一種攝像頭超焦距的計算方法及系統與流程

本發明涉及一種光學透鏡焦距計算技術，尤其涉及一種攝像頭超焦距的計算方法及系統。

背景技術：

隨著移動終端系統和硬件配置的不斷升級，特別是攝像頭工藝和技術的不斷提高，使得拍照功能成為手機或平板中的一項重要功能，甚至移動終端的拍照效果也已經成為人們在選擇購買移動終端時所主要考慮的因素之一。

近年來手機的數碼相機功能得到了迅速的發展。隨著攝像頭像素的提高，其拍攝效果也越來越接近傳統卡片相機甚至低端單反相機。手機攝像頭分為內置與外置，內置攝像頭大多用于視頻通話或用戶自拍，外置攝像頭主要用于拍攝景物和周圍人物，采用手機隨時隨地拍照已然成為人們生活中的一部分。而如何拍出漂亮的照片是大多數人關心的問題，拍出漂亮的照片，一方面和個人技術水平密切相關，另一方面，也和個人對所用攝像頭的參數的了解程度有關。對手機攝像頭調試人員來說，面對客戶提出的攝像頭效果問題，如何判斷是軟件參數問題還是客戶拍照方式引起的，同樣非常關鍵。在攝像頭的參數中，一個很重要的參數便是超焦距值。

對焦在遠處的某一點，使得景深的另一極端恰為“無限遠”，則由“無限遠”到景深范圍內最近的距離，稱為超焦距。當鏡頭對焦在無窮遠時，超焦距點到無窮遠都是全部清晰的。

超焦距廣泛應用在定焦鏡頭上，例如傻瓜相機，利用其定焦鏡頭在一定距離之后的物體都能清晰成像的特點，省去了對焦功能。對使用者來說，若是知道了所用拍照設備的超焦距點，便能在某些場景拍照時，例如人與建筑物這樣的場景，讓被拍攝主體(人)處于不小于超焦距點的位置，而建筑物處于人的后方這種安排來構圖拍攝，則能得到人和建筑物整體都清晰的照片。

對手機攝像頭調試人員來說，面對客戶提出成像局部模糊的案例，首先可利用是否在超焦距點來定位問題性質，是軟件參數缺陷還是客戶拍照手法問題。

傳統的超焦距計算是針對膠片而言的，其參數之一容許彌散圓直徑的定義是依據膠片對角線尺寸確定。而手機攝像頭所用的數字圖像傳感器，則是以像素作為技術指標，使得傳統計算方法不再適用。

因此，如何找到一種計算移動終端攝像頭的超焦距的方法及系統成為本領域技術人員致力于研究的方向。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明公開了一種攝像頭超焦距的計算方法，其中，包括如下步驟：

步驟S1，提供一攝像頭；

步驟S2，對所述攝像頭進行測量，以獲取所述攝像頭的焦距值和光圈值；

步驟S3，獲取所述攝像頭的像素尺寸；

步驟S4，根據所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸計算所述攝像頭的超焦距值。

優選的，所述步驟S4中，利用公式(1)計算所述攝像頭的超焦距值；

其中，所述公式(1)為：

H為超焦距值，A為光圈值，C為像素尺寸，F為焦距值。

優選的，所述方法應用于設置有攝像頭超焦距計算器的系統中，所述攝像頭超焦距計算器包括圖像傳感器型號庫，且所述圖像傳感器型號庫中存儲有若干圖像傳感器型號和與各所述圖像傳感器型號對應的像素尺寸；所述步驟S3具體為：

步驟S31，獲取所述攝像頭所采用的圖像傳感器型號；

步驟S32，所述攝像頭超焦距計算器根據所述圖像傳感器型號從所述圖像傳感器型號庫中獲取所述攝像頭的像素尺寸。

優選的，所述步驟S4具體為：

所述攝像頭超焦距計算器根據所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸計算所述攝像頭的超焦距值。

