專(zhuān)利名稱(chēng)：一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置。
背景技術(shù)：
移動(dòng)終端攝像頭的曝光時(shí)間和拍攝物體的速度成反比，而在拍攝過(guò)程中，光的采 集和均衡都需要時(shí)間，曝光時(shí)間不可能減少到很短，所以，在曝光時(shí)間內(nèi)，受外界各種因素 的影響，移動(dòng)終端攝像頭通常會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，而抖動(dòng)會(huì)對(duì)拍攝效果造成很?chē)?yán)重的影響，但在一 個(gè)微小的時(shí)間片(如攝像頭的曝光時(shí)間)內(nèi)，可以認(rèn)為移動(dòng)終端攝像頭的運(yùn)動(dòng)方向是單一 的。如圖1所示，在攝像頭的曝光時(shí)間內(nèi)，攝像頭發(fā)生抖動(dòng)會(huì)造成多幅圖像在一個(gè)方向上 的疊加，如圖1所示，其為在微小時(shí)間片上(即攝像頭的曝光時(shí)間)，攝像頭所捕獲的圖像， 從視覺(jué)效果來(lái)看就是拖影，其中，攝像頭的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榉ň€(xiàn)方向，與法線(xiàn)方向相垂直的方向 即為切線(xiàn)方向，由圖1可以看出，攝像頭實(shí)際拍攝到的帶有拖影的圖片，是一組圖像在法線(xiàn) 方向(運(yùn)動(dòng)方向)上的疊加，S卩攝像頭抖動(dòng)對(duì)圖片的影響是法線(xiàn)方向上的一個(gè)均衡化，而 在切線(xiàn)方向上仍然是圖像的原貌?，F(xiàn)有的防抖技術(shù)主要有自然防抖技術(shù)，比如調(diào)高國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (International Standardization Organization, ISO)的感光度來(lái)提高快門(mén)速度；光學(xué)防 抖技術(shù)，比如利用特殊的鏡頭或者電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)的結(jié)構(gòu)， 可以通過(guò)這些防抖技術(shù)最大程度地降低操作者在使用過(guò)程中由于抖動(dòng)造成的影響等。但 是，這些防抖技術(shù)對(duì)硬件要求過(guò)高，且易受空間、機(jī)械結(jié)構(gòu)等因素的限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置， 實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)終端攝像頭的防抖功能的優(yōu)化。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法，所述方法包括下述步驟獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向及所述運(yùn)動(dòng)方向上的加速度；利用所述加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移量，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向和所 述偏移量，獲取用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣；用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波，并保存濾波后的圖像。其中，所述獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)楂@取攝像頭在拍攝過(guò)程中運(yùn) 動(dòng)方向與所述攝像頭拍攝平面的夾角α。進(jìn)一步地，所述利用所述加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移量為根據(jù)所述加速度，計(jì)算所述攝像頭曝光時(shí)間內(nèi)的初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)的位 移；計(jì)算所述位移在所述攝像頭拍攝平面的投影，并將所述投影除以所述攝像頭的像素顆 粒尺寸，得到所述攝像頭在拍攝平面的偏移量。進(jìn)一步地，所述根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向和所述偏移量，獲取用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣為根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向確定所需矩陣的方向，根據(jù)所述偏移量確定所需矩陣的階數(shù)；從預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣中選取與所述所需矩陣的方向及結(jié)束相匹配的濾波矩陣。進(jìn)一步地，所述預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣的構(gòu)造方法包括確定所述濾波矩陣的方向及階數(shù)根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在所述方向上的胞格的值，并將所 述濾波矩陣其他胞格的值設(shè)置為0。其中，所述濾波矩陣的階數(shù)為大于或等于3的奇數(shù)；所述濾波矩陣的方向通過(guò)過(guò) 矩陣中心的直線(xiàn)與水平方向的夾角α表征。