[发明专利]基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法

权利要求书

1.基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，利用光场成像系统采集样本的光场成像图；

S2，移除样本，将光源直接照射光场成像系统，采集光场成像图对应的各微透镜成像的光心位置图；

S3，利用所述光心位置图标定各微透镜成像的中心，进而对步骤S1采集的光场成像图进行渲染重建，得到光场重建图像；

S4，将所述光场重建图像变换到频域，并将低频分量排列至频谱中心；

S5，对步骤S4变换后的光场重建图像频谱进行预处理，即取幅值并压缩值域；

S6，生成低通滤波器，保护以零频为中心、半径为r的圆形区域内的光场重建图像频谱的低频分量部分；

S7，将所述低通滤波器乘以步骤S5预处理后的光场重建图像频谱，低频分量的频谱值置零；

S8，对经步骤S7处理后得到的光场重建图像频谱作二值化处理，得到图像掩膜；

S9，利用所述图像掩膜，对步骤S4变换得到的光场重建图像原始频谱进行过滤，滤除频谱中的高频周期噪声分量；

S10，将过滤后的光场重建图像频谱变换回空间域，得到去除周期噪声的光场重建图像。

2.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S2中，采集光场成像图对应的各微透镜成像的光心位置图的具体过程为：

以光源为样本直接照射成像系统，在确保光源经主透镜成像后足以覆盖整个微透镜阵列的前提下，各微透镜能够记录充足角度的光线，在传感器上成像为圆形，其圆心即为微透镜成像的中心，因此将光源的光场成像图作为计算各微透镜成像中心的光心位置图；调整光源与成像系统之间的距离，使各微透镜成像之间不重叠。

3.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用光心位置图标定各微透镜成像的中心的具体方法为：

首先初始化与微透镜阵列大小相同的两个二维矩阵C_x、C_y，分别记录各微透镜成像中心的横、纵坐标；检索光心位置图中出现的圆，将识别到的圆的圆心坐标填入矩阵C_x、C_y的相应位置，作为该位置的微透镜成像的中心位置坐标，对未识别到圆的位置对应的矩阵值进行插值填充，作为该位置微透镜成像的中心位置坐标的估计值。

4.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S3中，对光场成像图进行渲染重建的具体方法为：

在光场成像图中取出以各微透镜成像中心为中心、边长为(2l+1)大小的矩形像素块，按照微透镜阵列的位置排布，将从各微透镜成像中取出的像素块先水平翻转后再进行有序拼接，得到光场重建图像；其中，长度l的取值应小于微透镜半径。

5.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S6的具体方法为：

初始化一个与光场重建图像频谱大小相同的二维矩阵，该二维矩阵由其中心位置一个半径为r的圆划分为两部分：圆内矩阵值置0，表示待处理对象中该区域对应的分量受到抑制并被滤除；圆外矩阵值置1，表示待处理对象中该区域对应的分量不受影响并正常通过。

6.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S8中，图像掩膜的具体生成方法为：

将低通滤波器矩阵Lp与预处理后的光场重建图像频谱I′_F相乘，得到低频分量频谱值置零的光场重建图像频谱I″_F：

I″_F＝Lp×I′_F

设置二值化阈值Tr，对低频分量频谱值置零的光场重建图像频谱I″_F作二值化处理，得到图像掩膜M，M值为1的部分即对应光场重建图像频谱I_F需要滤除的频率分量；通过改变阈值Tr的大小，调节图像掩膜M中值为1的频率分量的占比，进而调节对噪声的抑制程度。

7.根据权利要求1所述的基于频域的去除光场重建图像中的周期噪声的方法，其特征在于，所述步骤S9中，若某频率分量对应的图像掩膜M的值为1，则将该分量在光场重建图像频谱I_F中对应位置的频谱值置零，得到滤除高频周期噪声分量的光场重建图像频谱I_Fd：

其中，i＝1...r，j＝1...c，r、c分别为光场重建图像I_r的行数和列数。