图像定位方法、透镜阵列成像方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种图像定位方法、透镜阵列成像方法及装置，涉及图像处理技术领域。该图像定位方法用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位。所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜。所述图像定位方法包括以下步骤：S210获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；S220获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。本发明专利技术还公开包括上述图像定位方法的透镜阵列成像方法及相应成像方法的装置。本发明专利技术可准确定位透镜阵列中各子透镜的位置，从而为后续图像处理提供了准确的数据，提高了透镜阵列的成像质量。

Image positioning method, lens array imaging method and device

The invention discloses an image positioning method, a lens array imaging method and a device, relating to the field of image processing technology. The image positioning method is used for locating sub images in an original image obtained from a lens array shooting scene. The lens array includes a plurality of sub lenses arranged in an array. The image positioning method comprises the following steps: obtaining a S210 by the corresponding sub lens lens array reference image taken in reference to S220 to obtain the corresponding sub image; sub lens according to position information of sub image. The invention also discloses a lens array, an imaging method, and a device for the corresponding imaging method, including the image positioning method. The invention can accurately fix the positions of the sub lenses in the lens array, thereby providing accurate data for subsequent image processing, and improving the imaging quality of the lens array.

【技术实现步骤摘要】
图像定位方法、透镜阵列成像方法及装置
本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种图像定位方法、透镜阵列成像方法以及透镜阵列成像装置。
技术介绍
透镜阵列是一种包含有多个呈阵列排布的子透镜的光学器件，现已广泛应用于光场相机、复眼相机以及大视野的显微相机中。其子透镜在透镜阵列内以有序的、等间隔的方形\矩形阵列形式排布。每个子透镜都可以对自身视野范围内的物体成像，每个子透镜所呈图像称作子图像。因此透镜阵列在一次成像中得到的像图(通过透镜阵列后成像得到的原始图像)内包含了多个子图像，且子图像在像图内的排布形式对应子透镜在透镜阵列内的排布形式。透镜阵列成像的任务是对包含有多个子图像的像图进行处理，最终输出的结果是由子图像拼接形成的完整图像，因此在像图中正确定位子图像是透镜阵列成像的关键步骤之一。虽然通过光学仿真可以获取像图中子图像的位置，但由于理想环境中的光学仿真与实际复杂环境中的真实成像之间的误差、以及实际加工精度的限制导致透镜阵列在加工、组装过程中产生器件误差，光学仿真得到的子图像的位置往往与实际成像中子图像的位置有一定偏差。从上述描述可知，现有技术中采用透镜阵列实现成像时由于像图的子图像定位不准确严重影响了成像质量。