(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像取込システム（１）の少なくとも１つの欠陥を推定するための方法であって、
上記欠陥は、上記画像取込システムにより取り込まれた任意の少なくとも１つの第１の画像（Ｉ）であって、任意の背景（Ｓ）を表している任意の少なくとも１つの第１の画像（Ｉ）に対して、上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における変化を生成し、
上記変化は、上記背景によりもたらされた、上記第１の画像の上記特性の上記フィールドの内部における変化よりも統計的に１オーダ小さく、
上記方法は、
上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも第１の部分において、上記第１の画像の上記特性に関連した測定μ（Ｉ）を算出するステップと、
上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも第２の部分において、上記欠陥の推定された大きさ（ν）を取得するステップと、
上記画像取込システムにより取り込まれた少なくとも１つの第２の画像（Ｉ’）に対して、上記取得された大きさ（ν）から上記欠陥の少なくとも１つの補正パラメータ（ｃ）を決定するステップと、
を含んでおり、
上記大きさは、上記算出された測定に依存しつつ、上記第１の画像の上記特性の上記フィールドの内部における、上記欠陥により生成された変化と同一オーダの変化を有しており、
上記第２の画像は、上記第１の画像とは異なる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記第２の画像（Ｉ’）は、上記第１の画像（Ｉ）の直後に上記画像取込システムにより取り込まれる、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記第１の画像（Ｉ）は、プリキャプチャ画像またはプレビュー画像である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
上記補正パラメータ（ｃ）は、上記第２の画像（Ｉ’）のフィールド全体に対して決定される、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
上記画像取込システム（１）により取り込まれた上記第２の画像（Ｉ’）を、上記補正パラメータ（ｃ）を考慮して処理するステップを更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
上記第１の画像（Ｉ）は、上記第２の画像（Ｉ’）よりも低い解像度、少ない数のチャネル、および／または、少ない数の次元を有している、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
上記第１の画像（Ｉ）の少なくとも１の特性の上記フィールドの内部における、上記欠陥により生成された上記変化は、上記第１の画像の少なくとも１つの画像取込パラメータおよび／または画像取込条件に依存しており、
上記第２の画像（Ｉ’）は、上記第１の画像と同一または同様である上記画像取込パラメータおよび／または画像取込条件を伴って、上記画像取込システム（１）により取り込まれる、
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
上記第１の画像（Ｉ）の少なくとも１つの特性の上記フィールドの内部における、上記欠陥により生成された上記変化は、上記画像取込システム（１）に固有のものである、
ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
上記欠陥は、上記画像取込システム（１）の製造において、少なくとも１つの不確実性に依存している、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
上記画像取込システム（１）の上記欠陥は、輝度の口径食、色の口径食、非均一なブラー、同一チャネルにおける隣接する感光性エレメント間の比の非均一な変化、非均一なノイズ、形状歪み、横方向の色収差、長手方向の色収差、非点収差、フレア、および、非均一な黒レベルの少なくとも１つを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
上記第１の画像の上記フィールドの上記少なくとも第１の部分において、均一なゾーンの組（３、４）を識別するステップを含んでおり、
上記算出された測定（μ（Ｉ））は、上記均一なゾーンの各々の内部において、上記第１の画像（Ｉ）の上記特性の上記フィールドの内部における、上記欠陥により生成された上記変化と同一オーダだけ変化し、
上記大きさは、上記識別された均一なゾーンを考慮することにより取得される、
ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
上記大きさ（ν）は、上記均一なゾーンの組の１つの均一なゾーンの内側において、上記算出された測定を、上記第１の画像（Ｉ）の上記特性に関する測定であって、上記均一なゾーンの基準点（７、８）にて算出された測定に関連付けることにより取得される、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
画像取込システム（１）の少なくとも１つの欠陥を推定するためのシステムであって、
上記欠陥は、上記画像取込システムにより取り込まれた少なくとも任意の１つの第１の画像（Ｉ）であって、任意の背景（Ｓ）を表している少なくとも任意の１つの第１の画像（Ｉ）に対して、上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における変化を生成し、
上記変化は、上記第１の画像の上記特性の上記フィールドの内部における、上記背景によりもたらされた変化よりも統計的に１オーダ小さく、
上記システムは、
上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも１つの第１の部分において、上記第１の画像の上記特性に関連した測定μ（Ｉ）を算出するためのユニットと、
上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも１つの第２の部分において、上記欠陥の推定された大きさ（ν）を取得するためのユニットと、
上記画像取込システムにより取り込まれた少なくとも１つの第２の画像（Ｉ’）に対して、上記取得された大きさ（ν）から上記欠陥の少なくとも１つの補正パラメータ（ｃ）を決定するためのユニットと、
を備えており、
上記大きさは、上記算出された測定に依存しつつ、上記第１の画像の上記特性の上記フィールドの内部における、上記欠陥により生成された変化と同一オーダの変化を有しており、
上記第２の画像は、上記第１の画像とは異なる、
ことを特徴としているシステム。
【請求項１４】
画像取込システム（１）の少なくとも１つの欠陥を推定するための、請求項１から１２の何れか１項に記載の方法を実行するためのコード命令を含んでいるコンピュータプログラム。
【請求項１５】
画像取込システム（１）の少なくとも１つの欠陥を推定するための、請求項１から１２の何れか１項に記載の方法を実行するための電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像取込システムの欠陥に関する。
【背景技術】
【０００２】
（静止または動）画像取込システムは、例えば、デジタルカメラ、レフカメラ、スキャナ、ファクス、内視鏡、ムービー・カメラ、カムコーダ、監視カメラ、玩具、ムービー・カメラ、電話一体型カメラまたは電話接続型カメラ、携帯情報端末またはコンピュータ、赤外線カメラ、超音波装置、ＭＲＩ（磁気共鳴映像法）装置、Ｘ線検査装置、等において用いられるモジュールであってもよい。
【０００３】
従来、画像取込システムは、センサおよび当該センサ上の光をフォーカシングするための１つ以上のレンズを有する光学システムを備えている。
【０００４】
光学システムは、次元、レンズの数、レンズに用いられる物質、レンズの形状、光学軸に沿ったシステムの異なる構成要素の位置、等を含んだ多くの特性により特徴付けられている。
【０００５】
センサに関して、それは、受光量をデジタル値に変換しつつ、対応する値または複数の値を各画素に割り当てる感光性エレメント（例えば画素）のシステムである。センサにより直接取り込まれた未処理の画像は、伝統的に生画像と呼称される。最終的に各画素に起因する数値の数は、画像取込システムに依存する。
【０００６】
センサは、例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）、ＣＩＤ（電荷誘導装置）、ＩＲＣＣＤ（赤外線ＣＣＤ）、ＩＣＣＤ（強化型ＣＣＤ）、ＥＢＣＣＤ（電子衝突型ＣＣＤ）、ＭＩＳ（金属絶縁体半導体）、ＡＰＳ（アクティブピクセルセンサ）、ＱＷＩＰ（量子井戸型赤外線センサ）、ＭＱＷ（多重量子井戸）、または他の装置であり得る。それは、カラー画像を取得するために、例えば全整色性セル、または、ベイヤーフィルタのようなフィルタに結合されていてもよい。
