生成代表与光场数据相关联的散景的数据的方法和装置制造方法及图纸

存在具有其专有文件格式的几种类型的全光设备。目前，没有支持多维信息的采集和传送的标准，用于光场所依赖的不同参数的详尽概论。同样针对不同相机的所采集的光场数据具有多种格式。因此，引入表示相机的光学系统的物空间中的光射线集所占据的体积的像素束的概念。根据本发明专利技术的方法使得能够提供代表与像素束相关联的散景的数据。代表与像素束相关联的散景的这样的数据使得能够显示具有良好散景属性的图像。

【技术实现步骤摘要】
生成代表与光场数据相关联的散景的数据的方法和装置
本专利技术存在于全光成像领域，并且涉及用于生成与光场内容相关联的散景信息的技术。
技术介绍
图像采集设备将三维场景投影到二维传感器上。在操作期间，传统的捕获设备捕获场景的二维(2-D)图像，其表示到达设备内的光传感器(或光检测器或感光点)的光量。然而，该2-D图像不包含关于到达光传感器的光线的方向分布的信息，其可以被称为光场。例如，在采集期间丢失深度。因此，传统的捕获设备不存储关于来自场景的光分布的大部分信息。光场捕获设备，也称为“光场数据采集设备”，已被设计为通过从该场景的不同视点捕获光来测量场景的四维(4D)光场。因此，通过测量沿着与光传感器相交的每个光束行进的光的量，这些设备可以捕获额外的光学信息，特别是关于光线束的方向分布的信息，以用于通过后处理提供新的成像应用。通过光场捕获设备采集/获得的信息被称为光场数据。光场捕获设备在此被定义为能够捕获光场数据的任何设备。存在几种类型的光场捕获设备，其中：-全光设备，其使用放置在图像传感器与主透镜之间的微透镜阵列，如文献US2013/0222633中所描述；-相机阵列，如由Wilburn等人在“Highperformanceimagingusinglargecameraarrays.”ACMTransactionsonGraphics(TOG)24，第3期(2005)：765-776和专利文献US8514491B2中所描述。光场数据处理尤其包括但不限于：生成场景的重聚焦图像，生成场景的透视图，生成场景的深度图，生成扩展景深(EDOF)图像，生成立体图像，和/或这些的任何组合。通过光场采集设备采集的图像或视频可能需要被传送到其他设备，例如传送到显示设备。当用户希望在其显示设备上显示光场内容时，他/她可以选择内容的不同部分，以使内容的不同部分对焦和离焦。焦平面设置在所需深度，并且深度数据用于对用户选择的图像的部分进行重新聚焦。然而，合成的图片相应地可能缺乏真实性和美学质量。实际上，由透镜产生的图像的离焦部分是模糊的。这样的模糊的美学质量被称为散景，其可以被定义为“透镜呈现光的离焦点的方式”。透镜像差和孔径形状的差异导致一些透镜设计以令人赏心悦目的方式使图像模糊，而其他则产生令人不愉快的或分散注意力的模糊。当呈现来自光场内容的图像或视频时，在模糊美学方面尽可能接近常规图像或视频来显示图像，即显示具有良好散景属性的图像将是令人感兴趣的。因此，将期望提供一种用于对代表光场内容的信号进行编码和解码的技术，其将适于光场成像的特性，并且其将允许图像或视频内容的真实的和/或美学的呈现。考虑到前述内容而设计了本专利技术。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种生成代表散景的数据的计算机实现的方法，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，包括：-通过计算将表示像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络，生成代表与像素束相关联的散景的数据。这样的方法使得能够传达与给定像素束相关联的合成散景形状。这样的方法的优点在于，它保留了根本物理的几何形状。根据本专利技术的实施例的方法是快速的，并且呈现在由像素束的集合表示的光场内容的整个成像工作流程中固有地传达散景形状的优点。根据本专利技术的实施例的方法的另一个优点在于，这样的方法是通用的，因为其依赖于多边形的使用。根据生成代表散景的数据的方法的实施例，像素束的截面对应于传感器的像素的共轭，光瞳对应于光学系统的入射光瞳，并且第一表面对应于所述光学系统的焦平面。这对应于合成成像。在根据本专利技术的方法的该实施例中，像素束是位于光学系统的物空间中的物像素束。根据生成代表散景的数据的方法的实施例，像素束的截面对应于通过另一光学系统的所述像素束与平面的交点的共轭，光瞳对应于光学系统的出射光瞳，并且第一表面对应于与光学系统相关联的传感器。在根据本专利技术的方法的该实施例中，像素束是位于光学系统的图像空间中的图像像素束。根据生成代表散景的数据的方法的实施例，第一多边形包括p个顶点，并且第二多边形包括n个顶点，将第一多边形的p个顶点连接到第二多边形的n个顶点的射线的数量是n乘p的乘积的倍数。看来，根据本专利技术的实施例的方法的复杂性随着第一和第二多边形的顶点的数量线性增加。针对在处理期间的存储单元中的对准(alignment)问题，对于p和n，四的倍数是优选的。在位于光学系统的物空间中的像素束的情况下，根据本专利技术的实施例获得的散景对应于p乘以n个点的凸包络。在位于光学系统的图像空间中的像素束或图像像素束的情况下；并且更具体地说，在像素束对应于两个重叠锥体的联合体的情况下，所获得的散景形状对应于n乘以2p个点的凸包络。在这种情况下，每个p点的集对应于通过光瞳的点的采样椭圆的图像。本专利技术的另一目的是一种用于生成代表散景的数据的装置，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，所述装置包括处理器，所述处理器被配置为：-通过计算将表示像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络，生成代表与像素束相关联的散景的数据。根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，像素束的截面对应于传感器的像素的共轭，光瞳对应于光学系统的入射光瞳，并且第一表面对应于所述光学系统的焦平面。根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，像素束的截面对应于通过另一光学系统的所述像素束与平面的交点的共轭，光瞳对应于光学系统的出射光瞳，并且第一表面对应于与光学系统相关联的传感器。根据用于生成代表散景的数据的装置的实施例，第一多边形包括p个顶点，并且第二多边形包括n个顶点，将第一多边形的p个顶点连接到第二多边形的n个顶点的射线的数量是n乘p的乘积的倍数。本专利技术的另一目的涉及一种用于呈现散景的设备，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，所述设备使用根据本专利技术的实施例的方法所获得的。由本专利技术的元件实现的一些处理可以是计算机实现的。因此，这样的元件可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)的形式，或者将软件和硬件方面(其通常都可以在此称为“电路”、“模块”或“系统”)组合的实施例的形式。此外，这样的元件可以采用包含在任何有形的表达介质中的计算机程序产品的形式，具有包含在介质中的计算机可用程序代码。由于本专利技术的元件可以以软件实现，所以本专利技术可以被实施为用于在任何合适的载体介质上提供到可编程装置的计算机可读代码。有形载体介质可以包括诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器、磁带设备或固态存储设备等的存储介质。瞬态载体介质可以包括诸如电信号、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成代表散景的数据的计算机实现的方法，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，来自由像素束的集合表示的光场内容，所述方法包括：‑生成代表与所述像素束相关联的散景的数据，所述散景对应于将表示所述像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示所述光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络。

