圖6是示出空間角度坐標(biāo)的示圖。如圖6中所示，2D空間坐標(biāo)可基于微透鏡陣列 120的微透鏡被定義，2D角度坐標(biāo)可基于圖像傳感器130的與微透鏡陣列120的微透鏡相 應(yīng)的像素區(qū)域被定義。組合了兩種坐標(biāo)系的空間角度坐標(biāo)表示四維（4D)信息。
[0072] 數(shù)字虹彩光圈140通過(guò)評(píng)估從圖像傳感器130的每個(gè)像素區(qū)域輸出的電信號(hào)來(lái)提 供虹彩光圈功能。數(shù)字虹彩光圈140將加權(quán)因子選擇性地分配給每個(gè)像素區(qū)域的輸出值。 當(dāng)圖像傳感器130感測(cè)到從微透鏡陣列120接收的與從對(duì)象的一個(gè)點(diǎn)反射的光的一部分 的方向相應(yīng)的光時(shí)，數(shù)字虹彩光圈140將加權(quán)因子選擇性地分配給與該方向相應(yīng)的光感測(cè) 值。
[0073] 圖像傳感器130的多個(gè)像素區(qū)域中的每個(gè)可感測(cè)從微透鏡陣列120接收的不同方 向的光。從對(duì)象的各點(diǎn)反射的光的各部分的方向可以變化。
[0074] 上述處理可由以下等式表示：
[0075]
[0076] 其中，I(xk)是被選擇性地分配了權(quán)重的光的光感測(cè)值，r(xk，aj是通過(guò)從預(yù)設(shè)方 向&ηι入射到微透鏡Xk上的光在圖像傳感器中感測(cè)到的光感測(cè)值，Xk是關(guān)于微透鏡的二維 (2D)坐標(biāo)，&ηι是入射光的方向，是表示根據(jù)方向入射的光量的調(diào)整效果的權(quán)重。
[0077] 分配了圖像傳感器130的加權(quán)因子的感測(cè)值I(xk)構(gòu)成在微透鏡的xk坐標(biāo)處被分 配了加權(quán)因子的值。從對(duì)象的一個(gè)點(diǎn)反射并入射到主鏡頭110的光被劃分成表不m個(gè)方向 %至a"的多個(gè)部分。數(shù)字虹彩光圈140通過(guò)根據(jù)特定目的將與不同方向相應(yīng)的光感測(cè)值 乘以不同的加權(quán)因子來(lái)產(chǎn)生添加了虹彩光圈效應(yīng)（即，孔徑效應(yīng)）的圖像。
[0078] 圖像傳感器130可包括多個(gè)像素區(qū)域。這多個(gè)像素區(qū)域感測(cè)從不同方向接收的 光。
[0079] 在光場(chǎng)相機(jī)中，主鏡頭的F值與微透鏡陣列的F值相同。然而，當(dāng)微透鏡陣列120 的微透鏡具有可變的焦距時(shí)，數(shù)字虹彩光圈140還可被實(shí)現(xiàn)為適合于變焦主鏡頭。
[0080] 下文中，將描述用于通過(guò)將加權(quán)因子選擇性地分配給感測(cè)值來(lái)產(chǎn)生各種虹彩光圈 效應(yīng)的各種示例性實(shí)施例。
[0081] 圖7是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的分配加權(quán)因子以獲得柔焦效果的操作的示意圖。
[0082] 根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像產(chǎn)生設(shè)備100被配置為在不使用機(jī)械虹彩光圈結(jié)構(gòu)的 情況下產(chǎn)生具有柔焦效果的圖像，如圖7中所示。
[0083] 柔焦效果表示產(chǎn)生具有尖銳邊緣的模糊圖像的特殊效果。這樣的圖像不同于失焦 圖像（out-focusimage)，并且不可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中的使鏡頭散焦而被簡(jiǎn)單獲得。例如，柔 焦效果可用于在肖像和裸體圖像中隱藏皮膚瑕疵或表現(xiàn)夢(mèng)幻般的氣氛。在具有未校正的 球面像差的透鏡中出現(xiàn)柔焦效果。由于球面像差，從透鏡的外周傳輸?shù)墓獗葟耐哥R的中心 傳輸?shù)墓獗痪劢沟酶⒖杀槐硎緸樘厥獾狞c(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（PSF)，即，透鏡對(duì)點(diǎn)光源的響應(yīng)。 PSF在透鏡的中心具有亮區(qū)，并在透鏡的外周具有暗區(qū)。亮區(qū)表示圖像的尖銳邊緣，暗區(qū)表 示圖像的模糊部分。
[0084] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的各種透鏡執(zhí)行球面像差的校正，但是難以完美地校正球面像 差。因此，可在透鏡中出現(xiàn)不想要的柔焦效果。然而，一些制造商制作用于柔焦效果的特定 透鏡。這樣的透鏡采用比現(xiàn)有技術(shù)中的透鏡的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)。
[0085] 根據(jù)示例性實(shí)施例的圖像產(chǎn)生設(shè)備100將加權(quán)因子選擇性地分配給從圖像傳感 器的像素區(qū)域輸出的感測(cè)值，并且不使用復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)被配置為產(chǎn)生具有前 述柔焦效果的圖像的圖像產(chǎn)生設(shè)備1〇〇。
[0086] 數(shù)字虹彩光圈140可通過(guò)將權(quán)重（即，加權(quán)因子）分配給根據(jù)與光感測(cè)值相應(yīng)的 光的方向而變化的光感測(cè)值來(lái)產(chǎn)生具有柔焦的圖像。
[0087] 根據(jù)示例性實(shí)施例，數(shù)字虹彩光圈140可將第一加權(quán)因子分配給從主鏡頭的邊緣 方向接收的入射光的感測(cè)值，并可將第二加權(quán)因子分配給從主鏡頭的中心方向接收的入射 光的感測(cè)值。在這種情況下，第一加權(quán)因子大于第二加權(quán)因子。
[0088] 另外，數(shù)字虹彩光圈140可分配加權(quán)因子以從自主鏡頭110的邊緣方向接收的入 射光的感測(cè)值到自主鏡頭110的中心方向接收的入射光的感測(cè)值逐漸地增大感測(cè)值。
