[发明专利]基于光场相机阵列的成像方法及系统

说明书

本申请涉及成像技术领域，特别涉及一种基于光场相机阵列的成像方法及系统，其中，方法包括：成像目标的光线通过分束镜传递给多个光场相机；多个光场相机拍摄同一场景，但是存在微小的相对位置偏移，实现对相空间的密集采样，减少扫描光场成像需要的扫描次数；对每个光场图像提取每个微透镜相同角度的像素并融合，得到单一视角图像，最终得到空间稠密采样的多视角图像。根据预设策略计算多个视角的图像的偏移矩阵，并利用偏移矩阵对多个视角的图像进行数字偏移校正；对校正后的多视角图像的进行图像的拼接融合，得到待成像目标的最终成像结果。由此，本申请实施例可以有效克服空间分辨率与角度分辨率的矛盾，并有效解决动态相差。

技术领域

本申请涉及成像技术领域，特别涉及基于光场相机阵列的成像方法及系统。

背景技术

扫描光场成像技术获取在成像时像面扫描待成像目标得到的多个相对位置微小偏移的光场图像，产生相邻小间隔微透镜间的虚拟重叠；根据多次扫描的光场图像计算成像时，突破空间分辨率与角度分辨率的矛盾。通过计算光学系统或采集场景引入的像差，并基于像差与波动光学理论，对成像系统的点扩散函数进行建模；根据建模后的点扩散函数，与多次扫描光场图像重排列后所得的多视角图像进行非相干孔径合成，实现图像重构，实现大场景、高分辨的三维成像。

然而扫描光场成像技术面对动态相差方面仍然存在不足，在高速动态成像场景，例如大气湍流，通过扫描的方法进行多个相对位置微小偏移的光场图像，采集的多个光场图像并非相同时刻，影响了相差估计的准确度。因此需要快速相差估计的方法，更好解决动态像差的问题。

发明内容

本申请提供一种用于基于光场相机阵列的成像方法及系统，可以有效提升分辨率、解决复杂湍流引起的像差和实现非相干光孔径合成，实现快速相差估计，更好解决动态相差问题，提升成像技术水平。

本申请第一方面实施例提供一种基于光场相机阵列的成像方法及系统，包括以下步骤：

成像目标的光线通过分束镜传递给多个光场相机；多个光场相机拍摄同一场景，但是存在微小的相对位置偏移，实现对相空间的密集采样，减少扫描光场成像需要的扫描次数；对每个光场图像提取每个微透镜相同角度的像素并融合，得到单一视角图像，最终得到所述空间稠密采样的多视角图像；根据预设策略计算所述多个视角的图像的偏移矩阵，并利用所述偏移矩阵对所述多个视角的图像进行数字偏移校正；对校正后的多个视角的图像的进行图像的拼接融合，得到所述待成像目标的最终成像结果。

可选地，所述利用所述偏移矩阵对所述多个视角的图像进行数字偏移校正，包括：对所述偏移矩阵进行二维积分得到像差矩阵；根据所述像差矩阵修正所述偏移矩阵，并利用修正后的偏移矩阵对所述多个视角的图像进行数字偏移校正。

可选地，所述对校正后的多个视角的图像进行图像的拼接融合，得到所述待成像目标的最终成像结果，包括：获取校正后的多个视角图像的相对位置关系；根据所述相对位置关系进行对所述校正后的多个视角的图像进行拼接融合，得到所述待成像目标的最终成像结果。

本申请第二方面实施例提供一种基于光场相机阵列的成像装置，包括：获取模块，用于在成像时像面扫描待成像目标得到的多个相对位置微小偏移的光场图像，实现对相空间的密集采样，减少扫描光场成像需要的扫描次数；对每个光场图像提取每个微透镜相同角度的像素并融合，得到单一视角图像，最终得到所述空间稠密采样的多视角图像；校正模块，用于根据预设策略计算所述多个视角的图像的偏移矩阵，并利用所述偏移矩阵对所述多个视角的图像进行数字偏移校正；融合模块，用于对校正后的多个视角的图像的进行图像的拼接融合，得到所述待成像目标的最终成像结果。

可选地，还包括：控制模块，用于将所述待成像目标的成像光线分为多束光线，并控制采集组件同时采集得到的多个相对位置微小偏移的光场图像。

可选地，所述校正模块进一步用于：对所述偏移矩阵进行二维积分得到像差矩阵；根据所述像差矩阵修正所述偏移矩阵，并利用修正后的偏移矩阵对所述多个视角的图像进行数字偏移校正。