[发明专利]光场成像的数据预处理方法

权利要求书

1.光场成像的数据预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，原始光场数据解码，把Lytro Illum相机内部编码好的原始光场图像数据解码为可以利用的标准光场图像矩阵的过程；

步骤2，获取白图像，每次处理不同场景下的光场图像数据时，需先处理与该场景相同环境条件下的白图像，以解算出最终的标准光场图像矩阵；

步骤3，白图像处理，处理白图像是为了获取白图像中每个宏像素中心的坐标位置、每行每列宏像素的个数和每个宏像素中所含元素的个数；

步骤4，获取四维光场矩阵和子光圈图像阵列，利用步骤3处理结果中的参数对光场图像数据进行几何变换和重新排列，最终得到标准四维光场矩阵LF(t,s,v,u)。

2.根据权利要求1所述的光场成像的数据预处理方法，其特征在于：所述步骤3的白图像处理包括以下步骤：

步骤31)确定峰值点，对白图像先进行圆形滤波处理，然后找局部最大值，最大值点即为峰值点；

步骤32)确定每行峰值点的偏移角度；

步骤33)确定每行每列峰值点的偏移量；

步骤34)确定最终的整幅图像的宏像素以及微透镜中心坐标。

3.根据权利要求2所述的光场成像的数据预处理方法，其特征在于：所述步骤32)包括：

步骤321)三角网格化处理，即对峰值点进行三角网处理，网格交点即代表峰值点，然后采用近邻取样法确定相邻的峰值点；

步骤322)对步骤321)确定的峰值点分别沿x方向(水平方向)和y方向(垂直方向)最小二乘拟合，确定每行每列峰值点的偏移角度。

4.根据权利要求1所述的光场成像的数据预处理方法，其特征在于：所述步骤4包括：

步骤41)去渐晕效应，先调整图像的灰度范围，即根据原始数据文件中的参数可知，原始光场图像的灰度范围为64～1023，将其映射到0～1之间，然后去渐晕处理；

步骤42)去马赛克，利用MATLAB中的demosaic函数；

步骤43)图像旋转、缩放、平移，让宏像素中水平径向和垂直径向的元素为奇数，以确保中心点位置为整数值；

步骤44)重排光场矩阵，其处理过程为：首先建立一个标准四维光场空矩阵，第一维代表每个宏像素中心的横坐标，第二维代表每个宏像素中心的纵坐标，第三维代表宏像素中元素的横坐标，第四维代表宏像素中元素的纵坐标；其次利用四维绘图函数生成四维网格空矩阵，分别用来代表光场矩阵中的宏像素中元素的坐标和宏像素中心位置坐标；获取原三维彩色光场图像坐标的索引值；最后把四维光场空矩阵的下标转换为索引值，把原三维彩色光场图像索引值所对应的像素值赋值给空矩阵的索引值所对应的像素，获取LF(t,s,v,u)类型的矩阵，t,s为不同宏像素中心的坐标值，v,u为每个宏像素的元素坐标值；

步骤45)对步骤44)获取的四维光场矩阵分两次进行一维线性插值，分别对(v,u)和(t,s)维度进行一维插值，其中，对(t,s)维度插值的目的是使原六边形排列的宏像素转换为四边形排列，对(v,u)维度插值的目的是使宏像素中的元素组成正方形排列的结构；

步骤46)根据步骤45)的处理结果，即可获取标准四维光场矩阵LF(t,s,v,u)和子光圈图像阵列LF(:,:,v,u)。