CN116188301A - 一种光场图像校准方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种光场图像校准方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116188301A CN202211737149.9A CN202211737149A CN116188301A CN 116188301 A CN116188301 A CN 116188301A CN 202211737149 A CN202211737149 A CN 202211737149A CN 116188301 A CN116188301 A CN 116188301A
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Abstract

本发明实施例提供了一种光场图像校准方法、装置、电子设备及存储介质，获取镜头组标定后的坐标转移矩阵，当坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将元素置零得到剪枝后的坐标转移矩阵，生成与镜头组拍摄得到的光场图像同等大小的黑色RGB画布图像，通过剪枝后的坐标转移矩阵确定黑色RGB画布图像中坐标对应的光场图像的坐标，获取光场图像的坐标的周围区域的RGB均值，将RGB均值赋予黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。本发明实施例中，通过对坐标转移矩阵进行剪枝，将坐标转移矩阵中绝对值小于预设宽容度的元素置零，然后在坐标转移矩阵计算的过程中，跳过零运算实现稀疏矩阵在可控精度损失的情况下对图像校准进行加速处理。

Description

一种光场图像校准方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种光场图像校准方法、一种光场图像校准装置、一种电子设备以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
光场图像是由光场相机阵列拍摄，它通过镜头阵列记录空间中光的位置信息和方向信息，藉由光场成像技术计算三维空间坐标，弥补了传统照相机仅能记录二维图像的不足。
由于光场相机阵列所传输的数据是传统相机的数十倍，而校准过程又是每张光场图像所必须的前置步骤，导致现有的光场图像校准技术中的运算过程中存在大量的稀疏矩阵计算，处理效率低。
发明内容
本发明实施例是提供一种光场图像校准方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，以解决现有的光场图像校准技术中的运算过程中存在大量的稀疏矩阵计算，处理效率低的问题。
本发明实施例公开了一种光场图像校准方法，应用于光场相机阵列，所述光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干所述子镜头分别与所述基准镜头组成镜头组，所述方法包括：
获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵；
当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵；
获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像；
通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标；
获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值；
将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
可选地，所述获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵，包括：
获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；
基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；
根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
可选地，所述标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
可选地，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，包括：
遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
可选地，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，还包括：
跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
可选地，在所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值之前，还包括：
采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
可选地，所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值，包括：
获取所述光场图像的坐标的周围区域内预设数量的数据点的RGB值；
计算所述预设数量的所述数据点的RGB值的平均值，得到所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
本发明实施例还公开了一种光场图像校准装置，应用于光场相机阵列，所述光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干所述子镜头分别与所述基准镜头组成镜头组，包括：
矩阵获取模块，用于获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵；
矩阵修剪模块，用于当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵；
图像获取模块，用于获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像；
坐标确定模块，用于通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标；
RGB均值获取模块，用于获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值；
RGB均值赋予模块，用于将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
可选地，所述矩阵获取模块，包括：
图像获取子模块，用于获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；
