[发明专利]使用编码光的拍摄设备和图像处理设备及其方法

说明书

技术领域

本发明总体构思涉及一种拍摄设备、图像处理设备及其方法，更具体地讲，涉及一种使用编码光的拍摄设备、处理拍摄数据的图像处理设备及其方法。

背景技术

各种拍摄设备连同先进的电子技术已经一起被提出。例如，配备有数字相机技术的小型相机或移动电话提供高质量清晰度图像。

传统拍摄设备(诸如，数字相机、移动电话、网络相机、CCTV等)可用于每日普通目的，而其他类型的专用拍摄设备(诸如，内窥镜)可用于专用目的。

传统拍摄设备可利用图像装置，诸如，电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。图像装置将从对象反射的光转换为电荷以显现图像。如果用户按压快门，则在快门被按下期间光通过镜头进入每个图像装置。图像装置根据接收的作为光粒子的可见光子的量来产生电荷。传统拍摄设备利用关于电荷的数量的信息以确定每个像素的像素值，并且随后将像素组合并且从组合的像素显现图像。

传统拍摄设备利用从对象反射的光并显现图像。在传统拍摄设备的快门罩打开期间，光进入每个图像装置。如果拍摄的对象或设备在快门罩被打开期间晃动，则从一个像素反射的光可被分离并且进入传统拍摄设备内的几个图像装置，这引起图像模糊。

已经开发了各种图像处理方法以解决图像模糊。然而，由于从设备拍摄的数据或模糊核可能不会被找到，因此当处理图像时存在问题。具体地讲，如果模糊核是非线性的，则甚至当模糊核被预期时，图像的边缘也会具有振铃效应(ringing)。

发明内容

技术问题

因此，存在对能够减小拍摄的图像中的模糊的拍摄方法的需求。本发明总体发明构思提供了一种能够使用编码光来恢复图像的拍摄设备、图像处理设备及其方法。

技术方案

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体发明构思的另外的特征和效用，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体发明构思的实施而得知。

本发明总体发明构思的前述和/或其他特征和效用可通过提供一种拍摄设备来实现，该拍摄设备包括：光源，连续地发射光；拍摄单元，对对象拍摄；控制单元，在拍摄单元的快门时间期间根据光控制码控制光源的光发射操作的打开和关闭；图像处理单元，使用与在快门时间期间在拍摄单元拍摄的对象相应的数据的频率分量值来恢复对象的图像。

光控制码可被设置为将在快门时间期间在拍摄单元捕获的数据的频率分量值维持在高于预设阈值的范围。

拍摄设备可还包括：存储单元，在其中存储光控制码。

拍摄设备可还包括：码产生单元，产生光控制码并将光控制码提供给控制单元。

图像处理单元可包括：点扩散函数(PSF)估计单元，针对在光源的打开间隔期间发射的光捕获的编码的拍摄数据来估计PSF；解卷积单元，使用估计的PSF针对编码的拍摄数据执行解卷积。

图像处理单元可通过以下最小化公式的重复应用估计u和k，来恢复对象的图像：

其中，u表示对象的原始图像，k是PSF，u_obs是编码的拍摄数据。

图像处理单元可通过重复地应用以下最小化公式来预测u*k，假设k为线性PSF，并且估计：

其中，u表示对象的原始图像，k是PSF，u_obs是编码的拍摄数据，a₁是用于确定反映u的不清晰度的程度的权重系数，a₂是用于确定反映k的不清晰度的程度的权重系数。

图像处理单元可还包括：转换单元，将在解卷积单元解卷积的拍摄数据的亮度分量数据转换为频域；去噪单元，从转换单元的转换的数据去除噪声；解转换单元，对在去噪单元去除了噪声的数据解转换；滤波单元，从在解卷积单元解卷积的拍摄数据对色度分量数据进行滤波；第一乘法单元，将小波与在解转换单元处理的亮度分量数据混合；第二乘法单元，将小波与在滤波单元处理的色度分量数据混合；后处理单元，通过将从第一乘法单元和第二乘法单元输出的数据进行组合来产生输出图像。

图像处理单元可还包括：补偿单元，分析在后处理单元产生的输出图像的色域，并且执行颜色和对比度补偿。

图像处理单元可还包括：补偿单元，分析在解卷积单元解卷积的拍摄数据的色域并且执行颜色和对比度补偿。

拍摄设备可以是内窥镜，在拍摄准备时间段期间光源连续地发射光的同时，光源在快门时间的开始在控制单元的控制下切换光打开或光关闭。

光可以是白光。

光可以是包含来自不同波长的光的光谱光。