CN105187722A - 景深调节方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种景深调节方法、装置及终端，所述方法包括：对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。实施本发明的有益效果是，实现用户对景深的自定义控制，控制清晰成像的范围；可用于拍出更多个性化的照片特效，如背景虚化、前后景清晰等，更加人性化，可玩性更强，极大提高用户的拍摄体验。

Description

景深调节方法、装置及终端

技术领域

本发明涉及图像拍摄领域，更具体地说，涉及一种景深调节方法、装置及终端。

背景技术

利用手机照相机拍摄图像越来越受到用户的喜爱。但是由于拍摄时存在景深，使得获得的图像不会完全清晰。物体只有位于照相机的对焦点前后的一段有限距离内，才能在成像面上清晰成像，这段能成清晰像的距离就是景深。

而景深由镜头焦距、光圈值和拍摄距离三个因素决定。对于手机照相机，由于硬件限制，其光圈和焦距固定，若要改变景深，只能通过改变拍摄距离。但是这种景深的改变，是通过改变对焦点实现的，其能够清晰成像的距离实际并未被改变，得到的图像只有在对焦点前后的一段有限距离内是清晰的。

因此，采用现有的手机照相机对目标物进行拍摄时，合焦后景深即为固定，用户无法对景深进行调整(例如，增大或减少)，以增大或减小清晰成像的距离。

因此，现有技术的手机照相机景深固定，无法满足摄影爱好者的需求，不够人性化，影响用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述景深固定影响用户体验的缺陷，提供一种景深调节方法、装置及终端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，提供一种景深调节方法，包括：

对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；

若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；

将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

其中，所述方法还包括：设置预设景深范围。

其中，所述方法包括：

若当前景深范围小于预设景深范围，则在前景深方向和/或后景深方向进行对焦，采集多张前后景图片；

根据预设景深范围，将采集的基础图片和后景图片进行叠加，用前后景图片中对焦清晰部分替换基础图片中对焦模的部分，以得到预设景深范围的图片。

其中，叠加时，将基础图片中处于预设景深范围内的对焦模糊部分由前后景图片中对焦清晰的相同部分替换。

其中，所述方法包括：

若当前景深范围大于预设景深范围，则在前景深方向和/或后景深方向进行对焦，采集多张前后景图片；

根据预设景深范围，将采集的基础图片和后景图片进行叠加，用前后景图片中对焦模糊部分替换基础图片中对焦清晰部分，以得到预设景深范围的图片。

其中，叠加时，基础图片中，除预设景深范围外，其它对焦清晰的部分由对焦模糊的部分替换。

其中，所述方法包括：

若当前景深范围与预设景深范围不一致，则计算预设景深范围和当前景深范围的差值；

获取所述差值与当前景深范围的比值，采集的所述前后景图片的张数大于或等于所述比值。

第二方面，提供一种景深调节装置，包括：

第一图片采集装置，用于对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；

第二图片采集装置，用于若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；

合成装置，用于将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

其中，若当前景深范围与预设景深范围不一致，则所述第二图片采集装置还用于计算预设景深范围和当前景深范围的差值；获取所述差值与当前景深范围的比值，采集的所述前后景图片的张数大于或等于所述比值。

第三方面，提供一种终端，包括上述的景深调节装置。

实施本发明的景深调节方法、装置及终端，具有以下有益效果：实现用户对景深的自定义控制，控制清晰成像的范围；可用于拍出更多个性化的照片特效，如背景虚化、前后景清晰等，更加人性化，可玩性更强，极大提高用户的拍摄体验。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的景深调节方法的流程图；

图2是本发明实施例的目标物对焦示意图；

图3是本发明实施例的景深范围计算示意图；

图4是本发明实施例的景深范围示意图；

图5是本发明实施例的扩大景深范围的示意图；

图6是本发明实施例的调小景深范围的示意图；

图7是本发明实施例的在目标物的后景深方向对焦采集图片的示意图；

图8是将图2和图7的图片进行叠加后得到的景深扩大的图片的示意图；

图9是本发明实施例获得前后清晰的图片的示意图；

图10是本发明实施例的景深调节装置的结构框图；

图11是本发明实施例的终端的相机的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例的景深调节方法、装置及终端，解决了现有的终端景深固定，无法满足用户需求的缺陷，取得了景深的自定义控制，清晰成像范围控制，极大提高用户的拍摄体验的技术效果。

本发明实施例的景深调节方法、装置及终端解决上述技术问题的整体思路为：当预设景深范围与实际拍摄的景深范围不一致时，在目标物的前景深方向和/或后景深方向上进行对焦采集多张图片，并将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深方位的图片，实现景深的自定义控制和清晰成像范围的控制。

