[发明专利]基于EPI的光场拼接装置及方法

权利要求书

1.一种基于EPI的光场拼接装置的光场拼接方法，所述基于EPI的光场拼接装置，包括光场相机、光学平台、电控平移台、运动控制器和计算机，其特征在于：所述的光场相机固定在电控平移台上，且光场相机的镜头光轴与电控平移台的导轨方向垂直；所述的电控平移台安装在光学平台上，电控平移台的导轨和光学平台平行或垂直；所述的计算机通过运动控制器控制光场相机在电控平移台导轨上平移，其特征在于包括下述步骤：

1)在满足相邻光场所采集场景重叠度大于20％的条件下，设定电控平移台平移步进，光场相机平移间隔两次以上采集一次光场数据；

2)提取每个光场数据的EPI图，运用SIFT算法对相邻两光场的EPI图求取匹配点，针对相邻两光场的每一对匹配点设定误差函数，注册过程中相邻光场的注册距离为T时第i对匹配点的误差函数E_regist(T,i)＝|k₁(T,i)-k₀(T,i)|+|k₂(T,i)-k₀(T,i)|，其中，k₀(T,i)为相邻两光场的注册距离为T时EPI图中第i对匹配点所在直线的斜率；k₁(T,i)、k₂(T,i)为相邻两光场的注册距离为T时，EPI图中第i对匹配点对应EPI线的斜率；将每一相邻两光场的注册距离值下求取的所有的误差函数值求和得到一个总误差值，所有总误差值中的最小值对应的相邻两光场的注册距离为最佳注册距离T_opt；根据光场相机双平面的几何关系求得插值区域的高度x＝N_view×d，其中N_view为插值区域在角度平面某一坐标方向上的视点个数，d为视差距离值；

3)针对采集到的光场数据集合里的每一对相邻光场，对插值区域的每一个像素点设定误差函数其中D为相邻两光场的重聚焦视差值，EPI1(v_i,L_j)、EPI2(v_i,L_j)分别为左右两光场EPI中直线L_j上视点v_i中的像素点值；设定相邻两光场重聚焦视差的取值范围为其中k_s为左光场最左端像素点和右光场最右端像素点所在直线的斜率，k_m为左光场最右端像素点和右光场最左端像素点所在直线的斜率；设定重聚焦视差步长，使得光场中同一点的EPI线在变化前后的距离小于等于一个像素；在每一重聚焦视差值下对两光场进行重聚焦，并在当前光场重聚焦视差值下计算插值区域内每一个像素点的误差函数值，当像素点的当前误差函数值小于旧的误差函数值时，对当前像素点进行插值，并更新当前像素点的误差函数值；

4)将采集到的所有光场数据的EPI图合成一张EPI图，并渲染出一幅宽视场图像。