[发明专利]一种光场相机的快速盲标定方法

权利要求书

1.一种光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：在主透镜与图像传感器之间插入微透镜阵列以搭建初始的光场相机2.0结构，根据成像过程建立光场相机2.0标定数学模型；

A2：利用搭建的所述光场相机2.0结构对三层以上深度标定板进行拍摄，并记录所述图像传感器采集的标定板图像，其中所述三层以上深度标定板具有三个或更多个不同的深度，提供不同深度位置处的块尺寸值；

A3：基于光场相机2.0结构下微透镜成像部分交叠的特性，结合步骤A2采集到的所述标定板图像，获取所述标定板图像的每个深度位置处的块尺寸值；

A4：将步骤A3得到的所述标定板图像的不同深度位置处的块尺寸值代入到步骤A1建立的所述光场相机2.0标定数学模型，计算得到所述微透镜阵列的几何参数，实现对光场相机的快速标定。

2.根据权利要求1所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，步骤A1中在搭建初始的光场相机2.0结构时，使得拍摄场景中的物体发出的光线经过所述主透镜折射后成像于所述主透镜与所述微透镜阵列之间的中继像面上，所述微透镜阵列对所述中继像面上的像进行二次成像并由所述图像传感器记录，其中该光线传播过程满足高斯成像，其对应关系为：

其中，u是所述物体到所述主透镜的距离，v是所述主透镜与所述中继像面之间的距离，F是所述主透镜的焦距；a是所述中继像面到所述微透镜阵列的距离，b是所述微透镜阵列到图像传感器的距离，f是所述微透镜阵列的焦距。

3.根据权利要求2所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，

步骤A1中，对光场相机2.0结构下的光场图像进行渲染，每个微透镜所采集到的图像满足关系：

其中，D是每个微透镜所采集到的图像的尺寸，p是每个微透镜所采集到的图像中心不重叠区域的尺寸，a是所述中继像面到所述微透镜阵列的距离，b是所述微透镜阵列到图像传感器的距离；根据以上的关系建立数学模型；

步骤A4中，根据步骤A3获得的所述标定板图像的不同深度位置处的块尺寸值，以及三个不同的深度之间的间隔，由如下方程组求取光场相机2.0结构的几何参数：

其中u是所述物体到所述主透镜的距离，v是所述主透镜与所述中继像面之间的距离，F是所述主透镜的焦距，Δu是深度1与深度i的间隔，Δv是中继像面1与中继像面i的间隔，p_i是深度i时对应的块尺寸值，其中i取2或3。

4.根据权利要求1至3任一项所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，步骤A3包括:对于采集到的所述标定板图像，根据深度划分为三个部分，首先初步估算所述三个深度位置处对应的块尺寸值,接着将所述微透镜采集的图像上采样至预定倍数，然后通过比较相邻微透镜采集到的图像之间的相似区域，计算出对应深度位置处精确的块尺寸值。

5.根据权利要求4所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，利用梯度值的方法进行所述初步估算，求取边缘最圆滑的块尺寸大小作为粗略的估计值。

6.根据权利要求4所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，所述预定倍数为100倍。

7.根据权利要求6所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，利用双线性插值的方式进行所述上采样。

8.根据权利要求4所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，利用块相似性算法SSIM进行所述相似区域的比较，根据相邻微透镜图像重叠区域大小即为准确的块尺寸值的特性，通过比较相邻微透镜图像间的相似区域获取更精确的块尺寸值。

9.根据权利要求1至3任一项所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，所述标定板为具有阶梯状的三个以上不同深度的标定板。

10.根据权利要求9所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，所述标定板上具有渐变的纹理结构。

11.根据权利要求1至3任一项所述的光场相机的快速盲标定方法，其特征在于，步骤A1中对所述三层以上深度标定板进行单次拍摄。