CN107613166B - 光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 - Google Patents
光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107613166B CN107613166B CN201710841228.7A CN201710841228A CN107613166B CN 107613166 B CN107613166 B CN 107613166B CN 201710841228 A CN201710841228 A CN 201710841228A CN 107613166 B CN107613166 B CN 107613166B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- distance
- microlens array
- main lens
- light
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Studio Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质和计算机设备。根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距。从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜。根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。因为保证了主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处，充分利用微透镜阵列的景深范围，就保证了安装后的光场相机的景深最大化。
Description
技术领域
本发明涉及光学工程技术领域，特别是涉及一种光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质。
背景技术
近年来，计算机图形学已经将光场理论运用到社会生活中的许多领域。而多家公司也已经制造出不同用途的光场相机，其主要技术在于将相机的图像传感器及主镜头中间加装一个微透镜阵列，而该微透镜阵列中的每个微透镜，相当于放置在不同位置的相机镜头，其中通过每一微透镜成像在该图像传感器上且具有多个主要用于记录光线的方向及强度的像素点所构成的集合的微影像，它们的信息在被由后面同一个图像传感器记录下来后，由计算机软件还原处理生成新的光场数据，因而可在计算机上任意改变影像对焦平面。传统的光场相机为了实现大景深，对光场相机自身的元件的参数要求较高，一般设计的元件很难满足要求，且就算这样也并未实现成像景深的最大化。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质。
一种光场相机的安装参数确定方法，所述方法包括：
根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
在其中一个实施例中，所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为所述微透镜焦距的0.5倍至1倍。
在其中一个实施例中，所述根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距之后，包括：
获取所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历所述预设范围，并根据所述预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
在其中一个实施例中，所述根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处，包括：
根据所述第一安装参数、所述微透镜阵列的内参、所述主透镜的像距计算出所述主透镜与所述微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
在其中一个实施例中，所述从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，包括：
分别计算出所述距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的所述图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
一种光场相机的安装方法，采用上述所述的光场相机的安装参数确定方法得到的第一安装参数和第二安装参数对光场相机中的主透镜、微透镜阵列及图像传感器进行安装。
一种光场相机，所述光场相机包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器，其中：
所述主透镜设置在物侧与像侧之间；
所述微透镜阵列设置在所述主透镜与所述像侧之间，包括多个微透镜，所述多个微透镜具有相同的焦距；
所述图像传感器设置在所述像侧，用于感测光场图像，其中，所述微透镜阵列将所述光场图像聚焦在所述图像传感器上；
所述微透镜阵列与图像传感器之间的距离是从预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，且从所述距离范围中确定的满足预设成像要求的值；
所述主透镜与微透镜阵列之间的距离是能使所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处的值。
一种光场相机的安装参数确定装置，所述装置包括：
主透镜的像距计算模块，用于根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
第一安装参数确定模块，用于从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
第二安装参数确定模块，用于根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
