[發明專利]對圖像進行虛化處理的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310403973.5
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN104424640B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 焉逢運
• 申請（專利權）人: 格科微電子（上海）有限公司
• 主分類號: G06T7/593
• 分類號: G06T7/593
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 王錦陽,熊劍

技術領域

本發明涉及圖像處理的領域，尤其涉及一種利用多攝像頭或單攝像頭多次成像技術對圖像內場景計算深度，利用深度信息計算虛化系數，使用濾波器對圖像作虛化處理的方法。本發明還涉及實施這種方法的裝置。

背景技術

一、圖像虛化

傳感器成像時，當被拍攝物體處于景深范圍內，則物體表面的點在傳感器表面形成的彌散斑小于容許彌散圓，圖像表現為清晰；當被攝物體超出景深范圍，則物體呈現模糊狀態，稱之為虛化。

圖像虛化是攝影創作的一個重要手法，通常是用大尺寸傳感器及大光圈鏡頭實現的。大尺寸傳感器和大光圈鏡頭限制使得設備無法小型化。

術語說明：

1、彌散斑：非焦平面的點在感光器件表面投影呈彌散狀態，形狀與鏡片光學設計、光圈等有關，稱之為彌散斑。

2、景深：在焦點前后各有一個容許彌散圓，被攝物體成像在這兩個彌散圓之間，其影像模糊的程度不能為人眼所辨別，允許被攝物體的范圍就是景深。

在本文中所述的虛化是指，對圖像之全部或部分作處理，形成部分清晰部分模糊的效果。

二、深度信息的計算

常見的測距方法是用兩個或兩個以上的視點去觀察同一物體目標，獲得在不同視角下的一組圖像（例如，至少兩幅圖像），然后通過視覺成像原理推算出不同圖像中對應像素間的相對位置信息，進而推斷物體目標的空間位置。

圖1是以橫向雙攝像頭方案為例，對深度信息進行計算的示意圖。圖2是橫向雙攝像頭成像的水平面投影示意圖。

設空間一點P_W(x₀,y₀,z₀)在兩個平行放置的傳感器中像點分別是P_LT(x₁,y₁,z₁)和P_RT(x₂,y₂,z₂)，則在已知兩傳感器光軸中心基線長b和鏡頭焦距f的情況下，可以計算出P_W點的深度z₀：

z₀為虛化計算所需要的深度信息。

以前后放置的縱向雙攝像頭方案為例，圖3是縱向雙攝像頭成像的垂直面投影的示意圖。

設空間一點P_W(x₀,y₀,z₀)在兩個縱向同軸放置的傳感器中像點分別是前P_FT(x₁,y₁,z₁)和后P_RR(x₂,y₂,z₂)，則在已知兩傳感器光軸中心基線長b的情況下，可以計算出P_W點的深度z₀：

z₀為虛化計算所需要的深度信息。

此外，對于確定深度信息，還有雙目橫向會聚模式等等實現方式。

三、虛擬成像系統

本發明可以對原始圖像按場景的深度信息作任意的虛化處理。為使得后期處理效果，盡量接近已為大眾接受的傳統光學系統效果，可創建一個虛擬成像系統。該系統包括一個虛擬的鏡頭，符合傳統光學原理，從而計算出產生與該虛擬成像系統近似效果的虛化分布系數。

四、濾波：

圖像處理中的濾波是指對原始圖像進行處理，獲取到目標圖像的過程。

實現濾波功能的系統稱為濾波器，一般為具有某種傳輸特性的信號處理系統。

如何在小型設備上實現具有虛化效果的圖像，成為本領域技術人員希望解決的問題。

背景技術部分公開的信息只是為了加強對本發明的一般背景的理解，不應視為承認或默許這種信息構成本領域技術人員已知的現有技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，如何對圖像進行虛化處理。本發明使用一個或更多成像裝置對一個場景取得不同視角的多幅圖像，根據已標定（兩個或更多成像裝置）或估算的攝像頭位置（單個成像裝置多次成像），計算場景深度，再通過深度信息計算得到虛化系數，使用濾波器對圖像作虛化處理。