【０００７】
画像取込システムは、撮像された背景の忠実な画像を生成することを目的としている。具体的には、画像取込システムは、撮像された背景における物体の特性、例えばそれらのアルベド（それらの光の反射の仕方）、カメラまでのそれらの距離、または他の特性のフィールドの内部における変化を変換可能である。
【０００８】
しかしながら、実際の画像取込システムは、そのデザインまたは製造に関連した欠陥のような欠陥であり、取り込まれた画像のフィールドにおける変化を生成する欠陥を、一般に有している。結果として、取り込まれた画像に存在する変化は、撮像された背景の特性に関連しているだけでなく、画像取込システムにおける１つ以上の欠陥からも生じている。これにより、このような画像が人間に目視された際に、不快感が生じてしまうのである。
【０００９】
画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部における変化であって、画像の少なくとも１つの特性において変化を生成する数多くの異なるタイプの欠陥が、画像取込システムにおいて存在している。
【００１０】
１つの例として、輝度の口径食(vignetting)が挙げられる。これにより、画像取込システムにより取り込まれた画像は、中心よりもエッジが暗くなってしまう。輝度の口径食欠陥は、画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部において、階調に対応する少なくとも１つの特性の変化を生成する。この欠陥は、背景における物体の発光および反射率により生成された階調の変化よりも、統計的に１オーダ小さい変化を生成する。
【００１１】
画像取込システムの欠陥の他の例として、色の口径食が挙げられる。この欠陥は、画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部において、測色に対応する少なくとも１つの特性の変化を生成する。この欠陥は、背景における物体の色により生成された測色の変化よりも、統計的に１オーダ小さい変化を生成する。この変化は、画像取込システム（センサ＋赤外線フィルタ）のスペクトル応答における変化に、フィールドにおける位置の関数として対応している。結果的に、単一の光源に照らされた完全に均一な表面により、色に関してセンサ上での均一な応答が生じる訳ではない。この変化は、センサが有する感光性エレメントの各々が受ける光の入射角だけでなく、たった１つの画像からでは予測不可能な光源のスペクトル分布にも依存している。この問題は、４つの画素（２つの緑色、１つの赤色、および１つの青色）のパターンを繰り返すベイヤーアレイ、または他のタイプのアレイを用いているセンサのような、異なるタイプの感光性エレメントを備えているあらゆるセンサに対して生じるものである。
【００１２】
画像取込システムの他の例として、非均一のブラーが挙げられる。この欠陥は、画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部において、ブラーに対応する少なくとも１つの特性の変化を生成する。この欠陥は、背景における物体により生成されたシャープネスにおける変化よりも、統計的に１オーダ小さい変化を生成する。この欠陥は、特にフィールドの曲率に関連している。実際には、最良の焦点の位置が、実質的に平坦ではなく湾曲しているので、ブラーの変化は、平坦なセンサを用いる際、この湾曲に沿って生じるのである。
【００１３】
また、この湾曲が波長に依存しているので、ブラーの変化は、観測される色に依存して変化する。この欠陥は、色収差として知られている。
【００１４】
なお、非均一のブラーは、レンズの製造上の質に起因した、シャープネスにおける均一性の欠如のような他の要因に関連付いていてもよい。
【００１５】
用いられている光学システムがオートフォーカス仕様である場合、取り込まれた画像におけるブラーは、レンズまたは複数のレンズの、センサに対するまたは互いに対する移動度によっても影響を及ぼされる。レンズのこの移動度は、常に完全に制御されている訳ではなく、レンズが角度を有する（中心から逸れている、光学的に傾いている、等）こともある。これは、レンズの光学軸が変化してしまうことを暗示している。これらの相対的な移動により、フィールドにおける光学的特性が変化してしまう。例えば、第１の近似として、これは、フィールドにおける物体の距離における変化、および、それ故の画像における物体のシャープネスにおける変化を意味している。それらの移動はランダムであり、それらの性質により予測不可能なものである。
【００１６】
ベイヤーフィルタを用いるセンサを備えている画像取込システムにおける欠陥の他の例は、アレイの同一セルにおける２つの緑色の画素（ＧｒおよびＧｂ）が顕著に異なっており、この差異がフィールドの内部において変化するという事実から生じる。この欠陥は、画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部において、ノイズの構造に対応する少なくとも１つの特性の変化を生成する。この欠陥は、背景における物体により生成された構造の変化よりも統計的に１オーダ小さい変化を生成する。
【００１７】
上記の欠陥のリストは、完全なものではない。当業者には明白であるように、画像取込システムを用いて取り込まれた画像のフィールドの内部において、少なくとも１つの特性の変化を生成する、画像取込システムにおける他の欠陥が考えられる。
【００１８】
例えば、以下のような欠陥も存在している。（１）背景における物体の細部における変化よりも統計的に１オーダ小さい変化であって、画像でのノイズレベルにおける変化を生成する非均一なノイズ欠陥であったり、（２）背景における物体の形状における変化よりも統計的に１オーダ小さい変化であって、画像の局所的な変形における変化を生成する、歪みまたは色収差のような、形状における欠陥であったり、（３）背景における物体の黒レベルの変化よりも統計的に１オーダ小さい変化であって、画像における黒レベルの変化を生成する、非均一な黒レベル欠陥であったり、（４）背景に起因したコントラストの変化よりも１オーダ小さいコントラストの変化を生成する、フレア欠陥であったり、（５）画像での少なくとも１つの特性における変化を生成する、フィールドにおける非均一な光学欠陥であったり、（６）画像における少なくとも１つの特性の変化を生成する、フィールドにおける非均一なセンサ欠陥であったりする。
【００１９】
画像取込システムにより示されたこれらの欠陥の幾つかは、画像取込条件またはパラメータから独立している変化であって、取り込まれた画像における変化の原因となる。しかしながら、他の欠陥は、画像の少なくとも１つの画像取込条件、および／または、少なくとも１つの画像取込パラメータに依存している欠陥であって、取り込まれた画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における変化を生成する。上記に記述された色の口径食および非均一なブラーは、この第２のタイプの欠陥の例である。
【００２０】
（ａ）物体の距離（または、背景とカメラとの間の距離）、（ｂ）背景構成要素、（ｃ）光源または複数の光源の特性（スペクトル応答、中間温度、明度、光強度、光源の位置、等）、（ｄ）背景の内容（背景における物体の位置、平均的な色、等）、（ｅ）温度、（ｆ）（特に、ＧＰＳ（全地球測位システム）のような位置測位システムまたは幾つかの他のシステムを有するカメラに対する）地理上の位置、および／または（ｇ）時刻、等の上記エレメントの幾つかまたは全てが、画像取込条件を構成している。
【００２１】
（Ａ）レンズが交換可能な場合に用いられる上記レンズのタイプ、（Ｂ）用いられる取込システムのモデル、（Ｃ）焦点距離、（Ｄ）集束距離、（Ｅ）過剰露光または露光不足、（Ｆ）フラッシュの起動およびその強度、（Ｇ）露光時間、（Ｈ）センサの増幅、（Ｉ）圧縮、（Ｊ）ホワイトバランス、等の上記エレメントの幾つかまたは全てが、画像取込パラメータを構成している。
【００２２】
画像取込パラメータおよび条件から独立している変化であって、フィールドの内部における変化をもたらす欠陥は、キャリブレーションと呼称される、補正パラメータを測定および決定するフェーズにより伝統的に補正される。画像取込システムが製造ラインに存在している場合、このキャリブレーションは、一般に、実験室において実行される。それは、例えばテストパターンのような、所定の背景を表す参照画像を用いている。
【００２３】
キャリブレーションの間、所定の背景の少なくとも１つの画像が取り込まれ、補正パラメータの１つ以上の一定の組が、これから導かれる。例えば、国際公開第０３／００７２４１号パンフレット、国際公開第０３／００７２３７号パンフレット、および国際公開第０３／００７２４２号パンフレットに、このような方法が記述されている。
【００２４】
したがって、キャリブレーションは、幾らかの時間を要する、画像取込システムの製造における付加的なフェーズであって、製造の速度に影響を与える付加的なフェーズである。また、これは、キャリブレーションから取得された補正パラメータの永久的な保存を必要とする。
【００２５】
