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透镜阵列成像方法及装置，涉及图像处理技术领域。该透镜阵列成像方法主要包括：S100对该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，并获取该原始图像的灰度图像，该灰度图像中包括多个与各子透镜一一对应的子图像；S200获取该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按照该拼接间距值，拼接该像圆生成场景图像。本发明专利技术的透镜阵列成像方法及装置直接对透镜阵列的真实成像结果进行处理，生成的场景图像更接近真实场景，提高了透镜阵列的成像质量。

Lens array imaging method and device

The invention discloses a lens array imaging method and a device, relating to the field of image processing technology. The lens array imaging method mainly includes: the original image S100 of the lens array to shoot a scene by uniform luminance processing, and get the gray image of the original image, the gray image includes a plurality of corresponding sub lens sub image; S200 obtains the location information of each sub image of the gray image of the S300; according to position information of each sub image, obtaining arbitrary two adjacent sub images as a mosaic between satisfying the preset condition S400 spacing value; on the basis of the sub image size, extraction of sub images like a circle; S500 in accordance with the splicing interval value, the generation of scene image as a mosaic. The lens array imaging method and the device of the invention directly process the real imaging result of the lens array, and the generated scene image is closer to the real scene, thereby improving the imaging quality of the lens array.

【技术实现步骤摘要】
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各子透镜所拍摄到的图像存在交叠，导致成像质量不佳的问题。本专利技术提供一种透镜阵列成像方法，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜，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。较佳地，所述步骤S100具体包括：S110控制所述透镜阵列对光源成像，获取参照图像；S120控制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S200具体包括：S210获取所述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；S230将各参照子图像的位置信息转换为所述灰度图像中对应各子图像的位置信息。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S220具体包括：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坐标值和Y坐标值。较佳地，所述步骤S330具体包括：S331计算任意相邻的第一行像圆和第二行像圆之间的行拼接间距；S332计算任意相邻的第一列像圆和第二列像圆之间的列拼接间距。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，所述透镜阵列成像装置包括：主透镜单元和图像传感器，设于所述主透镜单元与所述图像传感器单元之间的透镜阵列，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜，其中，所述透镜阵列成像装置还包括：灰度图像获取模块，用于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；位置信息获取模块，用于获取所述灰度图像中各子图像的位置信息；拼接间距值获取模块，用于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；像圆提取模块，用于依据各子图像的尺寸，提取各子图像的像圆；场景图像生成模块，用于按照所述拼接间距值，拼接所述像圆生成场景图像。较佳地，所述灰度图像获取模块包括：参照图像获取单元，用于通过所述透镜阵列对光源成像，获取参照图像；原始图像获取单元，用于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；亮度均一化处理单元，用于依据所述参照图像，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；灰度图像获取单元，用于获取所述中间图像的灰度图像。较佳地，所述位置信息获取模块包括：参照子图像获取单元，用于获取所述参照图像中对应各子透镜的参照子图像；位置信息获取单元，用于获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息；转换单元，用于将各参照子图像的位置信息转换为所述灰度图像中对应各子图像的位置信息。较佳地，所述拼接间距值获取模块具体包括：初始设置单元，用于设置所述子图像的像圆直径的初始值；计算单元，用于计算任意相邻两个像圆中心之间的位置间距；初始拼接间距值获取单元，用于依据所述位置间距，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜阵列成像方法，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。

【技术特征摘要】
1.一种透镜阵列成像方法，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。2.如权利要求1所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，所述步骤S100具体包括：S110控制所述透镜阵列对光源成像，获取参照图像；S120控制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。3.如权利要求2所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括：S210获取所述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；S230将各参照子图像的位置信息转换为所述灰度图像中对应各子图像的位置信息。4.如权利要求1所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，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所述预设条件的拼接间距值。5.如权利要求4所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，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。6.如权利要求5所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，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。7.如权利要求3所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，所述步骤S220具体包括：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坐标值和Y坐标值。8.如权利要求4所述的透镜阵列成像方法，其特征在于，所述步骤S330具体包括：S331计算任意相邻的第一行像圆和第二行像圆之间的行拼接间距；S332计算任意相邻的第一列像圆和第二列像圆之间...

【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