(57)【要約】【課題】従来からの像面湾曲に基づいて求められる、レンズ中心からレンズ周辺までの各像高に対する、水平・垂直方向のエッジ強調を適用して画像を取得した場合、弊害による画質劣化が観測された。【解決手段】軸対称な撮像光学系を有する撮像装置からの信号を処理する画像処理装置であって、前記撮像光学系の光軸と撮像装置の撮像面との交点である撮像中心のエッジ強調パラメータ設定値に対し、像高に応じて所定のゲインを乗算したものを、所定の像高に対するエッジ強調パラメータ設定値として画像処理を実施する画像処理装置であって、前記所定のゲインは各像高の光学特性に応じて決定することを特徴とする。【選択図】  図１
2014032474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸対称な撮像光学系を有する撮像装置からの信号を処理する画像処理装置であって、前記撮像光学系の光軸と撮像装置の撮像面との交点である撮像中心のエッジ強調パラメータ設定値に対し、像高に応じて所定のゲインを乗算したものを、所定の像高に対するエッジ強調パラメータ設定値として画像処理を実施する画像処理装置であって、前記所定のゲインは各像高の光学特性に応じて決定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記光学特性は各像高の非点収差であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
撮像面における撮像中心のＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）をＳＦＲ（ｒ＝０）、所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＳＦＲをＳＦＲ＿ｍ（ｒ）、サジタル面でのＳＦＲをＳＦＲ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＳＦＲ＿ｍ（ｒ）−ＳＦＲ＿ｓ（ｒ）｜／ＳＦＲ（ｒ＝０）＞ａ
（ただし、０≦ａ≦１）
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定のゲイン値以下に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記所定のゲイン値は、｜ＳＦＲ＿ｍ（ｒ）−ＳＦＲ＿ｓ（ｒ）｜／ＳＦＲ（ｒ＝０）＝ａを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ａ＝０．４であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記撮像面における撮像中心のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をＭＴＦ（ｒ＝０）、所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｍ（ｒ）、サジタル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＞ｂ
（ただし、０≦ｂ≦１）
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記所定のゲイン値は、｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＝ｂを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記ｂ＝０．４であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記撮像面における所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＭＴＦが最大値を示すベストピント位置をＢＰ＿ｍ（ｒ）、サジタル面での前記ベストピント位置をＢＰ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＞ΔＢＰ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記所定のゲイン値は、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＝ΔＢＰを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記ΔＢＰ＝５０（μｍ）であることを特徴とする請求項９又は請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記光学特性は各像高のコマ収差であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記撮像面上の所定の像高ｒにおけるコマ収差による尾引き量をＣｏｍａ（ｒ）とした場合、
Ｃｏｍａ（ｒ）＞ＣＭ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記所定のゲイン値は、Ｃｏｍａ（ｒ）＝ＣＭを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記ＣＭ＝１５（μｍ）であることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記光学特性は各像高の倍率色収差であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記撮像面上の所定の像高ｒにおける倍率色収差による色尾引き量をＣｏｌ（ｒ）とした場合、
Ｃｏｌ（ｒ）＞ＣＬ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記所定のゲイン値は、Ｃｏｌ（ｒ）＝ＣＬを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記ＣＬ＝１０（μｍ）であることを特徴とする請求項１７又は請求項１８記載の画像処理装置。
【請求項２０】
