(57)【要約】【課題】個々のレンズ固有のＰＳＦを精度よく推定することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供する。【解決手段】本発明による画像処理装置は、撮像素子、画像抽出部、情報取得部、参照画像生成部、推定部を備える。撮像素子は、所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する。画像抽出部は、前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する。情報取得部は、前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する。参照画像生成部は、前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する。推定部は、前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する。【選択図】図１
2016163313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する画像抽出部と、
前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する推定部と、
を備えた画像処理装置。
【請求項２】
前記情報取得部は、
前記撮像画像上の図形の位置を検出する位置検出部と、
前記撮像画像上の図形の位置から、前記参照画像生成部が前記参照画像を生成する際に適用される倍率を算出する倍率算出部と、
を備えた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】
前記図形は、環状の図形であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記点広がり関数を用いて前記参照画像を畳み込み演算することにより得られる画像と前記第２撮像画像との差分が小さくなるように、前記点広がり関数の係数を演算することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する第１段階と、
前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する第２段階と、
前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する第３段階と、
前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する第４段階と、
前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する第５段階と、
を含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及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光学系を構成するレンズの特性を表す関数の一つに点広がり関数（ＰＳＦ：Ｐｏｉｎｔ  Ｓｐｒｅａｄ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がある。通常、デジタルカメラの光学系は、サイズ、コスト、絞り開口サイズなどに対してＰＳＦがインパルス応答特性を示し、かつ、変調伝達関数（ＭＴＦ）が最大になるように設計されている。
【０００３】
ここで、設計は同一であっても、製造された個々のレンズは、個体の公差などにより、固有のレンズ特性を有しており、レンズ間でＰＳＦにばらつきが存在する。ＰＳＦのばらつきを低減させるための手法の例としては、特許文献１に示されるように、目標仕様に合わせて光学系を調整する手法もあるが、光学系の調整には限界がある。
【０００４】
また、特許文献１に示された技術は、ＰＳＦを推定する手段を備えており、周波数領域において光学的伝達関数（ＯＴＦ）を推測し、その逆２次元フーリエ変換によってＰＳＦを解析的に求めている。しかしながら、その推定法によれば、レンズを含む光学系の各パラメータ（例えば、焦点距離、絞り値、多数の像高など）に対して、個々のレンズ固有のＰＳＦを正確に推定することはできない。従って、特許文献１に示された技術によれば、個々のレンズのＰＳＦのばらつきに起因したレンズ特性の劣化を補正することは困難である。
【０００５】