[0089] 在圖7中，數(shù)字虹彩光圈140提供平滑的虹彩光圈效應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)相機(jī)被配置為 逐步地改變虹彩光圈的開(kāi)口的程度。現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)導(dǎo)致作為被識(shí)別為聚焦中（inafocus) 的范圍的場(chǎng)的深度的劇烈改變。因此，現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)被配置為通過(guò)由主鏡頭的制造商提供 的方法控制虹彩光圈和鏡頭逐步地改變。
[0090] 根據(jù)示例性實(shí)施例，數(shù)字虹彩光圈140可通過(guò)如圖7中所示選擇性地將加權(quán)因子 分配給像素區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)平滑地打開(kāi)和關(guān)閉的虹彩光圈效應(yīng)。當(dāng)施加加權(quán)因子時(shí)，可將不同 權(quán)重施加到多個(gè)像素區(qū)域。也就是，在本示例性實(shí)施例中，虹彩光圈效應(yīng)可比通過(guò)現(xiàn)有技術(shù) 相機(jī)的機(jī)械虹彩光圈獲得的效應(yīng)被更加精確地控制。
[0091] 圖8A、圖8B、圖9和圖10是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的為散景效果分配加權(quán)因 子的操作的示意圖。
[0092] 根據(jù)另一示例性實(shí)施例的圖像產(chǎn)生設(shè)備100如圖8A中所示被配置為在不使用機(jī) 械光圈結(jié)構(gòu)的情況下產(chǎn)生具有散景效果的圖像。
[0093] 散景效果可用于獲得以圓形形狀使光模糊的效果。希望獲得具有獨(dú)特形狀（即， 除了諸如圖9中所示的圓形散景之外）的散景效果的一些用戶(hù)使用掩膜覆蓋主鏡頭的前 部。
[0094] 現(xiàn)有技術(shù)中鏡頭的PSF示出帽子形狀的曲線(xiàn)（profile，輪廓）（圖8B)。這樣的曲 線(xiàn)通常表示不正確的最大值或最小值，從而導(dǎo)致焦點(diǎn)的畸變。
[0095] 理想的散景效果表示如圖8A中所示的高斯線(xiàn)型。然而，現(xiàn)有技術(shù)相機(jī)在實(shí)現(xiàn)完全 的散景效果方面具有限制。
[0096] 根據(jù)本示例性實(shí)施例的圖像產(chǎn)生設(shè)備100選擇性地將加權(quán)因子分配給從圖像傳 感器的像素區(qū)域輸出的感測(cè)值，而不使用復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)被配置為如上所述產(chǎn) 生具有理想散景效果的圖像的圖像產(chǎn)生設(shè)備1〇〇。
[0097] 也就是，數(shù)字虹彩光圈140可分配加權(quán)因子以從自主鏡頭110的邊緣方向接收的 入射光的感測(cè)值到自主鏡頭110的中心方向接收的入射光的感測(cè)值逐漸地增大感測(cè)值。另 外，數(shù)字虹彩光圈140可分配加權(quán)因子使得PSF執(zhí)行高斯散景。
[0098] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的圖像產(chǎn)生設(shè)備100可被提供在一般的電子計(jì)算 設(shè)備或數(shù)字相機(jī)中。圖像產(chǎn)生設(shè)備可包括硬件配置，例如，具有足夠控制和邏輯功能的中央 處理單元（CPU)、高速緩沖存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、諸如硬盤(pán)或藍(lán)光盤(pán)（BD)的高容 量輔助存儲(chǔ)裝置、近場(chǎng)通信模塊、包括高清晰多媒體接口（HDMI)的各種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信模 塊以及數(shù)據(jù)總線(xiàn)。此外，圖像產(chǎn)生設(shè)備100可被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)在非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上 的應(yīng)用以將控制器編程為執(zhí)行控制器和數(shù)字虹彩光圈140的操作、框架和操作系統(tǒng)。
[0099] 此外，上述圖像產(chǎn)生設(shè)備100可被實(shí)現(xiàn)為各種電子設(shè)備或可被包括在各種電子設(shè) 備的配置中。也就是，圖像產(chǎn)生設(shè)備100可被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字相機(jī)、智能電話(huà)、平板個(gè)人計(jì)算機(jī) (PC)、膝上型計(jì)算機(jī)、智能眼鏡、智能手表、醫(yī)療成像裝置等。圖像產(chǎn)生設(shè)備100可作為圖像 產(chǎn)生模塊被包括在上面描述的設(shè)備中。
[0100] 另外，使用微透鏡陣列120的圖像產(chǎn)生設(shè)備100可由除前述方法之外的方法來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
[0101] 圖11A和圖11B是示出根據(jù)各種示例性實(shí)施例的微透鏡陣列120的布置的示圖。
[0102] 微透鏡陣列120可被布置在距圖像傳感器130的各種距離處。例如，根據(jù)示例性 實(shí)施例，微透鏡陣列120可直接附著于圖像傳感器130,如圖11A中所示。在這種情況下，微 透鏡的焦距（FMLA)等于微透鏡陣列120與圖像傳感器130之間的距離（d)。根據(jù)另一示例 性實(shí)施例，微透鏡陣列120可被布置在快門(mén)150上，如圖11B中所示。在這種情況下，微透 鏡的焦距（FMLA)小于