用于确定图像的景深图的方法和光学系统技术方案

提供了一种用于确定图像的景深图的方法，包括：确定图像的至少一个区域中的第一颜色的第一聚焦测量；确定图像的至少一个区域中的第二颜色的第二聚焦测量；确定第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率；以及基于第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率确定景深图。还提供了一种相应的光学系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种用于确定图像的景深图的方法，包括：确定图像的至少一个区域中的第一颜色的第一聚焦测量；确定图像的至少一个区域中的第二颜色的第二聚焦测量；确定第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率；以及基于第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率确定景深图。还提供了一种相应的光学系统。【专利说明】用于确定图像的景深图的方法和光学系统
本公开内容涉及确定图像的景深图的方法和光学系统。
技术介绍
对于诸如三维图像形成、后捕获再聚焦(背景虚化效果)、用于用户界面(UI)的手势检测和延伸的景深系统(depth of field system)的几个应用，需要确定图像的景深图的改善的方法和光学系统。
技术实现思路
提出了一种用于确定图像的景深图的方法，包括确定图像的至少一个区域中的第一颜色的第一聚焦测量；确定图像的至少一个区域中的第二颜色的第二聚焦测量；确定第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率；以及基于第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率确定景深图。 此外，提供了一种用于确定景深图的光学系统，包括拍摄图像的透镜和传感器；以及处理器:确定图像的至少一个区域中的第一颜色的第一聚焦测量，确定图像的至少一个区域中的第二颜色的第二聚焦测量，确定第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率，以及基于第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率确定景深图。 前面的段落已经通过概况给出，但不旨在限制以下权利要求的范围。结合附图，参照以下详细描述，可最佳地理解所描述的实施方式和进一步的优点。附图的元件不一定彼此成比例。 【专利附图】【附图说明】 当结合附图考虑时，通过参照以下【具体实施方式】，将容易地容易获得本专利技术更全面的理解及其许多附带优点，并且本专利技术及其优点将会变得更好理解，其中: 图1描述了根据本专利技术的实施方式的示意性流程图， 图2不出包括具有纵向色差(longitudinal chromatic aberrat1n)的透镜的光学系统， 图3示意性地示出根据本专利技术的实施方式的用于不同颜色的调制传递函数， 图4示出了根据本专利技术的实施方式的光学系统的一部分的示意性框图， 图5示出了根据本专利技术的另外的实施方式的光学系统的一部分的示意性框图， 图6示出了根据本专利技术的实施方式的光学系统的示意性框图，以及 图7示出根据本专利技术的实施方式的处理系统的示意性框图。 【具体实施方式】 现在参考附图，其中相同的标号指代通篇几个附图中相同或者相应部件，在图1中描述了根据实施方式的方法的示意流程图。 在步骤S100，确定了图像的至少一个区域的第一颜色的第一聚焦测量(focusmeasure)。第一聚焦测量可以是描述图像的锐度的值并且可以通过任何已知的聚焦确定方法(例如，梯度、方差(variance)、相位检测或者对比度检测)来确定。“聚焦测量”在下面还可以称作“模糊测量”。 相位检测通过将入射的光划分为成对的图像并且将它们进行比较来实现。 通过测量传感器区域内的通过透镜的对比度来实现对比度检测。传感器的相邻像素之间的强度差利用正确的图像聚焦而自然地增加。对于自动聚焦(AF)系统，光学系统可以从而被调节直到检测到最大对比度。在该方法中，AF根本没有涉及实际的距离测量并且通常(尤其在暗光下操作时)比相位检测系统慢。 因此，第一聚焦测量描述图像的聚焦的程度。