[发明专利]一种光场相机的几何标定方法

权利要求书

1.一种光场相机的几何标定方法，其特征在于：所述光场相机的几何标定方法包括以下步骤：

步骤一：使用光场相机对白色匀光板成像，获取光场原始白图像I；

步骤二：将光场原始白图像I的像素灰度值分别按行列加和，确定微透镜区域的边缘，完成微透镜区域的划分；具体过程为：

分别计算光场原始白图像I中各行列像素的灰度值之和，得到m个行像素灰度值总和S_row(x)及n个列像素灰度值总和S_col(y)，即：

其中，I(x,y)表示位于图像中第x行、第y列的像素点(x,y)的灰度值；S_row(x)表示第x行中所有像素的灰度值总和；S_col(y)表示第y行中所有像素的灰度值总和；

根据计算结果设定阈值和若第x行的S_row(x)小于阈值Th_row，则将第x行作为微透镜区域的水平边缘，若第y列的S_col(y)小于阈值Th_col，则将第y列作为微透镜区域的垂直边缘，将光场原始白图像I划分为各个微透镜区域；

步骤三：计算每个微透镜区域内各行列像素的灰度值之和，确定每个微透镜子图像的中心点，即为每个微透镜的中心点，并记录中心点坐标；

计算每个微透镜区域内各行列像素的灰度值之和，确定每个微透镜子图像的中心点的具体过程为：

对每个微透镜区域内的像素灰度值分别按照行列求和：

其中，上标i表示第i个微透镜区域；a,b表示区域i的水平边缘；c,d表示区域i的垂直边缘；

根据微透镜的渐晕效应，选取区域i中灰度值总和最大的行列作为该子图像的中心c_i，并确定每个微透镜的中心坐标c_i(x₁,y₁)：

步骤四：根据步骤三确定的每个微透镜子图像的中心点，依次检测并提取每个微透镜子图像的边缘特征点；

步骤五：根据相邻微透镜子图像的中心点和边缘特征点之间的位置关系，得到每个微透镜的直径、间距及微透镜总体数目。

2.根据权利要求1所述的一种光场相机的几何标定方法，其特征在于：所述步骤一中使用光场相机对白色匀光板成像，获取光场原始白图像I的具体过程为：

采用白色匀光板作为均匀面光源，将白色匀光板固定在光场相机镜头前方，白色匀光板平面与相机光轴间相互垂直；调整光场相机光圈值直至成像屏上光斑不发生串扰后，对白色匀光板平面光源进行拍摄，光场原始白图像I，白图像I的分辨率为m(H)×n(W)。

3.根据权利要求1所述的一种光场相机的几何标定方法，其特征在于：所述步骤四中根据步骤三确定的每个微透镜子图像的中心点，依次检测并提取每个微透镜子图像的边缘特征点的具体过程为：

利用Sobel算子对微透镜区域i内位于中心行列上的像素点进行卷积计算，并求出各像素点的梯度幅值，Sobel算子的卷积计算公式为：

G_X(x,y)＝|I(x-1,y+1)+2I(x,y+1)+I(x+1,y+1)-[I(x-1,y-1)+2I(x,y-1)+I(x+1,y-1)]| (6)

G_Y(x,y)＝|I(x+1,y-1)+2I(x+1,y)+I(x+1,y+1)-[I(x-1,y-1)+2I(x-1,y)+I(x-1,y+1)]| (7)

其中G_X(x,y)为水平方向的卷积结果，G_Y(x,y)为垂直方向的卷积结果；

梯度幅值计算公式为：

提取每个微透镜区域中心c_i上、下、左、右4个方向上梯度幅值最大的像素点作为边缘点作为该子图像的边缘特征点，记为和并记录其位置坐标和

4.根据权利要求2所述的一种光场相机的几何标定方法，其特征在于：所述步骤四中根据步骤五根据相邻微透镜子图像的中心点和边缘特征点之间的位置关系，得到每个微透镜的直径、间距及微透镜总体数目的具体过程为：

通过微透镜的4个边缘特征点坐标，得到微透镜子图像在行、列方向上覆盖的像素个数分别为(y₃-y₂+1)及(x₃-x₂+1)，并计算两者的平均值avg_i，则微透镜的直径为d_i＝l×avg_i，其中，l为探测器像素尺寸；对微透镜中心与其相邻微透镜中心的行列坐标分别进行差值计算，得到该微透镜中心与相邻微透镜中心的行列间隔像素个数H_i和W_i，则微透镜的水平间距为P_i^X＝l×W_i，垂直间距为P_i^Y＝l×H_i；并根据微透镜中心的个数统计出微透镜阵列总体的微透镜数目N。