基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法技术

本发明专利技术基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、对光场原始图像进行解码得到四维参数化矩阵L[s，t，u，v]；步骤2、利用四维参数化矩阵L[s，t，u，v]提取得到多个子孔径图像，并将所有的子孔径图像处理得到多个光场水平EPI图像；步骤3、将每个光场水平EPI图像划分为多等份图像，对每等份图像依次进行傅里叶变换、频谱中心化操作得到每等份图像对应的频域图像；步骤4、对每个光场水平EPI图像对应的所有等份频域图像依次进行检测分析确定频域图像上是否存在折射特征，进而确定光场原始图像上的折射区域。本发明专利技术基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，能够精确检测出折射特征。

【技术实现步骤摘要】
基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法
本专利技术属于数字成像及光学
，具体涉及基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法。
技术介绍
光场成像技术可以记录4D空间中光线的位置信息和方向信息，研究人员提出光线与两个平行双平面的交点来参数化表示光场，则一条光线可用L(s，t，u，v)唯一确定，L为光线强度，(s，t)和(u，v)分别表示光线与双平面的交点坐标，(s，t)代表光线位置信息，(u，v)代表光线方向信息。目前，研究人员采用机器人视觉方法对光场图像中的光线特征进行观察检测，而现有的机器人视觉方法大多遵循朗伯假设，即认为空间中一点所反射的光线遵循漫反射原则。例如，CHrisHarris和MikeStephens提出了Harris角点检测方法，由于Harris角点检测方法不能区分不同比例的兴趣点，DavidLowe提出了SIFT特征检测方法，由于SIFT特征检测方法计算成本较高，Rosten提出了FAST特征检测方法。但是由于自然界存在大量非朗伯表面，如镜面表面、折射表面、起偏表面等，这些非朗伯表面的检测给现有的机器人视觉方法带来了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、对光场原始图像进行解码得到四维参数化矩阵L[s，t，u，v]；/n步骤2、利用四维参数化矩阵L[s，t，u，v]提取得到多个子孔径图像，并将所有的子孔径图像处理得到多个光场水平EPI图像；/n步骤3、将每个光场水平EPI图像划分为多等份图像，对每等份图像依次进行傅里叶变换、频谱中心化操作得到每等份图像对应的频域图像；/n步骤4、对每个光场水平EPI图像对应的所有等份频域图像依次进行检测分析确定频域图像上是否存在折射特征，进而确定光场原始图像上的折射区域。/n

【技术特征摘要】
1.基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对光场原始图像进行解码得到四维参数化矩阵L[s，t，u，v]；
步骤2、利用四维参数化矩阵L[s，t，u，v]提取得到多个子孔径图像，并将所有的子孔径图像处理得到多个光场水平EPI图像；
步骤3、将每个光场水平EPI图像划分为多等份图像，对每等份图像依次进行傅里叶变换、频谱中心化操作得到每等份图像对应的频域图像；
步骤4、对每个光场水平EPI图像对应的所有等份频域图像依次进行检测分析确定频域图像上是否存在折射特征，进而确定光场原始图像上的折射区域。


2.如权利要求1所述的基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，其特征在于，所述步骤1具体操作如下：
步骤1.1、将光场原始图像以及光场原始图像对应的txt文件、白图像分别输入至MATLAB软件中进行读取，并利用im2double函数将txt文件进行double操作转化为双精度型浮点数据，所述双精度型浮点数据包含微透镜阵列的旋转角数据rot_angle、水平间隔和垂直间隔数据[lens.x，lens.y]以及每个微透镜的高度数据height、宽度数据width、中心点坐标数据[center.x，center.y]；
步骤1.2、利用imrotate函数将光场原始图像、白图像分别以微透镜阵列的旋转角rot_angle进行旋转从而对光场原始图像、白图像中的每个微透镜中心进行定位；
步骤1.3、利用微透镜阵列的水平间隔和垂直间隔数据[lens.x，lens.y]计算得到光场原始图像的方向信息数据[u，v]，具体操作如式(1)所示：



其中，ceil为取整函数；
步骤1.4、利用微透镜阵列中每个微透镜的高度数据height对光场原始图像中每个微透镜的垂直方向数据s进行赋值，利用微透镜阵列中每个微透镜的宽度数据width对光场原始图像中每个微透镜的水平方向数据t进行赋值，得到光场原始图像的位置信息数据[s，t]；
步骤1.5、以光场原始图像的方向信息数据的u为高度，v为宽度建立光场原始图像的UV平面，以光场原始图像的位置信息数据的s为高度，t为宽度建立光场原始图像的ST平面，以光线与UV平面和ST平面的交点参数化表示光场，在光场中计算UV平面的中心点坐标，并利用for循环遍历微透镜阵列中的每个微透镜，计算得到每个微透镜中心对应在光场原始图像上的宏像素坐标，再嵌套for循环计算在光场原始图像上每个宏像素在水平和垂直方向相对于UV平面中心点坐标的偏移量，再利用宏像素坐标和对应的偏移量求和从而得到光场原始图像上每个像素的坐标，并将每个像素的坐标通过r、g、b三个通道输出，得到四维参数化矩阵L[s，t，u，v]。


3.如权利要求2所述的基于光场EPI傅里叶变换的折射特征检测方法，其特征在于，所述步骤1.5具体操作如下：
步骤1.5.1、计算得到UV平面的中心点坐标，具体操作如式(2)所示：



其中，floor为取整函数；
步骤1.5.2、计算得到每个微透镜中心对应在光场原始图像上的宏像素坐标，具体操作如式(3)所示：



其中，round为取整函数；
步骤1.5.3、计算在光场原始图像上每个宏像素在水平和垂直方向相对于UV平面中心点坐标的偏移量，具体操作如式(4)所示：



步骤1.5.4、计...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海燕，孙彤鑫，肖照林，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61