[发明专利]一种多介质条件下物像映射关系标定方法及标定装置

权利要求书

1.一种多介质条件下物像映射关系的标定方法，其特征在于，基于笼式光场相机进行标定，包括如下步骤：

预标定笼式光场相机的内参数；

利用已预标定的笼式光场相机拍摄光场图像；

提取光场图像中子孔径图像圆心的像素坐标(s，t)，并转换为圆点发出的光线入射微透镜的位置坐标(S，T)；

根据圆点世界坐标(X，Y，Z)与圆点发出的光线入射微透镜的位置坐标(S，T)之间的映射关系，计算光线从目标物点(X₀，Y₀，Z₀)入射微透镜的位置坐标(S₀，T₀)；

追迹光线从微透镜阵列至图像传感器平面的对应像素上，将该像素的强度值加上光线的强度；将最终得到的图像像素强度进行归一化，即得到目标物点与像素间的映射关系；

圆点世界坐标(X，Y，Z)与圆点发出的光线入射微透镜的位置坐标(S，T)之间的映射关系为：

S＝a_s1+a_s2X+a_s3Y+a_s4Z+a_s5U+a_s6V+a_s7X²+a_s8XY+a_s9XZ+a_s10XU

+a_s11XV+a_s12Y²+a_s13YZ+a_s14YU+a_s15YV+a_s16Z²+a_s17ZU+a_s18ZV

+a_s19U²+a_s20UV+a_s21V²+a_s22X³+a_s23X²Y+a_s24X²Z+a_s25X²U+a_s26X²V

+a_s27XY²+a_s28XYZ+a_s29XYU+a_s30XYV+a_s31XZ²+a_s32XZU+a_s33XZV

+a_s34XU²+a_s35XUV+a_s36XV²+a_s37Y³+a_s38Y²Z+a_s39YZ²+a_s40YZU

+a_s41YZV+a_s42Y²U+a_s43YU²+a_s44YUV+a_s45Y²V+a_s46YV²+a_s47Z³

+a_s48Z²U+a_s49ZU²+a_s50ZUV+a_s51ZV²+a_s52ZV²+a_s53U³+a_s54U²V

+a_s55UV²+a_s56V³

T＝a_t1+a_t2X+a_t3Y+a_t4Z+a_t5U+a_t6V+a_t7X²+a_t8XY+a_t9XZ+a_t10XU

+a_t11XV+a_t12Y²+a_t13YZ+a_t14YU+a_t15YV+a_t16Z²+a_t17ZU+a_t18ZV

+a_t19U²+a_t20UV+a_t21V²+a_t22X³+a_t23X²Y+a_t24X²Z+a_t25X²U+a_t26X²V

+a_t27XY²+a_t28XYZ+a_t29XYU+a_t30XYV+a_t31XZ²+a_t32XZU+a_t33XZV

+a_t34XU²+a_t35XUV+a_t36XV²+a_t37Y³+a_t38Y²Z+a_t39YZ²+a_t40YZU

+a_t41YZV+a_t42Y²U+a_t43YU²+a_t44YUV+a_t45Y²V+a_t46YV²+a_t47Z³

+a_t48Z²U+a_t49ZU²+a_t50ZUV+a_t51ZV²+a_t52ZV²+a_t53U³+a_t54U²V

+a_t55UV²+a_t56V³

式中，(U，V)为子孔径位置；a_s1～a_s56及a_t1～a_t56为待定系数；

为确定系数a_s1～a_s56及a_t1～a_t56，建立矩阵A及向量s’，t’：

s'＝[S₁(U₁,V₁)S₂(U₁,V₁)S₃(U₁,V₁)…S₁(U₂,V₁)…S_n(U_m,V_m)]^T

t'＝[T₁(U₁,V₁)T₂(U₁,V₁)T₃(U₁,V₁)…T₁(U₂,V₁)…T_n(U_m,V_m)]^T

其中：n表示标定板的圆点总数目，m表示每个微透镜所覆盖的像素数目；

采用左除法分别计算系数向量a_s，a_t：

a_s＝A\s'

a_t＝A\t'

其中：a_s＝[a_s1,a_t2,a_t3,…a_s56]，a_t＝[a_t1,a_t2,a_t3,…a_t56]。