特許文献２に示された従来技術は、個々のレンズのＰＳＦを推定する手段を備えており、３次収差である球面収差・コマ収差・非点収差等の基本収差量や焦点ずれ量の大きさを得ることによって、ＰＳＦを推定している。しかしながら、その推定法の詳細については特許文献２に明確に開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５３４７２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、個々のレンズ固有のＰＳＦを精度よく推定することができる画像処理装置及び画像処理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】
本発明の一態様による画像処理装置は、所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する撮像素子と、前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する画像抽出部と、前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する情報取得部と、前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する参照画像生成部と、前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する推定部と、を備えた画像処理装置の構成を有する。
【０００９】
本発明の一態様による画像処理方法は、所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する第１段階と、前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する第２段階と、前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する第３段階と、前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する第４段階と、前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する第５段階と、を含む画像処理方法の構成を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、個々のレンズ固有のＰＳＦを精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態による画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による参照チャートの一例を示す図であり、（Ａ）は、参照チャートの全体を示し、（Ｂ）は参照チャートの詳細を示す図である。
【図３】本発明の実施形態による画像処理装置に備えられた情報取得部の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態による画像処理装置に備えられた参照画像生成部の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態による画像処理装置に備えられた推定部の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態による画像処理装置に備えられた推定部の動作を補足説明するための図であり、ＰＳＦを推定するために用いられる画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態による画像処理装置を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による画像処理装置１の構成例を示すブロック図である。画像処理装置１は、図示しないデジタルカメラなどの撮像装置の光学系を構成するレンズＢを通して所定の参照チャートＡ上の図形（後述の図２）を撮像したときにレンズＢによって結像される光像からレンズＢのＰＳＦを推定するための装置である。
【００１３】
詳細に説明すると、画像処理装置１は、撮像素子１２０、画像抽出部１３１，１３２，１３３、画像抽出制御部１４０、情報取得部１５０、参照画像生成部１６０、推定部１７１，１７２，１７３を備える。ここで、撮像素子１２０は、所定の参照チャートＡ上の図形を、図示しない撮像装置の光学系を構成するレンズＢを通して撮像し、上記光学系により結像された光像をＲＧＢ表色系の電気信号に光電変換するための要素である。撮像素子１２０は、レンズＢが装着される撮像装置に備えられた撮像素子に対応する要素である。
【００１４】
本実施形態では、画像処理装置１の撮像素子１２０の赤色成分、緑色成分、青色成分の各画素の配列はベイヤー(bayer)配列であるものとする。画像抽出部１３１，１３２，１３３は、撮像素子１２０により光電変換された電気信号によって形成される撮像画像（第１撮像画像）から、参照チャートＡ上の図形を表す撮像画像（第２撮像画像）を抽出するための要素である。画像抽出制御部１４０は、画像抽出部１３１，１３２，１３３による画像抽出を制御するための要素である。
【００１５】
情報取得部１５０は、撮像素子１２０により参照チャートＡを撮像したときに得られる撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得するための要素である。情報取得部１５０は、位置検出部１５１と倍率算出部１５２を備える。位置検出部１５１は、上記参照チャートＡの撮像画像上の図形の位置を検出するための要素である。倍率算出部１５２は、上記参照チャートＡの撮像画像上の図形の位置から、参照画像生成部１６０が後述の参照画像を生成する際に適用される倍率Ｍを算出するための要素である。情報取得部１５０は、倍率算出部１５２によって算出された倍率Ｍを参照チャートＡの撮像画像上の図形のサイズに関する情報として出力する。
【００１６】
参照画像生成部１６０は、参照チャートＡの撮像画像上の図形のサイズに関する情報である倍率Ｍに基づき、上記撮像画像上の図形に対応したサイズの図形を有する参照画像を生成するための要素である。この参照画像は、レンズＢのＰＳＦを推定する際の基準となる画像である。
【００１７】
推定部１７１，１７２，１７３は、上記参照画像にＰＳＦを適用して得られる画像が、画像抽出部１３１，１３２，１３３により抽出された撮像画像に近似するように、上記ＰＳＦを推定するための要素である。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態による参照チャートＡの一例を模式的に示す図であり、図２（Ａ）は、参照チャートＡの全体を示し、図２（Ｂ）は参照チャートＡの詳細を示す。
参照チャートＡは、ＰＳＦ推定用の特殊なチャートである。参照チャートＡ上には、図２（Ａ）に例示するように、同一の所定形状を有する複数の図形が１５×１５の行列状に配置されている。上記複数の図形のそれぞれは、環状の形状を有する図形であり、具体的には、図２（Ｂ）に例示するように、黒色の下地に形成された白色の円形リングである。第１の実施形態では、参照チャートＡ上の１５×１５個の白色の円形リングの撮像画像から、赤色成分、緑色成分、青色成分のそれぞれについて、１５×１５個のＰＳＦを推定する。
【００１９】
なお、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示す例に限定されず、参照チャートＡ上の図形の形状は、ＰＳＦを推定することができることを限度として任意であり、例えば環状の三角形リングや四角形リングなどの多角形のリングであってもよく、多重リングであってもよく、ジーメンススターチャートであってもよい。また、参照チャートＡ上に配列される図形の個数や配置間隔等も任意に設定し得る。また、図２（Ａ）に示す例では、複数の円形リングのそれぞれに対し、矩形の黒色の下地が個別的に設けられているが、参照チャートＡの全面に亘って黒色の下地が形成されていてもよい。また、リングの白と下地の黒とが逆転していてもよい。
【００２０】
次に、本発明の実施形態による画像処理装置１の動作を説明する。
レンズＢを備えた図示しないデジタルカメラなどの撮像装置により通常の被写体を撮像する場合、被写体の光像がレンズＢによりデジタルカメラの撮像素子の受光面上に結像される。そして、撮像素子１２０から出力される信号を処理することにより被写体の画像が形成される。このように撮像装置において被写体の画像が生成される過程で、レンズＢは、各種の収差によりボケやひずみなどの画像の劣化を引き起こす。そこで、次に説明するように、本実施形態では、画像処理装置１によりレンズＢのＰＳＦを推定する。
【００２１】
レンズＢのＰＳＦの推定に着目して画像処理装置１の動作を詳細に説明する。
画像処理装置１によりレンズＢのＰＳＦを推定する場合、レンズＢの光軸上に被写体として所定の参照チャートＡを配置する。この状態で、参照チャートＡからの光がレンズＢを通して画像処理装置１の撮像素子１２０に入射され、撮像素子１２０の受光面上に参照チャートＡ上の複数の図形（円形リング）の光像が結像される。
【００２２】
撮像素子１２０はその受光面に結像された光像を光電変換し、その光像の光量に応じた電荷量を示す電気信号を出力する。このときに撮像素子１２０から出力される電気信号は、ＰＳＦ推定用の参照チャートＡ上の複数の図形（円形リング）の撮像画像のＲＡＷデータであり、このＲＡＷデータは、赤色成分の信号Ｓｒ、緑色成分の信号Ｓｇ、青色成分の信号Ｓｂを含んでいる。
【００２３】