進(jìn)一步地，所述根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在其方向上的胞格 的值為將所述濾波矩陣的方向α及在其方向上的胞格對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代入 (^[| -0^31^/>0|]><‘2+/計(jì)算，其中所述濾波矩陣在其方向上的胞格指與所述直線(xiàn) 相鄰及被所述直線(xiàn)穿過(guò)的胞格；將計(jì)算得到的結(jié)果作為橫坐標(biāo)，查詢(xún)所述濾波曲線(xiàn)，將所述橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo) 作為所述胞格的值。進(jìn)一步地，所述用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波為將所述濾波矩陣與所述 圖像的矩陣進(jìn)行卷積，并將卷積得到的矩陣各胞格的值除以所述濾波矩陣各胞格值的和。一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖裝置，所述裝置包括傳感器及圖像處理單元；其中，傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向和加速度；圖像處理單元，用于利用所述傳感器獲取的加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的 偏移量，并根據(jù)傳感器獲取的運(yùn)動(dòng)方向和所述偏移量，獲取用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行 濾波的濾波矩陣；用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波，并保存濾波后的圖像。進(jìn)一步地，所述傳感器進(jìn)一步包括方向傳感器和重力傳感器；其中，方向傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向與所述攝像頭拍攝平面的夾 角ct ；重力傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝結(jié)束瞬間的運(yùn)動(dòng)方向上的加速度。進(jìn)一步地，所述圖像處理單元包括濾波矩陣獲取模塊，用于根據(jù)所述加速度，計(jì)算所述攝像頭曝光時(shí)間內(nèi)的初速度 為0的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移；計(jì)算所述位移在所述攝像頭拍攝平面的投影，并將所述投影除 以所述攝像頭的像素顆粒尺寸，得到所述攝像頭在拍攝平面的偏移量；根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向 確定所需矩陣的方向，根據(jù)所述偏移量確定所需矩陣的階數(shù)；從預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣中獲 取與所需矩陣的方向及階數(shù)相匹配的濾波矩陣。進(jìn)一步地，所述裝置還包括濾波矩陣構(gòu)造單元，用于構(gòu)造所述濾波矩陣；所述濾波矩陣構(gòu)造單元進(jìn)一步包括確定模塊，用于確定所述濾波矩陣的方向及階數(shù)；計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在所述確定模塊確 定的方向上的胞格的值，并將其他胞格的值設(shè)為0。進(jìn)一步地，所述確定模塊確定的濾波矩陣的階數(shù)為大于或等于3的奇數(shù)；確定的濾波矩陣的方向通過(guò)過(guò)矩陣中心的直線(xiàn)與水平方向的夾角α表征；所述計(jì)算模塊，具體用于將所述濾波矩陣的方向α及在其方向上的胞格對(duì)應(yīng)的 坐標(biāo)代入0^[| -&1"他]^/力|]><‘2+/計(jì)算；將計(jì)算得到的結(jié)果作為橫坐標(biāo)，查詢(xún)所述 濾波曲線(xiàn)，將所述橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)作為所述胞格的值，其中所述濾波矩陣在其方向上 的胞格指與所述直線(xiàn)相鄰及被所述直線(xiàn)穿過(guò)的胞格。進(jìn)一步地，所述圖像處理單元還包括濾波模塊，用于將所述濾波矩陣獲取模塊選 擇的濾波矩陣與所述圖像的矩陣進(jìn)行卷積，并將卷積得到的矩陣各胞格的值除以所述濾波 矩陣各胞格值的和，得到濾波后的圖像矩陣，并進(jìn)行保存。本發(fā)明所提供的移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置，通過(guò)構(gòu)造濾波矩陣，有針對(duì) 性地對(duì)圖像矩陣的法線(xiàn)方向上進(jìn)行圖像的增強(qiáng)，如此，能有效去除圖像因?yàn)閿z像頭抖動(dòng)而 產(chǎn)生的噪聲，很好地優(yōu)化移動(dòng)終端攝像頭的防抖功能，并且更易于實(shí)現(xiàn)。


圖1為微小時(shí)間片內(nèi)移動(dòng)終端攝像頭抖動(dòng)所捕獲圖像的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的濾波矩陣的構(gòu)造方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的高通濾波曲線(xiàn)的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)終端攝像頭防抖方法的流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的空間直角坐標(biāo)系示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)終端攝像頭防抖裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的基本思想為獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向和加速度，并根據(jù)獲 取的加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移量；根據(jù)獲取的運(yùn)動(dòng)方向和偏移量選擇用于 對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣；用所選擇的濾波矩陣對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行濾波， 并保存濾波后的圖像。