部１９に保存された光学的伝達関数８８を用いて、ピクセル強度変換部１８にて生成された画像強度データ８７に対してデコンボリューション処理を行う。【００７２】  デコンボリューション処理部２０は、デコンボリューション処理の復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）として、以下の関数を用いる。
【数１】
2005069216.tif 000003
上記の式にてＨ（ｕ，ｖ）は光学的伝達関数であり、Ｓｆｆは入力信号のスペクトル密度、すなわちピクセル強度変換部１８から出力される画像強度データ８７であり、Ｓνν（ｕ、ｖ）はノイズのスペクトル密度である。【００７３】  元画像ｆ（ｘ，ｙ）、劣化画像ｇ（ｘ，ｙ）および復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）のそれぞれの２次元フーリエ変換をＦ（ｕ，ｖ）、Ｇ（ｕ，ｖ）およびＦ＾（ｕ，ｖ）とすると、
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝（Ｈ（ｕ，ｖ）＊Ｍ（ｕ，ｖ））＊Ｆ（ｕ，ｖ）、および
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝Ｍ（ｕ，ｖ）＊Ｇ（ｕ，ｖ）
が成り立つ。ここで、「＊」は畳み込み積分を表している。デコンボリューション処理部２０は、劣化画像の２次元フーリエ変換Ｇ（ｕ，ｖ）に復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）を畳み込み積分してＦ＾（ｕ，ｖ）を算出し、これを逆フーリエ変換して復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を求める。この復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）は、画像データのノイズ特性に応じて、デコンボリューション処理の対象となる画像データごとに、デコンボリューション処理部２０にて作成される。【００７４】  デコンボリューション処理部２０にて生成された復元画像データ９０は、歪曲補正部２１に出力される。この復元画像データ９０には像の歪みによる劣化が残っている。歪曲補正部２１は、画像復元用データ補間部１９から歪曲補正用データ８９を読み出して、復元画像データ９０に対して、歪曲補正用データ８９を用いて、座標変換および補間処理による歪曲補正を行い、歪曲補正画像データ９１を生成する。この歪曲補正画像データ９１は出力部２２から出力される。出力先は、画像補正装置１３内のメモリであってもよいし、可搬型の記憶媒体であってもよいし、または、モニタでもよい。さらに、出力部２２は、通信回線に歪曲補正画像データ９１を出力してもよい。【００７５】  本実施の形態の光学的伝達関数の測定方法によれば、撮像光学系および撮像素子が撮像カメラ１１にアセンブリされた状態で、像強度分布の測定が行われるので、撮像カメラ１１のフォーカス状態や素子のクロストーク等の影響を含んだ像強度分布データが得られる。そして、画像補正装置１３では、この像強度分布データから得られた光学的伝達関数を用いてデコンボリューション処理を行うので、撮像光学系の解像性能の限界に起因する画像劣化だけでなく、フォーカス状態や素子のクロストークの影響による画像劣化も軽減されて、より高精細な復元画像データを得られる。【００７６】  また、本実施の形態では、像強度分布データが素子ごとに求められて光学的伝達関数が算出されるので、入射位置によって画像の劣化度合いが異なる場合にも、そのような画像劣化を好適に補正して、より高精細な復元画像データを得られる。さらに、像強度分布が素子ごとに求められるので、像強度分布のピークを特定することで、光源からの照射光が素子の中心に入射するときの走査角度を求めることができ、これにより、撮像光学系に起因する像の歪みを補正するための歪曲補正用データを生成できる。そして、歪曲補正用データを用いて画像データを補正することで、撮像光学系に起因する像の歪みが軽減された復元画像データを得られる。【００７７】（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
上記の第１の実施の形態では、撮像カメラ１１を回転させることにより、照射光を撮像素子の撮像面上で相対的に移動させて被測定素子を走査したが、本実施の形態では、撮像カメラ１１は固定したままで、照射光の位置を変更することで被測定素子を走査する。【００７８】  図６は、本実施の形態の像強度分布測定装置の構成図である。図６に示されるように、像強度分布測定装置４０では、光源４１から照射された光は、ピンホール板４２のピンホールを通過し、軸外し放物面鏡４３にて反射して平行光となる。そして、平行光となった照射光は、反射ミラー４５にて反射して、カメラ保持機構４４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系に入射する。【００７９】  反射ミラー４５は、ミラー面内のｘ軸およびｙ軸の周りにそれぞれ回転可能であり、図示しない回転駆動機構によって、ｘ軸周りまたはｙ軸周りにステップ状に回転する。反射ミラー４５がｙ軸周りに回転すると、照射光の像は、撮像カメラ１１の撮像面上でｘ軸方向に移動し、反射ミラー４５がｘ軸周りに回転すると、照射光の像は、撮像面上でｙ軸方向に移動する。このようにして、被測定素子を照射光でｘ軸方向およびｙ方向に走査できる。【００８０】  被測定素子を走査して被測定素子ごとの像強度分布データ８３を生成する処理、およびそれ以降の光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５を生成する処理は、第１の実施の形態と同じである。また、画像補正装置１３にて画像データ８２を復元する処理も第１の実施の形態と同様である。そして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。【００８１】（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
上述の第１の実施の形態の像強度分布測定装置３０では、光源３１の近傍にピンホール板３２を設けて、撮像面に点状の照射光の像を投影したが、本実施の形態では、ピンホール板３２の代わりにスリット板を設けて、線状の照射光で撮像素子を走査する。【００８２】  図７は、本実施の形態の像強度分布測定装置の構成図である。図７に示されるように、像強度分布測定装置５０では、光源５１の近傍にスリット板５２が設けられている。スリット板５２は、スリット保持機構５６に保持されており、スリット保持機構５６は、スリットの長手方向が、縦方向または横方向になるようにスリット板５２を回転させる機構を有している。光源５１から発光され、スリット板５２のスリットを通過した照射光は、軸外し放物面鏡５３にて反射して平行光となる。【００８３】  この平行光は、カメラ保持機構５４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系を通して撮像素子の撮像面に投影される。なお、スリット板５２のスリットの幅は、上記の構成にて、撮像カメラ１１の撮像素子に投影される像の近軸像幅が、撮像素子の素子ピッチの２分の１以下になる大きさに設定されている。このように、近軸像幅を素子ピッチの２分の１以下の大きさとするのは、光学的伝達関数の測定において、照射光源からカメラを通して結像する線像強度分布を線光源の結像と等価的にするためである。【００８４】  本実施の形態の画像復元システム１０の基本的な構成は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、スリット光で被測定素子を走査するので、像強度分布データ生成部１４では複数の被測定素子の像強度分布データが同時に得られる。【００８５】  以上のように構成された第３の実施の形態の像強度分布測定装置３０および画像復元システム１０について、それらの動作を説明する。まず、スリット保持機構５６によってスリットの長手方向が縦方向になるようにスリット板５２を保持する。上述のように、光源５１からの照射光は、スリット板５２のスリットを通過して軸外し放物面鏡５３にて反射し、スリット状の平行光となってカメラ保持機構５４に保持された撮像カメラ１１に入射する。そして、このスリット光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通って撮像面に投影される。【００８６】  図８は、撮像面に投影されるスリット光の像（スリット像）を説明するための図である。スリット像７２ａは、スリットが縦方向に保持されたときのスリット像である。この状態で、カメラ保持機構５４は、ｙ軸周りにステップ状に回転する。これにより、スリット像７２ａは、ｙ軸方向に並んだ複数の被測定素子をｘ軸方向に走査する。撮像素子をｙ軸方向に走査するときは、スリット保持機構５６は、スリット５２の長手方向が横方向になるようにスリット板５２を９０度回転させる。これにより、撮像面には、ｘ軸に平行なスリット像７２ｂが投影される。そして、この状態で、カメラ保持機構５４がｘ軸周りにステップ状に回転することにより、スリット像７２ｂをｙ軸方向に移動させる。【００８７】  撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて投影光を光電変換して、電気信号８１を画像復元用データ生成部１２の像強度分布データ生成部１４に出力する。像強度分布データ生成部１４は、ステップごとの電気信号８１が撮像カメラ１１から送られてくると、この電気信号８１を用いて像強度分布データ８３を生成する。本実施の形態では、像強度分布生成部１４は、像強度分布データ８３として、線像強度分布データを生成する。【００８８】  このようにして撮像素子の複数の被測定素子の像強度分布データ８３が得られた後に光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５を生成する処理は、第１の実施の形態と同じである。また、撮像カメラ１１にて生成された画像データ８２を復元する処理も、第１の実施の形態と同様である。【００８９】  なお、上記の例では、スリット板５２の向きを変更することによりスリット光の向きを変更して、ｘ軸方向およびｙ軸方向のそれぞれについてスリット光を走査したが、スリット板５２の向きを変更する代わりに、カメラ保持機構５４にて撮像カメラ１１の向きを９０度回転させて、撮像面に投影されるスリット像の向きを変更してもよい。【００９０】  本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態では、スリット光で撮像素子を走査し、複数の素子の像強度分布を同時に測定するので、測定点数の増大または測定時間の短縮が可能である。特に、スリット板５２のスリットの長さを軸外し放物面鏡５３の無収差範囲内で長くするほど、この効果は大きくなる。【００９１】（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態の像強度分布測定装置の構成は、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、画像復元システム１０の構成が上記の実施の形態と異なっている。【００９２】  図９は、第４の実施の形態の画像復元システムの構成を示すブロック図である。図９において、第１の実施の形態の画像復元システム１０と同様の構成については、図３と同じ符号を付して説明を省略する。図９に示されるように、画像復元システム１０は、撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３を備えている。画像復元用データ生成装置１２は、像強度分布データ生成部１４、光学的伝達関数算出部１５、歪曲特性データ作成部１６およびデータファイル作成部１７を備えており、第１の実施の形態と同様にして、測定対象となった複数の各被測定素子の光学的伝達関数８４と歪曲特性データ８５とを含む画像復元用データファイル８６を生成する。本実施の形態のデータファイル作成部１７は、さらに、画像復元用データファイル８６を特定するためのファイルナンバーを示すタグを画像復元用データファイル８６に付して、タグ付き画像復元用データファイル９２を生成して出力する。【００９３】  撮像カメラ１１は、タグ付き画像復元用データファイル９２を受け取ると、画像補正装置１３にファイルナンバーの登録するための処理を行う。この処理では、撮像カメラ１１からタグ付き画像復元用データファイル９２が画像補正装置１３に送信される。画像補正装置１３では、タグ付き画像復元用データファイル９２を受信し、画像復元用データ補間部１９にて第１の実施の形態と同様にして補間処理および変換処理を行い、全素子についての光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を生成する。そして、画像復元用データ補間部１９は、生成された全素子についての光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９をタグにて示されるファイルナンバーと対応づけて保存する。【００９４】  次に、画像復元用データファイルを用いて画像データを補正する際の動作を説明する。撮像カメラ１１は、被写体を撮像すると、撮像にて得られた画像データに、画像復元用データファイルを特定するためのファイルナンバーを示すタグを付して、タグ付き画像データ９３生成して出力する。画像補正装置１３では、タグ付きの画像データ９３を取り込んで、そのタグで示されるファイルナンバーに対応する光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を用いて、画像データに対して、デコンボリューション処理および歪曲補正を行う。【００９５】  本実施の形態によれば、画像補正装置１３にて、様々な撮像カメラ１１の光学的伝達関数および歪曲補正用データを保存している場合にも、取得した画像データに対してデコンボリューション処理部２０および歪曲補正部２２にて用いるべき光学的伝達関数および歪曲補正用データを取り違えることを防止できる。【００９６】（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１０は、本実施の形態の画像復元システム１０を示す図である。画像復元システム１０は、携帯電話装置６０および画像補正装置１３からなる。携帯電話装置６０には撮像カメラ１１が備えられている。この携帯電話装置６０を第１の実施の形態の撮像カメラ１１と同様にして、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置して、撮像カメラ１１にて被測定素子の光学的伝達関数および歪曲特性データからなる画像復元用データファイル８６を作成する。携帯電話装置６０は、この画像復元用データファイル８６を内部メモリ６１に保存する。【００９７】  携帯電話装置６０は、データ送信部６２を備えている。携帯電話装置６０の撮像カメラ１１にて被写体を撮像して画像データ８２が生成されると、この画像データ８２と内部メモリ６１に保存されている画像復元用データファイル８６とがセットになって画像補正装置１３に送信される。画像補正装置１３は、第１の実施の形態と同様の構成を有している。画像補正装置１３の操作者は、画像補正装置１３にて画像データ８２と画像復元用データファイル８６を受信すると、その画像復元用データファイル８６を用いて、画像データ８２に対してデコンボリューション処理および歪曲補正を行う。【００９８】  上記の構成によれば、画像データとその画像データを復元するための画像復元用データファイルのセットを受信するので、画像補正装置にて容易に元の画像を復元できる。【００９９】（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１１は、第６の実施の形態の画像復元システム１０を示す図である。画像復元システム１０は、携帯電話装置６０および画像補正装置１３からなる。携帯電話装置６０には撮像カメラ１１が備えられている。この携帯電話装置６０を第１の実施の形態の撮像カメラ１１と同様にして、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置して、光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５からなる画像復元用データファイル８６を作成する。携帯電話装置６０は、この画像復元用データファイル８６を内部メモリ６１に保存する。【０１００】  携帯電話装置６０は、タグ生成部６３を備えている。撮像カメラ１１にて被写体を撮像して画像データ８２が生成されると、タグ生成部６３は、内部メモリ６１に保存してある画像復元用データファイル８６を特定するためのファイルナンバーをタグとして画像データに付加して、タグ付き画像データ９２を生成する。【０１０１】  携帯電話装置６０は、データ送信部６２を備えており、データ送信部６２は、タグ生成部６３にて生成されたタグ付き画像データ９２を画像補正装置１３に送信する。画像補正装置１３は、第４の実施の形態の画像補正装置１３と同様の構成を有しており、操作者は、画像補正装置１３にてタグ付きの画像データを受信すると、そのタグにて示されるファイルナンバーに対応する画像復元用データファイル８６を用いて、取得した画像データに対してデコンボリューション処理および歪曲補正を行う。【０１０２】  上記の構成によれば、タグ生成部６３により画像データにファイルナンバーを示すタグを付してタグ付き画像データを生成して送信するので、画像補正装置１３にて混在したファイルの中から画像復元用データを取り違えることなく処理を行える。また、画像補正装置１３にて携帯電話装置６０から得た画像データを補正するたびに携帯電話装置６０から画像復元用データファイルを送信する必要がなく、通信負担が軽減される。【０１０３】  なお、以上の説明では、画像復元用データ生成装置１２にて、被測定素子のみの光学的伝達関数８４を算出し、画像補正装置１３の画像復元用データ補間部１９にて、補間処理により被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を求めたが、本発明はこれに限られない。すなわち、画像復元用データ生成装置１２にて、補間処理を行い、全素子の光学的伝達関数を生成してもよい。また、以上の説明では、画像復元用データ生成装置１２にて、撮像光学系の歪曲特性を示す歪曲特性データ８５を生成し、画像補正装置１３の画像復元用データ補間部１９にて、歪曲特性データ８５を変換して歪曲補正用データ８９を生成した。本発明はこれに限られず、画像復元用データ生成装置１２にて歪曲補正用データを生成してもよい。【０１０４】  また、以上の説明では、撮像素子を構成する素子のうちの一部を被測定素子として、像強度分布データ８３を生成して光学的伝達関数を算出し、他の素子については、補間処理によって光学的伝達関数を求めた。本発明はこれに限られず、すべての素子を照射光で走査して、すべての素子の像強度分布データを生成して、補間処理に依ることなく全素子の光学的伝達関数を算出してもよい。【０１０５】  また、以上の説明では、像強度分布測定装置にて、ピンホールまたはスリットを通過した照射光を軸外し放物面鏡で反射させて平行光にしたが、収差が補正された透過型光学系を透過させることで平行光にしてもよい。【０１０６】  さらに、以上の説明では、撮像カメラまたは反射ミラーを回転させることにより、被測定素子を走査したが、撮像カメラまたは反射ミラーを平行移動させることで被測定素子を走査してもよい。【０１０７】  また、以上の説明では、タグの情報としてデータファイルを特定するファイルナンバーを用いる例について説明したが、他の情報を用いてもよい。例えば、データファイルのファイル名、ズーム条件とＦナンバー・絞りなどのカメラ光学系の設定情報などを用いることができる。【０１０８】（第７の実施の形態）
