[发明专利]一种非平面图像传感器的计算成像方法和成像装置

权利要求书

1.一种基于图像传感器的计算成像方法，其特征在于，所述图像传感器的采光表面采用非平面方式排列，所述成像方法包括以下步骤：

图像信息采集步骤，提取非平面方式排列的采光表面通过单次曝光所采集的图像信息，根据所述图像信息形成聚焦于不同深度的图像；

深度图生成步骤，联合从聚焦估计深度的方法和从散焦估计深度的方法，对所述聚焦于不同深度的图像进行深度估计以获得深度图；

图像景深控制步骤，基于所述聚焦于不同深度的图像和所述深度图生成一幅全聚焦图像，基于所获得的深度图和全聚焦图像生成聚焦于特定位置具有特定景深的重聚焦图像。

2.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述采光表面采用非平面排列方式为：所述采光表面为传感器像素，将所述图像传感器的像素设置在不同的高度级别。

3.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述采光表面采用非平面排列方式为：设置光纤面板来引导光线到传感器平面，所述光纤面板背对于所述传感器平面的一端设置为按不同高度级别分布的非平面。

4.根据权利要求2或3所述的成像方法，其特征在于，所述采光表面分为多个局部区域，每个局部区域中包含所有高度级别，每个高度级别对应于场景的一个焦平面，在每个高度级别上所采集的图像信息组成聚焦于一个深度的图像。

5.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，在所述深度图生成步骤中，通过从聚焦估计深度的方式得到初始深度信息，将所述初始深度信息作为从散焦估计深度的方式的初始数据，通过从散焦估计深度的方式得出所述深度图。

6.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，在所述深度图生成步骤中，通过从散焦估计深度的方式得到初始深度信息，将所述初始深度信息作为从聚焦估计深度的方式的初始数据，通过从聚焦估计深度的方式得出所述深度图。

7.根据权利要求1所述的成像方法，其特征在于，在所述图像景深控制步骤中，将图像序列中对应像素间相对最清晰聚焦的像素中的图像信息取出组成一幅全聚焦图像，或者采用反卷积的方式获得清晰全聚焦的图像。

8.根据权利要求7所述的成像方法，其特征在于，在所述图像景深控制步骤中，计算出重聚焦图像全局不一致的模糊核，根据所述模糊核和所述全聚焦图像得出重聚焦图像。

9.一种计算成像装置，其特征在于，包括以下单元：

图像传感器单元，其采光表面采用非平面方式排列，提取非平面方式排列的采光表面通过单次曝光所采集的图像信息，根据所述图像信息形成聚焦于不同深度的图像；

深度图生成单元，其联合从聚焦估计深度的方法和从散焦估计深度的方法，对所述聚焦于不同深度的图像进行深度估计以获得深度图；

图像景深控制单元，其基于所述聚焦于不同深度的图像和所述深度图生成一幅全聚焦图像，基于所获得的深度图和全聚焦图像生成聚焦于特定位置具有特定景深的重聚焦图像。

10.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述采光表面采用非平面排列方式为：所述采光表面为传感器像素，将所述图像传感器的像素设置在不同的高度级别。

11.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述采光表面采用非平面排列方式为：设置光纤面板来引导光纤到像素平面，所述光纤面板背对于所述像素平面的一端设置为按不同高度级别分布的非平面。

12.根据权利要求10或11所述的成像装置，其特征在于，所述采光表面分为多个局部区域，每个局部区域中包含所有高度级别，每个高度级别对应于场景的一个焦平面，由每个高度级别上所采集的图像信息组成聚焦于一个深度的图像。