(57)【要約】【課題】被写体の特定の画像部分を強調した画像を得ようとするものである。【解決手段】被写体とカメラ本体とを特定方向に相対的に移動させながら変調信号で露光変調することにより露光時間の間分散させた被写体画像信号成分を含むブレ画像信号を得、このブレ画像信号を変調信号の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布によって逆フィルタ演算処理をして被写体画像信号を得るようにしたことにより、変調信号の空間周波数分布に相当する周波数成分が強調された鮮明な被写体画像を得ることができる。【選択図】図１
2007336064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の撮像光を撮像面上に配列された光電変換素子群上に入射することにより上記被写体の画像信号を出力するカメラ本体と、
上記被写体と上記カメラ本体とを特定方向に相対的に移動させて上記光電変換素子群上の上記被写体の撮像光の入射位置を当該移動方向に移動させる移動手段と、
上記カメラ本体の撮像出力として、上記移動手段によって上記被写体を上記カメラ本体に対して相対的に移動させながら変調信号に応じて露光変調したブレ画像信号を上記カメラ本体から出力させる露光変調手段と、
上記露光変調された上記ブレ画像信号の空間周波数分布を上記変調信号の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布によって逆フィルタ演算することにより、上記変調信号の空間周波数分布によって強調された被写体画像信号を生成するブレ画像補正処理手段と
を具えることを特徴とする画像強調装置。
【請求項２】
上記変調信号はチャープ信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像強調装置。
【請求項３】
被写体とカメラ本体とを特定方向に相対的に移動させながら上記被写体の撮像光を変調信号により露光変調してなるブレ画像信号を上記カメラ本体から生成し、
上記露光変調された撮像信号の空間周波数分布を上記変調信号の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布によって逆フィルタ演算することにより、上記変調信号の空間周波数分布によって強調された被写体画像信号を生成する
ことを特徴とする画像強調方法。
【請求項４】
被写体の撮像光を撮像面上に配列された光電変換素子群上に入射することにより上記被写体の画像信号を出力するカメラ本体と、
上記被写体と上記カメラ本体とを特定方向に相対的に移動させて上記光電変換素子上の上記被写体の撮像光の入射位置を当該移動方向に移動させる移動手段と、
上記カメラ本体の撮像出力として、上記移動手段によって上記被写体を上記カメラ本体に対して相対的に移動させながら変調信号に応じて露光変調したブレ画像信号を上記カメラ本体から出力させる変調手段と、
上記露光変調された撮像信号の空間周波数分布を上記変調信号の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布によって逆フィルタ演算することにより、上記変調信号の空間周波数分布によって強調された被写体画像信号を生成するブレ画像補正処理手段と
を具えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像強調装置及びその方法並びにカメラに関し、特に被写体についてユーザが欲しい鮮明な画像を生成できるようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像強調装置は、被写体についての画像の画質を改善するために用いられ、従来、画像の濃淡をはっきりさせるようにコントラストを強調するものと、輪郭や微細部分などの高周波成分を強調することにより画像を鮮明化するものとに大別される。
【０００３】
従来の画像強調技術は、濃度分布を変換する手法や、各種の微分フィルタを用いる手法などを用いているが、そのほとんどは撮影後の画像データに対してディジタル画像処理を行うことにより実現されている。
【０００４】
これに対して撮像前に画像の周波数成分を抑圧処理する手段として、光学的ローパスフィルタやハイパスフィルタを同時に構成できる光学装置によって被写体を撮影する過程において、光学演算による空間周波数フィルタリング（光学フィルタリング）を行うものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１８４２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、撮影過程において、被写体がもっている画像情報が減衰した上に雑音が重畳することにより劣化した場合には、従来の手法によって撮影後の画像データに対していかなるディジタル処理を施しても、当該画像情報を元通りに修復することは困難である。