参数计算子模块，用于基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；
矩阵确定子模块，用于根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
可选地，所述标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
可选地，所述坐标确定模块，包括：
坐标计算子模块，用于遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
可选地，还包括：
零运算跳过模块，用于跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
可选地，还包括：
图像放大子模块，用于采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
可选地，所述RGB均值获取模块，包括：
RGB值获取子模块，用于获取所述光场图像的坐标的周围区域内预设数量的数据点的RGB值；
RGB均值计算子模块，用于计算所述预设数量的所述数据点的RGB值的平均值，得到所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
本发明实施例还公开了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如本发明实施例所述的方法。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例，通过对坐标转移矩阵进行剪枝，将坐标转移矩阵中绝对值小于预设宽容度的元素置零，然后在通过坐标转移矩阵计算的过程中，跳过零运算实现稀疏矩阵在可控精度损失的情况下对图像校准进行加速处理，并且其完全兼容剪枝技术，从而进行可控的二次加速，解决现有的光场图像校准技术中的运算过程中存在大量的稀疏矩阵计算，处理效率低的问题。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种光场图像校准方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中提供的一种光场图像校准装置的结构框图；
图3是本发明各实施例中提供的一种电子设备的硬件结构框图。
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，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
光场图像是由光场相机阵列拍摄，它通过镜头阵列记录空间中光的位置信息和方向信息，藉由光场成像技术计算三维空间坐标，弥补了传统照相机仅能记录二维图像的不足。光场图像的应用广泛，例如数字重聚焦、景深估计、三维成像，并在汽车自动化驾驶、工业检测、安防监控、医学影像等领域有着巨大的前景。其中，光场图像校准是光场成像应用的前提，它保障了三维空间信息计算的准确性，同时影响着光场视频编解码的复杂度和压缩效率。由于光场相机阵列所传输的数据是传统相机的数十倍，而校准过程又是每张光场图像所必须的前置步骤，所以快速高效的校准方法是光场成像亟需解决的问题。
然而，现有的方法是通过相机阵列的光场信息计算像素畸变，视差畸变，使用三维空间的绝对坐标将关联镜头的图像像素点位移到正确的位置。因为特征矩阵和参数矩阵大多为稀疏矩阵，所以校准算法的运算过程中存在大量的计算冗余(0向量乘法占用计算资源)。并且在实际应用中每个镜头的畸变程度不同，但校准始终需要遍历所有的像素点，这导致畸变程度轻微的镜头组的计算量实际上和畸变严重的镜头组计算量相同。最后，相机阵列的镜头组互不影响，串行的工作流在效率有很大的提升空间。因此，目前的校准方法在计算上存在冗余、在实际应用层面不能动态调整计算量等问题。
基于此，本发明实施例中公开了一种光场图像校准方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述存在的问题。
参照图1，示出了本发明实施例中提供的一种光场图像校准方法的步骤流程图，光场图像校准方法应用于光场相机阵列，光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干子镜头分别与基准镜头组成镜头组，具体可以包括如下步骤：
步骤101，获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
其中，光场相机阵列由一个基准镜头和若干子镜头组成，且基准镜头与子镜头之间存在重复的视角，将每个子镜头与基准镜头为一组，共N-1组(N为相机阵列镜头总数)。
具体地，在对光场图像进行校准之前，需要对光场相机阵列中的镜头组进行标定，并得到镜头组标定后的坐标转移矩阵，坐标转移矩阵为原光场图像坐标对应到校准后坐标的转移矩阵。
需要说明的是，镜头组的标定可以采用本领域惯用技术手段实现，如利用棋盘格的角点或者标定板的线特征对光场相机进行标定，具体可以根据需要进行设置，本发明实施例中对此不加以限制。
步骤102，当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵。
具体地，在获取到镜头组标定后的坐标转移矩阵，需要对坐标转移矩阵中近似零的元素进行剪枝(近似0的元素的设置为0)，记录0向量的位置。对坐标转移矩阵计算剪枝过程为：
Figure BDA0004032811310000061
式中：Knx为坐标转移矩阵中的元素，
Figure BDA0004032811310000062
为宽容度，若矩阵系数的绝对值小于/>
Figure BDA0004032811310000063
则将其置零。其中，宽容度的大小可以根据实际精度调节，若/>
Figure BDA0004032811310000064
则无精度损失。
上述实施例中，对矩阵中近似零的值进行有条件的剪枝，并对转移矩阵中的稀疏矩阵进行零向量标记，是运算过程中矩阵计算加速的前置步骤，也设置了控制结果精度和二次加速的变量。
步骤103，获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像。
具体地，获取镜头组拍摄得到的光场图像，并根据光场图像中的光场图像数据，生成与原光场图像同等大小的黑色RGB(RGB color mode，红、绿、蓝三色)画布图像。
上述实施例中，对待校准光场图像进行检测，生成同等大小的纯黑画布图像作为校准蒙版，校准算法的输入为像素坐标，由画布左上角开始依次遍历，确保了校准算法的输入以及输出环境。
步骤104，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
具体地，通过剪枝后的坐标转移矩阵，计算黑色RGB画布图像中每一个坐标(u，v)对应到的光场图像的坐标(u’，v’)，在通过剪枝后的坐标转移矩阵进行计算的过程中，需要对计算进行加速，具体过程为：搜索坐标转移矩阵中记录的非零值的位置，将坐标转移矩阵稀疏化存储。在坐标转移矩阵计算过程中，检查当前待乘元素，如遇到0值，则位移到下一个待元素位置，直至遇到非零值。也就是说在坐标转移矩阵计算过程，直接跳过零子元素，从而减少坐标转移矩阵的计算。
