[发明专利]基于微相机阵列的光场采集装置及数据处理方法

摘要

本发明提供了一种基于微相机阵列的光场采集装置及数据处理方法，光学透镜阵列将光线聚焦在图像传感器阵列上；图像传感器阵列接收穿过透镜阵列的光线，在电路控制模块的控制下同时曝光采集图像；数据传输模块将采集到的图像数据传输到移动终端，由移动终端处理图像数据并显示图像。本发明能够提高光场成像设备的空间分辨率低，减小光场成像设备的体积，能够获取场景深度，数据处理灵活性更强。

主权项

1.一种基于微相机阵列的光场采集装置的数据处理方法，所述的基于微相机阵列的光场采集装置包括电路控制模块、光学透镜阵列、图像传感器阵列、数据传输模块和移动终端，其特征在于：所述的光学透镜阵列将光线聚焦在图像传感器阵列上；图像传感器阵列接收穿过透镜阵列的光线，在电路控制模块的控制下同时曝光采集图像；所述的数据传输模块将采集到的图像数据传输到移动终端，由移动终端处理图像数据并显示图像；所述基于微相机阵列的光场采集装置的数据处理方法，包括下述步骤：步骤1，以每个图像传感器平面为XOY面，沿光轴朝向场景的方向为Z轴，构成每个图像传感器的坐标系；根据每个图像传感器采集的图像和主透镜光心坐标，在每个图像传感器的坐标系下表示出光线信息l(x,y,z,r_x,r_y,r_z)，(x,y,z)表示l上任意一点在XYZ下的坐标，[r_x,r_y,r_z]^T表示l的方向向量；步骤2，任意选取一个图像传感器作为参考图像传感器，计算参考图像传感器坐标系和其他图像传感器坐标系之间的旋转平移矩阵；假设参考图像传感器坐标系为XYZ，另一图像传感器坐标系为X'Y'Z'，坐标系XYZ转换到X'Y'Z'的旋转矩阵为R，平移矩阵为T；步骤3，将其他图像传感器采集到的光线转换到参考图像传感器坐标系下；在X'Y'Z'坐标系上任意一条直线表示为l'(x',y',z',r_x',r_y',r_z')，直线l'转换到XYZ坐标系下的坐标表示为l(x,y,z,r_x,r_y,r_z)，则有假设l'上有两点A'(x_a',y_a',z_a')和B'(x_b',y_b',z_b')，转换到l上为两点A(x_a,y_a,z_a)和B(x_b,y_b,z_b)，l'的直线方程为XYZ坐标系上直线和X₁Y₁Z₁上直线的转换关系为步骤4，将参考相机坐标系下的光线信息表示为双平面下的光场数据L(u,v,s,t)，即用光线l(x,y,z,r_x,r_y,r_z)与双平面u‑v和s‑t上的交点表示光线，其中，u‑v平面表示图像传感器阵列所在平面，s‑t平面表示穿过参考图像传感器主透镜光心并平行于u‑v平面的平面。