上述光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质，首先从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜，传统方法中采用的是不同焦距的微透镜阵列，本发明实施例采用焦距一致的微透镜增加了角度采样数与通过量，且降低了后期处理的难度。再从上述距离范围中获得满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数。根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。确定了第一安装参数及第二安装参数之后，就可以相应地进行安装光场相机。因为保证了主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处，充分利用微透镜阵列的景深范围，这样就保证了安装后的光场相机的景深最大化。
附图说明
图1为一个实施例中计算机设备的内部结构图；
图2为一个实施例中光场相机的安装参数确定方法的流程图；
图3为一个实施例中虚像模式下的光场相机原理图；
图4为一个实施例中光场相机成像原理图；
图5为一个实施例中光场相机的安装参数确定方法的流程图；
图6为一个实施例中光场相机的安装参数确定装置的结构示意图；
图7为一个实施例中光场相机的安装参数确定装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
光场相机一般都包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器。
第一种传统光场相机为了实现大景深，且同时为了保证一定的角度采样率，要求微透镜的直径在20um左右。而当微透镜直径在20um左右时，会引起衍射(艾里斑)从而造成成像质量模糊。因此便要求图像传感器的像素尺寸较大，一般在9um～10um范围内。我们一般设计的微透镜的直径都在150um以上，所以20um小口径的微透镜成本太高。加之一般情况下手机上的相机的图像传感器的像素尺寸在1um～1.4um之间，普通工业相机的像素尺寸在2.2um-5.5um之间，全画幅的单反相机偶尔会用到9um的像素尺寸，但是非常少。极少数工业应用会使用9um的像素尺寸。所以传统光场相机的设计参数限制较多，应用范围窄并且成本较高。此外，此种相机设计并未使相机成像景深达到最大化。
第二种传统光场相机使用由不同焦距的微透镜组成的微透镜阵列来完成对光场的采样。在同样的像距情况下，不同焦距的微透镜所成像的虚拟物距是不重叠的。因此采用不同焦距微透镜组合的阵列可以有效的扩展景深。但是这样操作需要假定所有成像物是朗伯体表面(漫反射表面)，且对于可用数据来说进光量只有传统相机的三分之一甚至更低，从而导致了糟糕的成像质量。此外，多种焦距的微透镜组合带来的除了微透镜的生产工艺、成本的提升，而且还大大增加了后期数据计算的复杂度。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、非易失性存储介质、内存储器、网络接口，非易失性存储介质中存储有操作系统和一种光场相机的安装参数确定装置，该光场相机的安装参数确定装置用于执行一种光场相机的安装参数确定方法。该处理器用于提高计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。内存储器用于为非易失性存储介质中的光场相机的安装参数确定装置的运行提供环境，该内存储器中可储存有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得该处理器执行一种光场相机的安装参数确定方法。网络接口用于计算机设备与终端进行网络通信，接收或发送数据。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种光场相机的安装参数确定方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括：
步骤202，根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距。
光场相机包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜。当选定了光场相机的主透镜、微透镜阵列及图像传感器的型号之后，则相应的固定的参数就确定了。具体的，主透镜的焦距F、微透镜的焦距f及直径d、图像传感器的像素尺寸p都确定了。
再根据使用需求设定预设物距，具体的，根据用户所使用光场相机的使用环境，例如，是对物距为1000mm的景物进行拍摄，那么预设物距u就是1000mm。获取了主透镜的焦距及预设物距之后，根据成像公式计算出主透镜的像距v。例如，主透镜的焦距为50mm，拍摄物距u为1000mm的景物，则计算出主透镜的像距v约为52.63mm。
步骤204，从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜。
请参见图3中为虚像模式下的光场相机原理图，主透镜将物点XL成像到像点XV，因为像点XV在微透镜阵列的左侧，所以对于微透镜阵列中的微透镜来说，XV是微透镜的虚拟物点。根据成像公式，不同的微透镜将虚拟物点XV成像到图像传感器平面上，得到微透镜像点x1，x2，…。在本发明实施例中采用的微透镜的焦距都是一样的，这样避免了传统方法中多种焦距的微透镜组合带来的除了微透镜的生产工艺、成本的提升，而且还大大增加了后期数据计算的复杂度的问题。
因为理想光学成像系统是严格对偶的，即在确定物距时，只有一个像距能够清晰成像。假设成像平面偏离像距成像会弥散。
成像弥散所形成的光斑被称为弥散斑。由于图像传感器像素尺寸不是无限小，因此成像过程中对于像距的偏移有一定容忍性。相反的，确定像距之后对物距也有一定容忍性，这便称为景深，即可以清晰成像的深度范围。
对于成虚像的微透镜来说，请参考图4，给定像距a、微透镜焦距f、微透镜孔径d及图像传感器的像素尺寸p，可以用下面的公式计算得到微透镜的容忍像距偏移量t：
再根据成像公式计算微透镜的景深范围vDof：
vDof＝b+-b- (3)
由上述公式(4)可以得知当微透镜的像距越接近微透镜的焦距时，微透镜的景深越大。而只要主透镜的像距v在微透镜的景深范围内，即可清晰成像。光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离即为a。从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的预设范围中筛选出使得主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围vDof内时的距离a的范围。具体的，预先设定了光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的预设范围为微透镜焦距f的0.5倍至1倍，即在0.5f～1f之间进行筛选。对a的取值遍历0.5f～1f，并根据微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围，判断主透镜的像距v是否落入了微透镜阵列的景深范围。筛选出主透镜的像距v落入了微透镜阵列的景深范围的a值的范围。