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下舉實(shí)施例并參照附圖，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖2示出了濾波矩陣的構(gòu)造方法的流程，如圖2所示，所述方法包括下述步驟步驟S201，確定所要構(gòu)造的濾波矩陣的方向及階數(shù)；本步驟中，濾波矩陣的階數(shù)一般為大于或等于3的奇數(shù)，濾波矩陣的方向通過(guò)過(guò) 矩陣中心的直線(xiàn)與水平方向的夾角α表征。具體地，濾波矩陣的方向可以以10°為間隔，在0° 180°確定18個(gè)濾波矩陣的 方向，在各個(gè)方向上進(jìn)行不同階數(shù)的濾波矩陣的構(gòu)造。其中，10°的間隔也可以根據(jù)所需圖 像濾波的精度進(jìn)行確定，當(dāng)需要對(duì)圖像濾波的精度越高，則間隔可以設(shè)置的越小，各個(gè)方向 的濾波矩陣的階數(shù)一般可以選擇3、5、7和9。步驟S202，根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在其方向上的胞格的值， 其他胞格的值為0。本步驟中，所述濾波矩陣在其方向上的胞格是指與步驟S201中過(guò)濾波矩陣中心， 且與水平方向夾角為α的直線(xiàn)相鄰及被前述直線(xiàn)穿過(guò)的胞格；另外，濾波矩陣的每個(gè)胞格對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)，其中心的坐標(biāo)為(0，0)，各個(gè)胞格的坐標(biāo)確定可具體參閱表1所示7階矩陣 的例子。具體地，將所述濾波矩陣在其方向上的胞格對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)帶入 cos[|a-arctan(x/j;)|]xVx2+/進(jìn)行計(jì)算；將計(jì)算得到的結(jié)果作為橫坐標(biāo)，查詢(xún)所述濾波
曲線(xiàn)，得到所述橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，所述縱坐標(biāo)即為所述胞格的值。下面以7階30°的濾波矩陣為例進(jìn)行說(shuō)明，參照下表1 :
權(quán)利要求
一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向及所述運(yùn)動(dòng)方向上的加速度；利用所述加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移量，并根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向和所述偏移量，獲取用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣；用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波，并保存濾波后的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方 向?yàn)楂@取攝像頭在拍攝過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向與所述攝像頭拍攝平面的夾角α。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述加速度計(jì)算所述攝像頭在 拍攝平面的偏移量為根據(jù)所述加速度，計(jì)算所述攝像頭曝光時(shí)間內(nèi)的初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移；計(jì) 算所述位移在所述攝像頭拍攝平面的投影，并將所述投影除以所述攝像頭的像素顆粒尺 寸，得到所述攝像頭在拍攝平面的偏移量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向和所述偏移量，獲取用 于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣為根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向確定所需矩陣的方向，根據(jù)所述偏移量確定所需矩陣的階數(shù)； 從預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣中選取與所述所需矩陣的方向及結(jié)束相匹配的濾波矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣的構(gòu)造方法包括確定所述濾波矩陣的方向及階數(shù)根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在所述方向上的胞格的值，并將所述濾 波矩陣其他胞格的值設(shè)置為0。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述濾波矩陣的階數(shù)為大于或等于3的奇 數(shù)；所述濾波矩陣的方向通過(guò)過(guò)矩陣中心的直線(xiàn)與水平方向的夾角α表征。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述 濾波矩陣在其方向上的胞格的值為將所述濾波矩陣的方向α及在其方向上的胞格對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代入C0S[|a-arctanO/Wllx^/x2+/計(jì)算，其中所述濾波矩陣在其方向上的胞格指與所述直線(xiàn) 相鄰及被所述直線(xiàn)穿過(guò)的胞格；將計(jì)算得到的結(jié)果作為橫坐標(biāo)，查詢(xún)所述濾波曲線(xiàn)，將所述橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)作為 所述胞格的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾 波為將所述濾波矩陣與所述圖像的矩陣進(jìn)行卷積，并將卷積得到的矩陣各胞格的值除以 所述濾波矩陣各胞格值的和。