１つの画像取込システムから他の画像取込システムに変化する欠陥を補正したい場合、これらの現象は、例えばそれらの性質および／または製造ばらつきに起因して悪化する。モジュールによるのではなくユニットによる（すなわち、画像取込システムのタイプによる）キャリブレーションは、この場合において必要である。例えば、画像取込システムの製造における少なくとも１つの不確実性に依存する欠陥が存在する場合、キャリブレーションは、製造ライン上の各ユニットに対して実行されなければならない。
【００２６】
以下に、画像取込システムの製造における不確実性に依存する欠陥の非限定的な例を挙げる。
・互いに対するまたはセンサに対する光学エレメントの形状および位置という不確実性であって、画像取込システムの製造における不確実性に特に依存している、フィールドにおける測色の変化の欠陥。
・互いに対するまたはセンサに対する光学エレメントの形状および位置という不確実性であって、画像取込システムの製造における不確実性に特に依存している、フィールドにおける輝度の変化の欠陥。
・互いに対するまたはセンサに対する光学エレメントの形状および位置という不確実性であって、画像取込システムの製造における不確実性に特に依存している、フィールドにおけるシャープネスの変化の欠陥。
【００２７】
幾つかの画像取込条件および／または幾つかの画像取込パラメータへの依存性を有する欠陥に関しては、状況は、より繊細である。
【００２８】
上記の画像取込システムのキャリブレーションは、実際には特定の画像取込条件およびパラメータに直接関連した補正パラメータのみを、キャリブレーションのフェーズにおいて取得する。キャリブレートされた画像取込システムの最近の使用では、これらの補正パラメータは、他の条件および／またはパラメータの下で取り込まれた画像におけるこれらの欠陥の存在を補正するためには、もはや適切ではない。画像取込条件およびパラメータから独立したこれらの同一の補正パラメータを用いることは、粗悪な画像品質をもたらしてしまう。
【００２９】
光源の温度のような、画像取込システムにより測定可能な少なくとも１つの画像取込条件に従って変化する欠陥に対しては、可変の画像取込条件に依存した補正パラメータを伴い、幾つかの画像取込条件に対してキャリブレーションを実行するとが知られている。例えば、国際公開第０３／００７２３６号パンフレットおよび国際公開第０３／００７２３９号パンフレットに、このような方法が記述されている。
【００３０】
焦点距離のような、画像取込パラメータに従って変化する欠陥に対しても同様である。キャリブレーションが、可変の画像取込パラメータに依存した補正パラメータを伴い、幾つかの画像取込パラメータに対して為される。例えば、国際公開第０３／００７２３６号パンフレットおよび国際公開第０３／００７２３９号パンフレットに、このような方法が記述されている。
【００３１】
例えば光源のスペクトル応答のような、画像取込システムにより測定不可能な少なくとも１つの画像取込条件および／または画像取込パラメータに従って変化する欠陥に対しては、キャリブレーションに基づく方法は、単に機能しない。
【００３２】
したがって、このキャリブレーションは、複雑であり、不特定の画像取込条件および／または画像取込パラメータに余り適さない補正パラメータしかキャリブレーション時に取得しないが、少なくとも１つの画像取込条件および／または画像取込パラメータに依存する欠陥は、キャリブレーションの対象になり得る。さもなくば、それらはキャリブレーションの対象になり得ず、それ故に補正され得ない。
【００３３】
なお、例えばホワイトバランスの推定のような、画像に基づいた推定方法も存在している。しかし、これらは、画像取込システムの欠陥には関係が無く、むしろ画像から推定された画像取込パラメータに関係している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
本発明の１つの目的は、上記した欠点の少なくとも幾つかを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
したがって、本発明は、画像取込システムの少なくとも１つの欠陥を推定するための方法を提供するものである。上記欠陥は、上記画像取込システムにより取り込まれた、任意の背景を表す任意の少なくとも１つの第１の画像に対して、上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における変化を生成する。上記変化は、上記背景によりもたらされた、上記第１の画像の上記特性のフィールドの内部における変化よりも統計的に１オーダ小さい。この方法は、以下のステップを含んでいる。
・上記第１の画像のフィールドの少なくとも第１の部分において、上記第１の画像の上記特性に関連した測定を算出するステップ。
および
・上記第１の画像のフィールドの少なくとも第２の部分において、上記欠陥の推定された大きさを取得するステップ。ここで、上記大きさは、算出された測定に依存しており、上記第１の画像の上記特性のフィールドの内部における、上記欠陥により生成された変化と同一オーダの変化を有している。
【００３６】
この方法を用いて画像取込システムの欠陥を推定することにより、上述のキャリブレーションの必要性が無くなり、関連した欠点（実施費用、テストパターンの使用、パーマネントメモリにおけるデータの保存、等）も無くなる。更に、キャリブレーションにより補正不可能な欠陥が推定され得る。
【００３７】
欠陥のこの推定は、異なる目的のために用いられ得るか、および／または、異なる集団により用いられ得る。例えば、それは、欠陥の補正を実行するための、または、他に使用するための画像取込システムの品質認定に用いられ得る。
【００３８】
任意の考えられる方法において組み合わされた幾つかの好適な実施形態を以下に示す。
・上記方法は、取得された大きさから、上記画像取込システムにより取り込まれた少なくとも１つの第２の画像に対する、上記欠陥の少なくとも１つの補正パラメータを決定するステップを更に含んでいる。ここで、上記第２の画像は、上記第１の画像と異なっているか、または同一である。上記欠陥の推定のために用いられる上記第１の画像と異なる第２の画像または複数の第２の画像を補正できることにより、処理が省かれる。
・上記補正パラメータは、上記第２の画像のフィールド全体に対して決定される。
・上記方法は、上記補正パラメータを考慮する画像取込パラメータにより取り込まれた第２の画像を処理するステップを更に含んでいる。
・上記第１の画像は、上記第２の画像より低い解像度、少ない数のチャネル、および／または、少ない数の次元を有している。
・上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における、上記欠陥に生成された変化は、上記第１の画像の少なくとも１つの画像取込パラメータおよび／または画像取込条件に依存しており、上記第２の画像は、上記第１の画像と同一のまたは同様の画像取込パラメータおよび／または画像取込条件を伴って、上記画像取込システムにより取り込まれる。このようにして、先行技術においては、キャリブレーション後に適切に補正され得なかったタイプの欠陥、または、全くキャリブレートされ得なかったタイプの欠陥
を推定し得る。
・上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における、上記欠陥により生成された変化は、上記画像取込システムに対して固有のものである。この場合、コストの掛かるユニット毎のキャリブレーションは回避される。
・上記欠陥は、上記画像取込システムの製造における少なくとも１つの不確実性に依存している。
・上記画像取込システムは、輝度の口径食、色の口径食、非均一なブラー、同一チャネルにおける隣接する感光性エレメント間の比の非均一な変化、非均一なノイズ、形状歪み、横方向の色収差、長手方向の色収差、非点収差、フレア、および、非均一な黒レベルの少なくとも１つを含んでいる。
・上記方法は、上記第１の画像のフィールドの少なくとも第１の部分において、均一のゾーンの組を識別するステップを含んでいる。ここで、上記均一のゾーンの各々の内部において、上記算出された測定が、上記第１の画像の上記特性のフィールドの内部における、上記欠陥により生成された変化と同一オーダだけ変化する。上記大きさは、上記識別された均一のゾーンを考慮することにより取得される。
・上記大きさは、上記均一のゾーンの組の１つの均一のゾーンの内側において、上記算出された測定を、上記第１の画像の上記特性に関連する、上記均一のゾーンの基準点にて算出された測定に関連付けることにより取得される。
【００３９】
本発明は、上記方法に従った、画像取込システムの少なくとも１つの欠陥を推定するためのシステムも提供する。上記欠陥は、上記画像取込システムにより取り込まれた、任意の背景を表す任意の少なくとも１つの第１の画像に対して、上記第１の画像の少なくとも１つの特性のフィールドの内部における変化を生成する。上記変化は、上記背景にもたらされた、上記第１の画像の上記特性のフィールドの内部における変化よりも統計的に１オーダ小さい。本システムは、以下のユニットを備えている。
