CN115205359A - 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置 - Google Patents

基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115205359A
CN115205359A CN202210602164.6A CN202210602164A CN115205359A CN 115205359 A CN115205359 A CN 115205359A CN 202210602164 A CN202210602164 A CN 202210602164A CN 115205359 A CN115205359 A CN 115205359A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light field
scanning
micro
lens array
sensor
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.)
Pending
Application number
CN202210602164.6A
Other languages
English (en)
Inventor
郭泽群
蔡娅雯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuantong Beijing Technology Co ltd
Original Assignee
Yuantong Beijing Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuantong Beijing Technology Co ltd filed Critical Yuantong Beijing Technology Co ltd
Priority to CN202210602164.6A priority Critical patent/CN115205359A/zh
Publication of CN115205359A publication Critical patent/CN115205359A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/50Depth or shape recovery
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02Bodies
    • G03B17/12Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10052Images from lightfield camera

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本申请涉及图像数据处理技术领域,特别涉及一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置,其中,方法包括:在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;通过扫描微透镜阵列,使得微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;根据不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;基于高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;根据图像反演探测场景的实际场景深度。由此,解决了相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。

Description

基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置
技术领域
本申请涉及图像数据处理技术领域,特别涉及一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置。
背景技术
传统相机进行成像是利用成像镜头将来自探测场景的光线聚焦到传感器上完成信息采样,因此传统成像方式只能记录探测场景的空间信息,角度信息全部丢失。相关技术中基于微透镜阵列的光场成像系统通过在探测器前放置微透镜阵列可以充分有效地对探测场景进行空间-角度信息采集,每个微透镜单元相当于成像主镜头的各个子孔径,对应探测器像面上的不同区域,微透镜阵列对探测场景进行光场采样进而在探测器像面上形成各个光场子图像,子图像的位置和子图像内的像素分布分别对应探测场景的空间信息和角度信息,利用相应重建算法对采集的光场数据进行处理可以有效重建出探测场景的三维信息,实现光场深度估计。
虽然相关技术引入微透镜阵列能够有效帮助光场成像系统获得稠密的场景多视角信息,但是同时牺牲了成像系统的空间分辨率,导致场景的深度估计精度受到了巨大的影响,限制了光场成像模型在远距离高分辨探测中的进一步发展和应用,有待改善。
发明内容
本申请提供一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置,以解决相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。
本申请第一方面实施例提供一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法,包括以下步骤:在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;通过扫描所述微透镜阵列,使得所述微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;根据所述不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;基于所述高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;根据图像反演所述探测场景的实际场景深度。
可选地,在本申请的一个实施例中,还包括:利用所述传感器的成像公式优化所述扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
可选地,在本申请的一个实施例中,所述传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000021
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
可选地,在本申请的一个实施例中,所述扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,所述光场数据满足预设信息采集量。
本申请第二方面实施例提供一种基于扫描光场的鲁棒深度估计装置,包括:设置模块,用于在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;扫描模块,用于通过扫描所述微透镜阵列,使得所述微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;获取模块,用于根据所述不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;矫正模块,用于对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;计算模块,用于基于所述高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;反演模块,用于根据图像反演所述探测场景的实际场景深度。
可选地,在本申请的一个实施例中,还包括:优化模块,用于利用所述传感器的成像公式优化所述扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
可选地,在本申请的一个实施例中,所述传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000022
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
可选地,在本申请的一个实施例中,所述扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,所述光场数据满足预设信息采集量。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备,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程序,以实现如上述实施例所述的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储计算机指令,所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
