[发明专利]光场数据表示

说明书

一种用于减少定义获取的光场射线的参数的方法，所述获取的光场射线使得仅存储与光场射线相关联的颜色，而不存储4个光场坐标(x，y，i，j)及其相关联的颜色。

技术领域

本发明涉及表示光场的数据的产生。本发明的一个方面涉及光场元数据的提供和处理。

背景技术

常规的相机在对可见光敏感的二维传感器设备上捕获来自三维场景的光。用于这样的成像设备中的光敏技术通常基于能够将光子转换成电子的半导体技术，比如电荷耦合器件(CCD)或互补型金属氧化物技术(CMOS)。例如，数字图像光电传感器通常包括光敏单元的阵列，每个单元被配置为捕获入射光。提供空间信息的2D图像是根据对由图像传感器设备的每个光敏单元捕获的光的总量的测量来获得的。尽管2D图像可以提供与光电传感器的空间点处的光的强度和光的颜色有关的信息，但是没有提供与入射光的方向有关的信息。

除了2D空间信息之外，光场相机(也称为辐射捕获相机)可以提供与入射光射线有关的方向信息。方向信息可以通过使用微透镜的阵列(通常称为与图像传感器相关联的微透镜阵列(MLA))来获得。例如，光场阵列相机设置有微透镜阵列和光电传感器。光场相机包括全光相机、相机阵列和分布式相机。全光相机设置有将光聚焦在MLA上的主透镜、以及与MLA相关联的光电传感器。在光场相机的其它配置中，可以使用各自设置有其自己的透镜和传感器的多个相机来获得光场数据。

光场通常被定义为表征在场景中的不同点处的来自不同方向的光的4D函数。与光射线的方向分布有关的信息通常被称为光场数据或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)，因此方向分布与四维(4D)函数相对应。光场可以被解释为场景的2D图像的二维集合。

获得的光场数据可以被处理用于许多应用，例如，用于产生场景的重新聚焦图像、从不同视点产生图像、提供与捕获的场景有关的深度信息或产生3D图像。

光场数据会占用大量的存储空间，这会使存储变得繁琐并且处理效率降低。此外，光场获取设备是非常多样的。光场相机具有不同类型，例如全光或相机阵列。每种类型之间都存在许多差异，例如不同的光学布置或不同焦距的微透镜。每种相机都有自己的专有文件格式。目前，没有支持获取和发送多维信息以便详细了解光场所依赖的不同参数的标准。由于针对不同相机而获取的光场数据具有多种格式。

基于上述内容，设计出本发明。

发明内容

本发明的实施例提出了一种用于减少定义获取的光场射线的参数的方法，所述获取的光场射线使得仅存储与光场射线相关联的颜色，而不存储4个光场坐标(x，y，i，j)及其相关联的颜色。

根据本发明的第一方面，提供了一种根据从场景捕获的具有像素形式的光场数据来产生几何数据的方法，所述几何数据定义了来自与所捕获的光场数据相对应的光场射线的场景的路径；

根据几何数据获得相交数据，所述相交数据定义来自场景的光场射线与多个给定参考平面的相交，所述参考平面与所述场景中的不同深度相对应，每个相交数据集合与具有颜色值的光场射线相对应；

定义采样单元的参数空间，以表示相交数据；

例如通过离散拉东变换或根据校准数据，来确定表示相交数据的参数空间中的一个或多个数字化数据超平面；

提供表示光场的数据格式，所述数据格式包括定义参数空间中的数据超平面的数据参数、以及与每个产生的光场射线相关联的颜色值。

4D空间中的数据超平面是通过类型为a.x1+b.x2+c.y1+d.y2+e＝0的方程连接在一起的点的集合；例如，该方程可以定义与光场参数数据相关的超平面，如下所示：