優選的，所述攝像頭應用于移動終端上。

本發明還公開了一種攝像頭超焦距的計算系統，包括：

焦距測量模塊，用以對所述攝像頭進行焦距測量，以獲取所述攝像頭的焦距值；

光圈測量模塊，用以對所述攝像頭進行光圈測量，以獲取所述攝像頭的光圈值；

像素尺寸獲取模塊，用以獲取所述攝像頭的像素尺寸；

計算模塊，分別與所述焦距測量模塊、所述光圈測量模塊和所述像素尺寸獲取模塊連接，以根據所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸計算所述攝像頭的超焦距值。

優選的，所述計算模塊利用公式(1)計算所述攝像頭的超焦距值；

其中，所述公式(1)為：

H為超焦距值，A為光圈值，C為像素尺寸，F為焦距值。

優選的，所述計算模塊設置于一攝像頭超焦距計算器中。

優選的，所述像素尺寸獲取模塊包括：

圖像傳感器型號庫，設置于所述攝像頭超焦距計算器中，用以存儲若干圖像傳感器型號和與各所述圖像傳感器型號對應的像素尺寸。

型號查詢單元，用以獲取所述攝像頭所采用的圖像傳感器的型號；

查找單元，設置于所述攝像頭超焦距計算器中，并分別與所述型號查詢單元和所述圖像傳感器型號庫連接，以根據所述圖像傳感器的型號從所述圖像傳感器型號庫中查找所述攝像頭的像素尺寸。

優選的，所述攝像頭應用于移動終端上。

上述發明具有如下優點或者有益效果：

本發明公開了一種攝像頭超焦距的計算方法及系統，通過在獲取攝像頭的焦距值、光圈值和圖像傳感器的型號后，將該焦距值、光圈值和圖像傳感器的型號輸入一攝像頭超焦距計算器，由攝像頭超焦距計算器根據圖像傳感器的型號獲取攝像頭的像素尺寸，并自動根據該攝像頭的像素尺寸、焦距值和光圈值計算攝像頭的超焦距值，從而方便了移動終端用戶和移動終端攝像頭調試人員計算移動終端攝像頭的超焦距值，進而可以提升用戶的拍照效果。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明及其特征、外形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1是本發明實施例中的攝像頭超焦距的計算系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例中攝像頭超焦距的計算方法流程圖；

圖3為本發明實施例中F＝3.85mm，c＝1.12um的手機鏡頭的光圈和超焦距的關系示意圖。

具體實施方式

目前，隨著智能手機的更新換代，手機攝像頭的分辨率也越來越高，鏡頭及編輯應用程序越來越專業，手機攝影更加受大眾的喜愛和關注了。不管是在大街上，公園里還是風景區隨處可見人們拿出隨身攜帶的手機或者平板電腦拍照；與此同時，人們對拍照效果的要求也越來越高，特別是在拍攝風光照片和某些人文照片時，拍攝者希望得到整幅畫面前后都清晰的相片，也就是景深大的照片，這時候會用到超焦距，尤其是在拍攝人文題材的相片時，往往來不及對焦準確，這時候超焦距就顯得更為實用了，它能使被攝物體和所處環境都能被清晰拍攝。簡單地講，如果超焦距數值是H米，那么距離相機H/2米到無窮遠的范圍內的成像都是清晰的。

有許多攝影愛好者在拍像時需要獲得最大的清晰范圍——景深，他們往往知道應當使用盡可能小的光圈，但卻不知道如何應用超焦距，特別是在變焦鏡頭上怎樣應用。當鏡頭調焦在無限遠時，景深靠近相機一側的最近極限被稱為超焦距。當鏡頭用某一擋光圈調焦在超焦距上的，景深范圍為該距離的1/2至無限遠。應用超焦距是獲得最大景深或控制影像清晰范圍的最快捷方法。

對于有景深表刻度的鏡頭來說，確定超焦距很簡單：只要將焦點對到無限遠，這時從鏡頭的景深表上可以看到所用光圈所指示的從無限遠到靠近攝像頭的某一點的景深范圍。攝像頭到景深范圍前端的距離即是超焦距；然而大多數的攝像頭特別是手機或平板電腦的攝像頭是沒有景深表刻度的，這就需要通過計算確定超焦距；對于對手機攝像頭調試人員來說，面對客戶提出成像局部模糊的案例，首先可利用是否在超焦距點來定位問題性質，是軟件參數缺陷還是客戶拍照手法問題。然而傳統的超焦距計算是針對膠片而言的，其參數之一容許彌散圓直徑的定義是依據膠片對角線尺寸確定。而手機攝像頭所用的數字圖像傳感器，則是以像素作為技術指標，使得傳統計算方法不再適用，因此目前并沒有適合于移動終端攝像頭超焦距的計算方法及系統。

