利用透镜移动的增强图像处理制造技术

本发明专利技术涉及利用透镜移动的增强图像处理。一种示范性成像系统，通过在图像曝光期间，在透镜在所定义的焦距范围内移动时，采集图像信息进行操作，其中，在处理图像时，通过使用透镜移动的曲线，可生成具有扩展景深的聚焦图像。

【技术实现步骤摘要】
利用透镜移动的增强图像处理
本专利技术涉及图像处理，具体地，涉及利用透镜移动的增强图像处理。
技术介绍
拍摄照片时，摄影师通过使用各种透镜或通过调节与记录图片的照相机内的点相距的快门尺寸和/或透镜距离，控制焦点距离。该焦点距离为与照相机相距的距离，其中，相对于图片的剩余部分，最大化聚焦物体。焦点距离周围为实质上至少在某个阈值电平之上聚焦的区域。图片可被调节为具有某些聚焦区域和某些模糊区域。例如，可使得特定距离处的物体聚焦，而使得在其他距离处的物体模糊。或者，图片可从特定的距离、直到特定的距离、或者在两个距离之间被聚焦。通常，适当清晰度的聚焦区域被称为景深。
技术实现思路
本专利技术提供了如下成像系统、成像方法和计算机可读介质：（1）一种成像系统，包括：成像透镜，可调节至不同的焦距；图像传感器，被配置为从所述成像透镜接收图像信息；在所述图像传感器的单个图像帧曝光的持续时间期间改变透镜焦点位置的机构；以及处理电路，被配置为：增强所述图像传感器采集的图像中的清晰图像内容；以及在所述图像传感器所采集的一个或多个图像曝光期间，改变所述透镜焦点位置的同时，由所述一个或多个图像获得距离图。（2）根据（1）所述的成像系统，其中，采集包括第一帧和第二帧的两个图像帧之后，所述处理电路生成场景的所述距离图，其中，对于所述第一帧，所述透镜焦点位置以第一速度曲线改变，并且在所述第二帧内，所述透镜焦点位置以不同的速度曲线改变。（3）根据（1）所述的成像系统，其中，在所述单个图像帧的曝光整合期间，所述透镜在与到对准焦点的物体的距离的子范围对应的焦点位置的预定义子范围内移动。（4）根据（1）所述的成像系统，其中，采集包括第一帧和第二帧的两个图像帧之后，所述处理电路生成场景的所述距离图，其中，对于所述第一帧，在所述第一帧曝光期间，所述透镜焦点位置以第一变化速率连续改变，其中对于所述第二帧，在所述第二帧曝光期间，所述透镜焦点位置在相反方向上以不同的变化速率连续改变，其中，所述处理电路被进一步配置为通过结合距离图信息和增强的图像生成立体图像。（5）根据（1）所述的成像系统，进一步包括用于所述图像传感器每个像素的单独的区分的快门，其中，每个像素快门与所述透镜的变化的透镜焦点位置同步，并且在特定像素的设定透镜焦点位置被激活以产生对准焦点的像素数据的采集。（6）根据（1）所述的成像系统，其中，所述处理电路被进一步配置为确定自动对焦设置，以用于通过采集包括第一帧和第二帧的两个图像帧，以从所述成像装置到物体的特定距离，采集后续图像场景，其中，对于所述第一帧，在所述第一帧曝光期间，所述透镜焦点位置以第一变化速率连续改变，并且对于第二帧，在所述第二帧曝光期间，所述透镜焦点位置以不同的变化速率连续改变，其中，在所述第一帧和所述第二帧期间采集的所述图像信息的比较，将要使用的透镜焦点位置识别为自动对焦设置，用于改变从所述成像装置到所述场景中的物体的距离。（7）根据（1）所述的成像系统，其中，在所述单个图像帧曝光期间，所述透镜焦点位置改变的范围是用户可配置的。（8）一种成像方法，包括：在透镜在定义的焦扫描内移动时，在第一图像帧曝光期间采集图像数据；以及利用在所述曝光期间使用的焦扫描上整合的点扩散函数（PSF），对所述图像数据去卷积，以生成具有扩展景深的校正图像，而无需散焦像素数据。（9）根据（8）所述的成像方法，其中，在所述第一图像帧曝光期间，以不均匀的速率改变所述焦扫描的速度。（10）根据（8）所述的成像方法，进一步包括：在定义的第二焦扫描内，在相邻的第二图像帧曝光期间，采集同一图像场景的图像数据，其中，所述第二焦扫描包括与所述第一焦扫描相同的透镜焦点位置范围；以及比较所述第二图像帧的图像数据和所述第一图像帧的图像数据，以在所述同一图像场景的所述透镜焦点位置范围内，识别像素的最清晰焦深位置。（11）根据（10）所述的成像方法，其中，在所述第一焦扫描中使用的透镜移动的速度曲线与在所述第二焦扫描中使用的透镜移动的速度曲线不同。（12）根据（10）所述的成像方法，其中，在所述第一焦扫描中使用的透镜移动的曲线与在所述第二焦扫描中使用的透镜移动的曲线相同。（13）根据（10）所述的成像方法，进一步包括在识别所述像素的所述最清晰焦深位置之后，生成所述同一图像场景的距离图。（14）根据（13）所述的成像方法，进一步包括通过结合距离图信息和所述校正图像生成立体图像。（15）根据（10）所述的成像方法，进一步包括：存储与从所述透镜到所述图像场景中与所识别的最清晰焦深位置对应的物体的距离相关联的透镜焦点位置，作为自动对焦设置；以及在后续图像采集中，使用存储的所述自动对焦设置以从所述透镜到所述图像场景内物体的同一距离采集物体的场景，其中，所述自动对焦设置包括存储的所述透镜焦点位置。（16）根据（8）所述的成像方法，进一步包括在特定像素的设定透镜焦点位置，同步激活用于图像传感器的每个像素的单独快门，这将产生对准焦点的像素数据的采集。（17）一种永久性计算机可读介质，存储处理器可执行的成像程序，所述程序包括：在透镜在定义的焦扫描内移动时，在第一图像帧曝光期间采集图像数据的代码；在定义的第二焦扫描内，在相邻的第二图像帧曝光期间，采集同一图像场景的图像数据，其中，所述第二焦扫描包括与所述第一焦扫描相同的透镜焦点位置范围的代码；以及比较所述第二图像帧的图像数据和所述第一图像帧的图像数据，以在所述同一图像场景的所述透镜焦点位置范围内，识别像素的最清晰的焦深位置的代码。（18）根据（17）所述的计算机可读介质，所述程序进一步包括：存储与从所述透镜到所述图像场景中与所识别的最清晰焦深位置对应的物体的距离相关联的透镜焦点位置，作为自动对焦设置的代码；以及在后续图像采集中，使用所存储的自动对焦设置以从所述透镜到所述同一图像场景内物体的相同距离采集物体的场景，其中，所述自动对焦设置包括存储的所述透镜焦点位置的代码。（19）根据（17）所述的计算机可读介质，所述程序进一步包括在识别在其各自最清晰的透镜焦点位置像素的深度位置之后，生成所述同一图像场景的距离图的代码。（20）根据（17）所述的计算机可读介质，所述程序进一步包括在特定像素的设定透镜焦点位置，同步激活用于图像传感器的每个像素的单独快门，这将产生对准焦点的像素数据的采集的代码。附图说明参看下图，可更好地理解本公开的多个方面。图中的元件不必按比例绘出，而是重点清晰地示出本公开的各原理。而且，在图中，在这几幅示图中，相似的参考数字表示相应的部件。图1为根据本专利技术的成像装置的图像处理电路的示例性实施方式的方框图。图2为示出根据本专利技术的成像装置的透镜焦距（focallength）、焦点距离（focaldistance）、以及透镜到对准焦点的物体的距离之间的关系的示图。图3至图4为示出根据本专利技术实施方式的在图像帧的一系列曝光期间成像透镜随着时间的移动速率的图表的示图。图5A至图5E为示出根据本专利技术实施方式的用于处理图像数据的示例性电子装置的方框图。图6至图9为描述根据本专利技术的图像处理方法的各种实施方式的流程图。具体实施方式本专利技术涉及各种装置、方法、计算机可用介质、以及处理器，其被设计为在进行帧曝光的过程中，利用照相机镜头移动进行图像处理和/或确定最佳的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统，包括：成像透镜，可调节至不同的焦距；图像传感器，被配置为从所述成像透镜接收图像信息；在所述图像传感器的单个图像帧曝光的持续时间期间改变透镜焦点位置的机构；以及处理电路，被配置为：增强所述图像传感器采集的图像中的清晰图像内容；以及在所述图像传感器所采集的一个或多个图像曝光期间，改变所述透镜焦点位置的同时，由所述一个或多个图像获得距离图。

