图像成像。又由于全景系统结构紧凑、体 积小等特点，使得实际景深需求范围值远远小于透视相机所需景深值，不仅较透视相机有 大视场这一优点，更容易实现全景深拍摄。
[0041] 2)根据全景系统结构参数、相机镜头参数、拍摄环境等参数值带入景深计算公式， 依次求取能够满足需求景深范围的i幅图像的拍摄对焦距离1^(1 = 1，2, 3.....)。其中景 深计算公式为：
[0042] (1 )
[0043] (2)
[0044]景深ΔQ=ΔLu+ΔLl2 (3)
[0045] 景深范围为1^-八1^1~1^+八1^2(4)
[0046] δ为容许弥散圆直径，根据相机传感器尺寸参数，选取δ值；f为镜头焦距；F为 镜头的拍摄光圈A为第i幅图像的对焦距离（i= 1，2, 3.....)。其中前景深应满足： Δb，后景深应满足L;+ΔLi2>c，景深应满足ΔL>c_b=a，既：景深需求范围应 满足从曲面反射镜底部到顶部都能在相机上清晰成像。
[0047] 第三步图片融合，为一种基于焦点区域检测的多聚焦图像融合方法，具体步骤为，
[0048] 1)图像特征点匹配使待融合图像映射到同一参数大小。
[0049] 2)求取某一像素点和其邻域内像素的方差，通过设置方差阀值来区分判断是清晰 点还是模糊点。
[0050] 3)设置浮动窗口，统计当前像素为中心的相应窗口区域的清晰点数，将清晰点数 多的中心像素设为清晰点，得到清晰区域。
[0051] 4)通过检测出的区域结果进行图像融合。
[0052] 本发明公开了一种全景深全景图像成像方法，应用多次聚焦拍摄图像并进行图像 融合这一方案实现了全景深全景图像的成像。主要步骤有：首先分析景深需求并根据全景 设备特点计算对焦距离，然后对焦系统接收计算机对焦信息值进行对焦并拍摄图片，最后 将拍摄得到的多张图片应用图像融合方法到全景深全景图像。解决了全景图像在大视角成 像前提下不能全图清晰成像这一技术问题，使全景图像在大视场前提下，信息表达更全面， 视觉上更清晰，提高了分辨率、减少模糊性以易于识别，并且在很大程度上减少冗余信息。
[0053] 第一步：分析景深需求并计算对焦距离，如图2所示的全景视觉参数，当b= 230_，c= 300mm时，分析景深需求根据如附图所示全景系统结构参数和相机镜头参数可 知：如果想获得全景深图像，需要拍摄从双曲面镜底部到顶部全部距离，即需求景深范围为 260mm~330mm。景深计算公式为：
[0054]
[0055]
[0056]景深ΔL; =ΔLu+ΔLi2
[0057]景深范围为
[0058] 其中δ为根据相机传感器尺寸参数所取值的容许弥散圆直径，δ= 〇. 03 ;f为镜 头焦距，f= 14mm;F为镜头的拍摄光圈；Q为第i幅图像的对焦距离（i= 1，2, 3……）。 景深原理光路图如图3所示。具体计算步骤如下：
[0059] 1)假设满足环境光线的拍摄光圈为值F= 2. 8,镜头最近对焦距离为L1= 280mm， 带入参数至公式计算得到ΔLn= 28. 65mm，ΔL12= 36. 08mm值，带入公式4,即第一幅图片 景深范围为，251. 35mm~316. 08。
[0060] 2)将L2= 320mm带入参数至公式计算得到ΔL21= 37. 10,ΔL22= 48. 30,带入公 式4,即第二幅图片景深范围为，282. 90mm~368. 30mm。总景深为min(LfΔLn，L2-ΔL21)， max(Li+ΔL12,L2+ΔL22)，带入得到总景深为 251. 35mm~368. 30mm，验证满足 260mm~330mm 的景深范围需求。
[0061] 第二步：对焦并拍摄图片，将对焦数值1^= 280mm，L2= 320mm输入计算机，并点 击开始拍摄。伺服对焦系统接收到计算机对焦信号驱动对焦距离为L1= 280mm拍摄第一 幅图片存储为图片1，接收对焦信号驱动对焦距离为12= 320mm拍摄第二幅图片存储为图 片2。
[0062] 第三步：图片融合。如图4所示，传统的分块图像融合算法由于存在清晰和模糊 区域边界的块效应，而全景图片的清晰部分与模糊部分的分布为以全景中心为中心的环状 带，传统分块图像融合算法不能满足全景图像的融合要求。本发明基于聚焦区域而不是图 像块或对象来分割图像的多聚焦图像融合方法，有效抑制噪声。主要步骤为：第一步，图像 特征点匹配使待融合图像映射到同一参数大小。第二步，求取某一像素点和其邻域内像素 的方差，通过设置方差阀值来区分判断是清晰点还是模糊点。第三步，设置浮动窗口，统计 当前像素为中心的相应窗口区域的清晰点数，将清晰点数多的中心像素设为清晰点，得到 清晰区域。最后，通过检测出的区域结果进行图像融合。结果如图5所示。对焦距离为Q 时拍摄的图像（上左）清晰带在图像内环，对焦距离为L2时拍摄的图像（上右）清晰带在
【主权项】
1. 一种全景深全景图像成像方法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤一：分析景深需求并计算对焦距离； 依次求取能够满足需求景深范围的i幅图像的拍摄对焦距离Lp i = 1，2, 3.....， 其中景深计算公式为：景深 ΔΙ^= ALu+ALi2景深范围为Δ Lu~L ;+ Δ Li2 其中，S为容许弥散圆直径，根据相机传感器尺寸参数，选取δ值；f为镜头焦距；F为 镜头的拍摄光圈A为第i幅图像的对焦距离，其中前景深满足ALu彡b，后景深满足 Li+ Δ Li2> c，景深满足 Δ L > c-b = a ; 步骤二：根据对焦距离拍摄图片； 步骤三：将拍摄得到的i幅图片进行图像融合，得到全景深全景图像。2. 根据权利要求1所述的一种全景深全景图像成像方法，其特征在于：所述的将拍摄 得到的i幅图片进行图像融合的方法为： (1) 图像特征点匹配使待融合图像映射到同一参数大小； (2) 求取一像素点和其邻域内像素的方差，通过设置方差阀值来区分判断是清晰点还 是模糊点； (3) 设置浮动窗口，统计当前像素为中心的相应窗口区域的清晰点数，将清晰点数多的 中心像素设为清晰点，得到清晰区域； (4) 通过检测出的区域结果进行图像融合。
【专利摘要】本发明公开了一种全景深全景图像成像方法。包括以下步骤，步骤一：分析景深需求并计算对焦距离；步骤二：根据对焦距离拍摄图片；步骤三：将拍摄得到的i幅图片进行图像融合，得到全景深全景图像。本发明解决了全景图像在大视角成像前提下不能全图清晰成像这一技术问题，使全景图像在大视场前提下，信息表达更全面，视觉上更清晰，提高了分辨率、减少模糊性以易于识别，并且在很大程度上减少冗余信息。
【IPC分类】H04N5/232
【公开号】CN105282443
【申请号】CN201510676593
【发明人】蔡成涛, 翁翔宇, 朱齐丹, 夏桂华, 刘安, 王立辉, 吕晓龙
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月13日