成像方法、成像裝置和終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及終端領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種成像方法、一種成像裝置和一種終端。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字圖像在獲取和傳輸過程中，經(jīng)常因?yàn)槎喾N因素受到干擾而產(chǎn)生噪聲，比如，數(shù) 字圖像獲取裝置在拍攝時的光度與傳感器的問題是產(chǎn)生圖像噪聲的重要因素之一，噪聲會 造成信號的失真從而影響對真實(shí)信號的判斷。
[0003] 在弱光環(huán)境下的獲得的圖像，由于光線弱，亮度低，系統(tǒng)需要將亮度整體放大，導(dǎo) 致噪聲也被放大，噪點(diǎn)明顯，因此需要抑制弱光拍照引入的噪聲。
[0004] 相關(guān)技術(shù)中，通常采用成像前連拍和合成等方案，來解決弱光下成像的噪聲問題， 一般預(yù)設(shè)連拍張數(shù)，一旦檢測到弱光環(huán)境下需要成像，則根據(jù)預(yù)設(shè)連拍張數(shù)對待拍攝對象 進(jìn)行連拍和合成，通過后期圖像處理技術(shù)來抑制噪聲，比如使用高斯平滑處理(對整幅圖像 進(jìn)行加權(quán)平均的過程，每個像素點(diǎn)的值，都由其本身和臨域內(nèi)的其他像素值經(jīng)過加權(quán)平均 后得到），中值濾波(將每個像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為改點(diǎn)某臨域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值 的中止)等方法。
[0005] 上述技術(shù)方案存儲諸多缺陷：
[0006] (1)根據(jù)香濃信息論，當(dāng)對圖像進(jìn)行多級處理時，每處理一次就有可能損失一部分 信息，因此使用上述處理技術(shù)成像時，由于受到數(shù)據(jù)處理定理的約束，圖像的信息量降低， 表現(xiàn)為圖片變模糊，銳度降低，清晰度下降等；
[0007] (2)未在連拍過程中考慮亮度因素對連拍張數(shù)的影響，從而嚴(yán)重影響成像質(zhì)量。 [000引因此，如何設(shè)計(jì)一種新的在弱光環(huán)境下抑制噪聲的成像方案成為亟待解決的技術(shù) 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出了一種新的成像方案，根據(jù)環(huán)境背 景亮度、預(yù)設(shè)亮度和連拍張數(shù)的對應(yīng)關(guān)系確定待拍攝對象的連拍圖像的張數(shù)，對連拍圖像 進(jìn)行降噪處理W完成成像過程，通過對多個連拍圖像進(jìn)行處理，擴(kuò)大了圖像的原始信息量， 防止了抑制噪聲過程中造成的圖像清晰度降低，實(shí)現(xiàn)了即使在弱光條件也能獲得高質(zhì)量圖 像的效果。
[0010] 有鑒于此，本發(fā)明提出了一種成像方法，包括：確定待拍攝對象的環(huán)境背景的亮 度;根據(jù)環(huán)境背景的亮度、預(yù)設(shè)的亮度和連拍張數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，確定待拍攝對象的連拍圖像 的張數(shù);對待拍攝對象的連拍圖像進(jìn)行降噪處理，W完成成像過程。
[0011] 在該技術(shù)方案中，根據(jù)環(huán)境背景亮度、預(yù)設(shè)亮度和連拍張數(shù)的對應(yīng)關(guān)系確定待拍 攝對象的連拍圖像的張數(shù)，對連拍圖像進(jìn)行降噪處理W完成成像過程，通過對多個連拍圖 像進(jìn)行處理，加大了圖像的原始信息量，防止了抑制噪聲過程中造成的圖像清晰度降低，實(shí) 現(xiàn)了即使在弱光條件也能獲得高質(zhì)量圖像的效果。
[0012] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在確定待拍攝對象的環(huán)境背景的亮度前，包括:預(yù)置 環(huán)境背景的亮度值與連拍張數(shù)為負(fù)相關(guān)關(guān)系;將負(fù)相關(guān)關(guān)系存儲為對應(yīng)關(guān)系。
[0013] 在該技術(shù)方案中，所謂負(fù)相關(guān)關(guān)系是指兩個現(xiàn)象的變化方向相反，預(yù)設(shè)環(huán)境背景 的亮度值與連拍張數(shù)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，即光線越弱，亮度放大比例就越高，噪聲就越大，需要 獲得的圖像拍攝張數(shù)就越大，圖像拍攝張數(shù)足夠多時，避免圖片信息量的損失。
[0014] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，對待拍攝對象的連拍圖像進(jìn)行降噪處理，W完成成像 過程，包括W下具體步驟:計(jì)算連拍圖像的平均噪聲功率，W完成降噪處理;根據(jù)平均噪聲 功率對連拍圖像進(jìn)行合成處理，W完成成像過程。