画像抽出制御部１４０は、上記ＲＡＷデータ（Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ）によって形成される画像において、図２に示す撮像画像上に配列された１５×１５個の各図形の像高に対応する画像領域を特定する。画像抽出部１３１，１３２，１３３は、それぞれ、画像抽出制御部１４０によって特定された画像領域の撮像画像を抽出する。この場合、画像抽出部１３１は、赤色成分の信号Ｓｒによって形成される撮像画像を抽出し、画像抽出部１３２は、緑色成分の信号Ｓｇによって形成される撮像画像を抽出し、画像抽出部１３３は、青色成分の信号Ｓｂによって形成される撮像画像を抽出する。この抽出された撮像画像の詳細については後述する。
【００２４】
情報取得部１５０の位置検出部１５１は、次に説明するように、撮像素子１２０により撮像された撮像画像上の図形（参照チャートＡ上に対応した図形）の位置を検出する。
図３は、本発明の実施形態による画像処理装置１に備えられた情報取得部１５０の動作を説明するための図であり、撮像素子１２０により得られた撮像画像上の図形の位置から上記倍率Ｍを算出するための手法を説明するための図である。
【００２５】
図３におけるｘｙ座標軸におけるｘ軸方向は、図２（Ａ）に示す参照チャートＡにおける行方向に対応し、ｙ軸方向は、上記参照チャートＡにおける列方向に対応している。
図３に示す画像ＰＲ（ｎ，ｍ）は、図２（Ａ）に示す１５×１５の行列状に配列された図形の一つを表す画像であり、第ｎ行、第ｍ列に配置された図形（円形リング）を表す画像である。画像ＰＲ（ｎ＋１，ｍ）は、上記画像ＰＲ（ｎ，ｍ）の図形のｙ軸方向に隣接して配置された図形を表す画像であり、第ｎ＋１行、第ｍ列に配置された図形を表す画像である。画像ＰＲ（ｎ，ｍ＋１）は、上記画像ＰＲ（ｎ，ｍ）の図形のｘ軸方向に隣接して配置された図形を表す画像であり、第ｎ行、第ｍ＋１列に配置された図形を表す画像である。ここで、ｎは、１≦ｎ≦１５の自然数であり、ｍは、１≦ｍ≦１５の自然数である。ただし、ｎ，ｍの各最大値は、図２（Ａ）に例示する参照チャートＡに配列された図形の行列の大きさに応じて任意に設定される。
【００２６】
位置検出部１５１は、図３に示す画像ＰＲ（ｎ，ｍ）の図形の中心の位置と、画像ＰＲ（ｎ＋１，ｍ）の図形の中心の位置と、画像ＰＲ（ｎ，ｍ＋１）の図形の中心の位置を検出する。ここで、各図形の中心の位置として、例えば各図形の重心の位置が検出される。そして、位置検出部１５１は、画像ＰＲ（ｎ，ｍ）の図形の中心の位置と、画像ＰＲ（ｎ，ｍ＋１）の図形の中心の位置との間の距離Ｌｘを算出する。距離Ｌｘはｘ軸方向のチャート間距離である。また、位置検出部１５１は、画像ＰＲ（ｎ，ｍ）の図形の中心の位置と、画像ＰＲ（ｎ＋１，ｍ）の図形の中心の位置との間の距離Ｌｙを算出する。距離Ｌｙはｙ軸方向のチャート間距離である。
【００２７】
ここで、参照チャートＡ上の各図形の配置位置と大きさは固定されているから、参照チャートＡ上の各図形の配置位置と大きさが変わらない限り、図３における距離Ｌｘには、撮像画像上の各図形のｘ軸方向のサイズに関する情報が反映され、距離Ｌｙには、撮像画像上の各図形のｙ軸方向のサイズに関する情報が反映される。即ち、距離Ｌｘおよび距離Ｌｙには、撮像画像上の図形のサイズが反映される。
【００２８】
倍率算出部１５２は、上記撮像画像上の図形の位置から算出される距離Ｌｘ，Ｌｙを用いて、参照画像生成部１６０が参照画像を生成する際に適用される倍率Ｍを算出する。具体的には、倍率算出部１５２は、参照画像の元の画像のサイズＧ１と、上記距離Ｌｘ，Ｌｙから求められる撮像画像上の図形のサイズＧ２との比（Ｇ２／Ｇ１）を倍率Ｍとして算出する。ここで、参照画像の元の画像とは、規定のサイズを有する図形（円形リング）の画像であり、参照チャートＡ上の図形に対応した形状の図形を有する画像である。また、規定のサイズの図形は、倍率Ｍを算出する際の基準となる図形であり、規定のサイズは一定値である。
【００２９】
参照画像生成部１６０は、次に説明するように、上記の撮像画像上の図形のサイズに関する情報である倍率Ｍに基づき、参照チャートＡ上の１個の図形（円形リング）に対応したサイズを有する参照画像を生成する。
図４は、本発明の実施形態による画像処理装置１に備えられた参照画像生成部１６０の動作を説明するための図である。図４において、画像ＰＲ０は、参照画像生成部１６０で生成される参照画像の元の画像であり、規定のサイズの図形（円形リング）を有する画像である。この画像ＰＲ０は、参照チャートＡ上の図形に基づいて生成される。参照画像ＰＲ１は、元の画像ＰＲ０に倍率Ｍを適用して生成された画像である。撮像画像ＰＲ３は、画像抽出部１３１，１３２，１３３によって抽出された画像である。
【００３０】
なお、図４では、各画像の図形の色成分は表現されていないが、画像抽出部１３１によって抽出された撮像画像ＰＲ３は赤色成分の画像であり、画像抽出部１３２によって抽出された撮像画像ＰＲ３は緑色成分の画像であり、画像抽出部１３３によって抽出された撮像画像ＰＲ３は青色成分の画像である。
【００３１】
