专利名称：光学传递函数的测定方法、图像恢复方法以及数字图像拍摄装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学传递函数的测定方法，用于通过图像拍摄照相装置来对生成的图像进行校正以获取接近于原始图像的图像，还涉及一种图像恢复方法。
背景技术：
近年来，图像拍摄照相装置的结构已经小型化并且厚度更薄。因此，图像拍摄光学系统的总长度已经被缩短，并且组合透镜(constituentlense)的数量也减少了。在这种被小型化且厚度变薄的图像拍摄照相装置中，由于镜头色差等原因导致了图像的劣化，并且很难改进图像拍摄光学系统的分辨率性能。在传统的小型化及厚度变薄的图像拍摄照相装置中，图像传感器的分辨率已经得到提高，但是图像拍摄光学系统的分辨率性能仍然没有得到改进。因此，无法实现与图像传感器分辨率的改进相对应的高画质图像。
作为一种用于将劣化的图像恢复至接近于原始图像的技术，至今已经有一种已知的技术，用于通过使用专门用于图像拍摄照相装置的图像拍摄光学系统的光学传递函数而将反卷积处理应用于已劣化的图像，从而获得恢复后的图像。所述反卷积处理已经在例如日本专利公开文献特开2002-24816和特开2000-206446等中披露。在传统技术中，图像拍摄照相装置中使用的光学部分例如镜头被放置在测定设备中。在所述测定设备的投影区域上，投影了一个具有等于或大于图像传感器的元件间距的空间频率的图形，借此来测定MTF(调制传递函数)。测得的MTF测定值被用作光学传递函数。在所述反卷积处理中，通过作为图像劣化因素信息的光学传递函数对劣化的图像进行卷积积分，其中所述劣化的图像由于图像拍摄光学系统性能而引起模糊不清。所述反卷积处理将劣化的图像恢复为接近于原始图像的高对比度图像。
但是，随着图像拍摄设备的分辨率的提高，构成成像区域的元件的数量也会增加，并且同时每个元件的尺寸也减小了。这样，作为图像劣化的原因，所述图像传感器的串扰增加了并达到了无法忽略的程度。在上述的用于光学传递函数的传统测定方法中，只有图像拍摄照相装置的图像拍摄光学系统被放置在测定设备上，用以测定MTF。在传统的图像恢复方法中，计算MTF，其中所述MTF仅仅表示由于图像拍摄照相装置的图像拍摄光学系统而导致的劣化因素，并且所计算出的MTF被用作光学传递函数；所述图像传感器串扰并没有被认为是图像劣化的一个因素。当所述图像拍摄光学系统实际上被安装在图像拍摄照相装置中时，由于图像拍摄光学系统与图像传感器之间的位置关系，聚焦状态可能不同于当图像拍摄光学系统被放置在测定设备中的情况。如上所述，由于与测定光学传递函数时不同的因素，因此通过实际图像拍摄照相装置获取的图像可能会劣化。因此，就不可能通过进行反卷积处理来忠实地恢复所述图像，其中所述卷积处理利用了通过上述方法计算的光学传递函数。
进一步，在传统的用于测定光学传递函数的方法中，所述图像拍摄光学系统必须从图像拍摄照相装置中取出，并随后放置在测定设备中。为了获得光学传递函数，需要拆开以及重装所述图像拍摄照相装置。因此，并不是很容易的就能够进行光学传递函数的测定。
通过反卷积处理来校正图像所需的计算量与要被校正的图像(校正对象图像)的像素数的乘方成比例。随着数字图像拍摄装置的像素数量变大，所述反卷积处理的处理量也会增加。当处理量增加时，所述数字图像拍摄装置要求高速CPU和大容量存储器，并且同时消耗更多的功率。当所述数字图像拍摄装置为由电池驱动的便携式设备时，功率损耗的增加也会带来问题。
为了解决传统技术的问题，已经实现了本发明，并且本发明的一个目的就是提供一种用于测定光学传递函数的方法，其中所述光学传递函数能够很容易地生成一个光学传递函数，用于忠实地恢复原始图像。本发明的另一个目的就是提供一种图像校正方法，用于对数字图像拍摄装置获取的图像进行校正，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于测定光学传递函数的方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光并使所述照射光对被测元件进行扫描，其中被测元件是在图像拍摄照相装置的图像传感器中的一个元件，所述图像拍摄照相装置是通过将图像拍摄光学系统与图像传感器集成在一块而构成的；光电转换步骤，用于随着与扫描步骤中对所述元件的扫描操作一起，借助所述被测元件，顺序地将照射光转换为电信号，并且随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在光电转换步骤中输出的电信号来计算出光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对通过使用图像拍摄照相装置而生成的图像的劣化进行恢复。
根据这种结构，实际上设置在图像拍摄照相装置中的图像拍摄光学系统及图像传感器被用来计算光学传递函数。因此，就可以计算出这样的光学传递函数，所述光学传递函数反应出发生在图像拍摄光学系统中的图像劣化因素以及由内部元件的串扰而引起的图像劣化因素。还有，通过经设置在图像拍摄照相装置中的图像拍摄光学系统入射的光对构成图像拍摄照相装置的成像区域的元件进行扫描，并且根据通过进行扫描而获得的图像来计算出光学传递函数。因此，能够很容易地计算出光学传递函数，而不用拆解所述图像拍摄照相装置。
根据本发明的另一个方面，在计算步骤中，可以根据扩展函数数据来计算出被测元件的光学传递函数，其中所述扩展函数数据是在扫描步骤中通过照射光的扫描而生成的，并且表示了通过对所述被测元件进行转换而得到的电信号的分布。
根据这种结构，为每个被测元件都生成扩展函数数据。当图像劣化的程度根据图像传感器中被测元件的位置而发生变化时，就能够测定根据所述位置而发生变化的光学传递函数。
根据本发明的另一个方面，在扫描步骤中，可以在共轭条件下发射出在成像区域上产生类似于点的投影图像的照射光，使得在所述成像区域上照射光的旁轴(paraxial)图像的直径等于或小于元件间距的一半；以及在计算步骤中，可以根据点扩展函数数据来计算出光学传递函数，其中生成所述点扩展函数数据作为扩展函数数据。
根据这种结构，得到了被测元件的点扩展函数数据，并且能够根据所述点扩展函数数据计算出光学传递函数。
根据本发明的另一个方面，在扫描步骤中，可以在共轭条件下发射出在成像区域上产生线性投影图像的照射光，使得在所述成像区域上照射光的旁轴图像的宽度等于或小于元件间距的一半；以及在计算步骤中，可以根据所述线扩展函数数据来计算出光学传递函数，其中生成所述线扩展函数数据作为扩展函数数据。
根据这种结构，得到了被测元件的线扩展函数数据，并且能够根据所述线扩展函数数据计算出光学传递函数。还有，通过使用在成像区域上产生线性投影图像的照射光，可以同时测定多个被测元件的线扩展函数数据。因此，可以在短时间内计算出更多数量的被测元件的光学传递函数。
根据本发明的另一个方面，在扫描步骤中，所述照射光可以扫描多个被测元件；以及所述计算步骤可以包括通过使用多个被测元件的光学传递函数来进行插值，并因此计算出除了被测元件以外的元件的光学传递函数。
根据这种结构，降低了用于计算扩展函数数据的处理负担以及用于从所述扩展函数数据中生成光学传递函数的处理负担，这样就能够缩短测定光学传递函数所需的时间。还有，通过使用多个被测元件的扩展函数数据来进行插值处理，可以计算其他元件的光学传递函数。因此，即使当图像劣化程度根据图像传感器中的位置而发生变化时，也可以相对于图像传感器的全部元件获得反映出这种不均匀性的光学传递函数。
根据本发明的另一个方面，所述测定方法可以进一步包括失真特性数据生成步骤，用于通过使用扩展函数数据以及对应于所述扩展函数数据的被测元件的位置信息来生成在成像区域上的与图像失真相关的失真特性数据。
根据这种结构，能够生成用于校正的数据，所述数据不仅能够用于校正由所述图像拍摄光学系统的分辨率性能的限制而引起的图像的劣化，而且还能够校正由所述图像拍摄光学系统引起的图像失真。
根据本发明的另一个方面，所述扫描步骤可以包括改变步骤，用于改变在所述照射光向图像拍摄照相装置的照射角度以及照射位置中的至少一个，使得所述照射光对被测元件进行扫描。
根据这种结构，虽然所述图像拍摄照相装置处于固定状态，但是也可以用照射光来进行扫描。
根据本发明的另一个方面，所述扫描步骤可以包括改变步骤，用于改变所述图像拍摄照相装置的角度和位置中的至少一个，使得所述照射光扫描被测元件。
根据这种结构，通过使照射光相对于成像区域移动，就能够用所述照射光来进行扫描。
根据本发明的另一个方面，图像恢复方法包括测定步骤，用于通过上述的各测定方法来测定光学传递函数；以及进行恢复处理的步骤，用于通过使用测得的光学传递函数对由图像拍摄照相装置获得的图像数据进行恢复处理。
因此，能够得到高分辨率的恢复图像。
根据本发明的另一个方面，一种便携式电话设备或数字图像拍摄装置包括图像拍摄照相装置，用于捕获一个被拍摄体的图像并生成图像数据；存储装置，用于存储光学传递函数；以及传输装置，用来将存储在所述存储装置中的光学传递函数以及由图像拍摄照相装置生成的图像数据作为一组数据进行传输；其中通过一种测定方法来测定所述光学传递函数，所述方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并使所述照射光对在图像拍摄照相装置的图像传感器中的被测元件进行扫描，其中所述图像拍摄照相装置的图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件，顺序地将在扫描步骤中进行扫描的照射光转换为电信号，并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在光电转换步骤中输出的电信号来计算光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
根据这种结构，通过上述测定方法测得的光学传递函数以及被拍摄体的图像数据被作为一组数据传输。这样，所述接收者就很容易通过使用所传输的光学传递函数来进行图像数据恢复处理。
