一种基于阵列相机的成像方法、装置和电子设备的制造方法_3

文档序号:9691268阅读:来源:国知局
[0105]参考图5,图5为本申请提供的一种基于阵列相机的成像装置实施例四的结构示意图,所述阵列相机包括主相机及预定个数的从相机,各个所述从相机采用大光圈,且各个所述从相机的景深依次交叠,所述装置可应用于智能手机、平板电脑、普通相机等电子设备中,如图5所示,所述装置可以包括第一获取模块100、第二获取模块200和图像融合模块300。
[0106]第一获取模块100,用于获取所述主相机拍摄的主图像。
[0107]第二获取模块200,用于获取目标从图像;所述目标从图像为:各个所述从相机拍摄的多个从图像中图像质量最高的图像。
[0108]其中,所述第二获取模块200包括第一获取单元、第一计算单元和选取单元。
[0109]第一获取单元,用于获取图像主体;
[0110]第一计算单元,用于计算所述图像主体在各个所述从图像中的模糊度;
[0111]选取单元,用于从所述各个从图像中选取出图像主体模糊度最低的从图像,得到目标从图像。
[0112]图像融合模块300,用于对所述主图像及所述目标从图像进行预设的图像融合处理,得到目标图像。
[0113]为解决现有技术的小光圈、景深同构阵列相机存在的暗光成像质量差这一问题,本申请提出一种主-从设计形式的阵列相机,所述主-从阵列相机包括一个主相机及多个从相机。各个所述从相机采用大光圈,以此来提升相机的进光量,进而提高相机的暗光成像质量。
[0114]然而,由于大光圈存在浅景深特点,会导致相机成像呈现浅景深,即能清晰成像的物距范围较窄,极易出现物体成像模糊的问题,基于此,区别于现有技术阵列相机的景深同构设计,本申请对阵列相机中的各个从相机进行交叠景深设计,即各个从相机具有依次交叠的景深范围。
[0115]例如,参考图2示出的主-从阵列相机示例图,其中,居中的相机为主相机,其余相机为从相机,以顺时针方向来看,第一个从相机的景深范围是10?30cm,第二个从相机的景深范围是20?60cm,第二个从相机的景深范围是40cm?120cm,第四个从相机的景深范围是80cm以外,从而,通过依次交叠的景深取值,各个从相机可维持一个较宽的总景深范围,进而可确保至少一个从相机能够对成像主体进行清晰成像,即所拍摄物体的物距能够落在至少一个从相机的景深范围内。
[0116]所述主相机的景深及光圈不限,具体可由技术人员依据阵列相机的实际设计需求进行确定。
[0117]在利用所述主-从阵列相机进行拍摄成像的过程中,采用所述主相机拍摄的图像作为主图像,而各个从相机拍摄的多个图像则作为从图像来为所述主图像提供参考作用。
[0118]由于各个从相机采用交叠景深设计,因此,在对物体进行成像时,各从相机会基于其景深范围与实际物距间的不同关系,呈现不同清晰度的成像特征,且能够保证至少一个从相机具有高清晰度的成像图像。例如,假设所拍摄物体的物距为50cm,则以图2的阵列相机为例,该物距落在第二个从相机的景深范围20?60cm内,则相比于其他从相机而言,第二个从相机的成像清晰度最高。
[0119]基于此,本申请依据图像主体的模糊度,从各个从相机拍摄的多个从图像中,挑选出一成像质量最高即图像主体模糊度最低的从图像,作为所述目标从图像来对所述主图像进行融合,以实现对主相机成像进行提亮、细节增强及融合降噪等等,从而,最终所述阵列相机可输出一暗光成像质量较高,图像主体较为清晰的图像。
[0120]其中,图像主体是指图像的主要表现或主要突出对象,是图像中最易受关注的景物,通常指图像画面上较为居中的前景,一般可通过分析图像的光线、色彩、运动、角度、景别等信息得出。
[0121]由以上方案可知,本申请公开的基于阵列相机的成像装置,提出一种主-从设计形式的阵列相机,所述主-从阵列相机包括一个主相机及多个从相机,各从相机采用大光圈及交叠景深设计。在成像过程中,从各从相机图像中挑选出一成像质量最高的从图像,与主相机图像进行融合,得到最终图像。可见,本申请通过对从相机进行大光圈设计保证了从相机的进光量,通过对从相机进行景深交叠设计,解决了景深同构设计中因大光圈的浅景深特点而易导致的成像模糊问题,可确保至少一个从相机能够对成像主体进行清晰成像,最终可得到一暗光成像质量高,主体清晰的从图像,来对主相机图像进行融合,从而,应用本申请可有效解决暗光成像质量差这一问题,进一步提升了相机的成像质量。
