JPS6014579A - 画像撮像装置 - Google Patents
画像撮像装置Info
- Publication number
- JPS6014579A JPS6014579A JP58122125A JP12212583A JPS6014579A JP S6014579 A JPS6014579 A JP S6014579A JP 58122125 A JP58122125 A JP 58122125A JP 12212583 A JP12212583 A JP 12212583A JP S6014579 A JPS6014579 A JP S6014579A
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- Japan
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- image
- optical system
- photoelectric conversion
- optical
- section
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１Ｉｉｉｉ像撮像装置、に関し、！侍に光学的
結像手段および多素子光電変換手段を宮む撮像手段にお
ける画像劣化特性を、電子的補正処理を介して補正し、
所期の高解像度の画像情報を出力する画像撮像装置に関
する。
結像手段および多素子光電変換手段を宮む撮像手段にお
ける画像劣化特性を、電子的補正処理を介して補正し、
所期の高解像度の画像情報を出力する画像撮像装置に関
する。
従来、高解像度を必要とする画像撮像装置、例えば人工
衛足および航空機等に搭載されて遠隔探査用として使用
されるカメラ、センサおよび放射計、あるいは天文観測
用の望遠鏡等・においては、光学結像手段としての光学
系における収差および透過度等に起因して解像度の劣化
するという問題があり、この対応策として、光学系を形
成する光学構成要素の数を多く組合わせて使用する方法
、または光学系を非球面レンズ系により構成する方法等
によって対処して来ている。また、他方においては、多
素子光電変換手段においても、その光電変換特性に画像
劣化要因が介在しており、従来は画像撮像装置から送ら
れてくる画像情報を、所定の画像情報処理装置を介して
補正処理する方法がとられている。
衛足および航空機等に搭載されて遠隔探査用として使用
されるカメラ、センサおよび放射計、あるいは天文観測
用の望遠鏡等・においては、光学結像手段としての光学
系における収差および透過度等に起因して解像度の劣化
するという問題があり、この対応策として、光学系を形
成する光学構成要素の数を多く組合わせて使用する方法
、または光学系を非球面レンズ系により構成する方法等
によって対処して来ている。また、他方においては、多
素子光電変換手段においても、その光電変換特性に画像
劣化要因が介在しており、従来は画像撮像装置から送ら
れてくる画像情報を、所定の画像情報処理装置を介して
補正処理する方法がとられている。
しかしながら、このような従来の画像撮像装置において
は、光学的結像手段における前記対応策に対し゛Ｃ期待
できる高解像性能には限界があり、また、光学系を形成
する光学構成要素数の増−大にともなって透過光量が低
下するとともに１被撮像体に対応する拡画角化を計るこ
とが困難となり、加えて光学系自体の外形寸法および重
量が重大する等の種種の欠点がある。また、多素子光電
変換手段における補正処理についても、画像撮像装置か
ら画像情報を受信する側におい゛ｃ１所定の補正処理装
置を具備する必要があるという欠点がある。
は、光学的結像手段における前記対応策に対し゛Ｃ期待
できる高解像性能には限界があり、また、光学系を形成
する光学構成要素数の増−大にともなって透過光量が低
下するとともに１被撮像体に対応する拡画角化を計るこ
とが困難となり、加えて光学系自体の外形寸法および重
量が重大する等の種種の欠点がある。また、多素子光電
変換手段における補正処理についても、画像撮像装置か
ら画像情報を受信する側におい゛ｃ１所定の補正処理装
置を具備する必要があるという欠点がある。
本発明の目的は上記の欠点を除去し、光学系によって構
成される光学的結像手段および多素子光電変換手段を介
して得られる画像信号に対する補正処理により、前記光
学的結像手段における光学的劣化係数を電気的に補正す
る画像撮像装置を提供することにある。
成される光学的結像手段および多素子光電変換手段を介
して得られる画像信号に対する補正処理により、前記光
学的結像手段における光学的劣化係数を電気的に補正す
る画像撮像装置を提供することにある。
本発明の画像撮像装置は、被撮像体から放射される、可
視、赤外および紫外を含む波長領域の放射線もしくは光
線を受光し、所定の光学的結像手段および所定の多素子