根据本发明的再一个方面，一种便携式电话设备或数字图像拍摄装置包括图像拍摄照相装置，用于捕获一个被拍摄体的图像并生成图像数据；标记生成装置，用于将数据文件的文件号附加给由图像拍摄照相装置生成的图像数据，所述数据文件包含了通过一测定方法测得的光学传递函数，其中所述测定方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并使所述照射光对在图像拍摄照相装置的图像传感器中的被测元件进行扫描，其中所述图像拍摄照相装置的图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件，顺序地将在扫描步骤中扫描所述元件的照射光转换为电信号，并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在光电转换步骤中输出的电信号来计算光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
根据这种结构，将含有光学传递函数的数据文件的文件号标记附加给图像数据。这样，即使当将带有标记的图像数据传输给外部装置例如图像校正设备时，也能够从外部装置的混合文件中准确地选出对应于所述图像的光学传递函数，以进行图像数据的恢复处理。
根据本发明的另一个方面，一种图像校正方法包括一个步骤，用于使得通过数字图像拍摄装置进行被拍摄体的图像捕获而生成的图像与劣化因素信息相关，所述劣化因素信息用于对由数字图像拍摄装置的图像拍摄装置导致的图像的劣化进行校正，并从所述数字图像拍摄装置输出相关信息；以及另一个步骤，用于通过使用与所述图像相关的劣化因素信息，使得图像校正服务器设备对从数字图像拍摄装置输出的图像进行反卷积处理。
根据这种结构，数字图像拍摄装置所进行的全部是使得劣化因素信息与由图像拍摄装置生成的图像相关联，并输出所述信息，所述劣化因素信息用于对由图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正；由图像校正服务器设备进行反卷积处理。这样，就能够得到经反卷积处理而校正的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
根据本发明的另一个方面，数字图像拍摄装置包括图像拍摄装置，用于捕获和生成被拍摄体的图像；劣化因素信息存储装置，用于存储劣化因素信息，所述劣化因素信息用于对由图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正；以及输出装置，用于输出与所述图像相关的劣化因素信息。
根据这种结构，从数字图像拍摄装置中输出彼此相关的校正对象图像和劣化因素信息。因此，可以在外部设备中对校正对象图像进行校正，并可以得到校正后的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
根据本发明的另一个方面，所述数字图像拍摄装置可以进一步包括接收装置，用于接收通过使用从输出装置输出的劣化因素信息对图像进行校正而得到的校正后的图像。
根据这种结构，所述接收装置接收到校正后的图像。因此，可以由数字图像拍摄装置来获得校正后的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
根据本发明的另一个方面，劣化因素信息存储装置可以存储在反卷积处理中使用的光学传递函数作为劣化因素信息。
根据这种结构，可以通过使用存储在劣化因素信息存储装置中的光学传递函数来在外部设备中进行反卷积处理。
根据本发明的另一方面，所述输出装置可以为传输装置，用于传输与图像相关的劣化因素信息。
根据这种结构，所述传输装置能够用来将校正对象图像和劣化因素信息传输给用于进行反卷积处理的设备。
根据本发明的另一方面，所述输出装置可以是写入装置，所述写入装置用于将与所述图像相关的劣化因素信息写入到与所述图像相关的记录介质中。
根据这种结构，可以从一个设备的记录介质中读出校正对象图像和劣化因素信息，用于进行反卷积处理。
根据本发明的另一个方面，一种图像校正服务器设备包括接收装置，用于从数字图像拍摄装置中接收图像以及劣化因素信息，其中所述图像是通过使得所述数字图像拍摄装置进行被拍摄体的图像捕获而生成的，而所述劣化因素信息是用于对由数字图像拍摄装置的图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正；图像校正装置，用于使用所述劣化因素信息对图像进行反卷积处理；以及传输装置，用于传输通过进行反卷积处理而得到的校正后的图像。
根据这种结构，可以获得随着各个数字图像拍摄装置不同而不同的劣化因素信息以及用数字图像拍摄装置捕获的图像，作为一组数据；并且这样就可以适当地进行校正。还有，在图像校正服务器设备中进行反卷积处理，并且这样就可以通过使用反卷积处理来得到校正后的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
根据本发明的另一个方面，所述接收装置可以接收传输目的地信息、以及所述图像和劣化因素信息，所述传输目的地信息指定了校正后的图像的传输目的地；所述传输装置可以将校正后的图像传输至由所述传输目的地信息指定的传输目的地。
根据这种结构，不需要增加数字图像拍摄装置的处理量，就可以通过反卷积处理来对通过使得数字图像拍摄装置进行图像捕获而得到的图像进行校正，并将其传输至任何给定的传输目的地。
根据本发明的另一个方面，一种图像校正系统，包括数字图像拍摄装置和图像校正服务器设备，其中所述数字图像拍摄装置包括图像拍摄装置，用于捕获和生成被拍摄体的图像；指定装置，用于指定校正后图像的传输目的地；以及传输装置，用于将与由所述图像拍摄装置生成的图像相关的目的地信息传输给图像校正服务器设备并传输相关信息，其中所述传输目的地信息表示通过使用指定装置所指定的传输目的地；以及所述图像校正服务器设备包括图像校正装置和传输装置，所述图像校正装置用于对从数字图像拍摄装置输出的图像进行反卷积处理，以获得校正后的图像，所述传输装置用于将通过使用图像校正装置而获得的校正后的图像传输给传输目的地，所述传输目的地是由与所述图像相关的传输目的地信息所表示的。
根据这种结构，可以不增加数字图像拍摄装置的处理量，而通过反卷积处理来对由数字图像拍摄装置进行图像捕获而得到的图像进行校正，并且将其传输至任何给定的传输目的地。
根据本发明的另一个方面，一种使计算机执行图像校正方法的程序，包括接收步骤，用于接收数据文件的输入，其中所述数据文件中包括图像以及劣化因素信息，所述图像是通过使得数字图像拍摄装置进行被拍摄体的图像捕获而生成的，所述劣化因素信息用于对由所述数字图像拍摄装置的图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正；以及图像校正步骤，用于通过使用劣化因素信息来对包含在从数字图像拍摄装置输出的数据文件中的图像进行反卷积处理，其中所述劣化因素信息与所述图像一起包含在所述数据文件中。
根据这种结构，数字图像拍摄装置所进行的处理是输出由图像拍摄装置生成的图像、以及用于对由图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正的劣化因素信息；而反卷积处理是在图像校正服务器设备中进行的。这样，就能够得到经反卷积处理而校正的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
根据本发明，计算出图像拍摄照相装置的光学传递函数，其中所述图像拍摄照相装置具有彼此集成在一起的图像拍摄光学系统和图像传感器。因此，可以计算出光学传递函数，其中所述光学传递函数反映出在实际设置在图像拍摄照相装置中的图像拍摄光学系统中所发生的图像劣化因素、以及归因于图像传感器的内部元件之间串扰的图像劣化因素，并且同时也可以很容易的计算各光学传递函数而不需要拆解所述图像拍摄照相装置。
根据本发明，将通过数字图像拍摄装置生成的图像与劣化因素信息相关联，并且随后被输出，所述劣化因素信息用于对由数字图像拍摄装置的图像拍摄装置所引起的图像的劣化进行校正，并且在输出目的地的图像校正服务器设备中进行校正。因此，本发明的有益效果就是通过进行反卷积处理就能够获得校正后的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。
图1为根据本发明第一实施例的扩展函数测定设备的结构图；图2为根据本发明第一实施例的图像传感器的扫描操作的说明图；图3为根据本发明第一实施例的图像恢复系统的方框图；图4示出了根据本发明第一实施例的扩展函数数据生成单元中所生成的点扩展函数数据；图5示出了根据本发明第一实施例的光学传递函数计算单元中计算出的光学传递函数；图6为根据本发明第二实施例的扩展函数测定设备的结构图；图7为根据本发明第三实施例的扩展函数测定设备的结构图；图8为根据本发明第三实施例的图像传感器的扫描操作的说明图；图9为根据本发明第四实施例的图像恢复系统的方框图；
图10为根据本发明第五实施例的图像恢复系统的结构图；图11为根据本发明第六实施例的图像恢复系统的结构图；图12为根据本发明第七实施例的图像校正系统的方框图；图13为根据本发明第七实施例的便携式电话设备的点扩展函数的示意图；图14为根据本发明第七实施例的便携式电话设备的光学传递函数的示意图；图15为用于说明根据本发明第七实施例的图像校正系统的操作的流程图；图16为根据本发明第八实施例的图像校正系统的方框图；图17为用于说明根据本发明第八实施例的图像校正系统的操作的流程图；图18为根据本发明第九实施例的图像校正系统的方框图；以及图19为用于说明根据本发明第九实施例的图像校正系统的操作的流程图。
发明的最佳实施方式下面将参照附图对本发明的具体实施例进行描述。
(第一实施例)图1为根据本发明第一实施例的扩展函数测定设备的示图。参看图1，所述扩展函数测定设备30包括光源31、针孔板32、轴外抛物面镜33以及照相装置固定(保持)机构34。所述扩展函数测定设备30是用于测定图像拍摄照相装置的扩展函数的设备，其中所述图像拍摄照相装置具有图像拍摄光学系统和图像传感器，例如CCD或CMOS传感器。光源31发出具有波长特性的光，其中该波长特性中包含被测对象的图像拍摄照相装置的特定特性。将针孔板32设置在光源31的附近。在穿过针孔板32的针孔之后，该照射光作为发散光线入射到轴外抛物面镜33上。该照射光经轴外抛物面镜33反射之后，变成没有色象差的平行(准直)光。该平行光入射到固定在照相装置固定机构34中的图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统上。
