(57)【要約】      （修正有）【課題】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、結像光学特性による像高間の解像性能差、及び、片ボケによる方位角間の解像性能差を抑制し、全画像領域で解像性能が良好な画像が得られ、解像感の個体ばらつきを抑制する画像処理方法および画像処理装置を提供する。【解決手段】撮像中心の解像性能と周辺の任意の位置での解像性能との差分を求め、解像性能の差分値を所定の計算式に代入することにより任意の位置におけるゲインＧを導出し、これを用いて画像を補正して出力する。また、撮像面の所定の領域に応じて、撮像中心周辺の任意の位置でのゲインＧ設定に対し適用／不適用のモード切替が可能な機構を有し、適用モードを選択した場合はゲインＧを設定して画像処理を行い、不適用モードを選択した場合はゲインＧ＝１にして画像処理を行う。【選択図】図１
2016015657.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方法であって、また、前記画像処理方法は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解像性能、及び、前記撮像中心の周辺の解像性能に基づいて決定されるパラメータを用いて画像処理を行うものであって、また、前記撮像中心のエッジを強調するためのエッジ強調パラメータ設定値Ｇ（ｒ＝０）、前記周辺の位置毎のゲインをＧとしたとき、前記周辺の任意の位置に対するエッジ強調パラメータ設定値をＧ（ｒ＝０）  とＧを用いて決定される値ｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）とし、前記２種類のエッジ強調パラメータ設定値Ｇ（ｒ＝０）及びｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）を用いて画像処理を実施する画像処理方法であって、前記ゲインＧは、前記撮像中心の解像性能と前記周辺の任意の位置での解像性能との差分を求め、前記解像性能の差分値を所定の計算式に代入することにより前記任意の位置におけるゲインＧを導出し、これを用いて画像を補正して出力する画像処理方法。
【請求項２】
前記撮像中心周辺の任意の位置に対するエッジ強調パラメータ設定値ｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）は以下の式で表されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
ｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）＝Ｇ（ｒ＝０）×Ｇ
【請求項３】
前記解像性能は撮像面上の任意の位置のＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）であり、前記解像性能の差分はΔＳＦＲは以下の式で表されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
ΔＳＦＲ＝｛ＳＦＲ（ｒ＝０）−ＳＦＲｎ（ｒ，θ）｝／ＳＦＲ（ｒ＝０）
（ＳＦＲ（ｒ＝０）：撮像中心におけるＳＦＲ、ＳＦＲｎ（ｒ，θ）：撮像中心以外の周辺の任意の位置におけるＳＦＲ）
【請求項４】
前記解像性能は撮像面上の任意の位置のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）であり、前記解像性能の差分はΔＭＴＦは以下の式で表されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
ΔＭＴＦ＝｛ＭＴＦ（ｒ＝０）−ＭＴＦｎ（ｒ，θ）｝／  ＭＴＦ（ｒ＝０）
（ＭＴＦ（ｒ＝０）：撮像中心におけるＭＴＦ、ＭＴＦｎ（ｒ，θ）：撮像中心以外の周辺の任意の位置におけるＭＴＦ）
【請求項５】
請求項１又は２に記載の所定の計算式は、以下であることを特徴とする画像処理方法。
Ｇ＝ａ×ΔＳＦＲ＋１  （ａ：任意の定数）
【請求項６】
請求項５に記載の計算式におけるａは、以下であることを特徴とする画像処理方法。
１≦ａ≦３
【請求項７】
請求項１又は２に記載の所定の計算式は、以下であることを特徴とする画像処理方法。
Ｇ＝ｂ×ΔＭＴＦ＋１  （ｂ：任意の定数）
【請求項８】
請求項７に記載の計算式におけるｂは、以下であることを特徴とする画像処理方法。
１≦ｂ≦５
【請求項９】