本申请实施例可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列,并在成像设备采集数据时,通过扫描微透镜阵列得到不同扫描位置下的采集数据,有效弥补现有光场成像设备空间分辨率不足的缺陷,提升光场深度估计精度,便于下游应用。由此,解决了相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本申请实施例提供的一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法的流程图;
图2为根据本申请一个实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法的扫描光场成像装置的结构示意图;
图3为根据本申请一个实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法的流程图;
图4为根据本申请实施例提供的一种基于扫描光场的鲁棒深度估计装置的结构示意图;
图5为根据本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置。针对上述背景技术中心提到的相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题,本申请提供了一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法,在该方法中,可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列,并在成像设备采集数据时,通过扫描微透镜阵列得到不同扫描位置下的采集数据,有效弥补现有光场成像设备空间分辨率不足的缺陷,提升光场深度估计精度,便于下游应用。由此,解决了相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。
具体而言,图1为本申请实施例所提供的一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法的流程示意图。
如图1所示,该基于扫描光场的鲁棒深度估计方法包括以下步骤:
在步骤S101中,在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列。
可以理解的是,光场深度估计技术是利用光场成像系统采集场景的高维度信息,可以通过对高维度信息进行算法处理得到场景深度的光学三维探测技术,在自动驾驶、生物医疗、计算机视觉、深空探测和元宇宙等领域具有广阔的应用前景。
在实际执行过程中,如图2所示,本申请实施例可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置扫描微透镜阵列,在采集图像时,可以通过控制电路同步控制微透镜阵列和相机,保证微透镜阵列在扫描过程中相机同步采集来自微透镜阵列的光线信息,从而得到不同扫描位置下的光场图像,将采集的扫描光场图像输入计算机,并通过算法进行数据处理。
在步骤S102中,通过扫描微透镜阵列,使得微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据。
在步骤S103中,根据不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息。
可以理解的是,微透镜阵列平面和传感器平面可以共同构成描述四位光场的两个平行平面,光线穿过微透镜和传感器时,可以产生不同的空间信息和角度信息,进一步地,本申请实施例可以设光线穿过微透镜中心的坐标为(xi,xj),在传感器上的坐标为(xk,xl),光线位置信息为(xi,xj),光线的方向信息为(xk-xi,xl-xj)。
本申请实施例可以根据不同扫描位置下的光场数据,获取探测场景的空间信息和角度信息,便于后续进行实际场景深度的估计。
步骤S104中,对镜头像差进行矫正保证深度重建精度。
步骤S105中,基于高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像。
在步骤S106中,根据图像反演所述探测场景的实际场景深度。
在实际执行过程中,本申请实施例通过在传感器前加入的扫描微透镜阵列组,可以使得光学系统采集的中间像经过微透镜阵列后在传感器面形成多维耦合的原始数据,而后经相应算法计算解耦与重建,利用不同扫描位置下的光场数据,获得探测场景的空间信息和角度信息,进而通过计算获得实际场景深度,可以突破传统光场成像的物理束缚,在补偿光场系统空间分辨率损失的同时,保留原有的视角信息量,使其兼具高空间和高视角分辨率。
可选地,在本申请的一个实施例中,还包括:利用传感器的成像公式优化扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
作为一种可能实现的方式,本申请实施例可以基于传感器成像公式对微透镜阵列的扫描模式进行仿真控制优化设计,以满足扫描条件,从而提升扫描光场成像系统的工作效率,实现场景的快速精确深度估计。
可选地,在本申请的一个实施例中,传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000051
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
具体而言,本申请实施例可以设置微透镜的焦距为fm,微透镜阵列与传感器的距离为fm,像素尺寸为wpix,坐标值z表示主透镜的光轴,方向指向传感器,在微透镜阵列处的光场设为Lc,其z轴与主透镜的光轴重合,指向传感器,其x轴、y轴平行于传感器像素坐标系,第i行,第j列个微透镜的光场设为
Figure BDA0003669747900000052
其z轴与自身光轴重合,其x轴、y轴平行于微透镜阵列处的光场坐标系。光场Lc与Lmc坐标系平行,只是存在离轴空间距离(xi,yi),因此传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000053
可选地,在本申请的一个实施例中,扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,光场数据满足预设信息采集量。
具体而言,为了增加光场深度估计效率,本申请实施例可以对微透镜阵列的扫描模式进行仿真优化设计,在保证光场数据满足预设信息采集量的同时,保证扫描次数少于预设阈值,从而保证微透镜阵列在较少的扫描次数下获取充足的场景信息,高效准确地实现场景深度估计。
需要注意的是,预设阈值和预设信息采集量可以根据实际应用的需求,由本领域技术人员进行相应设置,在此不做具体限制。
下面结合图2和图3所示,以一个具体实施例对本申请实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法的工作原理进行详细阐述。
如图3所示,本申请实施例可以包括以下步骤:
步骤S301:采集图像。在实际执行过程中,如图2所示,本申请实施例可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置扫描微透镜阵列,在采集图像时,可以通过控制电路同步控制微透镜阵列和相机,保证微透镜阵列在扫描过程中相机同步采集来自微透镜阵列的光线信息,从而得到不同扫描位置下的光场图像,将采集的扫描光场图像输入计算机,并通过算法进行数据处理。
步骤S302:获取探测场景的空间信息和角度信息。可以理解的是,微透镜阵列平面和传感器平面可以共同构成描述四位光场的两个平行平面,光线穿过微透镜和传感器时,可以产生不同的空间信息和角度信息,进一步地,本申请实施例可以设光线穿过微透镜中心的坐标为(xi,xj),在传感器上的坐标为(xk,xl),光线位置信息为(xi,xj),光线的方向信息为(xk-xi,xl-xj)。
步骤S303:经微透镜折射后的光场计算。具体而言,本申请实施例可以设置微透镜的焦距为fm,微透镜阵列与传感器的距离为fm,像素尺寸为wpix,坐标值z表示主透镜的光轴,方向指向传感器,在微透镜阵列处的光场设为Lc,其z轴与主透镜的光轴重合,指向传感器,其x轴、y轴平行于传感器像素坐标系,第i行,第j列个微透镜的光场设为
Figure BDA0003669747900000061
其z轴与自身光轴重合,其x轴、y轴平行于微透镜阵列处的光场坐标系。光场Lc与Lmc坐标系平行,只是存在离轴空间距离(xi,yi),因此传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000062
根据本申请实施例提出的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法,可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列,并在成像设备采集数据时,通过扫描微透镜阵列得到不同扫描位置下的采集数据,有效弥补现有光场成像设备空间分辨率不足的缺陷,提升光场深度估计精度,便于下游应用。由此,解决了相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。
其次参照附图描述根据本申请实施例提出的基于扫描光场的鲁棒深度估计装置。
图4是本申请实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计装置的方框示意图。