第７の実施の形態の画像補正システムを図１２に示す。図１２において、画像補正システム１１０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なカメラ付の携帯電話装置１０１および画像補正サーバ装置１０２を有する。【０１０９】  ネットワーク１０３は、例えばインターネットである。ネットワーク１０３を介したデータの送受信は、電子メールによる送受信であってもよいし、また、Ｗｅｂのサーバ・クライアント技術を利用してＣＧＩ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などでデータを送受信してもよい。【０１１０】  携帯電話装置１０１は、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３を備えている。撮像光学系１１１は、焦点距離が固定された単焦点のレンズ系である。二次元撮像素子１１２は、ＣＣＤなどの固体撮像素子からなり、撮像光学系１１１を通過した被写体からの光を光電変換する機能を有している。画像処理部１１３は、二次元撮像素子１１２での光電変換にて生成された電気信号に対して、ＡＤ変換、ＤＣＴ変換、量子化およびエントロピー符号化等の処理を行ってＪＰＥＧ形式にて圧縮された画像を生成する機能を有している。この携帯電話装置１０１は、本発明のデジタル撮像装置に相当し、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３によって本発明の撮像手段が構成される。【０１１１】  携帯電話装置１０１が薄型かつ小型に構成されると、撮像光学系１１１の焦点距離が短くなることによりＦナンバーが大きくなり、二次元撮像素子１１２にはボケた被写体像が投影される。したがって、画像処理部１１３で得られる画像は撮像光学系１１１に起因して画質が劣化した画像である。この画像劣化について説明する。【０１１２】  撮像光学系１１１の解像度を決定する光学的伝達関数および限界周波数は、撮像光学系１１１に収差が全くないときにもＦナンバーに依存する。すなわち、撮像光学系１１１のＦナンバーが大きいときには点像強度分布（Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＳＦ、点広がり関数ともいう）が広がり、光学的伝達関数および限界周波数は小さくなって、撮像光学系１１１の解像度は低下する。【０１１３】  図１３は、点像強度分布を示す図である。図１３において、波線はＦナンバーの大きな撮像光学系の点像強度分布であり、実線はＦナンバーの小さな撮像光学系の点像強度分布である。図１３から、Ｆナンバーが大きいと点像強度分布が広がることが分かる。点像強度分布が広がっていると、任意の２点を分解するレイリー分解能ｒａ＝１．２２λＦは増大する。【０１１４】  図１４は、レイリー分解能の増大を点像強度分布のフーリエ変換である光学的伝達関数で示す図である。図１４でも波線と実線は、それぞれＦナンバーが小さい場合と大きい場合を示している。Ｆナンバーの大きな撮像光学系では、同一の空間周波数であっても、光学的伝達関数の絶対値であるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が小さく、しかも、限界周波数は無収差の場合のＵｃ＝１／（λＦ）で表されるとおり小さくなっている。【０１１５】  そのため通常は、Ｆナンバーを十分小さくするように、焦点距離および入射瞳径が選ばれている。しかしながら、例えばカメラ付の携帯電話装置では薄型でレンズの枚数が限られているため、Ｆナンバーを小さくできない場合がある。この場合には、Ｆナンバーが大きくなると共に収差の影響が現れやすく、ＭＴＦの値が高周波成分で低下してしまう。このことが、二次元撮像素子１１２の画素数が増大しても画質が向上しない要因となっている。【０１１６】  この問題を光学的伝達関数をフーリエ変換して得られる点像強度分布関数の問題として表現し直すと、次のようになる。すなわち、Ｆナンバーの大きな撮像光学系では、点像強度分布が画素のピッチに対して広がっているために、レイリー分解能程度に接近した２点を十分に分離できなくなり、２点を分離できるという意味での分解能が、二次元撮像素子の増大ほどには向上しないことになる。【０１１７】  二次元撮像素子における画素数の増大は、空間的なサンプリング周波数の増大であるので、画素数が増大すると空間的なナイキスト周波数が増大し、同じ開口率の場合にはＭＴＦはより高空間周波数まで高い値を持つようになる。そのため、二次元撮像素子の画素数を増やすと、画素数が増大する前のＦナンバーの大きな撮像光学系では問題にならなかった空間周波数で、ＭＴＦの低下が目立つようになる。以上のように、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３からなる撮像手段によって得られる画像は、携帯電話装置の薄型化および画素数の増大に伴って劣化する。【０１１８】  図１２に戻って、携帯電話装置１０１は、画像記憶部１１４および表示部１１５を備えており、画像記憶部１１４には画像処理部１１３にて生成された画像を記憶し、表示部１１５は画像記憶部１１４に記憶された画像を表示する機能を有する。【０１１９】  携帯電話装置１０１はさらに、操作部１１６、光学的伝達関数記憶部１１７、データファイル作成部１１８および無線送受信部１１９を備えている。操作部１１６は、ユーザからの種々の入力を受け付けるボタンを含んでいる。光学的伝達関数記憶部１１７には携帯電話装置１０１の光学的伝達関数が記憶されている。この光学的伝達関数記憶部１１７には、一般的には個々の携帯電話装置ごとに異なる光学的伝達関数が記憶される。【０１２０】  光学的伝達関数は、後述するように補正対象画像をデコンボリューション処理により補正する際に用いられる。一般に、デジタルカメラの光学的伝達関数を測定するためには、そのデジタルカメラの撮像光学系の結像面にて、専用の光学的伝達関数の測定装置を設置して測定する必要がある。また、そのような測定のために、デジタルカメラを分解して再度組み立てるという作業が必要になる。通常、デジタルカメラのユーザは、そのような測定装置を持っておらず、また、分解および再組立も容易ではない。しかも、撮像光学系単独のＭＴＦだけでなく、二次元撮像素子のＭＴＦをも含めたデジタルカメラ全体のＭＴＦの評価は一般のユーザにとってはなおさら困難である。【０１２１】  そこで、特別な測定装置を必要とせずにデジタルカメラでの撮像にて生成された画像から光学的伝達関数を求める試みがある。デジタルカメラにて得られた画像からデジタルカメラ全体のＭＴＦを求める試みは、撮像光学系単独のＭＴＦの他に二次元撮像素子のＭＴＦも同時に評価している点で、デジタルカメラのＭＴＦを評価するのに有用な手法である。このようなＭＴＦの算出手法としては、例えばＩＳＯ−１２２３３の解像度チャートを利用して、ナイフエッジ画像の微分のフーリエ変換を用いて光学的伝達関数を求める手法、および正弦波テストチャートを用いることで撮像後のコントラストからそれぞれの空間周波数でのＭＴＦの値を求める手法が知られている。【０１２２】  しかしながら、正弦波テストチャートを用いた手法は、テストチャートのコントラストが正弦波になっているものを用いる必要があり、テストチャート自体が高価であることから、一般のユーザが容易に利用できない。また、テストチャートからＭＴＦの値を求めること自体が容易ではない。このように、デコンボリューション処理に必要なＭＴＦは、一般のユーザにはいずれの手法でも入手が困難である。【０１２３】  なお、ＭＴＦが不要なデコンボリューション処理として、ハッブル望遠鏡のピンぼけ画像の復元に用いられたことで知られるブラインド・デコンボリューション処理がある。しかし、このブラインド・デコンボリューションは、一般のユーザが安定して容易に使える手法ではない。ブラインド・デコンボリューションでは、光学的伝達関数をもデコンボリューション画像とともに同時に反復法で推定するので、計算量が膨大になり、しかも計算結果の信頼性も低い。【０１２４】  そのため、ブラインド・デコンボリューションは、ハッブル望遠鏡のピンぼけ画像から鮮明な画像を復元する例のように、実際の観測の中で理想的に点光源とみなせるほど天体の像から点像強度分布が測定されているとみなせる特殊な状況下においてのみ効果的であり、一般の画像の場合には、ブラインド・デコンボリューションを安定して容易に使うことは困難である。このように、ブラインド・デコンボリューションは、光学的伝達関数が評価できないときであって、しかも原画像の性質がある程度分かっているときに限って有効であり、本実施の形態のように、任意の画像を撮像するカメラ付の携帯電話装置１０１には適さない。【０１２５】  そこで、本実施の形態では、カメラ付の携帯電話装置１０１の製造段階にて、光学的伝達関数を測定し、光学的伝達関数記憶部１１７に予めその携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を記憶させておく。これにより、ユーザは、携帯電話装置１０１を購入すると、画像を撮像するための撮像手段と共に、その撮像手段の光学的伝達関数を得ることができる。【０１２６】  撮像光学系１１１がズーム機能を有する場合には、光学的伝達関数記憶部１１７にはズームや焦点の変化に応じた複数の光学的伝達関数を記憶させる。また、カラー画像の場合はＲＧＢの各色に対して点像強度分布もしくはＭＴＦを測定する。なお、一般的に点像強度分布は撮像光学系の収差などのために画像の場所によって異なるものであり、テストチャートで評価したＭＴＦの値は撮像領域の中央と四隅とでは異なる。そこで、撮像領域を複数の小領域に分割し、それらの小領域ごとに画像をデコンボリューション処理するために、小領域ごとに光学的伝達関数を記憶しておくことが有効である。小領域ごとに異なる点像強度分布を求めるにあたって、点像強度分布を場所の関数とし��補間してもよい。【０１２７】  データファイル作成部１１８は、操作部１１６からのユーザの指示に基づいて、ユーザにて指定された画像を画像記憶部１１４から補正対象画像として読み出すとともに、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を読み出し、補正対象画像と光学的伝達関数とが関連づけられたデータファイルを作成する機能を有している。このデータファイルは、補正対象画像と光学的伝達関数との２つのデータを１つのアーカイブファイルにしたり、２つのデータ名の一部を共通にするなど、補正対象画像日して光学的伝達関数を一意に定めることができるものである。【０１２８】  無線送受信部１１９は、ネットワーク１０３を介してファイル作成部１８にて作成されたデータファイルを無線でネットワーク１０３に送出し、画像補正サーバ装置１０２に送信する機能を有している。このようにデータファイルを作成して画像補正サーバ装置１０２に送信する構成は、本発明の出力手段ないしは送信手段に相当する。なお、携帯電話装置１０１は、以上説明した機能に加えて、図示しない構成による通話機能やＷｅｂブラウザ機能などの機能を有している。【０１２９】  画像補正サーバ装置１０２は、送受信部１２１およびデコンボリューション処理部１２２を備えている。送受信部１２１は、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルを受信する機能、およびデコンボリューション処理部１２２にて得られた補正画像を携帯電話装置１０１に返信する機能を有している。この送受信部１２１は、本発明の受信手段および送信手段に相当する。デコンボリューション処理部１２２は、送受信部１２１にて受信したデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて、そのデータファイルに含まれる画像をデコンボリューション処理する機能を有しており、本発明の画像補正手段に相当する。【０１３０】  以上のように構成された画像高画質システム１０について、図１５を用いてその動作を説明する。まず、二次元撮像素子１１２は撮像光学系１１１を通過した被写体からの光を取り込んで光電変換して電気信号を出力し、画像処理部１１３は二次元撮像素子１１２から出力された電気信号を処理して画像を生成し、画像処理部１１３にて生成された画像を画像記憶部１１４に記憶させる（ステップＳ４１）。そして、ユーザが操作部１１６を操作することにより画像記憶部１１４に記憶された画像の中から補正対象画像を指定して画像補正の指示をすると（ステップＳ４２）、データファイル作成部１１８は指定された補正対象画像を画像記憶部１１４から読み出し、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を読み出して、両者を関連づけてデータファイルを作成する（ステップＳ４３）。【０１３１】  次に、無線送受信部１１９は、データファイル作成部１１８にて作成されたデータファイルを画像補正サーバ装置１０２に送信する（ステップＳ４４）。画像補正サーバ装置１０２は、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルを受信して（ステップＳ４５）、データファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理する（ステップＳ４６）。【０１３２】  ステップＳ４６における画像補正サーバ装置１０２でのデコ��ボリューション処理について説明する。まず、デコンボリューション処理部１２２は、デコンボリューション処理の復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）として、以下の関数を用いる。
【数２】
2005069216.tif 000004
上記の式にてＨ（ｕ，ｖ）は光学的伝達関数であり、Ｓｆｆは入力信号のスペクトル密度であり、Ｓνν（ｕ、ｖ）はノイズのスペクトル密度である。デコンボリューション処理部１２２は、この光学的伝達関数Ｈ（ｕ，ｖ）として、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いる。なお、この復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）は、画像のノイズ特性に応じて、デコンボリューション処理の対象となる画像ごとに、デコンボリューション処理部１２２にて作成される。【０１３３】  原画像をｆ（ｘ，ｙ）、劣化画像をｇ（ｘ，ｙ）、復元画像をｆ＾（ｘ，ｙ）とし、それぞれの２次元フーリエ変換をＦ（ｕ，ｖ）、Ｇ（ｕ，ｖ）およびＦ＾（ｕ，ｖ）とすると、
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝（Ｈ（ｕ，ｖ）＊Ｍ（ｕ，ｖ））＊Ｆ（ｕ，ｖ）、および
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝Ｍ（ｕ，ｖ）＊Ｇ（ｕ，ｖ）
が成り立つ。ここで、「＊」は周波数空間における掛け算を表している。デコンボリューション処理部１２２は、この劣化画像ｇ（ｘ，ｙ）として、カメラ付携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルに含まれる補正対象画像を用いる。【０１３４】  デコンボリューション処理部１２２は、補正対象画像の２次元フーリエ変換Ｇ（ｕ，ｖ）に復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）を畳み込み積分して補正画像のフーリエ変換Ｆ＾（ｕ，ｖ）を算出し、これを逆フーリエ変換して復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を求める。デコンボリューション処理部１２２は、補正画像としてこの復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を出力する。【０１３５】  デコンボリューション処理部１２２が上記のようにして補正画像を求めると、送受信部１２１はこの補正画像を携帯電話装置１０１に返信する（ステップＳ４７）。そして、携帯電話装置１０１の無線送受信部１１９は、ネットワーク１０３から補正画像を受信する（ステップＳ４８）。【０１３６】  なお、上記の動作において、ステップＳ４２にてユーザが画像補正の指示を行った後は、携帯電話装置１０１および画像補正サーバ装置１０２にてステップＳ４２からステップＳ４８までの処理７５自動的に実行される。これにより、携帯電話装置１０１のユーザは、デコンボリューション処理を携帯電話装置１０１の内部で行ったのと同等の操作性を得られる。そして、実際には外部の装置である画像補正サーバ装置１０２を使用することで、例えば画素数の多い画像を多数デコンボリューション処理する場合でも、快適な操作性を得られる。【０１３７】  このような本発明の第７の実施の形態の画像補正システム１１０によれば、カメラ付の携帯電話装置１０１にて得られた画像を補正するために、携帯電話装置１０１から補正対象画像を送信して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理により補正を行うので、携帯電話装置１０１内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。【０１３８】  そして、第７の実施の形態の画像補正システム１１０では、携帯電話装置１０１が、画像補正サーバ装置１０２に補正対象画像を送信する際に、この補正対象画像と携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を関連づけて送信するので、画像補正サーバ装置１０２は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。なお、本実施の形態では、カメラ付の携帯電話装置１０１の製造段階にて、光学的伝達関数を測定し、光学的伝達関数記憶部１１７に予めその携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を記憶させておくこととしているが、光学的伝達関数記憶部１１７には、カメラ付の携帯電話装置１０１の型番やズームのパターン等の情報を記憶しておき、サーバ側で、その情報から、光学的伝達関数を結びつけてもよい。【０１３９】（第８の実施の形態）