・上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも１つの第１の部分において、上記第１の画像の上記特性に関連する測定を算出するためのユニット。
・上記第１の画像の上記フィールドの少なくとも１つの第２の部分において、上記欠陥に対する推定された大きさを取得するためのユニット。ここで、上記大きさは、上記算出された測定に依存しており、上記第１の画像の上記特性のフィールドの内部における、上記背景により生成された変化と同一オーダの変化を有している。
【００４０】
本発明は、上記方法に従って推定された、画像取込システムの少なくとも１つの欠陥を補正するための少なくとも１つのパラメータを決定するためのシステムも提供する。本システムは、上記取得された大きさから、上記画像取込システムにより取り込まれた少なくとも１つの第２の画像に対する、上記欠陥の少なくとも１つの補正パラメータを決定するユニットを備えている。上記第２の画像は、上記第１の画像と異なっているか、または、同一である。
【００４１】
本発明は、画像取込システムの少なくとも１つの欠陥を推定するための上記方法を実行するためのコード命令を含んでいるコンピュータプログラム製品および／または電子回路を更に提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、以下の非限定的な例の記述を読むことにより明白になるであろう。
【図１】本発明が用いられている画像取込システムの例を示す図である。
【図２】本発明に従って実行される一連のステップを示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に従って実行される画像の分割を示す図である。
【図４】色の口径食欠陥を推定するために本発明が用いられる一例における、一連のステップを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、画像取込システム１の例を示している。従来、これは、センサＣ、および、少なくとも１つのレンズＬを含む光学システムを備えている。この少なくとも１つのレンズＬは、導入部で説明したように任意の考えられる形状であり得る。
【００４４】
また、画像取込システム１は、オートフォーカスシステムＡＦを備えている。これは、光学システムＬとセンサＣとの間における、例えばモータＭによる相対的な移動を保証する。画像安定化効果を取得するために、例えば、画像取込システムの光学軸Ａに対して垂直な軸に沿った他の動きも考慮されてもよいが、この移動は、光学軸に沿って有利に並進移動するものである。
【００４５】
光学システムＬが複数のレンズを備えている場合、それらの一部がセンサＣに対して移動される。光学システムＬのレンズ間における相対的な移動も可能である。
【００４６】
また、画像取込システム１は、尺度を変更させるための光学ズームを備えていてもよい。
【００４７】
画像取込システム１は、任意の背景Ｓを表している任意の少なくとも１つの画像Ｉを取り込むことができる。「任意の背景を表している任意の画像」とは、特定の所定の条件において取り込まれていない画像を意味するように解釈されるべきであり、画像の内容は予め知られていない。典型的に、これは、特定の歪み無しに画像取込システム１耐用年数の内に取り込まれた画像である。一方、実験室において取り込まれたテストパターンのような参照画像は、この定義の範疇には収まらない。
【００４８】
取り込まれた画像Ｉは、特に生画像である場合、１つのチャネルに対応する画素毎に１つの値を有し得る。また、画像Ｉは、画素毎に幾つかの値を、例えば、３つのチャネルである赤、緑、および青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応する３つの値を有し得る。当業者には明らかであるように、他の例も考えられる。画像Ｉは、静止画または動画（動画像）である。
【００４９】
画像取込システム１には多くの欠陥があると仮定される。この欠陥またはこれらの欠陥は、画像Ｉの少なくとも１つの特性のフィールド内における変化を生成する。換言すれば、画像Ｉの特性は、フィールドの位置に依存する値を仮定する。
【００５０】
非限定的な例として、画像取込システム１は、導入部に記述されている輝度の口径食欠陥を有し得る。画像Ｉにおいて、この欠陥は、フィールド内における輝度の変化を生成する。
【００５１】
付加的にまたは代替的に、画像取込システム１は、導入部に記述されている色の口径食欠陥を有し得る。色の画像Ｉにおいて、この欠陥は、フィールド内における測色の変化を生成する。
【００５２】
付加的にまたは代替的に、画像取込システム１は、フィールドの曲率に関連した非均一なブラー（ぼやけ）の欠陥を有し得る。画像Ｉにおいて、この欠陥は、フィールド内におけるブラーの変化を生成する。
【００５３】
付加的にまたは代替的に、図１のようにオートフォーカスＡＦを用いる画像取込システム１は、１つのレンズまたは複数のレンズＬの移動度（中心から逸れている、光学的に傾いている、等）に関連したブラーの欠陥を有し得る。画像Ｉにおいて、この欠陥は、フィールド内におけるブラーの変化を生成する。
【００５４】
付加的にまたは代替的に、ベイヤーフィルタを用いるセンサを備えている画像取込システム１は、アレイの同一セル内における（ＧｒおよびＧｂと呼称される）２つの緑の画素が顕著な差分を有し、この差分がフィールド内にて変化するような欠陥を有し得る。
【００５５】
付加的にまたは代替的に、画像取込システム１は、画像Ｉにおいて、この画像Ｉの少なくとも１つの特性のフィールド内における変化を生成する任意の他の欠陥を有し得る。
【００５６】
画像取込システム１に表される任意の欠陥に対して、画像Ｉに関連した特性のフィールド内における結果的な変化は、背景Ｓによりもたらされた、同一特性のフィールド内における変化に比べて統計的に１オーダ小さい。
【００５７】
それ故に、本発明は、一般に、画像の特性における変化を生成する任意の欠陥に適用されるものであり、この変化は、背景によりもたらされた、当該画像の特性のフィールド内における変化に比べて統計的に１桁小さい。本発明は、背景に起因したフィールド内における変化の波長よりも実質的に高い波長のフィールドにおける変化を導くことを意味している。以下に記述されているように、これにより、背景に起因した変化を除外することによって背景依存性が除外される。
【００５８】
画像Ｉのフィールド内における移動の間、欠陥により生成された変化は、（画像内の隣接する２点間における急激な移動を生成し得る、）背景によりもたらされた変化よりもゆっくりであり、より進行性であることを意味するように理解されるべきである。更に、画像Ｉの全体を考慮する場合でさえ、欠陥により生成された変化の総量は、一般に、（例えば、超高コントラストを有し得る）背景によりもたらされた変化の総量よりも小さい。
【００５９】
欠陥により生成された変化が、背景Ｓによりもたらされた変化よりも「統計的に」小さいという事実は、背景の中間の変化を考慮することから生じる。しかしながら、特に小さい変化を有する特に安定した背景を有することは可能である。例えば、これは、均一的に輝いている、平らな単色の物体を表す背景におけるケースである。我々が任意の背景Ｓに興味があると仮定すると、このケースは統計的に同様ではない。それ故に、欠陥により生成された変化は、一般に、上記任意の背景Ｓによりもたらされた変化よりも１桁小さいのである。
【００６０】
特に、上記背景が幾つかの場所において安定した物体を含んでいる場合、幾つかの場所において、欠陥から生成された変化が、上記任意の背景Ｓによってもたらされた変化以上のオーダになることを防止するものではない。以下に説明されているように、背景Ｓの内部におけるこの局所的な安定性が、対応する均一なゾーンを検出することにより欠陥を推定する際に用いられ得る。
【００６１】
上記任意の撮像された背景Ｓが、画像取込システム１の欠陥と同一オーダ、または、それよりも小さいオーダの変化を導く場合、以下に示す方法のステップが適用され得る。過剰修正または誤修正が、生じ得る。例えば、背景における勾配が、修正により均一になり得る。しかしながら、結果的な情報の損失は、好ましくないというわけではないか、または、結果的な情報の損失は、何れのケースにおいても、画像取込システム１の欠陥がそのまま残される場合よりも好ましくないというわけではない。
【００６２】
例えば、色を考慮する場合、上記任意の背景Ｓは異なるスペクトルの光により発光する、異なる色の物体を含むと推定できる。したがって、背景の色は、その大きさにおいてかなり顕著に変化する。例えば、背景が、隣接する異なる色の２つの物体を含む場合、それは、背景Ｓにおいて相対的に近接する２点間において、顕著に変化する。
【００６３】
しかしながら、色の口径食は、振幅が主にセンサにより受光された光の入射角に依存する現象である。この現象の結果として、色が、フィールド内において相対的に小さく、相対的にゆっくりと変化する。したがって、この色の変化は、実に、背景Ｓ自身によりもたらされたものよりも統計的に小さいオーダである。
【００６４】
色の口径食の他の要因は、それが空間の均一性を伴う現象であることである。幾つかの位置においてそれを推定することにより、あらゆる位置における良い近似を十分に推定できる。