【技术特征摘要】
2012.06.29 US 13/538,0291.一种成像系统，包括：成像透镜，可调节至不同的焦距；图像传感器，被配置为从所述成像透镜接收图像信息；在所述图像传感器的单个图像帧曝光的持续时间期间改变透镜焦点位置的机构；以及处理电路，被配置为：增强所述图像传感器采集的图像中的清晰图像内容；以及在所述图像传感器所采集的一个或多个图像曝光期间，改变所述透镜焦点位置的同时，由所述一个或多个图像获得距离图，其中，采集包括第一帧和第二帧的两个图像帧之后，所述处理电路生成场景的所述距离图，其中，对于所述第一帧，所述透镜焦点位置以第一速度曲线改变，并且在所述第二帧内，所述透镜焦点位置以不同的速度曲线改变。2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，在所述单个图像帧的曝光整合期间，所述透镜在与到对准焦点的物体的距离的子范围对应的焦点位置的预定义子范围内移动。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中，采集包括第一帧和第二帧的两个图像帧之后，所述处理电路生成场景的所述距离图，其中，对于所述第一帧，在所述第一帧曝光期间，所述透镜焦点位置以第一变化速率连续改变，其中对于所述第二帧，在所述第二帧曝光期间，所述透镜焦点位置在相反方向上以不同的变化速率连续改变，其中，所述处理电路被进一步配置为通过结合距离图信息和增强的图像生成立体图像。4.根据权利要求1所述的成像系统，进一步包括用于所述图像传感器每个像素的单独的区分的快门，其中，每个像素快门与所述透镜的变化的透镜焦点位置同步，并且在特定像素的设定透镜焦点位置被激活以产生对准焦点的像素数据的采集。5.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述处理电路被进一步配置为确定自动对焦设置，以用于通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊利亚·布莱瓦斯，诺姆·索里克，伊利亚·维特斯努德尔，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：