【０００６】
特に、劣化した画像情報が、ユーザにとって最も欲しい情報であるため、画像強調を行ないたい画像部分である場合には、ますます困難な問題となる。
【０００７】
従って、撮影後のディジタル処理だけに依存するこれまでの画像強調技術では、撮影時に劣化した画像情報は画像強調の対象とはなり得ず、このことは画像強調の適用範囲を大きく制限していた。
【０００８】
光学フィルタリングについても同様であり、当該光学演算は被写体の特定周波数成分を抑圧することを前提としているため、画像強調を行ないたい周波数成分が雑音などにより劣化している場合には、当該周波数成分を強調することは困難となる。
【０００９】
さらに、光学フィルタリングはレーザなどのコヒーレント照明下においてのみ成り立つ演算であり、通常のインコヒーレント照明環境では低域通過特性が支配的となるため、任意の周波数特性を実現できないという本質的な制約がある。
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ユーザが欲しい画像情報を被写体が本来有する画像情報から任意に選択して強調することにより、コヒーレント照明環境下又はインコヒーレント照明環境下のいずれにおいても画像強調をなし得る画像強調装置及びその方法並びにカメラを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を解決するため本発明においては、被写体２の撮像光ＬＡを撮像面上に配列された光電変換素子群１６上に入射することにより被写体２の画像信号を出力するカメラ本体１２と、被写体２とカメラ本体１２とを特定方向に相対的に移動させて光電変換素子群１６上の被写体２の撮像光の入射位置を当該移動方向に移動させる移動手段３５と、カメラ本体１２の撮像出力として、移動手段３５によって被写体２をカメラ本体１２に対して相対的に移動させながら変調信号Ｓ１５に応じて露光変調したブレ画像信号をカメラ本体１２から出力させる露光変調手段２５と、露光変調されたブレ画像信号の空間周波数分布Ｇ（ｆ）を変調信号Ｓ１５の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）によって逆フィルタ演算することにより、変調信号Ｓ１５の空間周波数分布によって強調された被写体画像信号を生成するブレ画像補正処理手段４とを設けるようにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被写体とカメラ本体とを特定方向に相対的に移動させながら変調信号で露光変調することにより露光時間の間分散させた被写体画像信号成分を含むブレ画像信号を得、このブレ画像信号を変調信号の空間周波数分布を含む変化率空間周波数分布によって逆フィルタ演算処理をして被写体画像信号を得るようにしたことにより、変調信号の空間周波数分布に相当する周波数成分が強調された鮮明な被写体画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として画像強調装置を示し、被写体２を撮像してブレ画像信号でなる撮像データＳ１を生成するカメラ部３と、カメラ部３から出力される撮像データＳ１をブレ画像補正処理をして画像出力データＳ２をカメラ５からの出力として送出するブレ画像補正処理部４とを有する。
【００１５】
カメラ部３は、照明装置１１の照明光Ｌ１を被写体２に照射し、被写体２から得られる撮像光ＬＡを、カメラ本体１２のシャッタ１３及びレンズ系１４を通って、撮像装置１５の光電変換素子群１６に入射する。
【００１６】
光電変換素子群１６は撮像面のＸＹ平面上に配列された多数の光電変換素子でなり、これによりシャッタ１３が開動作している間に各光電変換素子に入射した撮像光ＬＡを積分してなる被写体２の平面画像を表す画像信号Ｓ１０を可変利得増幅回路１７を介してアナログ画像信号でなる撮像出力信号Ｓ１１としてアナログ／ディジタル変換回路１８に送出する。
【００１７】
アナログ／ディジタル変換回路１８は撮像出力信号Ｓ１１をディジタル画像信号でなる撮像データＳ１２に変換してカメラ制御用中央処理ユニット（ＣＰＵ）２１のメモリ制御信号Ｓ１３によって制御される撮像データ格納用メモリ２２に格納する。
【００１８】
