[发明专利]用于扫描光场成像系统的镜头标定方法及装置

说明书

本申请公开了一种用于扫描光场成像系统的镜头标定方法和装置，该方案包括：采集包含不同角度信息的多个光场原始图像；将多个光场原始图像划分为中心视角图像和非中心视角图像，将每个中心视角图像与每个非中心视角图像两两配对形成图像对，并获取图像对不同阶像差的全局分布；根据图像对不同阶像差的全局分布，生成非全局一致的点扩散函数，并根据非全局一致的点扩散函数的求解对镜头进行标定。上述方案可以根据获得光学镜头的不同阶像差的全局分布生成非全局一致的点扩散函数，并根据非全局一致的点扩散函数的求解对镜头进行标定，进而快速通过计算方式获得衍射极限成像结果，实现全局的像差矫正需要花费大量的计算资源与计算时间。

技术领域

本申请涉及结构光成像技术领域，尤其涉及一种用于扫描光场成像系统的镜头标定方法及装置。

背景技术

近年来，超高像素数目成像逐渐进入人们的视野，随着机器视觉、无人机、高清监视系统等行业或设备的普及与扩散，人们对于高分辨率、大像素数目成像的需求日益明显。

得益于工业的发展，光学系统可以达到的衍射极限已经足以满足我们宏观场景拍摄的需求，同时也有足够的工艺制作出大面阵小像元尺寸的高分辨率像感器。但从物理模型上分析，随着单镜头尺寸的增长，像差会随之逐步提升，因此随着像素数目的提升、有效像素数目会被限制在一个有限的尺度上，也就是说，无论如何增加像感器的像素数目或是镜头的数值孔径，图像都很难进一步提升分辨率与清晰度，即像差的存在阻碍了光学系统的一步发展。

在这样的条件下，十亿像素的发展经历了下述两个阶段：第一个阶段通过缩小光学孔径尺寸，减小像差的存在，可以突破原有普通相机的有效像素数目局限，但这种方案会导致通光量减小，曝光时间增大，信噪比大幅度降低；第二个阶段通过多镜头拍摄拼接，形成十亿像素成像，该种方案通过增多镜头数目的方式减小像差随单镜头尺寸增大而相应增大的幅度，比减小孔径的方式更好的突破了像差限制，达到较好的成像效果，但成像效果也远远小于光学衍射极限性能。由此可知，现有技术能通过同时采集光线的角度信息和空间信息，进一步实现在相位空间矫正像差，但是对于高像素数目成像，比如亿级像素成像等存在全局不一致的像差，像差一致的等晕区只对应像素数目很少的图像局部，因此实现全局的像差矫正需要花费大量的计算资源与计算时间。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种用于扫描光场成像系统的镜头标定方法，以减少多个小区域像差矫正的时间和复杂度，从实际上解决象差的问题，使成像效果尽可能的接近光学衍射极限性能。

本申请的第二个目的在于提出一种用于扫描光场成像系统的镜头标定装置。

本申请的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本申请的第四个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种用于扫描光场成像系统的镜头标定方法，包括：

采集包含不同角度信息的多个光场原始图像；

将所述多个光场原始图像划分为中心视角图像和非中心视角图像，将每个中心视角图像与每个非中心视角图像两两配对形成图像对，并获取所述图像对不同阶像差的全局分布；

根据所述图像对不同阶像差的全局分布，生成非全局一致的点扩散函数，并根据所述非全局一致的点扩散函数的求解对镜头进行标定。

可选的，在本申请实施例中，在所述采集包含不同角度信息的多个光场原始图像之后，还包括：

将所述多个光场原始图像处理为具有不同角度信息的三维图像堆栈。