光電変換手段を含む撮像手段を介して、前記被撮像体に
関する電気的な画像情報を抽出する画像撮像装置におい
て、前記画像情報に対する所定の電子的補正処理を介し
て、前記撮像手段における画像劣化特性を補正する補正
処理手段を備えて構成される。
視、赤外および紫外を含む波長領域の放射線もしくは光
線を受光し、所定の光学的結像手段および所定の多素子
光電変換手段を含む撮像手段を介して、前記被撮像体に
関する電気的な画像情報を抽出する画像撮像装置におい
て、前記画像情報に対する所定の電子的補正処理を介し
て、前記撮像手段における画像劣化特性を補正する補正
処理手段を備えて構成される。
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例の主費部を示すブロック図で
ある。第１図に示されるように、本発明は所定の光学系
より形成される結像部１と、結像部ｌの焦点位置に設定
される光電変換部２と、時間制御部３と、画像メモリ４
、補正処理部５および補正データ・メモリ６を含む補正
処理手段７とを備えている。
ある。第１図に示されるように、本発明は所定の光学系
より形成される結像部１と、結像部ｌの焦点位置に設定
される光電変換部２と、時間制御部３と、画像メモリ４
、補正処理部５および補正データ・メモリ６を含む補正
処理手段７とを備えている。
第１図において、結像部１は、対象とする被撮像体から
放射される、可視、赤外および紫外を含む波長領域の放
射線もしくは光線を受光し、結像部１を形成する光学系
の焦点位置に設定され′Ｃいる、光電変換部２の所定の
結像基準面もしくは結像基準線上に、前記被撮像体に対
応する画像を結像する。光電変換部２の受光部は、一般
には多素子から成る光電変換デバイスによシ面状もしく
は線状に構成され、それぞれ前記結像基準面もしくは結
像基準線上に、前記光電変換デバイスの光電変換素子が
配列されている。従っ”Ｃ１前記被撮像体の結像部１を
介する前記結像基準面もしくは結像基準線上における結
像は、光電変換部２における光電変換作用を介して、前
記結像における光量分布に対応する電荷量分布の形で所
定の蓄積媒体に蓄積される。前記光電変換素子が前記結
像基準面上に配列されている場合には、この結像基準面
を構成する光電変換素子を所定の単位区分に分割し、時
間制御部３から光電変換部２に入力される時間信号によ
り制御されて、前述のように光電変換部２に蓄積された
電荷量分布は、前記単位区分ごとに読出されて画像信号
として出力され、画像メモリ４に入力されて、それぞれ
ｒＪ［定の番地に格納される。このような手順により、
被撮像体の結像に対する電荷量分布は、前記結像基準面
に１対ｌにて対応する形で所定の番地に格納される。
放射される、可視、赤外および紫外を含む波長領域の放
射線もしくは光線を受光し、結像部１を形成する光学系
の焦点位置に設定され′Ｃいる、光電変換部２の所定の
結像基準面もしくは結像基準線上に、前記被撮像体に対
応する画像を結像する。光電変換部２の受光部は、一般
には多素子から成る光電変換デバイスによシ面状もしく
は線状に構成され、それぞれ前記結像基準面もしくは結
像基準線上に、前記光電変換デバイスの光電変換素子が
配列されている。従っ”Ｃ１前記被撮像体の結像部１を
介する前記結像基準面もしくは結像基準線上における結
像は、光電変換部２における光電変換作用を介して、前
記結像における光量分布に対応する電荷量分布の形で所
定の蓄積媒体に蓄積される。前記光電変換素子が前記結
像基準面上に配列されている場合には、この結像基準面
を構成する光電変換素子を所定の単位区分に分割し、時
間制御部３から光電変換部２に入力される時間信号によ
り制御されて、前述のように光電変換部２に蓄積された
電荷量分布は、前記単位区分ごとに読出されて画像信号
として出力され、画像メモリ４に入力されて、それぞれ
ｒＪ［定の番地に格納される。このような手順により、
被撮像体の結像に対する電荷量分布は、前記結像基準面
に１対ｌにて対応する形で所定の番地に格納される。
一般に、結像部１を形成する光学系を空間周波数フィル
タとして考えると、光学系による被撮像体から結像に対
するフィルタ特性はレスポンス関数と呼ばれる。第２図
におい“Ｃ１被撮像休８の結像は光学系９を介して結像
基準面１０に生成される。この場合において、被撮像体
８におけるｙ軸およびｙ軸に対応する放射界分布のツー
ＩＪ＝に換をＯ（ｓ、ｔ）とし、光学系９が、・光学劣
化係数、Ｋが１に等しい理想的な光学系であるものと仮
定した場合のレスポンス関数をＨ（ｓ 、 ｔ ）とす
ると、結像基準面１０における結像の空間周波数スペク
トルＩ（ｓ、ｔ）は次式によって与えられる。
タとして考えると、光学系による被撮像体から結像に対
するフィルタ特性はレスポンス関数と呼ばれる。第２図
におい“Ｃ１被撮像休８の結像は光学系９を介して結像