前記画像処理方法は予め記憶装置に記憶した解像性能を用いて画像処理を行う画像処理方法であって、前記解像性能は撮像中心の解像性能、及び、前記撮像中心の周辺の任意の位置における解像性能であって、前記周辺の任意の位置における解像性能は、撮像中心を中心とする２つ以上の所定の方位角線上の所定の像高における解像性能であり、前記撮像中心の解像性能と前記周辺の前記方位角線上の前記像高における解像性能を用いて、補間により前記記憶装置に記憶されていない前記周辺の任意の位置での解像性能を導出して全撮像領域の解像性能として求め、前記全撮像領域の解像性能と請求項１、３乃至８記載で記載の計算式により、前記全撮像領域のゲインＧを導出することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記２つ以上の所定の方位角は、所定の像高における解像性能が最良を示す方位角と最不良を示す方位角を含めることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
撮像面の所定の領域に応じて、撮像中心周辺の任意の位置でのゲインＧ設定に対し適用／不適用のモード切替が可能な機構を有する画像処理方法であって、適用モードを選択した場合はゲインＧを設定して画像処理を行い、不適用モードを選択した場合はゲインＧ＝１にして画像処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
背景をぼかす処理を実施する領域では請求項１１記載のモードに対し不適用モードを選択してゲインＧを設定し、前記領域以外の領域に関しては請求項１１記載のモードに対し適用モードを選択してゲインＧを設定することを特徴とする請求項１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の画像処理方法のうち、いずれか１つ以上の画像処理方法を用いて画像処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
【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方法および画像処理装置に関する。
【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。
【００１０】
また、製造上の誤差から起因する、いわゆる片ボケに対しても対応できることが開示されている。
光軸に対し軸対称な形状を持つレンズ光学系において、同一動径位置での結像性能は、理論的には、方位角によらず同一の性能を示す。しかし、レンズや撮像素子の取り付け誤差などの製造誤差などにより、同一動径位置であっても方位角によって結像性能が異なってしまうことがあり、これがいわゆる「片ボケ」という現象である。
【００１１】
図１０は、片ボケを有するカメラにおける、解像性能の１種であるＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の像高特性を示した図である。片ボケを有するカメラにおいては、画像のエリア（方位角）によって像高特性が異なり、同じ像高（同じ動径位置）でもＳＦＲが異なっている。そして、前述の像高に依存した結像光学特性に起因して、同一方位角線上でも像高によりＳＦＲが異なるため、結果的に解像性能が位置によってばらつくことになるのである。
【００１２】
以上のような片ボケは個体毎にその度合いは異なっており、同一機種のカメラにおける解像性能のばらつきの主要因となっている。これに対し、特許文献１では、片ボケを有するカメラにおいても有効に作用することが開示されており、片ボケによる解像性能のばらつきを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【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】
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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方法、及び、画像処理装置を提案するものである。
【００１７】
また、個体ばらつきの主原因である片ボケによる方位角間の解像性能差を抑制し、個体ばらつきのない撮像全領域で解像性能が良好な画像を取得することができる画像処理方法、及び、画像処理装置を提案するものである。
【００１８】
一方、別の課題として、上述の先行技術を適用した場合、撮影シーンによっては、画質的にふさわしくない画像が得られることが判明した。図４は、この課題を説明する模式図である。
【００１９】
図４−（ａ）は、被写体を示した模式図であり、図４−（ｂ）は背景をぼかしたい撮影シーンで被写体を撮影したときの理想画像の模式図である。そして、図４−（ｃ）は、上述の先行技術を適用して画像処理を行った場合の現像画像を示した模式図である。
【００２０】
図４−（ａ）では、被写体として撮影画像の上側の領域にスジ（４１）が形成されていることを示している。また、図４−（ｂ）では理想画像として、背景をぼかしてスジ（４１）が表れない画像であるということを表している。これに対し、従来の先行技術を適用した場合、背景をぼかすように画像処理をしても、図４−（ｃ）で示すように、ぼかし方が不十分でスジ（４１）が残り、さらには、ノイズ（４２）が増した画像を取得してしまうということを示している。
【００２１】
