CN111179354A

CN111179354A - 一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法

Info

Publication number: CN111179354A
Application number: CN201911324239.3A
Authority: CN
Inventors: 闫学文; 李华; 李德源; 何良; 张小东
Original assignee: China Institute for Radiation Protection
Current assignee: China Institute for Radiation Protection
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-05-19

Abstract

本发明提供一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，包括以下步骤：S1、在光场相机可达的视场角范围内；S2、粗调光场相机焦距并对上述若干个光屏进行拍照；S3、编写重聚焦程序，自定义重聚焦参数α并得到相应重聚焦图像；S4、记录每一个光屏重聚焦最清晰时对应的α值；S5、将直尺平行于光场相机轴向放置在光学平台上；S6、将水平仪垂向线束垂直对准光场相机镜头，对直尺上线束照亮的位置做标记；S7、将上述步骤S5和S6中得到的两个刻度做减法运算即得到重聚焦参数α确定为某一值时光场相机的实际重聚焦距离；本方案中的上述方法其能够仅在使用直尺、水平仪和几个光屏的情况下就可以标定出光场相机重聚焦的实际距离，整个过程快捷简单。

Description

一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，具体涉及一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法。

背景技术

光场相机相较于数码相机而言，其最突出的特点在于先拍照后对焦。通过一次曝光记录场景的光场信息，再通过软件重聚焦可以得到场景的三维信息。三维信息相较于传统的二维信息其增加的是一个轴向的深度信息，如附图1所示；传统二维成像系统中成像探测器面记录的只是一个平面的信息，而光场相机的成像探测器虽然也只是一个面，但光线经微透镜阵列到达成像探测器面携带的除了位置信息还有方向信息。

原则上只要得到两条光线的方向信息盒位置信息便可以确定发光点的位置坐标，其中包含深度信息。重聚焦实际上是通过改变成像探测面，使不同深度的图像清晰。重聚焦面为新的像面(F′＝αF)，与实际物象空间中新的物面共轭，即一个确定的α值对应一个确定的物距。但是，重聚焦过程中α值可以通过重聚焦程序得到，而特定的一个α值所对应的重聚焦面却不是很容易确定。因此，有必要采取一种方便简洁的方法标定出确定α值对应的重聚焦的距离。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，该方法能够有效且快捷简单地标定出光场相机重聚焦的实际距离。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在光场相机可达的视场角范围内且位于镜头前端处前后左右错落有致地依次摆放若干个干光屏，摆放时确保光屏之间不相互遮挡；S2、粗调光场相机焦距并对上述若干个光屏进行拍照；S3、编写重聚焦程序，自定义重聚焦参数α并得到相应重聚焦图像；S4、记录每一个光屏重聚焦最清晰时对应的α值；S5、将直尺平行于光场相机轴向放置在光学平台上，保证在光场相机镜头和最远处光屏之间有刻度；S6、将水平仪垂向线束垂直对准光场相机镜头，对直尺上线束照亮的位置做标记，同样地，平移水平仪使线束对准任意一个光屏，并记录此时直尺刻度；S7、将上述步骤S5和S6中得到的两个刻度做减法运算即得到光场相机镜头和某一光屏之间的水平距离，也即重聚焦参数α确定为某一值时光场相机的实际重聚焦距离。

进一步，在上述若干个光屏上分别写有不同的阿拉伯数字，以区分放置在不同位置的光屏。

进一步，在上述步骤S3中，重聚焦参数α选取为0.5-1.5，其中相邻参数间的值为间隔0.05。

进一步，所述水平仪为采用普通的二线水平仪。

进一步，在上述步骤S2中，在粗调光场相机焦距的过程中，使得所拍摄的光场图像中的偏向中间位置的光屏能够清晰地显示，进而保证所有光屏处在景深范围内。

本方案具有的有益技术效果为：本方案中的上述实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法其能够仅在使用直尺、水平仪和几个光屏的情况下就可以标定出光场相机重聚焦的实际距离，整个过程快捷简单。

附图说明

图1为光场重聚集原理示意图。

图2为本发明中标定光场相机重聚焦距离和对应α值结构原理示意图。

图中：

11-光场相机，12-光屏，13-水平仪，14-直尺。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本实施例为针对现有在重聚焦过程中α值可以通过重聚焦程序得到，而特定的一个α值所对应的重聚焦面却不是很容易确定的问题，进而提出的一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，该方法能够有效且快捷简单地标定出光场相机重聚焦的实际距离。

如图2所示，一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，在该方法中需要用到的设备为光场相机11、标识有数字的光屏12、水平仪13以及带有刻度的直尺14。在本实施例中，光场相机11为使用的是Lytro公司生产的Lytro Illum相机，光屏12上依次标有阿拉伯数字1—7，水平仪13使用的是目博士二线激光水平仪，直尺14使用的是普通带有刻度的不锈钢直尺。

参见附图2所示，本实施例中采用的光屏数量为七个，下面结合列举的七个光屏加以说明具体的标定方法。

具体操作步骤：

A1、首先，确定光场相机的视场角；

A2、如图2所示，在光场相机可达的视场角范围内且距离镜头约20cm处前后左右错落有致地依次摆放7个光屏，摆放时确保光屏之间不相互遮挡；

A3、粗调光场相机焦距，使得所拍摄的光场图像中7个光屏中偏中间位置的4号光屏能较清晰地显示，这样能保证1—7号光屏均处在景深范围内；

A4、编写重聚焦程序对上一步中得到的光场图像进行重聚焦，程序中α选取0.5—1.5，间隔0.05，得到21张重聚焦图片；

A5、观察21张重聚焦图片中每一张最清晰的部分，得到的部分结果为α＝1.15时第7个光屏上的数字最清晰；

A6、将直尺平行于光场相机轴向放置在光学平台上，保证在光场相机镜头和7号光屏之间有刻度；

A7、将水平仪垂向线束垂直对准光场相机镜头，对直尺上线束照亮的位置做标记；

A8、将水平仪向前平移，使垂向线束对准7号光屏并在直尺上对该位置做标记；

A9、将步骤A7和A8所标记的两个刻度做减法运算即得到光场相机镜头和7号光屏之间的水平距离，也即重聚焦参数α等于1.15时光场相机的实际重聚焦距离。

综上所述，本方案中的上述实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法其能够仅在使用直尺、水平仪和几个光屏的情况下就可以标定出光场相机重聚焦的实际距离，整个过程快捷简单。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在光场相机可达的视场角范围内且位于镜头前端处前后左右错落有致地依次摆放若干个干光屏，摆放时确保光屏之间不相互遮挡；

S2、粗调光场相机焦距并对上述若干个光屏进行拍照；

S3、编写重聚焦程序，自定义重聚焦参数α并得到相应重聚焦图像；

S4、记录每一个光屏重聚焦最清晰时对应的α值；

S5、将直尺平行于光场相机轴向放置在光学平台上，保证在光场相机镜头和最远处光屏之间有刻度；

S6、将水平仪垂向线束垂直对准光场相机镜头，对直尺上线束照亮的位置做标记，同样地，平移水平仪使线束对准任意一个光屏，并记录此时直尺刻度；

S7、将上述步骤S5和S6中得到的两个刻度做减法运算即得到光场相机镜头和某一光屏之间的水平距离，也即重聚焦参数α确定为某一值时光场相机的实际重聚焦距离。

2.根据权利要求1所述的一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于：在上述若干个光屏上分别写有不同的阿拉伯数字，以区分放置在不同位置的光屏。

3.根据权利要求1或2所述的一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于：在上述步骤S3中，重聚焦参数α选取为0.5-1.5，其中相邻参数件的值为间隔0.05。

4.根据权利要求1所述的一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于：所述水平仪为采用普通的二线水平仪。

5.根据权利要求1所述的一种实验标定光场相机重聚焦距离和对应α值的方法，其特征在于：在上述步骤S2中，在粗调光场相机焦距的过程中，使得所拍摄的光场图像中的偏向中间位置的光屏能够清晰地显示，进而保证所有光屏处在景深范围内。