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

参见图1为本发明实施例的景深调节方法的流程图。本发明实施例的景深调节方法包括以下步骤：

S1、对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围。

在该步骤之前，用户可通过终端的触摸屏、键盘等对期望的景深范围进行预先自定义设置。例如，可将景深范围设置为100mm，则拍摄得到的基础图片在100mm范围内为清晰图像。

参见图2，对目标物10进行对焦，合焦后，对焦点10落于目标物10上，由此，采集到得包含目标物10的基础图片100。基础图片100的当前景深范围通过下式(1)-(3)计算得出。

${\mathrm{\ΔL}}_1=\frac{F\×\mathrm{\σ}\×L^2}{f^2+F\×\mathrm{\σ}\×L}---\left(1\right)$

${\mathrm{\ΔL}}_2=\frac{F\×\mathrm{\σ}\×L^2}{f^2-F\×\mathrm{\σ}\×L}---\left(2\right)$

$\mathrm{\Δ}L={\mathrm{\ΔL}}_1+{\mathrm{\ΔL}}_2=\frac{2\×f^2\×F\×\mathrm{\σ}\×L^2}{f^4-F^2\×{\mathrm{\σ}}^2\×L^2}---\left(3\right)$

其中，结合图3所示，式中σ为弥散圆直径，f为镜头焦距，F为镜头拍摄时的光圈值，L为拍摄距离，ΔL₁为前景深，ΔL₂为后景深，ΔL为景深。

在本发明的实施例中，可通过点对焦、加权平均对焦等方法进行自动对焦，也可由用户进行手动对焦。进行手动对焦时，可通过将对焦点移动至目标物实现，例如，对于带有触摸功能的终端，用户通过拖动对焦点10使其落于目标物上可实现手动对焦。图2所示的图中，若通过手动对焦，对焦点20可被拖动到树、长方体或房体处。

S2、若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片。

具体的，参见图4，将步骤S1中计算得到当前景深与用户预设的预设景深进行比较，若两者不一致，则在目标物10的前景深方向、后景深方向上进行对焦，采集多张图片。在前景深方向和后景深方向上对焦采集图片时，拍摄距离L保持不变，仅改变对焦点20的位置(即图像采集装置，例如，终端的位置应保持不变)。

采集图片的数量由当前景深范围和预设景深范围的差值决定。具体的，计算预设景深范围和当前景深范围的差值，并将差值与固定景深范围相比获得一比值。采集图片的张数大于或等于该比值(若该比值不为整数，则取整数值)。例如，若预设景深范围为100mm，而当前景深范围为50mm，则两者的差值为50mm，比值为1，则至少需要采集1张前景图片或后景图片；若当前景深范围为40，则差值为60，比值为1.5，则至少需要采集2张前景图片和/或后景图片。

采集前景图片或后景图片，可根据实际情况进行设定，只需保证后续进行叠加后，可获得预设景深范围的图片即可。

S3、将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

若预设景深范围Ly大于当前景深Ls范围，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行多次连续对焦，采集多张图片。采集图片的张数通过上述步骤确定。参见图5，分别在目标物(树)的前景深方向和后景深方向进行对焦，采集了两张图片。图中的阴影部分代表模糊部分，其余为清晰部分。应理解，终端的景深范围受硬件限制，不可调节，因此，在前景深方向和后景深方向上对焦拍摄时，其景深范围Ls2和Ls1与Ls是相等的。

具体的，叠加时，将基础图片中处于预设景深范围内的对焦模糊部分由前后景图片中对焦清晰的相同部分替换。即当预设景深范围大于当前景深范围时，在叠加时，以基础图片(图5中的第一幅图像)作为初始帧，叠加不同对焦位置的同一部分(即以目标物为中心进行叠加)，用对焦清晰部分替换模糊部分，得到更大的景深范围(即预设景深范围Ly)。

若预设景深范围Ly小于当前景深Ls范围，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行多次连续对焦，采集多张图片。采集图片的张数通过上述步骤确定。参见图6，分别在目标物(树)的前景深方向和后景深方向进行对焦，采集了两张图片。图中的阴影部分代表模糊部分，其余为清晰部分。应理解，终端的景深范围受硬件限制，不可调节，因此，在前景深方向和后景深方向上对焦拍摄时，其景深范围Ls2和Ls1与Ls是相等的。

具体的，叠加时，基础图片中，除预设景深范围外，其它对焦清晰的部分由对焦模糊的部分替换。即当预设景深范围Ly小于当前景深范围Ls时，在叠加时，以基础图片(图6中的第一幅图像)作为初始帧，叠加不同对焦位置的同一部分(即以目标物为中心进行叠加)，用对焦模糊部分替换清晰部分，得到更小的景深范围(即预设景深范围Ly)。

