专利名称：一种移动终端摄像头的防抖方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种移动终端摄像头的防抖方法及装置。
背景技术：
移动终端摄像头的曝光时间和拍摄物体的速度成反比，而在拍摄过程中，光的采 集和均衡都需要时间，曝光时间不可能减少到很短，所以，在曝光时间内，受外界各种因素 的影响，移动终端摄像头通常会发生抖动，而抖动会对拍摄效果造成很严重的影响，但在一 个微小的时间片(如摄像头的曝光时间)内，可以认为移动终端摄像头的运动方向是单一 的。如图1所示，在摄像头的曝光时间内，摄像头发生抖动会造成多幅图像在一个方向上 的叠加，如图1所示，其为在微小时间片上(即摄像头的曝光时间)，摄像头所捕获的图像， 从视觉效果来看就是拖影，其中，摄像头的运动方向为法线方向，与法线方向相垂直的方向 即为切线方向，由图1可以看出，摄像头实际拍摄到的带有拖影的图片，是一组图像在法线 方向(运动方向)上的叠加，S卩摄像头抖动对图片的影响是法线方向上的一个均衡化，而 在切线方向上仍然是图像的原貌。现有的防抖技术主要有自然防抖技术，比如调高国际标准化组织 (International Standardization Organization, ISO)的感光度来提高快门速度；光学防 抖技术，比如利用特殊的镜头或者电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)的结构， 可以通过这些防抖技术最大程度地降低操作者在使用过程中由于抖动造成的影响等。但 是，这些防抖技术对硬件要求过高，且易受空间、机械结构等因素的限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动终端摄像头的防抖方法及装置， 实现对移动终端摄像头的防抖功能的优化。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种移动终端摄像头的防抖方法，所述方法包括下述步骤获取摄像头在拍摄过程中的运动方向及所述运动方向上的加速度；利用所述加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移量，并根据所述运动方向和所 述偏移量，获取用于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵；用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波，并保存滤波后的图像。其中，所述获取摄像头在拍摄过程中的运动方向为获取摄像头在拍摄过程中运 动方向与所述摄像头拍摄平面的夹角α。进一步地，所述利用所述加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移量为根据所述加速度，计算所述摄像头曝光时间内的初速度为0的勻加速运动的位 移；计算所述位移在所述摄像头拍摄平面的投影，并将所述投影除以所述摄像头的像素颗 粒尺寸，得到所述摄像头在拍摄平面的偏移量。进一步地，所述根据运动方向和所述偏移量，获取用于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵为根据所述运动方向确定所需矩阵的方向，根据所述偏移量确定所需矩阵的阶数；从预先存储的滤波矩阵中选取与所述所需矩阵的方向及结束相匹配的滤波矩阵。进一步地，所述预先存储的滤波矩阵的构造方法包括确定所述滤波矩阵的方向及阶数根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在所述方向上的胞格的值，并将所 述滤波矩阵其他胞格的值设置为0。其中，所述滤波矩阵的阶数为大于或等于3的奇数；所述滤波矩阵的方向通过过 矩阵中心的直线与水平方向的夹角α表征。进一步地，所述根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在其方向上的胞格 的值为将所述滤波矩阵的方向α及在其方向上的胞格对应的坐标代入 (^[| -0^31^/>0|]><‘2+/计算，其中所述滤波矩阵在其方向上的胞格指与所述直线 相邻及被所述直线穿过的胞格；将计算得到的结果作为横坐标，查询所述滤波曲线，将所述横坐标对应的纵坐标 作为所述胞格的值。进一步地，所述用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波为将所述滤波矩阵与所述 图像的矩阵进行卷积，并将卷积得到的矩阵各胞格的值除以所述滤波矩阵各胞格值的和。一种移动终端摄像头的防抖装置，所述装置包括传感器及图像处理单元；其中，传感器，用于获取摄像头在拍摄过程中的运动方向和加速度；图像处理单元，用于利用所述传感器获取的加速度计算所述摄像头在拍摄平面的 偏移量，并根据传感器获取的运动方向和所述偏移量，获取用于对摄像头拍摄的图像进行 滤波的滤波矩阵；用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波，并保存滤波后的图像。进一步地，所述传感器进一步包括方向传感器和重力传感器；其中，方向传感器，用于获取摄像头在拍摄过程中运动方向与所述摄像头拍摄平面的夹 角ct ；重力传感器，用于获取摄像头在拍摄结束瞬间的运动方向上的加速度。