再结合用户的预设成像要求从第一次筛选出的范围中进行二次筛选。具体的，当用户限定了成像的图像成像质量参数，例如角度采样数M、最大光圈数、放大率、景深范围等，则综合筛选出满足用户的预设成像要求的a值或a值的范围。将上述a值或a值的范围作为第一安装参数。
步骤206，根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得落在微透镜阵列的最小景深处。
根据第一安装参数、微透镜阵列的内参、主透镜的像距计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
本实施例中，首先从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜，传统方法中采用的是不同焦距的微透镜阵列，本发明采用焦距一致的微透镜增加了角度采样数与通过量，且降低了后期处理的难度。再从上述距离范围中获得满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数。根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距v落在微透镜阵列的最小景深处。确定了第一安装参数及第二安装参数之后，就可以相应地进行安装光场相机。因为保证了主透镜的像距v落在微透镜阵列的最小景深处，充分利用微透镜阵列的景深范围，这样就保证了安装后的光场相机的景深最大化。
在一个实施例中，光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为微透镜焦距的0.5倍至1倍。
在本实施例中，预先设定了光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的预设范围为微透镜焦距f的0.5倍至1倍，即在0.5f～1f之间进行筛选。因为在a在0.5f～1f之间进行筛选时候，主透镜的像距v有很大可能性会落入微透镜阵列的景深范围。而在其他范围内进行选择时，则主透镜的像距v几乎不会落入微透镜阵列的景深范围。由上述公式(2)可知，且当光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的取值越接近f，则在该a值的情况下，微透镜的景深范围最大。
在一个实施例中，如图5所示，根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距之后，包括：
步骤203，获取光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历预设范围，并根据预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
对于成虚像的微透镜来说，请再次参考图4，给定像距a(即微透镜阵列与图像传感器之间的距离)、微透镜焦距f、微透镜孔径d及图像传感器的像素尺寸p，可以用下面的公式计算得到微透镜的容忍像距偏移量t：
再根据成像公式计算微透镜的景深范围vDof：
vDof＝b+-b- (3)
在本实施例中，给定一个微透镜阵列与图像传感器之间的距离，再结合微透镜焦距f、微透镜孔径d及图像传感器的像素尺寸p即可计算出微透镜的景深范围。为后续判断主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围内做准备。
在一个实施例中，根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处，包括：根据第一安装参数、微透镜阵列的内参、主透镜的像距计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜的最小景深处。
预先设定了光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的预设范围为微透镜焦距f的0.5倍至1倍，即在0.5f～1f之间进行筛选。对a的取值遍历0.5f～1f，并根据微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围，判断主透镜的像距v是否落入了微透镜阵列的景深范围。筛选出主透镜的像距v落入了微透镜阵列的景深范围的a值的范围。再结合用户的预设成像要求从第一次筛选出的范围中进行二次筛选，筛选出了第一安装参数a。
再根据第一安装参数a、微透镜的焦距f计算出微透镜的物距b，再获取之前计算出的主透镜的像距v计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数D，使得主透镜的像距v落在微透镜的最小景深处。具体为，主透镜的焦距为50mm，拍摄1000mm的景物，则根据成像公式计算出主透镜的像距v为52.63mm。则第二安装参数D的计算公式为：D＝v–b，在本示例中就是D＝52.63mm–b。
在本实施例中，筛选出了第一安装参数a之后，为了在目前筛选出的微透镜阵列与图像传感器之间距离a的情景下达到最大景深，就计算出一个第二安装参数D，使得主透镜的像距v落在微透镜的最小景深处。通过微透镜的景深接力从而实现了主透镜的景深最大化。
在一个实施例中，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，包括：
分别计算出距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
在筛选出了主透镜的像距v落入了微透镜阵列的景深范围的a值的范围之后，再根据用户限定的成像的图像成像质量参数，筛选出了第一安装参数a。当相机按照第一安装参数a进行安装时，计算出的一些相关参数满足用户对图像成像质量的要求。图像成像质量的要求包括角度采样数M、最大光圈数、放大率、景深范围等。相关的计算公式如下：
计算当前微透镜的放大率：
mag＝a/b- (5)
计算主透镜的最大光圈数：
Fn＝aF/d(F-b-+a) (6)
计算M数：
M＝Db-/Fd (7)
在本实施例中，在筛选出了主透镜的像距v落入了微透镜阵列的景深范围的a值的范围之后，再根据用户限定的成像的图像成像质量参数，筛选出了第一安装参数a，即筛选出微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离。可以在能够成像的基础上，根据用户的个性化需求进行定制。
在一个实施例中，还提供了一种光场相机的安装方法，采用上述光场相机的安装参数确定方法得到的第一安装参数和第二安装参数对光场相机中的主透镜、微透镜阵列及图像传感器进行安装。
