[发明专利]图像处理设备、成像设备、图像处理方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理设备、成像设备、图像处理方法和程序，尤其涉及在单板(single-plate)式彩色传感器摄像机中校正倍率色象差(chromatic aberration of magnification)的技术。

背景技术

在诸如静态摄像机或视频摄相机的成像设备中，倍率色象差已知是由于在通过透镜的光中由于每种颜色的点扩散函数(PSF)的影响而产生的扩大的点图像所引起。倍率色象差由于图像的尺寸的差异而产生，这是因为透镜的折射率根据可见光的波长而不同并且焦距因此不同。

当利用发生倍率色象差的透镜拍摄白色点光源时，屏幕的相邻部分产生彩虹的颜色，因此光源被拍摄为以放射方向发展。即使在正常的对象中，尤其在图像的边缘部分中，也会显著地看到颜色分离。

迄今为止，已经执行了在RGB(红色、绿色和蓝色)的每一者中沿着水平和竖直方向计算和校正偏差(象差量)，作为校正倍率色象差的方法(例如，见日本未审查专利申请公报No.2010-219683和日本未审查专利申请公报No.2000-299874)。一般来说，倍率色象差的校正是在颜色分离(针对单板的颜色插值：解拜耳(de-Bayer))之前执行的。已经研究了从RAW(原始)数据检测倍率色象差的多种方法。在倍率色象差的校正中，仅基于关于诸如R(红色)或B(蓝色)的单个颜色的信息来执行颜色移动。

发明内容

用在单板式彩色图像传感器中的彩色滤光片在成像装置上形成阵列形状。在形成为阵列形状的彩色滤光片(彩色滤光片阵列)的布置中，代表性地使用了拜耳图案，其中对于亮度信号作出较大贡献的G(绿色)被布置为棋盘图案，并且R和B被布置在棋盘图案的剩余部分。图1示出了布置为拜耳布置的RGB颜色的像素。在拜耳布置中，由G彩色滤光片获得的像素是由R或B彩色滤光片获得的像素的两倍，并且因此由R或B彩色滤光片获得的像素在数量上较小。

下文中将会参照图2A到图2C描述根据现有技术的校正倍率色象差的方法。

例如，将会关注由RGB形成的拜耳布置的R和G(见图2A)。L表示图像中央(对应于光轴)。发生倍率色象差的透镜在与G相距一段象差量的位置距离处产生图像R(见图2B)。在现有技术中，当校正R的倍率色象差时，对使用单个颜色(R)的图像执行上采样(up-sampling，扩大处理)(见图2C)并且利用小数级别的精确度来执行像素移动，以执行把R返回到正确位置的处理。如图3所示，上采样是对输入信号(例如，R、G和B信号)执行滤波计算并且推导出位于期望位置的像素的信号的处理。

通过单板式彩色图像传感器获得的R或B像素的数目较小，并且，通过采样定理很明显，可由上采样推定的频率是受到限制的。一般来说，包括单板式彩色图像传感器的摄像机的频率特性在许多情况下由基于G像素数目的分辨率限制所确定。因此，当对于R或B仅使用单个颜色信息执行上采样时，可能不能产生接近G的极限分辨率的高频率，并且在许多情况下，R或B的边缘可能会模糊并且错误的颜色可能出现在R或B的边缘的附近。即，当在校正R或B的倍率色象差的处理中对在R或B移动前的像素进行插值时，可能不能实现高频率并且R或B的边缘可能不能被适当地校正。

因此期望提供一种能够在发生倍率色象差的图像中适当地对除了基础颜色之外的颜色的边缘进行校正的技术，例如，除了G之外的R或B的边缘。

根据本技术的实施例，首先基于包括在图像数据中的像素信号的亮度值计算其他颜色成分信号对于包括在图像数据中的判据颜色的颜色成分信号的位置的象差量。之后，从其他颜色成分信号和判据颜色的颜色成分信号产生色差信号，并且基于所述象差量，使用色差信号校正存在于判据颜色的像素之间的其他颜色的颜色成分信号的色象差。

在本发明的实施例中，从包括高频成分(边缘)的图像(RAW数据)中的其他颜色(例如，R或B)与判据颜色(例如G)之间的差异来产生色差，该图像是从单板式图像传感器获得的。基于象差，使用色差来校正其他颜色的色象差。这里，因为判据颜色的像素数目大于其他颜色的数目并且使用频率比其他颜色更低的色差来校正色象差，所以校正精确度较高并且像素不模糊。

根据本技术的实施例，能够在发生倍率色象差的图像中适当地校正除了基础颜色之外的颜色的边缘，例如，除了G之外的R或B的边缘。

附图说明

图1是示出了布置为拜耳阵列的RGB颜色的像素的图；

图2A到图2C是根据现有技术的图；

图3是示出了上采样的图；

图4是示出了根据第一实施例的成像设备的框图；