軸対称な撮像光学系を有する撮像装置からの信号を処理する画像処理方法であって、前記撮像光学系の光軸と撮像装置の撮像面との交点である撮像中心のエッジ強調パラメータ設定値に対し、像高に応じて所定のゲインを乗算したものを、所定の像高に対するエッジ強調パラメータ設定値として画像処理を実施する画像処理装置であって、前記所定のゲインは各像高の光学特性に応じて決定することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２１】
前記光学特性は各像高の非点収差であることを特徴とする請求項２０に記載の画像処理方法。
【請求項２２】
前記撮像面における撮像中心のＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）をＳＦＲ（ｒ＝０）、所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＳＦＲをＳＦＲ＿ｍ（ｒ）、サジタル面でのＳＦＲをＳＦＲ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＳＦＲ＿ｍ（ｒ）−ＳＦＲ＿ｓ（ｒ）｜／ＳＦＲ（ｒ＝０）＞ａ
（ただし、０≦ａ≦１）
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定のゲイン値以下に設定することを特徴とする請求項２１に記載の画像処理方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の所定のゲイン値は、｜ＳＦＲ＿ｍ（ｒ）−ＳＦＲ＿ｓ（ｒ）｜／  ＳＦＲ（ｒ＝０）＝ａを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする、請求項２２記載の画像処理方法
【請求項２４】
前記ａ＝０．４であることを特徴とする請求項２２又は請求項２３に記載の画像処理方法。
【請求項２５】
前記撮像面における撮像中心のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をＭＴＦ（ｒ＝０）、所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｍ（ｒ）、サジタル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＞ｂ
（ただし、０≦ｂ≦１）
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項２１に記載の画像処理方法。
【請求項２６】
前記所定のゲイン値は、｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＝ｂを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項２５に記載の画像処理方法。
【請求項２７】
前記ｂ＝０．４であることを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の画像処理方法。
【請求項２８】
前記撮像面における所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＭＴＦが最大値を示すベストピント位置をＢＰ＿ｍ（ｒ）、サジタル面での前記ベストピント位置をＢＰ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＞ΔＢＰ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項２１に記載の画像処理方法。
【請求項２９】
前記所定のゲイン値は、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＝ΔＢＰを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項２８に記載の画像処理方法。
【請求項３０】
前記ΔＢＰ＝５０（μｍ）であることを特徴とする請求項２８又は請求項２９に記載の画像処理方法。
【請求項３１】
前記光学特性は各像高のコマ収差であることを特徴とする請求項２０に記載の画像処理方法。
【請求項３２】
前記撮像面上の所定の像高ｒにおけるコマ収差による尾引き量をＣｏｍａ（ｒ）とした場合、
Ｃｏｍａ（ｒ）＞ＣＭ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項３１に記載の画像処理方法。
【請求項３３】
前記所定のゲイン値は、Ｃｏｍａ（ｒ）＝ＣＭを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項３２に記載の画像処理方法。
【請求項３４】
前記ＣＭ＝１５（μｍ）であることを特徴とする請求項３２又は請求項３３に記載の画像処理方法。
【請求項３５】
前記光学特性は各像高の倍率色収差であることを特徴とする請求項２０に記載の画像処理方法。
【請求項３６】
前記撮像面上の所定の像高ｒにおける倍率色収差による色尾引き量をＣｏｌ（ｒ）とした場合、
Ｃｏｌ（ｒ）＞ＣＬ
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定することを特徴とする請求項３５に記載の画像処理方法。
【請求項３７】
前記所定のゲイン値は、Ｃｏｌ（ｒ）＝ＣＬを示すときの像高ｒでのゲイン値以下の設定値であることを特徴とする請求項３６に記載の画像処理方法。
【請求項３８】
前記ＣＬ＝１０（μｍ）であることを特徴とする請求項３６又は請求項３７に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の軸対称な光学系を有する撮像装置の画像処理装置および画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、一般に一つの光軸に対し、軸対称な形状を持つレンズ等の撮像光学系が用いられる。
【０００３】