【００６５】
導入部に記述したように、対象となる欠陥のタイプに依存して、画像取込システム１における欠陥により生成された、画像Ｉの少なくとも１つのフィールド内における変化は、上記において規定されたように、１つ以上の画像取込条件、および／または、この画像Ｉの１つ以上の画像取込パラメータに依存している。
【００６６】
これは、例えば、色の口径食のケースである。この現象は、センサにより受光された光の入射角に依存するので、結果的な色の変化は、背景における物体が同一のままであったとしても、目視された背景における全ての発光(lightings)と同一である必要はない。画像Ｉの特性のフィールド内における変化の、幾つかの画像取込条件および／またはパラメータへの依存性と同一の依存性が、例えば、非均一なブラーのような他のタイプの欠陥に対しても依存している。
【００６７】
幾つかのケースでは、画像取込システム１の対象となる欠陥により生成された変化であって、画像Ｉの少なくとも１つの特性のフィールド内における変化は、この画像取込システムに対しては、特定のものである。換言すれば、同一モデルの異なるユニットは、対象となる欠陥に対し、画像Ｉのこの特性において異なる変化を有している。
【００６８】
例えば、画像取込システムへのこの依存性は、例えば製造公差に起因した、画像取込システムの可変な特性により生じ得るものである。一例として、画像取込システム１のセンサＣに対する光学システムＬにおける僅かな傾斜が、フィールドの曲率における補正、および、それ故にこのシステムにより生成された非均一なブラーにおける補正を生じさせ得る。
【００６９】
図２に示されているように、画像取込システム１により取り込まれた画像Ｉは、上述のように、少なくとも１つの欠陥を有している（ステップ１０）。
【００７０】
画像Ｉのフィールドの少なくとも１つの部分は、測定μ（Ｉ）が、画像取込システム１によりフィールド内において変化させられる画像Ｉの特性に対して算出される（ステップ１１）。この測定μ（Ｉ）は、フィールドにおける位置にも依存する値を有する。したがって、この測定は局所的であり、各点におけるその値は、対象となる点に近接する領域内における画像Ｉに依存している。
【００７１】
測定μ（Ｉ）は、画像Ｉのフィールドにおける各点にて、または、フィールドの所定の点のみにて算出される。非限定的な例としては、フィールドにおける所定の点のみにて測定μ（Ｉ）を算出してもよい。この所定の点に対しては、推定が、信頼性のあるもの、または所定の閾値よりも信頼性のあるものであるということが、例えば画像における測定により予め決定されている。
【００７２】
製造ラインから出た後に実験室において為されるキャリブレーションとは対照的に、この算出は、その場において、すなわち、画像取込システム１の通常使用の間に取り込まれた画像Ｉにおいて為される。
【００７３】
また、上述のように、この算出は、例えばテストパターンのような参照画像とは対照的に、任意の背景を表している任意の少なくとも１つの画像Ｉにおいて為される。
【００７４】
測定μ（Ｉ）が、画像取込システム１により取り込まれた幾つかの画像Ｉに対して算出されることは可能である。例えば、異なる画像Ｉが平均化され、この平均が測定μ（Ｉ）を決定するために用いられてもよい。付加的にまたは代替的に、測定μ（Ｉ）は、画像Ｉの各々に対して個別に算出され、続いて、異なる測定μ（Ｉ）が平均化され、画像の組に関する１つのみが保持される。
【００７５】
再帰的算出、すなわち、先の画像を包含する１つの測定μ（Ｉ）を新しい画像の各々に対して単に保存することを用いることも可能である。これにより、画像の各々に対して値μ（Ｉ）を保存することが回避される。先の画像に依存する測定μ（Ｉ）を有することにより、連続画像が互いに独立して処理される場合に現われる振動現象またはちらつき現象も回避される。
【００７６】
非限定的な測定の例として、μ（Ｉ）は、画像Ｉの赤色チャネルが０ではない任意の点、または、実際には画像Ｉの赤色チャネルが、信号のノイズレベルにより与えられた閾値よりも大きい任意の点において規定された、画像Ｉの緑色チャネル（Ｇ）と赤色チャネル（Ｒ）との間の比であってもよい。
【００７７】
例えば、チャネルのラプラシアンのようなシャープネスの測定μ（Ｉ）が、単に勾配が所定の値よりも大きい点にて算出されてもよい。
【００７８】
測定μ（Ｉ）の他の例も、画像取込システム１により示された欠陥または複数の欠陥にしたがって考慮されてもよい。
【００７９】
次に、画像取込システム１の欠陥または複数の欠陥の推定された大きさνが、例えば、算出された測定μ（Ｉ）に依存した算出により取得される（ステップ１２）。この大きさνは、測定μ（Ｉ）が算出された部分と同一であり得る、画像Ｉのフィールドの部分において取得される。また、画像Ｉのフィールドのこの部分は、測定μ（Ｉ）が算出された部分と異なっていてもよい。この場合、２つの部分における重なり（オーバーラップ）が可能である。例えば、フィールドにおける大きさνが取得される部分が、測定μ（Ｉ）が算出された部分の小区分であり得る。変形例として、それ自身が測定μ（Ｉ）が算出された部分を含んでいてもよい。例えば、大きさνが、フィールドの内部における幾つかの位置においてのみ算出された測定μ（Ｉ）を伴って、画像Ｉのフィールド全体に対して取得されてもよい。
【００８０】
取得された大きさνは、画像取込システム１の対象となる欠陥により生成された、画像Ｉの特性のフィールドの内部における変化と同一オーダの変化のようである。
【００８１】
これにより、測定μ（Ｉ）における背景Ｓの変化への寄与は除外され、画像取込システム１の対象となる欠陥から生じる変化のみが保持される。
【００８２】
大きさνは、異なる形状を仮定し得る。大きさνは、例えば、それが規定される画像Ｉの各点にて値を戻すことができる関数により構成されていてもよい。例として、この関数は、フィールドの位置の関数である多項式、または、自関数に対する変化が、対象となる欠陥により画像にもたらされた変化に匹敵している任意の他の関数であってもよい。
【００８３】
変形例として、大きさνは、パラメータの組により構成されていてもよい。、画像取込システム１の欠陥の特性が与えられると、好都合にパラメータのこの数は小さくなり得る。
【００８４】
一例として、パラメータの組が、次数が３または４である多項式の係数を含んでいてもよい。他の例では、パラメータの組が、各々が画像Ｉ内における点または点のグループに関連する値の組、例えば、当該点または点のグループにおいて関数により仮定された値の組を含んでいてもよい。他の例では、大きさνは、画像Ｉ内における点または点のグループに関連した重みを伴って、所定の値の異なるマップに対する重み付け（重み）により構成されていてもよい。更に他の例では、大きさνは、異なる関数の間における局所的に選択されたパラメータにより構成されていてもよい。当業者には明らかであるように、他の例も考えられる。
【００８５】
大きさνは、任意の適切な方法により取得される。２の可能な方法が、非限定的な例として以下に提供されている。
【００８６】
第１の方法は、正則化に従う画像Ｉの細分化を用いている。
【００８７】
この方法は、任意の与えられた画像Ｉが、表された背景が比較的ほとんど変化しない比較的安定した領域を含み易いという事実に基づいている。これは、これらの均一な領域内において、観測された変化が基本的に画像取込システム１の対象となる欠陥に起因しているという仮定にも基づいている。
【００８８】
したがって、この方法においては、このような均一な領域を探している。この目的のために、画像Ｉのフィールドの少なくとも１つの部分において、均一なゾーンの組が識別される。これらの均一なゾーンの各々は、画像Ｉの領域として規定され、この領域内において、算出された測定μ（Ｉ）が、画像取込システム１の欠陥により生成された、画像Ｉの特性のフィールド内における変化と同一桁の変化を有している。
【００８９】
この原理を説明するために、基本的に４つの領域３から６により構成される画像２を示す図３を参照する。この領域の内、領域３および４のみが均一なゾーンに対応している。例えば、領域３は、均一に配色されたテーブルのような均一の物体を表しており、領域４は、均一に配色された壁のような他の均一の物体を表している。斜線領域５および６は、複数の非均一の物体および／または互いに分離させることが困難な物体に対応している。
【００９０】
画像Ｉにおける均一なゾーンは、例えば、フィールドにおける異なる点にて測定された測定μ（Ｉ）を観測し、画像取込システム１の対象となる欠陥により生成された、画像Ｉの特性のフィールド内における変化と同一オーダを伴ってこの測定が変化する領域を検出することにより識別されてもよい。
【００９１】
例えば、検出された均一なゾーンは、測定μ（Ｉ）がフィールド内においてゆっくりと変化する、画像Ｉの領域である（測定μ（Ｉ）におけるより速い変化は、背景Ｓ自身に起因するものである）。換言すれば、均一なゾーンに近接する２つの位置は、近接する値を有している。しかしながら、μ（Ｉ）における変化がゆっくりであるパスが、一方の点から他方の点まで存在するならば、均一なゾーンは、非常に異なる値μ（Ｉ）を有する２点を含んでいてもよい。