在本实施例中，首先通过上述光场相机的安装参数确定方法计算得到的第一安装参数和第二安装参数。第一安装参数指的是微透镜阵列与图像传感器之间的距离，使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内即保证了设定物距的景物能够成像，且第一安装参数能够满足用户的预设成像要求。第二安装参数指的是根据第一安装参数计算出的主透镜与微透镜阵列之间的距离，能够使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。按照这两个安装参数对光场相机的主透镜、微透镜阵列及图像传感器进行安装，这样就能够保证在光场相机现有的元件及元件参数情况下，保证设定物距的景物能够成像且满足用户的预设成像要求，且在该情况下达到景深最大化。
在一个实施例中，请再次参考图4，还提供了一种光场相机，光场相机包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器，其中：主透镜设置在物侧与像侧之间；微透镜阵列设置在主透镜与像侧之间，包括多个微透镜，多个微透镜具有相同的焦距；图像传感器设置在像侧，用于感测光场图像，其中，微透镜阵列将光场图像聚焦在图像传感器上。
微透镜阵列与图像传感器之间的距离是从预设范围中筛选出使得主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，且从距离范围中确定的满足预设成像要求的值。主透镜与微透镜阵列之间的距离是能使主透镜的像距v落在微透镜阵列的最小景深处的值。
请参考图4，为一个光场相机的成像原理图。图中最右边设置的是主透镜，图中最左边设置的是图像传感器，中间设置的是微透镜阵列，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜。所要拍摄的物点XL位于主透镜的右侧即物侧，相应的像侧在主透镜的左侧。成像过程为：主透镜设置在物侧与像侧之间，主透镜将物点XL成像到像点XV。微透镜阵列设置在主透镜与像侧之间，微透镜阵列将像点XV构成的光场图像聚焦在图像传感器上。图像传感器设置在像侧，用于感测光场图像。
主透镜的焦距为F，微透镜焦距为f、微透镜孔径为d及图像传感器的像素尺寸为p。预先根据用户的拍照需求，例如物距u、预设成像要求，设定了微透镜到图像传感器的距离为a，主透镜到微透镜的距离为D。
微透镜到图像传感器的距离a为从预设范围中筛选出使得主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，距离a能够使得主透镜的像距v落入微透镜阵列的景深范围内即保证了设定物距的景物能够成像，且第一安装参数能够满足用户的预设成像要求。主透镜到微透镜的距离D是根据距离a计算出的主透镜与微透镜阵列之间的距离，能够使得主透镜的像距v落在微透镜阵列的最小景深处。这样就能够保证在光场相机现有的元件及元件参数情况下，保证设定物距的景物能够成像且满足用户的预设成像要求，且在该情况下达到景深最大化。
可以根据上述参数计算出设定的光场相机的性能相关参数。
例如用公式(8)计算当前微透镜的衍射半径(艾里斑半径)：
可以用前文中公式(1)计算得到微透镜的容忍像距偏移量t。再根据成像公式、前文中公式(2)(3)(4)计算出微透镜的景深范围vDof。根据前文中公式(5)计算当前微透镜的放大率。根据前文中公式(6)计算主透镜的最大光圈数。根据前文中公式(7)计算M数。
在本实施例中，提供了一种光场相机，光场相机包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器，假设三者的元件参数都已设定。对于用户设定的物距及成像质量要求下，微透镜阵列与图像传感器之间的距离能够保证主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内，且满足预设成像要求。主透镜与微透镜阵列之间的距离能使主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。通过微透镜的景深接力从而实现了主透镜的景深最大化。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种光场相机的安装参数确定装置600，该装置包括：主透镜的像距计算模块602、第一安装参数确定模块604、第二安装参数确定模块606。其中，
主透镜的像距计算模块602，用于根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距。
第一安装参数确定模块604，用于从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜。
第二安装参数确定模块606，用于根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，还提供了一种光场相机的安装参数确定方法装置600，光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为微透镜焦距的0.5倍至1倍。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种光场相机的安装参数确定装置600，该装置还包括：景深范围计算模块603，用于获取光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历预设范围，并根据预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
在一个实施例中，第二安装参数确定模块606还用于根据第一安装参数、微透镜阵列的内参、主透镜的像距计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，第一安装参数确定模块604还用于分别计算出距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
在一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，上述程序被处理器执行时还实现以下步骤：光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为微透镜焦距的0.5倍至1倍。
在一个实施例中，上述程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历预设范围，并根据预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