基于上述問題，本發明公開了一種攝像頭超焦距的計算方法及系統，通過在獲取攝像頭的焦距值、光圈值和圖像傳感器的型號后，將該焦距值、光圈值和圖像傳感器的型號輸入一攝像頭超焦距計算器，由攝像頭超焦距計算器根據圖像傳感器的型號獲取攝像頭的像素尺寸，并自動根據該攝像頭的像素尺寸、焦距值和光圈值計算攝像頭的超焦距值，從而方便了移動終端用戶和移動終端攝像頭調試人員計算移動終端攝像頭的超焦距值，進而可以提升用戶的拍照效果。

下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。

實施例一

如圖1所示，本實施例涉及一種攝像頭超焦距的計算系統，優選的，該攝像頭為設置于移動終端上的攝像頭，具體的，該系統包括焦距測量模塊、光圈測量模塊、像素尺寸獲取模塊和計算模塊；其中，焦距測量模塊用以對攝像頭進行焦距測量，以獲取攝像頭的焦距值，并將該焦距值傳輸至計算模塊；光圈測量模塊用以對攝像頭進行光圈測量，以獲取攝像頭的光圈值，并將該光圈值傳輸至計算模塊；像素尺寸獲取模塊用以獲取攝像頭的像素尺寸并將該像素尺寸傳輸至計算模塊；計算模塊分別與焦距測量模塊、光圈測量模塊和像素尺寸獲取模塊連接，以在接收焦距測量模塊傳輸的焦距值、光圈測量模塊傳輸的光圈值以及像素尺寸獲取模塊傳輸的攝像頭所采用的像素尺寸后，根據該焦距值、光圈值和像素尺寸計算攝像頭的超焦距值。

在本發明一個優選的實施例中，上述計算模塊利用下列公式根據焦距值、光圈值和像素尺寸計算攝像頭的超焦距值；

其中，H為超焦距值(單位為mm)，A為光圈值(無量綱)，C為像素尺寸(單位為um)，F為焦距值(單位為mm)。

在本發明一個優選的實施例中，上述計算模塊設置于一攝像頭超焦距計算器中。

在本發明一個優選的實施例中，上述像素尺寸獲取模塊包括圖像傳感器型號庫、型號查詢單元和查找單元；圖像傳感器型號庫設置于上述攝像頭超焦距計算器中，用以存儲若干圖像傳感器型號和與各圖像傳感器型號對應的像素尺寸；型號查詢單元用以獲取攝像頭所采用的圖像傳感器的型號；查找單元設置于上述攝像頭超焦距計算器中，并分別與圖像傳感器型號庫、型號查詢單元和計算模塊連接，以根據圖像傳感器的型號從圖像傳感器型號庫中查找攝像頭的像素尺寸，并將該像素尺寸傳輸至計算模塊中。

在本發明的一個優選的實施例中，上述攝像頭超焦距計算器還包括一與計算單元連接的輸入單元，若圖像傳感器型號庫中未存儲本實施例中攝像頭所采用的圖像傳感器型號，則查找單元無法從圖像傳感器型號庫中查找到與攝像頭所采用的圖像傳感器型號對應的像素尺寸，此時需要通過該輸入單元輸入攝像頭所采用的圖像傳感器型號的像素尺寸，此時需通過查閱包含攝像頭所采用的圖像傳感器型號的數據手冊獲取像素尺寸。

