[发明专利]处理多孔径像数据

说明书

技术领域

本发明涉及处理多孔径像数据，尤其是，但不是排他地涉及：用于处理多孔径像数据的方法及系统、供这种系统中使用的像处理设备、以及使用这种方法的计算机程序产品。

背景技术

在各种不同技术领域，诸如移动远程通信、汽车和生物测量学中，数字图片和视频成像技术的日益增加的使用，要求发展小的集成的摄像机，它提供的像质量与单镜头反光摄像机提供的像质量匹配或至少相近。但是，集成和小型化的数字摄像机技术对光学系统和像传感器的设计提出严格限制，从而负面地影响该成像系统产生的像质量。宽广的机械焦距和孔径设定机构，不适合用于这种集成的摄像机应用。因此，各种不同数字摄像机捕获和处理技术被发展，为的是增强基于固定焦距透镜的成像系统的成像质量。

以国际专利申请号PCT/EP2009/050502和PCT/EP2009/060936的PCT申请，描述通过使用组合彩色和红外成像技术二者的光学系统，扩展固定焦距透镜成像系统的景深的方式，这些申请在此被引用，供参考。适合用于在彩色和红外光谱二者中成像的像传感器，以及波长选择性多孔径的孔径的组合使用，允许有固定焦距透镜的数字摄像机，以简单和良好性价比方式扩展景深和增加ISO速度。它要求对已知数字成像系统较小的修正，从而使该过程特别适合于大规模生产。

虽然多孔径成像系统的使用，提供大体上优于已知数字成像系统的优点，但这样的系统可能仍然不提供如在单镜头反光摄像机中所提供的相同功能性。尤其是，使固定透镜多孔径成像系统允许摄像机参数调整，诸如可调整景深和/或焦距调整，是合乎需要的。此外，提供有类似于已知3D数字摄像机的3D成像功能性的这种多孔径成像系统，是合乎需要的。因此，本领域需要允许提供增强功能性的多孔径成像系统的方法和系统。

发明内容

本发明的一个目的，是降低或消除至少一个现有技术中已知的缺点。在第一方面中，本发明可以涉及用于处理多孔径像数据的方法，其中，该方法可以包括：通过令成像系统中的像传感器，同时曝光于使用至少第一孔径的与电磁波光谱的至少第一部分相关联的光谱能量以及使用至少第二和第三孔径的与电磁波光谱的至少第二部分相关联的光谱能量，捕获与一个或多个物体相关联的像数据；产生与电磁波光谱的所述第一部分相关联的第一像数据以及与电磁波光谱的所述第二部分相关联的第二像数据；以及，在所述第二像数据中位移信息的基础上，最好是在与所述第二像数据相关联的高频像数据的自相关函数中位移信息的基础上，产生与所述捕获的像相关联的深度信息。因此，在多孔径像数据，即，多孔径成像系统产生的像数据的基础上，该方法允许深度信息的产生，该深度信息建立像中物体与物体到摄像机距离的关系式。使用该深度信息，与捕获的像相关联的深度映射（depth map）可以被产生。该距离信息和深度映射，允许像处理功能的实施，该像处理功能可以提供增强功能性的固定透镜成像系统。

在一个实施例中，所述至少第二和第三孔径可以被彼此相对放置，以便使所述第二像数据中的高频信息，作为物体和所述成像系统之间距离的函数被位移。因此，该多孔径配置在像数据中引进位移信息，该位移信息可以被用于产生深度信息。

在另一个实施例中，该方法可以包括：在所述自相关的第二高频像数据的一个或多个区域中，识别一个或多个峰，所述一个或多个峰与被成像物体的边缘相关联；在所述一个或多个被识别峰的基础上，确定所述成像系统和至少一个所述物体之间的距离。使用该自相关函数，第二像数据中的位移信息可以被精确确定。

在再一个实施例中，该方法可以包括：识别与焦点对准的被成像物体的边缘相关联的单个峰，和/或识别与离焦的被成像物体相关联的双峰或更多峰；通过使用预定深度函数，建立所述单个峰和/或所述双峰或更多峰中峰之间的距离，与所述成像系统和至少一个所述物体之间的距离的关系。

在又再一个实施例中，电磁波光谱的所述第一部分，可以与可见光谱的至少一部分相关联，和/或电磁波光谱的所述第二部分，可以与不可见光谱，最好是红外光谱的至少一部分相关联。红外光谱的使用，允许像传感器的灵敏度的有效使用，从而允许信噪比的显著改进。使用波长选择式多孔径光阑，同时捕获彩色像和红外像，允许产生用红外像中的清晰度信息增强的彩色像。

在一个实施例中，该方法可以包括：通过把所述第二像数据提交高通滤波器处理，确定所述高频第二像数据；和/或消除由所述第二和第三孔径产生的所述高频第二像数据中的位移。