このような撮像光学系の結像光学特性は、基本的に、撮像面上では画面の中心（光軸と撮像面の交点）から動径方向への距離（像高）に依存している。この像高に依存した光学特性として、球面収差、非点収差、コマ収差、像面湾曲、色収差があり、これらの収差により画像劣化として現れるのである。
【０００４】
従来、上記収差による画像劣化の補正を行うために、収差が最小値を示すようにレンズ等の撮像光学系構成の最適化を実施ししている。
【０００５】
また他方で、画像処理による画質劣化の補正も行っており、エッジ強調などの処理を実施することにより、収差による画像のコントラスト低下を防止する等の方法がとられてきた。
【０００６】
上記エッジ強調処理に関し、より詳細に述べると、画面上の水平方向のエッジを強調するエッジ強調手段と垂直方向のエッジを強調するエッジ強調手段を備えた撮像装置を用いるのが一般的である。
【０００７】
上述の像高に応じた収差による画像劣化に対応するために、この二種類のエッジ強調の強度を像高に応じて変化するように画像処理を実施する。より具体的には、画面中心付近で調整されたエッジ強調の強度に対し、各像高で所定のゲインを乗算したエッジ強調の強度を算出して、これを用いて画像処理を行う。これにより、像高毎の収差に対応した画像劣化を抑制することができるのである。
【０００８】
さらに、特許文献１では、撮像光学系の動径方向に垂直なエッジを強調するエッジ強調手段と方位角方向に垂直なエッジを強調するエッジ強調手段の二種類のエッジ強調手段を有する画像処理装置、及び、画像処理方法が開示されている。
【０００９】
ここで開示されているエッジ強調手段は、上記二つのエッジ強調手段として、二種類のバンドパスフィルターが用意されている。そして、動径、方位角、画角、絞り、もしくは、被写体距離の大きさにより、この二種類のエッジ強調手段の比率を変化させることで、収差（特に非点収差）による画像劣化をより抑制した画像処理を行うことができるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２１１２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、特許文献１では、動径方向。及び、方位角方向で補正を実施したい領域数の分のバンドパスフィルターを必要とし、演算回路やメモリなどが必要であり、これらの機能追加によるコストアップを招くという問題があった。
【００１２】
また、演算回路を用いてバンドパスフィルターを導出する場合、導出のための演算処理時間も必要とされ、撮影の高速化を妨げるという問題も生じる。
【００１３】
一方で、前述した水平方向・垂直方向のエッジ強調手段を用いる画像処理の場合、補正したい像高（動径方向）数のゲイン設定は必要であるが、方位角に関しては考慮する必要はない。従って、特許文献１に比べ、機能追加としても小規模なものであり、コスト的にも撮影パフォーマンス的にも望ましい。
【００１４】
しかし、上記画像処理には、以下のような画質的な問題が生じることが判明した。
【００１５】
図４及び図５は、それぞれ、ある撮像光学系のデジタルカメラにおける、水平方向・垂直方向のエッジ強調手段を用いて画像処理を行った場合の、像高ｒに対するゲイン設定値、及び、解像度に関してグラフ化した一例である。
【００１６】
図４及び図５のグラフの横軸はともに像高ｒであり、ｒ＝０％が軸上（画面中心）、ｒ＝１００％が画像の対角線上（ここでは、画像幅：画像高さ＝４：３の画像上の対角線上）における最軸外の位置を示す。
【００１７】
また、図４のグラフの縦軸はゲインであり、軸上のエッジ強調設定値で規格化した値を示している。すなわち、ゲイン＞１の場合は軸上のエッジ強調よりも強めに、ゲイン＜１の場合は軸上のエッジ強調よりも弱めにエッジ強調を実施することを示している。そして、各像高ｒでのエッジ強調の設定値としては、軸上のエッジ強調設定値に図４のゲインの値を単純に乗算したものが設定される。
【００１８】
図５のグラフの縦軸は、カメラで撮影した図１８−（ｂ）の画像によるＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）から導出される解像度に関する測定値である。
【００１９】
図１８−（ｂ）は、水平方向の横線（１１）、及び、垂直方向の縦線（１２）が対角線上に配置しているチャート（図１８−（ａ））をカメラで撮影した画像である。チャートの横線（１１）同士、及び、縦線（１２）同士の線間隔はいずれもある所定の値で一定間隔となっており、この間隔が解像度の指標となる。
【００２０】
図１８−（ｂ）の撮影画像のチャート部における、最大輝度をＩｍａｘ、最低輝度をＩｍｉｎとした場合、
ＳＦＲ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）
で表され、ＳＦＲが大きい値ほど画像の視認性が良好であり、解像力があることを示している。
【００２１】
図５のグラフの縦軸は、軸上のＳＦＲをＳＦＲ（ｒ＝０）、像高ｒでのＳＦＲをＳＦＲ（ｒ）としたときの、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）で表される値である。従って、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）＞１の場合は軸上よりも像高ｒでの解像力の方が良好であることを示し、過補正状態であることを表す。逆に、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）＜１の場合は、補正不足状態であることを表す。
【００２２】
図５に関しては、図４で示すエッジ強調処理を行うことにより、垂直方向縦線（１２）から求まる「水平ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）」も水平方向横線（１１）から求まる「垂直ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）」も、像高によらず、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）≒１となっている。つまり、ＳＦＲは像高によらず軸上のＳＦＲ（＝ＳＦＲ（ｒ＝０））で一定であり、画像のエッジ状態の像高特性として望ましい。従来は、水平・垂直エッジから求まる補正値（像高ｒに対するゲイン設定値）の導出工程として、上述のようなＳＦＲの像高特性が得られた段階で終了とし、この補正値をデジタルカメラに設定することとしていた。
