[发明专利]液晶透镜成像装置及液晶透镜成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种液晶透镜成像装置和一种液晶透镜成像方法。

背景技术

由于液晶材料的各向异性性，液晶器件通常只对应偏振光；液晶透镜在用于成像设备时，需要加起偏装置，如偏振片，以使入射光呈线偏振状态。但偏振片的使用会使光强度降至初始强度值的一半以下。这样，在较暗的环境下，有可能使到达图像传感器的光量不足，引起信噪比下降，降低成像质量。

为避免偏振片的使用，可以在成像系统中用液晶层的初始配向互相垂直的多个液晶透镜叠加组成液晶透镜，或设计包含初始配向互相垂直的多液晶层叠加的液晶透镜。各液晶透镜或各液晶层分别处理两个偏振分量，从而实现对任意偏振态环境的对应，但这种解决方案存在以下的问题。

(1)多个液晶透镜叠加方案或多个液晶层叠加方案由于增加了液晶透镜或液晶层的数量，因此大幅度增加了液晶透镜的生产成本。

(2)由于增加了液晶透镜或液晶层的数量，因此也大幅度增加了器件的厚度，让液晶透镜成像装置难以搭载进移动设备中。

(3)由于各液晶透镜或各液晶层在系统中所处位置不同，因此偏振光的两个分量的传播行为不完全一致，使系统的成像质量降低。

然而，对于不使用任何偏振装置的液晶透镜成像系统所生成的图像，在图像处理中均会放大图像的噪声。如图1与图2所示，图1为原始拍摄的图像，图2为处理后的图像。由图可知，处理后的图像虽然比原始拍摄的图像清晰很多，但同时噪声也明显增大了。

因此，如何在解决不使用偏振片也能够直接通过液晶透镜形成高质量图像的问题的同时，还能够减少透镜结构的厚度，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题，提出了一种新的液晶透镜成像装置和液晶透镜成像方法。

有鉴于此，本发明提出了一种液晶透镜成像方法，其包括：驱动液晶透镜，使其在对焦状态下生成对焦图像，在非对焦状态下生成散焦图像，利用所述散焦图像对所述对焦图像进行处理而获得新对焦图像；根据所述对焦图像和所述散焦图像的相关性获知所述新对焦图像的噪点和纹理区域，从而形成噪点位置图像和纹理位置图像；基于所述噪点位置图像去除所述新对焦图像的噪点；以及基于所述纹理位置图像去除所述新对焦图像的纹理区域的噪声。

在上述实施方式中，利用原始对焦图像和散焦图像之间的相关性，获取噪点和纹理区域的位置，并分别对噪点和纹理区域做针对性的去噪处理，从而得到高信噪比、高对比度的图像而且利用了轻薄型的液晶透镜，可减小器件厚度，系统更紧凑。

在上述技术方案中，优选的，根据所述对焦图像和所述散焦图像的相关性，并进行多次噪点检测以获知所述新对焦图像的噪点和纹理区域。

在上述技术方案中，优选的，进一步包括：基于所述纹理位置图像去除所述新对焦图像的平滑区域的噪声。

在上述技术方案中，优选的，所述根据所述对焦图像和所述散焦图像的相关性获知所述新对焦图像的噪点和纹理区域，从而形成噪点位置图像和纹理位置图像具体包括基于如下公式获得二值图像：

其中，I_m为由所述新对焦图像生成的二值图像，t_m为检测阈值，I_m中取值为1的像素点表示所述二值图像中的亮点，I_m中取值为0的像素点表示所述二值图像的平滑区域。

在上述技术方案中，优选的，对所述二值图像中的每个亮点进行第一次噪点检测，定义一个第一尺寸的邻域s₁和对应的第一检测阈值t₁，当所述第一尺寸的邻域s₁内的亮点总数小于所述第一检测阈值t₁时，将所述第一尺寸的邻域s₁内的亮点视为噪点，当所述第一尺寸的邻域s₁内的亮点总数大于或者等于所述第一检测阈值t₁时，将所述第一尺寸的邻域内s₁的亮点视为纹理，所有纹理的集合为纹理区域。

在上述技术方案中，优选的，对经所述第一次噪点检测的纹理区域进行形态扩张，再进行等尺度的形态腐蚀，分离出所述第一次噪点检测中漏检的噪点。