【００９２】
更に、画像Ｉのこの細分化、すなわち、画像Ｉ内における均一なゾーンの組の識別が、画像Ｉの各点がたった１つの領域に属するように好都合に為され得る。これが、領域３から６が重なっていない図３において説明されていることである。これらの領域は、画像の分割を形成する。
【００９３】
一例として、この細分化は、最初の領域である、画像Ｉの対象となる部分の各点を伴って、領域を統合することにより為されてもよい。算出された測定μ（Ｉ）がこれらの２点にて同一である場合、すなわち、差分μ（ｘ１）−μ（ｘ２）が非常に小さい（例えば、閾値未満である）場合、２つの隣接する点ｘ１およびｘ２を含む領域が統合される。
【００９４】
これは、説明的な例に過ぎない。例えば、ホロビッツ(Horowitz)とパブリディス(Pavlidis)により表された分割統合アルゴリズム、または、輪郭の正則性を考慮に入れたマムフォード・シャーのような技術である任意のタイプの細分化が用いられてもよい。
【００９５】
細分化のアルゴリズムからの出力は、均一なゾーンＺｉのリストを含んでいる。物体の各点は、せいぜい１つの均一なゾーンに好都合に属している。
【００９６】
次に、大きさνを取得するために、正則化が適用される。
【００９７】
大きさνは、大きなスケールでのみ変化する正則関数を用いた、測定μ（Ｉ）における変化の近似として決定される。特に、細分化において決定された均一なゾーンＺｉの各々において、近似νは、好都合に低周波数のみを含んでおり、μ（Ｉ）の低周波数に近接している。
【００９８】
均一なゾーンの外側では、大きさνは正則性の基準を満足していると仮定する。この仮定は、画像取込システムの欠陥の大部分が、取り込まれた画像における正則性の効果を生成する、という事実から生ずるものである。
【００９９】
したがって、この例では、近似νの決定は２つの原理に基づいている。
ｉ）νにおける変化およびμ（Ｉ）における変化は、均一なゾーン内において局所的に近接している。
ｉｉ）関数νは、（均一なゾーンのエッジ、および、特に背景Ｓに起因する変化のために任意の均一なゾーンに属していない点にて不連続性を有し得るμ（Ｉ）とは異なり）あらゆる場所において正則である。
【０１００】
関数νの正則性を強要する１つの手段は、それを正則関数の族、例えば、フィールドの位置の関数である低次多項式、または、フィールドの位置の関数である低周波数の正弦関数および余弦関数にて記述することである。
【０１０１】
上記の２つの原理間における妥協は、最良の解決により確立される。
【０１０２】
原理ｉ）を課すために、例えば、均一なゾーンＺｉの各々における基準位置ｘｉを選択することができる。図３の例におけるゾーン３での７およびゾーン４での８と示されるこの基準点は、任意の点であり得る。例えば、基準点は、ゾーンＺｉにおける、例えば平均値または中央値であるような自身の値μ（Ｉ）により規定される点であってもよい。また、それは、例えばゾーンＺｉの中心における自身の位置により規定される点であってもよい。
【０１０３】
このように、均一なゾーンＺｉにおける任意の点ｘでの大きさν（ν（ｘ）と示す）は、その点において算出された測定μ（Ｉ）（μ（ｘ）と示す）を、基準点において算出された測定μ（Ｉ）（μ（ｘｉ）と示す）に関連付けることにより取得される。
【０１０４】
換言すれば、原理ｉ）は、均一なゾーンＺｉにおける任意の点ｘに対して、以下の式のようにμ（ｘ）を算出することにより保証される。
【０１０５】
【数１】
0005592486.tif 000002
例えば、差分ν（ｘｉ）μ（ｘ）−μ（ｘｉ）ν（ｘ）をペナライズしてもよい。
【０１０６】
基準値を必要としない他の可能性として、∇（ｌｎ  μ）−∇（ｌｎ  ν）をペナライズ(penalize)することか挙げられる（ここで、∇は勾配演算子を示している）。
【０１０７】
最適性の基準は、位置に従った異なる重みに起因している全ての利用可能な測定を好都合に考慮している。
【０１０８】
原理ｉｉ）を課すために、例えば、νにおける変化をペナライズしてもよい。そうするために、νの勾配（グラディエント）またはラプラシアン、または、νの局所的な変化を表している任意の他の演算子をペラナイズしてもよい。
【０１０９】
最適性の基準は、位置に従った異なる重みに起因している、フィールドにおける全て位置を好都合に考慮している。
【０１１０】
例えば、全振幅は、平均値に所定の比率を乗じたものを超過することはできないというような、他のグローバルな制約もまた、最良の解決に与えられ得る。
【０１１１】
測定μ（Ｉ）は、画像Ｉの均一なゾーン内において一定であると思うであろう。しかしながら、測定はノイズを被るので、一般に、変化は見られるのである。課せられた正則性の制約に起因して、大きさνは、ノイズを略被らない。それは、これらの望まれない変化を推定するために用いられる。幾つかの理由により、大きさνを用いる画像補正もまた、結果的に画像ノイズの低減をもたらす。
【０１１２】
第２の方法では、大きさνは、細分化および正則化という２つの明確な連続的なフェーズを必要とせずに取得される。
【０１１３】
これを為すために、例えば、測定μ（Ｉ）における変化のモデルを伴って開始する。例えば、このモデルは、パラメータとして与えられてもよく、または、多くの習得済マップにより与えられてもよい。
【０１１４】
画像Ｉにおける多くの基準点が用いられる。そして、その領域における各点での測定μ（Ｉ）と基準点での測定μ（Ｉ）との間における誤差の合計の最小化が試みられる。最適化された変数は、正則化マップと同様に基準点（それらの数も含む）である。習得済マップの場合では、例えば、これは、誤差を最小にするマップ、または、誤差を最小にするマップの組合せを探してもよい。
【０１１５】
この多くの基準点が、ペナリゼーション(penalization)の対象であってもよく、与えられた数の基準点に関する最良の位置および最良の関連マップを探してもよい。
【０１１６】
取得された大きさνが、異なる目的のために用いられてもよい。取得された大きさνは、例えば、それが提供する推定であって、画像取込システム１の欠陥の推定に基づいた、画像取込システム１の品質認定に用いられてもよい。また、それは、複数の画像取込システムの中から幾つかの画像取込システムを選択し、僅かな欠陥を有する当該幾つかの画像取込システムを保持するために用いられてもよい。
【０１１７】
図２に示されているように、取得された大きさνは、画像Ｉと同一か、または、画像Ｉとは異なる第２の画像Ｉ’に対して、画像取込システム１の対象となる欠陥を補正するための少なくとも１つのパラメータｃを決定するために好都合に用いられてもよい（ステップ１３）。欠陥の効果を除外または少なくとも減少するために、この、またはこれらの補正パラメータｃにより、画像Ｉ’の全部または一部に対する補正の決定が為される。
【０１１８】
幾つかのケースでは、大きさνが、補正パラメータまたはパラメータｃを直接与える。他のケースでは、これらの補正パラメータｃの決定は、結果的に大きさνを用いて為された（恒等関数以外の）算出からもたらされる。
【０１１９】
補正パラメータまたはパラメータｃは、実際は、様々なものであってもよい。それらは、例えば、次数３または４であるフィールドにおける位置の関数である多項式の係数のような補正アルゴリズムまたは関数を表すパラメータであってもよい。他の例では、それは、これらの点または点のグループでの関数により推定される値のような、各々が画像Ｉ’の点または点のグループに対応する値の組であってもよい。それは、画像の点または点のグループに関連する重さを伴った、所定の値の異なるマップ間における重み付けであってもよい。当業者には明らかであるように、他の例も考えられる。
【０１２０】
大きさνが、画像Ｉの幾つかの点に対してのみ取得される一方、画像Ｉ’の各点にて有効である補正パラメータｃを取得するために、大きさνの補間が他の点に対して為されてもよい。
【０１２１】
２つの画像ＩおよびＩ’は、特にそれらが異なる背景を表す場合、異なるものであると見なされる。この場合、画像取込システム１の対象となる欠陥により生成された、特性における変化が、背景から独立しているならば、所定の補正パラメータｃは、画像Ｉから取得された大きさνに由来しているが、画像Ｉ’に適合されるのである。したがって、このような補正パラメータｃが、画像Ｉとは異なる背景を表す画像Ｉ’に対して決定される場合、これはこのタイプの欠陥にとって好都合である。
【０１２２】
このように処理をすることにより、取り込まれた画像の特性において、背景から独立している変化を生成する、画像取込システムにおける欠陥を補正することができる。そして、この補正は、画像取込システム１により取り込まれた任意の画像を補正するために用いられる。このようにして、１つの画像Ｉにおいて為された推定により、続いて取り込まれた一連の画像Ｉ’の全てに補正することができる。
【０１２３】
画像補正が、画像取込システムの使用中に為される推定に基づいて行われるので、これにより、導入部に記述されている画像取込システムにおいてキャリブレーションの必要がなくなる。
【０１２４】