步骤105，获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
具体地，在通过剪枝后的坐标转移矩阵，计算黑色RGB画布图像中每一个坐标(u，v)对应到的光场图像的坐标(u’，v’)之后，获取光场图像的坐标(u’，v’)周围区域的RGB均值。
步骤106，将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
具体地，在获取到光场图像的坐标(u’，v’)周围区域的RGB均值之后，将RGB值将赋值到黑色RGB画布图像的(u，v)位置上，直至黑色RGB画布图像上的坐标均赋值完成，从而得到校准后的光场图像。
本发明实施例中，通过对坐标转移矩阵进行剪枝，将坐标转移矩阵中绝对值小于预设宽容度的元素置零，然后在通过坐标转移矩阵计算的过程中，跳过零运算实现稀疏矩阵在可控精度损失的情况下对图像校准进行加速处理，并且其完全兼容剪枝技术，从而进行可控的二次加速，解决现有的光场图像校准技术中的运算过程中存在大量的稀疏矩阵计算，处理效率低的问题。
在上述实施例的基础上，提出了上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。
在本发明的一实施例中，所述获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵，包括：获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
其中，标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
具体地，将镜头组拍摄的校准图像作为输入，校准图像一般为光场相机对场景中含有黑白棋盘或其他特征指示物的拍照，其黑白棋盘的交点用以计算背景中的水平面，从而得到图片中畸变系数以及校准参数，每个镜头组可独立绑定CPU进行并行处理。
通过校准图像计算畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距、镜头主焦距点具体地包括：
畸变系数及其变换为：
Figure BDA0004032811310000081
/>
Figure BDA0004032811310000082
表示为由三维空间坐标归一化后的平面二维坐标，其三维空间坐标，也称世界坐标(x，y，z)，是由校准图像上明确的交点(一般为黑白棋盘的交叉点)计算景深，从而得到的相对于二维图像的三维坐标，它作为镜头组锚定的基准，其归一化的表达式为：
Figure BDA0004032811310000083
旋转系数矩阵R，转移系数矩阵T共同构建了外部参数矩阵Q，P，表示如下：
Q＝R-1-R-1T∈R3×4
P＝[RT∈R3×4
使用外部参数矩阵Q，P，原图坐标组Xω以及对应坐标组X的关系表示如下：
Figure BDA0004032811310000091
Figure BDA0004032811310000092
其中，焦距f、镜头主焦距点(cu,cv)共同构建内部参数矩阵Kc：
Figure BDA0004032811310000093
其中，γ为弯曲系数，δ为纵横比，此矩阵K为待校准镜头与基准镜头对比产生的内部参数矩阵，若基准镜头与待校准镜头对比，则产生次内部矩阵
Figure BDA0004032811310000094
表示如下：
Figure BDA0004032811310000095
其中γ＝0，δ＝1。
根据畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵和镜头主焦距点确定镜头组标定后的坐标转移矩阵，得到：
Figure BDA0004032811310000096
Figure BDA0004032811310000097
/>
其中，
Figure BDA0004032811310000098
为黑色RGB画布图像上的像素坐标，/>
Figure BDA0004032811310000099
为待处理光场图像上对应的像素坐标。
上述实施例中，计算畸变参数，内部参数，外部参数，各个参数的选取以及特异值的设置，确保了校准算法的准确性，以三维空间的相对坐标为基准生成转移矩阵，同样确保了校准算法的准确性。
在本发明的一实施例中，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，包括：遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
具体地，通过剪枝后的坐标转移矩阵，计算黑色RGB画布图像中坐标对应的光场图像的坐标，是通过遍历黑色RGB画布图像中坐标的方式实现，例如RGB画布图像以像素点坐标(u，v)从左上角(0,0)处开始遍历，通过剪枝后的坐标转移矩阵和矩阵加速计算得到原图像对应坐标点(u’，v’)。
在本发明的一实施例中，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，还包括：跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
具体地，在通过剪枝后的坐标转移矩阵，计算黑色RGB画布图像中坐标对应的光场图像的坐标的过程中，会检测坐标转移矩阵中的待乘元素，如遇到零值元素，直接忽略跳过，即遇到零值元素不进行乘法寻算，位移到下一个待乘元素的位置，直至遇到非零值元素，进行计算。
上述实施例中，使用坐标转移矩阵生成校准后的像素坐标，在校准运算过程中检查矩阵向量位置上的待乘数，若为零则位移至下一个数直至遇到非零值，以逻辑取消了冗余的计算，确保了矩阵计算加速运行。
在本发明的一实施例中，在所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值之前，还包括：采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
具体地，通过剪枝后的坐标转移矩阵运算得到的新坐标(u’，v’)，新坐标点属于实数范围，必须通过整数化处理，而整数化处理会带来一定程度的信息丢失，为了保持整数化处理后的精度，原光场图像采用Lanczos线性插值法与新坐标点扩大同等比例，具体预设倍数可以根据实际需要进行设置。
在本发明的一实施例中，所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值，包括：获取所述光场图像的坐标的周围区域内预设数量的数据点的RGB值；计算所述预设数量的所述数据点的RGB值的平均值，得到所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
具体地，在计算黑色RGB画布图像中每一个坐标(u，v)对应到的光场图像的坐标(u’，v’)之后，获取光场图像的坐标(u’，v’)的周围区域内预设数量的数据点的RGB值，例如获取坐标点(u’，v’)周围九个点的RGB值，然后计算9个数据点的RGB值的平均值，具体地如下：