在一个实施例中，上述程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据第一安装参数、微透镜阵列的内参、主透镜的像距计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，上述程序被处理器执行时还实现以下步骤：分别计算出距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；从光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；根据第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，上述处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为微透镜焦距的0.5倍至1倍。
在一个实施例中，上述处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历预设范围，并根据预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
在一个实施例中，上述处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据第一安装参数、微透镜阵列的内参、主透镜的像距计算出主透镜与微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得主透镜的像距落在微透镜阵列的最小景深处。
在一个实施例中，上述处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：分别计算出距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，程序可存储于一非易失性的计算机可读取存储介质中，如本发明实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光场相机的安装参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围为所述微透镜焦距的0.5倍至1倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距之后，包括：
获取所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围，遍历所述预设范围，并根据所述预设范围内的距离、微透镜阵列及图像传感器的内参分别计算微透镜阵列对应的景深范围。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处，包括：
根据所述第一安装参数、所述微透镜阵列的内参、所述主透镜的像距计算出所述主透镜与所述微透镜之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，包括：
分别计算出所述距离范围内的距离所对应的图像成像质量参数，筛选出满足预设成像要求的所述图像成像质量参数对应的微透镜阵列与图像传感器之间的安装距离作为第一安装参数。
6.一种光场相机的安装方法，其特征在于，采用权利要求1所述的光场相机的安装参数确定方法得到的第一安装参数和第二安装参数对光场相机中的主透镜、微透镜阵列及图像传感器进行安装。
7.一种光场相机，其特征在于，所述光场相机包括主透镜、微透镜阵列及图像传感器，其中：
所述主透镜设置在物侧与像侧之间；
所述微透镜阵列设置在所述主透镜与所述像侧之间，包括多个微透镜，所述多个微透镜具有相同的焦距；
所述图像传感器设置在所述像侧，用于感测光场图像，其中，所述微透镜阵列将所述光场图像聚焦在所述图像传感器上；
所述微透镜阵列与图像传感器之间的距离是从预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，且从所述距离范围中确定的满足预设成像要求的值；
所述主透镜与微透镜阵列之间的距离是能使所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处的值。
8.一种光场相机的安装参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
主透镜的像距计算模块，用于根据所述光场相机的主透镜的焦距及预设物距计算出主透镜的像距；
第一安装参数确定模块，用于从所述光场相机的微透镜阵列与图像传感器之间距离的预设范围中筛选出使得主透镜的像距落入所述微透镜阵列的景深范围内时的距离范围，从所述距离范围中确定满足预设成像要求的微透镜阵列与图像传感器之间的距离作为第一安装参数，所述微透镜阵列包括多个具有相同的焦距的微透镜；
第二安装参数确定模块，用于根据所述第一安装参数计算出主透镜与微透镜阵列之间的距离作为第二安装参数，使得所述主透镜的像距落在所述微透镜阵列的最小景深处。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的光场相机的安装参数确定方法。
10.一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器，处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至权利要求5中任一项所述的光场相机的安装参数确定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710841228.7A CN107613166B (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710841228.7A CN107613166B (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107613166A CN107613166A (zh) | 2018-01-19 |
| CN107613166B true CN107613166B (zh) | 2019-11-01 |
Family
ID=61060736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710841228.7A Active CN107613166B (zh) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107613166B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112235508B (zh) * | 2020-10-14 | 2021-10-29 | 浙江大学 | 一种聚焦型光场相机系统的参数设计方法 |