基準面１０に生成される。この場合において、被撮像体
８におけるｙ軸およびｙ軸に対応する放射界分布のツー
ＩＪ＝に換をＯ（ｓ、ｔ）とし、光学系９が、・光学劣
化係数、Ｋが１に等しい理想的な光学系であるものと仮
定した場合のレスポンス関数をＨ（ｓ 、 ｔ ）とす
ると、結像基準面１０における結像の空間周波数スペク
トルＩ（ｓ、ｔ）は次式によって与えられる。
Ｉ（ｓ、ｔ）＝＝Ｈ（ｓ、ｔ）・Ｏ（ｓ、ｔ）上式にお
いて、Ｓおよびｔは、それぞれＸまたはＸ′方向の空間
周波数およびｙまたはｙ′方向の空間周波数である。な
お ｘ／およびｙ′は、結像基準面における直交座標系
である。
いて、Ｓおよびｔは、それぞれＸまたはＸ′方向の空間
周波数およびｙまたはｙ′方向の空間周波数である。な
お ｘ／およびｙ′は、結像基準面における直交座標系
である。
しかしながら、実用される光学系においては、前述のよ
うに、収差の問題および透過度等の問題が介在し、上記
の理想的なレスポンス関数Ｈ（ｓ。
うに、収差の問題および透過度等の問題が介在し、上記
の理想的なレスポンス関数Ｈ（ｓ。
ｔ）を実現することは困難である。前述の従来の画像撮
像装置における欠点も、この光学系のレスポンス関数を
、光学系のみに依存して理想的な関数に近づけようとし
たところＫその要因がある。
像装置における欠点も、この光学系のレスポンス関数を
、光学系のみに依存して理想的な関数に近づけようとし
たところＫその要因がある。
すなわち、実用される光学系については、上記の（１）
式の代りに次式が成立する。
式の代りに次式が成立する。
上記（２）式においてＫ（ａ、ｔ）は対象とする光学系
の光学劣化係数を意味し、Ｋ（ｓ、ｔ）＝１であること
は、その光学系が理想的な光学系であることを示してい
る。
の光学劣化係数を意味し、Ｋ（ｓ、ｔ）＝１であること
は、その光学系が理想的な光学系であることを示してい
る。
上記（２）式の結像の空間周波数スペクトル１′（ｓ。
ｔ）は、結像基準面１０における結像のフーリエ変換に
相当し、このＩ’（ｓ、ｔ）のフーリエ逆変換は、その
まま結像基準面１０における結像の光量分布を示してい
る。この光量分布に対応して、前述のように光電変換部
２における光電変換素子には電荷量分布が生成さｔ、時
間制御部３による時間制御作用を介して、前記電荷量分
布が画像メモリ４に格納される。
相当し、このＩ’（ｓ、ｔ）のフーリエ逆変換は、その
まま結像基準面１０における結像の光量分布を示してい
る。この光量分布に対応して、前述のように光電変換部
２における光電変換素子には電荷量分布が生成さｔ、時
間制御部３による時間制御作用を介して、前記電荷量分
布が画像メモリ４に格納される。
画像メモリ４に格納される上記の電荷量分布を、そのま
ま画像信号として抽出して画像再生すると、明らかに結
像部１を形成する光学系における収差および透過度等の
影響を受け°Ｃ１その解像度は劣化している。本発明に
おいては、この解像度を改善するために、上記（２）式
において示される光学劣化係数Ｋ （ｓ 、 ｔ ）を
、あらかじめ結像部１を形成する光学系についてめてお
き、空間周波数Ｓおよびｔに関するＫ（ｓ、ｔ）の振幅
値および位相値を、補正データ・メモリ６に格納してお
く。補正処理部５においては、画像メモリ４に格納され
′Ｃいる前述の電荷量分布を、所定の時間制御信号を介
して読出し、先づ離散的フーリエ変換演算により結像の
空間周波数スペクトルＩ’（ｓ、ｔ）を算出する。この
空間周波数スペクトルＩ’（ｓ、ｔ）に対して、補正処
理部５においては、補正データ・メモリ６に格納されて
いる前記Ｋ（ｓ、ｔ）の振幅値および位相値を読出し、
結像基準面１０における各点に対応する補正空間周波数
スペクトルＩ（ｓ。
ま画像信号として抽出して画像再生すると、明らかに結
像部１を形成する光学系における収差および透過度等の
影響を受け°Ｃ１その解像度は劣化している。本発明に
おいては、この解像度を改善するために、上記（２）式
において示される光学劣化係数Ｋ （ｓ 、 ｔ ）を
、あらかじめ結像部１を形成する光学系についてめてお
き、空間周波数Ｓおよびｔに関するＫ（ｓ、ｔ）の振幅
値および位相値を、補正データ・メモリ６に格納してお
く。補正処理部５においては、画像メモリ４に格納され
′Ｃいる前述の電荷量分布を、所定の時間制御信号を介
して読出し、先づ離散的フーリエ変換演算により結像の
空間周波数スペクトルＩ’（ｓ、ｔ）を算出する。この
空間周波数スペクトルＩ’（ｓ、ｔ）に対して、補正処
理部５においては、補正データ・メモリ６に格納されて
いる前記Ｋ（ｓ、ｔ）の振幅値および位相値を読出し、
結像基準面１０における各点に対応する補正空間周波数
スペクトルＩ（ｓ。
ｔ）を、次式によって与えられる関係式を参照して算出
する。
する。
上記（３）式において、分母のＩＫ（ｓ、ｔ）ｌおよび