カメラ制御用ＣＰＵ２１は、撮像データ格納用メモリ２２への撮像データＳ１２の取込時間と同期して変調制御信号Ｓ１４を変調信号発生回路２５に与え、これにより変調信号発生回路２５から変調信号Ｓ１５を発生させて光量制御回路２６に供給させる。
【００１９】
光量制御回路２６は、照明装置１１に対して照明駆動信号Ｓ１６を与え、これにより照明装置１１から被写体２に照射する照明光Ｌ１の光量を変調信号Ｓ１５の変化に応じて変更制御する。
【００２０】
この実施の形態の場合、変調信号Ｓ１５は、図２に示すように、露光時間Ｔの間に周波数が線形に変化するチャープ信号でなる。
【００２１】
この変調信号Ｓ１５は、次式、
【００２２】
【数１】
2007336064.tif 000003
【００２３】
によって表され、これにより変調信号ｃ（ｔ）は、露光時間０≦ｔ≦Ｔの時間の間、時間ｔの変化に従って周波数が線形に変化するような値を生ずるのに対して、露光時間０≦ｔ≦Ｔ以外の時間においては、値が０になる。
【００２４】
かくして（１）式で表されるチャープ信号でなる変調信号Ｓ１５は、図３に示すように、周波数ｆ１ないしｆ２の帯域幅Ｗの間に限って所定の値を有する周波数成分があるような空間周波数分布を有し（（１）式をフーリエ変換することにより確認できる）、これによりバンドパスフィルタと同様の周波数特性をもっている。
【００２５】
かくして照明装置１１の照明光Ｌ１、従って被写体２からの撮像光ＬＡの光強度は、変調信号Ｓ１５の振幅値の変化に対応して、時間の経過に従って変化することにより、撮像装置１５から得られる撮像出力信号Ｓ１１が変調信号Ｓ１５に応じて変化する（これを露光変調と呼ぶ）。
【００２６】
これに加えて、被写体２は、移動ステージ３１上に取り付けられていると共に、移動ステージ３１が速度制御回路３２の移動駆動信号Ｓ１７によって、当該速度制御回路３２にカメラ制御用ＣＰＵ２１から与えられる移動制御信号Ｓ１８によって制御されながら移動駆動され、これにより、図６に示すように、光電変換素子群１６が配列されている撮像面ＩＰにおいて、被写体２の被写体画像２Ｘを矢印ａで示す特定方向（この場合Ｘ軸に沿う水平方向）に移動させるようになされている。
【００２７】
カメラ制御用ＣＰＵ２１は、カメラ本体１２に対する被写体２の相対的な移動方向及び速度を指定するような駆動制御信号Ｓ１８を速度制御回路３２に与える。
【００２８】
かくして撮像出力信号Ｓ１１従って撮像データＳ１２は、被写体２の被写体画像２Ｘの輝度が時間の経過に従って変調信号Ｓ１５に応じて変化しながら、光電変換素子群１６に対する撮像光ＬＡの入射位置が移動制御信号Ｓ１８に応じて移動することにより撮像データＳ１２における被写体２の撮像位置が被写体画像の移動に従って分散するように（従って被写体画像２Ｘがブレるように）撮像データ格納用メモリ２２に格納されることになる。
【００２９】
このように、光電変換素子群１６の各光電変換素子には被写体画像２Ｘが少しずつずれながらしかも互いに重なり合うようにブレて露光し（これを多重露光と呼ぶ）、その結果光電変換素子群１６から得られる画像信号は、各光電変換素子における照射光量の積分値として、被写体画像２Ｘがブレるように多重露光されたブレ画像を表している（これをブレ画像信号と呼ぶ）。
【００３０】
ブレ画像補正処理部４は画像処理用中央処理ユニット（ＣＰＵ）４１を有し、この画像処理用ＣＰＵ４１がプログラム実行用メモリ４２に格納されている処理プログラムによってサブルーチンとして図４に示すブレ画像補正処理手順ＲＴ１を実行することにより、撮像データ格納用メモリ２２に格納されている撮像データＳ１を画像演算用メモリ４３に読み出してブレ画像から強調された被写体画像を得るブレ画像補正処理を実行する。
【００３１】
画像処理用ＣＰＵ４１はブレ画像補正処理手順ＲＴ１に入ると、ステップＳＰ１においてカメラ制御用ＣＰＵ２１によって撮像データ格納用メモリ２２の画像データＳ１を画像演算用メモリ４３に転送させた後、ステップＳＰ２において当該画像データＳ１を２次元フーリエ変換をしてブレ画像空間周波数分布Ｇ（ｆ）を得る。
【００３２】
続いて画像処理用ＣＰＵ４１は、ステップＳＰ３において次式
【００３３】
【数２】
2007336064.tif 000004
【００３４】
によるウィナ（Wiener）フィルタを用いた逆演算（逆フィルタ演算）を実行する。
【００３５】
（２）式において、Ｆｅ（ｆ）は画像データＳ１のブレ画像空間周波数分布Ｇ（ｆ）に含まれている被写体２を表す被写体の特定周波数成分が強調された画像空間周波数分布Ｈ（ｆ）は当該被写体２を移動させながら露光変調したことにより被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）の各周波数成分に生じさせた変化の変化率を表す変化率空間周波数分布（Ｈ＊（ｆ）はその複素共役）、σ２（ｆ）は安定化定数である。
