[发明专利]一种聚焦光场相机内外参数标定方法

摘要

本发明公开了一种聚焦光场相机内外参数标定法，包括如下步骤：使用聚焦光场相机拍摄并保存标定板图像；记录标定板图像上的各角点的像点以及对应的微透镜中心在图像坐标系下的坐标，以及角点在世界坐标系下的坐标；计算各虚拟像点在图像坐标系下的坐标；建立标定板上角点与虚拟像点的标定模型，基于张正友相机标定法求解该模型，获得聚焦光场相机内部参数矩阵和外部参数；根据聚焦光场相机F数匹配这一特性，计算得主透镜与微透镜阵列的距离，微透镜阵列与CCD的距离以及虚拟像面与微透镜阵列的距离。与现有技术相比，本发明能够精确标定聚焦光场相机的全部内外参数，而现有的标定技术无法实现这一目的。

主权项

1.一种聚焦光场相机内外参数标定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在图像上定义图像坐标系U‑O‑V，每一像素的坐标分别是该像素在数组中的列数和行数，(u，v)是以像素为单位的图像坐标系坐标；固定聚焦光场相机，转动标定板，改变标定板平面相对于相机探测面的夹角，从不同角度拍摄n张标定板图像；记录标定板图像上的各角点M的像点m以及对应的微透镜中心在图像坐标系下的坐标，以及角点M在世界坐标系下的坐标，其中n≥3；步骤二、计算各虚拟像点m’在图像坐标系下的坐标：式中，lm是微透镜阵列与CCD的距离，Sv是虚拟像面与微透镜阵列的距离，(Mu，Mv)是微透镜中心在图像坐标系下的坐标；步骤三、建立标定板上角点M与虚拟像点m’的标定模型：基于张正友相机标定法求解该模型，获得聚焦光场相机内部参数矩阵A和外部参数[R，t]，其中[R，t]为相机坐标系与世界坐标系的坐标转换矩阵，R是旋转变换矩阵，t是平移变换矩阵，A是基于小孔模型的聚焦光场相机主透镜物像转换矩阵；s是比例系数，是各虚拟像点m’在图像坐标系下的坐标[u,v,1]^T，是对应角点M在世界坐标系下的坐标[X_w,Y_w,1]^T；步骤四、根据聚焦光场相机F数匹配这一特性，计算得主透镜与微透镜阵列的距离L，微透镜阵列与CCD的距离lm以及虚拟像面与微透镜阵列的距离Sv。