φ（ｓ、ｔ）は、それぞれ光学劣化係数Ｋ （ｓ 、
ｔ ）の絶対値と位相成分とを表わしている。
φ（ｓ、ｔ）は、それぞれ光学劣化係数Ｋ （ｓ 、
ｔ ）の絶対値と位相成分とを表わしている。
補正処理部５において、上記（３２式を参照して算出さ
れた結像の空間周波数スペクトルＩ（ｓ、ｔ）は％（１
）式ないしく３）式を参照して明らかなように、理想的
な光学系を介して得られる結像の空間周波数スペクトル
そのものに等しい。補正処理部５におい°Ｃは、上述の
ような補正作用を介して得られた結像の空間周波数スペ
クトルＩ（ｓ、ｔ）に対して逆フーリエ変換演算を行い
、結像基準面１０における結像に対応する電荷量分布を
抽出して所定のメモリに格納し、次いで所定の時間制御
信号を介して、端子５１から補正されて解像度の改善さ
れた画像信号を出力する。上記の補正処理作用における
演算処理フローを見易く示すと第３図のようになる。第
３図におい′Ｃ％ Ｉ’ （ｘ’ ＋ ｙ’）およびＩ
（ｘ、ｙ）は、それぞれ結像基準面１０に対応する光電
変換部２における光電変換素子の電荷量分布と、補正波
の等価的な電荷量分布を表わしている。また、１’（ｓ
、ｔ）およびＩ（ｓ、ｔ）は、それぞれ前記Ｉ’（ｘ／
、 ｙ’）およびＩ（ｘ’＋ｙつのフーリエ変換に対応
する空間周波数スペクトルである。
れた結像の空間周波数スペクトルＩ（ｓ、ｔ）は％（１
）式ないしく３）式を参照して明らかなように、理想的
な光学系を介して得られる結像の空間周波数スペクトル
そのものに等しい。補正処理部５におい°Ｃは、上述の
ような補正作用を介して得られた結像の空間周波数スペ
クトルＩ（ｓ、ｔ）に対して逆フーリエ変換演算を行い
、結像基準面１０における結像に対応する電荷量分布を
抽出して所定のメモリに格納し、次いで所定の時間制御
信号を介して、端子５１から補正されて解像度の改善さ
れた画像信号を出力する。上記の補正処理作用における
演算処理フローを見易く示すと第３図のようになる。第
３図におい′Ｃ％ Ｉ’ （ｘ’ ＋ ｙ’）およびＩ
（ｘ、ｙ）は、それぞれ結像基準面１０に対応する光電
変換部２における光電変換素子の電荷量分布と、補正波
の等価的な電荷量分布を表わしている。また、１’（ｓ
、ｔ）およびＩ（ｓ、ｔ）は、それぞれ前記Ｉ’（ｘ／
、 ｙ’）およびＩ（ｘ’＋ｙつのフーリエ変換に対応
する空間周波数スペクトルである。
なお１以上の説明においては、光電変換部２における結
像が、所定の結像基準面１０に形成される場合について
１１明したが、光電変換部２における結像が、所定の基
準線上に形成される場合についても、上記と同様に、前
記基準線に対応する１次元光電変換素子の電荷量分布Ｉ
’（ｘつに対するフーリエ変換、光学劣化係数Ｋ（ｓ）
に関する補正処理および逆フーリエ変換の演算処理フロ
ーを介して、補正された等制約な電荷量分布１′（ｘつ
に対応する画像情報が取得される。この１次元光電変換
素子を光電変換部２に適用する場合は、例えば、１次元
電荷結合デバイスを光電変換部として使用する場合に相
当している。
像が、所定の結像基準面１０に形成される場合について
１１明したが、光電変換部２における結像が、所定の基
準線上に形成される場合についても、上記と同様に、前
記基準線に対応する１次元光電変換素子の電荷量分布Ｉ
’（ｘつに対するフーリエ変換、光学劣化係数Ｋ（ｓ）
に関する補正処理および逆フーリエ変換の演算処理フロ
ーを介して、補正された等制約な電荷量分布１′（ｘつ
に対応する画像情報が取得される。この１次元光電変換
素子を光電変換部２に適用する場合は、例えば、１次元
電荷結合デバイスを光電変換部として使用する場合に相
当している。
また、上記の説明においては、結像部ｌを形成する光学
系における光学劣化係数のみを補正処理の対象としてい
るが、更に、この補正処理の対象を拡大して、光電変換
部の光電変換特性における劣化特性をも補正して、所期
の画像情報を取得することも可能である。
系における光学劣化係数のみを補正処理の対象としてい
るが、更に、この補正処理の対象を拡大して、光電変換
部の光電変換特性における劣化特性をも補正して、所期
の画像情報を取得することも可能である。
以上、詳細に説明したとおり、本発明は所定の光学的結
像手段および所定の多素子光電変換手段を含む撮像手段
を介して、所定の画像情報を抽出する画像撮像装置にお
いて、前記撮像手段における画像劣化特性を電気的に補
正処理することにより、前記光学的結像手段を形成する
光学系を、比較的簡易な構成により高解像度の画像情報
を抽出することができるという効果がある。
像手段および所定の多素子光電変換手段を含む撮像手段
を介して、所定の画像情報を抽出する画像撮像装置にお
いて、前記撮像手段における画像劣化特性を電気的に補
正処理することにより、前記光学的結像手段を形成する
光学系を、比較的簡易な構成により高解像度の画像情報