【００３６】
ここで、（２）式で表されるウィナフィルタ演算を用いるのは、次の理由による。
【００３７】
ブレ画像を表す画像データＳ１は、被写体２を移動させながら露光変調した結果得られたものであるので、画像データＳ１のブレ画像信号空間周波数分布Ｇ（ｆ）は、次式
【００３８】
【数３】
2007336064.tif 000005
【００３９】
のように、被写体画像データに含まれる被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）と、その各周波数成分の変化率を表す変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）との積によって表わし得る。
【００４０】
変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）は、被写体２を移動させながら変調信号Ｓ１５によって露光変調することによって被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）の各周波数成分の値に変化を与え、これにより被写体画像２Ｘの画像成分のうちユーザが指定した画像成分を強調するために用いられるもので、変調信号Ｓ１５の空間周波数分布Ｈｍ（ｆｓ）に対してその周波数ｆｓを、次式
【００４１】
【数４】
2007336064.tif 000006
【００４２】
のように変数置換したものに対応する。
【００４３】
ただし、ｆは被写体画像の空間周波数〔cycles/dot〕、ｆｓは変調信号Ｓ１５の周波数〔cycles/s〕、ｖは被写体の撮像画面上における相対移動速度〔dots/s〕である。
【００４４】
そこで、（３）式から被写体画像空間周波数分布Ｆｅ（ｆ）を求めるには、次式
【００４５】
【数５】
2007336064.tif 000007
【００４６】
のような逆フィルタ演算をすれば良い。
【００４７】
ところが実際には、変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）が小さな値をもつ周波数で逆数演算を行うと大きく発散する場合もあるので、これを防止するため（２）式の演算式で表されるウィナフィルタ演算を用いる。
【００４８】
かくして画像処理用ＣＰＵ４１は、撮像データＳ１をブレ画像信号空間周波数スペクトルＧ（ｆ）に対して変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）を用いた逆フィルタ演算をすることにより、被写体の特定周波数成分が強調された画像空間周波数分布Ｆｅ（ｆ）を得ることができ、画像処理用ＣＰＵ４１はこれを次のステップＳＰ４において２次元逆フーリエ変換をすることにより被写体２の画像信号を得る。
【００４９】
かくして画像処理用ＣＰＵ４１はステップＳＰ５において当該ブレ画像補正処理手順ＲＴ１を終了してメインルーチンに戻る。
【００５０】
以上の構成において、ブレ画像補正処理部４の画像処理用ＣＰＵ４１は、図５に示す画像強調処理手順ＲＴ２に従って、画像強調装置１を全体として駆動制御することにより、撮像した被写体画像２Ｘの特定の周波数成分を強調した画像出力データＳ２を得て、カメラ５の出力として伝送系に送出する。
【００５１】
画像処理用ＣＰＵ４１は、画像強調処理手順ＲＴ２に入ると、データ入力手段４４からのユーザの指令データに応動して、ステップＳＰ１１において、カメラ制御用ＣＰＵ２１を介して速度制御回路３２に移動制御信号Ｓ１８を送出させることにより、被写体２を指定した２次元方向及び速度で移動開始させた後、ステップＳＰ１２においてカメラ視野内への被写体の侵入を検知したときステップＳＰ１３に移って被写体画像２Ｘがカメラ視野１２Ｘに侵入したタイミングでステップＳＰ１３においてカメラ制御用ＣＰＵ２１からシャッタ駆動回路３５に駆動信号Ｓ１９を与えてシャッタ１３を開くと共に、ステップＳＰ１４においてカメラ制御用ＣＰＵ２１から変調信号発生回路２５に変調制御信号Ｓ１４を与えることにより、変調信号Ｓ１５（図２）を露光時間Ｔの間発生させる。
【００５２】
この実施の形態の場合、移動ステージ３１又は被写体２に関連して被写体画像２Ｘがカメラ視野１２Ｘに侵入する位置に侵入検出器が設けられていると共に、カメラ視野１２Ｘに侵入した後、図６に示すように、撮像面ＩＰ上において被写体２の被写体画像２Ｘが矢印ａで示すようにカメラ視野１２Ｘ内をＸ軸方向に露光時間Ｔの間移動する。
【００５３】