进一步地，所述图像处理单元包括滤波矩阵获取模块，用于根据所述加速度，计算所述摄像头曝光时间内的初速度 为0的勻加速运动的位移；计算所述位移在所述摄像头拍摄平面的投影，并将所述投影除 以所述摄像头的像素颗粒尺寸，得到所述摄像头在拍摄平面的偏移量；根据所述运动方向 确定所需矩阵的方向，根据所述偏移量确定所需矩阵的阶数；从预先存储的滤波矩阵中获 取与所需矩阵的方向及阶数相匹配的滤波矩阵。进一步地，所述装置还包括滤波矩阵构造单元，用于构造所述滤波矩阵；所述滤波矩阵构造单元进一步包括确定模块，用于确定所述滤波矩阵的方向及阶数；计算模块，用于根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在所述确定模块确 定的方向上的胞格的值，并将其他胞格的值设为0。进一步地，所述确定模块确定的滤波矩阵的阶数为大于或等于3的奇数；确定的滤波矩阵的方向通过过矩阵中心的直线与水平方向的夹角α表征；所述计算模块，具体用于将所述滤波矩阵的方向α及在其方向上的胞格对应的 坐标代入0^[| -&1"他]^/力|]><‘2+/计算；将计算得到的结果作为横坐标，查询所述 滤波曲线，将所述横坐标对应的纵坐标作为所述胞格的值，其中所述滤波矩阵在其方向上 的胞格指与所述直线相邻及被所述直线穿过的胞格。进一步地，所述图像处理单元还包括滤波模块，用于将所述滤波矩阵获取模块选 择的滤波矩阵与所述图像的矩阵进行卷积，并将卷积得到的矩阵各胞格的值除以所述滤波 矩阵各胞格值的和，得到滤波后的图像矩阵，并进行保存。本发明所提供的移动终端摄像头的防抖方法及装置，通过构造滤波矩阵，有针对 性地对图像矩阵的法线方向上进行图像的增强，如此，能有效去除图像因为摄像头抖动而 产生的噪声，很好地优化移动终端摄像头的防抖功能，并且更易于实现。
图1为微小时间片内移动终端摄像头抖动所捕获图像的示意图；图2为本发明实现的滤波矩阵的构造方法的流程示意图；图3为本发明实现的高通滤波曲线的示意图；图4为本发明实现的移动终端摄像头防抖方法的流程示意图；图5为本发明实现的空间直角坐标系示意图；图6为本发明实现的移动终端摄像头防抖装置的结构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想为获取摄像头在拍摄过程中的运动方向和加速度，并根据获 取的加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移量；根据获取的运动方向和偏移量选择用于 对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵；用所选择的滤波矩阵对拍摄的图像进行滤波， 并保存滤波后的图像。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对 本发明进一步详细说明。图2示出了滤波矩阵的构造方法的流程，如图2所示，所述方法包括下述步骤步骤S201，确定所要构造的滤波矩阵的方向及阶数；本步骤中，滤波矩阵的阶数一般为大于或等于3的奇数，滤波矩阵的方向通过过 矩阵中心的直线与水平方向的夹角α表征。具体地，滤波矩阵的方向可以以10°为间隔，在0° 180°确定18个滤波矩阵的 方向，在各个方向上进行不同阶数的滤波矩阵的构造。其中，10°的间隔也可以根据所需图 像滤波的精度进行确定，当需要对图像滤波的精度越高，则间隔可以设置的越小，各个方向 的滤波矩阵的阶数一般可以选择3、5、7和9。步骤S202，根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在其方向上的胞格的值， 其他胞格的值为0。本步骤中，所述滤波矩阵在其方向上的胞格是指与步骤S201中过滤波矩阵中心， 且与水平方向夹角为α的直线相邻及被前述直线穿过的胞格；另外，滤波矩阵的每个胞格对应一个坐标，其中心的坐标为(0，0)，各个胞格的坐标确定可具体参阅表1所示7阶矩阵 的例子。具体地，将所述滤波矩阵在其方向上的胞格对应的坐标带入 cos[|a-arctan(x/j;)|]xVx2+/进行计算；将计算得到的结果作为横坐标，查询所述滤波
曲线，得到所述横坐标对应的纵坐标，所述纵坐标即为所述胞格的值。下面以7阶30°的滤波矩阵为例进行说明，参照下表1 :
权利要求
一种移动终端摄像头的防抖方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤获取摄像头在拍摄过程中的运动方向及所述运动方向上的加速度；利用所述加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移量，并根据所述运动方向和所述偏移量，获取用于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵；用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波，并保存滤波后的图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取摄像头在拍摄过程中的运动方 向为获取摄像头在拍摄过程中运动方向与所述摄像头拍摄平面的夹角α。