[发明专利]全聚焦摄影装置及方法

摘要

本发明涉及一种全聚焦摄影装置及方法。本全聚焦图像摄影装置包括：深度传感器、可变焦相机、相机控制及图像处理器。全聚焦摄影装置首先由深度传感器获取摄像场景的深度图，在深度图与彩色图完成配准以后进而通过深度图的分割确定摄像场景中物体在图像中所占区域，然后通过变焦相机改变焦距为每一分割区域获取清晰图像，最终合成场景的全聚焦图像。本发明提供的全聚焦图像摄影装置及方法可实时获取高质量的全聚焦图像，使得摄像机的景深得到了大幅度的提升，可广泛用于专业摄影、安全监控、飞行器航拍等领域。

主权项

1.一种全聚焦摄影方法，该方法通过采用全聚焦摄影装置进行操作，其中所述的全聚焦装置包括可变焦相机(202)、深度传感器(203)和相机控制及图像处理器(201)；所述深度传感器由红外发射器和红外相机组成，用于获取场景的深度信息；可变焦相机用于改变焦距获取场景多聚焦图像；图像处理器用于分析处理深度传感器输出的场景深度信息，分析可变焦相机获取的彩色图像驱动可变焦相机改变焦距获取多聚焦图像及合成全聚焦图像；其特征在于操作步骤如下：(1)获取场景深度图：视具体实施例可选用红外散斑技术、结构光技术、双目立体视觉术和激光雷达来获取场景深度信息；(2)深度图预处理：针对深度图中可能的无效数据，通过深度图预处理提升深度图质量，其深度图预处理使用各向异性扩散函数来恢复深度图中的无效数据，对于一幅图像I其各向异性扩散函数为：其中，div是散度算子，是梯度算子，Δ是拉普拉斯算子，c(x,y,t)是传导系数；在实际应用中某一无效位置数据I_i,j可由以下方法进行恢复：其中，0≤λ≤1，是无效数据位置处相邻非无效数据与其相邻非无效数据的差值，传导系数选择如下：K为一常数；(3)深度图与彩色图配准：通过标定深度传感器与彩色图像传感器得到它们的内部参数和相对位置关系配准深度图与彩色图；(4)深度图分割：通过图像分割算法对预处理后的图像进行分割得到场景中不同物体在图像中的位置区域；(5)获取多聚焦图像：通过改变可调焦相机的焦距为步骤(4)中每一分割的区域获取最清晰的图像；(6)合成多聚焦图像：通过组合所有分割区域中的最清晰图像得到全聚焦图像。