一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法技术

本发明专利技术提供了一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法，对空间中不同位置的校准板和对应的光场原始图像进行校准，获得光场视差图像和三维空间信息的对应关系；利用光场相机拍摄多张散焦柔光纯色校准板，得到光场白图像；根据光场相机白图像计算得到去渐晕矩阵；并且迭代计算得到光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵；光场相机拍摄多个已知三维空间位置的圆点校准板并进行去渐晕处理；建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，根据光场三维成像规律及圆点三维空间信息拟合计算得到圆点校准对应的圆点中心坐标及视差值本发明专利技术能够高效精确地将光场视差图像转为无主镜头畸变的三维空间信息。

【技术实现步骤摘要】
一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法
本专利技术涉及三维形貌测量
，特别涉及用于三维形貌测量的光场相机校准方法。
技术介绍
三维形貌测量技术是机器视觉领域和测量领域的一项核心技术。三维形貌测量是指测量物体表面的三维信息。近年来，光场相机的出现为三维形貌测量提供了新的解决方向。光场相机与传统二维相机最大的差别在于其传感器前增加了微透镜阵列，从而能够实现对空间中光线的传播方向进行记录，从而形成特殊的原始光场图像，对该光场图像进行处理渲染，继而可以得到光场多视角图像，光场重聚焦图像以及光场视差图像。视差图像表示空间中点与光场相机焦平面的相对远近关系，视差与真实空间的深度值存在一定转换关系。基于这种转换关系可以实现通过原始光场图像计算得到真实空间的三维形貌信息。目前，光场深度估计算法通常仅计算得到视差图，极少有人对视差图转到真实三维信息这一过程进行研究，即现有技术都没有公开视差图转换成三维形貌的校准方法或算法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法，将光场视差图像转为无主镜头畸变的空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，包含以下步骤：/nA1，使用调节光圈匹配后的光场相机拍摄多张散焦柔光纯色校准板，获取光场白图像；/nA2，根据光场相机白图像计算得到去渐晕矩阵；/nA3，根据光场相机白图像计算得到光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵；/nA4，光场相机拍摄多张已知空间三维位置的圆点校准板并进行去渐晕处理；/nA5，建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，根据光场三维成像规律及圆点三维空间信息拟合计算得到圆点校准对应的圆点中心坐标及视差值；/nA6，根据光场相机主镜头畸变现象，对校准点坐标添加畸变校正系数，得到校正畸变后校准点中心坐标；/nA7，建立从视差图...

【技术特征摘要】
1.一种用于三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，包含以下步骤：
A1，使用调节光圈匹配后的光场相机拍摄多张散焦柔光纯色校准板，获取光场白图像；
A2，根据光场相机白图像计算得到去渐晕矩阵；
A3，根据光场相机白图像计算得到光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵；
A4，光场相机拍摄多张已知空间三维位置的圆点校准板并进行去渐晕处理；
A5，建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，根据光场三维成像规律及圆点三维空间信息拟合计算得到圆点校准对应的圆点中心坐标及视差值；
A6，根据光场相机主镜头畸变现象，对校准点坐标添加畸变校正系数，得到校正畸变后校准点中心坐标；
A7，建立从视差图到三维坐标之间的光场数学模型，根据众多校准点畸变校正后坐标及视差值和三维空间位置，拟合得到光场成像尺度校准函数；
A8，通过常规光场深度估计算法处理一般被测物体的原始光场图像计算得到光场视差图像，根据拟合得到的光场成像尺度校准函数，将光场视差图像转为无主镜头畸变的空间三维坐标。


2.根据权利要求1所述的三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，步骤A1中所述的调节光圈匹配为调节光场相机主镜头光圈，使其原始光场白图像的微透镜阵列恰好或近似于相切；光场相机拍摄多张散焦柔光纯色校准板图像，该校准板为位于光场相机散焦处的光强较为均匀的纯色背景板。


3.根据权利要求1所述的三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，步骤A2中所述的去渐晕矩阵为将多张原始光场白图像W(u,v)进行求平均并进行归一化处理后的矩阵


4.根据权利要求1所述的三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，步骤A3中所述中光场白图像通过图像滤波处理首先获得局部最大点作为像素级微透镜中心，根据微透镜排列规律及微透镜形状拟合得到该光场相机微透镜阵列平面偏移量，进而迭代优化计算得到亚像素级微透镜中心。


5.根据权利要求1所述的三维形貌测量的光场相机校准方法，其特征在于，步骤A4中可以获得圆点校准板上每个点的空间位置P(Px，Py，Pz)；并对校准板原始光场图像进行去渐晕处理。


6.根据权利要求1所述的三维形貌测量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩天，钱至文，丁俊飞，
申请(专利权)人：奕目上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31