全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质，涉及光学成像技术领域。该采集方法包括：获取光焦度值随时间变化的特性；获取光焦度值所对应的景深范围；获取目标光焦度值；获取进行图像采集的采集时刻；对目标图像进行采集。该图像合成方法为对采集图像做景深融合处理得全景深图像。该装置包括：时间特性获取模块，景深范围获取模块，目标光焦度值获取模块，采集时刻获取模块，图像采集模块。该存储介质，其上存储有计算机程序指令。本发明专利技术的全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质，可以解决现有的基于可变焦透镜单元的图像处理技术图像采集过程复杂，图像处理数据量大，处理速度慢的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及光学成像
，尤其是一种全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
全景深(ExtendedDepthofField,EDOF)光学成像系统可以获取物体更为丰富的信息。为了突破传统光学成像系统的景深限制，研究人员提出了许多方法实现扩大光学系统的景深。其中扩大景深的方法主要可分为三类：第一类是通过缩小系统数值孔径实现景深扩展；第二种方法是波前编码(Wavefrontcoding，WFC)，通过在光瞳位置进行相位调制来记录编码图像，并利用数字图像处理技术对编码图像进行解码，实现扩大景深效果；第三类是数字图像融合技术，对采集的具有不同焦平面的多幅图像进行小波分解，提取出各个对焦平面的高频信息，再根据融合规则对分解图像进行小波融合以达到扩大景深的效果。利用液晶透镜采集图像时图像放大率不变的特性，可以解决传统光学成像系统对焦平面改变时像素点偏移的问题，实现全景深成像。现有的利用液晶透镜的动态特性获得全景深图像的方法，可以通过液晶透镜在正负透镜状态之间变换的特性，快速采集具有不同焦距和景深范围的图像。但是为了保证景深效果往往需要采集大量的图像，然后对图像进行处理后得到大景深的图像。现有技术的方法由于需要采集和处理的图像量大，造成采集过程复杂，图像处理速度慢的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有的全景深图像处理技术图像采集过程复杂，图像处理数据量大，处理速度慢的技术问题。第一方面，本专利技术提供了一种全景深图像采集方法，所述方法包括：S1、获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性；S2、获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围；S3、根据所述光焦度值所对应的景深范围获取至少一组其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值的作为目标光焦度值，所述目标光焦度值所对应的景深范围重合的部分与整个成像空间景深范围的比值小于等于10％；S4、根据所述目标光焦度值和所述光焦度值随时间变化的特性获取进行图像采集的采集时刻；S5、根据图像采集的采集时刻对待采集的目标图像进行采集。优选地，所述S1、获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性包括：S11、获取可变焦透镜单元动态变化的电压范围；S12、获取在可变焦透镜单元动态变化过程中进行干涉条纹图像采集的采样时刻；S13、根据所述电压范围和采样时刻，在可变焦透镜单元动态变化过程中采集与所述采样时刻对应的干涉条纹图像；S14、根据与所述采样时刻对应的干涉条纹图像获取与采样时刻所对应的光焦度值；S15、根据所述与采样时刻所对应的光焦度值获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性。优选地，所述S11、获取可变焦透镜单元动态变化的电压范围包括；S111、获取可变焦透镜单元静态变化过程中的加载到可变焦透镜单元上的电压值和与该电压值对应的干涉条纹图像；S112、根据与所述电压值对应的干涉条纹图像得到与所述电压值对应的光焦度值；S113、根据所述电压值和光焦度值的对应关系确定可变焦透镜单元动态变化的电压范围。优选地，所述S2、获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围包括：S21、根据可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值获取与所述光焦度值对应的可变焦透镜单元的焦距值；S22、根据可变焦透镜单元的焦距值计算可变焦透镜单元光学成像系统的对焦面前景深和对焦面后景深；S23、根据对焦面前景深和对焦面后景深确定可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围。优选地，所述S22、根据可变焦透镜单元的焦距值计算可变焦透镜单元光学成像系统的对焦面前景深和对焦面后景深的方法为：所述前景深ΔL1＝F×δ×L2/(f2+F×δ×L)；所述后景深ΔL2＝F×δ×L2/(f2-F×δ×L)；其中F为镜头的光圈值，L为对焦距离，单位为mm，δ为像元直径，单位为mm，f为焦距，单位为mm，r为成像系统的光阑半径，单位为mm，ΔL1和ΔL2的单位为mm。优选地，在S3、根据所述光焦度值所对应的景深范围获取至少一组其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值的作为目标光焦度值中，所述目标光焦度值为其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的且数量最少的一组光焦度值。第二方面，本专利技术提供一种全景深图像合成方法，对利用第一方面中的全景深图像采集方法采集得到的图像做景深融合处理得到全景深图像。第三方面，本专利技术提供一种全景深图像采集装置，所述装置包括：时间特性获取模块，所述时间特性获取模块用于获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性；景深范围获取模块，所述景深范围获取模块用于获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围；目标光焦度值获取模块，根据所述光焦度值所对应的景深范围获取至少一组其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值作为目标光焦度值，所述目标光焦度值所对应的景深范围重合的部分与整个成像空间景深范围的比值小于等于10％；采集时刻获取模块，所述采集时刻获取模块用于根据所述目标光焦度值和所述光焦度值随时间变化的特性获取进行图像采集的采集时刻；图像采集模块，所述图像采集模块用于根据图像采集的采集时刻对待采集的目标图像进行采集。第四方面，本专利技术提供一种全景深图像采集设备，包括可变焦透镜单元光学成像系统，至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，所述可变焦透镜单元光学成像系统包括用于接收所述处理器控制信号的可变焦透镜单元和用于将通过可变焦透镜单元的光信号转换成电信号的图像传感器，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现第一方面或第二方面所述的方法。第五方面，本专利技术提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或第二方面所述的方法。综上所述，本专利技术的全景深图像采集方法、合成方法、装置、设备及存储介质从可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性入手，根据可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值与景深范围的对应关系筛选出对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值的作为目标光焦度值。然后根据光焦度值随时间变化的特性找出可变焦透镜单元处于目标光焦度值时的特定时刻，最后特定时刻采集少量的图像作为后续景深拼接的图像。由于本实施例的图像采集时刻是根据景深范围覆盖整个成像空间的景深要求确定的，因此按照本实施例确定的采样时刻采集图像，可以得到景深范围覆盖整个成像空间的图像的集合，并且经过筛选后的图像景深重合度低，图像数量少，可以显著简化图像采集过程，大大减少数据处理量，显著提高图像处理速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全景深图像采集方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1、获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性；/nS2、获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围；/nS3、根据所述光焦度值所对应的景深范围获取至少一组其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值作为目标光焦度值，所述目标光焦度值所对应的景深范围重合的部分与整个成像空间景深范围的比值小于等于10％；/nS4、根据所述目标光焦度值和所述光焦度值随时间变化的特性获取进行图像采集的采集时刻；/nS5、根据图像采集的采集时刻对待采集的目标图像进行采集。/n

