[發明專利]獲得圖像的點擴展函數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410055963.1
• 申請日: 2014-02-18
• 公開（公告）號: CN103927740B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京象開科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司11225
• 代理人: 黃威,鄧玉婷

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別地，涉及一種獲得圖像的點擴展函數的方法和裝置。

背景技術

目前市場使用的二維條碼掃描模組全部都是影像式的，因此拍攝圖像的質量高低會直接影響圖像的解碼效果。其中，要求拍攝的圖像質量越好，則對鏡頭的要求就越高，會直接導致鏡頭的制造購買成本增加。

鏡頭的一個重要屬性就是在一定條件下拍攝后的圖像的點擴展函數。對點擴展函數的解釋如下：

一個點狀物體，在理想成像時，在所拍攝圖像上占用一個像素，其周圍的像素與該點無關。實際拍攝時，該點狀物體在所拍攝圖像上是一個彌散的圓，該點周圍的像素受到該點的影響而不再是獨立的。描述這種影響程度的函數就是點擴展函數。

這里給出點擴展函數的數學定義：

假設：

理想成像系統所拍攝的圖像為f(x,y)；

實際成像系統所拍攝的圖像為g(x,y)；

則二者之間滿足如下關系：

其中PSF(Point-spreadfunction)為點擴展函數，n(x,y)為噪聲。

由此可見，點擴展函數的尺度越大，拍攝圖像越模糊，尺度越小，拍攝圖像越清晰。而該函數的尺寸與拍攝距離也有關系，因此鏡頭景深的影響也十分大。

當鏡頭質量非常好，且對焦清晰時，可以不考慮點擴展函數的影響。可以認為成像系統是一個理想系統。但是當對焦不清晰，或者鏡頭質量差時，點擴展函數的影響就不可忽略，必須予以考慮。

目前的一些解碼設備都采用了造價較高的CMOS以及高質量的鏡頭，這樣可以忽略一定條件下的點擴展函數的影響，采用高質量的成像設備的優勢在于解碼引擎處理非常方便，但是其代價在于解碼引擎的適應性較差，必須依賴較高質量的成像設備，而較高質量的成像設備(例如鏡頭、CMOS等)必定會增加制造成本，因而，在均衡經濟成本的情況下，還存在一些解碼設備采用成像設備質量一般的設備(鏡頭質量一般的情況包括微鏡頭入射角大于10度，解像力小于800lw，光纖小于f5.6，采用卷簾類快門rolling，CMOS質量一般的情況包括每個成像的像素點尺寸小于3.0*3.0微米等)，在此情況下考慮到大尺度點擴展函數的不利影響，需要使用相關的算法消除該不利影響的，而對不利影響的消除需要依賴于點擴展函數的獲得。

現有技術中無法在解碼過程中實時估計PSF而導致解碼效果差的問題尚未解決。

發明內容

本發明所要解決的問題是無法在解碼過程中實時估計PSF而導致解碼效果差，提供一種獲得圖像的點擴展函數的方法和裝置。

為了解決上述問題，本發明提供一種獲得圖像的點擴展函數的方法。

其中，該方法包括:

沿所述圖像的法向量方向在所述圖像上制作多條切割線；

對于所述多條切割線中的每一條切割線，根據該切割線所經過的每個像素的屬性值形成觀測序列；

對形成的多個觀測序列進行數學變換得到多個多項式；

計算所述多個多項式的最大公因子作為所述圖像的點擴展函數。

作為優選地，在沿所述圖像的法向量方向在所述圖像上制作多條切割線之前，所述方法進一步包括：

對所述圖像內的每個像素，比較該像素的相鄰兩個像素的屬性值，在比較結果大于指定閾值的情況下，確定該像素為邊界像素；

對比所述邊界像素與相鄰多個像素的屬性值，得到對應每個邊界像素的梯度角度；

統計對比得到的多個梯度角度，以出現概率最大的梯度角度作為所述圖像的法向量方向。

作為優選地，沿所述圖像的法向量方向制作多條切割線包括：

選擇多行像素，所述多行像素間隔有像素行；

對于選擇的所述多行像素的每一行像素，在該行像素的中間位置沿所述圖像的法向量方向制作一條切割線。

作為優選地，選擇多行像素為選擇六至十行像素；

所述多行像素中相鄰的兩行像素間具有至少30行像素行。

作為優選地，在根據該切割線所經過的每個像素的屬性值形成觀測序列之前，所述方法進一步包括：

對于所述多條切割線中的每一條切割線所經過的每個像素，利用雙線性插值法計算該像素的實際屬性值；

計算位于垂直于該像素的法向量方向上的多個像素的實際屬性值；

以該像素的實際屬性值與位于垂直于該像素的法向量方向上的多個像素的實際屬性值的平均值作為該像素的屬性值。

作為優選地，對形成的多個觀測序列進行數學變換得到所述多個多項式包括：