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述加速度计算所述摄像头在 拍摄平面的偏移量为根据所述加速度，计算所述摄像头曝光时间内的初速度为0的勻加速运动的位移；计 算所述位移在所述摄像头拍摄平面的投影，并将所述投影除以所述摄像头的像素颗粒尺 寸，得到所述摄像头在拍摄平面的偏移量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据运动方向和所述偏移量，获取用 于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵为根据所述运动方向确定所需矩阵的方向，根据所述偏移量确定所需矩阵的阶数； 从预先存储的滤波矩阵中选取与所述所需矩阵的方向及结束相匹配的滤波矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预先存储的滤波矩阵的构造方法包括确定所述滤波矩阵的方向及阶数根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在所述方向上的胞格的值，并将所述滤 波矩阵其他胞格的值设置为0。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述滤波矩阵的阶数为大于或等于3的奇 数；所述滤波矩阵的方向通过过矩阵中心的直线与水平方向的夹角α表征。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据预先选定的滤波曲线，计算所述 滤波矩阵在其方向上的胞格的值为将所述滤波矩阵的方向α及在其方向上的胞格对应的坐标代入C0S[|a-arctanO/Wllx^/x2+/计算，其中所述滤波矩阵在其方向上的胞格指与所述直线 相邻及被所述直线穿过的胞格；将计算得到的结果作为横坐标，查询所述滤波曲线，将所述横坐标对应的纵坐标作为 所述胞格的值。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所述滤波矩阵对所述图像进行滤 波为将所述滤波矩阵与所述图像的矩阵进行卷积，并将卷积得到的矩阵各胞格的值除以 所述滤波矩阵各胞格值的和。
9.一种移动终端摄像头的防抖装置，其特征在于，所述装置包括传感器及图像处理 单元；其中，传感器，用于获取摄像头在拍摄过程中的运动方向和加速度； 图像处理单元，用于利用所述传感器获取的加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移 量，并根据传感器获取的运动方向和所述偏移量，获取用于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵；用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波，并保存滤波后的图像。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述传感器进一步包括方向传感器和 重力传感器；其中，方向传感器，用于获取摄像头在拍摄过程中运动方向与所述摄像头拍摄平面的夹角α ；重力传感器，用于获取摄像头在拍摄结束瞬间的运动方向上的加速度。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元包括 滤波矩阵获取模块，用于根据所述加速度，计算所述摄像头曝光时间内的初速度为0的勻加速运动的位移；计算所述位移在所述摄像头拍摄平面的投影，并将所述投影除以所 述摄像头的像素颗粒尺寸，得到所述摄像头在拍摄平面的偏移量；根据所述运动方向确定 所需矩阵的方向，根据所述偏移量确定所需矩阵的阶数；从预先存储的滤波矩阵中获取与 所需矩阵的方向及阶数相匹配的滤波矩阵。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括滤波矩阵构造单元， 用于构造所述滤波矩阵；所述滤波矩阵构造单元进一步包括确定模块，用于确定所述滤波矩阵的方向及阶数；计算模块，用于根据预先选定的滤波曲线，计算所述滤波矩阵在所述确定模块确定的 方向上的胞格的值，并将其他胞格的值设为0。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述确定模块确定的滤波矩阵的阶数 为大于或等于3的奇数；确定的滤波矩阵的方向通过过矩阵中心的直线与水平方向的夹角 α表征；所述计算模块，具体用于将所述滤波矩阵的方向α及在其方向上的胞格对应的坐标代入COS[|a-arctan(x/j0|]xV777计算；将计算得到的结果作为横坐标，查询所述滤波曲线，将所述横坐标对应的纵坐标作为所述胞格的值，其中所述滤波矩阵在其方向上的胞 格指与所述直线相邻及被所述直线穿过的胞格。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元还包括滤波模块， 用于将所述滤波矩阵获取模块选择的滤波矩阵与所述图像的矩阵进行卷积，并将卷积得到 的矩阵各胞格的值除以所述滤波矩阵各胞格值的和，得到滤波后的图像矩阵，并进行保存。
全文摘要
本发明提供了一种移动终端摄像头的防抖方法及装置，所述方法包括下述步骤获取摄像头在拍摄过程中的运动方向和加速度，并根据所述加速度计算所述摄像头在拍摄平面的偏移量；根据所述运动方向和偏移量选择用于对摄像头拍摄的图像进行滤波的滤波矩阵；用所述滤波矩阵对所述图像进行滤波，并保存滤波后的图像。本发明提供的一种移动终端摄像头的防抖方法及装置，通过构造滤波矩阵，有针对性地对图像矩阵的法线方向上进行图像的增强，如此，能有效去除图像因为摄像头抖动而产生的噪声，很好地优化移动终端摄像头的防抖功能，更易于实现。
文档编号H04N5/217GK101969533SQ201010277558
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者刘文其 申请人:中兴通讯股份有限公司