【００２３】
一方で、図６は、図１９−（ａ）をカメラで撮影して得られた図１９−（ｂ）により求めた、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を示す。
【００２４】
図に示される方位角方向線（１４）から求まる「メリジオナルＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）」＜１で補正不足状態を示し、動径方向線（１３）から求まる「サジタルＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）」＞１で過補正状態を示すという、相反する補正状態となっていることが分かる。
【００２５】
つまり、従来の補正値導出方法では、撮像光学系によっては、水平・垂直エッジのＳＦＲの像高特性は良好であるものの、メリジオナル・サジタルエッジに関しては、相反する補正状態を示すこともあり得るということが判明したのである。
【００２６】
図２０は、被写体（図２０−（ａ））、及び、上述のような状態の撮像光学系により撮影した被写体画像・自然画（図２０−（ｂ））を模式的に説明した図である。Ａ領域は例えば芝生のような被写体を示している。
【００２７】
そして、ここで示すように、前述のようなＳＦＲの像高特性を示す撮像光学系で撮影を行った場合、観測されないはずの同心円状のスジが形成されている画像を取得してしまい、画質劣化を招くということが判明したのである。
【００２８】
そこで、本発明は、コストアップ、及び、撮影パフォーマンスの低下を招くことなく、かつ、収差による画像劣化、特に軸外の画質劣化を弊害なく抑制でき、解像感の良好な画像処理装置、及び、画像処理方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
軸対称な撮像光学系を有する撮像装置からの信号を処理する画像処理装置であって、前記撮像光学系の光軸と撮像装置の撮像面との交点である撮像中心のエッジ強調パラメータ設定値に対し、像高に応じて所定のゲインを乗算したものを、所定の像高に対するエッジ強調パラメータ設定値として画像処理を実施する画像処理装置であって、前記所定のゲインは各像高の光学特性に応じて決定することを特徴とする画像処理装置。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、コストアップ、及び、撮影パフォーマンスの低下を招くことなく、解像感向上のための像高に対する画像補正パラメータとして適切に導出・設定することができ、画像処理による弊害を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１で適用した、本発明の画像処理パラメータ導出方法により求めたゲイン値の像高特性
【図２】実施例１における本発明の画像処理を適用したときの水平・垂直エッジの解像度の像高特性
【図３】実施例１における本発明の画像処理を適用したときのメリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図４】実施例１および実施例２で用いた撮像光学系における、従来の画像処理パラメータ導出方法により求めたゲイン値の像高特性
【図５】実施例１における従来の画像処理を適用したときの水平・垂直エッジの解像度の像高特性
【図６】実施例１における従来の画像処理を適用したときのメリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図７】実施例２で適用した、本発明の画像処理パラメータ導出方法により求めたゲイン値の像高特性
【図８】実施例２における本発明の画像処理を適用したときの水平・垂直エッジの解像度の像高特性
【図９】実施例２における本発明の画像処理を適用したときのメリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図１０】実施例１および実施例２で用いた撮像光学系における、画面中心近辺で決定される画像処理パラメータで、全像高に対し画像処理を一律に適用した場合の、メリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図１１】実施例３で適用した、本発明の画像処理パラメータ導出方法により求めたゲイン値の像高特性
【図１２】実施例３における本発明の画像処理を適用したときの水平・垂直エッジの解像度の像高特性
【図１３】実施例３における本発明の画像処理を適用したときのメリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図１４】実施例３で用いた撮像光学系における、従来の画像処理パラメータ導出方法により求めたゲイン値の像高特性
【図１５】実施例３で用いた撮像光学系における、画面中心近辺で決定される画像処理パラメータで、全像高に対し画像処理を一律に適用した場合の、メリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性
【図１６】実施例３の撮像光学系の規格化ＭＴＦによるデフォーカス特性
【図１７】実施例３の撮像光学系のメリジオナル、及び、サジタル間のベストピント位置差の像高特性
【図１８】水平・垂直エッジの解像度の像高特性解析チャートの説明図（ａ）、及び、デジタルカメラで撮影した時の模式図（ｂ）
【図１９】メリジオナル・サジタルエッジの解像度の像高特性解析チャートの説明図（ａ）、及び、デジタルカメラで撮影した時の模式図（ｂ）
【図２０】実施例１〜３までの弊害確認画像（自然画）の模式説明図（ａ）、及び、弊害を示した模式説明図（ｂ）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
