[發明專利]一種光場相機的無損全聚焦方法及裝置

有效

• 申請號: 202110509999.2
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113259558B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 梁志清;郭任豪;方磊;李冠廷;賀瑛攀;黃劍雄;劉子驥
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N5/235;H04N5/365;G06T7/557
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 伍旭偉

1.一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，包括：

S1：對獲取的原始光場圖像進行標定和校正預處理，并從預處理后的原始光場圖像中獲取所有宏像素；

S2：確定每個宏像素的中心像素點，并計算各宏像素的中心像素點與對應的非中心像素點的視差值；

S3：基于所述視差值計算各宏像素的位移步長，并將各宏像素的中心像素點固定不變，非中心像素點轉換到頻域；在頻域中，基于位移步長對各非中心像素點進行移動，將移動后的非中心像素點轉換到空間域，并與對應中心像素點重構，形成新的宏像素；

S4：基于所有新的宏像素形成新的光場圖像，并對所述新的光場圖像進行降維處理，得到二維無損全聚焦圖像。

2.根據權利要求1所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，所述光場相機包括主鏡頭、微透鏡陣列和探測器；

光線通過所述主鏡頭后穿過微透鏡陣列中的各微透鏡，在探測器上形成光場圖像作為原始光場圖像。

3.根據權利要求2所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，每一宏像素內像素點的數量由對應的微透鏡口徑決定。

4.根據權利要求1所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，所述在頻域中，基于位移步長對各非中心像素點進行移動，包括：

將各宏像素轉換到頻域，并根據各宏像素的位移步長對對應的宏像素中的各非中心像素點進行移動。

5.根據權利要求4所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，所述將各宏像素轉換到頻域，包括：

通過二維離散傅里葉公式將宏像素轉換到頻域；所述二維離散傅里葉公式具體為：

其中，表示宏像素轉換到頻域上的頻率圖，為頻域離散變量，表示頻域上像素點的位置，表示空間域上宏像素中像素點的位置，表示大小為M×N的宏像素中位置為的像素點的像素值，為宏像素中像素的橫向數量，為宏像素中像素的縱向數量。

6.根據權利要求1所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，所述位移步長包括宏像素方向上的位移量和方向上的位移量；

所述宏像素方向上的位移量；

所述宏像素方向上的位移量；

其中，表示視差值，為中心像素點橫向坐標，為中心像素點縱向坐標，為其他像素點橫向坐標，為其他像素點縱向坐標。

7.根據權利要求1所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，將所述非中心像素點轉換到頻域具體為：

將所述非中心像素點的空間域位移轉換到頻域中，具體轉換過程為：

其中，表示宏像素中位置為的像素點的像素值，表示空間域上宏像素中像素點的位置，表示空間域上宏像素中像素點在方向上的位移量，表示空間域上宏像素中像素點在方向上的位移量，表示宏像素轉換到頻域上的頻率圖，為頻域離散變量，表示頻域上像素點的位置，為宏像素中像素的橫向數量，為宏像素中像素的縱向數量。

8.根據權利要求1所述的一種光場相機的無損全聚焦方法，其特征在于，所述將移動后的非中心像素點轉換到空間域具體為：

其中，表示宏像素中位置為的像素點的像素值，表示空間域上宏像素中像素點的位置，為宏像素中像素的橫向數量，為宏像素中像素的縱向數量，表示宏像素轉換到頻域上的頻率圖，為頻域離散變量，表示頻域上像素點的位置。

9.一種光場相機的無損全聚焦裝置，其特征在于，包括：

預處理模塊，用于對獲取的原始光場圖像進行標定和校正預處理，并從預處理后的原始光場圖像中獲取所有宏像素；

視差值計算模塊，用于確定每個宏像素的中心像素點，并計算各宏像素的中心像素點與對應的非中心像素點的視差值；

新宏像素計算模塊，用于基于所述視差值計算各宏像素的位移步長，并將各宏像素的中心像素點固定不變，非中心像素點轉換到頻域；在頻域中，基于位移步長對各非中心像素點進行移動，將移動后的非中心像素點轉換到空間域，并與對應中心像素點重構，形成新的宏像素；

無損全聚焦圖像獲取模塊，用于基于所有新的宏像素形成新的光場圖像，并對所述新的光場圖像進行降維處理，得到二維無損全聚焦圖像。