在本發明一個優選的實施例中，上述移動終端為手機或平板電腦等手持移動終端設備。

實施例二

如圖2所示，本實施例涉及一種攝像頭超焦距的計算方法，具體的，該方法包括如下步驟：

步驟S1，提供一攝像頭，優選的，該攝像頭為應用于移動終端上的攝像頭。

在本發明一個優選的實施例中，上述移動終端為手機或平板電腦等手持移動終端設備。

步驟S2，對攝像頭進行測量，以獲取攝像頭的焦距值和光圈值；

在本發明一個優選的實施例中，上述攝像頭的焦距值為該攝像頭所用鏡頭的有效焦距，用字母F表示，單位為毫米(mm)。

在本發明一個優選的實施例中，攝像頭的光圈值為該攝像頭所用鏡頭的F/NO值，為F-Number的縮寫，意思是焦數，該光圈值等于有效焦距與入射瞳孔直徑的比值，無量綱，其數值表示進光量系數，用字母A表示。光圈越大，入射瞳孔直徑越小。例如F/2.8的光圈其入射瞳孔直徑小于F/1.8的光圈。

步驟S3，獲取攝像頭的像素尺寸。

在本發明的一個優選的實施例中，上述攝像頭超焦距的計算方法應用于設置有攝像頭超焦距計算器的系統中，該攝像頭超焦距計算器包括圖像傳感器型號庫，且圖像傳感器型號庫中存儲有若干圖像傳感器型號和與各圖像傳感器型號對應的像素尺寸；上述步驟S3具體為：

步驟S31，獲取攝像頭所采用的圖像傳感器型號，優選的，上述圖像傳感器型號是指攝像頭內部的感光芯片型號，例如sony的imx135、imx298，hynix的hi545。不同的感光芯片對應不同的像素尺寸，獲取了具體的感光芯片型號也就確定了像素尺寸。

步驟S32，攝像頭超焦距計算器根據圖像傳感器型號從圖像傳感器型號庫中獲取攝像頭的像素尺寸。

在本發明的實施例中，上述步驟S32中，首先判斷圖像傳感器型號庫中是否存儲有攝像頭所采用的圖像傳感器型號，若圖像傳感器型號庫存儲有攝像頭所采用的圖像傳感器型號，則攝像頭超焦距計算器根據攝像頭所采用的圖像傳感器型號從圖像傳感器型號庫中獲取與攝像頭所采用的圖像傳感器型號對應的像素尺寸。

在本發明一個優選的實施例中，在上述步驟32中，若圖像傳感器型號庫未存儲攝像頭所采用的圖像傳感器型號，則向攝像頭超焦距傳感器輸入攝像頭所采用的圖像傳感器型號的像素尺寸。

在本發明一個優選的實施例中，通過查閱包含攝像頭所采用的圖像傳感器型號的數據手冊獲取像素尺寸(在圖像傳感器型號庫未存儲攝像頭所采用的圖像傳感器型號的情況下)。

在此，需要說明的是，上述步驟S2和步驟S3的順序可以互換，即先進行步驟S3后進行步驟S2，這并不影響本發明的目的。

步驟S4，根據焦距值、光圈值和像素尺寸計算攝像頭的超焦距值。

在本發明一個優選的實施例中，上述步驟S4具體為：上述攝像頭超焦距計算器根據焦距值、光圈值和像素尺寸計算攝像頭的超焦距值。

在本發明一個優選的實施例中，在上述步驟S421中，攝像頭超焦距計算器利用下列公式根據焦距值、光圈值和像素尺寸計算攝像頭的超焦距值；

其中，H為超焦距值(單位為mm)，A為光圈值(無量綱)，C為像素尺寸(單位為um)，F為焦距值(單位為mm)。

下面參照表格結合具體的實例對本發明中的超焦距作進一步的描述：

例一：手機攝像頭A，且通過測量獲取該手機攝像頭A的焦距值為F＝3.85mm、像素尺寸為c＝1.4um，則該手機攝像頭A搭配不同光圈的超焦距值如表1所示：

表1

例二：手機攝像頭B，且通過測量獲取該手機攝像頭B的焦距值為F＝3.85mm、像素尺寸為c＝1.12um，則該手機攝像頭B搭配不同光圈的超焦距值如表2所示：

表2

結合表1、表2和圖3可以看出，光圈越小，超焦距值越大。

不難發現，本實施例為與上述攝像頭超焦距的計算系統的實施例相對應的方法實施例，本實施例可與上述攝像頭超焦距的計算系統的實施例互相配合實施。上述攝像頭超焦距的計算系統的實施例中提到的相關技術細節在本實施例中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在上述攝像頭超焦距的計算系統的實施例中。

以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。