[發(fā)明專利]一種基于光場模型的多層折射系統(tǒng)成像模型構(gòu)建方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710702222.1 | 申請日： | 2017-08-16 |
| 公開（公告）號： | CN107507242B | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張旭;朱禹軻;朱利民 | 申請（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué)無錫研究院 |
| 主分類號： | G06T7/73 | 分類號： | G06T7/73;G02B27/00 |
| 代理公司： | 北京品源專利代理有限公司 11332 | 代理人： | 孟金喆 |
| 地址： | 214174 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 模型 多層 折射 系統(tǒng) 成像 構(gòu)建 方法 | ||
本發(fā)明公開一種基于光場模型的多層折射系統(tǒng)成像模型構(gòu)建方法，包括如下步驟：S101、構(gòu)建多層折射模型的坐標(biāo)系系統(tǒng)：構(gòu)建攝像機坐標(biāo)系ocxcyczc、折射系統(tǒng)成像坐標(biāo)系orxryrzr及世界坐標(biāo)系owxwywzw；S102、根據(jù)圖像點的坐標(biāo)構(gòu)建光場矢量，并根據(jù)折射系統(tǒng)的折射參數(shù)和光場的傳播與折射方程計算每個介質(zhì)層的光場矢量；S103、根據(jù)計算好的每個介質(zhì)層的光場矢量構(gòu)建多層折射系統(tǒng)的成像模型。本發(fā)明基于多層折射模型和光場模型，光場模型既包含光線的位置信息，又包含方向信息，給出了基于光場模型的光路傳播和折射的表達式，可用于水下相機成像描述及所有加裝防護玻璃或者濾波片的相機成像描述。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及計算機視覺領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光場模型的多層折射系統(tǒng)成像模型構(gòu)建方法。
背景技術(shù)
在水下環(huán)境中，成像光線將依次通過水、濾波片、空氣這三層折射介質(zhì)。現(xiàn)有的方法常將傳統(tǒng)的相機模型應(yīng)用到這種折射系統(tǒng)中，使用徑向畸變系數(shù)來校正折射造成的偏差。然而，折射對不同像素點產(chǎn)生偏差的影響是不同的，使用傳統(tǒng)的相機模型會產(chǎn)生明顯的誤差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過一種基于光場模型的多層折射系統(tǒng)成像模型構(gòu)建方法，來解決以上背景技術(shù)部分提到的問題。
為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種基于光場模型的多層折射系統(tǒng)成像模型構(gòu)建方法，其包括如下步驟：
S101、構(gòu)建多層折射模型的坐標(biāo)系系統(tǒng)：構(gòu)建攝像機坐標(biāo)系ocxcyczc、折射系統(tǒng)成像坐標(biāo)系orxryrzr及世界坐標(biāo)系owxwywzw；
S102、根據(jù)圖像點的坐標(biāo)構(gòu)建光場矢量，并根據(jù)折射系統(tǒng)的折射參數(shù)和光場的傳播與折射方程計算每個介質(zhì)層的光場矢量；
S103、根據(jù)計算好的每個介質(zhì)層的光場矢量構(gòu)建多層折射系統(tǒng)的成像模型。
特別地，所述步驟S101包括：所述攝像機坐標(biāo)系ocxcyczc建立在攝像機的光心上，以光軸為z方向；折射系統(tǒng)成像坐標(biāo)系orxryrzr建立在攝像機的光心處，以介質(zhì)平面的法向為z方向；攝像機坐標(biāo)系ocxcyczc繞軸線oczc×orzr旋轉(zhuǎn)至oczc與orzr重合得到折射系統(tǒng)成像坐標(biāo)系orxryrzr，從而得到從折射系統(tǒng)成像坐標(biāo)系orxryrzr到攝像機坐標(biāo)系ocxcyczc的旋轉(zhuǎn)矩陣cRr。
特別地，所述步驟S102中根據(jù)圖像點的坐標(biāo)構(gòu)建光場矢量，包括：計算第一個介質(zhì)層的光線方向，并構(gòu)建光場矢量：
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