[0015] 在該技術(shù)方案中，假設(shè)連拍圖像的張數(shù)是N，連拍的圖像為{Pi，P2，...PnK最后獲 得的成像為P，假設(shè)Si為原始的靜態(tài)場景信息，由于連拍過程中場景保持靜止，則每個Si都是 相同的，設(shè)為s，m為合成圖像中的噪聲，n為拍照設(shè)備引入的隨機(jī)噪聲，該隨機(jī)噪聲滿足期 望值為0，方差為O 2的正態(tài)分布，O2代表方差運(yùn)個變量參數(shù)，則有：
[0019]假設(shè)合成照片中的方差為D(n)，由于方差為O2的正態(tài)分布，N在計(jì)算過程中為常 數(shù)，則有：
[0022] 即將腳長同一靜態(tài)場景的圖像疊加求平均值合成后，其噪聲功率為原來的1/N，通 過使用平均噪聲功率對連拍圖像進(jìn)行合成處理，有效的抑制了由于環(huán)境背景因素造成的較 大噪聲，從而獲得成像質(zhì)量較好的最終圖像。
[0023] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在確定待拍攝對象的環(huán)境背景的亮度前，還包括:采 集待拍攝對象的參考照片。
[0024] 在該技術(shù)方案中，通過采集待拍攝對象的參考照片，根據(jù)拍攝現(xiàn)場環(huán)境的亮度自 適應(yīng)，進(jìn)一步地優(yōu)化了弱光環(huán)境下的成像質(zhì)量。
[0025] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)環(huán)境背景的亮度、預(yù)設(shè)的亮度和連拍張數(shù)的對應(yīng) 關(guān)系，確定待拍攝對象的連拍圖像的張數(shù)，包括W下具體步驟:確定參考照片的平均亮度值 和參考照片的灰度中值;確定W灰度中值作為分子，且W平均亮度值作為分母的分?jǐn)?shù)，并對 分?jǐn)?shù)進(jìn)行取整處理，W確定取整處理的結(jié)果作為待拍攝對象的連拍圖像的張數(shù)。
[0026] 在該技術(shù)方案中，提供了又一種確定連拍圖像張數(shù)N的方案，連拍前先拍一張未經(jīng) 處理的照片作為參考，并計(jì)算平均亮度值L，使用公式N=[M/L]，"[M/L]"表示對M/L的取整 運(yùn)算，M為照片灰度級數(shù)的1/2，比如，當(dāng)灰度范圍為0~255時，M= 128 ,L= 12，則連拍張數(shù)N = 11，因?yàn)榕恼障到y(tǒng)通常將弱光圖片調(diào)亮的倍數(shù)是M/L，導(dǎo)致噪聲被放大的倍數(shù)也是M/L，所 W需要連拍[M/L]次，將噪聲抑制到原來水平，從而避免了成像時噪聲放大等干擾。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明第二方面，還提出了一種成像裝置，包括:確定單元，用于確定待拍攝 對象的環(huán)境背景的亮度;確定單元還用于:根據(jù)環(huán)境背景的亮度、預(yù)設(shè)的亮度和連拍張數(shù)的 對應(yīng)關(guān)系，確定待拍攝對象的連拍圖像的張數(shù);成像裝置還包括:降噪單元，用于對待拍攝 對象的連拍圖像進(jìn)行降噪處理，W完成成像過程。
[0028] 在該技術(shù)方案中，根據(jù)環(huán)境背景亮度、預(yù)設(shè)亮度和連拍張數(shù)的對應(yīng)關(guān)系確定待拍 攝對象的連拍圖像的張數(shù)，對連拍圖像進(jìn)行降噪處理W完成成像過程，通過對多個連拍圖 像進(jìn)行處理，加大了圖像的原始信息量，防止了抑制噪聲過程中造成的圖像清晰度降低，實(shí) 現(xiàn)了即使在弱光條件也能獲得高質(zhì)量圖像的效果。
[0029] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括:預(yù)置單元，用于預(yù)置環(huán)境背景的亮度值與連 拍張數(shù)為負(fù)相關(guān)關(guān)系;存儲單元，用于將負(fù)相關(guān)關(guān)系存儲為對應(yīng)關(guān)系。
[0030] 在該技術(shù)方案中，所謂負(fù)相關(guān)關(guān)系是指兩個現(xiàn)象的變化方向相反，預(yù)設(shè)環(huán)境背景 的亮度值與連拍張數(shù)為負(fù)相關(guān)關(guān)系，即光線越弱，亮度放大比例就越高，噪聲就越大，需要 獲得的圖像拍攝張數(shù)就越大，圖像拍攝張數(shù)足夠多時，避免圖片信息量的損失。
[0031] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，還包括:計(jì)算單元，用于計(jì)算連拍圖像的平均噪聲功 率，W完成降噪處理;合成單元，用于根據(jù)平均噪聲功率對連拍圖像進(jìn)行合成處理，W完成 成像過程。
[0032] 在該技術(shù)方案中，假設(shè)連拍圖像的張數(shù)是N，連拍的圖像為{Pi，P2，...PnK最后獲 得的成像為P，假設(shè)Si為原始的靜態(tài)場景信息，由于連拍過程中場景保持靜止，則每個Si都是 相同的，設(shè)為s，m為合成圖像中的噪聲，n為拍照設(shè)備引入的隨機(jī)噪聲，該隨機(jī)噪聲滿足期 望值為0，方差為O 2的正態(tài)分布，O2代表方差運(yùn)個變量參數(shù)，則有：
[0036]假設(shè)合成照片中的方差為D(n)，由于方差為O2的正態(tài)分布，N在計(jì)算過程中為常 數(shù)，則有：
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