光场成像系统、处理方法和装置制造方法及图纸

一种光场成像系统，光场成像系统的图像处理单元对于被测物体图像的处理过程包括以下步骤：A1，通过所述光场相机获取被测物体多视角图像；A2，基于极限约束原理和多视角图像，生成一系列外极线图像EPI；A3，初始化视差范围和标签数，对外极线图像EPI进行边缘检测，计算EPI斜率；A4，对全部外极线图像EPI的斜率进行后处理，获得视差标签图；A5，统计视差标签图中标签的频率分布直方图并进行滤波；A6，对直方图进行高斯拟合，依据正态分布的3δ原则重新确定视差范围；A7，如果重新确定的视差范围包含在原视差范围内，则更新视差范围，否则输出原视差范围作为最终结果。

【技术实现步骤摘要】
光场成像系统、处理方法和装置
本专利技术属于三维成像
，特别涉及一种光场成像系统、处理方法和装置。
技术介绍
光场成像技术近年来获得了快速的发展，该技术通过利用两个平行平面的参数化表示光线的传播方向。相比于二维图像，光场图像隐含众多空间信息，通过光场渲染后可以获得多视角图像、重聚焦图像和三维深度图像。因此，光场成像技术在三维重建、虚拟现实、增强现实和工业检测领域得到了广泛的研究和应用。迄今为止，针对光场渲染和光场深度估计，核心参数视差值的研究却很少，通常的方法是基于实际经验设置一个大概的范围。由于光场视差范围的不精确设定，造成了大量计算资源的浪费。例如，在深度估计算法中，不精确的视差值导致单位标签代表的视差范围过大，降低深度计算精度。错误的视差范围更会造成深度计算结果的缺失。
技术实现思路
本专利技术提供了光场成像系统和处理方法，针对光场成像现有技术中视差范围难以直接确定的缺陷，提供了一种视差范围自适应光场渲染系统和处理算法。本专利技术实施例之一，一种视差范围自适应光场渲染算法，包含以下步骤：A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光场成像系统，其特征在于，该系统包括，/n光场相机，该光场相机的镜头正对被测物体；/n至少一个光源，该光源的光线照射所述被测物体；/n图像处理单元，该图像处理单元连接所述光场相机，接收所述光场相机的图像数据，/n所述光场成像系统的图像处理单元对于被测物体图像的处理过程包括以下步骤：/nA1，通过所述光场相机获取被测物体多视角图像；/nA2，基于极限约束原理和多视角图像，生成一系列外极线图像EPI；/nA3，初始化视差范围和标签数，对外极线图像EPI进行边缘检测，计算EPI斜率；/nA4，对全部外极线图像EPI的斜率进行后处理，获得视差标签图；/nA5，统计视差标签图中标签的频率分布直方...

【技术特征摘要】
1.一种光场成像系统，其特征在于，该系统包括，
光场相机，该光场相机的镜头正对被测物体；
至少一个光源，该光源的光线照射所述被测物体；
图像处理单元，该图像处理单元连接所述光场相机，接收所述光场相机的图像数据，
所述光场成像系统的图像处理单元对于被测物体图像的处理过程包括以下步骤：
A1，通过所述光场相机获取被测物体多视角图像；
A2，基于极限约束原理和多视角图像，生成一系列外极线图像EPI；
A3，初始化视差范围和标签数，对外极线图像EPI进行边缘检测，计算EPI斜率；
A4，对全部外极线图像EPI的斜率进行后处理，获得视差标签图；
A5，统计视差标签图中标签的频率分布直方图并进行滤波；
A6，对直方图进行高斯拟合，依据正态分布的3δ原则重新确定视差范围；
A7，如果重新确定的视差范围包含在原视差范围内，则更新视差范围，并继续步骤A3至A7过程，否则输出原视差范围作为最终结果。


2.一种光场成像处理方法，其特征在于，所述的成像处理方法包括：
A1，通过光场相机获取被测物体多视角图像；
A2，基于极限约束原理和多视角图像，生成一系列外极线图像EPI；
A3，初始化视差范围和标签数，对外极线图像EPI进行边缘检测，计算EPI斜率；
A4，对全部外极线图像EPI的斜率进行后处理，获得视差标签图；
A5，统计视差标签图中标签的频率分布直方图并进行滤波；
A6，对频率分布直方图进行高斯拟合，依据正态分布的3δ原则重新确定视差范围；
A7，如果重新确定的视差范围包含在原视差范围内，则更新视差范围，并继续步骤A3至A7过程，否则输出原视差范围作为最终结果。


3.根据权利要求2所述的光场成像处理方法，其特征在于，所述步骤A1，基于光场成像原理获取被测物体多视角图像，获得被测物体多视角图像的方法包括：
(1)通过单光场相机拍摄被测物体原始光场图像，通过光场渲染算法从原始光场图像中得到被测物体的多视角图像；或者
(2)通过相机阵列拍摄被测物体的多视角图像，
优选的，该相机阵列可以是线型、方阵型、环型、球型或围幕型排列形状。


4.根据权利要求2所述的光场成像处理方法，其特征在于，步骤A2中，基于极限约束原理和多视角图像，基于公式(1)生成一系列外极线图像，该外极线图像由多视角图像中部分视角图像中对应满足极线约束原理的像素组成，外极线图像中隐含多条直线对应不同子视角像素；
所述直线的斜率大小表征视差大小，通过公式(2)计算直线斜率大小推导子视角图像像素表征的视差值，其中公式(1)为
It,v(s,u)＝L(s,t*,u,v*)(1)
公式(1)中各变量的含义如下：
s,t分别表示子视角图像的横轴纵轴坐标；
u,v分别表示子视角排列的横轴纵轴坐标；
L(s,t*,u,v*)为4D光场表达式，※表示固定不变；
It,v(s,u)为EPI切片，
公式(2)为



公式(2)中各变量的含义如下：
Z表示真实深度值；
f表示焦距；
Δu表示沿视角横轴方向的变化；
Δs表示沿子视角图像横轴方向的变化，即视差大小；
θ表示EPI图像倾斜角度。


5.根据权利要求2所述的光场成像处理方法，其特征在于，在步骤A3中初始化视差范围和标签数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩天，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