参照画像生成部１６０は、上記の倍率Ｍ（＝Ｇ２／Ｇ１）を上記の規定のサイズの図形を有する元の画像ＰＲ０に乗算することにより、撮像画像ＰＲ３の図形と概ね同じサイズの図形を有する参照画像ＰＲ１を生成する。参照画像生成部１６０は、画像抽出部１３１，１３２，１３３によってそれぞれ抽出される撮像画像ＰＲ３の色成分に対応して、赤色成分、緑色成分、青色成分の参照画像ＰＲ１を生成する。この参照画像ＰＲ１は、ＰＳＦを推定する際の基準となる画像である。
【００３２】
推定部１７１，１７２，１７３は、次に説明するように、画像抽出部１３１，１３２，１３３によって抽出された撮像画像ＰＲ３と上記参照画像ＰＲ１とから、図２（Ａ）に示す参照チャートＡ上に行列状に配列された複数の図形のそれぞれに対応した各領域のＰＳＦを推定する。
【００３３】
ここでは、説明の簡略化のため、緑色成分のＰＳＦを推定する場合を説明する。
図５は、本発明の実施形態による画像処理装置１に備えられた推定部１７２の動作例を説明するためのフローチャートである。図６は、本発明の実施形態による画像処理装置１に備えられた推定部１７２の動作を補足説明するための図であり、緑色成分のＰＳＦを推定するために用いられる画像の一例を示す図である。
【００３４】
図６において、参照画像ＰＲ１は、上述の参照画像生成部１６０によって生成された緑色成分の画像を表している。参照画像ＰＲ１は、レンズＢのＰＳＦが理想的なインパルス応答を示す場合の撮像画像に相当し、レンズ特性に劣化がない場合の仮想的な画像である。参照画像ＰＲ１は、参照画像生成部１６０によって生成することができる画像の分解能の範囲内で、可能な限り、参照チャートＡの画像の図形（円形リング）に近似した形状を有している。
【００３５】
また、図６において、畳込画像ＰＲ２は、推定部１７２において緑色成分のＰＳＦを推定する過程で、仮想的に設定されたＰＳＦを参照画像ＰＲ１に畳み込み演算することにより生成される中間画像である。ＰＳＦを推定する過程で畳み込み演算の回数に応じて畳込画像ＰＲ２は変化する。
【００３６】
更に、図６において、撮像画像ＰＲ３は、画像抽出部１３２によって抽出された緑色成分のＲＡＷデータの画像である。撮像画像ＰＲ３の像高は、ＰＳＦの推定対象として注目されている像高であり、上述の参照画像ＰＲ１と同じ像高である。この例では、撮像画像ＰＲ３は、ベイヤー配列における４画素のうちの緑色成分の１画素である。従って、撮像画像ＰＲ３は、ベイヤー配列における赤色成分と青色成分の画素が欠落した歯抜け状態の画像となっている。これに対し、参照画像ＰＲ１は、ベイヤー配列を有する画素による画像ではなく、歯抜け状態の画像でもないことに留意されたい。
【００３７】
初期状態では、推定部１７２には、緑色成分の仮想的なＰＳＦの係数（以下、ＰＳＦ値と称す。）の初期値が設定される。緑色成分の１つの仮想的なＰＳＦ値は、例えば、２９×２９画素相当の緑色成分の画像領域に対応するＰＳＦの係数である。この初期状態における仮想的なＰＳＦ値はランダム値であってもよい。
【００３８】
ただし、複数の仮想的なＰＳＦ値に対応する複数の画面領域の配列は、上述の参照画像ＰＲ１と同様に、ベイヤー配列のような歯抜け状態の配列ではなく、好ましくは、レンズＢの歪曲収差を含む参照チャートＡの図形（円形リング）に近似した形状を呈する配列である。このように、参照画像ＰＲ１はベイヤー配列ではなく、推定部１７２において設定される仮想的なＰＳＦ値に対応する画面領域の配列もベイヤー配列のような歯抜けに設定されない。
【００３９】
推定部１７２は、概略的には、仮想的に設定されたＰＳＦを用いて参照画像ＰＲ１を畳み込み演算することにより得られる畳込画像ＰＲ２（中間画像）と撮像画像ＰＲ３との差分が小さくなるように、ＰＳＦの係数を演算する。
【００４０】
詳細に説明すると、推定部１７２は、仮想的なＰＳＦ値と参照画像ＰＲ１との畳み込み演算を行い（ステップＳＴ１）、その演算の結果として畳込画像ＰＲ２を生成する（ステップＳＴ２）。続いて、推定部１７２は、畳み込み演算により得られた畳込画像ＰＲ２と、画像抽出部１３２により抽出された歯抜け状態の画像である撮像画像ＰＲ３との２乗誤差を演算し、この２乗誤差が所定範囲内であるかどうかを判定する（ステップＳＴ３）。ここで、上記の所定範囲は、畳込画像ＰＲ２と撮像画像ＰＲ３とが一致（または近似）したことを判定するための基準を与え、必要とする推定精度に応じて任意に設定し得る。
【００４１】
上記２乗誤差が所定範囲内でなければ（ステップＳＴ３：ＮＯ）、推定部１７２は、畳み込み演算により得られる畳込画像ＰＲ２が、歯抜け状態の画像である撮像画像ＰＲ３と一致（または近似）する方向、即ち、畳込画像ＰＲ２と撮像画像ＰＲ３との差分が小さくなる方向に、仮想的なＰＳＦ値を更新する（ステップＳＴ４）。
【００４２】
