液晶透镜成像装置及液晶透镜成像方法_4

文档序号:9578691阅读:来源:国知局
焦图像中获得与所述指定对焦点处于同一对焦 面的对焦区域,并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对 所述对焦图像的对焦区域进行处理。即对对焦区域Sf进行如实施例二中(6)式的处理,而 不对非对焦区域If进行任何处理。
[0103] 这样可保证与该指定对焦点具有相同对角面的图像区域是清晰的,而不对其他非 对焦区域进行处理,保留了未被液晶透镜调制的偏振信号,所以会呈现出比普通相机所拍 摄的图像更虚化的效果。
[0104] ⑵为了对图2所示实际拍摄中对焦区域Sf和非对焦区域ζ:边界的明确分界进行 优化,在对焦区域Sf和非对焦区域&的边界之间设定过渡区域St,如图3所示。并对过渡 区域3,进行类似(6)式的图像处理,但处理强度较弱或者由强到弱渐变。
[0105] 作为优选的实施例,对于过渡区域进行如下式的图像处理:
[0106]
[0107] 其中,If表示过渡区域的对焦图像,Ik表示过渡区域的非对焦图像, normalization是亮度规整化处理函数,η是大于等于1的整数,0彡wk(p) < 1, wk(P) < 1,Wk(p)表示所述过渡区域的非对焦图像Ik对所述过渡区域St中象素p 的加权系数。每个象素的加权系数^&)都不同。
[0108] 作为优选的实施例,每个象素的加权系数^①)与象素p离对焦区域Sf的距离 d(p)成反比,则有:
[0109]
[0110] 其中,d(p)/D是d(p)的归一化函数,表示对d(p)进行归一化处理,即d(p)可以 取的最大值,D和d(p)的单位为像素p,D表示所述过渡区域St的宽度;γk和λk表示基于 所述过渡区域的对焦图像Ik的固定参数,也即当^不同时,"和入,亦不同。
[0111] 综上,利用图像处理器150对过渡区域St进行类似实施例二中(6)式的处理,处 理强度较弱或者由强到弱渐变,这样就不会在对焦区域sf和非对焦区域f「之间形成明显的 边界,成像更自然。
[0112] 接下来说明本发明利用对焦后生成的非对焦图像来对对焦图像进行处理的过程。
[0113] 如前,透镜组130工作时,使液晶透镜进行对焦。当液晶透镜处于对焦状态时,由 图像传感器140生成对焦图像。图像处理器150接收所述对焦图像并对其进行分析判断, 若判定为对焦图像即向驱动电路120输出控制信号,驱动电路120根据所述控制信号调节 施加在液晶透镜上的电压,使液晶透镜从对焦状态过渡到非对焦状态。当液晶透镜处于非 对焦状态时,由图像传感器140生成至少一幅非对焦图像。这些非对焦图像既可以在液晶 透镜在透镜状态(工作状态)时获取,也可以在非透镜状态(非工作状态)时获取。从而, 由图像处理器150接收非对焦图像和对焦图像并利用对焦后生成的非对焦图像来对对焦 图像进行处理。其具体处理过程与上述实施例一、实施例二和实施例三相同,请参前面的说 明,在此不再赘述。
[0114] 在另一实施例中,对于非对焦图像Ii,…,In,其既可以在液晶透镜生成对焦图像前 的非对焦状态生成,也可以在液晶透镜生成对焦图像后的非对焦状态生成,也即其部分在 对焦前生成,其余部分在对焦后生成,而且生成顺序也可以根据需要而确定。并且Wk、Wk (P) 亦可依据实际拍摄需要而灵活调整。其余与前述相同,在此不再赘述。
[0115] 图4示出了根据本发明的实施例的液晶透镜成像方法的流程图。
[0116] 如图4所示,根据本发明的实施例的液晶透镜成像方法,包括以下步骤:
[0117] 步骤602,驱动液晶透镜分别处于对焦状态和非对焦状态;步骤604,采集经过所 述液晶透镜的光信号,并根据所述光信号生成图像,当所述液晶透镜处于对焦状态时,所述 光信号生成对焦图像,当所述液晶透镜处于非对焦状态时,所述光信号生成非对焦图像;步 骤606,接收并对所述对焦图像和所述非对焦图像进行处理,将处理得到的对焦图像作为最 终成像的图像。