この結果、被写体２からの撮像光ＬＡは、被写体画像２Ｘに対して変調信号Ｓ１５に応じた輝度変化と、被写体２の移動による多重露光によるブレ画像の光情報をもつことになり、これが撮像データＳ１２に変換されて撮像データ格納用メモリ２２に格納される。
【００５４】
画像処理用ＣＰＵ４１はステップＳＰ１４の処理を実行するためのパラメータを得るため、予めステップＳＰ２１においてデータ入力手段４４から計測パラメータを入力すると共に、ステップＳＰ２２においてｖＴ≦Ｌ−ｌを満たすように被写体の相対速度ｖ及び露光時間幅Ｔを選び直してチャープ信号の掃引開始周波数ｆｍｉｎ及び掃引終了周波数ｆｍａｘを計算するような処理を行い、当該計算結果に基づいてステップＳＰ２３において（１）式によりチャープ信号生成のためのパラメータの設定をする。
【００５５】
データ入力手段４４から入力される計測パラメータとして、「Ｌ」はカメラ視野の幅及び「ｌ」は被写体画像の占有幅（図６）であり、「ｄｍｉｎ」は見たい細かい部分の最小分解能及び「ｄｍａｘ」は見たい粗い部分の最大分解能であり、「ｖ」は被写体２の相対速度及び「Ｔ」は露光時間であり、「ＳＮ２」は撮像時のＳ／Ｎで（２）式の安定化定数σ２（ｆ）を設定するものである。
【００５６】
またステップＳＰ２２において、ｖＴ≦Ｌ−ｌは被写体２が移動したときカメラ視野１２Ｘからはみ出さない条件を示すものである。
【００５７】
ステップＳＰ１４における照明及び露光処理をすると、画像処理用ＣＰＵ４１は、ステップＳＰ１５においてシャッタ１３を閉じると共に、ステップＳＰ１６において被写体２の移動を停止した後、図４について上述したブレ画像補正処理手順ＲＴ１を実行する。
【００５８】
これによりブレ補正処理手順ＲＴ１のステップＳＰ２において（３）式のように被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）に対して各周波数成分の変化率を表わす変化率空間周波数スペクトルＨ（ｆ）を乗算してなるブレ画像空間周波数分布Ｇ（ｆ）を得た後、ステップＳＰ３において（２）式によるウィナフィルタ演算処理を実行することによって逆フィルタ演算をして被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）を得る。
【００５９】
このステップＳＰ３におけるウィナフィルタ演算に必要なパラメータについて、画像処理用ＣＰＵ４１は予めステップＳＰ２４において設定したものを用いる。
【００６０】
かくして被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）を求めた後、画像処理用ＣＰＵ４１はステップＳＰ４において２次元逆フーリエ変換をすることにより、当該被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）の周波数成分を含み、かつブレのない１枚の被写体画像を再現でき、画像処理用ＣＰＵ４１はステップＳＰ１７において当該画像強調処理手順ＲＴ２を終了する。
【００６１】
以上の構成によれば、カメラ本体１２に対して被写体２を相対的に特定方向に移動させながら被写体２に対する照明光Ｌ１を変調信号Ｓ１５に応じて露光変調してカメラ本体１２によって撮像するようにしたことにより、撮像データ格納用メモリ２２に格納される撮像データＳ１２として、ユーザが欲しい鮮明度をもった被写体２の画像情報を得ることができる。
【００６２】
因みに変調信号Ｓ１５は、図２及び図３について上述したように、特定の周波数成分だけを含むバンドパスフィルタ特性をもっているので、当該通過帯域Ｗの周波数成分を含む変化率空間周波数分布Ｈ（ｆ）を被写体画像空間周波数分布Ｆ（ｆ）に乗算することにより当該周波数分布を強調できる特性をもっている。
【００６３】
従ってユーザが特定した周波数成分を強調する特性をもった変調信号Ｓ１５によって移動している被写体２に対する照明光を露光変調することにより、被写体２の画像のうち当該通過帯域Ｗの周波数成分に相当する周波数成分を強調してなるブレ画像情報をカメラ部３に取り込むことができる。
【００６４】
従って被写体２のブレ画像信号として、変調信号Ｓ１５によって強調された周波数成分を含む画像信号が、被写体２の移動によって画像データ格納用メモリ２２に分散記録されるので、当該強調された被写体画像空間周波数スペクトルＦｅ（ｆ）（（２）式）が再現できることになる。
【００６５】
かくして変調信号Ｓ１５によって強調された周波数成分を有する被写体画像を表わす画像出力データＳ２がカメラの出力として得られる。
【００６６】
（２）画像強調処理の原理