本発明のエッジ強調パラメータを導出するにあたって、従来の画像処理パラメータが設定されているデジタルカメラを用いて行う。
【００３４】
従来の画像処理パラメータとは、エッジ強調以外のホワイトバランス等の色に関する画像処理パラメータや、従来の軸上付近の画像エッジ調整によるエッジ強調パラメータ等の画像処理パラメータのことを指す。
【００３５】
本実施例では、像高ｒに依存する収差に応じたエッジ強調パラメータを導出することを目的としている。より具体的には、像高ｒに応じて変化するゲインを求め、画像処理時に上述した軸上のエッジ強調パラメータに対し前記導出ゲインを乗算したものを、像高ｒでのエッジ強調パラメータとして用いる。
【００３６】
以上の像高依存のゲインは、図１８−（ａ）で示すチャートを撮影し、図１８−（ｂ）で示す撮影画像が取得され、この撮影画像の横線・縦線から構成されるチャート部のＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を測定・解析すをることにより求められる。
【００３７】
ここで、図１８−（ａ）のチャートに関し説明を加えると、水平方向横線（１１）と垂直方向縦線（１２）で構成されたＬ字状のチャートを、画像面上の対角線方向に複数個配置させている。
【００３８】
このＬ字チャートの間隔は等間隔であり、この間隔が解像度を表す指標となっている。本発明では、デジタルカメラのセンサーの画素ピッチから求まるナイキスト周波数による解像度本数をｆｎ（本／ｍｍ）とした場合、撮像面上のＬ字チャート間隔が０．４×ｆｎ（本／ｍｍ）になるように、図１８−（ａ）のＬ字チャート間隔を決定したものを用いた。本実施例では、撮像面上のＬ字チャート間隔が０．４×ｆｎ（本／ｍｍ）になるようにＬ字チャート間隔を定めたが、これに限るものではなく、どのような解像度本数でも、本発明の効果を得ることができる。
【００３９】
また、本実施例では、Ｌ字チャートにおいて、水平方向横線（１１）同士の間隔と垂直方向縦線（１２）同士の間隔は同じになるように設定している。
【００４０】
以上の図１８−（ａ）のチャートをデジタルカメラで撮影したものが、図１８−（ｂ）である。この撮影画像を用いて、各像高ｒでのＳＦＲを測定する。像高に関しては、図１８−（ｂ）の撮影画像における中心が撮像光学系における軸上に相当し、像高ｒ＝０％となり、撮影画像の４隅が最軸外の像高ｒ＝１００％となっている。
【００４１】
ＳＦＲの導出方法としては、まずは所定の像高ｒにおける、隣り合うＬ字チャートにおける水平方向横線（１１）同士、もしくは、垂直方向縦線（１２）同士の輝度の変化を撮影画像から読み取る。より詳しくは、各線同士間における、Ｌ字チャート上の輝度の最も低い最低輝度をＩｍｉｎ、Ｌ字チャート間の輝度の最も高い最高輝度をＩｍａｘを所定の像高ｒで求める。そして、これを用いて、下記式により、ＳＦＲが求まる。
ＳＦＲ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）
以上のようにして、水平方向横線（１１）同士による垂直エッジにおよる垂直ＳＦＲと垂直方向縦線（１２）同士による水平エッジによる水平ＳＦＲの２種類の像高特性が求まるのである。
【００４２】
そして、この垂直ＳＦＲ、及び、水平ＳＦＲの像高特性が全像高で同程度の値になるように、像高ｒでのエッジ強調パラメータであるゲイン値を導出する。
【００４３】
図４は、以上のようにして求めたゲイン値の像高特性であり、図５は、このときの垂直ＳＦＲ、及び、水平ＳＦＲの像高特性を示している。
【００４４】
図５のグラフの縦軸は、軸上のＳＦＲをＳＦＲ（ｒ＝０）、像高ｒでのＳＦＲをＳＦＲ（ｒ）としたときの、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）で表される値である。従って、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）＞１の場合は軸上よりも像高ｒでの解像力の方が良好であることを示し、過補正状態であることを表す。逆に、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）＜１の場合は、補正不足状態であることを表す。
【００４５】
図５では、像高ｒによらずＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）≒１となっているので、画像対角線上における水平ヘッジ、及び、垂直エッジに関しては、どの像高でも同程度のエッジが形成されており、従来のパラメータ導出方法としては望ましいものとなっている。
【００４６】
図４のゲイン・パラメータを導出する際のより具体的な指標としては、全像高範囲における、最大ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）と最小ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の差として、０．１以下となるようにパラメータを決定している。これにより、全像高範囲で解像感の差による視覚的な違和感はほぼなくなり、好ましい。
【００４７】
また、さらに好ましくは、最大ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）と最小ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の差は０．１以下、かつ、各像高ｒのＳＦＲ（ｒ）として、ＳＦＲ（ｒ）＜ＳＦＲ（ｒ＝０）であることが望ましい。これにより、軸外の像高の解像感の方が軸上（画像中心）の解像感よりもよくなるという、視覚的な違和感を抑制することができ、好ましい。
【００４８】
一方で、図６は、本実施例における図４で求めたゲイン・パラメータを設定して、図１９−（ａ）のチャートを撮影し、撮影画像である図１９−（ｂ）によりＳＦＲを求めたものである。
【００４９】
ここで、図１９−（ａ）のチャートを説明すると、チャートには画像対角線と平行な関係の動径方向線（１３）と、同対角線、及び、動径方向線（１３）と垂直な関係の方位角方向線（１４）の２種類の直線が、画像対角線上に描画されている。