Figure BDA0004032811310000111
从而得到光场图像的坐标的周围区域的RGB均值RGB(u′,v′)。
上述实施例中，使用插值法对原图进行等比例扩大，并对整数化后的坐标值取周围九个像素点的均值，保存了整数化所丢失的图像信息，确保了校准运算的精度。
需要说明的是，预设数量可以根据需要进行设置，本发明实施例对此不加以限制。
为了更好的理解本发明中的实施例，以下通过一示例进行说明。
(1)将光场相机阵列进行分组，每个镜头(子镜头)与基准镜头为一组，共N–1组(N为相机阵列镜头总数)，将该镜头组拍摄的校准图像作为输入。校准图像一般为光场相机对场景中含有黑白棋盘或其他特征指示物的拍照，其黑白棋盘的交点用以计算背景中的水平面，从而得到图片中畸变系数以及校准参数。每个镜头组可独立绑定CPU进行并行处理。
(2)通过校准图像计算畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距、镜头主焦距点，具体如下：
畸变系数及其变换为：
Figure BDA0004032811310000121
其中，(a1,a2)为畸变系数，
Figure BDA0004032811310000122
Figure BDA0004032811310000123
表示为由三维空间坐标归一化后的平面二维坐标，其三维空间坐标，也称世界坐标(x,y,z)，是由校准图像上明确的交点(一般为黑白棋盘的交叉点)计算景深，从而得到的相对于二维图像的三维坐标，它作为镜头组锚定的基准，其归一化的表达式为：
Figure BDA0004032811310000124
旋转系数矩阵R，转移系数矩阵T共同构建了外部参数矩阵Q，P，表示如下：
Q＝[R-1-R-1T]∈R3×4
P＝[RT]∈R3×4
使用外部参数矩阵Q，P，原图坐标组Xω以及对应坐标组X的关系表示如下：
Figure BDA0004032811310000125
Figure BDA0004032811310000126
其中，焦距f、镜头主焦距点(cu,cv)共同构建内部参数矩阵Kc：
Figure BDA0004032811310000127
其中，γ为弯曲系数，δ为纵横比，此矩阵K为待校准镜头与基准镜头对比产生的内部参数矩阵，若基准镜头与待校准镜头对比，则产生次内部矩阵
Figure BDA0004032811310000131
表示如下：
Figure BDA0004032811310000132
其中Y＝0，6＝1。
(3)将步骤(2)中计算的系数通过公式生成转移矩阵(坐标转移矩阵)，具体如下：
Figure BDA0004032811310000133
Figure BDA0004032811310000134
其中，
Figure BDA0004032811310000135
为画布上的像素坐标，/>
Figure BDA0004032811310000136
为待处理光场图像上对应的像素坐标。
(4)对转移矩阵中近似零的系数进行剪枝，记录0向量的位置，对矩阵计算剪枝过程为：
设宽容度为
Figure BDA0004032811310000137
若矩阵系数(元素)的绝对值小于/>
Figure BDA0004032811310000138
则将其置零。
Figure BDA0004032811310000139
其中，宽容度的大小可以根据实际精度调节，若
Figure BDA00040328113100001310
则无精度损失。
(5)获取该镜头组待处理的光场图像数据，生成与原图像同等大小的黑色RGB画布图像，从该图像左上角坐标(u，v)为(0，0)开始遍历所有像素坐标。
(6)将步骤(4)输出的零向量位置将矩阵计算分解，输入画布坐标(u，v)得到对应的原图坐标(u’，v’)，矩阵计算加速过程为：
搜索矩阵，记录非零值的位置，将矩阵稀疏化存储。在矩阵计算过程中，检查当前待乘数，如遇到0值，则位移到下一个待乘数位置，直至遇到非零值。
具体步骤(6)对步骤(5)生成的RGB画布图像以像素点坐标(u，v)从左上角(0，0)处开始遍历，通过转移矩阵和矩阵加速计算得到原图像对应坐标点(u’,v’)。
(7)通过步骤(6)输出当前坐标对应的原图坐标(u’,v’)。为确保精度，使用线性插值法将原图和原图坐标等比例放大，并求该坐标(u’,v’)附近九个数据点均值，将该RGB均值赋值给原坐标(u，v)。重复此步骤直至RGB画布图像遍历完成。遍历完成的画布图像即为校准后的光场图像。
步骤(6)运算得到的新坐标，即新坐标点属于实数范围，必须通过整数化处理。整数化处理会带来一定程度的信息丢失，为了保持整数化处理后的精度，原图像采用Lanczos线性插值法与新坐标点扩大同等比例，并取放大后坐标点周围九个点的RGB均值，表示如下：
Figure BDA0004032811310000141
此RGB值将赋值到画布像素(u,v)位置上，并循环处理直至画布遍历完成。
步骤(1)至步骤(7)的过程仅生效于单一镜头组，每个镜头组之间独立工作，这意味着镜头组之间的校准流程是完全并行的。根据CPU数和镜头组个数，多个镜头组可以同时进行校准工作，从而提升工作流运行效率。
上述实施例具有以下优点：
1)效率提升。现有技术的运算过程中存在大量含有稀疏矩阵的运算，而跳过零运算可以对稀疏矩阵在可控精度损失的情况下进行加速处理，并且其完全兼容剪枝技术，从而进行可控的二次加速；
2)精度可控，运算过程中的剪枝阈值可进行定制化处理，在计算速度和计算精度之间可根据需要调节平衡；
3)成本可控，校准仅需CPU支持，不需要GPU进行训练和计算，并行工作流程可充分利用计算资源。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图2，示出了本发明实施例中提供的一种光场图像校准装置的结构框图，光场图像校准装置，应用于光场相机阵列，所述光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干所述子镜头分别与所述基准镜头组成镜头组，具体可以包括如下模块：
矩阵获取模块201，用于获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵；
矩阵修剪模块202，用于当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵；
图像获取模块203，用于获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像；
坐标确定模块204，用于通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标；
RGB均值获取模块205，用于获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值；
RGB均值赋予模块206，用于将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
可选地，所述矩阵获取模块，包括：
