[发明专利]基于光场相机的影像对焦处理方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像对焦处理方法及其系统，特别是涉及一种基于光场相机的影像对焦处理方法及其系统。

背景技术

近年来，计算机图学已经将光场理论运用到社会生活中的许多领域。而多家公司也已经制造出不同用途的光场相机，其主要技术在于将相机感光元件及主镜头中间加装一个微型镜头数组，而该微型镜头数组中的每个微型镜头，相当于放置在不同位置的相机镜头，其中通过每一微型镜头成像在该感光元件上且具有多个主要用于记录光线的方向及强度的像素点所构成的集合的微影像，它们的信息在被由后面同一个感光元件记录下来后，由计算机软件还原处理生成新的光场数据，因而可在计算机上任意改变影像对焦点。

但由于每次在改变新的对焦点时，往往需要针对影像中所有的像素进行再对焦运算，且光学机械式的对焦系统有其速度上的限制，以目前最快速的光学对焦系统大约要0.09秒的时间，这差不多是三张动态影像的时间。有鉴于此，为了能有效率地减少不必要的对焦运算，须寻求一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光场相机的影像对焦处理方法。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，适用于处理一光场相机拍摄一场景后所产生的一原始光场影像，其中该光场相机包括一主镜头、一具有多个微型镜头的微型镜头数组，及一感光元件，且该原始光场影像具有多个对应该场景的空间中由任一点所发出的光束通过该主镜头折射后，并分别经由所述微型镜头呈像在该感光元件中的不同位置的微影像区域，该方法包含下列步骤：

（a）根据该原始光场影像的影像信息及一门槛条件，取得相关于该原始光场影像的多个特征像素，进而产生一具有所述特征像素的特征影像；以及

（b）当指定一对焦位置进行重对焦以产生一重对焦影像时，相对于该对焦位置的该重对焦影像中与该特征影像的特征像素对应相同位置的像素，其像素值为通过在该原始光场影像中依据该对焦位置进行重对焦运算所产生，且该重对焦影像中非与该特征影像的特征像素对应的像素，其像素值则与一原始对焦影像中对应相同位置的像素的像素值相同，其中该原始对焦影像是来自于该原始光场影像。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，该步骤（a）包括下列子步骤：

（a-1）取得每一微影像区域的中心位置像素的像素值，以产生一全景深影像；以及

（a-2）将该全景深影像进行梯度运算，以得到该全景深影像中所有像素的梯度信息，继而根据所述梯度信息及该门槛条件产生该特征影像。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，在该步骤（a-2）中，该梯度运算采用Canny算子、Sobel算子及Laplacian算子中的其中一者。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，该步骤（a）包括下列子步骤：

（a-3）对该原始光场影像中的所有微影像区域的像素进行几何转换，以产生一核影像；以及

（a-4）将该核影像进行梯度运算，以得到该核影像中所有像素的梯度信息，继而根据所述梯度信息及该门槛条件产生该特征影像。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，在该步骤（b）中，该原始对焦影像中的每一像素是对应于每一微影像区域，且其像素值与其所对应的微影像区域的中心位置像素的像素值相同。

本发明基于光场相机的影像对焦处理方法，在该步骤（b）中，该原始对焦影像中的每一像素是对应于每一微影像区域，且其像素值与其所对应的微影像区域的所有像素的像素平均值或加权平均相同。

本发明的另一目的，即在提供一种基于光场相机的影像对焦处理系统。

本发明基于光场相机的影像对焦处理系统，适用于处理一光场相机拍摄一场景后所产生的一原始光场影像，其中该光场相机包括一主镜头、一具有多个微型镜头的微型镜头数组，及一感光元件，且该原始光场影像具有多个对应该场景的空间中由任一点所发出的光束通过该主镜头折射后，并分别经由所述微型镜头呈像在该感光元件中的不同位置的微影像区域，该系统包含一影像前处理单元、一设定单元及一对焦处理单元。

该影像前处理单元用于根据该原始光场影像的影像信息及一门槛条件，取得相关于该原始光场影像的多个特征像素，进而产生一具有所述特征像素的特征影像，并且从该原始光场影像产生一原始对焦影像。

该设定单元用于指定一对焦位置。