图2为用于说明投影到图像拍摄照相装置11的成像区域上的照射光的图像(针孔图像)的图。该针孔板32位于这样的一个位置处，在该位置上满足共轭条件，使得针孔图像71在图像拍摄照相装置11的成像区域上具有旁轴光线尺寸，其中该图像拍摄照相装置11固定在照相装置固定机构34中。如图2所示，将该针孔的直径设置成使得针孔图像71的直径等于或小于在图像拍摄照相装置11的成像区域上的图像传感器的元件间距的一半的尺寸。将针孔图像71的直径设置为小于或等于元件间距的一半的原因就是通过光学传递函数测定中的点光源使得通过照相装置从照射光源形成的扩展函数等同于图像信息。
该照相装置固定机构34是用于固定被测对象的图像拍摄照相装置11的机构。该照相装置固定机构34包括旋转机构，用于允许该被固定的图像拍摄照相装置11绕着图像传感器的X轴和Y轴旋转。如图2所示，通过绕着X轴旋转，该针孔图像在成像区域上沿Y轴方向相对运动。通过绕着Y轴旋转，该针孔图像在成像区域上沿X轴方向相对运动。当通过使用该旋转机构步进地旋转该图像拍摄照相装置11时，通过照射光在X轴或Y轴的方向上对该图像拍摄照相装置的图像传感器进行扫描。旋转的步进量被设置为一定的宽度，该宽度使得该针孔图像实质上小于图像传感器的元件间距，例如被设置为元件间距的大约十分之一。该图像拍摄照相装置11的图像传感器为每次旋转步进都进行光电转换，以生成电信号。
图3为根据第一实施例的图像恢复系统10的结构的方框图。如图3所示，该图像恢复系统10包括图像拍摄照相装置11、图像恢复数据生成设备12以及图像校正设备13。该图像拍摄照相装置11包括图像拍摄光学系统、图像传感器和A/D转换器。当被放置在扩展函数测定设备30的照相装置固定机构34中时，该图像拍摄照相装置11就会将电信号81输出给图像恢复数据生成设备12，其中该电信号81是在通过图像传感器进行光电转换中获得的。在普通的图像捕获操作中，该图像拍摄照相装置11会将在图像传感器中获得的电信号作为图像数据82输出给图像校正设备13。通过在图像拍摄照相装置11、图像恢复数据生成设备12以及图像校正设备13之间的有线或无线通信来进行数据传输/接收。代替上述各通信方式，也可以通过在各设备之间使用便携式记录介质来进行数据传输。
该图像恢复数据生成设备12包括扩展函数数据生成单元14、光学传递函数计算单元15、失真特性数据生成单元16、以及数据文件创建单元17。该扩展函数数据生成单元14的功能是使用从放置在扩展函数测定设备30中的图像拍摄照相装置11输出的电信号81来为每个被测元件生成扩展函数数据83，并输出生成的扩展函数数据83。根据本实施例的扩展函数数据生成单元14，其生成点扩展函数数据作为扩展函数数据。该光学传递函数计算单元15的功能是对每个被测元件的扩展函数数据83进行傅立叶变换，并为每个被测元件计算出光学传递函数84，其中该扩展函数数据83是从扩展函数数据生成单元14输出的，该光学传递函数84由傅立叶频谱及相位特性构成。
该失真特性数据生成单元16的功能是使用从扩展函数数据生成单元14输出的多个被测元件的扩展函数数据83来生成表示图像失真的失真特性数据85。该数据文件创建单元17的功能是创建图像恢复数据文件86并将其输出。该图像恢复数据文件86包括所有被测元件的光学传递函数以及在失真特性数据生成单元16中生成的失真特性数据。
该图像校正设备13包括像素强度转换单元18、图像恢复数据插值单元19、反卷积处理单元20、失真校正单元21以及恢复图像输出单元22。该像素强度转换单元18的功能是对从图像拍摄照相装置11输出的图像数据进行强度转换，以生成图像强度数据87。该图像恢复数据插值单元19的功能是通过使用被测元件的光学传递函数来进行插值处理，并借此计算除了被测元件以外的元件的光学传递函数。被图像恢复数据插值单元19使用的光学传递函数包含在从图像恢复数据生成设备12输出的图像恢复数据文件中。通过该插值处理，该图像恢复数据插值单元19创建了所有元件的光学传递函数88。该图像恢复数据插值单元19的功能是对包含在图像恢复数据中的失真特性数据进行转换，以生成失真校正数据89。
该反卷积处理单元20的功能是通过用在图像恢复数据插值单元19中生成的光学传递函数，对由像素强度转换单元18生成的图像强度数据87进行反卷积处理，并由此生成恢复后的图像数据90。该失真校正单元21的功能是通过使用在图像恢复数据插值单元19中生成的失真校正数据89，对在反卷积处理中生成的恢复后的图像数据90进行失真校正，并由此生成失真校正图像数据91。输出单元22的作用是输出该失真校正图像数据91。
下面将对具有上述结构的扩展函数测定设备30和图像恢复系统10的操作进行说明。下面将分别对生成包含有光学传递函数及失真特性数据的图像恢复数据文件86的操作、以及通过使用图像恢复数据文件86对图像数据82进行校正的操作进行说明。
首先，将对生成图像恢复数据文件86的操作进行说明。为了创建图像恢复数据文件，首先，该图像拍摄照相装置11被放置在扩展函数测定设备30的照相装置固定机构34中。在这种情况下，该图像拍摄照相装置11被放置在这样一个方向上即，使得该图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统接收来自轴外抛物面镜33的反射光。光源31发出照射光。该照射光穿过针孔板32的针孔，被轴外抛物面镜33校准，并被朝着固定在照相装置固定机构34中的图像拍摄照相装置11反射。该反射光穿过图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统，并照射在成像区域上。在这种状态下，照射光对图像传感器进行扫描。
在针孔图像被投影在成像区域的图像传感器上时，该照相装置固定机构34步进地绕着Y轴旋转(参看图1)。因此，该照射光图像沿X轴的方向对构成图像传感器的一个元件(一个被测元件)进行扫描。还有，当照相装置固定机构34绕着X轴旋转时，该照射光沿Y轴的方向扫描该元件。每次旋转步进，该图像拍摄照相装置11的图像传感器都对照射光进行光电转换。该图像传感器将通过进行光电转换所得到的电信号81输出给图像恢复数据生成设备12的扩展函数数据生成单元14。在对每次步进从图像拍摄照相装置11接收电信号时，该扩展函数数据生成单元14通过使用该电信号81来生成扩展函数数据83。
图4为展示了由扩展函数数据生成单元14生成的扩展函数数据83的示意图。在图4的图中，横坐标为扫描角度，而纵坐标为从被测元件输出的电信号的强度。当扩展函数数据的扫描角度被转换为图像拍摄光学系统的焦距时，就得到了空间扩展函数数据。
如图4所示，由于象差，该扩展函数数据83的分布形状并不是点对称的。在本实施例中，如图4所示，当在Y轴的方向上通过照射光进行扫描时，该分布就会比在X轴的方向上通过照射光进行扫描时的分布更宽。这表示该照射光图像在成像区域上形成了椭圆；(椭圆的)长轴为Y轴方向，而短轴为X轴方向。
该扩展函数测定设备30以及图像恢复系统10通过对多个元件在X轴方向上进行扫描来测定扩展函数，并且还通过对多个元件在Y轴方向上进行扫描来测定扩展函数。在此，沿X轴方向上的扫描以及沿Y轴方向上的扫描所进行的测定都是针对每五个元件进行的。均匀地从图像传感器中选择所要测定的元件。扩展函数数据生成单元14为每个被测元件生成扩展函数数据，并将其输出给光学传递函数计算单元15和失真特性数据生成单元16。该光学传递函数计算单元15以空间频率对从扩展函数数据生成单元14输出的被测每个元件的扩展函数数据83进行傅立叶变换，并由此计算出每个被测元件的光学传递函数84。
图5为示意图，示出了在光学传递函数计算单元15中，通过对由扩展函数数据生成单元14输出的扩展函数数据83进行傅立叶变换而得到的光学传递函数84。如图5所示，该光学传递函数84由傅立叶频谱和相位特性组成。根据本实施例，在扩展函数数据生成单元14中，生成了对应于10个被测元件的10个扩展函数数据83。这样，该光学传递函数计算单元15能够对这些扩展函数数据83进行傅立叶变换，并由此计算出10个光学传递函数84。
该失真特性数据生成单元16接收从扩展函数数据生成单元14输出的扩展函数数据83。根据该扩展函数数据83，该失真特性数据生成单元16为每个被测元件计算扫描角度(最大强度角度)，在该扫描角度处像素强度具有最大值。接着，根据每个被测元件的最大强度角度以及关于这些被测元件的位置的信息，该失真特性数据生成单元16为没有成为测定对象的元件计算出像素强度具有最大值的扫描角度。按照这种方式生成的每个元件的最大强度角度数据等效于每个元件的强度重心的失真特性。该失真特性数据生成单元16输出该数据，作为失真特性数据85。
该数据文件创建单元17创建图像恢复数据文件86，并输出该图像恢复数据文件86，该图像恢复数据文件86中包括从光学传递函数计算单元15输出的每个元件的光学传递函数84、以及从失真特性数据生成单元16输出的失真特性数据85。
现在将对使用图像恢复数据文件86来校正图像数据82的操作进行说明。首先，图像恢复数据插值单元19接收从图像恢复数据生成设备12输出的图像恢复数据文件86。如上所述，根据本实施例，该图像恢复数据文件86只包括对应于10个被测元件的10个光学传递函数84。该图像恢复数据插值单元19使用这10个光学传递函数84进行插值处理，并计算除了那些被测元件以外的元件的光学传递函数。对于插值处理，可以采用已知的技术，例如样条插值(spline interpolation)。可通过这种插值处理来计算成像区域上所有元件的光学传递函数88。
该图像恢复数据插值单元19对包含在图像恢复数据文件86中的失真特性数据85进行转换，并由此生成失真校正数据89。该图像恢复数据插值单元19存储所有元件的生成的光学传递函数88以及失真校正数据89。
现在对使用图像恢复数据文件来校正图像数据的操作进行说明。来自被拍摄体的光穿过图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统并被投影在成像区域上。接着，图像传感器对来自被拍摄体的光进行光电转换并生成和输出图像数据82。由于例如图像拍摄光学系统象差和内部元件的串扰等因素而劣化的图像数据82将通过图像校正设备13进行校正。
该图像校正设备13接收从图像拍摄照相装置11输出的图像数据82。在图像校正设备13中，像素强度转换单元18对图像数据82进行强度转换，并由此生成图像强度数据87。随后，反卷积处理单元20对在像素强度转换单元18中生成的图像强度数据87进行反卷积处理。该反卷积处理单元20使用存储在图像恢复数据插值单元19中的光学传递函数88，并由此进行反卷积处理。
该反卷积处理单元20使用下面的函数作为反卷积处理恢复滤波器M(u，v)。
公式1M(u,v)=H*(u,v)Sff(u,v)Sff(u,v)|H(u,v)|2+Svv(u,v)]]>=1H(u,v)|H(u,v)|2|H(u,v)|2+[Svv(u,v)/Sff(u,v)]]]>
在上面的公式中，H(u，v)为光学传递函数；Sff为输入信号(即从像素强度转换单元18输出的图像强度数据87)的频谱密度，；Svv(u，v)为噪音频谱密度。
当原始图像f(x，y)，劣化的图像g(x，y)以及恢复后的图像f^(x，y)的二维傅立叶变换分别为F(u，v)，G(u，v)以及F^(u，v)时，F^(u，v)＝(H(u，v)*M(u，v))*F(u，v)，并且F^(u，v)＝M(u，v))*G(u，v)其中“*”表示卷积积分。反卷积处理单元20通过恢复滤波器M(u，v)对劣化图像进行二维傅立叶变换G(u，v)的卷积积分，以计算F^(u，v)，并接着对F^(u，v)进行反傅立叶变换，以计算恢复后的图像f^(x，y)。该反卷积处理单元20根据图像数据的噪音特性为每个要进行反卷积处理的图像数据创建恢复滤波器M(u，v)。
该反卷积处理单元20将生成的恢复后图像数据90输出给失真校正单元21。在恢复后的图像数据90中，存在由于图像失真而引起的劣化残迹。该失真校正单元21从图像恢复数据插值单元19中读出失真校正数据89。为了生成失真校正图像数据91，该失真校正单元21使用失真校正数据89对恢复后的图像数据90进行失真校正；该失真校正由坐标转换和插值处理构成。该失真校正单元21通过输出单元22输出失真校正图像数据91。该失真校正图像数据91的输出目的地可以是图像校正设备13中的存储器、便携式存储介质或监视器。可选的是，该输出单元22可以将失真校正图像数据91输出到通信线路上去。
根据本实施例的测定光学传递函数的方法，虽然图像拍摄光学系统以及图像传感器被装配到图像拍摄照相装置11中，但是也可以进行扩展函数的测定。因此，得到了扩展函数数据，该扩展函数数据包括图像拍摄照相装置11的聚焦状态、元件间串扰等等的影响。在图像校正设备13中，从扩展函数数据中得到的光学传递函数被用于进行反卷积处理。因此，不但可以减小由于图像拍摄光学系统的分辨率性能的限制而引起的图像的劣化，还可以减小由于聚焦状态和元件间串扰的影响而引起的图像的劣化，这样就可以获得高分辨率的恢复后的图像数据。
根据本实施例，为每个元件计算扩展函数数据，以计算出光学传递函数。因此，即使当图像劣化的程度根据入射位置而发生变化时，也可以对这种程度的图像劣化进行适当地校正，以获得高分辨率的恢复后的图像数据。由于为每个元件计算扩展函数，因此当识别出扩展函数的峰值时，就能够计算出相应于当来自光源的照射光入射到传感器的中央时的扫描角度。因此，就能够生成失真校正数据，用于对由于图像拍摄光学系统而引起的图像失真进行校正。当该失真校正数据被用于校正图像数据时，可以获得具有降低了图像失真的恢复后的图像数据，该图像失真是由图像拍摄光学系统而引起的。
(第二实施例)现在将对本发明的第二实施例进行说明。
根据上述第一实施例，图像拍摄照相装置11的旋转使照射光在图像传感器的成像区域上进行相对移动，借此扫描被测元件。根据本实施例，图像拍摄照相装置11保持固定，而照射光的位置发生变化，借此扫描被测元件。
图6为根据本实施例的扩展函数测定设备的结构图。如图6所示，在扩展函数测定设备40中，从光源41照射出的光穿过针孔板42的针孔，而被轴外抛物面镜43反射并变成平行(准直)光。接着该平行照射光被反射镜45反射，并入射到固定在照相装置固定机构44中的图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统上。
该反射镜45可以绕着镜面内的X轴或Y轴旋转。通过旋转驱动机构(未示出)使得该反射镜45绕着X轴或Y轴步进地旋转。当反射镜45绕着Y轴旋转时，照射光的图像在成像区域上沿着X轴的方向移动。当反射镜45绕着X轴旋转时，照射光的图像在成像区域上沿着Y轴的方向移动。通过这种方式，通过使反射镜45旋转，照射光可以沿X轴方向以及Y轴方向扫描被测元件。
扫描被测元件和为每个被测元件生成扩展函数数据83的处理、以及随后的生成光学传递函数84以及失真特性数据85的处理都与第一实施例相同。通过使用图像校正设备13来恢复图像数据82的处理也与第一实施例类似。根据本实施例，也可以获得与第一实施例类似的有益效果。
(第三实施例)现在将对本发明的第三实施例进行说明。
在根据上述第一实施例的扩展函数测定设备30中，将针孔板32排列在光源31的附近，借此将类似于点的照射光图像投影在成像区域上。根据本实施例，代替针孔板32，提供了狭缝板，借此通过线性照射光来扫描图像传感器。
图7为根据本实施例的扩展函数测定设备的结构图。如图7所示，在扩展函数测定设备50中，狭缝板52位于光源51附近。该狭缝板52被固定在狭缝固定机构56中。该狭缝固定机构56具有旋转该狭缝板52的机构，使得可以将狭缝的纵向方向调整为纵向或横向方向。从光源51发出的照射光穿过狭缝板52的狭缝，并被轴外抛物面镜53反射而成为平行光。
通过固定在照相装置固定机构54中的图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统，该平行光被投影在图像传感器的成像区域上。设置该狭缝板52的狭缝宽度，使得投影在图像拍摄照相装置11的图像传感器上的图像的旁轴图像宽度等于或小于图像传感器的元件间距的一半。将旁轴图像宽度设置为等于或小于元件间距的一半的原因在于，使得在光学传递函数测定中，从照射光源通过照相装置形成的线扩展函数等同于由线光源形成的图像。
根据本实施例的图像恢复系统10的基本结构与第一实施例类似。在本实施例中，狭缝光扫描被测元件。因此，在扩展函数数据生成单元14中，可以同时获得多个被测元件的扩展函数数据。
下面将对根据具有上述结构的第三实施例的扩展函数测定设备50和图像恢复系统10的操作进行说明。首先，该狭缝固定机构56固定该狭缝板52，使得该狭缝的纵向方向被调整至纵向方向。如上所述，来自光源51的照射光穿过狭缝板52的狭缝，并被轴外抛物面镜53反射，并且变成狭缝状的平行光并入射到在照相装置固定机构54中固定的图像拍摄照相装置11上。接着，通过该图像拍摄照相装置11的图像拍摄光学系统将该狭缝光投影在成像区域上。
图8为用于说明投影在成像区域上的狭缝光的图像(狭缝图像)的图。当狭缝被固定在纵向方向上时，得到狭缝图像72a。在这种状态下，照相装置固定机构54步进地使图像拍摄照相装置11绕着Y轴旋转。因此，该狭缝图像72a在X轴方向上扫描多个排列在Y轴方向上的被测元件。当在Y轴方向上扫描图像传感器时，该狭缝固定机构56将狭缝板52旋转90度，使得狭缝52的纵向方向被调整为横向方向。因此，与X轴平行的狭缝图像72b被投影在成像区域上。在这种状态下，当照相装置固定机构54步进地使图像拍摄照相装置11绕着X轴旋转时，该狭缝图像72b沿着Y轴方向移动。
图像拍摄照相装置11的图像传感器对每次步进的投影光进行光电转换，以获得电信号81，并将该电信号81输出给图像恢复数据生成设备12的扩展函数数据生成单元14。当从图像拍摄照相装置11接收到每次步进的电信号81时，该扩展函数数据生成单元14使用该电信号81来生成扩展函数数据83。根据本实施例，扩展函数数据生成单元14生成线扩展函数数据作为扩展函数数据83。
在获得图像传感器的多个被测元件的扩展函数数据83之后所进行的生成光学传递函数84以及失真特性数据85的处理与第一实施例类似。对通过图像拍摄照相装置11生成的图像数据82进行恢复的处理也与第一实施例类似。
在上面的例子中，通过改变狭缝板52的方向来改变狭缝光的方向，借此该狭缝光在X轴和Y轴的方向上扫描被测元件。代替对狭缝板52的方向进行改变的是，也可以通过照相装置固定机构54将图像拍摄照相装置11的方向旋转90度来改变投影在成像区域上的狭缝图像的方向。
根据本实施例，也可以得到与第一实施例类似的有益效果。在本实施例中，狭缝光对图像传感器进行扫描，以同时测定多个元件的扩展函数。这样，就有可能增加测定点的数量或者缩短测定时间。特别地，当狭缝板52的狭缝长度在轴外抛物面镜53的无象差(等光程)范围内变得更大时，该有益效果更佳。
(第四实施例)现在对本发明的第四实施例进行说明。根据第四实施例的扩展函数测定设备的结构与第一实施例类似。在本实施例中，图像恢复系统10的结构与上述实施例不同。
图9为展示了根据第四实施例的图像恢复系统的结构的方框图。在图9中，相同的参考数字表示与第一实施例的图像恢复系统10类似的组成部分，并且省略了对它的说明。如图9所述，图像恢复系统10包括图像拍摄照相装置11、图像恢复数据生成设备12以及图像校正设备13。图像恢复数据生成设备12包括扩展函数数据生成单元14、光学传递函数计算单元15、失真特性数据生成单元16和数据文件创建单元17。与第一实施例类似，该图像恢复数据生成设备12生成图像恢复数据文件86，该图像恢复数据文件86中包括多个被测元件的光学传递函数84和失真特性数据85。进一步，根据本实施例的数据文件创建单元17给图像恢复数据文件86附加上一个标记，该标记表示用于指定图像恢复数据文件86的文件号，以生成并输出带有标记的图像恢复数据文件92。
在接收到带有标记的图像恢复数据文件92之后，该图像拍摄照相装置11进行一个处理，用于通过图像校正设备13来登录文件号。在该处理中，图像拍摄照相装置11将带有标记的图像恢复数据文件92发送给图像校正设备13。在该图像校正设备13中，当接收到带有标记的图像恢复数据文件92时，该图像恢复数据插值单元19进行与第一实施例类似的插值处理和转换处理，以生成所有元件的光学传递函数88和失真校正数据89。该图像恢复数据插值单元19将生成的所有元件的光学传递函数88和失真校正数据89与通过每个标记所表示的文件号相关联，并存储它们。