【００５０】
以上のような図１９−（ａ）のチャートを撮影した画像の図１９−（ｂ）に対し、動径方向線（１３）同士によるＳＦＲがサジタルＳＦＲ、方位角方向線（１４）同士によるＳＦＲがメリジオナルＳＦＲであり、新たに２種類のＳＦＲが求まる。すなわち、図１９−（ａ）のチャートを用いることにより、撮像光学系のサジタル面、及び、メリジオナル面でのＳＦＲを求めることができる。
【００５１】
図６は、図４で求めたゲイン・パラメータを設定して撮影したときの、前述の２種類のＳＦＲから求まるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性である。図６の結果から、サジタルエッジで過補正、メリジオナルエッジで補正不足の傾向を示しており、像高ｒの増加に伴い、サジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δが拡大していることが分かる。
【００５２】
また、この時、図２０−（ａ）の被写体を図４のゲイン・パラメータで撮影した場合、像高ｒ＝７０％以上で、図２０−（ｂ）で示す弊害であるスジ（２０）が観測された。図６から、像高ｒ＝７０％でΔ＝０．４であり、さらに軸外のΔ＞０．４の場合に弊害のスジが観測されることを表している。すなわち、図４における像高ｒ＝７０％のゲイン値以上のエッジ強調設定に設定するとスジが観測されることを示している。
【００５３】
ここで、上記弊害スジに関して、以下に説明を加える。
【００５４】
図２０−（ａ）の被写体を撮影した画像、すなわち、芝生のようなランダムな方向の描画線で形成されたＡ領域を有する画像を、本実施例のような撮像光学系で撮影したときに弊害となるスジが観測される。つまり、メリジオナル・サジタル間の解像度差が大きいものほど、この弊害スジは顕著なものとなる。
【００５５】
本実施例の撮像光学系のような、サジタルエッジを形成する描画線に関してはより解像度が高く、これに対し、メリジオナルエッジを形成する描画線に関しては解像度が低い状況で弊害スジが観測される。
【００５６】
このような状況で、前述のランダムな方向の描画線による被写体に対し図４のパラメータで画像処理を行った場合、サジタルエッジを形成する描画線はくっきり描画され、メリジオナルエッジを形成する描画線はぼやけて描画される。そして、この視覚的な差はメリジオナル・サジタル間の解像度差が大きいものほど顕著なものとなり、レンズ等の軸対称な光学系においては同心円状のスジとして視認されるのである。
【００５７】
また一方で、図１０は、全像高のエッジ強調として軸上のエッジ強調設定のみで一律に画像処理を行った場合のサジタルエッジ、及び、メリジオナルエッジのＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を示す。サジタルエッジは像高ｒによらずほぼＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）＝１で一定であるが、メリジオナルエッジは像高ｒの増加に伴い、ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）は低下し、補正不足を示している。
【００５８】
また、サジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δに関しては、高像高側でΔ＞０．４以上になっており、図６の結果と同様の結果を示している。
【００５９】
しかし、このパラメータ設定で図２０−（ａ）を撮影した場合、高像高側においても前記したようなスジ（２０）はほとんど視認できない。すなわち、サジタル、メリジオナル間で過補正状態と補正不足状態が混在しなければ、Δ＞０．４の像高領域でも弊害のスジは目立たないことを表している。
【００６０】
以上の結果から、サジタル、メリジオナル間で過補正状態と補正不足状態が混在する場合は、弊害のスジを発生させないために、Δ＜０．４となるゲインを設定する必要がある。すなわち、図４においては像高ｒ＝７０％のゲイン値以下に、エッジ強調を設定する必要がある。
【００６１】
図１は本実施例のゲイン値の像高特性であり、従来方法により導出した図４のゲイン値の像高特性に対し、像高ｒ＝５０％のゲイン値を上限とし、上限を超えるゲイン値に対しては像高ｒ＝５０％のゲイン値を割当てたものとなっている。
【００６２】
本実施例では、ゲイン値の上限として、像高ｒ＝５０％のゲイン値を割当てたが、これに限るものではなく、前記した通り、ゲイン値の設定として像高ｒ＝７０％のゲイン値以下であれば本発明の効果を得ることができる。
【００６３】
図２及び図３は、それぞれ、図１のゲイン・パラメータを設定した時の水平・垂直エッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性、及び、サジタル・メリジオナルエッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を示す。
【００６４】
図２の結果から、水平・垂直エッジに関しては、全像高で最大ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）と最小ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の差は０．１以下であり、像高によらず軸上とほぼ同程度のエッジ状態を保持する特性を示していた。
【００６５】
また、図３の結果からは、サジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δに関し、像高ｒ＝８０％までΔ＜０．４となっており、従来の図４のゲイン設定時よりも像高にして＋１０％、Δ＜０．４の範囲がより軸外に拡大している。
【００６６】
さらに、図２０−（ａ）の被写体撮影を行った場合、弊害スジが視認できる領域はより軸外側（外周側）に拡大しており、像高８０％以上でうっすらスジが視認できる程度まで改善していることが確認できた。