上述のように、カメラ部３の画像データ格納用メモリ２２に格納された画像信号が目的とする画像周波数成分を強調したものとなることは、次のように説明できる。
【００６７】
以下の説明では、簡単のため、被写体像は垂直方向（Ｙ軸方向）には構造をもたず、水平方向（Ｘ軸方向）のみにパターンをもつものとして説明する。
【００６８】
この場合、あらゆる画像は周波数の異なる多数の縦縞正弦波パターンの足し合わせで表わせることは、フーリエ変換の教えるところである。
【００６９】
被写体像を構成する周波数ｆの正弦波パターンに対する振幅及び位相をまとめて複数関数により空間周波数分布Ｆ（ｆ）で表わすことにすれば、多重露光により各正弦波パターンの振幅と位相が変化することになり、元の正弦波パターンに対する当該変化率を空間周波数分布Ｈ（ｆ）とすると、多重露光後の各正弦波パターンの振幅・位相は両者の積としてＧ（ｆ）＝Ｈ（ｆ）Ｆ（ｆ）と表わせる。
【００７０】
この点について、通常の撮影では周波数が高くなるとＨ（ｆ）は急激に小さくなるため、本来の被写体像がもっている細かな情報が失われてしまい、修復困難な画像劣化を招いている。
【００７１】
これに対して本発明によれば、被写体をカメラに対して相対的に移動させながら露光変調して撮影することによって、各正弦波パターンに対する変化率周波数分布Ｈ（ｆ）を自由に選ぶことが可能になる。
【００７２】
例えば周波数が高くなっても減衰せず高帯域特性をもつようにＨ（ｆ）を選べば、例えブレが生じてもＧ（ｆ）としては粗い画像情報から細かな画像情報までを含むことになるので、元の被写体を忠実に復元することが可能になるし、高い周波数のみにおいて大きな値をもつようなＨ（ｆ）を選べば、細かな画像情報のみが強調されたブレ画像を得ることができることになる。
【００７３】
このようにしてユーザが欲しい画像周波数の強調ができることになったが、露光過程において生じた画像のブレは残ったままになるので、これを画像補正処理部４において取り除くような処理をする。
【００７４】
ここでは、撮像画像がＧ（ｆ）＝Ｈ（ｆ）Ｆ（ｆ）で与えられているので、当該ブレ補正はその逆フィルタ演算Ｆ（ｆ）＝Ｇ（ｆ）／Ｈ（ｆ）による演算をすることによって実現される。
【００７５】
ところでこの逆演算を行う際に、実際にはＨ（ｆ）が小さな値をもつ周波数で逆数演算をそのまま行った場合は演算結果が大きく発散してしまうので、このような場合にはこれを防ぐために例えば（２）式のようにウィナフィルタＦｅ（ｆ）＝Ｈ＊（ｆ）Ｇ（ｆ）／（｜Ｈ（ｆ）｜２＋σ２（ｆ））を用いて演算する。
【００７６】
ここでσ２（ｆ）は安定化定数であり、当該定数を０に選ぶと逆フィルタと一致するが、０でない小さな値に選ぶことによって、例えＨ（ｆ）が０となる周波数成分であっても発散せずに安定したブレ補正演算ができることになる。
【００７７】
ここでＨ＊（ｆ）はＨ（ｆ）の複素共役であり、ブレによる位相回転をキャンセルする役目をもつ。
【００７８】
かくして当該ブレ補正プロセスによって、目的とする画像周波数成分を強調しながら、かつブレ補正ができることになる。
【００７９】
（３）第２の実施の形態
図７は第２の実施の形態を示すもので、図１との対応部分に同一符号を付して示すように、図１の場合は、変調信号Ｓ１５を光量制御回路２６に与えることにより照明装置１１の照明光Ｌ１の光量を制御することにより露光変調するようにしたが、図７の場合はこれに代え、変調信号発生回路２５の変調信号Ｓ１５を透過率制御回路５１に与えることによって透過率変更信号Ｓ２１を発生させ、当該透過率変更信号Ｓ２１によってレンズ系１４と撮像装置１５との間に設けた光量抑制装置５２を制御することにより、被写体２から光電変換素子１６に入射する撮像光ＬＡの光量を制御する。
【００８０】
この場合、カメラ制御用ＣＰＵ２１は、駆動制御信号Ｓ２２を照明回路５４に与え、当該照明回路５４から発生した照明駆動信号Ｓ２３によって照明装置１１から一定の光量の照明光Ｌ１を発生させて被写体２に照射させるようにする。
【００８１】
以上の構成において、照明装置１１から一定の光量の照明光を被写体２に照射することにより、被写体２から得られる撮像光ＬＡは光量抑制装置５２を介して撮像装置１５の光電変換素子群１６に入射される。
【００８２】
このとき変調信号発生回路２５の変調信号Ｓ１５によって透過率制御回路５１が制御されることにより、光量抑制装置５２の抑制光量が変調信号Ｓ１５に応じて変調される（これを露光変調と呼ぶ）。
【００８３】
かくして光電変換素子群１６に入射する撮像光ＬＡが変調信号Ｓ１５によって露光変調された結果、撮像データ格納用メモリ２２に格納される撮像データＳ１２が、図１の場合と同様に被写体２を移動させながら変調信号Ｓ１５によって露光変調した値になる。