【技术特征摘要】
1.全景深图像采集方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性；
S2、获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围；
S3、根据所述光焦度值所对应的景深范围获取至少一组其对应的景深范围可以覆盖整个成像空间的光焦度值作为目标光焦度值，所述目标光焦度值所对应的景深范围重合的部分与整个成像空间景深范围的比值小于等于10％；
S4、根据所述目标光焦度值和所述光焦度值随时间变化的特性获取进行图像采集的采集时刻；
S5、根据图像采集的采集时刻对待采集的目标图像进行采集。


2.根据权利要求1所述的全景深图像采集方法，其特征在于，所述S1、获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性包括：
S11、获取可变焦透镜单元动态变化的电压范围；
S12、获取在可变焦透镜单元动态变化过程中进行干涉条纹图像采集的采样时刻；
S13、根据所述电压范围和采样时刻，在可变焦透镜单元动态变化过程中采集与所述采样时刻对应的干涉条纹图像；
S14、根据与所述采样时刻对应的干涉条纹图像获取与采样时刻所对应的光焦度值；
S15、根据所述与采样时刻所对应的光焦度值获取可变焦透镜单元动态变化过程中光焦度值随时间变化的特性。


3.如权利要求2所述的全景深图像采集方法，其特征在于，所述S11、获取可变焦透镜单元动态变化的电压范围包括；
S111、获取可变焦透镜单元静态变化过程中加载到可变焦透镜单元上的电压值和与该电压值对应的干涉条纹图像；
S112、根据与所述电压值对应的干涉条纹图像得到与所述电压值对应的光焦度值；
S113、根据所述电压值和光焦度值的对应关系确定可变焦透镜单元动态变化的电压范围。


4.如权利要求1所述的全景深图像采集方法，其特征在于，所述S2、获取可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围包括：
S21、根据可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值获取与所述光焦度值对应的可变焦透镜单元的焦距值；
S22、根据可变焦透镜单元的焦距值计算可变焦透镜单元光学成像系统的对焦面前景深和对焦面后景深；
S23、根据对焦面前景深和对焦面后景深确定可变焦透镜单元动态变化过程中的光焦度值所对应的景深范围。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶茂，马嘉成，陈晓西，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51