[发明专利]图像定位方法、透镜阵列成像方法及装置

说明书

本发明公开一种图像定位方法、透镜阵列成像方法及装置，涉及图像处理技术领域。该图像定位方法用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位。所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜。所述图像定位方法包括以下步骤：S210获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；S220获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。本发明还公开包括上述图像定位方法的透镜阵列成像方法及相应成像方法的装置。本发明可准确定位透镜阵列中各子透镜的位置，从而为后续图像处理提供了准确的数据，提高了透镜阵列的成像质量。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像定位方法、透镜阵列成像方法以及透镜阵列成像装置。

背景技术

透镜阵列是一种包含有多个呈阵列排布的子透镜的光学器件，现已广泛应用于光场相机、复眼相机以及大视野的显微相机中。其子透镜在透镜阵列内以有序的、等间隔的方形\矩形阵列形式排布。每个子透镜都可以对自身视野范围内的物体成像，每个子透镜所呈图像称作子图像。因此透镜阵列在一次成像中得到的像图(通过透镜阵列后成像得到的原始图像)内包含了多个子图像，且子图像在像图内的排布形式对应子透镜在透镜阵列内的排布形式。透镜阵列成像的任务是对包含有多个子图像的像图进行处理，最终输出的结果是由子图像拼接形成的完整图像，因此在像图中正确定位子图像是透镜阵列成像的关键步骤之一。

虽然通过光学仿真可以获取像图中子图像的位置，但由于理想环境中的光学仿真与实际复杂环境中的真实成像之间的误差、以及实际加工精度的限制导致透镜阵列在加工、组装过程中产生器件误差，光学仿真得到的子图像的位置往往与实际成像中子图像的位置有一定偏差。从上述描述可知，现有技术中采用透镜阵列实现成像时由于像图的子图像定位不准确严重影响了成像质量。

此外，对比文件1(CN105704402A)公开一种微透镜阵列的成像方法与成像装置，其主要技术方案是采用对单一光源成像生成底图，然后在该光源条件下对实际场景进行成像，以获取像图，之后通过底图和像图进行亮度配准，为所述像图中的第一象素建立背景概率模型；以及根据所述第一象素的背景概率模型，对所述像图中的第一象素进行亮度均一化处理。上述消除微透镜阵列成像的亮度分布不均的现象。

然而上述微透镜阵列虽然对微透镜阵列成像的亮度不均问题进行了解决，然而其没有考虑用微透镜阵列的各微透镜之间存在一定的间距以及各微透镜拍摄到的子图像存在交叠，导致后续生成的图像较为模糊，图像质量较差。

发明内容

本发明提供一种图像定位方法、透镜阵列成像方法及透镜阵列成像装置，用于解决现有技术中未考虑透镜阵列成像时未考虑各子透镜定位，导致成像质量不佳的问题。

本发明提供一种图像定位方法，用于对一透镜阵列拍摄场景所获得的原始图像中的子图像进行定位，其中，所述透镜阵列包括多个呈阵列排布的子透镜。所述图像定位方法包括以下步骤：

S210 获取一通过所述透镜阵列拍摄的参照图像中对应各子透镜的参照子图像；

S220 获取对应各子透镜的参照子图像的位置信息。

较佳地，所述步骤S220具体包括以下步骤：

S221 建立对应所述参照图像的平面坐标系，计算所述参照图像在X方向和Y方向上的投影；

S222 初步确定所述参照图像中各子图像中心点的X坐标值和Y坐标值；

S223 精确计算所述参照图像中各子图像中心点的X坐标精确值和Y坐标精确值。

较佳地，所述步骤S222包括以下步骤：

S2221 依据所述参照图像在X方向上的投影，获得第一投影数列；

S2222 采用Kmeans算法对所述第一投影数列进行聚类，初步确定各子图像中心点的X坐标值；