专利名称：软件镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相机图像获取及处理方法，特别是涉及一种利用软件技术来达到
真实镜头效果的处理方法，适用于产生图像信号的光电系统。
背景技术：
如何扩大非相干光学成像系统的景深是应用光学研究领域的热点。在传统光学 系统中，为了扩大景深，通常的做法是縮小相对孔径，但这会降低光学系统的光通量和MTF 值，最终影响成像细节。软件镜头技术能很好的解决这些问题。 软件镜头技术巧妙的结合了光学技术和数字信号处理技术，通过对被摄物体进行 编码，使光学系统的调制传递函数对离散量不敏感，防止部分空间频率的丢失，再对所得的 数字图像进行解码，恢复出原图像，从而达到扩大系统景深的目的。
发明内容
本发明的目的在于针对CCD相机，提供一种相机图像获取及处理方法，使得光学 系统对焦深不敏感，并且分辨率提高。 本发明提出一种软件镜头方法，其特征在于对一个光学系统在光瞳处加上一层掩 膜，当光路通过此掩膜后，光信息被编码，成像在CCD上的是一幅模糊图像；用数字信号处 理系统对它进行解码，此时系统的MTF值也会相应提高，从而恢复出锐利清晰的图像；成两 幅图像，做一个高分辨率图像重建。该方法可以使得光学系统对焦深不敏感，并且空间分辨 率提高，要求如下 (1)对一个光学系统在光瞳处加上一层掩膜。
(2)成像后，用数字信号处理系统进行解码。 (3)成两幅图像，进行频域变换，提取两幅图像的高频部分并进行配准和图像融 合。 本发明的优点是 (1)使光学系统焦深增加一个数量级。
(2)减少光学元件的个数，使系统尺寸变小，重量变轻，成本降低。
(3)提高了图像的分辨率。
本发明的附图有 图1软件镜头系统框架示意图。
图2不同离焦量下传统光学系统与软件镜头系统的成像比较图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为软件镜头系统框架示意图，软件镜头主要有两部分组成光学系统和数字信号处理系统。 图1中，标号1为相位掩膜板，标号2为CCD，在传统的光学成像系统中增加了一个相位掩膜板，一般放在光瞳上，当光路通过此相位掩膜板后，光信息被编码，即整个光学系统的调制传递函数(MTF)和点扩散函数(PSF)会发生改变，虽然编码后的MTF值要小于编码前的值，但是在有离焦量的情况下它不会出现零值，所以不会造成图像细节信息的丢失。
成像在CCD上的是一幅模糊图像，用数字信号处理系统对它进行解码，此时系统的MTF值也会相应提高，从而恢复出锐利清晰的图像。 图2为不同离焦量下传统光学系统与软件镜头处理系统的成像比较图。标号W为
不同的离焦量，标号1为传统光学成像系统，标号2为软件镜头系统中间成像结果，标号3
为软件镜头系统恢复成像。可以看出，软件镜头处理系统的中间图像非常模糊，而经过数字
图像处理可以恢复出清晰的图像，并且可以获得比传统光学系统大得多的焦深。 成两幅图像，进行频域变换，提取两幅图像的高频部分并进行配准和图像融合，从
而可以提高图像的分辨率。 本发明可以应用在卫星相机、普通CCD相机、数码相机以及手机相机中，一方面可以使得系统对焦深不敏感， 一方面减少了光学元件的个数，降低了系统的成本，此外，还提高了图像的分辨率。
权利要求
一种相机图像获取及处理方法，其特征在于1)对一个光学系统在光瞳处加上一层掩膜。2)成像后，用数字信号处理系统进行解码。3)成两幅图像，进行频域变换，提取两幅图像的高频部分并进行配准和图像融合。
全文摘要
本发明提出一种软件镜头方法，其特征在于对一个光学系统在光瞳处加上一层掩膜，当光路通过此掩膜后，光信息被编码，成像在CCD上的是一幅模糊图像；用数字信号处理系统对它进行解码，此时系统的MTF值也会相应提高，从而恢复出锐利清晰的图像；成两幅图像，进行频域变换，提取两幅图像的高频部分并进行配准和图像融合。该软件镜头方法不但可以使得系统对焦深不敏感，还可以提高图像的分辨率。
文档编号H04N1/387GK101753772SQ20081018018
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者吴琼, 周春平, 宫辉力, 李小娟, 邵洁 申请人:周春平