[0122]实施例五
[0123]参考图6,图6为本申请提供的一种基于阵列相机的成像装置实施例五的结构示意图,本实施例中,所述图像融合模块300具体可以包括:
[0124]第二获取单元301,用于分别获取所述主图像及所述目标从图像对应的灰度图像,得到主相机灰度图像和从相机灰度图像;
[0125]第三获取单元302,用于获取所述主图像的色彩信息;
[0126]第一融合单元303,用于融合所述主相机灰度图像和所述从相机灰度图像,得到目标灰度图像;
[0127]第二融合单元304,用于融合所述目标灰度图像与所述色彩信息,得到目标图像。
[0128]其中,所述第一融合单元303包括第一分解子单元、第二分解子单元、第一融合子单元和第二融合子单元。
[0129]第一分解子单元,用于分解所述主相机灰度图像,得到主基本层和主细节层;
[0130]第二分解子单元,用于分解所述从相机灰度图像,得到从基本层和从细节层;
[0131 ]第一融合子单元,用于融合所述主基本层和从基本层,得到融合基本层;融合所述主细节层和从细节层,得到融合细节层;
[0132]第二融合子单元,用于融合所述融合基本层和融合细节层,得到所述目标灰度图像。
[0133]本实施例具体对主图像、目标从图像的图像融合过程进行阐述。
[0134]首先提取所述主图像的色彩信息,并分别对所述主图像及所述目标从图像进行灰度化处理,得到能够反映主图像亮度信息的主相机灰度图像,及能够反映目标从图像亮度信息的从相机灰度图像。
[0135]之后,利用保持边缘的滤波(edgereserving filter)方法,例如具体使用双边滤波(bilateral filter)等,将所述主相机灰度图像、从相机灰度图像分别分解成相应的基本成和细节层,具体地,分解所述主相机灰度图像后可得到主基本层和主细节层,分解所述从相机灰度图像后可得到从基本层和从细节层。
[0136]接下来,可基于相应的权重分配策略,对所述主基本层和从基本层进行加权融合,得到融合基本层;对所述主细节层和从细节层进行加权融合,得到融合细节层。具体地,例如,可以以图像的纹理丰富度为依据对主细节层和从细节层进行权重分配,进而实现主细节层和从细节层的加权融合,其中,纹理丰富度可以以图像局部的高斯能量或拉普拉斯能量来衡量。
[0137]在此基础上,融合所述融合基本层和融合细节层,可得到所述目标灰度图像,并继续将所述目标灰度图像与之前提取的主图像色彩信息进行融合,可得到最终用于输出的阵列相机成像。
[0138]实施例六
[0139]参考图7,图7为本申请提供的一种基于阵列相机的成像装置实施例六的结构示意图,本实施例中,所述基于阵列相机的成像装置还可以包括与所述第一获取模块100相连的对焦控制模块400,所述对焦控制模块400包括:
[OMO]第四获取单元401,用于获取第一参考从图像及第二参考从图像;所述第一参考从图像,所述第二参考从图像为:各个所述从相机拍摄的多个从图像中图像质量最高的两幅图像;
[0141]第二计算单元402,用于基于立体视觉原理,利用所述第一参考从图像及所述第二参考从图像,计算参考对焦距离;
[0142]搜索单元403,用于在以所述参考对焦距离为中心的预设搜索域内进行搜索,得到目标对焦距离;所述目标对焦距离为:在所述预设搜索域内所对应的主相机图像质量最高的对焦距离值;
[0143]对焦控制单元404,用于基于所述目标对焦距离,对所述主相机进行对焦控制。
[0144]本实施例具体提供一种主相机的自动对焦方案。
[0145]首先,可依据图像主体的模糊度,从各个从相机拍摄的多个从图像中提取出成像质量最高,即图像主体模糊度最低的两幅图像,之后基于立体视觉原理,利用提取出的两幅图像,计算图像主体的物距,在此基础上,进一步根据成像公式ι/f = I /u+1/v,计算出一对焦距离(相距)数值,其中,f表示焦距,对于从相机而言,f已知,u表示物距,V表示对焦距离。
[0146]之后,将计算出的所述对焦距离数值作为参考对焦距离,并在以所述参考对焦距离为中心的预设搜索域内采用预设步长进行搜索,最终
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