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の第８の実施の形態を説明する。
図１６は、本実施の形態の画像補正システムを示す図である。図１６において、画像高画質システム２０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なカメラ付の携帯電話装置１０１、画像補正サーバ装置１０２および端末装置１０４を有する。【０１４０】  携帯電話装置１０１の構成は第７の実施の形態と同様である。ただし、データファイル作成部１１８は、光学的伝達関数に加えて、さらに操作部１１６より入力された補正画像の送信先を示す情報（送信先情報）を補正対象画像に関連づけてデータファイルを作成する。すなわち、本実施の形態のデータファイル作成部１１８は、補正対象画像、光学的伝達関数および補正画像の送信先情報を含むデータファイルを作成する。なお、補正画像の送信先は複数指定できる。【０１４１】  画像補正サーバ装置１０２は、第７の実施の形態と同様に、送受信部１２１およびデコンボリューション処理部１２２を含んでおり、これらは第７の実施の形態と同様の機能を有している。本実施の形態の画像補正サーバ装置１０２は、さらに宛先指定部１２３を備えている。宛先指定部１２３は、送受信部１２１によるデータ送信の送信先としてデータファイルに含まれる送信先情報にて示される送信先を指定する機能を有している。また、端末装置１０４は、画像補正サーバ装置１０２より送信されてきた補正画像を受信して表示する機能を有している。【０１４２】  以上のように構成された画像高画質システム２０について、図１７を用いてその動作を説明する。まず、第７の実施の形態と同様にして、カメラ付携帯電話装置１０１にて被写体の画像を取り込む（ステップＳ６１）。次に、操作部１１６より画像補正の指示を受け付けるが（ステップＳ６２）、ここでは、補正対象画像の指定と共に補正画像の送信先の指定を受け付ける。そして、データファイル作成部１１８は、補正対象画像と光学的伝達関数とステップＳ６２にて入力を受け付けた送信先を示す送信先情報とが関連づけられたデータファイルを作成し（ステップＳ６３）、無線送受信部１１９はこのデータファイルを画像補正サーバ装置１０２に送信する（ステップＳ６４）。なお、ステップＳ６２にて補正対象画像を指定する操作を送信対象の画像を指定する操作としてもよい。これにより、ユーザに画像補正を意識させないでステップＳ６３以降の処理を行える。【０１４３】  画像補正サーバ装置１０２では、第７の実施の形態と同様にして、送受信部１２１がデータファイルを受信し（ステップＳ６５）、デコンボリューション処理部１２２がデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理する（ステップ６６）。そして、デコンボリューション処理部１２２にて補正画像が得られると、宛先指定部１２３にてこの補正画像をカメラ付携帯電話装置１０１から受信したデータファイルに含まれる送信先情報にて示される送信先が指定されて、送受信部１２１より補正画像が送信される（ステップＳ６７）。送信先として指定された端末装置１０４は、ネットワーク１０３を介して補正画像を受信する（ステップＳ６８）。【０１４４】  このような本発明の第８の実施の形態の画像補正システム１２０によっても、第７の実施の形態の画像補正システム��１０と同様に、カメラ付の携帯電話装置１０１にて得られた画像を補正するために、携帯電話装置１０１から補正対象画像を送信して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理により補正を行うので、携帯電話装置１０１内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。【０１４５】  そして、画像補正システム１２０では、携帯電話装置１０１が、画像補正サーバ装置１０２に補正対象画像を送信する際に、この補正対象画像と携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を関連づけて送信するので、画像補正サーバ装置１０２は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。【０１４６】  さらに、補正画像を画像補正サーバ装置１０２から直接端末装置１０４に送信するので、画像補正サーバ装置１０２から携帯電話装置１０１に補正画像を返信した後にさらに携帯電話装置１０１から端末装置１０４に補正画像を送信する場合と比較して、携帯電話装置１０１と画像補正サーバ装置１０２との間のトラフィックを減らせるという利点がある。【０１４７】（第９の実施の形態）
次に、図１８および図１９を参照して、本発明の第９の実施の形態を説明する。
図１８は、本実施の形態の画像補正システムを示す図である。図１８において、画像補正システム１３０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なデジタルカメラ１０５およびパーソナルコンピュータ１０６を有する。【０１４８】  デジタルカメラ１０５は、第７および第８の実施の形態の携帯電話装置１０１と同様に、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２、画像処理部１１３、表示部１１５、操作部１１６、光学的伝達関数記憶部１１７およびデータファイル作成部１１８を備えている。これらの機能は、第７の実施の形態と同様であり、デジタルカメラ１０５は本発明のデジタル撮像装置に相当する。デジタルカメラ１０５は、さらに、読出書込部１５１および通信インターフェイス１５２を備えている。【０１４９】  読出書込部１５１は、フラッシュメモリカード等の記録媒体１７１にデータを書き込み、また、記録媒体１７１からデータを読み出す機能を有している。通信インターフェイス１５２は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）のインターフェイスであり、ＵＳＢケーブル１７２を通して外部の装置との間でデータを送受信する機能を有している。【０１５０】  本実施の形態では、画像処理部１１３にて生成された画像が、読出書込部１５１によって記録媒体１７１に書き込まれる。そして、データファイル作成部１１８は、読出書込部１５１にて記録媒体１７１から読み出された画像を取り込む機能を有している。また、通信インターフェイス１５２は、読出書込部１５１にて記録媒体１７１から読み出された画像を外部の装置に送信する機能を有している。また、読出書込部１５１は、データファイル作成部１１８からデータファイルを取り込んで記録媒体１７１に書き込む機能を有しており、この機能は本発明の出力手段に相当する。さらに、通信インターフェイス１５２はデータファイル作成部１１８からデータファイルを取り込んで送信する機能を有しており、この機能は本発明の出力手段ないしは送信手段に相当する。【０１５１】  パーソナルコンピュータ１０６は、読出書込部１６１、通信インターフェイス１６２およびデコンボリューション処理部１２２を備えている。デコンボリューション処理部１２２の機能は第７の実施の形態と同じである。読出書込部１６１および通信インターフェイス１６２は、デジタルカメラ１０５の読出書込部１５１および通信インターフェイス１５２と同じ機能を有する。なお、パーソナルコンピュータ１０６では、読出書込部１６１または通信インターフェイス１６２より入力されたプログラムがＯＳ上で実行されることによりデコンボリューション処理部１２２が実現される。【０１５２】  以上のように構成された画像補正システム１３０について、図１９を用いてその動作を説明する。まず、第７の実施の形態の携帯電話装置１０１と同様にして、デジタルカメラ１０５にて被写体を撮像し、撮像画像を取り込む（ステップＳ８１）。そして、操作部１１６よりデータファイル作成の指示を受け付けるが（ステップＳ８２）、ここでの処理は、第７の実施の形態おける画像補正の指示を受け付ける処理（図１５のステップＳ４２）と同様であり、補正対象画像が指定される。【０１５３】  操作部１１６にて補正対象��像の指定を伴うデータファイル作成の指示が入力されると、データファイル作成部１１８は、指定された画像を読出書込部１５１に記録媒体１７１から読み出させてこれを取り込み、さらに、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を取り込み、これらを関連づけてデータファイルを作成する（ステップＳ８３）。データファイル作成部１１８にて作成されたデータファイルは、読出書込部１５１にて記録媒体１７１に書き込まれるか、または、通信インターフェイス１５２からＵＳＢケーブル１７２を通して送信される（ステップＳ８４）。【０１５４】  パーソナルコンピュータ１０６では、読出書込部１６１が記録媒体１７１からデータファイルを読み出し、または、通信インターフェイス１６２がＵＳＢケーブル１７２を介してデータファイルを受信する（ステップＳ８５）。そして、ユーザより画像補正の指示がなされると（ステップＳ８６）、デコンボリューション処理部１２２がデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理し（ステップＳ８７）、補正画像が生成される。【０１５５】  このような本発明の第９の実施の形態の画像補正システム１３０によっても、第７の実施の形態の画像補正システム１１０と同様に、デジタルカメラ１０５にて得られた画像を補正するために、補正対象画像を記録媒体１７１へ書込み、または補正対象画像を通信ケーブル７２へ送出して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理を行うので、デジタルカメラ１０５内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。【０１５６】  そして、第９の実施の形態の画像補正システム１３０では、デジタルカメラ１０５が、パーソナルコンピュータ１０６に補正対象画像を出力する際に、この補正対象画像とデジタルカメラ１０５の光学的伝達関数を関連づけて出力するので、パーソナルコンピュータ１０６は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。【０１５７】  なお、以上の説明では、携帯電話装置１０１およびデジタルカメラ１０５が光学的伝達関数を補正対象画像に関連づけて送信する例を説明したが、点像強度分布を携帯電話装置１０１およびデジタルカメラ１０５に記憶させておき、これを補正対象画像に関連づけて送信してもよい。光学的伝達関数は、点像強度分布の２次元フーリエ変換と逆変換で相互に変換される関係にあり、光学的伝達関数および点像強度分布は、いずれも本発明の劣化要因情報に相当する。【０１５８】  なお、第７および第８の実施の形態の携帯電話装置１０１は、カメラ機能を主機能とする通信機能付きのデジタルカメラであってもよく、また、第９の実施の形態のデジタルカメラ５は、記録媒体に画像を書き込む機能を有するカメラ付の携帯電話装置またはＵＳＢケーブルを介してパーソナルコンピュータに画像を出力する機能を有するカメラ付の携帯電話装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５９】  以上のように、本発明にかかる光学的伝達関数の測定方法は、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの光学的伝達関数を求めるので、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系に起因して生じる画像劣化の要因と、撮像素子の素子クロストークによる画像劣化の要因が反映された光学伝達関数を算出でき、かつ、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できるという効果を有し、携帯電話装置に搭載される小型または薄型の撮像カメラ等の光学的伝達関数を測定する方法として有用である。【０１６０】  また、本発明にかかる画像補正方法は、デジタル撮像装置にて撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報を撮像手段にて生成された画像に関連づけて出力し、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られるという効果を有し、カメラ付の携帯電話装置等での撮像にて得られた画像を補正する方法として有用である。
【図１】
2005069216.tif 000005
【図２】
2005069216.tif 000006
【図３】
2005069216.tif 000007
【図４】
2005069216.tif 000008
【図５】
2005069216.tif 000009
【図６】
2005069216.tif 000010
【図７】
2005069216.tif 000011
【図８】
2005069216.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005069216.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2005069216.tif 000017
【図１４】
2005069216.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2005069216.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
2005069216.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月18日(2005.10.18)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】光源から照射光を照射するとともに、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する走査ステップと、
前記走査ステップでの被測定素子の走査にともなって前記照射光を前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含むことを特徴とする光学的伝達関数の測定方法。
【請求項２】前記演算ステップは、前記走査ステップでの前記照射光の走査にともなって前記被測定素子にて逐次変換された電気信号の分布を示す像強度分布データを生成し、前記像強度分布データに基づいて前記被測定素子の前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項３】前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の径が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が点状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、点像強度分布データを生成し、前記点像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項４】前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の幅が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が線状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、線像強度分布データを生成し、前記線像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項５】前記走査ステップは、複数の前記被測定素子上にて前記照射光を走査し、
前記演算ステップは、前記複数の被測定素子の光学的伝達関数を用いた補間処理により、前記被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を算出する処理を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項６】前記像強度分布データと、当該像強度分布データに対応する被測定素子の位置情報を用いて、前記撮像面での像の歪みに関する歪曲特性データを生成する歪曲特性データ生成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項７】前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像カメラへの照射角度または照射位置の少なくとも一方を変更することにより、前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項８】前記走査ステップは、前記撮像カメラの角度または位置の少なくとも一方を変更することにより、前記被撮像素子上にて前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれかの測定方法にて光学的伝達関数を測定し、測定された光学的伝達関数を用いて、前記撮像カメラにて取得された画像データの復元処理を行うことを特徴とする画像復元方法。
【請求項１０】被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１１】被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１２】被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１３】被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から照射光を照射するとともに、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する走査ステップと、
前記走査ステップでの被測定素子の走査にともなって前記照射光を前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含むことを特徴とする光学的伝達関数の測定方法。
【請求項２】