画像ＩおよびＩ’は、この２つの画像が同一の背景Ｓを異なる解像度にて表している場合にも、異なるものであると見なされる。画像Ｉ’の解像度が、画像Ｉの解像度よりも高い場合、補正は、高解像度の画像Ｉ’に適合させるために大きさνの補間を好適に含んでいる。
【０１２５】
画像ＩおよびＩ’は、それらが異なる画像取込条件の下で取り込まれるか、または、異なる画像取込パラメータを伴って取り込まれる場合にも、異なるものであると見なされる。
【０１２６】
例えば、画像Ｉが、画像取込システム１により画像Ｉ’の前に取り込まれてもよい。それは、例えば、幾つかの取込パラメータを決定するための、または、幾つかの調節を行うための（例えば、光学システムＬとオートフォーカスシステムＡＦによるセンサＣとの間の相対距離における変化から生じる、幾つかの位置に対するシャープネスの測定の取得するための）プレビュー画像であってもよい。
【０１２７】
補正パラメータが決定される画像Ｉは、補正される画像Ｉ’よりも単純であり得る。例えば、画像Ｉは、画像Ｉ’よりも低い解像度、少ない数のチャネル、および／または、少ない数の次元を有し得る。画像Ｉの低解像度は、画像Ｉ’と同一サイズである大きな画像をサブサンプリングすることにより取得されてもよい。
・例えば、当該大きな画像においてゾーンを決定し、各ゾーンから少なくとも１つの画素を選択することによるか、または、各ゾーンの画素を平均化することにより取得されてもよい。
・当該ゾーンは、当該大きな画像を、正則化グリッドまたは非正則化グリッドにサブ分割することにより取得されてもよい。
・当該ゾーンは、画像の内容に依存していてもよく、画像の内容から独立していてもよい。
【０１２８】
これにより、必要な算出に係る複雑性が低減され、更に画像Ｉを記憶する必要性が除外され得る。
【０１２９】
画像取込システム１により表された欠陥が、少なくとも１つの画像取込条件および／または少なくとも１つの画像取込パラメータに依存している、画像特性のフィールド内における変化を生成する際に、所定の補正パラメータｃが、このように、画像Ｉとは異なるが、画像Ｉと同一または同様である上記画像取込条件および／またはパラメータを伴って画像取込システムにより取り込まれる画像Ｉ’に好都合に適用され得る。
【０１３０】
２つの画像間におけるその変化が、人間の目には有意ではないまたは許容可能な影響を、対象となる欠陥により補正された画像特性に及ぼす場合、画像Ｉ’に対する画像取込条件および／または画像取込パラメータは、画像Ｉに対する同じ画像取込条件および／または画像取込パラメータと同一または同様であると見なされている。したがって、２つの個別の欠陥を考慮する場合、受容可能な変化の程度（大きさ）は異なる。このようにして、受容可能な変化の限度が、対象となる欠陥にしたがって、上記画像取込条件および／または画像取込パラメータに対して設定される。
【０１３１】
例えば、色の口径食は、センサを発光させる光のスペクトルに依存している。また、それは、背景を発光させる光源にも依存している。背景を発光させる光源が、２つの画像間において変化されない場合、一般に、色の口径食は、２つの画像において同様の値を有する。そして、第１の画像に対する推定が、第２の画像の適正な補正のために用いられ得る。
【０１３２】
光源が２つの画像間において変化する場合、色の口径食は、２つの画像間において変化し得る。しかし、この場合、ホワイトバランスも変化し得る。リアルタイムにおける画像処理を伴う画像取込システムの場合、ホワイトバランスの場合に関しては、本発明の色の口径食を推定するために、少なくとも１つの画像が必要である。
【０１３３】
一変形例では、
・画像取込条件および／または画像取込パラメータ
および
・対応する測定μ（Ｉ）または大きさνもしくは補正パラメータｃ
の全体的な（完全な）または部分的なヒストリーが、１つ以上の画像Ｉに対して保存される。
【０１３４】
この処理が画像Ｉを保存することなくその場で為される場合、画像取込の間、このヒストリーは、算出の反復を回避するため、および、電力消費を減少させ、画像取込条件および／または画像取込パラメータにおける変化への補正の適用を加速させるために用いられる。
【０１３５】
第１の画像が、画像取込システムによる第１の画像の処理前に保存される場合、全てのケースに対する適切な補正を取得するために、第１の画像と第２の画像とが組み合われることが好ましい。
【０１３６】
このようにして、１つ以上の画像取込条件および／またはパラメータを伴って変化する現象であって、先行技術に係るキャリブレーションを用いて補正されていない現象に対する補正パラメータが決定される。
【０１３７】
決定された補正パラメータまたは複数のパラメータｃが、画像Ｉ’を補正するために好適に用いられる。
【０１３８】
補正パラメータｃおよび／またはこれらのパラメータに基づく欠陥の補正の決定は、同一のシステム、例えば画像取込システム１自身において、測定μ（Ｉ）を算出し、欠陥の推定された大きさνを取得するものとして実行される。そして、このシステムは、上述のステップを実行するために用いられるユニットに加えて、取得された大きさνから、画像取込システムにより取り込まれた画像Ｉ’に対する、上記欠陥用の補正パラメータまたは複数のパラメータｃを決定するためのユニット、および／または、これらのパラメータに基づく補正を適用するために適切な処理ユニットを備えている。
【０１３９】
変形例として、補正パラメータｃの決定、および／または、これらのパラメータを考慮に入れる、画像Ｉ’の補正の決定が、補正パラメータを決定するためのユニット、およびまたは、画像Ｉ’に補正を適用するために適切な処理ユニットを備える別々のシステムにより為されてもよい。
【０１４０】
このようにして、（画像取込システム自身であり得る）欠陥を推定するためのシステム、および、対象となる欠陥用の補正パラメータまたは複数のパラメータを決定するための別々のシステムを有し得る。補正パラメータｃに基づく画像Ｉ’の補正が、補正パラメータを決定するシステムにより、または、別々の補正システムにより為され得る。後者の場合、補正システムは、補正パラメータｃをこれらのパラメータを決定するシステムから受け取るユニットを好適に備えている。
【０１４１】
なお、本明細書において記述されているシステムは、簡単な装置により構成されてもよく、各々が上述された機能の１つを担う複数の個別のユニットを組み込んでいる複雑なシステムにより構成されていてもよい。
【０１４２】
更に、上述された異なるステップは、ソフトウェアにより、すなわち、この目的に対するコード命令を有するコンピュータプログラム製品により全体的にまたは部分的に実行されてもよい。付加的にまたは代替的に、これらのステップの少なくとも幾つかは、電子回路により実行されてもよい。
【０１４３】
本発明の幾つかの例示的な適用例が、以下に記述されている。これらは、限定的な例ではない。当業者には明らかであるように、他の適用例も考えられる。
【０１４４】
図４に示される第１の適用例では、画像取込システム１は、色の口径食欠陥を有していると仮定する。上述のように、この欠陥は、赤色チャネルＲ、緑色チャネルＧ、および青色チャネルＢを有する取り込まれた画像Ｉ（ステップ１４）において、画像Ｉのフィールドにおける測色の変化を生成する。色の口径食は、センサに受光された光の入射角に依存する現象であるので、結果としての測色の変化は、背景Ｓから生じる測色の変化よりも統計的に１オーダ小さい。
【０１４５】
画像Ｉのフィールドの少なくとも第１の部分において、測定μ（Ｉ）が、少なくとも１つの色に関して算出される。これは、幾つかのチャネルに亘る色の比であってもよい。例えば、この測定は、図４に示されているように、緑色および赤色チャネルにおいて測定された光の強度のＧ／Ｒ比を含んでいる（ステップ１５）。この測定は、例えばＧ／Ｂ比に交換または補足されてもよい。
【０１４６】
次に、（上記第１の部分と異なっていてもよい、または、同一であってもよい、）画像Ｉのフィールドの少なくとも１つの第２の部分において、色の口径食欠陥用の推定された大きさνが取得される。これは、この大きさνが算出された測定μ（Ｉ）依存し、色の口径食から生じる色の変化と同一オーダの変化を有するように取得される。
【０１４７】
これを為すために、画像Ｉは、例えば、Ｇ／Ｒ（および／またはＧ／Ｂ）における変化がゆっくりである均一なゾーンＺｉを決定するために、上述のように分割される。均一なゾーンＺｉ内において、同様のＧ／Ｒ（および／またはＧ／Ｂ）の値を有する画像Ｉの隣接する点が、例えば、所定の閾値未満により区別される値を伴うグループのようにグループ分けされる。
【０１４８】
色の口径食をモデルとし、上記特性ｉ）およびｉｉ）を保証するために、例えば、座標（ｘ，ｙ）を有する任意の点に対して、
・均一なゾーンＺｉの内側では、
【０１４９】
【数２】
0005592486.tif 000003
・均一なゾーンの外側では、
【数３】
0005592486.tif 000004
のような、例えば、次数が３または４の多項式Ｐ（ｘ，ｙ）のような関数であって、大きさνとして機能する、ゆっくりとした変化を伴う関数を探してもよい。ここで、Ｇ、ＲおよびＢは、それぞれ緑色、赤色および青色チャネルにおける点（ｘ，ｙ）にて測定された強度を表している。また、Ｇｉ、ＲｉおよびＢｉは、それぞれ緑色、赤色および青色チャネルのゾーンＺｉにおける基準点にて測定された強度を表している。更に、∇は勾配演算子を表している（ステップ１６）。
