CN102193274A - 照相装置及其拍摄方法 - Google Patents

Abstract

一种照相装置，包括镜头(4)，感光传感器(9)，数据存储单元(16)，主控制器(13)，所述主控制器(13)控制感光传感器(9)，数据存储单元(16)来完成照相过程，在一次拍摄过程中，所述照相装置通过获得同一场景的多个焦距或者多个像距条件下的多幅图片并可分离地储存到数据存储单元(16)中。采用上述方案后，用户不需要对焦或者不需要精确对焦就能获得用户希望得到的清晰影像。

Description

照相装置及其拍摄方法

技术领域

本发明涉及一种照相装置以及用于该照相装置的拍摄方法。

背景技术

在现有技术中，照相机一般都带有调焦装置，包括自动调焦和手动调焦。在实际拍摄的时候，如果对焦不好就会出现所拍摄的对象模糊的情况，对于这种情况，有一些软件算法可以对模糊的照片进行处理，来提高照片的清晰度，但只是对模糊照片数据本身进行处理，由于没有其它有用信息，这种处理基于一个本身就比较差的数据，处理后会使原始图片信息大量丢失，而且如果原始图片很模糊，这种处理也不能得到令人满意的结果。这样，很多重要的场合会由于对焦不准而不能得到令人满意的图像，如运动场合、多个不同位置的并发事件、等等。还有，对于某一时刻的特定场景，不同的人希望得到的图片可能并不相同，一次拍摄的一幅图片并不能满足不同人的需求。

图1是照相机成像原理图。物体1，物体2以及物体3通过镜头4后的清晰影像分别为影像5，影像6及影像7，8为光轴。这样，如果传感器9位于影像5的位置上，则物体1最清楚，物体2和物体3会相对模糊；如果传感器9位于影像6的位置上，则物体2最清楚，物体1和物体3会相对模糊；如果位于图1所示的位置上，则物体1，物体2以及物体3都不清楚。如果出现这种情况，拍摄者拍摄的照片从影像清晰的角度来看，就是一张失败的照片。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要对焦或者不需要精确对焦就能获得用户希望得到的清晰影像的相机。

由于本发明采用的技术手段是通过一次拍摄获得多幅影像来实现上述目的，本发明还提供一种多幅影像的压缩存储方法。

为了实现上述目的，本发明所述的照相装置，包括镜头，感光传感器，数据存储单元，主控制器，所述主控制器控制感光传感器，数据存储单元来完成照相过程，在一次拍摄过程中，所述照相装置通过获得同一场景的多个焦距或者多个像距条件下的多幅图片并可分离地储存到数据存储单元中。

为了更好的实现本发明，所述多个焦距是通过变焦镜头实现的。

为了更好的实现本发明，所述多个像距是通过移动镜头或者移动感光传感器来实现的。

为了更好的实现本发明，所述多个像距是通过固定多组镜头或者固定多组感光传感器来实现的，所述镜头与所述感光传感器之间具有不同像距。

为了更好的实现本发明，所述照相装置获得并存储于数据存储单元的多幅图片中的任一幅图片分别存储于单独一个文件中。

为了更好的实现本发明，所述照相装置获得并存储于数据存储单元的多幅图片中的所有图片压缩存储于一个文件中。

为了更好的实现本发明，所述多幅图片包括一幅主图片，所述主图片是照相装置第一次拍摄时获得的图片。

采用上面的装置后，用户不需要对焦或者不需要精确对焦就能获得用户希望得到的清晰影像，而且满足不同人的需要。

此外，本发明还包括一种用于照相装置的拍摄方法，该方法包括：步骤一，固定镜头的焦距，拍摄第一幅图片；步骤二，改变镜头的焦距，拍摄同一场景的第二幅图片；步骤三，重复步骤二，直到得到设定数量的图片；步骤四，将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中。