言い換えると、先行技術を適用することにより、現像画像（図４−（ｃ））は、理想画像（図４−（ｂ））に比べ、ぼかしたい部分のぼけ方が不十分となり、さらに、ノイズ感が増した画像が得られ、画質的に好ましくないということである。
【００２２】
そこで、本発明の別の目的として、さまざまな撮影シーンであっても、それぞれの撮影シーンに合った画質的に好ましい画像を取得することができる画像処理方法、及び、画像処理装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る画像処理方法の構成は、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、また、前記画像処理方法は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解像性能、及び、前記撮像中心の周辺の解像性能に基づいて決定されるパラメータを用いて画像処理を行うものであって、また、前記撮像中心のエッジを強調するためのエッジ強調パラメータ設定値Ｇ（ｒ＝０）、前記周辺の位置毎のゲインをＧとしたとき、前記周辺の任意の位置に対するエッジ強調パラメータ設定値をＧ（ｒ＝０）とＧを用いて決定される値ｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）とし、前記２種類のエッジ強調パラメータ設定値Ｇ（ｒ＝０）及びｆ（Ｇ（ｒ＝０），Ｇ）を用いて画像処理を実施する画像処理方法であって、前記ゲインＧは、前記撮像中心の解像性能と前記周辺の任意の位置での解像性能との差分を求め、前記解像性能の差分値を所定の計算式に代入することにより前記任意の位置におけるゲインＧを導出し、これを用いて画像を補正して出力する画像処理方法、及び、以上の画像処理方法を用いて画像処理を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、撮像面の所定の領域に応じて、撮像中心周辺の任意の位置でのゲインＧ設定に対し適用／不適用のモード切替が可能な機構を有する画像処理方法であって、適用モードを選択した場合はゲインＧを設定して画像処理を行い、不適用モードを選択した場合はゲインＧ＝１にして画像処理を行うことを特徴とする画像処理方法、及び、以上の画像処理方法を用いて画像処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、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、結像光学特性による像高間の解像性能差、及び、片ボケによる方位角間の解像性能差を抑制し、全画像領域で解像性能が良好な画像をえることができる。さらには、解像感の個体ばらつきを抑制することができる。
【００２６】
また、撮影シーンに応じて最適な画像処理設定を行うことができ、さまざまな撮影シーン毎に、画質的に好ましい画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】撮像中心の解像性能との差分値と、ゲインＧとの関係を示した本発明の代表例
【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メリジオナルＳＦＲ、及び、サジタルＳＦＲの相加平均の像高特性
【図３】本実施例で用いたメリジオナルＳＦＲ、及び、サジタルＳＦＲによる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４】背景をぼかしたい撮影シーンにおける課題を説明する模式説明図（（ａ）被写体、（ｂ）理想画像、及び、本発明の画像処理により取得できる現像画像、（ｃ）従来先行技術の画像処理により取得される現像画像）
【図５】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ＳＦＲ、及び、サジタルＳＦＲの相加平均の像高特性
【図６】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ＳＦＲ、及び、サジタルＳＦＲの相加平均の像高特性
【図７】実施例３で用いた、ゲインＧ導出のための方位角を求めるためのリジオナルＳＦＲ解析用チャート
【図８】実施例３で用いた、ゲインＧ導出のための方位角を求めるためのサジタルＳＦＲ解析用チャート
【図９】実施例３におけるゲインＧ導出のための方位角を表した図、及び、前記方位角線上に配置した像高特性解析チャートの説明図
【図１０】従来の画像処理を適用したときのメリジオナルＳＦＲ、及び、サジタルＳＦＲの相加平均の像高特性
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施例では、撮像装置の撮像面上の画素毎の光学結像性能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、画素毎にゲインＧ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ゲインＧを乗算したものを、所定の画素のエッジ強調パラメータとして用いる。