某些区域，例如，具有当拍摄图像时位于景深内的对象是聚焦的(in-focus)，但是其他区域(例如，具有当拍摄图像时位于景深以外的对象)可能是失焦的(out-of-focus)。 在步骤S102中，为图像的至少一个区域的第二颜色确定第二聚焦测量。第二聚焦测量也可以是描述图像的锐度的值并且可以通过任何已知的聚焦确定方法(例如，梯度、方差、相位检测或者对比度检测)来确定。第一聚焦测量和第二聚焦测量两者可以通过相同的算法来确定。 可以通过分割处理来确定图像的至少一个区域以找到属于相同的对象的区域。 在步骤S104中，确定第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率。可以通过使第一聚焦测量除以第二聚焦测量或者使第二聚焦测量除以第一聚焦测量来计算出比率。 在步骤S106中，基于步骤S104的确定的比率来确定景深图(cbpth map)。景深图可以包括图像的每个像素的单独的深度值，所述深度至描述例如，从成像系统(例如，照相机)的透镜到对象的距离。因此，景深图包括存在于图像中的对象的距离。 利用提出的方法，采用使用单个镜头图像(shot image)估计连续的深度的纵向色差(longitudinal chromatic aberrat1n)的信息。色差是由于透镜中的分散性导致不同波长的光(颜色)的聚焦在不同的距离处的现象。作为波长的函数的焦距可以被写为 I (m.R2) ./) = /~、 其中，f =单个透镜的焦距，η =折射指数(取决于波长λ )，Rl和R2分别为第一和第二透镜表面的曲率半径。 在图2中描述了使用典型光学系统，例如，照相机的透镜200和传感器配置205的纵向色差的现象。在图2中，源自对象的光210聚焦在不同的点。红色光215聚焦在光轴230上焦点FR处，绿色光220聚焦在光轴230上焦点FG处，以及蓝色光225聚焦在光轴230上焦点FB处。在图2中描述的传感器配置中，传感器205位于绿色光的焦距处，因此，可以看到，在该示例中，绿色光220的焦点位于传感器205的平面处，蓝色光225的焦点FB位于透镜200和传感器205之间的光轴230上和红色光215的焦点FR位于距离透镜200比传感器205更远的光轴230上。 这进一步在图3中示出，其中，示出了每毫米90个周期的标准化直通聚焦调制函数(MTF) (normalized through focus modulat1n transfer funct1n)对于在 50 cm 处聚焦的物距。调制传递函数(MTF)是成像系统(照相机、视频系统、显微镜等)的光学传递函数(OTF)的幅度分量，其为系统所能够的分辨率(图像锐度)的真实测量。可以通过光幅度(亮度)和相位与空间频率(每个图片宽度的周期)的曲线图表示光学传递函数。 调制传递函数描述了相邻像素响应于变化空间频率的图案从黑色变为白色的能力，以及由此示出是否具有全部或者减小的对比度的精密的细节的实际性能。 在图3中，用调制传递函数MTF描述红色光315、绿色光320和蓝色光325。可以观察到，蓝色光聚焦在附近的距离，绿色光聚焦在中间的距离和红色光聚焦在远的距离。 在图3中还可以观察到，不同颜色之间的调制传递函数的比率随着物距而改变。通过计算第一和第二颜色的聚焦测量之间的比率和通过从调制传递函数确定对应于确定的比率的物距来使用该信息以估计连续的景深图。 使用第三颜色和相应的第一、第二和第三聚焦测量的比率提高了计算出的深度的精确度。当然，可以使用每个计算出的比率或者仅使用几个比率的其中之一。可以通过使用另外的颜色(例如，红外)进一步提高深度确定的精确度。 利用提出的实施方式，提出使用色差来估计连续的深度的低成本和合理的精确的系统和方法。估计的景深图可以用于诸如三维图像配置、后捕获再聚焦、用于用户界面(US)的手势检测和延伸的景深系统的几个应用。此外，估计的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定图像的景深图的方法，包括：确定所述图像的至少一个区域中的第一颜色的第一聚焦测量；确定所述图像的所述至少一个区域中的第二颜色的第二聚焦测量；确定所述第一聚焦测量和所述第二聚焦测量的比率；以及基于所述第一聚焦测量和第二聚焦测量的比率确定所述景深图。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿蒂夫，穆罕默德·西迪基，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP