[发明专利]一种光场图像旋转误差校正方法

权利要求书

1.一种光场图像旋转误差校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：使用光场相机对白色匀光板成像，获取光场原始白图像I；

步骤二：对光场原始白图像I进行滤波处理，并提取滤波后光场原始白图像I的中心区域图像作为参考图像I′；

步骤三：将参考图像I′划分为多个微透镜子图像，在每个微透镜子图像内进行局部搜索，确定粗调中心区域D；

步骤四：对粗调中心区域D内的像素点进行插值处理，得到具有亚像素精度的像素点坐标及其灰度值，然后计算每个微透镜子图像的中心坐标(x_ci,y_cj)；

步骤五：分别对同一行/列的微透镜子图像的中心坐标(x_ci,y_cj)进行线性拟合，根据拟合函数估计出图像旋转角度θ；

步骤六：将待校正光场原始图像LI中的各像素点进行旋转角度为θ的反向旋转坐标映射和插值处理，获得校正后的光场原始图像LI′；

步骤七：基于校正后的光场原始图像LI′，对目标场景进行四维光场解析和数字重聚焦处理，得到重聚焦图像RI，将重聚焦图像RI中的像素点进行旋转角度为θ的正向旋转坐标映射和插值处理，获得校正后的重聚焦图像RI′。

2.根据权利要求1所述的一种光场图像旋转误差校正方法，其特征在于，步骤一具体为：

将白色匀光板固定在光场相机镜头前方，保证白色匀光板平面与光场相机的光轴相互垂直；调整光场相机光圈值直至成像屏上光斑刚好不发生串扰，对白色匀光板平面光源进行拍摄，得到光场原始白图像I。

3.根据权利要求1所述的一种光场图像旋转误差校正方法，其特征在于，步骤二中采用中值滤波方法对光场原始白图像I进行滤波，滤波窗口S＝3×3。

4.根据权利要求1所述的一种光场图像旋转误差校正方法，其特征在于，步骤三具体为：

根据滤波后光场原始白图像I的子图像覆盖像素个数l×l，将参考图像I′划分为M×M个微透镜子图像，然后对每个微透镜子图像区域内的像素点灰度值分别按照行列求和，M为微透镜子图像的行数和列数；

将各个微透镜子图像对应的各行、列求和结果分别进行降序排序，分别选取前R个求和结果对应的行、列，然后对行、列坐标分量进行升序排序，各坐标所对应的像素点组成R×R的方形粗调中心区域D。

5.根据权利要求4所述的一种光场图像旋转误差校正方法，其特征在于，步骤四具体为：

采用双线性插值法对粗调中心区域D内的每个像素点进行系数为k的亚像素细分，可利用的像素点增加至Rk×Rk，定位精度达到了1/k像素；设插值点坐标为(x+p/k,y+q/k)，与其相邻的4个整像素点坐标为(x,y)、(x+1,y)、(x,y+1)和(x+1,y+1)，则插值点的灰度值f(x+p/k,y+q/k)为：

f(x+p/k,y+q/k)＝(1-p/k)×(1-q/k)×f(x,y)+(1-p/k)×q/k×f(x,y+1)+(1-q/k)×p/k×f(x+1,y)+p/k×q/k×f(x+1,y+1)

其中，f(x,y)为参考图像I′中像素点(x,y)的灰度值，p、q表示两相邻整像素点间的第p行、第q列的插值点，其中p＝1,2,…,k-1，q＝1,2,…,k-1；k为正整数；

然后利用灰度重心法计算每个微透镜子图像的中心坐标(x_ci,y_cj)，中心坐标的行坐标x_ci和列坐标y_cj的计算公式分别为：