【００３２】
以上の画素毎のゲインＧは、撮像面上の全画素位置での解像性能を求め、撮像光学系の光軸と撮像面との交点である撮像中心の解像性能と、それ以外の各画素位置での解像性能の差分を用いることにより導出することができる。
【００３３】
ここで、解像性能とは、例えばＳＦＲ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）、もしくは、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のことである。
【００３４】
本実施例では、予めデジタルカメラの片ボケ量を実測し、片ボケ度合いを考慮した光学シミュレーションによる設計値により、撮像面上の全画素位置でのＳＦＲを求めた。本実施例では、光学シミュレーションを用いて解像性能を求めたが、これに限るものではなく、実機によるチャート撮影により求めてもよい。
【００３５】
本実施例では、ＳＦＲを用いてゲインＧを求めており、上述の解像性能の差分をΔＳＦＲとした場合、
ΔＳＦＲ＝｛ＳＦＲ（ｒ＝０）−ＳＦＲｎ（ｒ，θ）｝／ＳＦＲ（ｒ＝０）・・（式１）
（ＳＦＲ（ｒ＝０）：撮像中心におけるＳＦＲ、
ＳＦＲｎ（ｒ，θ）：撮像中心以外の周辺の任意の位置におけるＳＦＲ）
で表される。
【００３６】
また、以上のΔＳＦＲに対し、図１に示すような下記式により、ゲインＧを導出する。
【００３７】
Ｇ＝ａ×ΔＳＦＲ＋１・・（式２）
（ａ：任意の定数）
本実施例では、ゲインＧを導出する式として、（式２）で示す１次関数を用いたが、これに限るものではなく、ΔＳＦＲ＝０の時にＧ＝１であれば、２次関数などの多次元の関数でもよい。以上のように、本実施例で用いる計算式は平易な関数であるため、演算処理時間も特許文献１の従来技術のそれに比べ大幅に短縮することができ、撮影パフォーマンス上、有利なものとなっている。
本実施例では、ａ＝１．４で行った。しかし、定数ａはこれに限るものではなく、画像の輪郭をより際立てさせたい場合は、定数ａは大きな値を設定すればよく、逆に、画像の輪郭をあまり際立てさせたくない場合は、小さな値に設定すればよい。
【００３８】
また、これらの定数ａの値は、強調させたい被写体の空間周波数にも依存する。強調させたい空間周波数が高いものほど、撮像中心から周辺部への解像性能の低下量としては大きく、ゲインＧとしては大きく設定する必要があり、（式２）の定数ａとしてはより大きな値にする必要がある。
さらに、定数ａは、歪曲収差補正などにおける画素補間の方法によっても、設定値を変えた方が好ましい。例えば、歪曲収差補正における画素補間がバイリニア補間の場合とバイキュービック補間の場合とで、前者の方が定数ａの値を大きくする必要がある。一般的に、前者の方が後者よりも解像度が低下するため、両者で同様の解像感を得るためには、（式２）の定数ａを大きい値に設定して、解像度差を抑圧する必要があるからである。
【００３９】
また、以上のような状況を鑑みて、自然画における画質としては、下記式で示す定数ａに設定することが好ましい。
【００４０】
１≦ａ≦３・・（式３）
一方で、ゲインＧを導出する際の解像性能をＭＴＦとした場合は、解像性能差ΔＭＴＦは以下のように表される。
【００４１】
ΔＭＴＦ＝｛ＭＴＦ（ｒ＝０）−ＭＴＦｎ（ｒ，θ）｝／ＭＴＦ（ｒ＝０）・・（式４）
（ＭＴＦ（ｒ＝０）：撮像中心におけるＭＴＦ、
ＭＴＦｎ（ｒ，θ）：撮像中心以外の周辺の任意の位置におけるＭＴＦ）
そして、ゲインＧの導出式を１次関数とした場合、
Ｇ＝ｂ×ΔＳＦＲ＋１・・（式５）
（ｂ：任意の定数）
となり、このとき、自然画における画質としては、下記式で示す定数ｂに設定することが好ましい。
【００４２】
１≦ｂ≦５・・（式６）
図２は、本実施例のデジタルカメラで図３−（ａ）で示すチャートを撮影した画像の８つの方位角線上のＳＦＲの像高特性を示したグラフである。
【００４３】
図３−（ａ）で示すチャートを本実施例のデジタルカメラで撮影することにより、図３−（ｂ）で示す、本実施例の画像処理が実施された撮影画像が取得される。図２は、この撮影画像の動径方向線（３１）、方位角方向線（３２）から構成されるチャート部のＳＦＲを測定、解析をすることにより求められる。
【００４４】
ここで、図３−（ａ）のチャートを説明すると、チャートは動径方向に平行な関係の動径方向線（３１）と、動径方向線（３１）と垂直な関係の方位角方向線（３２）の２種類の直線により構成している。以上のようなチャートを、画像対角線上、及び、画像中心を通る水平線上、垂直線上に配置するように描画し、８つの方位角方向でチャートを形成している。
【００４５】
この動径方向線（３１）間、及び、方位角方向線（３２）間の線間隔は等間隔であり、この線間隔、及び、線幅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、撮像面上の上記線間隔が０．４×ｆｎ（本／ｍｍ）になるように、図３−（ａ）のチャート上の線間隔を決定したものを用いた。また、線幅としては、線間隔に対する線幅の割合が５０％となるように形成した。