图像获取子模块，用于获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；
参数计算子模块，用于基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；
矩阵确定子模块，用于根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
可选地，所述标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
可选地，所述坐标确定模块，包括：
坐标计算子模块，用于遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
可选地，还包括：
跳过零运算模块，用于跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
可选地，还包括：
图像放大子模块，用于采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
可选地，所述RGB均值获取模块，包括：
RGB值获取子模块，用于获取所述光场图像的坐标的周围区域内预设数量的数据点的RGB值；
RGB均值计算子模块，用于计算所述预设数量的所述数据点的RGB值的平均值，得到所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
另外，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器，存储器，存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述模型生成方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述模型生成方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
图3为实现本发明各个实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备300包括但不限于：射频单元301、网络模块302、音频输出单元303、输入单元304、传感器305、显示单元306、用户输入单元307、接口单元308、存储器309、处理器310、以及电源311等部件。本领域技术人员可以理解，图3中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，电子设备包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元301可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器310处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元301包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元301还可以通过无线通信系统与网络和其他设备通信。
电子设备通过网络模块302为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元303可以将射频单元301或网络模块302接收的或者在存储器309中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元303还可以提供与电子设备300执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元303包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元304用于接收音频或视频信号。输入单元304可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)3041和麦克风3042，图形处理器3041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元306上。经图形处理器3041处理后的图像帧可以存储在存储器309(或其它存储介质)中或者经由射频单元301或网络模块302进行发送。麦克风3042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元301发送到移动通信基站的格式输出。
电子设备300还包括至少一种传感器305，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板3061的亮度，接近传感器可在电子设备300移动到耳边时，关闭显示面板3061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别电子设备姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器305还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元306用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元306可包括显示面板3061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板3061。
用户输入单元307可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元307包括触控面板3071以及其他输入设备3072。触控面板3071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板3071上或在触控面板3071附近的操作)。触控面板3071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器310，接收处理器310发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板3071。除了触控面板3071，用户输入单元307还可以包括其他输入设备3072。具体地，其他输入设备3072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板3071可覆盖在显示面板3031上，当触控面板3071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器310以确定触摸事件的类型，随后处理器310根据触摸事件的类型在显示面板3061上提供相应的视觉输出。虽然在图3中，触控面板3071与显示面板3031是作为两个独立的部件来实现电子设备的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板3071与显示面板3061集成而实现电子设备的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元308为外部装置与电子设备300连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元308可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到电子设备300内的一个或多个元件或者可以用于在电子设备300和外部装置之间传输数据。
