JP2022141637A - ライト・フィールドを表すデータを生成する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
画素ビームを表すライト・フィールド光線と、物体空間における相異なる深度に対応する複数の所与の基準平面との交点を規定する交点データを、光取得システムによって捕捉されたライト・フィールド・データから得ること(S803)と、
4D光線図において交点データの図式的な表現を規定する光線図パラメータを得ること(S805,S806)と、
画素ビームを表すデータを提供するために、画素ビームを規定するパラメータに光線図パラメータを関連付けることと、
を含む、上記方法が提供される。
データ・ラインの傾きと、
データ・ラインと光線図の軸との交点と、
のうちの少なくとも一方を表すデータが含まれる。
画素ビームを表すライト・フィールド光線と、互いに平行でありかつ物体空間における相異なる深度に対応する複数の所与の基準平面との交点を規定する交点データを、取得されたライト・フィールド・データから得て、
取得されたライト・フィールド・データを表すデータを提供するために2D光線図において交点データの図式的な表現を規定する光線図パラメータを得て、
画素ビームを表すデータを提供するために、画素ビームを規定するパラメータに光線図パラメータを関連付ける、
ように構成されている、上記装置である。
規則的な格子構造の状態で配置されたマイクロレンズ・アレイと、
マイクロレンズ・アレイから光センサに投影された光を捕捉するように構成された光センサであって、光センサは複数の画素組を備えており、各々の画素組は、マイクロレンズ・アレイのそれぞれのマイクロレンズと光学的に関連付けられている、上記光センサと、
請求項9に記載のメタデータを提供する装置と、
を備えた、ライト・フィールド・イメージング装置である。
とする6対の平面について規定されることがある。
として表される。
によって生成される平面P1の中心に置かれることがある。
軸は、生成された平面P1に対して垂直であり、第2の平面P2は、簡単明解にするために、平面P1から
軸に沿った距離z=Δに置ける。伝播の6つの相異なる方向を考慮に入れるために、全体のライト・フィールドを6対のそのような平面によって特徴づけることがある。ライト・スラブ(light slab)と呼ばれることの多い1対の平面が、伝播の方向に沿ってライト・フィールド・カメラのセンサ又はセンサ・アレイと相互作用するライト・フィールドを特徴づける。
と、該ライト・フィールドの第2の基準平面との交点
と、がある場合、4つの座標が変化し、等式Aを用いてライト・フィールド光線の4つのパラメータを算出できる。これらの4つのパラメータを用いて、ライト・フィールドの4D光線図を作ることができる。
が与えられるはずである。
と
の関数として、ux,uy,uzをそれらの対応する式に置き換えて、上に記したブロックの2番目の組の等式を用いて、x3とy3とを加算すると、
s∈{0,1,...N-1}、d∈{0,1,...N-1}
である。
ル・ラインの1つのファミリー(ビーム)に属する。ビームのヘッダは、単に、傾きaと、軸交点(切片)の上側及び下側の境界dmax及びdminによって規定されるビームの厚さと、で構成できる。光線の値は、ヘッダがd及びsであり得るデジタル・ラインに沿ったRGB色として、記憶される。サンプリングされた空間における光線図の空のセルは、記憶される必要はない。光線の座標x1、x2は、パラメータd及びsと、デジタル・ラインに沿ったセルの位置と、から推定できる。
,
,
,
の値を離散領域において求めて、前述のフォーマットによって規定されるようなライト・フィールドの特徴をローカライズすることがあり、4D離散ラドン変換を行なう要求はない。2つの直交する2D DRTを得る場合、超平面の傾きmと、全てのデータが4D光線図において集中するデジタル超平面のビーム幅と、についての測定を行うことができる。
平面上に在る2Dラインを、
平面上に在るラインに、すなわち、対応する超平面と
及び
の2つの直交するスライスとの交差の結果であるラインに、関連付けることは興味深いであろう。式DとEから、対応するラインが同じ傾きmを有することが分かる。これは、カメラについて、ある深度において、
内の各々のラインを
内のラインに関連付ける第1のパラメータである。複数のカメラが同じ深度にある場合(すなわち、図13Aのケース)、
内に3つのラインと
内に3つのラインが、同じ推定された傾きmで、存在する。そのとき、これらの2つの平面内のライン相互間のライン・オフセットの対応関係が特定される。これを行うために、式DとEにおけるラインの式を利用する。詳しくは、
上で、従来通りにスキャンしてもよい。各々の個別の(x1,x2)の値について、ライト・フィールドで捕捉された対応する(y1,y2)の値が記憶される。これらのような値を求めるために、式Cが利用される。x3,y3,z3,z1及びz2の全ては、既知であるか、或いは、式FとGから推定される。
の点であり、これらの点の各々について、下記の式
・アパチャのサイズAj(これは画素ビームの瞳の直径に相当する)
・カメラcamjのフォーカス点(合焦点)、すなわち、focusPoint = (u3,u3,w3)
・(x1x,2)における最も低い交点(切片)d=dj
・(x1,x2)におけるデジタル・ライン数 =
・(y1,y2)におけるデジタル・ライン数 =
について、スキャンが、式Kに関してブレゼンハムのデジタル・ラインを用いて(y1,y2)上で開始されて、各々のライト・フィールド光線のRGB値が保管される。詳しくは、
から
、及び、対応するdoffが、式Kに従って計算される。
のラドン変換において、全てのピークについて、求められて、1つの組に入れられる。同じことが(y1,y2)におけるピークについて行われて、パラメータが別の1つの組に入れられる。貪欲なアルゴリズムの各々の繰返しにおいて、最大ピーク強度が、(x1,x2)の2Dラドン変換において求められて、(y1,y2)における対応するピークが、前に求められたパラメータ(m,k)と一致させることによって、求められる。データが前述の如く保管された後に、これらのピークがラドン変換から取り除かれて、ライト・フィールドに重要なものが残らなくなるまで、次の繰返しが開始される。
