[發明專利]液晶透鏡成像裝置及液晶透鏡成像方法

有效

• 申請號: 201410367919.4
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN105301863B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 崔春暉;葉茂
• 申請（專利權）人: 深圳市墨克瑞光電子研究院
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29
• 代理公司: 深圳市凱達知識產權事務所44256
• 代理人: 任轉英

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體而言，涉及一種液晶透鏡成像裝置和一種液晶透鏡成像方法。

背景技術

由于液晶材料的各向異性性，液晶器件通常只對應偏振光；液晶透鏡在用于成像設備時，需要加起偏裝置，如偏振片，以使入射光呈線偏振狀態。但偏振片的使用會使光強度降至初始強度值的一半以下。這樣，在較暗的環境下，有可能使到達圖像傳感器的光量不足，引起信噪比下降，降低成像質量。

為避免偏振片的使用，可以在成像系統中用液晶層的初始配向互相垂直的多個液晶透鏡疊加組成液晶透鏡，或設計包含初始配向互相垂直的多液晶層疊加的液晶透鏡。各液晶透鏡或各液晶層分別處理兩個偏振分量，從而實現對任意偏振態環境的對應，但這種解決方案存在以下的問題。

(1)多個液晶透鏡疊加方案或多個液晶層疊加方案由于增加了液晶透鏡或液晶層的數量，因此大幅度增加了液晶透鏡的生產成本。

(2)由于增加了液晶透鏡或液晶層的數量，因此也大幅度增加了器件的厚度，讓液晶透鏡成像裝置難以搭載進移動設備中。

(3)由于各液晶透鏡或各液晶層在系統中所處位置不同，因此偏振光的兩個分量的傳播行為不完全一致，使系統的成像質量降低。

然而，對于不使用任何偏振裝置的液晶透鏡成像系統所生成的圖像，在圖像處理中均會放大圖像的噪聲。如圖1與圖2所示，圖1為原始拍攝的圖像，圖2為處理后的圖像。由圖可知，處理后的圖像雖然比原始拍攝的圖像清晰很多，但同時噪聲也明顯增大了。

因此，如何在解決不使用偏振片也能夠直接通過液晶透鏡形成高質量圖像的問題的同時，還能夠減少透鏡結構的厚度，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明正是基于上述技術問題，提出了一種新的液晶透鏡成像裝置和液晶透鏡成像方法。

有鑒于此，本發明提出了一種液晶透鏡成像方法，其包括：驅動液晶透鏡，使其在對焦狀態下生成對焦圖像，在非對焦狀態下生成散焦圖像，利用所述散焦圖像對所述對焦圖像進行處理而獲得新對焦圖像；根據所述對焦圖像和所述散焦圖像的相關性獲知所述新對焦圖像的噪點和紋理區域，從而形成噪點位置圖像和紋理位置圖像；基于所述噪點位置圖像去除所述新對焦圖像的噪點；以及基于所述紋理位置圖像去除所述新對焦圖像的紋理區域的噪聲。

在上述實施方式中，利用原始對焦圖像和散焦圖像之間的相關性，獲取噪點和紋理區域的位置，并分別對噪點和紋理區域做針對性的去噪處理，從而得到高信噪比、高對比度的圖像而且利用了輕薄型的液晶透鏡，可減小器件厚度，系統更緊湊。

在上述技術方案中，優選的，根據所述對焦圖像和所述散焦圖像的相關性，并進行多次噪點檢測以獲知所述新對焦圖像的噪點和紋理區域。

在上述技術方案中，優選的，進一步包括：基于所述紋理位置圖像去除所述新對焦圖像的平滑區域的噪聲。

在上述技術方案中，優選的，所述根據所述對焦圖像和所述散焦圖像的相關性獲知所述新對焦圖像的噪點和紋理區域，從而形成噪點位置圖像和紋理位置圖像具體包括基于如下公式獲得二值圖像：

其中，I_m為由所述新對焦圖像生成的二值圖像，t_m為檢測閾值，I_m中取值為1的像素點表示所述二值圖像中的亮點，I_m中取值為0的像素點表示所述二值圖像的平滑區域。

在上述技術方案中，優選的，對所述二值圖像中的每個亮點進行第一次噪點檢測，定義一個第一尺寸的鄰域s₁和對應的第一檢測閾值t₁，當所述第一尺寸的鄰域s₁內的亮點總數小于所述第一檢測閾值t₁時，將所述第一尺寸的鄰域s₁內的亮點視為噪點，當所述第一尺寸的鄰域s₁內的亮點總數大于或者等于所述第一檢測閾值t₁時，將所述第一尺寸的鄰域內s₁的亮點視為紋理，所有紋理的集合為紋理區域。

在上述技術方案中，優選的，對經所述第一次噪點檢測的紋理區域進行形態擴張，再進行等尺度的形態腐蝕，分離出所述第一次噪點檢測中漏檢的噪點。