上述の仮想的なＰＳＦ値を更新する手法は、畳込画像ＰＲ２を撮像画像ＰＲ３と一致（または近似）させる方向に仮想的なＰＳＦ値を更新することができることを限度として任意の手法を用いることができ、例えば最急降下法や遺伝的アルゴリズムなどの一般的な最適化手法を用いることができる。
【００４３】
推定部１７２は、上記２乗誤差が所定範囲内になるまで、上述のステップＳＴ１〜ＳＴ３を繰り返し実施する。そして、推定部１７２は、畳込画像ＰＲ２と撮像画像ＰＲ３との２乗誤差が所定範囲内になった場合（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）、そのときの仮想的なＰＳＦ値をレンズＢの緑色成分のＰＳＦの推定値ＰＳＦｇとして確定する。
【００４４】
ここで、参照画像ＰＲ１は、レンズＢのＰＳＦが理想的なインパルス応答を示す場合の画像に相当するから、上述の推定部１７２により推定された緑色成分のＰＳＦの推定値ＰＳＦｇは、レンズＢに固有の緑色成分のＰＳＦを表す。また、撮像画像ＰＲ３は、図示しない撮像装置の光学系を構成するレンズＢを通して得られた画像であり、レンズごとに取得される画像である。したがって、画像処理装置１によれば、歪曲収差を有する個々のレンズ固有の緑色成分のＰＳＦを精度よく推定することができる。
【００４５】
なお、赤色成分の撮像画像を抽出するための画像抽出部１３１と、青色成分の撮像画像を抽出するための画像抽出部１３３についても、上述の緑色成分の撮像画像を抽出する画像抽出部１３２と同様に説明される。また、赤色成分のＰＳＦを推定するための推定部１７１と、青色成分のＰＳＦを推定するための推定部１７３についても、上述の緑色成分のＰＳＦを推定するための推定部１７２と同様に説明される。この場合、推定部１７１はレンズＢの赤色成分のＰＳＦの推定値ＰＳＦｒを出力し、推定部１７３は青色成分のＰＳＦの推定値ＰＳＦｂを出力する。
【００４６】
上述の推定部１７１〜１７３によって推定された各色成分のＰＳＦの推定値から、歪曲収差を有するレンズＢのＰＳＦの逆関数を取得し、この逆関数を用いてデジタルカメラなどの画像を補正することにより、レンズＢのＰＳＦに起因した劣化が抑制された画像を復元することができる。
【００４７】
本実施形態によれば、赤色成分、緑色成分、青色成分のそれぞれについて、レンズ固有のＰＳＦ値（２９×２９画素の画像領域のＰＳＦの係数）を精度よく推定することができる。このように個々のレンズ固有のＰＳＦを高精度に推定することができれば、レンズのＰＳＦのばらつきに起因した画像の劣化を補正することができ、画像の復元を高品質に行うことが可能になる。
【００４８】
上述の実施形態では、本発明を画像処理装置１として表現したが、本発明は、画像処理方法として表現することもできる。この場合、本発明による画像処理方法は、所定のチャート上の図形を、光学系を通して撮像し、前記光学系により結像された光像を電気信号に光電変換する第１段階と、前記撮像素子により光電変換された電気信号によって与えられる画像から、前記チャート上の図形を表す撮像画像を抽出する第２段階と、前記撮像画像上の図形のサイズに関する情報を取得する第３段階と、前記情報に基づき、前記撮像画像上の図形に対応したサイズを有する参照画像を生成する第４段階と、前記参照画像に点広がり関数を適用して得られる画像が前記第２撮像画像に近似するように、前記点広がり関数を推定する第５段階と、を含む画像処理方法として表現することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変形、修正、置換などが可能である。
例えば、レンズＢを備えたデジタルカメラなどの撮像装置のＲＡＷ画像と、画像処理装置１により得られるＰＳＦの推定値ＰＳＦｒ，ＰＳＦｇ，ＰＳＦｂに関する情報をネットワークに転送し、ネットワーク上のクラウドで撮像装置のレンズＢによる画像の劣化を補正する処理を実施することも可能である。この場合、メモリ量や演算処理量の制約を受けることのないクライド上の環境で効果的に画質の補正を行うことが可能になる。
【００５０】
更にまた、上述の実施形態では、推定部１７１〜１７３は、赤色成分、緑色成分、青色成分のいわゆるＲＧＢ表色系の信号を用いてレンズＢのＰＳＦを推定するものとしたが、任意の表色系を用いてＰＳＦを推定することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…画像処理装置、１２０…撮像素子、１３１，１３２，１３３…画像抽出部、１４０…画像抽出制御部、１５０…情報取得部、１５１…位置検出部、１５２…倍率算出部、１６０…参照画像生成部、１７１，１７２，１７３…推定部、Ａ…参照チャート、Ｂ…レンズ、ＳＴ１〜ＳＴ４…処理ステップ。
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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