现在对使用图像恢复数据文件来校正图像数据的操作进行说明。该图像拍摄照相装置11捕获一个被拍摄体的图像。该图像拍摄照相装置11为通过进行图像捕获而得到的图像数据附加上一个标记，该标记表示用于指定图像恢复数据文件的文件号，以生成并输出带有标记的图像数据93。该图像校正设备13接收带有标记的图像数据93，并使用与由该标记所表示的文件号相对应的光学传递函数88和失真校正数据89来对图像数据进行反卷积处理和失真校正。
根据本实施例，即使当各种图像拍摄照相装置11的光学传递函数和失真校正数据都被存储在图像校正设备13中，相对于所获得的图像数据，也可以防止错误地使用了光学传递函数和失真校正数据，这些光学传递函数和失真校正数据应当是由反卷积处理单元20和失真校正单元21来使用的。
(第五实施例)现在将对本发明的第五实施例进行说明。图10为展示了根据本实施例的图像恢复系统10的示意图。该图像恢复系统10包括移动电话设备60和图像校正设备13。该移动电话设备60包括图像拍摄照相装置11。与第一实施例的图像拍摄照相装置11类似，该移动电话设备60被放置在扩展函数测定设备30的照相装置固定机构34中，并且该图像拍摄照相装置11创建图像恢复数据文件86，而该图像恢复数据文件86由被测各元件的光学传递函数和失真特性数据组成。该移动电话设备60将图像恢复数据文件86存储在内部存储器61中。
该移动电话设备60包括数据传输单元62。在通过使得移动电话设备60的图像拍摄照相装置11捕获一个被拍摄体的图像而生成图像数据82之后，该移动电话设备60将存储在内部存储器61中的图像数据82和图像恢复数据文件86作为一组数据传输给图像校正设备13。该图像校正设备13具有与第一实施例类似的结构。当该图像校正设备13接收图像数据82和图像恢复数据文件86时，图像校正设备13的操作者能够使用接收到的图像恢复数据文件86对图像数据82进行反卷积处理和失真校正。
根据上述的结构，将图像数据和用于恢复图像数据的图像恢复数据文件作为一组数据来接收，使得能够在图像校正设备中很容易地恢复原始图像。
(第六实施例)现在将对本发明的第六实施例进行说明。图11为展示了根据第六实施例的图像恢复系统10的示意图。该图像恢复系统10包括移动电话设备60和图像校正设备13。该移动电话设备60包括图像拍摄照相装置11。与第一实施例的图像拍摄照相装置11类似，该移动电话设备60被放置在扩展函数测定设备30的照相装置固定机构34中，并创建图像恢复数据文件86，而该图像恢复数据文件86由光学传递函数84和失真特性数据85组成。该移动电话设备60将图像恢复数据文件86存储在内部存储器61中。
该移动电话设备60包括标记生成单元63。当图像拍摄照相装置11捕获到一个被拍摄体的图像并生成图像数据82时，该标记生成单元63就会给该图像数据附加上一个标记，该标记表示用于指定存储在内部存储器61中的图像恢复数据文件86的文件号，并且由此生成带有标记的图像数据92。
该移动电话设备60包括数据传输单元62。该数据传输单元62将带有在标记生成单元63中生成的标记的图像数据92传输给图像校正设备13。该图像校正设备13具有与第四实施例的图像校正设备13类似的结构。当该图像校正设备13接收带有标记的图像数据时，操作者使用与由该标记所表示的该文件号相对应的图像恢复数据文件86对得到的图像数据进行反卷积处理和失真校正。
根据上述的结构，通过标记生成单元63将表示文件号的标记附加给图像数据，以生成带有标记的图像数据，并传输该带有标记的图像数据。因此，该图像校正设备13可以进行处理，而不会从混合文件中错误地选择图像恢复数据。不需要在每次该图像校正设备13对从移动电话设备60接收到的图像数据进行校正时，都从移动电话设备60传输图像恢复数据文件，这样就减少了通信量。
需要注意的是，在上述的说明中，所述图像恢复数据生成设备12只计算被测元件的光学传递函数84，而图像校正设备13的图像恢复数据插值单元19进行插值处理，由此计算除了那些被测元件以外的各元件的光学传递函数，但是本发明并不仅限于此。该图像恢复数据生成设备12可以进行插值处理，并由此生成所有元件的光学传递函数。在上述的说明中，该图像恢复数据生成设备12生成表示图像拍摄光学系统的失真特性的失真特性数据85，并且图像校正设备13的图像恢复数据插值单元19对失真特性数据85进行转换，以生成失真校正数据89。本发明并不限于此，所述图像恢复数据生成设备12可以生成失真校正数据。
在上述说明中，选择构成图像传感器的一些元件作为被测元件，并且生成被测元件的扩展函数数据83，以计算出光学传递函数。对于除了这些被测元件以外的各元件，通过插值处理来计算光学传递函数。本发明并不限于此，可以通过照射光对所有的元件进行扫描，以生成所有元件的扩展函数数据，并且可以计算出所有元件的光学传递函数，而不需要进行任何插值处理。
在上述说明中，在扩展函数测定设备中，穿过针孔或狭缝的照射光被轴外抛物面镜反射而被转换为平行光。但是，也可以通过透光系统来传输该照射光，其中该透光系统的象差被校正，以被转换为平行光。
在上述说明中，通过旋转图像拍摄照相装置或反射镜来扫描被测元件。但是，可以通过使图像拍摄照相装置或反射镜平行地移动来扫描被测元件。
在上述说明中，说明了一个例子，其中用于指定数据文件的文件号被用作标记信息。也可以使用另一种信息。例如，光学照相装置系统的数据文件的文件名、设置信息等，诸如变焦条件和F数/孔径等，都可以被用作标记信息。
(第七实施例)图12为展示了根据第七实施例的图像校正系统的示意图。参看图12，该图像校正系统110包括带有照相装置的便携式电话设备101和图像校正服务器设备102，它们可通过网络103相互通信。
该网络103例如为因特网。通过网络103的数据传输/接收可以是通过电子邮件的传输/接收。可选的是，可以通过使用Web服务器/客户端技术的CGI(公共网关接口)等来传输/接收数据。
该便携式电话设备101包括图像拍摄光学系统111、二维图像传感器112以及图像处理单元113。该图像拍摄光学系统111为固定焦距透镜系统。该二维图像传感器112由固态图像传感器例如CCD构成，并且其功能是通过图像拍摄光学系统111对来自被拍摄体的光进行光电转换。该图像处理单元113的功能是对由二维图像传感器112进行光电转换而生成的电信号进行如下处理，例如AD转换、DCT转换、量子化和熵编码，并由此生成按照JPEG格式压缩的图像。该便携式电话设备101相当于本发明的数字图像拍摄装置。本发明的图像拍摄装置由图像拍摄光学系统111、二维图像传感器112以及图像处理单元113构成。
当便携式电话设备101具有厚度变薄和小型化的结构时，图像拍摄光学系统111的焦距也被缩短。这样，F数被放大并且模糊的被拍摄体图像被投影在二维图像传感器112上。因此，在图像处理单元113中得到的图像的图像质量由于图像拍摄光学系统111的原因而劣化。下面将对该图像劣化进行描述。
即使当图像拍摄光学系统111没有一点儿象差，定义了该图像拍摄光学系统111的分辨率的光学传递函数和临界频率也取决于F数。更具体地，当图像拍摄光学系统111的F数变大时，点扩展函数(PSF)很宽，光学传递函数和临界频率被降低了，而且图像拍摄光学系统111的分辨率也恶化了。
图13为展示了点扩展函数的示意图。参看图13，虚线表示F数大的图像拍摄光学系统的点扩展函数。实线表示F数小的图像拍摄光学系统的点扩展函数。从图13中可以看出，当F数大时，点扩展函数宽。当点扩展函数宽时，分辨任意给定的两个点的瑞利(Rayleigh)分辨率性能(ra＝1.22λF)增加了。
图14为用于表示通过光学传递函数作为点扩展函数的傅立叶变换来增加瑞利分辨率性能的示意图。参看图14，虚线表示F数小的情况，而实线表示F数大的情况。在F数大的图像拍摄光学系统中，在相同的空间频率的情况下，作为光学传递函数的绝对值的MTF(调制传递函数)很小，并且进一步，当没有象差时，临界频率很小并用Uc＝1/(λF)表示。
因此，通常选择焦距和入射光瞳径使得F数被充分减小。但是，在带有照相装置的便携式电话设备中，厚度被降低并且透镜数受到限制，因此无法减小F数。在这种情况下，当F数增加时，更有可能出现象差效应，这样就降低了MTF值中的高频成分。这就是为什么即使二维图像传感器112的像素数增加了也无法改进图像质量的原因。
当该问题被描述为通过对光学传递函数进行傅立叶变换来获得点扩展函数的问题时，描述如下。即，在F数大的图像拍摄光学系统中，点扩展函数相对于像素间距很宽。因此，无法充分将彼此接近的两个点分辨到瑞利分辨率性能的程度，并且没有将表示能够分辨两个点的分辨率性能提高到在二维图像传感器中像素数增加的程度。
增加二维图像传感器中的像素数导致空间采样频率的增加。当像素数增加时，空间尼奎斯特频率也增加，并且在相同的孔径比的情况下，MTF在达到更高空间频率时具有高值。因此，当二维图像传感器中的像素数增加时，MTF在某个空间频率处会显著降低，而该空间频率在像素数增加之前，不会在F数大的图像拍摄光学系统中导致任何问题。如上所述，随着便携式电话设备变薄以及像素数的增加，通过使用由图像拍摄光学系统111、二维图像传感器112以及图像处理单元113构成的图像拍摄装置而得到的图像发生了劣化。
返回至图12，该便携式电话设备101包括图像存储单元114和显示单元115。该图像存储单元114存储有在图像处理单元113中生成的图像。该显示单元115的功能是显示存储在图像存储单元114中的图像。
该便携式电话设备101进一步包括操作单元116、光学传递函数存储单元117、数据文件创建单元118以及无线传输/接收单元119。该操作单元116包括用于接收来自用户的各种输入的按钮。该光学传递函数存储单元117存储便携式电话设备101的光学传递函数。通常，该光学传递函数存储单元117为每个单独的便携式电话设备存储不同的光学传递函数。
光学传递函数被用于通过如后面所述的反卷积处理来对校正对象图像进行校正。通常，为了测定数字照相装置的光学传递函数，必须在数字照相装置的图像拍摄光学系统的成像表面上安装专用的光学传递函数测定设备，用以进行测定。为了进行该测定，就需要拆解和重装数字照相装置的操作。通常，数字照相装置的用户没有这种测定设备，并且数字照相装置的拆解和重装并不容易进行。进一步，对于普通用户来说，不但要单独求解出图像拍摄光学系统的MTF，而且还要求解出包括二维图像传感器的整个数字照相装置的MTF，这是很困难的。