前記演算ステップは、前記走査ステップでの前記照射光の走査にともなって前記被測定素子にて逐次変換された電気信号の分布を示す像強度分布データを生成し、前記像強度分布データに基づいて前記被測定素子の前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項３】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の径が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が点状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、点像強度分布データを生成し、前記点像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項４】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の幅が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が線状となる照射光を照射し、
前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、線像強度分布データを生成し、前記線像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出することを特徴とする請求項２に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項５】
前記走査ステップは、複数の前記被測定素子上にて前記照射光を走査し、
前記演算ステップは、前記複数の被測定素子の光学的伝達関数を用いた補間処理により、前記被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を算出する処理を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項６】
前記像強度分布データと、当該像強度分布データに対応する被測定素子の位置情報を用いて、前記撮像面での像の歪みに関する歪曲特性データを生成する歪曲特性データ生成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項７】
前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像カメラへの照射角度または照射位置の少なくとも一方を変更することにより、前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項８】
前記走査ステップは、前記撮像カメラの角度または位置の少なくとも一方を変更することにより、前記被撮像素子上にて前記照射光を走査することを特徴とする請求項１に記載の光学的伝達関数の測定方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかの測定方法にて光学的伝達関数を測定し、測定された光学的伝達関数を用いて、前記撮像カメラにて取得された画像データの復元処理を行うことを特徴とする画像復元方法。
【請求項１０】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１１】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、
前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１２】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とする携帯電話装置。
【請求項１３】
被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラを備え、
光源から照射光を照射するとともに、前記撮像カメラの撮像光学系と撮像素子とが一体となった状態で、前記照射光によって前記撮像素子のうちの被測定素子を走査する走査ステップと、
前記走査ステップで走査される前記照射光を、前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、
前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップと、
を含む測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１４】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを関連づけて前記デジタル撮像装置から出力するステップと、
画像補正サーバ装置にて、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像を、前記画像に関連づけられた前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理するステップと、
を含むことを特徴とする画像補正方法。
【請求項１５】
被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、
前記撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報を記憶する劣化要因情報記憶手段と、
前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とするデジタル撮像装置。
【請求項１６】
前記出力手段から出力された前記劣化要因情報を用いて前記画像を補正することにより得られた補正画像を受信する受信手段を備えたことを特徴とする請求項１５に記載のデジタル撮像装置。
【請求項１７】
前記劣化要因情報記憶手段は、前記劣化要因情報として、デコンボリューション処理に用いる光学的伝達関数を記憶することを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のデジタル撮像装置。
【請求項１８】
前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて送信する送信手段であることを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載のデジタル撮像装置。
【請求項１９】
前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて記録媒体に書き込む書込手段であることを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のいずれかに記載のデジタル撮像装置。
【請求項２０】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを前記デジタル撮像装置から受信する受信手段と、
前記画像を前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正手段と、
前記デコンボリューション処理にて得られた補正画像を送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とする画像補正サーバ装置。
【請求項２１】
前記受信手段は、前記画像および劣化要因情報と共に前記補正画像の送信先を指定する送信先情報を受信し、
前記送信手段は、前記送信先情報にて指定された送信先に前記補正画像を送信することを特徴とする請求項２０に記載の画像補正サーバ装置。
【請求項２２】
デジタル撮像装置と画像補正サーバ装置とを有する画像補正システムであって、
前記デジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、補正画像の送信先を指定する指定手段と、前記撮像手段にて生成された画像と前記指定手段にて指定された送信先を示す送信先情報とを関連づけて前記画像補正サーバ装置に送信する送信手段とを備え、
前記画像補正サーバ装置は、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像をデコンボリューション処理して前記補正画像を得る画像補正手段と、前記画像補正手段にて得られた前記補正画像を前記画像に関連づけられた送信先情報にて示される送信先に送信する送信手段とを備えたことを特徴とする画像補正システム。
【請求項２３】
デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを含むデータファイルの入力を受け付けるステップと、
前記デジタル撮像装置から出力された前記データファイルに含まれる前記画像を、前記前記画像と共に前記データファイルに含まれる前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正ステップと、
を含む画像補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像カメラにて生成された画像を原画像に近い画像に補正するための光学的伝達関数の測定方法および画像の復元方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の撮像カメラでは、撮像カメラの形状は小型化および薄型化され、それに伴って撮像光学系の全長が短縮され、構成レンズ枚数も削減されている。このような小型化および薄型化された撮像カメラでは、撮像光学系の解像性能を向上させることは困難であり、レンズの収差等の要因によって画像劣化が著しくなる。したがって、従来の小型化および薄型化された撮像カメラでは、撮像素子が高解像度化されているにもかかわらず、撮像光学系の解像性能が向上していないことから、撮像素子の解像度に見合うだけの画質の画像が得られていない。
【０００３】
従来より、劣化画像を原画像に近い画像に復元する手法として、撮像カメラの撮像光学系に固有の光学的伝達関数を用いて劣化画像をデコンボリューション処理し、復元画像を得る手法が知られている。デコンボリューション処理は、例えば特開２００２−２４８１６号公報および特開２０００−２０６４４６号公報などに開示されている。従来では、撮像カメラに用いるレンズ等の光学部品を測定装置に設置し、撮像素子の素子ピッチ以上の空間周波数をもつパターンを測定装置の投影面に投影してＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を測定し、このＭＴＦ測定値を光学的伝達関数として用いている。デコンボリューション処理では、撮像光学系の性能に起因してぼけが生じている劣化画像に対して、画像劣化要因情報である光学的伝達関数を畳み込み積分する。このデコンボリューション処理により、劣化画像が原画像に近い高コントラストの画像に復元される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高解像度化に伴って、撮像面を構成する素子の数は増大し、かつ、各素子のサイズは小さくなっており、撮像素子のクロストークが画像劣化の原因として無視できないレベルになってきた。上記の従来の光学的伝達関数の測定方法においては、撮像カメラの撮像光学系のみを測定装置に設置して、ＭＴＦを測定している。すなわち、従来の画像復元方法では、撮像カメラの撮像光学系による劣化要因のみを示すＭＴＦを光学的伝達関数として用いているため、撮像素子のクロストークが画像劣化の要因として考慮されていない。また、撮像光学系が実際に撮像カメラに備えられた際には、撮像光学系と撮像素子の位置関係によっては測定装置に設置された時とはフォーカス状態が異なることがある。これらの理由により、実際の撮像カメラで取得された画像が、光学的伝達関数を測定したときとは異なる要因によって劣化していることがあった。したがって、上記方法により求めた光学的伝達関数を用いたデコンボリューション処理によっては忠実に画像を復元できないことがあった。
【０００５】
さらに、従来の光学的伝達関数の測定方法においては、撮像光学系を撮像カメラから取り出して測定装置に設置する必要があったため、光学的伝達関数を得るために、撮像カメラの分解および再組立が必要であり、光学的伝達関数の測定は容易ではなかった。
【０００６】
また、デコンボリューション処理で画像を補正するための計算量は、補正対象となる画像（補正対象画像）の画素数のべき乗に比例するので、デジタル撮像装置の画素数が多くなるとデコンボリューション処理の処理負担が増大する。この処理負担の増大により、デジタル撮像装置では、高速のＣＰＵや大容量のメモリが必要となり、また、電力の消費が大きくなる。デジタル撮像装置がバッテリで駆動する携帯機器である場合には電力の消費が問題となる。
【０００７】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであって、より忠実に原画像を復元するための光学的伝達関数を簡易な方法で作成できる光学的伝達関数の測定方法を提供することを目的とする。また、デジタル撮像装置での処理負担を増大させることなく、デジタル撮像装置での撮像にて得られた画像を補正することのできる画像補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光学的伝達関数の測定方法は、光源から照射光を照射するとともに、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの前記撮像素子のうちの被測定素子上にて前記照射光を走査する走査ステップと、前記走査ステップでの被測定素子の走査にともなって前記照射光を前記被測定素子にて逐次電気信号に変換して、前記電気信号を出力する光電変換ステップと、前記光電変換ステップにて出力された電気信号に基づいて、前記撮像カメラにて生成される画像の劣化をデコンボリューション処理により復元するために用いられる光学的伝達関数を算出する演算ステップとを含んでいる。
【０００９】
この構成により、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系と撮像素子を用いて光学的伝達関数を求めるので、撮像光学系にて生じる画像劣化要因と、素子間のクロストークによる画像劣化要因が反映された光学伝達関数を算出できる。また、撮像カメラに備えられた撮像光学系を通して、撮像カメラの撮像面を構成している素子を照射光で走査することにより光学的伝達関数を算出するので、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できる。
【００１０】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記演算ステップは、前記走査ステップでの前記照射光の走査にともなって前記被測定素子にて逐次変換された電気信号の分布を示す像強度分布データを生成し、前記像強度分布データに基づいて前記被測定素子の前記光学的伝達関数を算出する。
【００１１】
この構成により、被測定素子ごとの像強度分布データが生成されるので、位置によって画像の劣化度合いが異なる場合に、位置ごとに異なる光学的伝達関数を測定できる。
【００１２】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の径が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が点状となる照射光を照射し、前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、点像強度分布データを生成し、前記点像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出する。
【００１３】
この構成により、被測定素子の点像強度分布データが得られ、この点像強度分布データから光学的伝達関数を算出できる。
【００１４】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像面での近軸像の幅が前記素子のピッチの２分の１以下になる共役条件にて、前記撮像面での投影像が線状となる照射光を照射し、前記演算ステップは、前記像強度分布データとして、線像強度分布データを生成し、前記線像強度分布データに基づいて前記光学的伝達関数を算出する。
【００１５】
この構成により、被測定素子の線像強度分布データが得られ、この線像強度分布データから光学的伝達関数を算出できる。また、照射光が線状であるから、複数の被測定素子の線像強度分布を同時に測定できるため、短時間でより多くの被測定素子の光学的伝達関数を算出できる。
【００１６】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、複数の前記被測定素子上にて前記照射光を走査し、前記演算ステップは、前記複数の被測定素子の光学的伝達関数を用いた補間処理により、前記被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を算出する処理を含んでいる。
【００１７】
この構成により、像強度分布データを求める処理および像強度分布データから光学的伝達関数を生成する処理の負担を軽減し、光学的伝達関数の測定に要する時間を短縮できる。また、複数の被測定素子のそれぞれの像強度分布データを用いて補間処理によって他の素子の光学的伝達関数が算出されるので、位置によって画像劣化の度合いが異なる場合にも、撮像素子のすべての素子について、そのような不均一性を反映した光学的伝達関数を得られる。
【００１８】
また、本発明の光学的伝達関数の測定方法は、前記像強度分布データと、当該像強度分布データに対応する被測定素子の位置情報を用いて、前記撮像面での像の歪みに関する歪曲特性データを生成する歪曲特性データ生成ステップをさらに含んでいる。
【００１９】
この構成により、撮像光学系の分解性能の限界に起因する画質の劣化だけでなく、撮像光学系に起因する像の歪みを補正するためのデータを生成できる。
【００２０】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記照射光の前記撮像カメラへの照射角度または照射位置の少なくとも一方を変更することにより、前記照射光を走査する。この構成により、撮像カメラを固定した状態で照射光を走査できる。
【００２１】
さらに、本発明の光学的伝達関数の測定方法では、前記走査ステップは、前記撮像カメラの角度または位置の少なくとも一方を変更することにより、前記被撮像素子上にて前記照射光を走査する。この構成により、照射光が撮像面に対して相対的に移動することにより、照射光が走査される。
【００２２】
また、本発明の画像復元方法は、上記の測定方法にて光学的伝達関数を測定し、測定された光学的伝達関数を用いて、前記撮像カメラにて取得された画像データの復元処理を行う。これにより、高精細な復元画像を得られる。
【００２３】
また、本発明の携帯電話装置およびデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラと、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数を保存する記憶手段と、前記記憶手段に保存された光学的伝達関数と前記撮像カメラにて生成した画像データとをセットにして送信する送信手段とを備えている。
【００２４】
この構成により、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数と被写体の画像データとをセットにして送信するので、受信者は、送信された光学伝達関数を用いて容易に画像データの復元処理を行える。
【００２５】
また、本発明の携帯電話装置およびデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像カメラと、上記の測定方法によって測定された光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーを、前記撮像カメラにて生成した画像データに付するタグ生成手段とを備えている。
【００２６】
この構成により、光学的伝達関数を含むデータファイルのファイルナンバーのタグが画像データに付されるので、このタグ付き画像データを画像補正装置等の外部機器に送信しても、当該外部機器で混在したファイルの中から光学的伝達関数を取り違えることなく画像データの復元処理を行える。
【００２７】
本発明の画像補正方法は、デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを関連づけて前記デジタル撮像装置から出力するステップと、画像補正サーバ装置にて、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像を、前記画像に関連づけられた前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理するステップとを含んでいる。
【００２８】
この構成により、デジタル撮像装置では、撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報を撮像手段にて生成された画像に関連づけて出力するのみで、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られる。
【００２９】
また、本発明のデジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、前記撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報を記憶する劣化要因情報記憶手段と、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて出力する出力手段とを備えている。
【００３０】
この構成により、デジタル撮像装置からは補正対象画像と劣化要因情報とが関連づけられて出力されるので、外部の装置にてこの補正対象画像を補正でき、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく補正画像を得られる。
【００３１】
さらに、本発明のデジタル撮像装置は、前記出力手段から出力された前記劣化要因情報を用いて前記画像を補正することにより得られた補正画像を受信する受信手段を備えている。
【００３２】
この構成により、受信手段が補正画像を受信するので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデジタル撮像装置にて補正画像を得られる。
【００３３】
また、本発明のデジタル撮像装置では、前記劣化要因情報記憶手段は、前記劣化要因情報として、デコンボリューション処理に用いる光学的伝達関数を記憶する。
【００３４】
この構成により、劣化要因情報記憶手段に記憶された光学的伝達関数を用いて外部の装置にてデコンボリューション処理を行える。
【００３５】
また、本発明のデジタル撮像装置では、前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて送信する送信手段である。
【００３６】
この構成により、送信手段を用いて、デコンボリューション処理を行うための装置に補正対象画像と劣化要因情報を送信できる。
【００３７】
また、本発明のデジタル撮像装置では、前記出力手段は、前記劣化要因情報を前記画像に関連づけて記録媒体に書き込む書込手段である。
【００３８】
この構成により、デコンボリューション処理を行うための装置にて記録媒体から補正対象画像と劣化要因情報を読み出せる。
【００３９】
本発明の画像補正サーバ装置は、デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを前記デジタル撮像装置から受信する受信手段と、前記画像を前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正手段と、前記デコンボリューション処理にて得られた補正画像を送信する送信手段とを備えている。
【００４０】
この構成により、個々のデジタル撮像装置により異なる劣化要因情報をデジタル撮像装置で撮像された画像とセットで取得でき、適切な補正を行える。また、画像補正サーバ装置にてデコンボリューション処理を行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正画像を得られる。
【００４１】
さらに、本発明の画像補正サーバ装置では、前記受信手段が、前記画像および劣化要因情報と共に前記補正画像の送信先を指定する送信先指定情報を受信し、前記送信手段は、前記送信先情報にて指定された送信先に前記補正画像を送信する。
【００４２】
この構成により、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデジタル撮像装置での撮像にて得られた画像をデコンボリューション処理により補正して任意の送信先に送信できる。
【００４３】
さらに、本発明の画像補正システムは、デジタル撮像装置と画像補正サーバ装置とを有する画像補正システムであって、前記デジタル撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像手段と、補正画像の送信先を指定する指定手段と、前記撮像手段にて生成された画像と前記指定手段にて指定された送信先を示す送信先情報とを関連づけて前記画像補正サーバ装置に送信する送信手段とを備え、前記画像補正サーバ装置は、前記デジタル撮像装置から出力された前記画像をデコンボリューション処理して前記補正画像を得る画像補正手段と、前記画像補正手段にて得られた前記補正画像を前記画像に関連づけられた送信先情報にて示される送信先に送信する送信手段とを備えている。
【００４４】
この構成により、デジタル撮像装置での撮像にて得られた画像をデジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデコンボリューション処理により補正して任意の送信先に送信できる。
【００４５】
さらに、本発明のプログラムは、デジタル撮像装置にて被写体を撮像して生成された画像と、前記デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した前記画像を補正するための劣化要因情報とを含むデータファイルの入力を受け付けるステップと、前記デジタル撮像装置から出力された前記データファイルに含まれる前記画像を、前記前記画像と共に前記データファイルに含まれる前記劣化要因情報を用いてデコンボリューション処理する画像補正ステップとを含む画像補正方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００４６】
この構成により、デジタル撮像装置では、撮像手段にて生成された画像と撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報とを出力するのみで、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られる。
【００４７】
本発明は、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの光学的伝達関数を求めるので、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系にて生じる画像劣化要因と、撮像素子の素子間のクロストークによる画像劣化要因が反映された光学伝達関数を算出でき、かつ、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できる。
【００４８】
また、本発明は、デジタル撮像装置にて生成された画像に、デジタル撮像装置の撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報を関連づけて出力し、出力先の画像補正サーバ装置にて補正を行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなくデコンボリューション処理により補正画像を得られるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００５０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の像強度分布測定装置を図１に示す。図１において、像強度分布測定装置３０は、光源３１、ピンホール板３２、軸外し放物面鏡３３およびカメラ保持機構３４を備えている。像強度分布測定装置３０は、撮像光学系およびＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を備えた撮像カメラの像強度分布を測定するための装置である。光源３１は、測定対象の撮像カメラの仕様波長を包含する波長特性をもつ照射光を発光する。ピンホール板３２は、光源３１の近傍に設けられている。ピンホール板３２のピンホールを通過した照射光は発散光として軸外し放物面鏡３３に入射する。照射光は、軸外し放物面鏡３３にて反射し、色収差のない平行光となって、カメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系に入射する。
【００５１】
図２は、撮像カメラ１１の撮像面に投影される照射光の像（ピンホール像）を説明する図である。ピンホール板３２は、ピンホール像７１がカメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１の撮像面で近軸光サイズになるような共役条件を満たす位置に設置される。また、ピンホールの径は、上記の像強度分布測定装置３０の構成で、ピンホール像７１の径が、図２に示されるように、撮像素子８０の素子ピッチの２分の１以下になる大きさに設定されている。このように、ピンホール像７１の径を素子ピッチの２分の１以下の大きさとするのは、光学的伝達関数の測定において、照射光源からカメラを通して結像する点像強度分布を点光源の結像と等価的にするためである。
【００５２】
カメラ保持機構３４は、測定対象の撮像カメラ１１を保持するための機構である。カメラ保持機構３４は、保持された撮像カメラ１１を撮像素子のｘ軸周りおよびｙ軸周りに回転させる回転機構を備えている。ｘ軸周りの回転によって、図２に示されるように、ピンホール像は相対的に撮像面上をｙ軸方向に移動し、ｙ軸周りの回転によって、ピンホール像は相対的に撮像面上をｘ軸方向に移動する。この回転機構で、撮像カメラ１１をステップ状に回転させることにより、照射光が撮像カメラ１１の撮像素子をｘ軸方向またはｙ軸方向に走査する。回転のステップ幅は、ピンホール像が撮像素子の素子ピッチよりも十分小さい幅、例えば、素子ピッチの１０分の１程度の幅で移動するように設定されている。撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて光電変換を行い、電気信号を生成する。
【００５３】
図３は、第１の実施の形態の画像復元システム１０の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、画像復元システム１０は、撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３を備えている。撮像カメラ１１は、撮像光学系、撮像素子およびＡ／Ｄ変換器を備えている。撮像カメラ１１は、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置されたときには、撮像素子での光電変換にて得られた電気信号８１を画像復元用データ生成装置１２に出力し、通常の撮像時には、撮像素子にて得られた電気信号を画像データ８２として画像補正装置１３に出力する。撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３の相互間では、有線または無線の通信により、データの送受信が行われる。なお、通信の代わりに、可搬型の記録媒体によって装置間でのデータの受け渡しが行われてもよい。
【００５４】
画像復元用データ生成装置１２は、像強度分布データ生成部１４、光学的伝達関数算出部１５、歪曲特性データ生成部１６およびデータファイル作成部１７を備えている。像強度分布データ生成部１４は、撮像カメラ１１が像強度分布測定装置３０に設置されたときに撮像カメラ１１より出力される電気信号８１を用いて、被測定素子ごとに、像強度分布データ８３を生成して出力する機能を有している。本実施の形態の像強度分布データ生成部１４は、像強度分布データとして点像強度分布データを生成する。光学的伝達関数算出部１５は、像強度分布データ生成部１４より出力された被測定素子ごとの像強度分布データ８３をそれぞれフーリエ変換して、被測定素子ごとに、フーリエスペクトルおよび位相特性からなる光学式伝達関数８４を算出する機能を有している。
【００５５】
歪曲特性データ生成部１６は、像強度分布データ生成部１４より出力された複数の被測定素子の像強度分布データ８３を用いて、像の歪みを示す歪曲特性データ８５を生成する機能を有している。データファイル作成部１７は、すべての被測定素子の光学的伝達関数と、歪曲特性データ生成部１６にて生成された歪曲特性データとを含む画像復元用データファイル８６を作成して、出力する機能を有している。
【００５６】
画像補正装置１３は、ピクセル強度変換部１８、画像復元用データ補間部１９、デコンボリューション処理部２０、歪曲補正部２１および復元画像出力部２２を備えている。ピクセル強度変換部１８は、撮像カメラ１１より出力された画像データを強度変換して画像強度データ８７を生成する機能を有している。画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データ生成装置１２より出力された画像復元用データファイルに含まれる被測定素子の光学的伝達関数を用いて補間処理を行うことにより、被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を求める機能を有している。画像復元用データ補間部１９は、この補間処理により、すべての素子についての光学的伝達関数８８を作成する。また、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データに含まれる歪曲特性データを変換して、歪曲補正用データ８９を生成する機能を有している。
【００５７】
デコンボリューション処理部２０は、ピクセル強度変換部１８にて生成された画像強度データ９７に対して、画像復元用データ補間部１９にて生成された光学的伝達関数を用いてデコンボリューション処理を行い、復元画像データ９０を生成する機能を有している。また、歪曲補正部２１は、デコンボリューション処理にて生成された復元画像データ９０に対して、画像復元用データ補間部１９にて生成された歪曲補正用データ８９を用いて歪曲補正を行い、歪曲補正画像データ９１を生成する機能を有している。出力部２２は、歪曲補正画像データ９１を出力する機能を有している。
【００５８】
以上のように構成された像強度分布測定装置３０および像強度分布測定装置１０について、それらの動作を説明する。以下では、光学的伝達関数および歪曲特性データを含む画像復元用データファイル８６を生成する動作、および、画像復元用データファイル８６を用いて画像データ８２を補正する動作をそれぞれ分けて説明する。
【００５９】
まず、画像復元用データファイル８６を生成する際の動作を説明する。画像復元用データファイルを作成する際には、まず、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に撮像カメラ１１を設置する。このとき、撮像カメラ１１は、撮像光学系が軸外し放物面鏡３３からの反射光を取り込む向きに設置される。光源３１からは照射光が発光される。ピンホール板３２のピンホールを通過した照射光は、軸外し放物面鏡３３にてコリメートされてカメラ保持機構３４に保持された撮像カメラ１１に向かって反射する。この反射光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通過して、撮像面に投影される。この状態で、照射光による撮像素子の走査が行われる。
【００６０】
撮像面の撮像素子上にピンホール像が投影された状態で、カメラ保持機構３４は、ｙ軸周り（図１参照）にステップ状に回転する。これにより、照射光の像は、撮像素子を構成する一つの素子をｘ軸方向に走査する。また、カメラ保持機構３４がｘ軸周りに回転するときは、照射光の像はｙ軸方向に素子を走査する。撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて投影光を光電変換して、電気信号８１を画像復元用データ生成装置１２の像強度分布データ生成部１４に出力する。像強度分布データ生成部１４は、撮像カメラ１１からステップごとの電気信号８１を受け取ると、この電気信号８１を用いて像強度分布データ８３を生成する。
【００６１】
図４は、像強度分布データ生成部１４にて生成される像強度分布データ８３を示すグラフである。図４のグラフでは、横軸が走査角度であり、縦軸が被測定素子より出力される電気信号の強度である。この像強度分布データの走査角度を撮像光学系の焦点距離で換算すると空間上の像強度分布データが得られる。
【００６２】
図４に示されるように、像強度分布データ８３は、収差を含んだ非点対称の分布形状をしている。本実施の形態では、図４に示されるように、照射光をｙ軸方向に走査した場合の方が、ｘ軸方向に走査した場合よりも分布が広がっている。これは、照射光の像が撮像面上で、長径がｙ軸方向で短径がｘ軸方向である楕円形になっていることを示している。
【００６３】
