[发明专利]基于光场图像宏像素最大梯度区域的颗粒深度测量方法

摘要

本发明涉及一种基于光场图像宏像素最大梯度区域的颗粒深度测量方法，选取到颗粒边缘位置图像与相邻宏像素进行互相关计算，根据颗粒测量的特点对现在的测试方法进行了优化，在不增加测量系统复杂度的前提下，有效增加了应用光场相机对颗粒深度信息进行测量的结果的准确度和分辨率。同时，该方法计算简单、深度范围大、可在线实时测量、测量速度快、对测量环境要求低、自动化程度高，使得光场相机在颗粒三维位置测量领域中获得了较高的应用价值与研究意义。

主权项

一种基于光场图像宏像素最大梯度区域的颗粒深度测量方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)、测量前首先对使用的光场相机采用透明标定物进行标定，获得像素代表的实际尺寸以及光场相机拍摄获得的原始图像中相邻两个宏像素中心位置的实际距离S；2)、采用光源照明待测区域，调节光源的位置和强度大小，使背景光均匀；3)、使用光场相机对待测区域进项拍摄，获得无待测颗粒的背景图像；4)、将待测颗粒群置于待测区域中，使用光场相机对待测区域进项拍摄，获得有待测颗粒的颗粒图像；5)、将步骤4)获得的颗粒图像与步骤3)获得的背景图像每个像素的灰度值相减，获得新的去背景颗粒图像；6)、选取去背景颗粒图像中的某一宏像素，对其使用一个大小为a像素×b像素的窗口对宏像素区域进行梯度计算，窗口面积应小于宏像素有效像素面积，获得宏像素区域所有梯度值，记录获得最高梯度结果时的窗口中心像素的坐标1(x1,y1)；7)、将步骤6)中获得的最高梯度结果时的窗口所在区域记录为待计算图像，并将其与相邻宏像素进行互相关计算，记录获得最大互相关结果时图像像素中心的坐标2(x2,y2)；8)、坐标1与坐标2之间的坐标差值D可由计算得到：D=(x1-x2)2+(y1-y2)2]]>而该宏像素中颗粒的实际深度l1由下式计算得到：l1=1/[1f-1/(Δl+p×l2′D-p)]]]>其中，f为光场相机主镜头焦距，Δl为光场相机的主镜头与微透镜阵列距离，l2'为光场相机的微透镜阵列与相机图像传感器距离，p为微透镜阵列中相邻微透镜中心的距离；9)、对去背景颗粒图像中的剩余的所有宏像素，进行步骤6)至8)的处理，获得整体图像中全部宏像素位置中颗粒的实际深度。