此外，对比文件1(CN105704402A)公开一种微透镜阵列的成像方法与成像装置，其主要技术方案是采用对单一光源成像生成底图，然后在该光源条件下对实际场景进行成像，以获取像图，之后通过底图和像图进行亮度配准，为所述像图中的第一象素建立背景概率模型；以及根据所述第一象素的背景概率模型，对所述像图中的第一象素进行亮度均一化处理。上述消除微透镜阵列成像的亮度分布不均的现象。然而上述微透镜阵列虽然对微透镜阵列成像的亮度不均问题进行了解决，然而其没有考虑用微透镜阵列的各微透镜之间存在一定的间距以及各微透镜拍摄到的子图像存在交叠，导致后续生成的图像较为模糊，图像质量较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种图像定位方法、透镜阵列成像方法及透镜阵列成像装置，用于解决现有技术中未考虑透镜阵列成像时未考虑各子透镜定位，导致成像质量不佳的问题。本专利技术提供一种图像定位方法，用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位，其中，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜。所述图像定位方法包括以下步骤：S210获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；S220获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。较佳地，所述步骤S220具体包括以下步骤：S221建立对应所述参照图像的平面坐标系，计算所述参照图像在X方向和Y方向上的投影；S222初步确定所述参照图像中各子图像中心点的X坐标值和Y坐标值；S223精确计算所述参照图像中各子图像中心点的X坐标精确值和Y坐标精确值。较佳地，所述步骤S222包括以下步骤：S2221依据所述参照图像在X方向上的投影，获得第一投影数列；S2222采用Kmeans算法对所述第一投影数列进行聚类，初步确定各子图像中心点的X坐标值；S2223依据所述参照图像在Y方向上的投影，获得第二投影数列；S2224采用Kmeans算法对所述第二投影数列进行聚类，初步确定各子图像中心点的Y坐标值。较佳地，所述步骤S223具体包括以下步骤：S2231依据各子图像的所述X坐标值与所述Y坐标值，结合所述透镜阵列中各子透镜以等间隔排布，计算各子图像在X方向上的X坐标均值以及在Y方向上的Y坐标均值；S2232将各子图像上的X坐标值均减去所述X坐标均值，获得一均值为0的第三数列，将各子图像上的Y坐标值减去所述Y坐标均值，获得一个均值为0的第四数列；S2233依据所述第三数列与第四数列以及透镜阵列的行数和列数，计算任意相邻两行的子图像之间的第一间距和任意相邻两列的子图像之间的第二间距；S2234基于所述第一间距、所述第二间距、所述X坐标均值及所述Y坐标均值精确计算各子图像的X坐标精确值和Y坐标精确值。本专利技术提供一种透镜阵列成像方法，其中，所述透镜阵列成像方法包括以下步骤：S100对所述透镜阵列拍摄一场景得到的原始图像进行亮度均一化处理，并获取所述原始图像的灰度图像，所述灰度图像中包括多个与各子透镜一一对应的子图像；S200获取所述灰度图像中各子图像的位置信息；S300依据各子图像的位置信息，获取任意相邻两个子图像的像圆之间满足预设条件的拼接间距值；S400依据各子图像的尺寸，提取各子图像的像圆；S500按照所述拼接间距值，拼接所述像圆生成场景图像，其中，所述步骤S200包括前面所述的图像定位方法。较佳地，所述步骤S100具体包括：S110通过所述透镜阵列对光源成像，获取参照图像；S120通过所述透镜阵列对所述场景成像，得到所述场景的原始图像；S130依据所述参照图像，对所述原始图像进行亮度均一化处理，得到亮度均一的中间图像；S140获取所述中间图像的灰度图像。较佳地，所述步骤S300具体包括：S310设置所述子图像的像圆直径的初始值；S320计算任意相邻两个像圆中心之间的位置间距；S330依据所述位置间距，计算任意相邻两个像圆行中第一行像圆与第二行像圆之间的行拼接间距值，以及任意相邻两个像圆列中第一列像圆与第二列像圆列之间的列拼接间距值；S340依据所述行拼接间距值与所述列拼接间距值，获得任意相邻两个子图像的像圆之间满足预设条件的拼接间距值。较佳地，所述步骤S400具体包括：S410获取各子图像的直径；S420依据各子图像的直径，提取各子图像的像圆。较佳地，所述步骤S500具体包括：S510判断所述场景经由一主透镜后所成的图像位于所述透镜阵列的靠近所述主透镜一侧还是背离所述主透镜一侧；S520若经由所述主透镜后所成的图像位于所述透镜阵列的靠近所述主透镜一侧，则每一子图像的像圆围绕其中心旋转180°；S530若经由所述主透镜后所成的图像位于所述透镜阵列的背离所述主透镜一侧，则每一子图像的像圆无需旋转；S540获取任意相邻两个子图像的像圆之间满足所述预设条件的拼接间距值，拼接所述像圆生成场景图像。