を抽出することができるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例の主装部を示すブロック図、
第２図は撮像手段における被撮像体、光学系および結像
基準面の相対関係をボす図、第３図は本発明の補正処理
手段における演１１．処理フローを示す図である。 図において、１−−結像部、２ ・・光電変換部、３・
・・・・時間’ｄ：ｌＩ御部、４・・・・・・画像メモ
１ハ５・・・・・・補正処理部、６・・・・・補正デー
タ・メモ１ハ ７ ・・・補正処理手段、８・・・・・
被撮像体、９・・・・・・光学系、１゜・・・・・・結
像基準面。
第２図は撮像手段における被撮像体、光学系および結像
基準面の相対関係をボす図、第３図は本発明の補正処理
手段における演１１．処理フローを示す図である。 図において、１−−結像部、２ ・・光電変換部、３・
・・・・時間’ｄ：ｌＩ御部、４・・・・・・画像メモ
１ハ５・・・・・・補正処理部、６・・・・・補正デー
タ・メモ１ハ ７ ・・・補正処理手段、８・・・・・
被撮像体、９・・・・・・光学系、１゜・・・・・・結
像基準面。
Claims (3)
- （１） 被撮像体から放射される、可視、赤外および紫
外を含む波長領域の放射線もしくは光線を受光し、所定
の光学的結像手段および所定の多素子光電変換手段を含
む撮像手段を介して、前記被撮像体に関する電気的な画
像情報を抽出する画像撮像装置において、前記画像情報
に対する所定の電子補正処理を介し゛Ｃ１前記撮像手段
における画像劣化特性を補正する補正処理手段を備える
ことを特徴とする画像撮像装置。 - （２）前記撮像手段における画像劣化特性として、前記
光学的結像手段の光学的特性劣化係数を補正対象とする
特許請求の範囲第（１）項記載の画像撮像装置。 - （３）前記撮像手段における画像劣化特性として、前記
光学的結像手段の光学的特性劣化係数および前記多素子
光電変換手段の光電変換特性を補正対象とする特許請求
の範囲第（１）項記載の画像撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122125A JPS6014579A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 画像撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58122125A JPS6014579A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 画像撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014579A true JPS6014579A (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14828233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58122125A Pending JPS6014579A (ja) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | 画像撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014579A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5498522A (en) * | 1978-01-20 | 1979-08-03 | Ricoh Co Ltd | Control system for solidstate pick up unit |
| JPS5844866A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-15 | Hitachi Denshi Ltd | 固体テレビジヨンカメラ装置 |
-
1983
- 1983-07-05 JP JP58122125A patent/JPS6014579A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5498522A (en) * | 1978-01-20 | 1979-08-03 | Ricoh Co Ltd | Control system for solidstate pick up unit |
| JPS5844866A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-15 | Hitachi Denshi Ltd | 固体テレビジヨンカメラ装置 |
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