如图4所示,该基于扫描光场的鲁棒深度估计装置10包括:设置模块100、扫描模块200、获取模块300、矫正模块400、计算模块500和反演模块600。
具体地,设置模块100,用于在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;
扫描模块200,用于通过扫描微透镜阵列,使得微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;
获取模块300,用于根据不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;
矫正模块400,用于对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;
计算模块500,用于基于高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;
反演模块600,用于根据图像反演探测场景的实际场景深度。
可选地,在本申请的一个实施例中,基于扫描光场的鲁棒深度估计装置10还包括:优化模块。
其中,优化模块,用于利用传感器的成像公式优化扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
可选地,在本申请的一个实施例中,传感器的成像公式为:
Figure BDA0003669747900000071
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
可选地,在本申请的一个实施例中,扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,光场数据满足预设信息采集量。
需要说明的是,前述对基于扫描光场的鲁棒深度估计方法实施例的解释说明也适用于该实施例的基于扫描光场的鲁棒深度估计装置,此处不再赘述。
根据本申请实施例提出的基于扫描光场的鲁棒深度估计装置,可以在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列,并在成像设备采集数据时,通过扫描微透镜阵列得到不同扫描位置下的采集数据,有效弥补现有光场成像设备空间分辨率不足的缺陷,提升光场深度估计精度,便于下游应用。由此,解决了相关技术中引入微透镜阵列,导致成像系统的空间分辨率降低,从而影响场景的深度估计精度,不利于后续发展与应用的技术问题。
图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括:
存储器501、处理器502及存储在存储器501上并可在处理器502上运行的计算机程序。
处理器502执行程序时实现上述实施例中提供的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
进一步地,电子设备还包括:
通信接口503,用于存储器501和处理器502之间的通信。
存储器501,用于存放可在处理器502上运行的计算机程序。
存储器501可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器501、处理器502和通信接口503独立实现,则通信接口503、存储器501和处理器502可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent,简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture,简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图5中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选地,在具体实现上,如果存储器501、处理器502及通信接口503,集成在一块芯片上实现,则存储器501、处理器502及通信接口503可以通过内部接口完成相互间的通信。
处理器502可能是一个中央处理器(Central Processing Unit,简称为CPU),或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称为ASIC),或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
本实施例还提供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如上的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“N个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或N个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于扫描光场的鲁棒深度估计方法,其特征在于,包括以下步骤:
在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;
通过扫描所述微透镜阵列,使得所述微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;
根据所述不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;
对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;
基于所述高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;
根据图像反演所述探测场景的实际场景深度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
利用所述传感器的成像公式优化所述扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述传感器的成像公式为:
Figure FDA0003669747890000011
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,所述光场数据满足预设信息采集量。
5.一种基于扫描光场的鲁棒深度估计装置,其特征在于,包括:
设置模块,用于在成像设备的主镜头和传感器之间放置微透镜阵列;
扫描模块,用于通过扫描所述微透镜阵列,使得所述微透镜阵列在不同扫描位置下与入射光场形成相对位移,获取不同扫描位置下的光场数据;
获取模块,用于根据所述不同扫描位置下的光场数据获取探测场景的高分辨率空间信息和角度信息;
矫正模块,用于对镜头像差进行矫正保证深度重建精度;
计算模块,用于基于所述高分辨率空间信息和角度信息,通过波动光学建模计算不同深度下的点扩散函数图像;
反演模块,用于根据图像反演所述探测场景的实际场景深度。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,还包括:
优化模块,用于利用所述传感器的成像公式优化所述扫描微透镜阵列的扫描模式,以满足预设扫描条件。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述传感器的成像公式为:
Figure FDA0003669747890000021
其中,fm为微透镜的焦距,(xi,yi)表示微透镜中心坐标,(u′,v′)与(s′,t′)分别表示主镜头平面和传感器像平面上某一点的坐标,r(u′,v′,s′,t′)表示经过点(u′,v′)与(s′,t′)的光线。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述扫描条件为扫描次数少于预设阈值的同时,所述光场数据满足预设信息采集量。
9.一种电子设备,其特征在于,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程序,以实现如权利要求1-4任一项所述的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
10.一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,以用于实现如权利要求1-4任一项所述的基于扫描光场的鲁棒深度估计方法。
CN202210602164.6A 2022-05-30 2022-05-30 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置 Pending CN115205359A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210602164.6A CN115205359A (zh) 2022-05-30 2022-05-30 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210602164.6A CN115205359A (zh) 2022-05-30 2022-05-30 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115205359A true CN115205359A (zh) 2022-10-18