【００４６】
本実施例では、撮像面上の線間隔が０．４×ｆｎ（本／ｍｍ）になるようにチャート上の線間隔、及び、線幅を定めたが、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。（ただし、前述の通り、解像度本数（空間周波数に相当）が変化する場合は、（式２）の定数ａ、もしくは、（式５）の定数ｂの値を変える必要が生じる）
また、本実施例では、８つの方位角で形成するチャートにおいて、動径方向線（３１）同士の線間隔と方位角方向線（３２）同士の線間隔はすべて同じになるように設定している。
【００４７】
以上の図３−（ａ）のチャートをデジタルカメラで撮影したものが、図３−（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３−（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。
【００４８】
ＳＦＲの導出方法としては、まずは所定の像高ｒにおける、隣り合う動径方向線（３１）同士、もしくは、方位角方向線（３２）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輝度の最も低い最低輝度をＩｍｉｎ、輝度の最も高い輝度を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。
【００４９】
ＳＦＲ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）・・（式７）
以上のようにして、動径方向線（３１）同士による、いわゆるサジタルエッジによるサジタルＳＦＲと方位角方向線（３２）同士による、いわゆるメリジオナルエッジによるメリジオナルＳＦＲの２種類の像高特性が求まるのである。
【００５０】
図２は、上述のようにして求めた、図３−（ａ）に示す方位角１〜８の各方位角線上の各像高におけるサジタルＳＦＲとメリジオナルＳＦＲの相加平均を、像高に対してプロットしたグラフになる。
【００５１】
図２の結果から、本実施例による画像処理を行うことにより、像高、方位角によらず同等のＳＦＲを示しており、解像性能のばらつきがなく画質的に良好な特性を示していることが分かる。
【００５２】
また、本実施例のデジタルカメラにおいては、撮像面の所定の領域に応じて、撮像中心周辺の任意の位置でのゲインＧ設定の適用／不適用のモード切替が可能な機構を備えている。
【００５３】
図４−（ａ）は、被写体を示した模式図であり、図４−（ｂ）は背景をぼかしたい撮影モード（背景ぼかしモード）で被写体を撮影したときの理想画像の模式図である。つまり、ここでは図４−（ａ）の画像の上側両端近辺で良好にぼかしたいことを示している。
【００５４】
本実施例のデジタルカメラでは、背景ぼかしモードを選択できる切替スイッチを付設しており、これを背景ぼかしモード適用側に切替た場合、上述のゲインＧ設定不適用モードが選択され、ゲインＧ＝１で画像処理が行われる。つまり、上述のΔＳＦＲで求めたゲインＧは設定されず、周辺画像の解像性能の低下した画像が得られ、その結果、図４−（ｂ）の理想画像のように背景をぼかした画像を取得することができる。
【００５５】
一方で、別の撮影シーンで背景をぼかさず周辺画像でも解像感の良好な画像を取得したい場合は、上述の切替スイッチを背景ぼかしモード不適用側に切替える。すると、上述のゲインＧ設定適用モードが選択され、ΔＳＦＲで求めたゲインＧを設定し、解像感の良好な画像が得られるのである。
【００５６】
以上、背景ぼかしモード適用時のゲインＧ設定としては、全画素でゲインＧ＝１にして画像処理を行う方法に関して記載した。しかし、これに限るものではなく、ぼかしたい領域をユーザーが指定できる機構を設け、ぼかしたい領域の画素にだけゲインＧ＝１として画像処理を行う方法としてもよい。
【００５７】
例えば、図４の場合、ぼかしたい領域は図４−（ａ）の上側両端近辺であり、この領域をユーザーが指定して、この領域の画素にだけゲインＧ＝１の設定にして画像処理を行う。これにより、取得画像においては、画像上側両端近辺だけがぼかし状態になり、その他の領域の画素のおいてはΔＳＦＲで求めたゲインＧが設定され、解像感の良好な画像が得られる。この結果、ぼかした領域とそれ以外の領域でメリハリのついた画像を取得することができるのである。
【００５８】
さらに、解像感、及び、ぼかし具合をさまざまに変えることができるゲインＧを複数種類用意しておき、ぼかす領域とそれ以外の領域で、ゲインＧを複数の組合せで使うことによって、さまざまな画像表現を実現することもできる。
【実施例２】
【００５９】
本実施例は、ゲインＧを求める際のＳＦＲとして、設計値ベースの光学シミュレーションから求めたものではなく、カメラにより実写して求めたＳＦＲであること以外は、実施例１と同様である。
【００６０】