【技术特征摘要】
2016.08.25 EP 16306082.51.一种生成代表散景的数据的计算机实现的方法，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，来自由像素束的集合表示的光场内容，所述方法包括：-生成代表与所述像素束相关联的散景的数据，所述散景对应于将表示所述像素束的截面的采样的第一多边形的顶点连接到表示所述光瞳的采样的第二多边形的顶点的射线与第一表面的交点集的凸包络。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述像素束的截面对应于所述传感器的像素的共轭，所述光瞳对应于所述光学系统的入射光瞳，并且所述第一表面对应于所述光学系统的焦平面。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述像素束的截面对应于通过另一光学系统的所述像素束与平面的交点的共轭，所述光瞳对应于所述光学系统的出射光瞳，并且所述第一表面对应于与所述光学系统相关联的传感器。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一多边形包括p个顶点，并且所述第二多边形包括n个顶点，将所述第一多边形的p个顶点连接到所述第二多边形的n个顶点的射线的数量是n乘p的乘积的倍数。5.一种用于生成代表散景的数据的装置，所述散景与光学系统的物空间中的由经过所述光学系统的光瞳以及在所述光学系统的物空间中的与所述光学系统相关联的传感器的至少一个像素的共轭的光射线集所占据的体积相关联，由所述光射线集所占据的所述体积被称为像素束，来自由像素束的集合表示的光场内容，所述装置包括处理器，所述处理器被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：G布瓦松，L布朗德，B范达姆，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR