[发明专利]水下光场相机的光场成像参数控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种水下光场相机的光场成像参数控制方法及装置，该方法包括：S1、搭建包括光场相机和防水球壳的水下光场相机；S2、获取光场相机的物理参数，搭建防水球壳的光线传播模型；S3、根据光线传播模型进行光线传播分析，获取光场相机的等效物距；S4、基于光场相机的微透镜阵列之间的视差以及等效物距，标定水下光场相机的防水球壳中心与光场相机的镜头光心之间的最短距离；S5、基于等效物距以及水下光场相机的防水球壳中心与光场相机的镜头光心的最短距离，优化获取水下光场相机的光场成像参数；本发明能够提高水下光场相机的光场成像清晰度；改善水下光场相机的视场角，视觉效果更好，提高了水下光场相机的光场成像质量。

技术领域

本发明涉及计算摄像技术领域，特别是涉及一种水下光场相机的光场成像参数控制方法及装置。

背景技术

海洋资源的探索领域对于水下成像和三维重建设备的需求越来越大，由于传统的单目相机无法获得物体的真实尺寸，双目或多目等设备体积较大，光场相机作为小体积、获取真实尺寸的三维成像设备，将其应用于水下具有重要意义。若在现有的水下光场相机中直接加上前端球壳，那么在空气中设计好的光场相机的性能会下降，进而影响光场或三维信息的获取质量。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决现有水下光场相机的光场成像清晰度较低和视觉效果较差的技术问题，本发明的首要目的在于提供一种水下光场相机的光场成像参数控制方法。

本发明的另一目的是提供一种包括上述水下光场相机的光场成像参数控制方法的装置。

本发明通过如下技术方案加以实现：

一种水下光场相机的光场成像参数控制方法，包括如下步骤：S1、搭建包括光场相机和防水球壳的水下光场相机；其中，所述光场相机包括微透镜阵列、传感器以及含有主透镜的镜头；S2、获取所述光场相机的物理参数，搭建所述防水球壳的光线传播模型；S3、根据所述光线传播模型进行光线传播分析，获取光场相机的等效物距；S4、基于所述光场相机的微透镜阵列之间的视差以及所述光场相机的等效物距，标定所述水下光场相机的防水球壳中心与所述光场相机的镜头光心之间的最短距离；S5、基于所述光场相机的等效物距以及所述水下光场相机的防水球壳中心与所述光场相机的镜头光心的最短距离，优化获取水下光场相机的光场成像参数。

在本发明的一些实施例中，步骤S2中，所述光场相机的物理参数通过光场相机标定算法标定得到，具体包括：A1、寻找光场相机的聚焦平面，多次移动标定物，使得光场相机能够聚焦，并分别标定出光场相机的微透镜阵列到中继成像面的距离、微透镜阵列到传感器的距离；A2、给定聚焦情况下的未知物距u_i，给定与物距u_i深度差距为Δu_i的二个平面标定板作为成像物，计算不同物距u_i下同一物点对应的相邻微透镜下像点的绝对距离，得到聚焦情况下的物距u。

在本发明的一些实施例中，所述光场相机的微透镜阵列到中继成像面的距离、微透镜阵列到传感器的距离通过表达式(1)和表达式(2)分别标定出来：

和

其中，a、b分别为光场相机中微透镜阵列到中继成像面的距离和微透镜阵列到传感器的距离；l为聚焦情况下微透镜阵列中相邻两个微透镜同一物点对应两个成像点的绝对距离；f_MLA为微透镜阵列中单个微透镜的聚焦；D_MLA为微透镜阵列中单个微透镜的直径；

所述计算不同物距下同一物点对应的相邻微透镜下像点的绝对距离，得到聚焦情况下的物距u，是通过表达式(3)和表达式(4)计算得到：