図３−（ａ）に示すチャートを実写し、方位角１〜４の各方位角線上における像高ｒ＝０、３０、５０、７０、９０％のＳＦＲを実測により求めた。
【００６１】
ここで、当然のことながら、実施例１で記載したような光学シミュレーションを用いて、各像高のＳＦＲを求めてもよい。また、実測ポイントに関しても、上述の実測ポイント数に限るものではなく、測定方位角数、もしくは、測定像高数を増やせば実測ポイント数も増え、ゲインＧの導出の際の精度も向上する。
【００６２】
以上の１７点のＳＦＲを用いて、１７点以外の画素位置でのＳＦＲをバイリニア的な線形補間により求め、実施例１と同様に（式１）及び（式２）を用いて全画素のゲインＧを導出し、これを用いて画像処理を行った。上記１７点以外の画素位置でのＳＦＲを導出する際の補間方法としては、これに限るものではなく、ニアレストネイバー的な０次補間、バイキュービック的なキュービック補間、もしくは、ラグランジュ補間、スプライン補間などによる補間方法を用いても良い。
【００６３】
実施例１では全画素分のＳＦＲを記憶する必要があったが、本実施例では一部の画素（本実施例では１７点）のＳＦＲを記憶するだけで良く、ハード的負荷の削減を可能にし、コスト的に有利という利点がある。
【００６４】
図５は、本実施例の画像処理を実施するデジタルカメラで図３−（ａ）で示すチャートを撮影した画像の８つの方位角線上のＳＦＲの像高特性を示したグラフである。図５の結果から、本実施例による画像処理を行うことにより、像高、方位角によらずほぼ同等のＳＦＲを示しており、解像性能のばらつきの少ない、画質的に良好な特性を示していることが分かる。
【実施例３】
【００６５】
本実施例は、ゲインＧを求める際のＳＦＲ導出に使用するチャート、及び、方位角が異なること以外は実施例２と同様である。
【００６６】
図７−（ａ）、図８−（ａ）は、本実施例におけるＳＦＲ導出のための方位角を求めることを目的にしたチャートになる。図７−（ａ）は像高ｒ＝５０％の全方位角のメリジオナルＳＦＲ導出のためのチャートであり、図８−（ａ）は像高ｒ＝５０％の全方位角のサジタルＳＦＲ導出のためのチャートである。
【００６７】
上記二つのチャートを撮影した画像が、図７−（ｂ）、図８−（ｂ）であり、この取得画像を用いて、撮像中心（像高ｒ＝０％）のＳＦＲ、及び、像高ｒ＝５０％における全方位角のサジタルＳＦＲ、及び、メリジオナルＳＦＲを導出する。
【００６８】
以上のサジタルＳＦＲとメリジオナルＳＦＲの相加平均において、最小値（解像性能最不良）、最大値（解像性能最良）を示す２つの方位角を求め、さらに、それぞれの方位角の中間となる２つの方位角を求める。
【００６９】
図９は、以上のようにして求めた４つの方位角を示した模式説明図であり、方位角（９１）はＳＦＲが最小値（解像性能最不良）を示す方位角であり、方位角（９２）はＳＦＲが最大値（解像性能最良）を示す方位角である。そして、方位角（９３）、及び、方位角（９４）は、方位角（９１）、及び、方位角（９２）の中間となる方位角を示している。
【００７０】
この４つの各方位角線上に、実施例１で記載した動径方向線（３１）、及び、方位角方向線（３２）によるチャートを配置し、この方位角線上における像高ｒ＝０、３０、５０、７０、９０％のＳＦＲを実測により求めた。
【００７１】
ここで、方位角によっては、高像高側（本実施例では像高ｒ＝７０％もしくは９０％）のＳＦＲが撮像領域外に位置してしまう可能性があり、このような高像高側のＳＦＲは測定することができない。図９の方位角（９３）、方位角（９４）がこれに該当する。この場合は、測定できる像高ｒ（本実施例では像高ｒ＝０、３０、５０％）のＳＦＲを用いて外挿により、測定できなかった高像高側のＳＦＲとして代用した。
【００７２】
以上のようにして求めた１７点のＳＦＲを用いて、１７点以外の画素位置でのＳＦＲをバイリニア的な線形補間により求め、実施例１と同様に（式１）及び（式２）を用いて全画素のゲインＧを導出し、これを用いて画像処理を行った。
【００７３】
図６は、本実施例の画像処理を実施するデジタルカメラで図３−（ａ）のチャートを撮影した画像の８つの方位角線上のＳＦＲの像高特性を示したグラフである。図６の結果から、本実施例による画像処理を行うことにより、像高、方位角によらず同等のＳＦＲを示しており、解像性能のばらつきも実施例２に比べさらに僅少で、画質的に良好な特性を示していることが分かる。
【符号の説明】
【００７４】
３１  動径方向線、３２  方位角方向線、４１  スジ、４２  ノイズ、
９１  ＳＦＲが最小値（解像性能最不良）を示す方位角、
９２  ＳＦＲが最大値（解像性能最良）を示す方位角、
９３  方位角９１、及び、方位角９２の中間となる方位角、
９４  方位角９１、及び、方位角９２の中間となる方位角
【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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