[发明专利]光场的元数据

说明书

技术领域

本发明涉及用于光场数据和光场数据的处理的元数据。

背景技术

传统摄像机在对可见光敏感的二维传感器设备上采集来自三维场景的光。在这种成像设备中所使用的光敏技术通常基于能够将光子转换为电子的半导体技术，例如电荷耦合设备(CCD)或互补金属氧化物技术(CMOS)。例如，数字图像光传感器典型地包括光敏单元的阵列，每个单元被配置为采集入射光。从由图像传感器设备的每个光敏单元采集的光的总量的测量获得2D图像，该2D图像提供空间信息。虽然2D图像可以提供在光传感器的空间点处关于光的强度和光的颜色的信息，但是没有提供关于入射光的方向的信息。

光场摄像机(也称为辐射采集摄像机)可以提供除二维空间信息外的关于入射光线的方向信息。可以通过使用微透镜阵列获得方向信息，该微透镜阵列通常被称为与图像传感器相关联的微透镜阵列(MLA)。例如，光场阵列摄像机设置有微透镜阵列和光传感器。全光摄像机设置有聚焦在MLA上的主透镜，以及与MLA相关联的光传感器。在其他的光场摄像机配置中，可以使用各自设置有自己的透镜和传感器的多个摄像机来获得光场数据。

光场通常被定义为表征来自场景中不同点处的不同方向的光的4D功能。关于光线的方向分布的信息典型地被称为光场数据或4D数据。由于信息提供4个参数-二维位置信息和二维角度信息，所以方向分布对应于四维(4D)功能。光场可以被解释为场景的2D图像的二维集合。

可以针对许多应用处理所获得的光场数据，例如，以生成场景的重新聚焦图像、以从不同视点生成图像、以提供关于所采集的场景的深度信息或者以生成3D图像。

应该适当地管理从光场摄像机所获得的数据，从而在不同的应用中合理地利用。

本发明是考虑到前述内容而设计的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种为所采集的光场数据提供元数据的方法，所述方法包括提供聚合元数据的数据格式，所示元数据描述以下至少一个的特征：被用于采集光场数据的光场摄像机，从光场数据导出的视图矩阵，以及从光场数据导出的焦点堆叠。

在一个实施例中，该方法包括获得描述以下至少一个的特征的光场数据元数据：被用于采集光场数据的光场摄像机，从光场数据导出的视图矩阵，以及从光场数据导出的焦点堆叠；以及基于由元数据提供的信息渲染光场数据。

在一个实施例中，在光图像文件中聚合所述元数据。

在一个实施例中，以符合XML的标记语言来定义所述元数据。

在一个实施例中，描述被用于采集所述光场数据的所述光场摄像机的特征的所述元数据包括定义所述光场摄像机的以下技术特征中的一个或多个的数据：

光场摄像机的光传感器；

光场摄像机的主透镜；以及

光场摄像机的微透镜阵列。

在一个实施例中，描述所述光场摄像机的光传感器的元数据包括表示以下参数中的一个或多个的数据：

光传感器的空间分辨率；

光传感器的滤色器的颜色采样；

光传感器的滤色器的透射率；

光传感器的像素的动态范围；

定义由像素输出的信号与入射光之间的非线性关系的颜色变换矩阵；

光传感器的两个相邻像素之间的间距；以及

指定非正方形像素的形状比的缩放因子。

在一个实施例中，描述所述光场摄像机的主透镜的元数据包括表示以下参数中的一个或多个的数据：

主透镜的焦距；

光瞳(pupil)与焦距之间的比率；以及

主透镜的渐晕模型。

在一个实施例中，描述所述光场摄像机的微透镜阵列的元数据包括表示以下参数中的一个或多个的数据：

微透镜阵列的图案；

被布置在微透镜阵列上的滤色器的图案；

微透镜阵列的两个相邻微透镜之间的间距；

指定微透镜的形状比的缩放因子；以及

校准微透镜中心的数量；以及

一个或多个微透镜中心的空间坐标。

在一个实施例中，描述从所述光场数据导出的视图阵列的特征的元数据包括表示以下参数中的一个或多个的数据：

阵列中的视图的数量；

一个或每个视图的空间分辨率；

视图中可用的颜色；

视图的参考点的空间坐标；

视图的水平焦距和垂直焦距。