[发明专利]一种3D光场相机及其拍摄图像的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于摄像技术领域，尤其涉及3D光场相机以及其拍摄图像的处理方法。

背景技术

光场相机源于集成成像技术，集成成像技术最早由Lippmann提出，是一种利用透镜阵列来记录和再现3D场景的显示技术。光场相机一般是在CCD图像传感器前放置一透镜阵列，通过透镜阵列将三维场景不同方向的信息在焦平面上进行记录。光场相机的用途有两个：一、能满足先拍摄后调焦，即拍摄时不需要对焦；二、能记录三维场景的信息。

基于透镜阵列的光场相机用于拍摄三维场景时，图像分辨率被大大地降低，因为它通过损失分辨率来记录物体光线的方向信息，同时，这种方法获取的图像和再现的图像存在深度反转的问题。虽然采用两步记录法可以解决深度反转问题，但是整个处理系统相对庞大，成本提高，图像分辨率和质量也被大幅度地降低。另外，采用旋转处理图像的方法也可解决深度反转问题，但是重现的图像只能处于显示面的后方，无法产生出屏的三维效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D光场相机以及其拍摄图像的处理方法，旨在解决现有光场相机在记录三维场景时存在的深度反转问题，以及重现时无法正确出屏的不足。

一种3D光场相机，包括用于记录图像信息的CCD图像传感器，用于将外部射进的光线分离并聚焦于所述CCD图像传感器上的柱状透镜阵列，所述CCD图像传感器和所述柱状透镜阵列相互平行设置，所述柱状透镜阵列由若干并排设置的柱状透镜构成，所述CCD图像传感器与所述柱状透镜阵列之间的间距等于所述柱状透镜的焦距。

优选的所述柱状透镜阵列由竖直设置的柱状透镜组成。

优选的所述CCD图像传感器与所述柱状透镜阵列之间夹设有垫片，所述垫片的厚度等于所述柱状透镜的焦距。

优选的所述CCD图像传感器与所述柱状透镜阵列之间夹设有透光基板，所述透光基板的厚度等于所述柱状透镜的焦距。

优选的所述柱状透镜阵列的柱状透镜的个数等于CCD图像传感器横向像素总数除以所需视差图数目。

一种3D光场相机拍摄图像的处理方法，包括以下步骤：

A1分别依次提取每个单元相同位置CCD像素列的图像信息组合成多幅视差图,并按照提取顺序将多幅视差图编号；

A2将所述的多幅视差图根据所述的视差图的编号逆序拼接为多路视差显示的图像；

优选的步骤A2后还包括步骤：

A3根据所需调节的景深分别计算各幅视差图的移动方向和移动的像素。

A4根据所述A3计算得到的各幅视差图的移动方向和移动的像素移动各幅视差图。

优选的步骤A1与步骤A2之间还包括步骤：提高各幅视差图的分辨率。

优选的所述提高各幅视差图的分辨率的步骤为采用插值方法提高所述视差图的分辨率。

相较于现有技术，本发明的光场相机通过在CCD图像传感器前放置一柱状透镜阵列，使相机能够提取到多幅视差图，进一步通过对视差图的分辨率提高，后再经将视差图逆序排列和移动视差图的方法，以获取三维场景的出屏和入屏的效果。其具有设备结构简单，所获取的图像分辨率高，同时具备出屏和入屏的技术效果。

附图说明

图1是本发明提供的一种3D光场相机第一实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的一种3D光场相机第二实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的一种3D光场相机拍摄图像的处理方法提供的流程图；

图4是本发明提供的一种3D光场相机拍摄图像的处理方法中视差图提取的示意原理图；

图5是深度反转原理在拍摄时的示意图；

图6是深度反转原理在调整前的示意图；

图7是深度反转原理在调整后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

下面以一种3D光场相机为例对本发明的实现进行详细描述。