[发明专利]对图像进行虚化处理的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理的领域，尤其涉及一种利用多摄像头或单摄像头多次成像技术对图像内场景计算深度，利用深度信息计算虚化系数，使用滤波器对图像作虚化处理的方法。本发明还涉及实施这种方法的装置。

背景技术

一、图像虚化

传感器成像时，当被拍摄物体处于景深范围内，则物体表面的点在传感器表面形成的弥散斑小于容许弥散圆，图像表现为清晰；当被摄物体超出景深范围，则物体呈现模糊状态，称之为虚化。

图像虚化是摄影创作的一个重要手法，通常是用大尺寸传感器及大光圈镜头实现的。大尺寸传感器和大光圈镜头限制使得设备无法小型化。

术语说明：

1、弥散斑：非焦平面的点在感光器件表面投影呈弥散状态，形状与镜片光学设计、光圈等有关，称之为弥散斑。

2、景深：在焦点前后各有一个容许弥散圆，被摄物体成像在这两个弥散圆之间，其影像模糊的程度不能为人眼所辨别，允许被摄物体的范围就是景深。

在本文中所述的虚化是指，对图像之全部或部分作处理，形成部分清晰部分模糊的效果。

二、深度信息的计算

常见的测距方法是用两个或两个以上的视点去观察同一物体目标，获得在不同视角下的一组图像（例如，至少两幅图像），然后通过视觉成像原理推算出不同图像中对应像素间的相对位置信息，进而推断物体目标的空间位置。

图1是以横向双摄像头方案为例，对深度信息进行计算的示意图。图2是横向双摄像头成像的水平面投影示意图。

设空间一点P_W(x₀,y₀,z₀)在两个平行放置的传感器中像点分别是P_LT(x₁,y₁,z₁)和P_RT(x₂,y₂,z₂)，则在已知两传感器光轴中心基线长b和镜头焦距f的情况下，可以计算出P_W点的深度z₀：

z₀为虚化计算所需要的深度信息。

以前后放置的纵向双摄像头方案为例，图3是纵向双摄像头成像的垂直面投影的示意图。

设空间一点P_W(x₀,y₀,z₀)在两个纵向同轴放置的传感器中像点分别是前P_FT(x₁,y₁,z₁)和后P_RR(x₂,y₂,z₂)，则在已知两传感器光轴中心基线长b的情况下，可以计算出P_W点的深度z₀：

z₀为虚化计算所需要的深度信息。

此外，对于确定深度信息，还有双目横向会聚模式等等实现方式。

三、虚拟成像系统

本发明可以对原始图像按场景的深度信息作任意的虚化处理。为使得后期处理效果，尽量接近已为大众接受的传统光学系统效果，可创建一个虚拟成像系统。该系统包括一个虚拟的镜头，符合传统光学原理，从而计算出产生与该虚拟成像系统近似效果的虚化分布系数。

四、滤波：

图像处理中的滤波是指对原始图像进行处理，获取到目标图像的过程。

实现滤波功能的系统称为滤波器，一般为具有某种传输特性的信号处理系统。

如何在小型设备上实现具有虚化效果的图像，成为本领域技术人员希望解决的问题。

背景技术部分公开的信息只是为了加强对本发明的一般背景的理解，不应视为承认或默许这种信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何对图像进行虚化处理。本发明使用一个或更多成像装置对一个场景取得不同视角的多幅图像，根据已标定（两个或更多成像装置）或估算的摄像头位置（单个成像装置多次成像），计算场景深度，再通过深度信息计算得到虚化系数，使用滤波器对图像作虚化处理。