参见图7和图8，并结合图2，本发明实施例的景深调节方法，通过将基础图片100和前后景深图片(图7所示的以长方体为对焦点采集到得图片)进行叠加，可将基础图片100的景深扩大，得到图8所示图片。图8中景深扩大，树及长方体均为清晰部分。此外，若将对焦点落于房体上，则还可获得图9所示的前后景清晰的图片。

本发明实施例的景深调节方法，可实现用户对景深的自定义控制，控制清晰成像的范围；可用于拍出更多个性化的照片特效，如背景虚化、前后景清晰等，更加人性化，可玩性更强，极大提高用户的拍摄体验。

参见图10，本发明实施例还提供一种景深调节装置，包括：

第一图片采集装置501：用于对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围。

可通过点对焦、加权平均对焦等方法进行自动对焦，或用户可手动进行对焦(例如，可通过点击取景框中某个物体进行手动对焦)。合焦后，根据上述式(1)-(3)计算当前景深范围。

第二图片采集装置502：用于若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片。

第二图片采集装置502比较当前景深范围和用户预设景深范围的差异，用户预设景深范围较当前景深范围大或小，则在目标物(被摄主体)前后景深方向进行连续对焦(可通过连续推动摄像头马达进行对焦)，采集多张图片。应理解，采集图片的张数以合成装置进行图片叠加后得到的景深范围达到用户预设景深范围为准。具体的，若当前景深范围与预设景深范围不一致，则计算预设景深范围和当前景深范围的差值；获取所述差值与当前景深范围的比值，采集的所述前后景图片的张数大于或等于所述比值。

合成装置503：用于将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

对采集的多帧图片进行叠加处理：以基础图片(原始合焦帧)为初始帧，叠加前后对焦位置的同一部分，用对焦清晰的部分，替换模糊的部分，得到更大的景深范围；若用户预设景深范围较当前景深范围小，则反之用模糊的部分，替换对焦清晰的部分，得到更小的景深范围。

应理解，本发明实施例的景深调节装置和上述景深调节方法是相对应的，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种终端，该终端包括相机、显示屏、输入模块等，还包括上述所述的景深调节装置。参见图11是本发明的一个实施方式的相机的主要电气结构的框图。其中，摄影镜头101由用于形成被摄体像的多个光学镜头构成。在摄影镜头101的光轴上、由摄影镜头101形成被摄体像的位置附近配置有摄像元件102。摄像元件102发挥作为对被摄体像摄像并取得摄像图像数据的摄像部的功能。在摄像元件102上二维地呈矩阵状配置有构成各像素的光电二极管。各光电二极管产生与受光量对应的光电转换电流，该光电转换电流由与各光电二极管连接的电容器进行电荷蓄积。各像素的前表面配置有拜耳排列的RGB滤色器。

摄像元件102与摄像电路103连接，该摄像电路103在摄像元件102中进行电荷蓄积控制和图像信号读出控制，对该读出的图像信号(模拟图像信号)降低重置噪声后进行波形整形，进而进行增益提高等以成为适当的信号电平。

摄像电路103与A/D转换部104连接，该A/D转换部104对模拟图像信号进行模数转换，向总线199输出数字图像信号(以下称之为图像数据)。

总线199是用于传送在相机的内部读出或生成的各种数据的传送路径。在总线199连接着上述A/D转换部104，此外还连接着图像处理器105、JPEG处理器106、微型计算机107、SDRAM(SynchronousDRAM)108、存储器接口(以下称之为存储器I/F)109、LCD(液晶显示器：LiquidCrystalDisplay)驱动器110。

图像处理器105对基于摄像元件102的输出的图像数据进行OB相减处理、白平衡调整、颜色矩阵运算、伽马转换、色差信号处理、噪声去除处理、同时化处理、边缘处理等各种图像处理。

JPEG处理器106在将图像数据记录于记录介质115时，按照JPEG压缩方式压缩从SDRAM108读出的图像数据。此外，JPEG处理器106为了进行图像再现显示而进行JPEG图像数据的解压缩。进行解压缩时，读出记录在记录介质115中的文件，在JPEG处理器106中实施了解压缩处理后，将解压缩的图像数据暂时存储于SDRAM108中并在LCD116上进行显示。另外，在本实施方式中，作为图像压缩解压缩方式采用的是JPEG方式，然而压缩解压缩方式不限于此，当然可以采用MPEG、TIFF、H.264等其他的压缩解压缩方式。

输入模块400包括但不限于实体按键或者触摸输入屏等。

闪存114存储用于执行微型计算机107的各种处理序列的程序。微型计算机107根据该程序进行相机整体的控制。此外，闪存114存储相机的各种调整值，微型计算机107读出调整值，按照该调整值进行相机的控制。