【実施例２】
【００６７】
本実施例は、実施例１と同じデジタルカメラを用いており、エッジ強調処理におけるゲイン値の像高特性が異なること以外は、同様の画像処理パラメータ設定方法で導出したものある。
【００６８】
図７は、本実施例で適用したゲイン値の像高特性である。実施例１のゲイン値の像高特性（図１参照）に対し、像高ｒ＝７０％あたりから軸外ほど緩やかにゲイン値を下げる設定にしている。
【００６９】
図８及び図９は、それぞれ、水平・垂直エッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性、及び、サジタル・メリジオナルエッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を示す。
【００７０】
図８の結果から、水平・垂直エッジに関しては、全像高で最大ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）と最小ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の差は０．１以下であり、像高によらず軸上とほぼ同程度のエッジ状態を保持する特性を示していた。
【００７１】
また、図９の結果からは、サジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δに関しては、すべての像高でΔ＜０．４となっており、従来の図４のゲイン設定時よりも像高にして＋３０％、Δ＜０．４の範囲がより軸外に拡大している。
【００７２】
さらに、図２０−（ａ）の被写体撮影を行った場合、図９の結果を反映した形で、弊害スジは視認されず、本発明の効果が確認できた。
【実施例３】
【００７３】
本実施例は、実施例１、及び、実施例２とは異なる撮像光学系によるデジタルカメラを用いて行った。
【００７４】
図１５は、本実施例のデジタルカメラで図１９−（ａ）を撮影した画像を用いて、サジタルエッジ、及び、メリジオナルエッジのＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を求めた結果である。画像処理パラメータとしては、図１４で示す、従来の方法で導出したゲイン・パラメータを用いている。ちなみに、実施例１の図５で示したような、像高ｒによらずＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）≒１を示す結果が得られていた。
【００７５】
図１５で示されるように、像高ｒの増加とともにサジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δが拡大している。また、像高ｒ＞７５％でΔ＞０．４となっており、図２０−（ａ）の被写体の撮影を行った場合でも、像高ｒ＞７５％で弊害スジが確認された。
【００７６】
一方で、図１６は、像高ｒ＝０、３０、６０、９０％における、メリジオナル面（図１６−（ａ））、及び、サジタル面（図１６−（ｂ））でのデフォーカス特性を示している。
【００７７】
ここでのデフォーカス特性は、各デフォーカス量に対し、ナイキスト周波数による解像度本数をｆｎ（本／ｍｍ）とした場合、０．５×ｆｎ（本／ｍｍ）相当の周波数でＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を導出して、求めたものである。また、縦軸は、各像高ｒのデフォーカス特性における最大ＭＴＦで規格化した、規格化ＭＴＦで表している。
【００７８】
以上のような、図１６−（ａ）で示すメリジオナル面のデフォーカス特性に関しては、ＭＴＦが最大値を示すデフォーカス量ＢＰ＿ｍ（ｒ）は、像高ｒの増加に伴い、増加する傾向を示す。
【００７９】
一方で、図１６−（ｂ）で示すサジタル面のデフォーカス特性に関しては、ＭＴＦが最大値を示すデフォーカス量ＢＰ＿ｓ（ｒ）は、像高ｒによらず一定であった。
【００８０】
図１７は、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜の像高特性を示す。
【００８１】
前述の図２０−（ａ）の被写体の撮影結果から像高ｒ＞７５％で弊害スジが観測されており、すなわち、図１７の結果とから、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＞５０μｍの時に弊害スジが観測される。
【００８２】
すなわち、弊害スジを抑制するには、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＜５０μｍにする必要があり、図１７から像高ｒ＝７５％のゲイン値以下に、エッジ強調を設定する必要がある。
【００８３】
図１１は本発明のゲイン値の像高特性であり、図１４の従来方法により導出したゲイン値の像高特性における、像高ｒ＝６０％のゲイン値を上限とし、図１４で上限を超えるゲイン値に対しては像高ｒ＝６０％のゲイン値を割当てている。
【００８４】
ちなみに、図１７より、本実施例の撮像光学系においては、像高ｒ＝６０％の｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＝４０μｍであり、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＞４０μｍとなる像高ｒでは、像高ｒ＝６０％のゲイン値を割当てていることになる。
【００８５】
また、本発明においては、前記したように｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＞５０μｍの時に弊害スジが観測されるので、｜ＢＰ＿ｍ（ｒ）−ＢＰ＿ｓ（ｒ）｜＝５０μｍの時の像高ｒ＝７５％のゲイン値を図１４より導出して上限値としても、本発明の効果を得ることができる。
【００８６】
図１２及び図１３は、それぞれ、図１１のゲイン値の像高特性で画像処理を施したときの水平・垂直エッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性、及び、サジタル・メリジオナルエッジによるＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の像高特性を示す。