像強度分布測定装置３０および画像復元システム１０は、このようにして、複数の素子についてｘ軸方向の走査による像強度分布の測定を行い、また、複数の素子についてｙ軸方向の走査による像強度分布の測定を行う。ここでは、ｘ軸方向およびｙ軸方向の走査による測定をそれぞれ５個ずつの素子について行う。被測定素子は、撮像素子の中から偏りなく選択される。そして、像強度分布データ生成部１４は、各被測定素子の像強度分布データ８３を生成して、光学的伝達関数算出部１５および歪曲特性データ生成部１６に出力する。光学的伝達関数算出部１５は、像強度分布データ生成部１４より出力された被測定素子ごとの像強度分布データ８３を空間周波数でフーリエ変換して、各被測定素子の光学的伝達関数８４を算出する。
【００６４】
図５は、光像強度分布データ生成部１４で生成された像強度分布データ８３を光学的伝達関数算出部１５にてフーリエ変換して得られた光学的伝達関数８４を示すグラフである。図５に示されるように、光学的伝達関数８４は、フーリエスペクトルと位相特性とからなる。本実施の形態では、像強度分布データ生成部１４にて、１０個の被測定素子に対応する１０個の像強度分布データ８３が生成されるので、光学的伝達関数算出部１５は、これらの各像強度分布データ８３をフーリエ変換して１０個の光学的伝達関数８４を算出する。
【００６５】
歪曲特性データ生成部１６は、像強度分布データ生成部１４より出力された像強度分布データ８３を取り込んで、被測定素子ごとに、ピクセル強度が最大になる走査角度（最大強度角）を求める。そして、各被測定素子での最大強度角とそれらの被測定素子の位置の情報から、測定対象とならなかった素子のピクセル強度が最大になる走査角度を求める。このようにして生成された素子ごとの最大強度角のデータは、各素子の強度重心の歪曲特性と等価なデータである。歪曲特性データ生成部１６は、このデータを歪曲特性データ８５として出力する。
【００６６】
データファイル作成部１７は、光学的伝達関数算出部１５より出力された各素子の光学的伝達関数８４および歪曲特性データ生成部１６より出力された歪曲特性データ８５を含む画像復元用データファイル８６を作成して、出力する。
【００６７】
次に、画像復元用データファイル８６を用いて画像データ８２を補正する際の動作を説明する。まず、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データ生成装置１２より出力された画像復元用データファイル８６を取り込む。上述のように、本実施の形態では、画像復元用データファイル８６には、１０個の被測定素子に対応して、光学的伝達関数８４が１０個しか含まれていない。画像復元用データ補間部１９は、これらの１０個の光学的伝達関数８４を用いて補間処理を行い、他の素子の光学的伝達関数を算出する。補間処理には、スプライン補間等の公知の手法を採用できる。この補間処理により、撮像面の全素子の光学的伝達関数８８が求まる。
【００６８】
また、画像復元用データ補間部１９は、画像復元用データファイル８６に含まれる歪曲特性データ８５を変換することにより、歪曲補正用データ８９を生成する。画像復元用データ補間部１９は、生成された全素子の光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を保存する。
【００６９】
次に、画像復元用データファイルを用いて画像データを補正する際の動作を説明する。被写体からの光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通過して撮像面に投影される。そして、撮像素子は、被写体からの光を光電変換することにより画像データ８２を生成して出力する。この画像データ８２は、撮像光学系の収差および素子間のクロストーク等の要因によって劣化した劣化画像の画像データであり、画像補正装置１３にて補正の対象となる画像データである。
【００７０】
画像補正装置１３は、撮像カメラ１１から出力された画像データ８２を取り込み、ピクセル強度変換部１８にて、画像データ８２を強度変換して、画像強度データ８７を生成する。次に、デコンボリューション処理部２０は、画像復元用データ補間部１９に保存された光学的伝達関数８８を用いて、ピクセル強度変換部１８にて生成された画像強度データ８７に対してデコンボリューション処理を行う。
【００７１】
デコンボリューション処理部２０は、デコンボリューション処理の復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）として、以下の関数を用いる。
【数１】
2005069216.tif 000024
上記の式にてＨ（ｕ，ｖ）は光学的伝達関数であり、Ｓｆｆは入力信号のスペクトル密度、すなわちピクセル強度変換部１８から出力される画像強度データ８７であり、Ｓνν（ｕ、ｖ）はノイズのスペクトル密度である。
【００７２】
元画像ｆ（ｘ，ｙ）、劣化画像ｇ（ｘ，ｙ）および復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）のそれぞれの２次元フーリエ変換をＦ（ｕ，ｖ）、Ｇ（ｕ，ｖ）およびＦ＾（ｕ，ｖ）とすると、
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝（Ｈ（ｕ，ｖ）＊Ｍ（ｕ，ｖ））＊Ｆ（ｕ，ｖ）、および
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝Ｍ（ｕ，ｖ）＊Ｇ（ｕ，ｖ）
が成り立つ。ここで、「＊」は畳み込み積分を表している。デコンボリューション処理部２０は、劣化画像の２次元フーリエ変換Ｇ（ｕ，ｖ）に復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）を畳み込み積分してＦ＾（ｕ，ｖ）を算出し、これを逆フーリエ変換して復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を求める。この復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）は、画像データのノイズ特性に応じて、デコンボリューション処理の対象となる画像データごとに、デコンボリューション処理部２０にて作成される。
【００７３】
デコンボリューション処理部２０にて生成された復元画像データ９０は、歪曲補正部２１に出力される。この復元画像データ９０には像の歪みによる劣化が残っている。歪曲補正部２１は、画像復元用データ補間部１９から歪曲補正用データ８９を読み出して、復元画像データ９０に対して、歪曲補正用データ８９を用いて、座標変換および補間処理による歪曲補正を行い、歪曲補正画像データ９１を生成する。この歪曲補正画像データ９１は出力部２２から出力される。出力先は、画像補正装置１３内のメモリであってもよいし、可搬型の記憶媒体であってもよいし、または、モニタでもよい。さらに、出力部２２は、通信回線に歪曲補正画像データ９１を出力してもよい。
【００７４】
本実施の形態の光学的伝達関数の測定方法によれば、撮像光学系および撮像素子が撮像カメラ１１にアセンブリされた状態で、像強度分布の測定が行われるので、撮像カメラ１１のフォーカス状態や素子のクロストーク等の影響を含んだ像強度分布データが得られる。そして、画像補正装置１３では、この像強度分布データから得られた光学的伝達関数を用いてデコンボリューション処理を行うので、撮像光学系の解像性能の限界に起因する画像劣化だけでなく、フォーカス状態や素子のクロストークの影響による画像劣化も軽減されて、より高精細な復元画像データを得られる。
【００７５】
また、本実施の形態では、像強度分布データが素子ごとに求められて光学的伝達関数が算出されるので、入射位置によって画像の劣化度合いが異なる場合にも、そのような画像劣化を好適に補正して、より高精細な復元画像データを得られる。さらに、像強度分布が素子ごとに求められるので、像強度分布のピークを特定することで、光源からの照射光が素子の中心に入射するときの走査角度を求めることができ、これにより、撮像光学系に起因する像の歪みを補正するための歪曲補正用データを生成できる。そして、歪曲補正用データを用いて画像データを補正することで、撮像光学系に起因する像の歪みが軽減された復元画像データを得られる。
【００７６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
上記の第１の実施の形態では、撮像カメラ１１を回転させることにより、照射光を撮像素子の撮像面上で相対的に移動させて被測定素子を走査したが、本実施の形態では、撮像カメラ１１は固定したままで、照射光の位置を変更することで被測定素子を走査する。
【００７７】
図６は、本実施の形態の像強度分布測定装置の構成図である。図６に示されるように、像強度分布測定装置４０では、光源４１から照射された光は、ピンホール板４２のピンホールを通過し、軸外し放物面鏡４３にて反射して平行光となる。そして、平行光となった照射光は、反射ミラー４５にて反射して、カメラ保持機構４４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系に入射する。
【００７８】
反射ミラー４５は、ミラー面内のｘ軸およびｙ軸の周りにそれぞれ回転可能であり、図示しない回転駆動機構によって、ｘ軸周りまたはｙ軸周りにステップ状に回転する。反射ミラー４５がｙ軸周りに回転すると、照射光の像は、撮像カメラ１１の撮像面上でｘ軸方向に移動し、反射ミラー４５がｘ軸周りに回転すると、照射光の像は、撮像面上でｙ軸方向に移動する。このようにして、被測定素子を照射光でｘ軸方向およびｙ方向に走査できる。
【００７９】
被測定素子を走査して被測定素子ごとの像強度分布データ８３を生成する処理、およびそれ以降の光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５を生成する処理は、第１の実施の形態と同じである。また、画像補正装置１３にて画像データ８２を復元する処理も第１の実施の形態と同様である。そして、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
上述の第１の実施の形態の像強度分布測定装置３０では、光源３１の近傍にピンホール板３２を設けて、撮像面に点状の照射光の像を投影したが、本実施の形態では、ピンホール板３２の代わりにスリット板を設けて、線状の照射光で撮像素子を走査する。
【００８１】
図７は、本実施の形態の像強度分布測定装置の構成図である。図７に示されるように、像強度分布測定装置５０では、光源５１の近傍にスリット板５２が設けられている。スリット板５２は、スリット保持機構５６に保持されており、スリット保持機構５６は、スリットの長手方向が、縦方向または横方向になるようにスリット板５２を回転させる機構を有している。光源５１から発光され、スリット板５２のスリットを通過した照射光は、軸外し放物面鏡５３にて反射して平行光となる。
【００８２】
この平行光は、カメラ保持機構５４に保持された撮像カメラ１１の撮像光学系を通して撮像素子の撮像面に投影される。なお、スリット板５２のスリットの幅は、上記の構成にて、撮像カメラ１１の撮像素子に投影される像の近軸像幅が、撮像素子の素子ピッチの２分の１以下になる大きさに設定されている。このように、近軸像幅を素子ピッチの２分の１以下の大きさとするのは、光学的伝達関数の測定において、照射光源からカメラを通して結像する線像強度分布を線光源の結像と等価的にするためである。
【００８３】
本実施の形態の画像復元システム１０の基本的な構成は第１の実施の形態と同様である。本実施の形態では、スリット光で被測定素子を走査するので、像強度分布データ生成部１４では複数の被測定素子の像強度分布データが同時に得られる。
【００８４】
以上のように構成された第３の実施の形態の像強度分布測定装置３０および画像復元システム１０について、それらの動作を説明する。まず、スリット保持機構５６によってスリットの長手方向が縦方向になるようにスリット板５２を保持する。上述のように、光源５１からの照射光は、スリット板５２のスリットを通過して軸外し放物面鏡５３にて反射し、スリット状の平行光となってカメラ保持機構５４に保持された撮像カメラ１１に入射する。そして、このスリット光は、撮像カメラ１１の撮像光学系を通って撮像面に投影される。
【００８５】
図８は、撮像面に投影されるスリット光の像（スリット像）を説明するための図である。スリット像７２ａは、スリットが縦方向に保持されたときのスリット像である。この状態で、カメラ保持機構５４は、ｙ軸周りにステップ状に回転する。これにより、スリット像７２ａは、ｙ軸方向に並んだ複数の被測定素子をｘ軸方向に走査する。撮像素子をｙ軸方向に走査するときは、スリット保持機構５６は、スリット５２の長手方向が横方向になるようにスリット板５２を９０度回転させる。これにより、撮像面には、ｘ軸に平行なスリット像７２ｂが投影される。そして、この状態で、カメラ保持機構５４がｘ軸周りにステップ状に回転することにより、スリット像７２ｂをｙ軸方向に移動させる。
【００８６】
撮像カメラ１１は、ステップごとに撮像素子にて投影光を光電変換して、電気信号８１を画像復元用データ生成部１２の像強度分布データ生成部１４に出力する。像強度分布データ生成部１４は、ステップごとの電気信号８１が撮像カメラ１１から送られてくると、この電気信号８１を用いて像強度分布データ８３を生成する。本実施の形態では、像強度分布生成部１４は、像強度分布データ８３として、線像強度分布データを生成する。
【００８７】
このようにして撮像素子の複数の被測定素子の像強度分布データ８３が得られた後に光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５を生成する処理は、第１の実施の形態と同じである。また、撮像カメラ１１にて生成された画像データ８２を復元する処理も、第１の実施の形態と同様である。
【００８８】
なお、上記の例では、スリット板５２の向きを変更することによりスリット光の向きを変更して、ｘ軸方向およびｙ軸方向のそれぞれについてスリット光を走査したが、スリット板５２の向きを変更する代わりに、カメラ保持機構５４にて撮像カメラ１１の向きを９０度回転させて、撮像面に投影されるスリット像の向きを変更してもよい。
【００８９】
本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、本実施の形態では、スリット光で撮像素子を走査し、複数の素子の像強度分布を同時に測定するので、測定点数の増大または測定時間の短縮が可能である。特に、スリット板５２のスリットの長さを軸外し放物面鏡５３の無収差範囲内で長くするほど、この効果は大きくなる。
【００９０】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態の像強度分布測定装置の構成は、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、画像復元システム１０の構成が上記の実施の形態と異なっている。
【００９１】
図９は、第４の実施の形態の画像復元システムの構成を示すブロック図である。図９において、第１の実施の形態の画像復元システム１０と同様の構成については、図３と同じ符号を付して説明を省略する。図９に示されるように、画像復元システム１０は、撮像カメラ１１、画像復元用データ生成装置１２および画像補正装置１３を備えている。画像復元用データ生成装置１２は、像強度分布データ生成部１４、光学的伝達関数算出部１５、歪曲特性データ作成部１６およびデータファイル作成部１７を備えており、第１の実施の形態と同様にして、測定対象となった複数の各被測定素子の光学的伝達関数８４と歪曲特性データ８５とを含む画像復元用データファイル８６を生成する。本実施の形態のデータファイル作成部１７は、さらに、画像復元用データファイル８６を特定するためのファイルナンバーを示すタグを画像復元用データファイル８６に付して、タグ付き画像復元用データファイル９２を生成して出力する。
【００９２】
撮像カメラ１１は、タグ付き画像復元用データファイル９２を受け取ると、画像補正装置１３にファイルナンバーの登録するための処理を行う。この処理では、撮像カメラ１１からタグ付き画像復元用データファイル９２が画像補正装置１３に送信される。画像補正装置１３では、タグ付き画像復元用データファイル９２を受信し、画像復元用データ補間部１９にて第１の実施の形態と同様にして補間処理および変換処理を行い、全素子についての光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を生成する。そして、画像復元用データ補間部１９は、生成された全素子についての光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９をタグにて示されるファイルナンバーと対応づけて保存する。
【００９３】
次に、画像復元用データファイルを用いて画像データを補正する際の動作を説明する。撮像カメラ１１は、被写体を撮像すると、撮像にて得られた画像データに、画像復元用データファイルを特定するためのファイルナンバーを示すタグを付して、タグ付き画像データ９３生成して出力する。画像補正装置１３では、タグ付きの画像データ９３を取り込んで、そのタグで示されるファイルナンバーに対応する光学的伝達関数８８および歪曲補正用データ８９を用いて、画像データに対して、デコンボリューション処理および歪曲補正を行う。
【００９４】
本実施の形態によれば、画像補正装置１３にて、様々な撮像カメラ１１の光学的伝達関数および歪曲補正用データを保存している場合にも、取得した画像データに対してデコンボリューション処理部２０および歪曲補正部２２にて用いるべき光学的伝達関数および歪曲補正用データを取り違えることを防止できる。
【００９５】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１０は、本実施の形態の画像復元システム１０を示す図である。画像復元システム１０は、携帯電話装置６０および画像補正装置１３からなる。携帯電話装置６０には撮像カメラ１１が備えられている。この携帯電話装置６０を第１の実施の形態の撮像カメラ１１と同様にして、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置して、撮像カメラ１１にて被測定素子の光学的伝達関数および歪曲特性データからなる画像復元用データファイル８６を作成する。携帯電話装置６０は、この画像復元用データファイル８６を内部メモリ６１に保存する。
【００９６】
携帯電話装置６０は、データ送信部６２を備えている。携帯電話装置６０の撮像カメラ１１にて被写体を撮像して画像データ８２が生成されると、この画像データ８２と内部メモリ６１に保存されている画像復元用データファイル８６とがセットになって画像補正装置１３に送信される。画像補正装置１３は、第１の実施の形態と同様の構成を有している。画像補正装置１３の操作者は、画像補正装置１３にて画像データ８２と画像復元用データファイル８６を受信すると、その画像復元用データファイル８６を用いて、画像データ８２に対してデコンボリューション処理および歪曲補正を行う。
