[發(fā)明專利]一種基于光場相機的火焰三維光度場重建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610121882.6
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105608738B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王旭光;蘇杰;李秀美;陳貴濱;李賀
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光場相機的火焰三維光度場重建方法，其特征在于步驟包括：

(1)標定光場相機的點擴散函數(shù)；

(2)選取一臺光場相機與多臺普通相機作為圖像采集設(shè)備，將相機均勻布置在火焰周圍并固定在支架上，標定兩種相機的內(nèi)外參數(shù)，同步觸發(fā)兩種相機拍攝火焰；

(3)對光場相機拍攝的不同成像路徑的火焰微像進行數(shù)字重對焦，計算得到同一時刻不同聚焦面的火焰圖像，應(yīng)用可視外殼技術(shù)，利用多臺普通相機拍攝的多視角的火焰圖像將火焰分布空間體素化；

(4)利用步驟(1)中標定的光場相機的點擴散函數(shù)與步驟(3)中的計算的同一時刻不同聚焦面的火焰圖像，基于傅立葉光學(xué)理論計算火焰的不同聚焦面上的真實二維光度場；

(5)根據(jù)步驟(4)計算的火焰二維光度場與步驟(3)計算的火焰體素坐標，插值得到火焰體素的光度值，從而得到火焰的三維光度場。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光場相機的火焰三維光度場重建方法，其特征在于：所述步驟(1)中在標定光場相機的點擴散函數(shù)時，將通過重聚焦火焰微像得到不同聚焦面的火焰圖像的過程，看作是一臺傳統(tǒng)相機通過調(diào)整相機參數(shù)得到不同聚焦面的圖像的過程，因此可應(yīng)用標定傳統(tǒng)相機的點擴散函數(shù)的方法標定光場相機的點擴散遞函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光場相機的火焰三維光度場重建方法，其特征在于：

(1)所述步驟(4)中將光場相機成像系統(tǒng)看作是一個線性時不變系統(tǒng)；

(2)所述步驟(4)中火焰的成像模型定義如下：

g(x，y，z′)＝∫f(x，y，z)*h(x，y，z，z′)dz

其中g(shù)(x，y，z′)表示深度為z′的聚焦面的火焰圖像，f(x，y，z)表示與相機光軸垂直的深度為z的火焰截面的真實二維光度場，h(x，y，z，z′)為光場相機的點擴散函數(shù)，“*”為卷積運算符；

(3)所述步驟(4)中火焰二維光度場的傅立葉變換為如下形式：

F(ξ，η)＝([H(ξ，η)] ^T )^-1·G(ξ，η)

其中F(ξ，η)＝[F₁(ξ，η)，…，F(xiàn)_N(ξ，η)]^T，F(xiàn)_i(ξ，η)表示深度為iΔz的火焰截面光度場的傅立葉變換，Δz為深度步長；H(ξ，η)＝{H_i，j(ξ，η)}，H_i，j表示h(x，y，iΔz，jΔz)的傅立葉變換在頻率點(ξ，η)的數(shù)值；G(ξ，η)＝[G₁(ξ，η)，…，G_N(ξ，η)]^T，G_i(ξ，η)表示深度為iΔz的聚焦面的火焰圖像的傅立葉變換。