[0118] 这样,根据本发明的液晶透镜成像装置没有使用偏振装置,器件结构厚度减小,系 统更紧凑。而且为了在没有偏振片的情况下仍然能够获取高质量的图像,在上述实施方式 中,本发明的液晶透镜成像装置除了获取液晶透镜在稳定对焦状态下所生成的对焦图像之 外,还会在对焦状态前的非对焦状态或者在对焦状态后的非对焦状态获取一幅或多幅非对 焦图像,利用非对焦图像来对焦图像进行处理,从而让非对焦图像来辅助生成最后清晰的 对焦图像,减弱了不使用偏振装置而给成像带来的影响,以获取高质量的图像。因此,根据 本发明的液晶透镜成像方法在没有偏振装置的情况下,既能够获得高质量的图像,也减小 了器件结构的厚度,整个系统更紧凑。
[0119] 在上述任一技术方案中,优选的,所述对所述非对焦图像和所述对焦图像进行处 理,将处理得到的对焦图像作为最终成像的图像,具体包括:利用所述非对焦图像来减弱所 述对焦图像中未被所述液晶透镜调制的干扰光信号所生成的图像。
[0120] 由于所述对焦图像中的干扰信号被减弱,生成的图像的对比度更高。
[0121] 在上述任一技术方案中,优选的,所述对所述非对焦图像和所述对焦图像进行处 理,将处理得到的对焦图像作为最终成像的图像,还具体包括:利用所述非对焦图像中被所 述液晶透镜调制的光信号所生成的图像来对所述对焦图像中被所述液晶透镜调制的光信 号所生成的图像进行处理。
[0122] 由于利用所述非对焦图像中被所述液晶透镜调制的光信号所生成的图像来对所 述对焦图像中被所述液晶透镜调制的光信号所生成的子图像进行处理可等效于对其进行 高通滤波,即反锐化掩模处理,让最终生成的图像更加锐化,具有较高对比度。
[0123] 在上述任一技术方案中,优选的,所述液晶透镜成像方法还包括:对所述最终成像 的图像进行亮度调整。
[0124] 在进行上述处理后会造成图像能量的较大损失,而进行亮度调整,可提升图像能 量,使其恢复到正常的能量。
[0125] 在上述任一技术方案中,优选的,所述对所述非对焦图像和所述对焦图像进行处 理,将处理得到的对焦图像作为最终成像的图像即是在保证入射光L没有发生变化,或仅 发生可以忽略的微小变化时,利用非对焦图像来对对焦图像进行处理,并基于如下公式进 行处理而得到最后清晰的图像Is:
[0126]Is =normalization[If-Ψ(117···,In) ] (12)
[0127] 其中,normalization是亮度规整化处理函数,If表示对焦图像,L,…,In表示从 非对焦状态过渡到对焦状态的过程中,图像传感器感应生成的多幅依时间先后顺序排列的 非对焦图像,η是大于等于1的整数,If-Ψ(Ip…,In)表示利用至少一幅非对焦图像来对 对焦图像进行处理。
[0128] 优选实施例中,Ψ(I,,…,IJ满足如下公式:
[0129]
[0130] 其中,¥1<表示非对焦图像Ik的加权系数,0彡wk <1,ΣΙ^ιΜ<Hwk随着k 值增大而变大。
[0131] 实际拍摄中,wk可以依据非对焦图像^进行调整。当拍摄静止场景时,让k值较 小的wk较大,随着k值依次增大,wk依次递减,以便得到更清晰的非对焦图像。当拍摄运动 场景时,则让k值较小的wk较小,随着k值依次增大,wk依次递增,这样可减少运动造成的 虚影。
[0132] 进一步地,所述亮度规整化处理函数normalization「xl满足如下公式:
[0133]
[0134]贝U结合(13)、(14)式,(12)式转换为如下公式:
[0135]
[0136] 在上述任一技术方案中,优选的,当所述对焦图像基于指定对焦点而生成时,根据 图像清晰度判断在所述对焦图像中获得与所述指定对焦点处于同一对焦面的对焦区域,并 利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的对焦区域对应的图像区域来对所述对焦图像的 对焦区域进行处理。
[0137] 这样的处理可保证与该指定对焦点具有相同对角面的图像区域是清晰的,而不对 其他非对焦区域进行处理,保留了未被液晶透镜调制的偏振信号,所以会呈现出比普通相 机所拍摄的图像更虚化的效果。
[0138] 在上述任一技术方案中,优选的,在所述对焦图像的对焦区域与所述对焦区域之 外的非对焦区域之间设定过渡区域,并利用所述非对焦图像中与所述对焦图像的过渡区域 对应的图像区域来对所述对焦图像的过渡区域进行处理。<
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