因此，已经有了一种根据由数字照相装置的图像捕获而生成的图像来计算光学传递函数的方法，而不需要额外的测定设备。根据通过数字照相装置而获得的图像来计算整个数字照相装置的MTF的该方法同时地评价二维图像传感器的MTF以及图像拍摄光学系统单个的MTF，因此该方法对于计算数字照相装置的MTF来说是一种很有用的技术。作为这种MTF计算技术，例如，已经知道了一种技术，该技术使用ISO-12233的分辨率测试图，并通过使用刀口图像(knife-edgeimage)的微分的傅立叶变换来计算光学传递函数。还有，已经知道了一种技术，该技术使用正弦波测试图，并由此根据图像捕获后所得到的对比度(contrast)来计算出每个空间频率处的MTF值。
但是，在使用正弦波测试图的技术中，必须使用具有正弦对比度的测试图。该测试图很昂贵，并且无法很容易地被普通用户使用。进一步，从该测试图中来计算MTF值本身也不容易进行。如上所述，对于普通用户来说，用任何方法来获得反卷积处理所需的MTF都是很困难的。
当不需要MTF的反卷积处理时，已经知道了盲反卷积处理被用于恢复哈勃望远镜的模糊图像。但是该盲反卷积处理并不是普通用户能够稳定和容易使用的技术。在该盲反卷积处理中，通过迭代法同时估算出光学传递函数和反卷积图像，因此计算量极大，并且进一步，计算结果的可靠性也很低。
因此，该盲反卷积处理只在特定的条件下有效。该特定条件意味着，例如，在该条件下可以假设，在实际观测中，如同从哈勃望远镜的模糊图像中恢复清晰图像的情况一样，从天体图像中测定的点扩展函数到达这样的程度天体可以被假设为理想的点光源。在通常图像的情况下，很难稳定和容易地使用该盲反卷积处理。这样，只有当光学传递函数无法被求解并且同时原始图像的性质在某种程度上是事先知道时，该盲目反卷积才是有效的。如同本实施例的情况，该盲反卷积处理并不适合于具有捕获任何给定图像的照相装置的便携式电话设备101。
这样，根据本实施例，在带有照相装置的便携式电话设备101的制造阶段，测定光学传递函数，并且该便携式电话设备101的光学传递函数被预先存储在光学传递函数存储单元117中。因此，当购买该便携式电话设备101时，该用户就能够在得到用于捕获图像的图像拍摄装置的同时，也得到该图像拍摄装置的光学传递函数。
当该图像拍摄光学系统111具有变焦功能时，将与在变焦或对焦上的变化相对应的多个光学传递函数存储在光学传递函数存储单元117中。还有，在彩色图像的情况下，相对于RGB的每个颜色来测定点扩展函数或MTF。需要注意的是，由于图像拍摄光学系统的象差等原因，点扩展函数一般根据在图像中的位置而变化，并且用测试图求解出的MTF值在成像区域的中央与四个角之间变化。将成像区域划分为多个小区域并为每个小区域存储光学传递函数，从而对每个小区域进行图像反卷积处理是很有效的。为了对每个小区域计算不同的点扩展函数，点扩展函数可以被定义为位置的函数，以进行插值。
该数据文件创建单元118根据来自操作单元116的用户指令，从图像存储单元114中读出由用户指定的图像，作为校正对象图像，并且同时从光学传递函数存储单元117读出光学传递函数。该数据文件创建单元118的功能是创建数据文件，在该数据文件中，将要被校正的图像与光学传递函数彼此相关联。在该数据文件中，可以为一个校正对象图像单一地定义光学传递函数；例如，将两组数据(校正对象图像和光学传递函数)变为一个档案文件，或者两个数据名称的一部分被共享。
该无线传输/接收单元19的功能是将在数据生成单元118中创建的数据文件无线地发送至网络103，并通过网络103将该数据文件传输给图像校正服务器设备102。按照这种方式用于创建数据文件并将其传输给图像校正服务器设备102的结构相当于本发明的输出装置或传输装置。需要注意的是，除了上述的功能以外，便携式电话设备101还具有诸如通过未示出的结构进行的电话通信和Web浏览器等功能。
该图像校正服务器设备102包括传输/接收单元121和反卷积处理单元122。该传输/接收单元121的功能是接收从便携式电话设备101发出的数据文件，并将在反卷积处理单元122中得到的校正后的图像发送回便携式电话设备101。该传输/接收单元121相当于本发明的接收装置和传输装置。该反卷积处理单元122的功能是使用包含在数据文件中的光学传递函数来对包含在该数据文件中的图像进行反卷积处理，其中该数据文件是由传输/接收单元121接收的。该反卷积处理单元122相当于本发明的图像校正装置。
下面参照图15对具有上述结构的高画质图像系统110的操作进行说明。首先，二维图像传感器112通过图像拍摄光学系统112接收来自被拍摄体的光，并对接收到的光进行光电转换，以输出电信号。该图像处理单元113对从二维图像传感器112输出的电信号进行处理，以创建图像。由图像处理单元113创建的图像被存储在图像存储单元114中(步骤S41)。接着，用户操纵该操作单元116，由此从存储在图像存储单元114中的多个图像中指定一个校正对象图像、并给出进行图像校正的指令(步骤S42)。该数据文件创建单元118从图像存储单元114中读出被指定的校正对象图像，从光学传递函数存储单元117中读出光学传递函数，并使两者相关以创建一个数据文件(步骤S43)。
接着，无线传输/接收单元119将由数据文件创建单元118创建的数据文件传输给图像校正服务器设备102(步骤S44)。该图像校正服务器设备102接收从便携式电话设备101传来的数据文件(步骤S45)。该图像校正服务器设备102通过使用包含在该数据文件中的光学传递函数，对校正对象图像进行反卷积处理(步骤S46)。
下面将描述步骤S46中在图像校正服务器设备102中进行的反卷积处理。首先，该反卷积处理单元122使用下面的函数作为反卷积处理恢复滤波器M(u，v)。
公式2M(u,v)=H*(u,v)Sff(u,v)Sff(u,v)|H(u,v)|2+Svv(u,v)]]>=1H(u,v)|H(u,v)|2|H(u,v)|2+[Svv(u,v)/Sff(u,v)]]]>在上面的公式中，H(u，v)为光学传递函数；Sff为输入信号的频谱密度；Svv(u，v)为噪音频谱密度。该反卷积处理单元122使用包含在从便携式电话设备101传来的数据文件中的光学传递函数作为该光学传递函数H(u，v)。该反卷积处理单元122根据每个图像的噪音特性，为每个要进行反卷积处理的图像创建恢复滤波器M(u，v)。
当原始图像、劣化的图像以及恢复后的图像分别为f(x，y)，g(x，y)以及f^(x，y)时，并且当各自的二维傅立叶变换分别为F(u，v)，G(u，v)以及F^(u，v)时，F^(u，v)＝(H(u，v)*M(u，v))*F(u，v)，并且F^(u，v)＝M(u，v)*G(u，v)其中“*”表示频率空间中的乘法运算。该反卷积处理单元122使用包含在数据文件中的校正对象图像作为该劣化后的图像g(x，y)，其中该数据文件是从带有照相装置的便携式电话设备101传来的。
该反卷积处理单元122用恢复滤波器M(u，v)对校正对象图像的二维傅立叶变换G(u，v)进行卷积积分，以计算校正后图像的傅立叶变换F^(u，v)，并接着对其进行反傅立叶变换，以计算出恢复后的图像f^(x，y)。该反卷积处理单元122输出该恢复后的图像f^(x，y)作为校正后的图像。
如上所述，在反卷积处理单122计算校正后的图像之后，该传输/接收单元121将该校正后的图像发回给便携式电话设备101(步骤S47)。该便携式电话设备101的无线传输/接收单元119从网络103接收该校正后的图像(步骤S48)。
在上述的操作中，在步骤S42中用户给出进行图像校正的指令之后，该便携式电话设备101以及图像校正服务器设备102自动地进行步骤S42至S48的处理。因此，便携式电话设备101的用户能够获得与在便携式电话设备101中进行反卷积处理时所获得的可操作性等同的可操作性。由于使用了实际上为外部设备的图像校正服务器设备102，因此即使在对具有大量像素的许多图像进行反卷积处理时，改进的操作也是可能的。
根据本发明第七实施例这样的图像校正系统110，为了对由带有照相装置的便携式电话设备101所获得的图像进行校正，该便携式电话设备101将校正对象图像传输给图像校正服务器设备102。该图像校正服务器设备102通过反卷积处理来进行校正，因此无需在便携式电话设备101中设置用于进行反卷积处理的结构。
在第七实施例的图像校正系统110中，当便携式电话设备101将校正对象图像传输给图像校正服务器设备102时，该校正对象图像与便携式电话设备101的光学传递函数被彼此相关并传输。因此，该图像校正服务器设备102能够很容易地得到将要在该校正对象图像的反卷积处理中使用的光学传递函数。根据本实施例，在带有照相装置的便携式电话设备101的制造阶段，测定出各光学传递函数，并将该便携式电话设备101的这些光学传递函数预先存储在光学传递函数存储单元117中。但是，可选的是，带有照相装置的便携式电话设备101的型号或者关于变焦模式等的信息可以被预先存储在光学传递函数存储单元117中，而随后可以根据这些信息的片段来选择光学传递函数。
(第八实施例)下面将参照图16和17对本发明的第八实施例进行说明。
图16为展示了根据本实施例的图像校正系统的示意图。参看图16，高画质图像系统120包括带有照相装置的便携式电话设备101、图像校正服务器设备102以及终端设备104，它们彼此通过网络103进行通信。
该便携式电话设备101的结构与第七实施例类似。需要注意的是，除了光学传递函数之外，该数据文件创建单元118进一步创建了通过使信息(传输目的地信息)与校正对象图像相关联而得到的数据文件，其中该信息表示从操作单元116输入的校正后的图像的传输目的地。更具体地，根据本实施例的数据文件创建单元118创建了这样一个数据文件，该数据文件中包含有校正对象图像、光学传递函数、以及关于校正后的图像传输目的地的信息。可以指定多个传输目的地作为校正后的图像的传输目的地。
与第七实施例一样，该图像校正服务器设备102包括传输/接收单元121以及反卷积处理单元122。该传输/接收单元121和反卷积处理单元122具有与第七实施例中类似的功能。根据本实施例的图像校正服务器设备102还包括目的地指定单元123。该目的指定单元123的功能是将包含在数据文件中的传输目的地信息中所表示的传输目的地指定为传输/接收单元121进行数据传输的传输目的地。该终端设备104的功能是接收从图像校正服务器设备102传来的校正后的图像，并显示该校正后的图像。