Claims (13)
- 光取得システムのセンサの少なくとも1つの画素が前記光取得システムの瞳を介して検出できる1組の光線によって占められる、前記光取得システムの物体空間におけるボリュームを表すデータを生成する、コンピュータにより実施される方法であって、前記ボリュームは画素ビームと称され、前記方法は、
前記画素ビームを表すライト・フィールド光線と、前記物体空間における相異なる深度に対応する複数の所与の基準平面との交点を規定する交点データを、前記光取得システムによって捕捉されたライト・フィールド・データから得ること(S803)と、
4D光線図において前記交点データの図式的な表現を規定する光線図パラメータを得ること(S805,S806)と、
前記画素ビームを表すデータを提供するために、前記光線図パラメータを、前記画素ビームを規定するパラメータに関連付けることと、
を含む、前記方法。 - 前記画素ビームを表すライト・フィールド光線が、前記画素の中心と前記瞳の中心とを通過する直線であり、前記画素ビームを規定するパラメータが、前記物体空間における前記画素の共役の位置およびサイズである、請求項1に記載の方法。
- 前記ライト・フィールド光線に対応する前記交点データが、前記光線図においてデータ・ラインとして図式的に表され、前記光線図パラメータには、
データ・ラインの傾きと、
データ・ラインと前記光線図の軸との交点と、
のうちの少なくとも一方を表すデータが含まれる、請求項2に記載の方法。 - 前記データ・ラインは、ラドン変換を適用することによって、2D光線図において検出される、請求項3に記載の方法。
- 前記図式的な表現は、デジタル・データ・ラインを提供するセルのマトリクスとして提供され、各々のデジタル・データ・ラインのフォーマットが、前記ラインと軸との交点を表す少なくとも1つの第1のセルと、該ラインの傾きを特定し得る少なくとも1つの第2のセルとの複数のセルによって規定される、請求項3又は4に記載の方法。
- 各々の前記デジタル・データ・ラインが、ブレゼンハムのアルゴリズムの適用によって生成される、請求項5に記載の方法。
- 前記画素ビームを表すデータが、対応する前記ライト・フィールド光線の色を表す色データを更に備えている、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記画素ビームを表すデータが、メタデータとして提供され、前記メタデータのヘッダが、2D光線図において前記交点データの図式的な表現を規定する光線図パラメータを備えており、前記メタデータのボディが、光線の色を表すデータと、前記物体空間における前記画素の共役の位置およびサイズを規定するパラメータと、を備えている、請求項7に記載の方法。
- 光取得システムのセンサの少なくとも1つの画素が前記光取得システムの瞳を介して検出できる1組の光線によって占められる、前記光取得システムの物体空間におけるボリュームについてのメタデータを提供する装置であって、前記ボリュームは画素ビームと称され、前記装置は、ライト・フィールド・カメラによって捕捉されたライト・フィールド・データを取得するライト・フィールド・データ取得モジュールと、ライト・フィールド・
データ生成モジュールとを備え、該ライト・フィールド・データ生成モジュールは、
前記画素ビームを表すライト・フィールド光線と、互いに平行でありかつ前記物体空間における相異なる深度に対応する複数の所与の基準平面との交点を規定する交点データを、前記取得されたライト・フィールド・データから得て、
前記取得されたライト・フィールド・データを表すデータを提供するために2D光線図において前記交点データの図式的な表現を規定する光線図パラメータを得て、
前記画素ビームを表すデータを提供するために、前記光線図パラメータを、前記画素ビームを規定するパラメータに関連付ける、
ように構成されている、前記装置。 - 規則的な格子構造の状態で配置されたマイクロレンズ・アレイと、
前記マイクロレンズ・アレイから光センサに投影された光を捕捉するように構成された光センサであって、該光センサは複数の画素組を備えており、各々の画素組は、前記マイクロレンズ・アレイのそれぞれのマイクロレンズと光学的に関連付けられている、前記光センサと、
請求項9に記載のメタデータを提供する装置と、
を備えた、ライト・フィールド・イメージング装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の方法によって得られたライト・フィールド・データから画像を描画する装置。
- 光取得システムのセンサの少なくとも1つの画素が前記光取得システムの瞳を介して検出できる1組の光線によって占められる、前記光取得システムの物体空間におけるボリュームを表すデータについてのデータ・パッケージであって、前記ボリュームは画素ビームと称され、前記データ・パッケージは、
前記画素ビームを表す光線の交点データの、2D光線図における図式的な表現を規定する光線図パラメータであって、前記交点データは、前記画素ビームを表すライト・フィールド光線と、互いに平行でありかつ前記物体空間における相異なる深度に対応する複数の所与の基準平面との交点を規定している、前記光線図パラメータと、
前記画素ビームを表すライト・フィールド光線の色を規定する色データと、
前記物体空間における前記画素の共役の位置およびサイズを規定するパラメータと、
を有している、前記データ・パッケージ。 - プログラム可能な装置用のコンピュータ・プログラム製品であって、該プログラム可能な装置にロードされて実行される際に請求項1から8のいずれか1項に記載の請求項に記載された方法を実施する一連の命令を備えた前記コンピュータ・プログラム製品。
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