【００８４】
図７の構成によれば、光電変換素子群１６に入射される撮像光ＬＡが変調信号Ｓ１５によって露光変調されるので、図１について上述した場合と同様にして被写体２の画像信号のうちユーザが希望する周波数成分を変調信号Ｓ１５の空間周波数分布に相当する周波数成分を強調してなる画像データＳ１２を撮像データ格納用メモリ２２に格納することができる。
【００８５】
よってこの場合も移動ステージ３１によって被写体２がカメラ本体１２に対して相対的に移動しながら、被写体２の撮像光ＬＡを露光変調することができることにより、ブレ画像補正処理部４は、ユーザが希望する周波数成分を強調してなる画像出力データＳ２を出力することができる。
【００８６】
（４）第３の実施の形態
図８は第３の実施の形態を示すもので、図７との対応部分に同一符号を付して示すように、図７において透過率制御回路５１及び光量抑制装置５２を省略し、これに代え利得制御回路５７を設ける。
【００８７】
図８の場合、変調信号発生回路２５の変調信号Ｓ１５は利得制御回路５７に与えられ、当該利得制御回路５７において生成した利得制御信号Ｓ２５を撮像装置１５の可変利得増幅回路１７に与える。
【００８８】
図８の構成によれば、照明装置１１から一定の光量の照明光Ｌ１が被写体２に照射されて得られた撮像光ＬＡが撮像装置１５の光電変換素子１６に入射される。
【００８９】
光電変換素子１６において得られる画像信号Ｓ１０は可変利得増幅回路１７において変調信号Ｓ１５に応じて振幅変調され、これにより可変利得増幅回路１７から得られる撮像信号Ｓ１１が、図１において被写体２を移動させながら変調信号Ｓ１５によって露光変調されたと同様の撮像データＳ１２として撮像データ格納用メモリ２２に格納される（この可変利得増幅回路１７における変調動作をも含めて露光変調と呼ぶ）。
【００９０】
かくして被写体２を移動させながら光電変換素子群１６によって得た画像信号Ｓ１１を露光変調することにより、図７について上述したと同様に、被写体２の画像信号のうち、変調信号Ｓ１５に含まれる空間周波数分布に相当する周波数成分が強調された撮像データＳ１２が撮像データ格納用メモリ２２に格納される。
【００９１】
よってこの場合も被写体２の画像信号のうちユーザが希望する周波数成分を強調した撮像データが撮像データ格納用メモリ２２に格納できることにより、ブレ画像補正処理部４において画像強調された画像出力データＳ２を得ることができる。
【００９２】
（５）第４の実施の形態
図９は第４の実施の形態を示すもので、図１との対応部分に同一符号を付して示すように、図１において移動ステージ３１によって被写体２を移動させる構成を省略し、これに代えて移動ステージ３１上に取り付けられたカメラ本体１２を移動させるように構成されている。
【００９３】
図９の構成によれば、位置が固定された被写体２に対してカメラ本体１２が移動ステージ３１によって移動されることにより、被写体２とカメラ本体１２との関係が相対的に移動することになるので、図１について上述したと同様にして、変調信号Ｓ１５によって変調された照明光Ｌ１が照明装置１１から被写体２に照射されると同時に、被写体２の撮像光ＬＡが光電変換素子群１６に入射する位置が移動する結果になる。
【００９４】
従って図９の場合も被写体２を相対的に移動させながら変調信号Ｓ１５によって露光変調することにより、図６について上述したと同様にして、多重露光された被写体２の画像２Ｘを移動方向ａに分散するように撮像してなる撮像データＳ１２を撮像データ格納用メモリ２２に格納することができる。
【００９５】
従って図９の場合も、撮像データ格納用メモリ２２には変調信号Ｓ１５によってユーザが指定した周波数成分を強調した被写体画像が格納されており、この被写体画像がブレ画像補正処理部４によって画像ブレを補正することにより画像出力データＳ２として得ることができる。
【００９６】
（６）第５の実施の形態
図１０は第５の実施の形態を示すもので、図７との対応部分に同一符号を付して示すように、図７において移動ステージ３１によって被写体２を移動させる構成を省略し、これに代えて移動ステージ３１によってカメラ本体１２を移動させるように構成されている。
【００９７】
図１０の構成によれば、カメラ本体１２が移動ステージ３１によって移動されることにより、被写体２とカメラ本体１２との関係において両者は相対的に移動することになるので、照明装置１１から一定の明るさの照明光が被写体２に照射されることにより得た撮像光ＬＡが光量抑制装置４２によって変調信号Ｓ１５に応じて露光変調されながら図６について上述したと同様にして被写体画像２Ｘが矢印ａの方向に分散して行く撮像データＳ１２が得られ、これが撮像データ格納用メモリ２２に格納される。
