一种光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106651959A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611014733.6(22)申请日2016.11.15(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号(72)发明人许传龙赵文超张彪孙俊王式民(74)专利代理机构江苏永衡昭辉律师事务所32250代理人王斌(51)Int.Cl.G06T7/80(2017.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法(57)摘要本发明公开了一种光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，包括以下步骤：步骤一：将匀光板装在光场相机镜头的前端，对白光源进行拍照，得到光场相机的白图像；步骤二：对光场相机的白图像进行去马赛克处理，将其转换成真彩图像；步骤三：提取真彩图像中所有微透镜的边缘轮廓，保存边缘点的坐标；步骤四：根据对边缘点的坐标，得到所有微透镜的圆心坐标Ci(x,y)和相对应的半径Ri,并统计微透镜个数N。本发明提供的方法自动化程度高，直接对原始图像进行操作，无需预设模板，可为光场相机内外参数标定及相机光学模型提供准确的微透镜阵列数据，及后续的图像处理提供不同类型的微透镜图像。CN106651959ACN106651959A权利要求书1/1页1.一种光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将匀光板装在光场相机镜头的前端，对白光源进行拍照，得到光场相机的白图像；步骤二：对光场相机的白图像进行去马赛克处理，将其转换成真彩图像；步骤三：检测并提取真彩图像中所有微透镜的边缘轮廓，保存边缘点的坐标；步骤四：对边缘点的坐标进行随机Hough变换，得到所有微透镜的圆心坐标Ci(x,y)和相对应的半径Ri,并统计微透镜个数N。2.根据权利要求1所述的光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，其特征在于，还包括对微透镜种类的标定步骤，该步骤包括：步骤五：根据每个微透镜的圆心Ci(x,y)和半径Ri，分别用二维数组设置覆盖图像上微透镜对应区域的掩膜，将掩膜与原图像相乘，提取出每个微透镜的图像；步骤六：利用公式(1)的锐度算法函数，对提取出来的每个微透镜图像进行清晰度Li计算，并将这些微透镜图像按照清晰度Li进行递增或递减排序；式中，df表示图像灰度变化的幅值，dx表示相元之间的距离，df/dx计算时取该像素的8个邻域，M表示微透镜图像的像素个数；步骤七：对清晰度Li按照公式(2)进行差分，并计算这些差分bi的平均值avg，设定阈值th＝N·avg/15，若某处的差分值bi大于阈值th，则将该处作为微透镜种类分界点，将两个分界点之间所有微透镜归为一类；bi＝|Li+1-Li|(2)步骤八：分类提取整幅图像中某类微透镜的图像，从而最终实现微透镜阵列中参数信息微透镜个数、中心位置、半径大小、微透镜种类及分布的标定。3.根据权利要求2所述的光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，其特征在于，步骤三中，利用SOBEL算子检测并提取图像中所有微透镜的边缘轮廓。4.根据权利要求3所述的光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，其特征在于，步骤四中，对边缘点进行随机Hough变换，得到所有微透镜的圆心坐标Ci(x,y)和相对应的半径Ri。5.根据权利要求4所述的光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法，其特征在于，步骤二中，利用梯度线性插值法对光场相机的白图像进行去马赛克处理。2CN106651959A说明书1/3页一种光场相机微透镜阵列几何参数的标定方法技术领域[0001]本发明涉及一种相机几何参数的标定方法，属于数字图像处理领域。背景技术[0002]光场相机区别于传统相机，它是在主透镜和图像传感器之间安置一个微透镜阵列，传感器可以同时记录光线的强度信息和方向信息，实现对四维光场数据的采集。光场相机具有先拍照后对焦的特点，可以有效的捕捉更大范围的场景深度，展示真实场景的三维结构，光场成像技术逐渐应用于航空航天、三维重建、安全监视等诸多领域。[0003]为了获取拍摄实景的三维信息，实现准确的追迹光线，必须对相机的内外参数进行标定。确定像素与微透镜的从属关系，需要对微透镜阵列的参数进行精确标定。但由于微透镜的种类、安装误差以及白图像的漫反射不一致性，使得微透镜中心与灰度峰值点对应关系存在偏差。[0004]目前标定微透镜的几何参数的方法主要有两种：一种是灰度重心法，设定一个阀值T，将图像二值化，然后求每个微透镜子图像的灰度重心坐标，作为微透镜中心。此方法对采集图像时的光源均匀度与阀值的选取有很大要求，采光程度不同，对微透镜图像的灰度和二值化后的图像边缘范围都有很大影响，在应用时准确度不高，而且不能区分不同种类的透镜。另一种是模板匹配法，此法建立六边形网格模板