存储器309可用于存储软件程序以及各种数据。存储器309可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器309可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器310是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器309内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器309内的数据，执行电子设备的各种功能和处理数据，从而对电子设备进行整体监控。处理器310可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器310可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器310中。
电子设备300还可以包括给各个部件供电的电源311(比如电池)，优选的，电源311可以通过电源管理系统与处理器310逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电，以及功耗管理等功能。
另外，电子设备300包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本发明实施例中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，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单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种光场图像校准方法，其特征在于，应用于光场相机阵列，所述光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干所述子镜头分别与所述基准镜头组成镜头组，所述方法包括：
获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵；
当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵；
获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像；
通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标；
获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值；
将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵，包括：
获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；
基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；
根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，包括：
遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标，还包括：
跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值之前，还包括：
采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值，包括：
获取所述光场图像的坐标的周围区域内预设数量的数据点的RGB值；
计算所述预设数量的所述数据点的RGB值的平均值，得到所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值。
8.一种光场图像校准装置，其特征在于，应用于光场相机阵列，所述光场相机阵列包括基准镜头和若干子镜头，各若干所述子镜头分别与所述基准镜头组成镜头组，包括：
矩阵获取模块，用于获取所述镜头组标定后的坐标转移矩阵；
矩阵修剪模块，用于当所述坐标转移矩阵中的元素的绝对值小于预设宽容度时，将所述元素置零，得到剪枝后的所述坐标转移矩阵；
图像获取模块，用于获取所述镜头组拍摄得到的光场图像，并基于所述光场图像生成与所述光场图像同等大小的黑色RGB画布图像；
坐标确定模块，用于通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵，确定所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标；
RGB均值获取模块，用于获取所述光场图像的坐标的周围区域的RGB均值；
RGB均值赋予模块，用于将所述RGB均值赋予所述黑色RGB画布图像的坐标，得到校准后的光场图像。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述矩阵获取模块，包括：
图像获取子模块，用于获取所述镜头组拍摄到标定场地的校准图像；
参数计算子模块，用于基于所述校准图像计算所述镜头组的畸变系数、旋转系数矩阵、转移系数矩阵、焦距和镜头主焦距点；
矩阵确定子模块，用于根据所述畸变系数、所述旋转系数矩阵、所述转移系数矩阵和所述镜头主焦距点确定所述镜头组标定后的坐标转移矩阵。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述标定场地包含黑白棋盘或其他特征指示物。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述坐标确定模块，包括：
坐标计算子模块，用于遍历所述黑色RGB画布图像中坐标，通过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵计算所述黑色RGB画布图像中坐标对应的所述光场图像的坐标。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：
零运算跳过模块，用于跳过所述剪枝后的所述坐标转移矩阵中零值元素的乘法运算。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
图像放大子模块，用于采用线性插值法将所述光场图像等比例放大预设倍数。
14.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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