[发明专利]光场成像的数据预处理方法

说明书

本发明提出的光场成像的数据预处理方法，属于光场成像技术领域，包括以下步骤：步骤1，原始光场数据解码；步骤2，获取白图像；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。本申请完成了从Lytro Illum光场相机中提取和解码光场数据，并进行处理获取标准四维光场图像矩阵和子光圈图像矩阵的过程，为光场成像技术的研究和应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于光场成像技术领域，尤其是光场成像的数据预处理方法。

背景技术

光场相机结构包括一个主镜头、一个微透镜阵列和一个图像探测器，加入微透镜阵列后图像探测器上的像素点不再是光场的积分，而是四维光场的重采样，因此光场相机能够通过一次成像获取比传统相机更多的光信息，可以利用计算成像的方法得到不同方向、位置、景深处的图像以满足不同的需求。目前，市面上消费级的Lytro相机系列中的Lytro Illum光场相机因其较好的外观设计和较高的成像质量广受消费者的喜爱，目前已有对Lytro Illum相机获取四维光场信息进行研究，但是还比较简洁，尚属起步阶段。

发明内容

本发明提供的光场成像的数据预处理方法，为光场成像技术的研究和应用奠定了基础。

本发明具体采用如下技术方案实现：

光场成像的数据预处理方法，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)。

作为优选，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。

作为优选，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。

作为优选，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；