[發明專利]一種用于對由光場照相機引起的漸暈效應進行校正的方法、設備和可讀介質

有效

• 申請號: 201611159809.4
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN107071233B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 莫扎德·賽菲;瓦爾特·德拉季奇;保羅·凱爾比里烏
• 申請（專利權）人: 交互數字CE專利控股公司
• 主分類號: H04N5/217
• 分類號: H04N5/217;G03B35/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

本發明解決了由光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應。一種補償包括包含多個感光點(131、132、133至13p)的圖像傳感器陣列(13)的光場照相機的漸暈效應的方法。該方法包括從每一個感光點(131、132、133至13p)獲得亮度值的操作(S111)；獲得用于補償與光場照相機(1)的當前設置相關聯的每一個感光點(131、132、133至13p)的漸暈效應的一組加權值S112)；以及基于所獲得的一組加權值來改變每一個感光點(131、132、133至13p)的亮度值(S114)。

技術領域

本公開通常涉及多視角成像領域，尤其涉及一種使用光場照相機的多光場。

背景技術

光場照相機通過使用放置于主透鏡和圖像傳感器之間的微透鏡陣列，能夠測量沿與圖像傳感器相交的每一個射線束行進的光的量。然后，對這種光場進行后處理以從不同的視角來重構場景的圖像。所述光場也允許用戶改變圖像的焦點。

圖1示出了光場照相機的說明性結構。光場照相機1包括與圖像傳感器陣列13相關聯的透鏡結構。圖像傳感器陣列13包括以X列和Y行的網格形式排列的大量感光點131、132、133至13p，n是與x乘以y 相對應的元件個數。濾色器陣列12設置在圖像傳感器陣列13上。濾色器陣列12典型地將RGB(紅、綠和藍)濾色器設置在圖像傳感器陣列 13上，例如RGB結構可以是拜耳濾波器鑲嵌的形式。所述透鏡結構包括初級透鏡10，也稱作主透鏡，以及包括多個m個微透鏡111、112、 11m在內的小透鏡陣列11，m是正整數。微透鏡111、112、11m按照這樣的方式設置，以便使得每一個都與多個感光點131、132、133至13p 光學地相關聯。感光點131、132、133至13p的個數和與利用光場照相機獲取的場景個數相對應的一個微透鏡光學地相關聯。為了獲得不同的視圖，可以對原始圖像(即，利用圖像傳感器陣列13獲取的顏色傳感器數據)進行解鑲嵌，然后進行解復用。在解鑲嵌步驟之后，針對每一個視圖，在每一個感光點位置處獲得了RGB圖像數據值。

利用光場照相機捕獲的場景圖像應該經歷視圖解復用，即從2D原始圖像到4D光場的數據轉換。解復用過程包括按照這樣的方式重組原始圖像的感光點，使得將捕獲具有一定入射角度的光射線的所有感光點 131存儲在產生子孔徑視圖的相同圖像中。每一個子孔徑視圖是所述場景在不同角度下的投影。一組子孔徑視圖創建了分塊矩陣，其中中央的子孔徑視圖存儲了捕獲通過主透鏡的中央部分的光射線的感光點。事實上，通過微透鏡圖像中相對于微透鏡圖像中心的相對感光點位置來提供光射線的角度信息。

使用光場照相機的缺點之一在于漸暈效應，所述漸暈效應引起外圍子孔徑視圖中的變暗視圖(由于較小的亮度值)。

圖1示出了外圍子孔徑視圖中由于較小的折射光導致的光場照相機的缺點。虛線表示由于漸暈效應導致的具有較少折射光能量的光射線。

由于主透鏡的光學缺陷，較大的入射角引起較少的折射光能量。在 2D模式下，結果是圖像的亮度不均勻，其中角部比中心暗淡。在光場照相機中，外圍子孔徑視圖是不可用的，因為外圍子孔徑視圖與中心子孔徑視圖相比太暗。如圖1所示，外圍子孔徑視圖102(相對于微透鏡圖像的中心收集外圍定位感光點131和133)是不可用的，因為太暗，主要是因為視圖102經受了暴露并且因此經受了噪聲。另一方面，利用將通過主透鏡中心的光射線捕獲到感光點132的中心定位感光點132的收集得到的中心子孔徑視圖101是可用的,因為視圖101更好的暴露并且更少的噪聲。

圖2示出了圖1中所述的圖像傳感器陣列13的放大視圖。中心感光點132將已經通過主透鏡中心的光射線捕獲到中心感光點132，同時外圍感光點131和133捕獲與中心感光點132相比以傾斜角度入射的光射線，由于幾個原因導致外圍感光點131和133的亮度級較弱。首先，以傾斜角度入射的光射線具有較長的路程以行進至圖像角落。其次，離軸點看到的瞳孔不是圓形而是橢圓的，并且具有比中心感光點132看到的圓形瞳孔小的面積。再次，盡管光以法向入射撞擊圖像中心，所述光以角度b撞到圖像角落。所有余弦因子的組合效果是cos⁴定律(余弦四次方定律)的亮度朝著圖像角落而減少。