[发明专利]图像获取装置及其图像处理方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种图像获取装置及其图像处理方法，且特别是有关于一种通过计算像素梯度值来据以混合图像的图像获取装置及其图像处理方法。

背景技术

随着光学技术的进步，可调整光圈、快门甚至可更换镜头的数码相机逐渐普及，数码相机的功能也趋于多样化。数码相机除了要提供良好的成像品质之外，对焦技术的准确性与速度更是消费者在购买产品时会参考的因素。但以现有的光学系统而言，由于多个物体在立体场景中具有不同的远近，故无法在单次拍摄图像的过程中取得完全清晰的全景深图像。亦即，受到镜头光学特性的限制，在使用数码相机取像时只能选择其中一个深度来进行对焦，故在成像中处于其他深度的景物会较为模糊。

现有产生全景深图像的方法大多采用多种不同摄影条件进行拍摄所得的多张图像组合而成。通过改变摄影条件中的一或多个参数进而对同一场景拍摄出不同的多张图像，再通过清晰度判别方法来将这些图像组合成一张清晰的图像。采用上述多种不同摄影条件进行拍摄以合成全景深图像的技巧须仰赖固定的图像获取装置进行拍摄。一般而言，使用者常利用稳定的脚架来固定图像获取装置，以确保所获取的图像之间无明显的几何扭曲。另外，在拍摄过程中，还须避免被摄场景中有任何目标的移动。

另一方面，在使用相机拍摄图像时，为了突显所拍摄图像中的主题，一般会采用所谓散景（bokeh）的拍摄技巧。散景即表示在景深较浅的摄影成像中，落在景深以外的画面会有逐渐产生松散模糊的效果。一般而言，相机镜头所能制造出的散景效果有限。若要获得较佳的散景效果，通常需要同时满足下列几项重要的条件：大光圈、长焦距。换言之，为了达到散景效果需倚赖大孔径镜头来加强远距离目标的模糊化，而让清楚成像的主题得以从背景中突显出来。然而，大孔径镜头的体积庞大且价格昂贵，并非一般消费型相机所能配备。

总而言之，现有产生全景深或是产生散景图像的方法都易导致处理后的图像产生景深不连续或是不够自然的问题。此外，对于拍摄图像上的操作限制更是让使用者感到不便，像是其平均总拍摄时间相当长或繁复的过程，甚至导致最终的结果图像无法令人感到满意。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种图像获取装置及其图像处理方法，可通过不同焦距值所拍摄的图像来判断出图像中的主体，进而产生主体清晰且散景效果自然的图像。另一方面，本发明的图像处理方法也可通过不同焦距值所拍摄的图像来避免产生全景深图像时的鬼影问题。

本发明提出一种图像处理方法，适用于图像获取装置，此图像处理方法包括下列步骤。以第一焦距获取一第一图像，并以第二焦距获取第二图像，其中第一焦距对焦于至少一主体。对第二图像进行几何校正程序，产生位移校正后的第二图像。对第一图像的每一像素点执行梯度运算以产生多个第一梯度值，以及对位移校正后的第二图像的每一像素点执行梯度运算以产生多个第二梯度值。比较各第一梯度值与相对应的各第二梯度值以产生多个第一像素比较结果，并根据这些第一像素比较结果产生第一参数地图。依据第一参数地图与第一图像产生合成图像，并至少根据合成图像产生输出图像。

在本发明的一实施例中，上述的图像处理方法，其中至少根据合成图像产生输出图像的步骤包括：以第三焦距获取第三图像。对第三图像进行几何校正程序，产生位移校正后的第三图像。对合成图像的每一像素点执行梯度运算以产生多个第三梯度值，以及对位移校正后的第三图像的每一像素点执行梯度运算以产生多个第四梯度值。比较各第三梯度值与相对应的各第四梯度值以产生多个第二像素比较结果，并根据这些第二像素比较结果产生第二参数地图。依据第二参数地图，混合位移校正后的第三图像与合成图像而产生输出图像。

在本发明的一实施例中，上述的图像处理方法，其中对第二图像进行几何校正程序，产生位移校正后的第二图像的步骤包括：对第一图像与第二图像进行移动量估测，藉以计算单应性(homography matrix)矩阵。依据单应性矩阵对第二图像进行几何仿射转换(affine transformation)，以获得位移校正后的第二图像。

在本发明的一实施例中，上述的图像处理方法，其中比较各第一梯度值与相对应的各第二梯度值以产生多个第一像素比较结果，并根据这些第一像素比较结果产生参数地图的步骤包括：将这些第二梯度值除以相对应的第一梯度值，产生多个梯度比较值。依据这些梯度比较值产生多个参数值，并将这些参数值记录为参数地图。