[发明专利]一种实现浅景深效果的多摄像头拍摄方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种影像处理方法，具体是一种实现浅景深效果的多摄像头拍摄方法。

背景技术

景深指相机镜头能够对物体成清晰像的物距范围，在该物距范围之外(包括前景和背景)，相机镜头对物体成模糊像。通过对景深的控制，摄影者可以对画面主体及背景环境的清晰度进行控制，从而更好地表现画面主题，这种画面虚化效果深受人们的喜爱。

拍摄时，影响景深的因素有三点——镜头的光圈大小，镜头的物理焦距长短以及相机与被摄对象的对焦距离远近。理论上，在其他因素一定的前提下，光圈越大、焦距越长、对焦距越近，则景深越浅，即前景和背景更模糊，虚化效果更强。然而，在实际拍摄中，虚化的效果和摄影设备本身的规格有很大关系。

由于不同摄影设备的感光元件尺寸大小不同，其各自配套的镜头的规格也不同。这种差异主要体现在镜头的物理尺寸和物理焦距上。一般来说，为大尺寸感光元件设计的镜头的体积会比为小尺寸感光元件设计的类似镜头的体积更庞大；并且即使两支镜头具有相同的等效焦距(视场角)，为大尺寸感光元件设计的镜头的物理焦距也要比为小尺寸感光元件设计的镜头的物理焦距更长。这样一来，即使两台相机在拍摄时使用相同视场角的镜头、光圈大小和对焦距，大尺寸感光元件相机获得的景深也要比小尺寸感光元件相机更浅。

目前，市面上出售的可用于拍照片的便携式移动设备有卡片式相机、智能手机、平板电脑等，由于其感光元件尺寸很小，且镜头的物理焦距很短，很难拍摄出浅景深的画面效果，这样，人们对背景虚化效果的需求无法通过现有的便携式移动设备实现。

虽然现在的图像处理软件可以通过一定的模糊算法对图片进行处理，实现类似镜头虚化的模糊效果，但是由于软件无法得知画面中哪些区域需要进行模糊处理以凸显拍摄主题，因此无法通过自动处理得到理想的虚化效果，此时只能靠人工选择画面区域来进行处理，十分地繁琐费时。

而且，这种模拟虚化和真实的镜头虚化效果相比有很大的差异。这种差异主要体现在：

一、真实的虚化效果是严格与物距相关的，在景深范围之外的物体一定会出现不同程度的模糊。但是由于软件无法得知照片中物体的物距信息，因此无法判定照片内的物体到底是在景深内还是景深外，所以无法对物体进行区别对待的虚化处理——最终自动处理的结果，很可能本应模糊的物体反而清晰，本应清晰的物体反而模糊；

二、真实的虚化效果是随着对焦点前后物体物距的变化而平滑渐变的——画面中的物体的物距和镜头对焦距相差越大，则虚化程度越高。但现有软件的效果往往是笼统的一抹了之地进行均匀模糊处理，无法体现出这种渐变；

三、现有的软件一般是通过卷积算法对图像进行模糊处理，模糊形式往往十分简单且固定，无法很好地体现出不同型号镜头的虚化效果的差异。

现有的利用立体摄像系统生成浅景深效果的专利，例如中国专利“产生浅景深影像的方法及装置(申请号CN201110031413.2)”，仅采用了双摄像头拍摄系统，对于复杂场景的识别能力不高，特别是对于图像中的水平边缘无法很好地进行识别匹配；并且其模糊图像的方法未考虑近景对远景的遮蔽问题，会产生所谓的“强度渗漏”现象，即本应被遮蔽的物体的散景图像反而覆盖了前景的现象。

中国专利“一种移动终端中实现景深效果的方法及移动终端(申请号CN201310039752.4)”中，所述的“移动终端”不能获取图像的深度信息，因此图像的模糊区域不能由软件计算自动确定，而要由用户指定非模糊区域并由软件进行联想和排除后才能得到模糊区域，这种模糊区域与真实相机产生的焦外模糊区域并不一致。随后进行的模糊处理也未用到深度信息，因此这种模糊是一种均一的模糊，所以该景深绘制效果并不能很好地模拟真实相机的景深效果。

中国专利“产生浅景深图像的方法及装置(中国专利申请号CN102811309A)”中的装置也不能获取图像的深度信息，而是通过使用不同的光圈大小先后对物体进行成像，其后通过分析和处理将两幅图像进行融合，从而达到获取浅景深图像的目的。这一方法能够达到较自然的效果，但是需要前后两次曝光限制了其适用范围。特别是在拍摄运动物体时，前后两次曝光获得照片不可能完全一致，这会在很大程度上影响两幅图像的比对分析过程，甚至得出不自然的、错误的景深模拟效果。