[发明专利]一种增大视角的集成成像计算重构方法

权利要求书

1.一种增大视角的集成成像计算重构方法，其特征在于包括下列步骤：

(一)在水平方向对相邻的微图像进行配准、拼接；

设采集的微图像集合由M×N个微图像单元组成，每个微图像单元为m×n个像素，第i行j列的微图像表示为I_i,j，则其左侧和右侧的微图像分别表示为I_i,j-1、I_i,j+1，进行图像配准时，采用的配准窗口大小为m*w个像素；

1. I_i,j和I_i,j-1的图像配准、拼接过程

在I_i,j中选取第n-w+1到第n列像素作为基准子图，在I_i,j-1中寻找其匹配位置；采用平均误差平方和算法作为两幅子图像相似度的测量标准，如式(1)所示：

其中，1≤t≤n-w+1；

D(t)越小，表明两幅子图越相似，故只需找到最小的D(t)，即可确定I_i,j-1中与基准子图匹配的位置；接下来，根据匹配位置t，将I_i,j-1中的部分区域拼接在I_i,j的右边；

2. I_i,j和I_i,j+1的图像配准、拼接过程

在I_i,j中选取第1到第w列像素作为基准子图，在I_i,j+1中寻找其匹配位置；采用平均误差平方和算法作为两幅子图像相似度的测量标准，如式(2)所示：

其中，1≤t≤n-w+1；

只需找到最小的D(t)，即可确定I_i,j+1中与基准子图匹配的位置；接下来，根据匹配位置t，将I_i,j+1中的部分区域拼接在I_i,j的左边；

(二)在进行集成成像计算重构时，根据光线追踪原理，获得从每个微图像中提取像素的位置坐标；

如果要计算重构出某一观察点看到的图像，要根据光线追踪原理确定在每个微图像中提取像素的位置；假设观察者在观察点D处，下面说明如何根据光线传输路径进行计算重构；

EIP为微图像集合平面，EIP与微透镜阵列之间的距离为g，LIP为微透镜成像平面，LIP与微透镜阵列之间的距离为h，微透镜焦距为f，在观察点D处观察到LIP处的集成图像；

根据光线的传输路径可知，从观察点D出发，经过第(i,j)个微透镜中心的直线与EIP平面相交于点(x,y_j)，观察点D处经过第j+1个透镜中心的直线与EIP平面相交于点(x,y_j+1)，根据图中相似三角形的性质可以得到：

从而推出：

Δ_I为计算机重构图像时，在相邻两个微图像单元中提取像素的位置偏移量；

假设根据观察点位置，从第(1,1)个微图像单元中提取像素的坐标为(x₀,y₀)，则从第(i,j)个微图像中提取像素的坐标为(x₀+(i-1)*Δ_I,y₀+(j-1)*Δ_I)；这样，从每个微图像中提取出1个对应像素，就重构出某个特定视角的图像。