【００９７】
上記の構成によれば、画像データとその画像データを復元するための画像復元用データファイルのセットを受信するので、画像補正装置にて容易に元の画像を復元できる。
【００９８】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１１は、第６の実施の形態の画像復元システム１０を示す図である。画像復元システム１０は、携帯電話装置６０および画像補正装置１３からなる。携帯電話装置６０には撮像カメラ１１が備えられている。この携帯電話装置６０を第１の実施の形態の撮像カメラ１１と同様にして、像強度分布測定装置３０のカメラ保持機構３４に設置して、光学的伝達関数８４および歪曲特性データ８５からなる画像復元用データファイル８６を作成する。携帯電話装置６０は、この画像復元用データファイル８６を内部メモリ６１に保存する。
【００９９】
携帯電話装置６０は、タグ生成部６３を備えている。撮像カメラ１１にて被写体を撮像して画像データ８２が生成されると、タグ生成部６３は、内部メモリ６１に保存してある画像復元用データファイル８６を特定するためのファイルナンバーをタグとして画像データに付加して、タグ付き画像データ９２を生成する。
【０１００】
携帯電話装置６０は、データ送信部６２を備えており、データ送信部６２は、タグ生成部６３にて生成されたタグ付き画像データ９２を画像補正装置１３に送信する。画像補正装置１３は、第４の実施の形態の画像補正装置１３と同様の構成を有しており、操作者は、画像補正装置１３にてタグ付きの画像データを受信すると、そのタグにて示されるファイルナンバーに対応する画像復元用データファイル８６を用いて、取得した画像データに対してデコンボリューション処理および歪曲補正を行う。
【０１０１】
上記の構成によれば、タグ生成部６３により画像データにファイルナンバーを示すタグを付してタグ付き画像データを生成して送信するので、画像補正装置１３にて混在したファイルの中から画像復元用データを取り違えることなく処理を行える。また、画像補正装置１３にて携帯電話装置６０から得た画像データを補正するたびに携帯電話装置６０から画像復元用データファイルを送信する必要がなく、通信負担が軽減される。
【０１０２】
なお、以上の説明では、画像復元用データ生成装置１２にて、被測定素子のみの光学的伝達関数８４を算出し、画像補正装置１３の画像復元用データ補間部１９にて、補間処理により被測定素子以外の素子の光学的伝達関数を求めたが、本発明はこれに限られない。すなわち、画像復元用データ生成装置１２にて、補間処理を行い、全素子の光学的伝達関数を生成してもよい。また、以上の説明では、画像復元用データ生成装置１２にて、撮像光学系の歪曲特性を示す歪曲特性データ８５を生成し、画像補正装置１３の画像復元用データ補間部１９にて、歪曲特性データ８５を変換して歪曲補正用データ８９を生成した。本発明はこれに限られず、画像復元用データ生成装置１２にて歪曲補正用データを生成してもよい。
【０１０３】
また、以上の説明では、撮像素子を構成する素子のうちの一部を被測定素子として、像強度分布データ８３を生成して光学的伝達関数を算出し、他の素子については、補間処理によって光学的伝達関数を求めた。本発明はこれに限られず、すべての素子を照射光で走査して、すべての素子の像強度分布データを生成して、補間処理に依ることなく全素子の光学的伝達関数を算出してもよい。
【０１０４】
また、以上の説明では、像強度分布測定装置にて、ピンホールまたはスリットを通過した照射光を軸外し放物面鏡で反射させて平行光にしたが、収差が補正された透過型光学系を透過させることで平行光にしてもよい。
【０１０５】
さらに、以上の説明では、撮像カメラまたは反射ミラーを回転させることにより、被測定素子を走査したが、撮像カメラまたは反射ミラーを平行移動させることで被測定素子を走査してもよい。
【０１０６】
また、以上の説明では、タグの情報としてデータファイルを特定するファイルナンバーを用いる例について説明したが、他の情報を用いてもよい。例えば、データファイルのファイル名、ズーム条件とＦナンバー・絞りなどのカメラ光学系の設定情報などを用いることができる。
【０１０７】
（第７の実施の形態）
第７の実施の形態の画像補正システムを図１２に示す。図１２において、画像補正システム１１０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なカメラ付の携帯電話装置１０１および画像補正サーバ装置１０２を有する。
【０１０８】
ネットワーク１０３は、例えばインターネットである。ネットワーク１０３を介したデータの送受信は、電子メールによる送受信であってもよいし、また、Ｗｅｂのサーバ・クライアント技術を利用してＣＧＩ（Common Gateway Interface）などでデータを送受信してもよい。
【０１０９】
携帯電話装置１０１は、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３を備えている。撮像光学系１１１は、焦点距離が固定された単焦点のレンズ系である。二次元撮像素子１１２は、ＣＣＤなどの固体撮像素子からなり、撮像光学系１１１を通過した被写体からの光を光電変換する機能を有している。画像処理部１１３は、二次元撮像素子１１２での光電変換にて生成された電気信号に対して、ＡＤ変換、ＤＣＴ変換、量子化およびエントロピー符号化等の処理を行ってＪＰＥＧ形式にて圧縮された画像を生成する機能を有している。この携帯電話装置１０１は、本発明のデジタル撮像装置に相当し、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３によって本発明の撮像手段が構成される。
【０１１０】
携帯電話装置１０１が薄型かつ小型に構成されると、撮像光学系１１１の焦点距離が短くなることによりＦナンバーが大きくなり、二次元撮像素子１１２にはボケた被写体像が投影される。したがって、画像処理部１１３で得られる画像は撮像光学系１１１に起因して画質が劣化した画像である。この画像劣化について説明する。
【０１１１】
撮像光学系１１１の解像度を決定する光学的伝達関数および限界周波数は、撮像光学系１１１に収差が全くないときにもＦナンバーに依存する。すなわち、撮像光学系１１１のＦナンバーが大きいときには点像強度分布（Point Spread Function：ＰＳＦ、点広がり関数ともいう）が広がり、光学的伝達関数および限界周波数は小さくなって、撮像光学系１１１の解像度は低下する。
【０１１２】
図１３は、点像強度分布を示す図である。図１３において、波線はＦナンバーの大きな撮像光学系の点像強度分布であり、実線はＦナンバーの小さな撮像光学系の点像強度分布である。図１３から、Ｆナンバーが大きいと点像強度分布が広がることが分かる。点像強度分布が広がっていると、任意の２点を分解するレイリー分解能ｒａ＝１．２２λＦは増大する。
【０１１３】
図１４は、レイリー分解能の増大を点像強度分布のフーリエ変換である光学的伝達関数で示す図である。図１４でも波線と実線は、それぞれＦナンバーが小さい場合と大きい場合を示している。Ｆナンバーの大きな撮像光学系では、同一の空間周波数であっても、光学的伝達関数の絶対値であるＭＴＦ（Modulation Transfer Function）が小さく、しかも、限界周波数は無収差の場合のＵｃ＝１／（λＦ）で表されるとおり小さくなっている。
【０１１４】
そのため通常は、Ｆナンバーを十分小さくするように、焦点距離および入射瞳径が選ばれている。しかしながら、例えばカメラ付の携帯電話装置では薄型でレンズの枚数が限られているため、Ｆナンバーを小さくできない場合がある。この場合には、Ｆナンバーが大きくなると共に収差の影響が現れやすく、ＭＴＦの値が高周波成分で低下してしまう。このことが、二次元撮像素子１１２の画素数が増大しても画質が向上しない要因となっている。
【０１１５】
この問題を光学的伝達関数をフーリエ変換して得られる点像強度分布関数の問題として表現し直すと、次のようになる。すなわち、Ｆナンバーの大きな撮像光学系では、点像強度分布が画素のピッチに対して広がっているために、レイリー分解能程度に接近した２点を十分に分離できなくなり、２点を分離できるという意味での分解能が、二次元撮像素子の増大ほどには向上しないことになる。
【０１１６】
二次元撮像素子における画素数の増大は、空間的なサンプリング周波数の増大であるので、画素数が増大すると空間的なナイキスト周波数が増大し、同じ開口率の場合にはＭＴＦはより高空間周波数まで高い値を持つようになる。そのため、二次元撮像素子の画素数を増やすと、画素数が増大する前のＦナンバーの大きな撮像光学系では問題にならなかった空間周波数で、ＭＴＦの低下が目立つようになる。以上のように、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２および画像処理部１１３からなる撮像手段によって得られる画像は、携帯電話装置の薄型化および画素数の増大に伴って劣化する。
【０１１７】
図１２に戻って、携帯電話装置１０１は、画像記憶部１１４および表示部１１５を備えており、画像記憶部１１４には画像処理部１１３にて生成された画像を記憶し、表示部１１５は画像記憶部１１４に記憶された画像を表示する機能を有する。
【０１１８】
携帯電話装置１０１はさらに、操作部１１６、光学的伝達関数記憶部１１７、データファイル作成部１１８および無線送受信部１１９を備えている。操作部１１６は、ユーザからの種々の入力を受け付けるボタンを含んでいる。光学的伝達関数記憶部１１７には携帯電話装置１０１の光学的伝達関数が記憶されている。この光学的伝達関数記憶部１１７には、一般的には個々の携帯電話装置ごとに異なる光学的伝達関数が記憶される。
【０１１９】
光学的伝達関数は、後述するように補正対象画像をデコンボリューション処理により補正する際に用いられる。一般に、デジタルカメラの光学的伝達関数を測定するためには、そのデジタルカメラの撮像光学系の結像面にて、専用の光学的伝達関数の測定装置を設置して測定する必要がある。また、そのような測定のために、デジタルカメラを分解して再度組み立てるという作業が必要になる。通常、デジタルカメラのユーザは、そのような測定装置を持っておらず、また、分解および再組立も容易ではない。しかも、撮像光学系単独のＭＴＦだけでなく、二次元撮像素子のＭＴＦをも含めたデジタルカメラ全体のＭＴＦの評価は一般のユーザにとってはなおさら困難である。
【０１２０】
そこで、特別な測定装置を必要とせずにデジタルカメラでの撮像にて生成された画像から光学的伝達関数を求める試みがある。デジタルカメラにて得られた画像からデジタルカメラ全体のＭＴＦを求める試みは、撮像光学系単独のＭＴＦの他に二次元撮像素子のＭＴＦも同時に評価している点で、デジタルカメラのＭＴＦを評価するのに有用な手法である。このようなＭＴＦの算出手法としては、例えばＩＳＯ−１２２３３の解像度チャートを利用して、ナイフエッジ画像の微分のフーリエ変換を用いて光学的伝達関数を求める手法、および正弦波テストチャートを用いることで撮像後のコントラストからそれぞれの空間周波数でのＭＴＦの値を求める手法が知られている。
【０１２１】
しかしながら、正弦波テストチャートを用いた手法は、テストチャートのコントラストが正弦波になっているものを用いる必要があり、テストチャート自体が高価であることから、一般のユーザが容易に利用できない。また、テストチャートからＭＴＦの値を求めること自体が容易ではない。このように、デコンボリューション処理に必要なＭＴＦは、一般のユーザにはいずれの手法でも入手が困難である。
【０１２２】
なお、ＭＴＦが不要なデコンボリューション処理として、ハッブル望遠鏡のピンぼけ画像の復元に用いられたことで知られるブラインド・デコンボリューション処理がある。しかし、このブラインド・デコンボリューションは、一般のユーザが安定して容易に使える手法ではない。ブラインド・デコンボリューションでは、光学的伝達関数をもデコンボリューション画像とともに同時に反復法で推定するので、計算量が膨大になり、しかも計算結果の信頼性も低い。
【０１２３】
そのため、ブラインド・デコンボリューションは、ハッブル望遠鏡のピンぼけ画像から鮮明な画像を復元する例のように、実際の観測の中で理想的に点光源とみなせるほど天体の像から点像強度分布が測定されているとみなせる特殊な状況下においてのみ効果的であり、一般の画像の場合には、ブラインド・デコンボリューションを安定して容易に使うことは困難である。このように、ブラインド・デコンボリューションは、光学的伝達関数が評価できないときであって、しかも原画像の性質がある程度分かっているときに限って有効であり、本実施の形態のように、任意の画像を撮像するカメラ付の携帯電話装置１０１には適さない。
【０１２４】
そこで、本実施の形態では、カメラ付の携帯電話装置１０１の製造段階にて、光学的伝達関数を測定し、光学的伝達関数記憶部１１７に予めその携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を記憶させておく。これにより、ユーザは、携帯電話装置１０１を購入すると、画像を撮像するための撮像手段と共に、その撮像手段の光学的伝達関数を得ることができる。
【０１２５】
撮像光学系１１１がズーム機能を有する場合には、光学的伝達関数記憶部１１７にはズームや焦点の変化に応じた複数の光学的伝達関数を記憶させる。また、カラー画像の場合はＲＧＢの各色に対して点像強度分布もしくはＭＴＦを測定する。なお、一般的に点像強度分布は撮像光学系の収差などのために画像の場所によって異なるものであり、テストチャートで評価したＭＴＦの値は撮像領域の中央と四隅とでは異なる。そこで、撮像領域を複数の小領域に分割し、それらの小領域ごとに画像をデコンボリューション処理するために、小領域ごとに光学的伝達関数を記憶しておくことが有効である。小領域ごとに異なる点像強度分布を求めるにあたって、点像強度分布を場所の関数として補間してもよい。
【０１２６】
データファイル作成部１１８は、操作部１１６からのユーザの指示に基づいて、ユーザにて指定された画像を画像記憶部１１４から補正対象画像として読み出すとともに、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を読み出し、補正対象画像と光学的伝達関数とが関連づけられたデータファイルを作成する機能を有している。このデータファイルは、補正対象画像と光学的伝達関数との２つのデータを１つのアーカイブファイルにしたり、２つのデータ名の一部を共通にするなど、補正対象画像日して光学的伝達関数を一意に定めることができるものである。
【０１２７】
無線送受信部１１９は、ネットワーク１０３を介してファイル作成部１８にて作成されたデータファイルを無線でネットワーク１０３に送出し、画像補正サーバ装置１０２に送信する機能を有している。このようにデータファイルを作成して画像補正サーバ装置１０２に送信する構成は、本発明の出力手段ないしは送信手段に相当する。なお、携帯電話装置１０１は、以上説明した機能に加えて、図示しない構成による通話機能やＷｅｂブラウザ機能などの機能を有している。
【０１２８】
画像補正サーバ装置１０２は、送受信部１２１およびデコンボリューション処理部１２２を備えている。送受信部１２１は、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルを受信する機能、およびデコンボリューション処理部１２２にて得られた補正画像を携帯電話装置１０１に返信する機能を有している。この送受信部１２１は、本発明の受信手段および送信手段に相当する。デコンボリューション処理部１２２は、送受信部１２１にて受信したデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて、そのデータファイルに含まれる画像をデコンボリューション処理する機能を有しており、本発明の画像補正手段に相当する。
【０１２９】
以上のように構成された画像高画質システム１０について、図１５を用いてその動作を説明する。まず、二次元撮像素子１１２は撮像光学系１１１を通過した被写体からの光を取り込んで光電変換して電気信号を出力し、画像処理部１１３は二次元撮像素子１１２から出力された電気信号を処理して画像を生成し、画像処理部１１３にて生成された画像を画像記憶部１１４に記憶させる（ステップＳ４１）。そして、ユーザが操作部１１６を操作することにより画像記憶部１１４に記憶された画像の中から補正対象画像を指定して画像補正の指示をすると（ステップＳ４２）、データファイル作成部１１８は指定された補正対象画像を画像記憶部１１４から読み出し、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を読み出して、両者を関連づけてデータファイルを作成する（ステップＳ４３）。
【０１３０】
次に、無線送受信部１１９は、データファイル作成部１１８にて作成されたデータファイルを画像補正サーバ装置１０２に送信する（ステップＳ４４）。画像補正サーバ装置１０２は、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルを受信して（ステップＳ４５）、データファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理する（ステップＳ４６）。
【０１３１】
ステップＳ４６における画像補正サーバ装置１０２でのデコンボリューション処理について説明する。まず、デコンボリューション処理部１２２は、デコンボリューション処理の復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）として、以下の関数を用いる。
【数２】
2005069216.tif 000025
上記の式にてＨ（ｕ，ｖ）は光学的伝達関数であり、Ｓｆｆは入力信号のスペクトル密度であり、Ｓνν（ｕ、ｖ）はノイズのスペクトル密度である。デコンボリューション処理部１２２は、この光学的伝達関数Ｈ（ｕ，ｖ）として、携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いる。なお、この復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）は、画像のノイズ特性に応じて、デコンボリューション処理の対象となる画像ごとに、デコンボリューション処理部１２２にて作成される。
【０１３２】
原画像をｆ（ｘ，ｙ）、劣化画像をｇ（ｘ，ｙ）、復元画像をｆ＾（ｘ，ｙ）とし、それぞれの２次元フーリエ変換をＦ（ｕ，ｖ）、Ｇ（ｕ，ｖ）およびＦ＾（ｕ，ｖ）とすると、
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝（Ｈ（ｕ，ｖ）＊Ｍ（ｕ，ｖ））＊Ｆ（ｕ，ｖ）、および
Ｆ＾（ｕ，ｖ）＝Ｍ（ｕ，ｖ）＊Ｇ（ｕ，ｖ）