9.一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖裝置，其特征在于，所述裝置包括傳感器及圖像處理 單元；其中，傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向和加速度； 圖像處理單元，用于利用所述傳感器獲取的加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移 量，并根據(jù)傳感器獲取的運(yùn)動(dòng)方向和所述偏移量，獲取用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣；用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波，并保存濾波后的圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述傳感器進(jìn)一步包括方向傳感器和 重力傳感器；其中，方向傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向與所述攝像頭拍攝平面的夾角α ；重力傳感器，用于獲取攝像頭在拍攝結(jié)束瞬間的運(yùn)動(dòng)方向上的加速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述圖像處理單元包括 濾波矩陣獲取模塊，用于根據(jù)所述加速度，計(jì)算所述攝像頭曝光時(shí)間內(nèi)的初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)的位移；計(jì)算所述位移在所述攝像頭拍攝平面的投影，并將所述投影除以所 述攝像頭的像素顆粒尺寸，得到所述攝像頭在拍攝平面的偏移量；根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向確定 所需矩陣的方向，根據(jù)所述偏移量確定所需矩陣的階數(shù)；從預(yù)先存儲(chǔ)的濾波矩陣中獲取與 所需矩陣的方向及階數(shù)相匹配的濾波矩陣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括濾波矩陣構(gòu)造單元， 用于構(gòu)造所述濾波矩陣；所述濾波矩陣構(gòu)造單元進(jìn)一步包括確定模塊，用于確定所述濾波矩陣的方向及階數(shù)；計(jì)算模塊，用于根據(jù)預(yù)先選定的濾波曲線(xiàn)，計(jì)算所述濾波矩陣在所述確定模塊確定的 方向上的胞格的值，并將其他胞格的值設(shè)為0。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊確定的濾波矩陣的階數(shù) 為大于或等于3的奇數(shù)；確定的濾波矩陣的方向通過(guò)過(guò)矩陣中心的直線(xiàn)與水平方向的夾角 α表征；所述計(jì)算模塊，具體用于將所述濾波矩陣的方向α及在其方向上的胞格對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代入COS[|a-arctan(x/j0|]xV777計(jì)算；將計(jì)算得到的結(jié)果作為橫坐標(biāo)，查詢(xún)所述濾波曲線(xiàn)，將所述橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)作為所述胞格的值，其中所述濾波矩陣在其方向上的胞 格指與所述直線(xiàn)相鄰及被所述直線(xiàn)穿過(guò)的胞格。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述圖像處理單元還包括濾波模塊， 用于將所述濾波矩陣獲取模塊選擇的濾波矩陣與所述圖像的矩陣進(jìn)行卷積，并將卷積得到 的矩陣各胞格的值除以所述濾波矩陣各胞格值的和，得到濾波后的圖像矩陣，并進(jìn)行保存。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置，所述方法包括下述步驟獲取攝像頭在拍攝過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方向和加速度，并根據(jù)所述加速度計(jì)算所述攝像頭在拍攝平面的偏移量；根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)方向和偏移量選擇用于對(duì)攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行濾波的濾波矩陣；用所述濾波矩陣對(duì)所述圖像進(jìn)行濾波，并保存濾波后的圖像。本發(fā)明提供的一種移動(dòng)終端攝像頭的防抖方法及裝置，通過(guò)構(gòu)造濾波矩陣，有針對(duì)性地對(duì)圖像矩陣的法線(xiàn)方向上進(jìn)行圖像的增強(qiáng)，如此，能有效去除圖像因?yàn)閿z像頭抖動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲，很好地優(yōu)化移動(dòng)終端攝像頭的防抖功能，更易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04N5/217GK101969533SQ201010277558
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者劉文其 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司