较佳地，所述步骤S300在所述步骤S330与步骤S340之间还包括：S350将所获取的各相邻两行之间的行拼接间距加权计算行拼接间距的行平均值，将所获取的各相邻两列之间的列拼接间距加权计算列拼接间距的列平均值；S360分别判断所述行平均值和所述列平均值是否在预设范围内，若在所述预设范围内则进入步骤S340，若不在所述预设范围内，则重新计算所述子图像的初始直径，直至新获得的行平均值与列平均值均在所述预设范围内。本专利技术还提供一种透镜阵列成像装置，其中，所述透镜阵列成像装置包括：主透镜；图像传感器，用于将光学信号转换为电信号；透镜阵列，设于所述主透镜与所述图像传感器之间；图像处理器以及存储器；其中，所述图像处理器分别连接所述图像传感器、所述透镜阵列以及所述存储器，调用所述存储器中存储的一段程序指令以执行如前面所述的透镜阵列成像方法。为达成上述目的，本专利技术提出的图像定位方法、透镜阵列成像方法及透镜阵列成像装置，可准确定位透镜阵列中各子透镜的位置，从而为后续图像处理提供了准确的数据，提高了透镜阵列的成像质量。附图说明图1为本专利技术较佳实施方式的透镜阵列成像方法的流程示意图。图2为图1中步骤S100的流程示意图。图3为图1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像定位方法，用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位，其中，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜，其特征在于，所述图像定位方法包括以下步骤：S210获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；S220获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种图像定位方法，用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位，其中，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜，其特征在于，所述图像定位方法包括以下步骤：S210获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；S220获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。2.如权利要求1所述的图像定位方法，其特征在于，所述步骤S220具体包括以下步骤：S221建立对应所述参照图像的平面坐标系，计算所述参照图像在X方向和Y方向上的投影；S222初步确定所述参照图像中各子图像中心点的X坐标值和Y坐标值；S223精确计算所述参照图像中各子图像中心点的X坐标精确值和Y坐标精确值。3.如权利要求2所述的图像定位方法，其特征在于，所述步骤S222包括以下步骤：S2221依据所述参照图像在X方向上的投影，获得第一投影数列；S2222采用Kmeans算法对所述第一投影数列进行聚类，初步确定各子图像中心点的X坐标值；S2223依据所述参照图像在Y方向上的投影，获得第二投影数列；S2224采用Kmeans算法对所述第二投影数列进行聚类，初步确定各子图像中心点的Y坐标值。4.如权利要求3所述的图像定位方法，其特征在于，所述步骤S223具体包括以下步骤：S2231依据各子图像的所述X坐标值与所述Y坐标值，结合所述透镜阵列中各子透镜以等间隔排布，计算各子图像在X方向上的X坐标均值以及在Y方向上的Y坐标均值；S2232将各子图像上的X坐标值均减去所述X坐标均值，获得一均值为0的第三数列，将各子图像上的Y坐标值减去所述Y坐标均值，获得一个均值为0的第四数列；S2233依据所述第三数列与第四数列以及透镜阵列的行数和列数，计算任意相邻两行的子图像之间的第一间距和任意相邻两列的子图像之间的第二间距；S2234基于所述第一间距、所述第二间距、所述X坐标均值及所述Y坐标均值精确计算各子图像的X坐标精确值和Y坐标精确值。5.一种透镜阵列成像方法，其特征在于，所述透镜阵列成像方法包括以下步骤：S100对所述透镜阵列拍摄一场景得到的原始图像进行亮度均一化处理，并获取所述原始图像的灰度图像，所述灰度图像中包括多个与各子透镜一一对应的子图像；S200获取所述灰度图像中各子图像的位置信息；S300依据各子图像的位置信息，获取任意相邻两个子图像的像圆之间满足预设条件的拼接间距值；S400依据各子图像的尺寸，提取各子图像的像圆；S500按照所述拼接间距值，拼接所述像圆生成场景图像，其中，所述步骤S200包括权利要求1至4任一项所述的图像定位方法。6.如权利要求5所述的透...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其昌，
申请(专利权)人：成都微晶景泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51