が成り立つ。ここで、「＊」は周波数空間における掛け算を表している。デコンボリューション処理部１２２は、この劣化画像ｇ（ｘ，ｙ）として、カメラ付携帯電話装置１０１から送信されてきたデータファイルに含まれる補正対象画像を用いる。
【０１３３】
デコンボリューション処理部１２２は、補正対象画像の２次元フーリエ変換Ｇ（ｕ，ｖ）に復元フィルタＭ（ｕ，ｖ）を畳み込み積分して補正画像のフーリエ変換Ｆ＾（ｕ，ｖ）を算出し、これを逆フーリエ変換して復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を求める。デコンボリューション処理部１２２は、補正画像としてこの復元画像ｆ＾（ｘ，ｙ）を出力する。
【０１３４】
デコンボリューション処理部１２２が上記のようにして補正画像を求めると、送受信部１２１はこの補正画像を携帯電話装置１０１に返信する（ステップＳ４７）。そして、携帯電話装置１０１の無線送受信部１１９は、ネットワーク１０３から補正画像を受信する（ステップＳ４８）。
【０１３５】
なお、上記の動作において、ステップＳ４２にてユーザが画像補正の指示を行った後は、携帯電話装置１０１および画像補正サーバ装置１０２にてステップＳ４２からステップＳ４８までの処理が自動的に実行される。これにより、携帯電話装置１０１のユーザは、デコンボリューション処理を携帯電話装置１０１の内部で行ったのと同等の操作性を得られる。そして、実際には外部の装置である画像補正サーバ装置１０２を使用することで、例えば画素数の多い画像を多数デコンボリューション処理する場合でも、快適な操作性を得られる。
【０１３６】
このような本発明の第７の実施の形態の画像補正システム１１０によれば、カメラ付の携帯電話装置１０１にて得られた画像を補正するために、携帯電話装置１０１から補正対象画像を送信して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理により補正を行うので、携帯電話装置１０１内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。
【０１３７】
そして、第７の実施の形態の画像補正システム１１０では、携帯電話装置１０１が、画像補正サーバ装置１０２に補正対象画像を送信する際に、この補正対象画像と携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を関連づけて送信するので、画像補正サーバ装置１０２は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。なお、本実施の形態では、カメラ付の携帯電話装置１０１の製造段階にて、光学的伝達関数を測定し、光学的伝達関数記憶部１１７に予めその携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を記憶させておくこととしているが、光学的伝達関数記憶部１１７には、カメラ付の携帯電話装置１０１の型番やズームのパターン等の情報を記憶しておき、サーバ側で、その情報から、光学的伝達関数を結びつけてもよい。
【０１３８】
（第８の実施の形態）
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の第８の実施の形態を説明する。
図１６は、本実施の形態の画像補正システムを示す図である。図１６において、画像高画質システム２０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なカメラ付の携帯電話装置１０１、画像補正サーバ装置１０２および端末装置１０４を有する。
【０１３９】
携帯電話装置１０１の構成は第７の実施の形態と同様である。ただし、データファイル作成部１１８は、光学的伝達関数に加えて、さらに操作部１１６より入力された補正画像の送信先を示す情報（送信先情報）を補正対象画像に関連づけてデータファイルを作成する。すなわち、本実施の形態のデータファイル作成部１１８は、補正対象画像、光学的伝達関数および補正画像の送信先情報を含むデータファイルを作成する。なお、補正画像の送信先は複数指定できる。
【０１４０】
画像補正サーバ装置１０２は、第７の実施の形態と同様に、送受信部１２１およびデコンボリューション処理部１２２を含んでおり、これらは第７の実施の形態と同様の機能を有している。本実施の形態の画像補正サーバ装置１０２は、さらに宛先指定部１２３を備えている。宛先指定部１２３は、送受信部１２１によるデータ送信の送信先としてデータファイルに含まれる送信先情報にて示される送信先を指定する機能を有している。また、端末装置１０４は、画像補正サーバ装置１０２より送信されてきた補正画像を受信して表示する機能を有している。
【０１４１】
以上のように構成された画像高画質システム２０について、図１７を用いてその動作を説明する。まず、第７の実施の形態と同様にして、カメラ付携帯電話装置１０１にて被写体の画像を取り込む（ステップＳ６１）。次に、操作部１１６より画像補正の指示を受け付けるが（ステップＳ６２）、ここでは、補正対象画像の指定と共に補正画像の送信先の指定を受け付ける。そして、データファイル作成部１１８は、補正対象画像と光学的伝達関数とステップＳ６２にて入力を受け付けた送信先を示す送信先情報とが関連づけられたデータファイルを作成し（ステップＳ６３）、無線送受信部１１９はこのデータファイルを画像補正サーバ装置１０２に送信する（ステップＳ６４）。なお、ステップＳ６２にて補正対象画像を指定する操作を送信対象の画像を指定する操作としてもよい。これにより、ユーザに画像補正を意識させないでステップＳ６３以降の処理を行える。
【０１４２】
画像補正サーバ装置１０２では、第７の実施の形態と同様にして、送受信部１２１がデータファイルを受信し（ステップＳ６５）、デコンボリューション処理部１２２がデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理する（ステップ６６）。そして、デコンボリューション処理部１２２にて補正画像が得られると、宛先指定部１２３にてこの補正画像をカメラ付携帯電話装置１０１から受信したデータファイルに含まれる送信先情報にて示される送信先が指定されて、送受信部１２１より補正画像が送信される（ステップＳ６７）。送信先として指定された端末装置１０４は、ネットワーク１０３を介して補正画像を受信する（ステップＳ６８）。
【０１４３】
このような本発明の第８の実施の形態の画像補正システム１２０によっても、第７の実施の形態の画像補正システム１１０と同様に、カメラ付の携帯電話装置１０１にて得られた画像を補正するために、携帯電話装置１０１から補正対象画像を送信して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理により補正を行うので、携帯電話装置１０１内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。
【０１４４】
そして、画像補正システム１２０では、携帯電話装置１０１が、画像補正サーバ装置１０２に補正対象画像を送信する際に、この補正対象画像と携帯電話装置１０１の光学的伝達関数を関連づけて送信するので、画像補正サーバ装置１０２は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。
【０１４５】
さらに、補正画像を画像補正サーバ装置１０２から直接端末装置１０４に送信するので、画像補正サーバ装置１０２から携帯電話装置１０１に補正画像を返信した後にさらに携帯電話装置１０１から端末装置１０４に補正画像を送信する場合と比較して、携帯電話装置１０１と画像補正サーバ装置１０２との間のトラフィックを減らせるという利点がある。
【０１４６】
（第９の実施の形態）
次に、図１８および図１９を参照して、本発明の第９の実施の形態を説明する。
図１８は、本実施の形態の画像補正システムを示す図である。図１８において、画像補正システム１３０は、ネットワーク１０３を介して互いに通信可能なデジタルカメラ１０５およびパーソナルコンピュータ１０６を有する。
【０１４７】
デジタルカメラ１０５は、第７および第８の実施の形態の携帯電話装置１０１と同様に、撮像光学系１１１、二次元撮像素子１１２、画像処理部１１３、表示部１１５、操作部１１６、光学的伝達関数記憶部１１７およびデータファイル作成部１１８を備えている。これらの機能は、第７の実施の形態と同様であり、デジタルカメラ１０５は本発明のデジタル撮像装置に相当する。デジタルカメラ１０５は、さらに、読出書込部１５１および通信インターフェイス１５２を備えている。
【０１４８】
読出書込部１５１は、フラッシュメモリカード等の記録媒体１７１にデータを書き込み、また、記録媒体１７１からデータを読み出す機能を有している。通信インターフェイス１５２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）のインターフェイスであり、ＵＳＢケーブル１７２を通して外部の装置との間でデータを送受信する機能を有している。
【０１４９】
本実施の形態では、画像処理部１１３にて生成された画像が、読出書込部１５１によって記録媒体１７１に書き込まれる。そして、データファイル作成部１１８は、読出書込部１５１にて記録媒体１７１から読み出された画像を取り込む機能を有している。また、通信インターフェイス１５２は、読出書込部１５１にて記録媒体１７１から読み出された画像を外部の装置に送信する機能を有している。また、読出書込部１５１は、データファイル作成部１１８からデータファイルを取り込んで記録媒体１７１に書き込む機能を有しており、この機能は本発明の出力手段に相当する。さらに、通信インターフェイス１５２はデータファイル作成部１１８からデータファイルを取り込んで送信する機能を有しており、この機能は本発明の出力手段ないしは送信手段に相当する。
【０１５０】
パーソナルコンピュータ１０６は、読出書込部１６１、通信インターフェイス１６２およびデコンボリューション処理部１２２を備えている。デコンボリューション処理部１２２の機能は第７の実施の形態と同じである。読出書込部１６１および通信インターフェイス１６２は、デジタルカメラ１０５の読出書込部１５１および通信インターフェイス１５２と同じ機能を有する。なお、パーソナルコンピュータ１０６では、読出書込部１６１または通信インターフェイス１６２より入力されたプログラムがＯＳ上で実行されることによりデコンボリューション処理部１２２が実現される。
【０１５１】
以上のように構成された画像補正システム１３０について、図１９を用いてその動作を説明する。まず、第７の実施の形態の携帯電話装置１０１と同様にして、デジタルカメラ１０５にて被写体を撮像し、撮像画像を取り込む（ステップＳ８１）。そして、操作部１１６よりデータファイル作成の指示を受け付けるが（ステップＳ８２）、ここでの処理は、第７の実施の形態おける画像補正の指示を受け付ける処理（図１５のステップＳ４２）と同様であり、補正対象画像が指定される。
【０１５２】
操作部１１６にて補正対象画像の指定を伴うデータファイル作成の指示が入力されると、データファイル作成部１１８は、指定された画像を読出書込部１５１に記録媒体１７１から読み出させてこれを取り込み、さらに、光学的伝達関数記憶部１１７から光学的伝達関数を取り込み、これらを関連づけてデータファイルを作成する（ステップＳ８３）。データファイル作成部１１８にて作成されたデータファイルは、読出書込部１５１にて記録媒体１７１に書き込まれるか、または、通信インターフェイス１５２からＵＳＢケーブル１７２を通して送信される（ステップＳ８４）。
【０１５３】
パーソナルコンピュータ１０６では、読出書込部１６１が記録媒体１７１からデータファイルを読み出し、または、通信インターフェイス１６２がＵＳＢケーブル１７２を介してデータファイルを受信する（ステップＳ８５）。そして、ユーザより画像補正の指示がなされると（ステップＳ８６）、デコンボリューション処理部１２２がデータファイルに含まれる光学的伝達関数を用いて補正対象画像をデコンボリューション処理し（ステップＳ８７）、補正画像が生成される。
【０１５４】
このような本発明の第９の実施の形態の画像補正システム１３０によっても、第７の実施の形態の画像補正システム１１０と同様に、デジタルカメラ１０５にて得られた画像を補正するために、補正対象画像を記録媒体１７１へ書込み、または補正対象画像を通信ケーブル７２へ送出して、画像補正サーバ装置１０２にてデコンボリューション処理を行うので、デジタルカメラ１０５内にデコンボリューション処理を行うための構成を備えるが必要ない。
【０１５５】
そして、第９の実施の形態の画像補正システム１３０では、デジタルカメラ１０５が、パーソナルコンピュータ１０６に補正対象画像を出力する際に、この補正対象画像とデジタルカメラ１０５の光学的伝達関数を関連づけて出力するので、パーソナルコンピュータ１０６は補正対象画像のデコンボリューション処理にて用いるべき光学的伝達関数を容易に取得できる。
【０１５６】
なお、以上の説明では、携帯電話装置１０１およびデジタルカメラ１０５が光学的伝達関数を補正対象画像に関連づけて送信する例を説明したが、点像強度分布を携帯電話装置１０１およびデジタルカメラ１０５に記憶させておき、これを補正対象画像に関連づけて送信してもよい。光学的伝達関数は、点像強度分布の２次元フーリエ変換と逆変換で相互に変換される関係にあり、光学的伝達関数および点像強度分布は、いずれも本発明の劣化要因情報に相当する。
【０１５７】
なお、第７および第８の実施の形態の携帯電話装置１０１は、カメラ機能を主機能とする通信機能付きのデジタルカメラであってもよく、また、第９の実施の形態のデジタルカメラ５は、記録媒体に画像を書き込む機能を有するカメラ付の携帯電話装置またはＵＳＢケーブルを介してパーソナルコンピュータに画像を出力する機能を有するカメラ付の携帯電話装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
以上のように、本発明にかかる光学的伝達関数の測定方法は、撮像光学系と撮像素子とが一体となった撮像カメラの光学的伝達関数を求めるので、実際に撮像カメラに配置された撮像光学系に起因して生じる画像劣化の要因と、撮像素子の素子クロストークによる画像劣化の要因が反映された光学伝達関数を算出でき、かつ、撮像カメラを分解することなく容易に光学的伝達関数を算出できるという効果を有し、携帯電話装置に搭載される小型または薄型の撮像カメラ等の光学的伝達関数を測定する方法として有用である。
【０１５９】
また、本発明にかかる画像補正方法は、デジタル撮像装置にて撮像手段に起因して劣化した画像を補正するための劣化要因情報を撮像手段にて生成された画像に関連づけて出力し、デコンボリューション処理は画像補正サーバ装置にて行うので、デジタル撮像装置の処理負担を増大させることなく、デコンボリューション処理により補正した補正画像を得られるという効果を有し、カメラ付の携帯電話装置等での撮像にて得られた画像を補正する方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態における撮像素子の走査の説明図
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における画像復元システムのブロック図
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態における像強度分布データ生成部にて生成される点像強度分布データを示すグラフ
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態における光学的伝達関数算出部にて算出される光学的伝達関数を示すグラフ
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図７】図７は、本発明の第３の実施の形態における像強度分布測定装置の構成図
【図８】図８は、本発明の第３の実施の形態における撮像素子の走査の説明図
【図９】図９は、本発明の第４の実施の形態における画像復元システムのブロック図
【図１０】図１０は、本発明の第５の実施の形態の画像復元システムの構成図
【図１１】図１１は、本発明の第６の実施の形態の画像復元システムの構成図
【図１２】図１２は、本発明の第７の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１３】図１３は、本発明の第７の実施の形態における携帯電話装置の点像強度分布を示す図
【図１４】図１４は、本発明の第７の実施の形態における携帯電話装置の光学的伝達関数を示す図
【図１５】図１５は、本発明の第７の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【図１６】図１６は、本発明の第８の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１７】図１７は、本発明の第８の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【図１８】図１８は、本発明の第９の実施の形態における画像補正システムのブロック図
【図１９】図１９は、本発明の第９の実施の形態における画像補正システムの動作説明のためのフロー図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005069216.tif 000026
【図２】
2005069216.tif 000027
【図３】
2005069216.tif 000028
【図４】
2005069216.tif 000029
【図５】
2005069216.tif 000030
【図６】
2005069216.tif 000031
【図７】
2005069216.tif 000032
【図８】
2005069216.tif 000033
【図９】
2005069216.tif 000034
【図１０】
2005069216.tif 000035
【図１１】
2005069216.tif 000036
【図１２】
2005069216.tif 000037
【図１３】
2005069216.tif 000038
【図１４】
2005069216.tif 000039
【図１５】
2005069216.tif 000040
【図１６】
2005069216.tif 000041
【図１７】
2005069216.tif 000042
【図１８】
2005069216.tif 000043
【図１９】
2005069216.tif 000044
【国際調査報告】
2005069216.tif 000045
2005069216.tif 000046
2005069216.tif 000047
2005069216.tif 000048
2005069216.tif 000049
2005069216.tif 000050
2005069216.tif 000051
2005069216.tif 000052