【００８７】
図１２の結果から、水平・垂直エッジに関しては、全像高で最大ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）と最小ＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）の差は０．１以下であり、像高によらず軸上とほぼ同程度のエッジ状態を保持する特性を示していた。
【００８８】
また、図１３の結果からは、サジタル、メリジオナル間のＳＦＲ（ｒ）／ＳＦＲ（ｒ＝０）差Δに関し、すべての像高でΔ＜０．４となっていた。
【００８９】
さらに、図２０−（ａ）の被写体撮影を行った場合、図１３の結果を反映した形で、弊害スジは視認されず、本発明の効果が確認された。
【００９０】
以上が、本発明の実施形態を説明したものになる。
【００９１】
実施例１及び２では、チャートによるＳＦＲの像高特性からゲイン値の像高特性を求めて画像処理に適用したが、光学シミュレーションなどから求まるＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）からでも、ゲイン・パラメータを導出することができる。
【００９２】
具体的には、撮像面における撮像中心のＭＴＦをＭＴＦ（ｒ＝０）、所定の像高ｒにおけるメリジオナル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｍ（ｒ）、サジタル面でのＭＴＦをＭＴＦ＿ｓ（ｒ）とした場合、
｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＞０．４
を示す、像高ｒにおけるゲインを所定の値以下に設定する。そして、｜ＭＴＦ＿ｍ（ｒ）−ＭＴＦ＿ｓ（ｒ）｜／ＭＴＦ（ｒ＝０）＝０．４を示すときの像高ｒでのゲイン値を上限値とするようにゲイン・パラメータを導出すればよい。
【００９３】
以上の画像処理においては、撮像光学系の非点収差をによる影響（弊害スジ）を抑制することを目的とし、軸上のエッジ強調パラメータに乗算するゲイン値の像高特性の決定方法に関するものである。
【００９４】
本発明はこれに限るものではなく、コマ収差、もしくは、倍率色収差など、像高に応じて変化する他の光学特性によりゲイン値の上限値を規定してもよい。
【００９５】
例えば、コマ収差による尾引き量をＣｏｍａ（ｒ）とした場合、従来導出方法によるゲイン値の像高特性、及び、Ｃｏｍａ（ｒ）の像高特性から、Ｃｏｍａ（ｒ）＝１５μｍとなる像高でのゲイン値を求め、これを上限値としてゲイン値の像高特性を導出する。ここで、Ｃｏｍａ（ｒ）は撮像面上での尾引きの長さであり、例えば、センサーの画素ピッチが１．５μｍの場合、およそ１０ｐｉｘｅｌ分の長さに相当する。
【００９６】
以上のようにして、軸上のエッジ強調パラメータに対し乗算するゲイン・パラメータを導出して画像処理を行うことにより、コマ収差によるにじみ領域を不必要に強調して画質を劣化させるような弊害を抑制することができる。
【００９７】
また、もう一つの例として、倍率色収差による色尾引き量をＣｏｌ（ｒ）とした場合、従来方法によるゲイン値の像高特性、及び、Ｃｏｌ（ｒ）の像高特性から、Ｃｏｌ（ｒ）＝１０μｍとなる像高でのゲイン値を求め、これを上限値としてゲイン値の像高特性を導出する。ここで、Ｃｏｌ（ｒ）は撮像面上での色尾引きの長さであり、例えば、センサーの画素ピッチが１．５μｍの場合、およそ７ｐｉｘｅｌ分の長さに相当する。
【００９８】
以上のようにして、軸上のエッジ強調パラメータに対し乗算するゲイン・パラメータを導出して画像処理を行うことにより、倍率色収差による色にじみ領域を不必要に強調して画質を劣化させるような弊害を抑制することができる。
【００９９】
また、上述の通り、本発明におけるゲイン値の上限値を規定する光学特性として、上記３種類（非点収差、コマ収差、倍率色収差）を挙げた。すなわち、３種類の光学特性につき、それぞれ、最大３種類のゲイン値の上限値が求まることになる。
【０１００】
最終的に画像処理装置として設定するゲイン値は、３つの上限値のうち、最も小さい値のものを選べば、全ての弊害に対して本発明の効果を発揮することができる。
【０１０１】
一方で、上述の最も小さいゲイン値を上限値に設定した場合、解像感の観点ではエッジが最も鈍る方向に画像処理されることになる。そこで、適応的にゲイン値の上限値を変化させる機能の追加により、処理する画像に応じて、最良なゲイン値の上限値設定が可能となり、更なる高画質化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１１  水平方向横線
１２  垂直方向縦線
１３  動径方向線
１４  方位角方向線
２０  スジ
Ａ    弊害スジが出現する被写体（芝生のような被写体）領域
【図１】
2014032474.tif 000003
【図２】
2014032474.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014032474.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014032474.tif 000009
【図８】
2014032474.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2014032474.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014032474.tif 000017
【図１６】
2014032474.tif 000018
【図１７】
2014032474.tif 000019
【図１８】
2014032474.tif 000020
【図１９】
2014032474.tif 000021
【図２０】
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