本发明的拍摄方法还可以是这样实现的，步骤一，固定像距，拍摄第一幅图片；步骤二，改变像距，拍摄同一场景的第二幅图片；步骤三，重复步骤二，直到得到设定数量的图片；步骤四，将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中。

采用上面的方法后，用户不需要对焦或者不需要精确对焦就能获得用户希望得到的清晰影像，而且满足不同人的需要。

附图说明

图1是照相机成像原理图；

图2是镜头移动式多焦点照相机原理图；

图3是传感器移动式多焦点照相机原理图；

图4是第一种传感器固定式多焦点照相机原理图；

图5是第二种传感器固定式多焦点照相机原理图；

图6是本发明的主要功能实现方案的方框图；

图7是另一种本发明的主要功能实现方案的方框图；

图8是本发明第一种图像编码方法；

图9是本发明第二种图像编码方法。

具体实施方式

本发明的主要原理是在一次拍摄过程拍摄不同距离的被拍场景的多幅图片。根据透镜成像定律，改变透镜的焦距以及像距可以获得不同物距的拍摄场景。在实际应用中，不同物距的被拍场景通过改变镜头的焦距或者改变镜头与感光传感器的之间的距离，即像距。改变镜头的焦距从现有技术来看，由于变焦镜头已经很普及，实现起来就比较容易。改变镜头与感光传感器的之间的距离的方式可以分为移动式或者固定式。移动式是通过移动透镜或者移动感光传感器来实现的，这样，驱动机构复杂一些，但所需镜头或者传感器的数量比较少。固定式是通过在不同位置上固定多个镜头或者多个感光传感器来实现，镜头和传感器之间的具有多个距离，对于固定式，由于运动器件会大大减少，整机的成本会低很多，质量也更容易得到保证，此外，固定传感器比固定镜头更容易实现。

图2是镜头移动式多焦点照相机原理图。在拍摄照片的过程中，前后移动镜头4，并在各个位置上分别记录一幅图片并存储。在图2中，镜头42及镜头41分别是镜头4在不同位置上的示意，这样，当启动一次拍摄的时候，相机会拍摄三幅图像并存储于相机的存储器中。一般来说，相机首先在图中镜头4所示的位置上拍摄第一幅图像，然后在镜头42及镜头41所示的位置上拍摄第二幅图像。第一次拍摄的图像是主图像，后两次拍摄的图像是辅图像。这样，一次拍摄生成三幅近似图像，如果拍摄时出现了对焦不准的情况，用户可以从三幅图像中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用拍摄的三幅图像来生成一幅清晰的图像。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

如果是焦距可变镜头，也可以通过改变镜头的焦距来得到多幅图片。可变焦镜头现在已经广泛应用到照相机中了。这样，用户首先固定镜头4的焦距，拍摄第一幅图片；然后照相装置主控制器控制改变镜头的焦距，拍摄同一场景的第二幅图片；重复上一过程，直到得到设定数量的图片；最后将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中或者作为一个文件集合各自分开存储。

图3是传感器移动式多焦点照相机原理图。在拍摄照片的过程中，前后移动传感器9，并在各个位置上分别记录一幅图片并存储。在图3中，传感器92及传感器91分别是传感器9在不同位置上的示意，这样，当启动一次拍摄的时候，相机会拍摄三幅图像并存储于相机的存储器中。一般来说，相机首先在图中传感器9所示的位置上拍摄第一幅图像，然后在传感器92及传感器91所示的位置上拍摄第二幅图像。第一次拍摄的图像是主图像，后两次拍摄的图像是辅图像。这样，一次拍摄生成三幅近似图像，如果拍摄时出现了对焦不准的情况，用户可以从三幅图像中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用拍摄的三幅图像来生成一幅用户满意的清晰的图像。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

图2和图3是通过改变像距来实现同一场景多幅图片的拍摄。首先，固定像距，拍摄第一幅图片；然后，照相装置主控制器控制改变像距，拍摄同一场景的第二幅图片；重复上一步骤，直到得到设定数量的图片；最后将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中或者作为一个文件集合各自分开存储。

图4是第一种传感器固定式多焦点照相机原理图。在拍摄照片的过程中，照相机光轴上前后布置了传感器9，传感器93，传感器94，三个传感器在各个的位置上分别记录一幅图片并存储。这样，当启动一次拍摄的时候，相机会同时拍摄三幅图像并存储于相机的存储器中。一般来说，传感器9拍摄的图像是主图像，传感器93及传感器91所拍摄的图像是辅图像。这样，一次拍摄生成三幅近似图像，如果拍摄时出现了对焦不准的情况，用户可以从三幅图像中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用拍摄的三幅图像来生成一幅用户满意的清晰的图像。由于三个传感器在光路上可能会出现相互遮掩的现象，系统可以通过在光路上放置棱镜，将光线分成三路传送，然后在不同的方向上设置好传感器就可以解决。当然如果有透明的传感器，则上述问题就能解决了。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

图5是第二种传感器固定式多焦点照相机原理图。在拍摄照片的过程中，照相机光轴上前后布置了传感器9，棱镜10，传感器96，，并在各个位置上分别记录一幅图片并存储。这样，当启动一次拍摄的时候，相机会拍摄两幅图像并存储于相机的存储器中。棱镜10是为了改变光路，避免遮掩的发生，也在一定程度上方便照相机的内部零件布局设计。一般来说，传感器9拍摄的图像是主图像，传感器96所拍摄的图像是辅图像。这样，一次拍摄生成两幅近似图像，如果拍摄时出现了对焦不准的情况，用户可以从中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用拍摄的两幅图像来生成一幅用户满意的清晰的图像。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

从上面的实施例可以看出，本发明主要通过改变镜头的焦距，移动镜头、移动感光传感器、或者多个感光传感器来达到本发明的目的。实践中还可以通过上面几种方式的组合来达到本发明的目的。通过对同一场景在同一角度同一时间拍摄多幅图片来供用户选择或者利用软件重新生成用户所希望得到的清晰图片。

图6是本发明的主要功能实现方案的方框图。主控制器13控制镜头驱动单元12来控制镜头4的前后移动，其驱动机构是螺旋机构，也可以是其它能够使镜头4前后移动的任意机构。主控器13还控制数据读取单元15及数据存储单元16，用于从传感器9上读取影像数据并将其存储到数据存储装置16中。主控制器13还控制数据分析单元14，用于对传感器9得到的数据进行分析，如亮度分析、景物分析等，用于控制相机的对焦过程、曝光过程、等等。这样，通过移动镜头4在不同位置拍摄多幅图片来实现本发明的目的，与图2所示的原理相对应。如果传感器9为多个传感器而镜头4在一个位置，则可以一次拍摄多幅画面，就与图4及图5所示的原理相对应。如果镜头4可以前后移动，而且传感器9为多个传感器，则可以拍摄更多的画面，便于用户更好的选择。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

图7是另一种本发明的主要功能实现方案的方框图。主控制器13控制镜头驱动单元12来控制镜头4的前后移动，其驱动机构是螺旋机构，也可以是其它能够使镜头4前后移动的任意机构。主控器13还控制数据读取单元15及数据存储单元16，用于从传感器9上读取影像数据并将其存储到数据存储装置16中。主控制器13还控制数据分析单元14，用于对传感器9得到的数据进行分析，如亮度分析、景物分析等，用于控制相机的对焦过程、曝光过程、等等。主控制器13还控制传感器驱动单元17来移动传感器，其驱动机构可以是螺旋机构，也可以是其它能够使传感器9移动的任意机构。这样，通过移动传感器9在不同位置拍摄多幅图片来实现本发明的目的，与图3所示的原理相对应。这里所说的传感器是感光传感器，如电荷藕合器件图像传感器(CCD)，互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)，等等。

为了存储拍摄得到的多幅相似图片，第一种方法如图8所示，传感器得到的原始图像数据经过离散余弦变换或者小波变换后，然后经过量化处理，再经过熵编码后，最后打包生成图像文件。上面的熵编码方法有霍夫曼编码、算术编码、以及游程编码等多种方式供选择。由于有多幅图片，每一幅图片都经过上述处理后得到多个关联文件，用户可以从多个关联文件中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用这多个关联文件来生成一幅用户满意的清晰的图像。

第二种方法如图9所示。由于多幅图片具有相似性，分开成不同的文件来存储占用的存储空间比较大，本方法将多幅图片存储为一个文件，并利用图片之间的相似性来进行压缩存储，这样，所得到的文件占用的存储空间就比较小。对于第一幅图片，即原始图像1的处理与图7所示的方式基本相同，但对其它图片的处理则是对其与原始图像1的差值进行变换、量化、编码，最后所有图像的编码结果被打包生成一个文件，文件中包括了对每一幅图片的编码数据在该文件中所处位置的索引，这样，在打开这个文件的时候，所有这些图片都能被显示，用户可以从这些图片中选取合适的一幅作为自己的拍摄成果，也可以通过软件利用这些图片来生成一幅用户满意的清晰的图像。在本方案中，以原始图像1经过变换、逆变换后的数据作为其它图像比较的基础，原始图像1为主图像。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种照相装置，包括镜头(4)，感光传感器(9)，数据存储单元(16)，主控制器(13)，所述主控制器(13)控制感光传感器(9)，数据存储单元(16)来完成照相过程，其特征在于，在一次拍摄过程中，所述照相装置通过获得同一场景的多个焦距或者多个像距条件下的多幅图片并可分离地储存到数据存储单元(16)中。

2.如权利要求1所述的照相装置，其特征在于，所述镜头(4)为变焦镜头，所述主控制器(13)控制镜头(4)改变焦距来拍摄多个焦距条件下的多幅图片。

3.如权利要求1所述的照相装置，其特征在于，所述照相装置还包括镜头驱动单元(12)，所述主控制器(13)控制镜头驱动单元(12)移动镜头(4)来拍摄多个像距条件下的多幅图片。

4.如权利要求1所述的照相装置，其特征在于，所述照相装置还包括传感器驱动单元(12)，所述主控制器(13)控制传感器驱动单元(17)移动传感器(9)来拍摄多个像距条件下的多幅图片。

5.如权利要求1所述的照相装置，其特征在于，所述照相装置还包括位于不同像距上的多个感光传感器(9，93，94，96)，所述主控制器(13)获得所述多个感光传感器(9，93，94，96)的图像数据来拍摄多个像距条件下的多幅图片。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的照相装置，其特征在于，所述照相装置获得并存储于数据存储单元(16)的多幅图片中的任一幅图片分别存储于单独一个文件中。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的照相装置，其特征在于，所述照相装置获得并存储于数据存储单元(16)的多幅图片中的所有图片压缩存储于一个文件中。

8.如权利要求7所述的照相装置，其特征在于，所述多幅图片包括一幅主图片，所述主图片是照相装置第一次拍摄时获得的图片。

9.一种用于照相装置的拍摄方法，该方法包括：

步骤一，固定镜头的焦距，拍摄第一幅图片；

步骤二，改变镜头的焦距，拍摄同一场景的第二幅图片；

步骤三，重复步骤二，直到得到设定数量的图片；

步骤四，将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中。

10.一种用于照相装置的拍摄方法，该方法包括：

步骤一，固定像距，拍摄第一幅图片；

步骤二，改变像距，拍摄同一场景的第二幅图片；

步骤三，重复步骤二，直到得到设定数量的图片；

步骤四，将上述拍摄的同一场景的多幅图片压缩存储于一个文件中。

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