【０１５０】
この問題を解決し、上記の条件を満足する多項式Ｐ（ｘ，ｙ）を取得するために、例えば、
・均一なゾーンＺｉの内側では、
【数４】
0005592486.tif 000005
・均一のゾーンの外側では、
【数５】
0005592486.tif 000006
と表される量を最小にするという二次式の、かつ線形的な問題に到達し得る。
【０１５１】
この例では、取得された多項式Ｐ（ｘ，ｙ）は、画像Ｉと異なっていてもよい、または、同一であってもよい少なくとも１つの画像Ｉ’に対して、色の口径食用の補正パラメータ（例えば、多項式自身、この多項式の係数、等）を直接与える。このような多項式Ｐ（ｘ，ｙ）は、画像Ｉ’の全フィールドにおいて規定される。
【０１５２】
これらの補正パラメータに基づく補正は、例えば、以下のように為されてもよい。画像Ｉ’における座標（ｘ，ｙ）である任意の点に対して、チャネルＧが変更なしのままで、Ｒ（および／またはＢ）チャネルにおける値が、Ｒ’＝Ｐ（ｘ，ｙ）．Ｒ（および／またはＢ’＝Ｐ（ｘ，ｙ）．Ｂ）のような補正された値Ｒ’（および／またはＢ’）に補正される。
【０１５３】
実際には、Ｐ（ｘ，ｙ）が、
・均一なゾーンＺｉでは、
【数６】
0005592486.tif 000007
のように決定されたので、このゾーンＺｉにおける点に対する比Ｇ／Ｒ’（および／またはＧ／Ｂ’）は、Ｇｉ／Ｒｉ（および／またはＧｉ／Ｂｉ）と略等しい。換言すれば、均一なゾーンの各々の内側では、色が、上記ゾーンにおける選択された基準点の色と実質的に対応するように補正された。したがって、色の口径食に関連した測色の変化は、多かれ少なかれ、均一なゾーンの各々から除外される。
【０１５４】
また、画像Ｉの全体内におけるゆっくりとした変化を表す多項式Ｐ（ｘ，ｙ）が決定されたので（すなわち、
【数７】
0005592486.tif 000008
であると決定されたので）、色の口径食の影響は均一なゾーンの外側では限定される。
【０１５５】
これは、色の口径食を推定して補正する単に１つの例に過ぎないことが理解されよう。また、この欠陥の推定および補正は、画像Ｉにおいて均一なゾーンを明白に規定する必要無しに決定されてもよい。
【０１５６】
なお、ゲインを１つ以上のチャネルに適用することによる色の口径食の補正は、唯一の補正モデルではない。例えば、より一般的な補正は、係数がフィールドの位置に依存している行列であって、フィールドの位置に依存するように異なるチャネルを組み合わせる行列を適用することである。先の補正は、対角行列という特有のケースに対応するものである。それを任意の高次モデルに簡単に正則化することができる。
【０１５７】
取り込まれた画像はエッジの方が中心よりも暗くなる輝度の口径食欠陥を推定するように、色の口径食のためにちょうど記述された例が簡単に変換され得る。
【０１５８】
これを為すために、異なる色のチャネルにおける値の比（Ｇ／Ｒおよび／またはＧ／Ｂ）を測定μ（Ｉ）として用いるよりもむしろ、１つ以上のチャネルに対する光強度値（例えば、ＧまたはＲもしくはＢ）が考慮される。さもなくば、ちょうど記述されたものと同様の方法による多項式Ｐ（ｘ，ｙ）の決定が、このケースには同等に好適である。
【０１５９】
他の例では、画像Ｉのフィールドにおけるブラーの変化が、例えば、フィールドの曲率、および／または、画像取込システム１によりもたらされた長手方向の色収差に起因して推定される。
【０１６０】
画像Ｉのフィールドの少なくとも第１の部分において、少なくとも１つのブラーレベルに関する測定μ（Ｉ）が算出される。
【０１６１】
続いて、（上記第１の部分と同一であってもよい、または、少なくとも部分的に異なっていてもよい、）画像Ｉのフィールドの少なくとも１つの第２の部分において、ブラーの変化の推定された大きさνが取得される。この大きさνは、算出された測定μ（Ｉ）に依存しており、ブラーの変化から生じる変化と同一オーダの変化を有している。これを実行するために、ブラーレベルを所定の値にするための局所的なエンハンスメントフィルタを適用してもよい。
【０１６２】
一例として、ブラーのレベルが、画像Ｉの各点ｘにて、赤色Ｒおよび緑色Ｇチャネルの各々に対して算出されてもよい。ブラーのこれらのレベルは、ＦR（ｘ）およびＦG（ｘ）と示される。続いて、従来のエッジ検出アルゴリズムを用いて画像Ｉにおいて識別された、背景Ｓにおける物体のエッジに対して、チャネルＲおよびＧ間の相対的なブラー、例えば比ＦR（ｘ）／ＦG（ｘ）が全体的に一定である。この目的のために、一定である比ＦR（ｘ）／ＦG（ｘ）を近似する多項式Ｐ（ｘ）ような、ゆっくりとした変化を伴う関数が、大きさνに対して決定される。識別されたエッジとは別に、Ｐ（ｘ）の勾配が、例えば、フィールド内における多項式の正則性を保証するために最小にされる。
【０１６３】
当業者には明白であるように、画像取込システムの他の欠陥が、本発明の原理にしたがって、補正の目的のために推定される。幾つかの非限定的な例が、以下に記述されている。
【０１６４】
ベイヤーアレイの画素ＧｒおよびＧｂ間の緑色レベルにおける差分を限定するために、比Ｇｒ／Ｇｂが、測定μ（Ｉ）として算出されてもよく、このようにして、クロストークの変化を表す大きさνを取得する。
【０１６５】
他の欠点は、強力な光源が、フィールドに近接して、またはフィールドにおいて存在する際に、センサ上にて輝く光学フレアである。フレアは、光学システム内における浮遊反射(stray reflection)に起因するものである。この影響は、コントラストを低減させつつ色をくすませる光の膜を画像全体に亘り生成する。それは、ＧｒおよびＧｂ間に差分をもたらすことが多い。このＧｒおよびＧｂ間の差分により、フレアの変化を検出して測定することができ、色のレンダリングおよびコントラストを背景に適合させることができる。したがって、特性の測定は、画像取込条件に依存するＧｒおよびＧｂ間の差分である。大きさは、画像取込条件およびフィールドにおける位置に依存する、黒点のシフト量である。
【０１６６】
他の例では、非点収差を推定するために、ブラースポットの向き付けの測定μ（Ｉ）が算出される。
【０１６７】
他の例は、形状歪みの推定に関するものである。画像取込システムのこの欠陥は、撮像された背景の直線が、取り込まれた画像において直線として現われないものである。この欠陥を推定するために、例えば、取り込まれた画像Ｉに正則化エッジを配置してもよい。続いて、配置されたエッジにおける局所的な曲率の測定μ（Ｉ）が算出され、大きさνが、フィールド全体の強度における変化のマップに対応して取得されてもよい。
【０１６８】
他の例は、横方向の色収差に関するものである。画像取込システムのこの欠陥は、波長に依存する強度をもたらす。この欠陥を推定するために、例えば、取り込まれた画像Ｉに正則化エッジを配置してもよい。続いて、これらのエッジの位置における差分の測定μ（Ｉ）が、（例えば、異なるチャネルＲ、Ｇ、およびＢにおける）異なる波長または波長の範囲に対して算出されてもよく、これらの波長または波長の範囲間の位置における差分のマップに対応する大きさνが取得される。位置におけるこの差分は、エッジに対して垂直方向にのみ局所的に算出されてもよい。なお、横方向の色収差により径方向における強度がもたらされる場合、取り込まれた画像Ｉの中心を通過しないエッジを用いて測定μ（Ｉ）を算出することのみが可能である。全てのエッジが画像の中心を通過する場合、横方向の色収差は補正されないが、補正が不要であるこの収差は、画像に影響を及ぼさない。より現実的で一般的なケースでは、画像は、複数の方向に複数のエッジを含んでいる。色収差がフィールド内においてゆっくりと変化する現象であるという事実を用いることにより、マップの変位νが、あらゆる場所および全方向において推定されてもよい。
【０１６９】
他の例は、非均一な黒レベルに関するものである。この欠陥により、与えられた量の光を受光した画像取込システムが、完全には線形でない応答を返してしまう。特に、光が全く存在しない場合であっても、返された値は０ではなく、フィールド内における位置に依存する。この欠陥を推定するために、センサの応答に対応する測定μ（Ｉ）が、取り込まれた画像Ｉの暗い位置に対して算出されてもよく、フィールド全体に対するセンサの応答を推定する大きさνが取得される。
【０１７０】
他の例は、非均一なノイズに関するものである。この欠陥は、画像取込システムが、可変強度のノイズを生成する異なるパーツを含んでいるという事実に関するものである。この欠陥を推定するために、局所的なノイズ分散の測定μ（Ｉ）が算出されてもよく、局所的なノイズ分散を広げる局所的なゲインを推定することにより、大きさνが取得される。そして、取得された大きさνからもたらされた補正パラメータを用いて、ノイズに対して画像Ｉ’を補正することができる。補正された画像Ｉ’は、略均一なノイズを含んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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