【００９８】
従って図１０の場合も、撮像データ格納用メモリ２２には変調信号Ｓ１５によってユーザが指定した周波数成分を強調した被写体画像が格納されており、この被写体画像がブレ画像補正処理部４によって画像ブレを補正することにより画像出力データＳ２として得ることができる。
【００９９】
（７）第６の実施の形態
図１１は第６の実施の形態を示すもので、図８との対応部分に同一符号を付して示すように、図８において移動ステージ３１によって被写体２を移動させる構成を省略し、これに代えて移動ステージ３１によってカメラ本体１２を移動させるように構成されている。
【０１００】
図１１の構成によれば、照明装置１１からの一定の照明光が照射された被写体２の被写体画像が光電変換素子１６に照射する際に図６について上述したように被写体像２Ｘは矢印ａの方向に分散して行く画像信号Ｓ１１が得られるのに対して、その画像信号が可変利得増幅回路１７において変調信号Ｓ１５によって変調され、これが図１において変調信号Ｓ１５によって露光変調されたと同様の撮像データＳ１２として撮像データ格納用メモリ２２に格納される。
【０１０１】
従って図１１の場合も、撮像データ格納用メモリ２２には変調信号Ｓ１５によってユーザが指定した周波数成分を強調した被写体画像が格納されており、この被写体画像がブレ画像補正処理部４によって画像ブレを補正することにより画像出力データＳ２として得ることができる。
【０１０２】
（８）その他の実施の形態
上述の実施の形態においては、変調信号Ｓ１５として図２及び図３に示すようなチャープ信号を用いた場合について述べたが、変調信号Ｓ１５はこれに限らずユーザが強調したいと考える画像信号の空間周波数分布として高い周波数成分や、特定の周波数成分を含む信号態様のものも適用できる。
【０１０３】
このような変調信号Ｓ１５を得る変調信号発生回路２５としては、白色雑音信号（通常のように広い周波数範囲（理論的には無制限の周波数範囲）の周波数スペクトルを有する信号）を、ユーザが強調したいと考える特定の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタを通して得た信号を、変調信号Ｓ１５として送出する構成のものを適用し得る。
【０１０４】
このようにすれば、画像出力データＳ２として、ユーザが特定した周波数成分について、一段と鮮明な被写体画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、パターンを検出する工業用カメラ（ＬＳＩ検査、コンベアにより搬送されるパターン材料など）、顕微鏡、医療用カメラなどに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明による第１の実施の形態による画像強調装置を示す系統図である。
【図２】変調信号Ｓ１５を示す信号波形図である。
【図３】変調信号Ｓ１５の空間周波数分布である。
【図４】画像処理用ＣＰＵ４１のブレ画像補正処理手順を示すフローチャートである。
【図５】画像処理用ＣＰＵ４１の画像強調処理手順を示すフローチャートである。
【図６】カメラ視野内の被写体画像の動きの説明に供する略線図である。
【図７】第２の実施の形態を示す系統図である。
【図８】第３の実施の形態を示す系統図である。
【図９】第４の実施の形態を示す系統図である。
【図１０】第５の実施の形態を示す系統図である。
【図１１】第６の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１……画像強調装置、２……被写体、２Ｘ……被写体画像、３……カメラ部、４……ブレ画像補正処理部、１１……照明装置、１２……カメラ本体、１２Ｘ……カメラ視野、１３……シャッタ、１４……レンズ系、１５……撮像装置、１６……光電変換素子群、１７……可変利得増幅回路、１８……アナログ／ディジタル変換回路、２１……カメラ制御用ＣＰＵ、２２……撮像データ格納用メモリ、２５……変調信号発生回路、２６……光量制御回路、３１……移動ステージ、３２……速度制御回路、３５……シャッタ駆動回路、４１……画像処理用ＣＰＵ、４２……プログラム実行用メモリ、４３……画像演算用メモリ、５１……透過率制御回路、５２……光量抑制装置、５４……照明回路、５７……利得制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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