| CN115032756B (zh) * | 2022-06-07 | 2022-12-27 | 北京拙河科技有限公司 | 一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102739945A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-17 | 上海理工大学 | 光场成像装置及方法 |
| CN105488810A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-04-13 | 东南大学 | 一种聚焦光场相机内外参数标定方法 |
| CN106375653A (zh) * | 2015-12-03 | 2017-02-01 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 图像采集控制方法和装置 |
| CN106464789A (zh) * | 2014-06-10 | 2017-02-22 | 汤姆逊许可公司 | 混合全光相机 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8189065B2 (en) * | 2008-01-23 | 2012-05-29 | Adobe Systems Incorporated | Methods and apparatus for full-resolution light-field capture and rendering |
| US10298841B2 (en) * | 2015-11-20 | 2019-05-21 | Sony Corporation | Device and method for generating a panoramic image |
-
2017
- 2017-09-18 CN CN201710841228.7A patent/CN107613166B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102739945A (zh) * | 2012-05-24 | 2012-10-17 | 上海理工大学 | 光场成像装置及方法 |
| CN106464789A (zh) * | 2014-06-10 | 2017-02-22 | 汤姆逊许可公司 | 混合全光相机 |
| CN106375653A (zh) * | 2015-12-03 | 2017-02-01 | 北京智谷睿拓技术服务有限公司 | 图像采集控制方法和装置 |
| CN105488810A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-04-13 | 东南大学 | 一种聚焦光场相机内外参数标定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107613166A (zh) | 2018-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9501834B2 (en) | Image capture for later refocusing or focus-manipulation | |
| US10070038B2 (en) | Image processing apparatus and method calculates distance information in a depth direction of an object in an image using two images whose blur is different | |
| CN103246044B (zh) | 一种自动对焦方法、系统及具有该系统的照相机和摄像机 | |
| CN104506762B (zh) | 光场采集控制方法和装置、光场采集设备 | |
| CN103426147B (zh) | 图像处理装置、图像拾取装置和图像处理方法 | |
| US20140092272A1 (en) | Apparatus and method for capturing multi-focus image using continuous auto focus | |
| CN106060423A (zh) | 虚化照片生成方法、装置和移动终端 | |
| KR102229811B1 (ko) | 단말기를 위한 촬영 방법 및 단말기 | |
| CN101548232A (zh) | 使用图像捕捉装置捕捉图像时提供背景虚化的方法和系统 | |
| CN104767933A (zh) | 一种具备拍照功能的便携数码设备及筛选照片的方法 | |
| CN102884784B (zh) | 摄像装置、摄像方法、集成电路 | |
| CN107613166B (zh) | 光场相机及其安装参数确定方法、装置、存储介质 | |
| JP2013042371A (ja) | 撮像装置および距離情報取得方法 | |
| CN105959555A (zh) | 拍摄模式自动调整方法、装置和移动终端 | |
| CN104735350A (zh) | 一种信息处理方法及电子设备 | |
| CN103905725A (zh) | 图像处理设备和图像处理方法 | |
| CN101094328A (zh) | 摄像装置以及摄像方法 | |
| CN103888655B (zh) | 一种拍照方法及电子设备 | |
| CN106257906B (zh) | 图像效果处理辅助装置和图像效果处理辅助方法 | |
| CN104935804A (zh) | 摄像装置以及摄像方法 | |
| CN113225473B (zh) | 自动聚焦的方法、装置、设备和介质 | |
| CN101557469B (zh) | 图像处理设备及图像处理方法 | |
| CN105007410A (zh) | 一种大视角摄像头控制方法及用户终端 | |
| CN108234872A (zh) | 移动终端及其拍照方法 | |
| CN106303208B (zh) | 图像采集控制方法和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |