[发明专利]一种光场视频摄像机内窥方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内窥镜和光场视频摄像机结合的产品，具体涉及一种光场视频摄像机内窥方法，尤其是能解决普通内窥镜聚焦不清、成像模糊，从正投射角度观察，无法观察一定空间结构的微小物体，高分辨率和大数值孔径条件下，景深非常小，容易丢失目标，一次拍摄就让视频定型问题。本内窥视频一次拍摄多次改变视角从各个角度清晰观察。

背景技术

传统内窥镜，获取大的景深，需要减小光圈，那么每次曝光进入的光子数有限，信噪比降低，出现噪点；为了平衡信噪比，需要大光圈，景深小，对焦难，背景模糊；黑暗的环境，为了平衡信噪比，需要延长曝光时间，手的抖动造成视频模糊，需要三脚架。

目前，公知的工业或医用内窥镜由显示屏、内置电源、CCD芯片(1/3彩色摄像机)、镜杆直径，探头照明光源等组成。将内窥探头深入被测物内部或与被测物接触，以进行常规无损探测以及无法触及到非可视部位表面缺陷的检测。但是，目前的工业或医用内窥镜一次拍摄视频就定型了，而且光场采集不充分，不能自动聚焦，以至于成像较模糊、被检测物体的深度和被检测物体缺陷轮廓的大小不清晰，容易造成误判或错判。

1936年，Gershun提出光场概念，光场就是光辐射在空间各个位置各个方向的传播，1992年，Adelson将光场理论应用到计算机视觉，提出全光场理论（plenoptic theory），1996年，Levoy提出光场渲染理论（light field rendering），将光场进行参数化，并提出了成像公式，2005年，Ng发明第一台手持式光场相机，2006年，Levoy研制出光场显微镜。

发明内容

为了克服现有的工业或医用内窥镜不能自动聚焦，本发明提供一种新型的内窥镜，包括工业和医用内窥镜，这种内窥镜不仅能根据环境的变化和探针深度的变化自动聚焦显示出清晰的画面，色泽逼真，分辨率高，而且避免了图像放大易于失真等而且解决普通内窥镜拍摄的视频从正投射角度观察，无法转换视角观察一定空间结构的微小物体，本内窥镜拍摄的视频可以从多视角重新定位观察。解决高分辨率和大数值孔径条件下，景深非常小，容易丢失目标等问题，在内窥镜深入被测物体内部且不再移动的情况下，可以在显示屏上用软件，从不同的视角看清狭小的物体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光场视频摄像机内窥方法，主要利用光场视频摄像机的先拍摄后聚焦功能完成内窥，解决内窥探头在深入被测物体内部无法移动和旋转或不便移动和旋转的情况下，利用该内窥镜的软件系统重新调焦聚焦，转换视角，清晰展现场景的每一个角落，完成内窥，或者是视频拍摄后，对视频重新对焦调焦，定位新的视角进行观察，核心算法包括光场的捕捉和转换存储，光场的捕捉是指场景中的一条光线可以用镜头和聚焦平面所在的两个平面来表示，捕捉设备会记录场景的每一条光线，如果聚焦点恰好落在聚焦平面上了，那么这一点就是清晰的，以拍摄点为球心，与这条光线平行的光线都是清晰的，如果聚焦点落在了聚焦平面的内侧或外侧了，那么这点就是不清晰的，与这条光线平行的光线都是不清晰的，聚焦处理软件就是把焦点相同的一组光线调节到汇聚点所在的聚焦平面上，存储转换就是利用傅里叶变换把空间域转化为频率域的转换存储方式，以数码的方式记录。