Family

ID=83576754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210602164.6A Pending CN115205359A (zh) 2022-05-30 2022-05-30 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115205359A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11272161B2 (en) System and methods for calibration of an array camera
EP3220099B1 (en) Calibration device, calibration method, optical device, imaging device, projection device, measurement system, and measurement method
JP4440341B2 (ja) キャリブレーション方法、キャリブレーション装置及びその装置を備えるキャリブレーションシステム
CN109859272B (zh) 一种自动对焦双目摄像头标定方法及装置
US20090060281A1 (en) Object Distance Deriving Device
US20160163051A1 (en) System and Methods for Calibration of an Array Camera
CN109377551B (zh) 一种三维人脸重建方法、装置及其存储介质
KR20190065432A (ko) 뷰로부터 거리 정보를 획득하는 장치 및 방법
JP5412757B2 (ja) 光学系歪補正方法および光学系歪補正装置
CN113884519B (zh) 自导航x射线成像系统及成像方法
JP6116151B2 (ja) 距離検出装置
CN117115272A (zh) 用于降水粒子多角度成像的远心相机标定和三维重构方法
CN115208999A (zh) 基于光场相机阵列的成像方法及系统
CN115205359A (zh) 基于扫描光场的鲁棒深度估计方法及装置
CN115209000A (zh) 用于遥感成像动态相差估计方法及系统
CN113160393B (zh) 基于大景深的高精度三维重建方法、装置及其相关组件
CN115100126A (zh) 一种桥梁结构平面位移场智能感知方法
Xia et al. An Improved Depth-Based Camera Model in Binocular Visual System
CN113902791B (zh) 一种基于液态镜头深度聚焦的三维重建方法及装置
CN109764961B (zh) 压缩感知编码超分辨光谱成像仪的光谱定标系统及方法
JP2005147959A (ja) 測距方法及び測距装置
CN117876454A (zh) 一种扫焦光场成像测量方法及系统
Chen et al. 3D reconstruction method of defocused images based on optical system analysis
CN115201199A (zh) 基于元成像的工业检测系统、方法、电子设备及存储介质
Fathi et al. A transformational approach to explicit stereo camera calibration for improved euclidean accuracy of infrastructure 3D reconstruction

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