SDRAM108是用于对图像数据等进行暂时存储的可电改写的易失性存储器。该SDRAM108暂时存储从A/D转换部104输出的图像数据和在图像处理器105、JPEG处理器106等中进行了处理后的图像数据。

存储器接口109与记录介质115连接，进行将图像数据和附加在图像数据中的文件头等数据写入记录介质115和从记录介质115中读出的控制。记录介质115例如为能够在相机主体上自由拆装的存储器卡等记录介质，然而不限于此，也可以是内置在相机主体中的硬盘等。

LCD驱动器110与LCD116连接，将由图像处理器105处理后的图像数据存储于SDRAM，需要显示时，读取SDRAM存储的图像数据并在LCD116上显示，或者，JPEG处理器106压缩过的图像数据存储于SDRAM，在需要显示时，JPEG处理器106读取SDRAM的压缩过的图像数据，再进行解压缩，将解压缩后的图像数据通过LCD116进行显示。

LCD116配置在相机主体的背面等上，进行图像显示。该LCD116设有检测用户的触摸操作的触摸面板。另外，作为显示部，在本实施方式中配置的是液晶表示面板(LCD116)，然而不限于此，也可以采用有机EL等各种显示面板。

微型计算机107发挥作为该相机整体的控制部的功能，统一控制相机的各种处理序列。微型计算机107连接着输入模块400和闪存114。

用户通过输入模块400，自定义设置拍照时所需的景深范围。拍照开始时，对摄像头取景框中的目标物进行对焦。

所述微型计算机107可通过执行程序控制本实施例中装置执行下列操作：控制摄像元件102、摄像头101对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；若当前景深范围和预设景深范围不一致，则控制摄像元件102和摄像头101在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

实施本发明的景深调节方法、装置及终端，可实现用户对景深的自定义控制，控制清晰成像的范围；可用于拍出更多个性化的照片特效，如背景虚化、前后景清晰等，更加人性化，可玩性更强，极大提高用户的拍摄体验。

流程图中或在本发明的实施例中以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所述技术领域的技术人员所理解。

本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到移动终端或计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后实现特定功能：a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种景深调节方法，其特征在于，包括：

对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；

若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；

将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

2.根据权利要求1所述的景深调节方法，其特征在于，所述方法还包括：设置预设景深范围。

3.根据权利要求1所述的景深调节方法，其特征在于，所述方法包括：

若当前景深范围小于预设景深范围，则在前景深方向和/或后景深方向进行对焦，采集多张前后景图片；

根据预设景深范围，将采集的基础图片和后景图片进行叠加，用前后景图片中对焦清晰部分替换基础图片中对焦模的部分，以得到预设景深范围的图片。

4.根据权利要求3所述的景深调节方法，其特征在于，叠加时，将基础图片中处于预设景深范围内的对焦模糊部分由前后景图片中对焦清晰的相同部分替换。

5.根据权利要求1所述的景深调节方法，其特征在于，所述方法包括：

若当前景深范围大于预设景深范围，则在前景深方向和/或后景深方向进行对焦，采集多张前后景图片；

根据预设景深范围，将采集的基础图片和后景图片进行叠加，用前后景图片中对焦模糊部分替换基础图片中对焦清晰部分，以得到预设景深范围的图片。

6.根据权利要求5所述的景深调节方法，其特征在于，叠加时，基础图片中，除预设景深范围外，其它对焦清晰的部分由对焦模糊的部分替换。

7.根据权利要求1所述的景深调节方法，其特征在于，所述方法包括：

若当前景深范围与预设景深范围不一致，则计算预设景深范围和当前景深范围的差值；

获取所述差值与当前景深范围的比值，采集的所述前后景图片的张数大于或等于所述比值。

8.一种景深调节装置，其特征在于，包括：

第一图片采集装置，用于对目标物进行对焦，采集一基础图片并计算当前景深范围；

第二图片采集装置，用于若当前景深范围和预设景深范围不一致，则在目标物的前景深方向和/或后景深方向进行对焦，以采集多张图片；

合成装置，用于将采集的多张图片进行叠加，用对焦清晰的部分替换模糊的部分或用对焦模糊的部分替换对焦清晰的部分，以得到预设景深范围的图片。

9.根据权利要求8所述的景深调节装置，其特征在于，若当前景深范围与预设景深范围不一致，则所述第二图片采集装置还用于计算预设景深范围和当前景深范围的差值；获取所述差值与当前景深范围的比值，采集的所述前后景图片的张数大于或等于所述比值。

10.一种终端，其特征在于，包括权利要求8-9任一项所述的景深调节装置。