下面将参照图17对具有上述结构的高画质图像系统120的操作进行说明。首先，与第七实施例一样，带有照相装置的便携式电话设备101获取被拍摄体图像(步骤S61)。接着，带有照相装置的便携式电话设备101接收来自操作单元116的图像校正指令(步骤S62)。该操作单元116接收对校正后的图像的传输目的地的指定以及对校正对象图像的指定。该数据文件创建单元118创建这样一个数据文件(步骤S63)，该数据文件是通过使校正对象图像、光学传递函数以及传输目的地信息相关联而得到的，该传输目的地信息表示在步骤S62中接收的传输目的地。该无线传输/接收单元119将该数据文件传输给图像校正服务器设备102(步骤S64)。可以用指定要被传输的图像的操作来替换步骤S62中的指定校正对象图像的操作；因此，能够进行在步骤S63中的处理以及后续处理，而不会使用户意识到图像校正。
在图像校正服务器设备102中，与第七实施例一样，通过传输/接收单元121来传输数据文件(步骤S65)。该反卷积处理单元122使用包含在数据文件中的光学传递函数来对校正对象图像进行反卷积处理(步骤S66)。在反卷积处理单元122创建校正后的图像之后，目的地指定单元123指定一个在传输目的地信息中所表示的传输目的地，其中该传输目的地信息包含在从带有照相装置的便携式电话设备101接收的数据文件中。该传输/接收单元121传输该校正后的图像(步骤S67)。被指定为传输目的地的该终端设备104通过网络103接收该校正后的图像(步骤S68)。
还有，根据本发明第八实施例的该图像校正系统120，与第七实施例的图像校正系统110一样，为了对通过带有照相装置的便携式电话设备101而获得的图像进行校正，从便携式电话设备101发送校正对象图像，并且通过图像校正服务器设备102中的反卷积处理来进行校正。因此，该便携式电话设备101不需要包括用于进行反卷积处理的结构。
在图像校正系统120中，当便携式电话设备101将校正对象图像传输给图像校正服务器设备102时，将该校正对象图像与便携式电话设备101的光学传递函数彼此相关联并传输。因此，该图像校正服务器设备102能够很容易地得到将要在校正对象图像的反卷积处理中所使用的光学传递函数。
该图像校正服务器设备102将校正后的图像直接传输给终端设备104。因此，与如下情况相比，可以获得能够降低便携式电话设备101与图像校正服务器设备102之间的通信量的有益效果，这种情况是在将校正后的图像从图像校正服务器设备102发回给便携式电话设备101之后，进一步将校正后的图像从便携式电话设备101传输给终端设备104。
(第九实施例)现在将参照图18和19来说明本发明的第九实施例。
图18为展示了根据本实施例的图像校正系统的示意图。参看图18，该图像校正系统130包括数字照相装置105和个人计算机106，它们彼此通过网络进行通信。
与根据第七和第八实施例的便携式电话设备101类似，该数字照相装置105包括图像拍摄光学系统111、二维图像传感器112、图像处理单元113、显示单元115、操作单元116、光学传递函数存储单元117以及数据文件创建单元118。这些功能与第七实施例类似。该数字照相装置105相当于本发明的数字图像拍摄装置。该数字照相装置105还包括读/写单元151以及通信接口152。
该读/写单元151的功能是将数据写入到记录介质171，例如闪存卡中，以及从该记录介质171中读取数据。该通信接口152为USB(通用串行总线)接口。该通信接口的功能是通过USB电缆172向外部设备传输数据或从外部设备接收数据。
根据本实施例，该读/写单元151将由图像处理单元113生成的图像写入到记录介质171中。该数据文件创建单元118的功能是接收由读/写单元151从记录介质171中读取的图像。该通信接口152的功能是将由读/写单元151从记录介质171中读取的图像传输给外部设备。该读/写单元151的功能是从数据文件创建单元118接收数据文件并将其写入到记录介质171中；该功能相当于本发明的输出装置。进一步，该通信接口152的功能是接收来自数据文件创建单元118的数据文件并对其进行传输；该功能相当于本发明的输出装置或传输装置。
该个人计算机106包括读/写单元161、通信接口162以及反卷积处理单元122。反卷积处理单元122的功能与第七实施例的相同。读/写单元161和通信接口162具有与数字照相装置105的读/写单元151和通信接口152相同的功能。在个人计算机106中，通过在操作系统上执行从读/写单元161或通信接口162输入的程序来实现该反卷积处理单元122。
下面将参照图19对具有上述结构的图像校正系统130的操作进行说明。首先，与根据第七实施例的便携式电话设备101类似，数字照相装置105捕获被拍摄体图像并获取捕获到的图像(步骤S81)。该操作单元116接收创建数据文件的指令(步骤S82)。在与第七实施例中接收图像校正的指令(图15的步骤S42)类似的操作中，指定了校正对象图像。
当通过操作单元116输入了随着对校正对象图像的指定而创建的数据文件的指令时，该数据文件创建单元118将该指定的图像从记录介质171读入到读/写单元151中，并由此接收该指定的图像。该数据文件创建单元118从光学传递函数存储单元117接收光学传递函数，将该指定的图像与该光学传递函数相关联，并创建一个数据文件(步骤S83)。该读/写单元151将由数据文件创建单元118创建的数据文件写入到记录介质171中。该通信接口152通过USB电缆172对该数据文件进行传输(步骤S84)。
在个人计算机106中，由读/写单元161从记录介质171读取数据文件，或者通过USB电缆172由通信接口162来接收该数据文件。当从用户输入图像校正的指令时(步骤S86)，该反卷积处理单元122使用包含在数据文件中的光学传递函数对校正对象图像进行反卷积处理(步骤S87)并创建校正后的图像。
还有，根据本发明第九实施例的图像校正系统130，与第七实施例的图像校正系统110一样，为了对通过数字照相装置105而获得的图像进行校正，校正对象图像被写入到记录介质171中，或被发送给通信电缆172，并且由图像校正服务器设备102对校正对象图像进行反卷积处理。因此，不需要在数字照相装置105中安装用于进行反卷积处理的结构。
在第九实施例的图像校正系统130中，当数字照相装置105将校正对象图像传输给个人计算机106时，将该校正对象图像与数字照相装置105的光学传递函数彼此相关联并输出。因此，个人计算机106能够很容易地获得将要在对校正对象图像进行的反卷积处理中所使用的光学传递函数。
在上述说明中，说明了这样的例子，其中便携式电话设备101以及数字照相装置105使得光学传递函数与校正对象图像相互关联并对它们进行传输。点扩展函数可以被预先存储在便携式电话设备101以及数字照相装置105中，并且该便携式电话设备101以及数字照相装置105可以使得点扩展函数与校正对象图像相互关联并对它们进行传输。通过对点扩展函数的二维傅立叶变换进行反变换来得到光学传递函数；这两个函数能够相互转换。该光学传递函数和点扩展函数相当于本发明的劣化因素信息。
第七和第八实施例的便携式电话设备101可以是具有通信功能的数字照相装置，其照相装置功能为主要功能。第九实施例的数字照相装置105可以是带有照相装置(该照相装置具有将图像写入到记录介质中的功能)的便携式电话设备；或者是带有照相装置的便携式电话设备，其具有通过USB电缆将图像输出给个人计算机的功能。
工业实用性如上所述，根据本发明的测定光学传递函数的方法，可以通过相互集成在一起的图像拍摄光学系统和图像传感器来计算图像拍摄照相装置的光学传递函数。因此，就得到了如下优点可以计算光学传递函数，并且同时可以很容易地计算出该光学传递函数而不需要拆解该图像拍摄照相装置，其中该光学传递函数反映了由于实际安装在图像拍摄照相装置中的图像拍摄光学系统而导致的图像劣化因素、以及由于图像传感器的元件间串扰而引起的图像劣化因素。作为一种用于测定安装在便携式电话设备中的小型化或厚度变薄的图像拍摄照相装置等的光学传递函数的方法，本发明是很有用的。
在根据本发明的图像校正方法中，该数字图像拍摄装置使得由图像拍摄装置生成的图像与劣化因素信息相关并输出该劣化因素信息，该劣化因素信息用于对由图像拍摄装置引起的劣化的图像进行校正，并且在图像校正服务器设备中进行反卷积处理。因此，可以得到如下优点可以得到通过进行反卷积处理而得到的校正后的图像，而不会增加数字图像拍摄装置的处理量。作为一种用于对通过在带有照相装置的便携式电话等设备中进行图像捕获而得到的图像进行校正的方法，本发明是很有用的。
权利要求
1.一种光学传递函数的测定方法，包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光并使得所述照射光对被测元件进行扫描，其中所述被测元件是在图像拍摄照相装置的图像传感器中的元件，所述图像拍摄照相装置是通过将图像拍摄光学系统与所述图像传感器集成在一起而构成的；光电转换步骤，用于与在所述扫描步骤中对所述被测元件的扫描操作一起，借助所述被测元件，顺序地将所述照射光转换为电信号，并且随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在所述光电转换步骤中输出的电信号来计算出光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对通过使用所述图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
2.根据权利要求1所述的光学传递函数的测定方法，其中在所述计算步骤中，根据扩展函数数据来计算出所述被测元件的所述光学传递函数，其中所述扩展函数数据是在所述扫描步骤中通过所述照射光扫描而生成的，并且所述扩展函数数据表示通过在所述被测元件中进行转换而得到的电信号的分布。
3.根据权利要求2所述的光学传递函数的测定方法，其中在所述扫描步骤中，在共轭条件下发射出在成像区域上产生类似于点的投影图像的照射光，使得在所述成像区域上所述照射光的旁轴图像的直径等于或小于所述元件间距的一半；以及在所述计算步骤中，根据所述点扩展函数数据来计算出所述光学传递函数，其中生成所述点扩展函数数据作为所述扩展函数数据。
4.根据权利要求2所述的光学传递函数的测定方法，其中在所述扫描步骤中，在共轭条件下发射出在成像区域上产生线性投影图像的照射光，使得在所述成像区域上所述照射光的旁轴图像的宽度等于或小于所述元件间距的一半；以及在所述计算步骤中，根据所述线扩展函数数据来计算出所述光学传递函数，其中生成所述线扩展函数数据作为所述扩展函数数据。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的光学传递函数的测定方法，其中在所述扫描步骤中，所述照射光扫描多个被测元件；以及所述计算步骤包括通过使用多个所述被测元件的光学传递函数来进行插值处理，并因此计算出除了所述被测元件以外的元件的光学传递函数。
6.根据权利要求2至5中任何一项所述的光学传递函数的测定方法，进一步包括失真特性数据生成步骤，用于通过使用所述扩展函数数据以及与所述扩展函数数据对应的所述被测元件的位置信息来生成与所述成像区域上图像失真有关的失真特性数据。
7.根据权利要求1所述的光学传递函数的测定方法，其中所述扫描步骤包括这样一个步骤，所述步骤用于改变所述照射光向所述图像拍摄照相装置的照射角度以及照射位置中的至少一个，由此使所述照射光扫描被测元件。
8.根据权利要求1所述的光学传递函数的测定方法，其中所述扫描步骤包括这样一个步骤，所述步骤用于改变所述图像拍摄照相装置的角度和位置中的至少一个，由此使所述照射光扫描被测元件。
9.一种图像恢复方法，包括通过根据权利要求1至8中任何一项所述的测定方法来测定光学传递函数；以及通过使用所测得的光学传递函数对由所述图像拍摄照相装置获得的图像数据进行恢复处理。
10.一种便携式电话设备，包括图像拍摄照相装置，用于捕获被拍摄体的图像并生成图像数据；存储装置，用于存储光学传递函数；以及传输装置，用于将存储在所述存储装置中的所述光学传递函数以及由所述图像拍摄照相装置生成的所述图像数据作为一组数据进行传输；其中用测定方法来测定所述光学传递函数，该测定方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并用所述照射光对在所述图像拍摄照相装置的图像传感器中的被测元件进行扫描，其中所述图像拍摄照相装置的所述图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件将在所述扫描步骤中进行扫描的所述照射光顺序地转换为电信号并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在所述光电转换步骤中输出的电信号来计算出所述光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由所述图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
11.一种数字图像拍摄装置，包括图像拍摄照相装置，用于捕获被拍摄体的图像并生成图像数据；存储装置，用于存储光学传递函数；以及传输装置，用于将存储在所述存储装置中的所述光学传递函数以及由所述图像拍摄照相装置生成的图像数据作为一组数据来进行传输；其中用测定方法来测定所述光学传递函数，所述测定方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并使所述照射光对在所述图像拍摄照相装置的图像传感器中的被测元件进行扫描，其中将所述图像拍摄照相装置的所述图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件，将在所述扫描步骤中进行扫描的所述照射光顺序地转换为电信号并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在所述光电转换步骤中输出的电信号来计算出所述光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由所述图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
12.一种便携式电话设备，包括图像拍摄照相装置，用于捕获被拍摄体的图像并生成图像数据；标记生成装置，用于将数据文件的文件号附加给由所述图像拍摄照相装置生成的所述图像数据，所述数据文件包含通过测定方法测得的光学传递函数，所述测定方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并使所述照射光对在所述图像拍摄照相装置的图像传感器中的被测元件进行扫描，其中将所述图像拍摄照相装置的所述图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件，将在所述扫描步骤中扫描所述元件的照射光顺序地转换为电信号并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在所述光电转换步骤中输出的所述电信号来计算光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由所述图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
13.一种数字图像拍摄装置，包括图像拍摄照相装置，用于捕获被拍摄体的图像并生成图像数据；标记生成装置，用于将数据文件的文件号附加给由所述图像拍摄照相装置生成的所述图像数据，所述数据文件包含通过测定方法测得的光学传递函数，所述测定方法包括扫描步骤，用于从光源发射出照射光，并使所述照射光对在所述图像拍摄照相装置的所述图像传感器中的被测元件进行扫描，其中将所述图像拍摄照相装置的所述图像传感器与图像拍摄光学系统集成在一起；光电转换步骤，用于借助所述被测元件，将在所述扫描步骤中扫描所述元件的照射光顺序地转换为电信号并随后输出所述电信号；以及计算步骤，用于根据在所述光电转换步骤中输出的所述电信号来计算出所述光学传递函数，其中所述光学传递函数被用于通过反卷积处理来对由所述图像拍摄照相装置生成的图像的劣化进行恢复。
14.一种图像校正方法，包括以下步骤使得通过数字图像拍摄装置进行被拍摄体图像捕获而生成的图像与劣化因素信息相关联，并从所述数字图像拍摄装置输出所述相关的信息，其中所述劣化因素信息用于对由所述数字图像拍摄装置的图像拍摄装置引起的劣化的图像进行校正；以及使得图像校正服务器设备通过使用与所述图像相关的所述劣化因素信息，对从所述数字图像拍摄装置输出的所述图像进行反卷积处理。
15.一种数字图像拍摄装置，包括图像拍摄装置，用于捕获并生成被拍摄体的图像；劣化因素信息存储装置，用于存储劣化因素信息，所述劣化因素信息用于对由所述图像拍摄装置所导致的图像的劣化进行校正；以及输出装置，用于输出与所述图像相关的所述劣化因素信息。
16.根据权利要求15所述的数字图像拍摄装置，进一步包括接收装置，用于接收通过使用所述劣化因素信息来对所述图像进行校正而得到的校正后的图像，其中所述劣化因素信息是从所述输出装置输出的。
17.根据权利要求15或16所述的数字图像拍摄装置，其中所述劣化因素信息存储装置存储了作为所述劣化因素信息的、在反卷积处理中使用的光学传递函数。
18.根据权利要求15至17中任何一项所述的数字图像拍摄装置，其中所述输出装置为传输装置，用于传输与所述图像相关的所述劣化因素信息。
19.根据权利要求15至17中任何一项所述的数字图像拍摄装置，其中所述输出装置为写入装置，用于将与所述图像相关的所述劣化因素信息写入到与所述图像相关的记录介质中。
20.一种图像校正服务器设备，包括接收装置，用于从数字图像拍摄装置中接收图像以及劣化因素信息，其中所述图像是通过使得所述数字图像拍摄装置进行被拍摄体的图像捕获而生成的，而所述劣化因素信息用于对由所述数字图像拍摄装置的图像拍摄装置所引起的劣化的图像进行校正；图像校正装置，用于使用所述劣化因素信息对所述图像进行反卷积处理；以及传输装置，用于传输通过进行反卷积处理而得到的校正后的图像。
21.根据权利要求20所述的图像校正服务器设备，其中所述接收装置接收传输目的地信息、以及所述图像和所述劣化因素信息，其中所述传输目的地信息指定了校正后的图像的传输目的地；所述传输装置将所述校正后的图像传送给由所述传输目的地信息指定的传输目的地。
22.一种图像校正系统，包括数字图像拍摄装置和图像校正服务器设备，其中所述数字图像拍摄装置包括图像拍摄装置，用于捕获并生成被拍摄体的图像，指定装置，用于指定校正后图像的传输目的地，以及传输装置，用于将与由所述图像拍摄装置生成的图像相关的目的地信息传输给所述图像校正服务器设备并传输所述相关信息，其中所述传输目的地信息表示用所述指定装置所指定的传输目的地；以及所述图像校正服务器设备包括图像校正装置，用于对从所述数字图像拍摄装置输出的图像进行反卷积处理，以获得校正后的图像，以及传输装置，用于将通过使用所述图像校正装置而获得的校正后的图像传输给由与所述图像相关的传输目的地信息所表示的传输目的地。
23.一种使计算机执行图像校正方法的程序，包括接收步骤，用于接收数据文件的输入，其中所述数据文件中包括图像以及劣化因素信息，其中所述图像是通过使得数字图像拍摄装置进行被拍摄体的图像捕获而生成的，而所述劣化因素信息用于对由所述数字图像拍摄装置的图像拍摄装置导致的劣化的图像进行校正；以及图像校正步骤，用于通过使用劣化因素信息来对在从所述数字图像拍摄装置输出的所述数据文件中所包含的图像进行反卷积处理，其中所述劣化因素信息与所述图像一起包含在所述数据文件中。
全文摘要
在本发明的光学传递函数的测定方法中，来自光源(31)的照射光对被测元件进行扫描，其中所述被测元件在通过将图像拍摄光学系统与图像传感器集成在一起而构成的图像拍摄照相装置的图像传感器中。被测元件顺序地将照射光转换为电信号并输出所述电信号。进一步，根据所输出的电信号，生成点扩展函数数据，并经过傅立叶变换以计算光学传递函数。因此，提供了一种用于测定光学传递函数的方法，用于适当地对由于包括在图像拍摄照相装置中的图像拍摄光学系统的位置以及内部元件串扰等因素而引起的图像的劣化进行恢复。
文档编号H04N101/00GK1910614SQ200580002639
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月13日 优先权日2004年1月15日
发明者荒木信博, 藁谷克则 申请人:松下电器产业株式会社