一种基于相机阵列的全景光场的综合系统的制作方法

本发明属于成像处理技术领域，特别涉及一种基于相机阵列的全景光场的综合系统。

背景技术：

阵列式相机，就是用多个小镜头来代替一个大镜头的拍摄效果，其原理和阵列式天文望远镜及昆虫的复眼类似。相比于传统的相机来说，阵列式相机的视野更广，拍出的照片也更大，同时其体积更小，所谓光场，就是指光在每一个方向通过每一个点的光量。光场是一种先进的捕捉，拼接和渲染算法。通过为静态捕捉图像生成运动视差和非常逼真的纹理和光照，使用光场技术，可以让虚拟现实原型机得以模拟出像人类的眼睛那样，可以基于距离对物体进行聚焦的效果，但是由于目前聚焦速度上的限制，对焦速度较慢，同时光场视频的像素不高也是目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于相机阵列的全景光场的综合系统，解决了目前现有的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种基于相机阵列的全景光场的综合系统，包括阵列相机、控制处理平台、图像处理单元、对焦处理单元、储存介质、电子处理设备。

作为优选，所述相机阵列包括至少十六个局部相机、一个全局相机、一个全局光场相机。

作为优选，所述对焦处理单元包括以下步骤s1至s5：

s1、接收原始光场影像；

s2、根据原始光场影像产生特征影像；

s3、从该原始光场影像产生原始对焦影像；

s4、指定该原始光场影像中的对焦位置；

s5、依据该对焦位置计算并更新该原始对焦影像之像素值，进而产生重对焦影像。

作为优选，所述图像处理单元包括以下步骤s1至s4：

s1、块匹配：采用块匹配算法找到每个局部图像在所述全局参考图像中的对应块；

s2、变换和配准：将每个局部图像变换到所述全局参考图像中的对应块上，并对每个局部图像和其对应块进行图像配准，以获得所述预定场景的全局高分辨率图像；

s3、图像超分辨：对低分辨率的全局光场图像进行放大设定倍数的上采样，得到采样后低分辨率光场图像，对所述采样后低分辨率光场图像进行傅里叶变换，得到第一频谱图像，将所述第一频谱图像进行低通滤波；以及对所述全局高分辨率图像进行高通滤波，得到第二频谱图像；

s4、融合恢复：将经低通滤波的第一频谱图像与所述第二频谱图像线性相加后进行傅里叶逆变换，得到全局高分辨率光场图像。

作为优选，所述十六个局部相机均匀圆周排布，每两个局部相机之间的夹角为22.5°。

作为优选，所述全局光场相机以及所述多个局部相机同步地分别获取预定场景的全局低分辨率参考视频、全局低分辨率光场视频以及多个不同局部的高分辨率视频，并存储于所述存储介质中。

作为优选，所述储存介质包括计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现对焦处理以及图像处理中的流量存储。

作为优选，所述电子处理设备包括处理器，所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行实现对焦处理操作以及图像处理操作。

作为优选，所述局部相机均匀安装在控制处理平台上，所述控制处理平台包括遥控触发器、用于局部相机和闪光灯的同步控制器、usb集线器、交换机和集成电源系统，同时也包含有伺服电机和滑台，滑台可控制局部电相机的水平移动。

本发明的有益效果：本发明通过将高分辨率的光场图像合起来，从而可得到高分辨率光场视频，在处理光照图像的过程中通过对焦单元依据该原始光场影像的影像内容以在产生该对焦影像前预先判定该对焦影像中像素是否需要进行对焦处理，以节省不必要的对焦运算时间，进而提升整体的处理速度，从而使得该系统可快速对焦获得高分辨率光场视频。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是阵列相机立体全景拼接径向设计的硬件结构示意图；

图2是立体全景拼接算法流程示意图；

图3是本发明的视频成像综合系统的工作流程示意图。

具体实施方式：

如图1-3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于相机阵列的全景光场的综合系统，包括阵列相机、控制处理平台、图像处理单元、对焦处理单元、储存介质、电子处理设备。

其中，所述相机阵列包括至少十六个局部相机、一个全局相机、一个全局光场相机。

其中，所述对焦处理单元包括以下步骤s1至s5：

s1、接收原始光场影像；

s2、根据原始光场影像产生特征影像；

s3、从该原始光场影像产生原始对焦影像；

s4、指定该原始光场影像中的对焦位置；

s5、依据该对焦位置计算并更新该原始对焦影像之像素值，进而产生重对焦影像。

其中，所述图像处理单元包括以下步骤s1至s4：

s1、块匹配：采用块匹配算法找到每个局部图像在所述全局参考图像中的对应块；

s2、变换和配准：将每个局部图像变换到所述全局参考图像中的对应块上，并对每个局部图像和其对应块进行图像配准，以获得所述预定场景的全局高分辨率图像；

s3、图像超分辨：对低分辨率的全局光场图像进行放大设定倍数的上采样，得到采样后低分辨率光场图像，对所述采样后低分辨率光场图像进行傅里叶变换，得到第一频谱图像，将所述第一频谱图像进行低通滤波；以及对所述全局高分辨率图像进行高通滤波，得到第二频谱图像；

s4、融合恢复：将经低通滤波的第一频谱图像与所述第二频谱图像线性相加后进行傅里叶逆变换，得到全局高分辨率光场图像。

其中，所述十六个局部相机均匀圆周排布，每两个局部相机之间的夹角为22.5°。

其中，所述全局光场相机以及所述多个局部相机同步地分别获取预定场景的全局低分辨率参考视频、全局低分辨率光场视频以及多个不同局部的高分辨率视频，并存储于所述存储介质中。

其中，所述储存介质包括计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现对焦处理以及图像处理中的流量存储。

其中，所述电子处理设备包括处理器，所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行实现对焦处理操作以及图像处理操作。

其中，所述局部相机均匀安装在控制处理平台上，所述控制处理平台包括遥控触发器、用于局部相机和闪光灯的同步控制器、usb集线器、交换机和集成电源系统，同时也包含有伺服电机和滑台，滑台可控制局部电相机的水平移动，调节不同局部相机的远近距离。

本发明通过将高分辨率的光场图像合起来，从而可得到高分辨率光场视频，在处理光照图像的过程中通过对焦单元依据该原始光场影像的影像内容以在产生该对焦影像前预先判定该对焦影像中像素是否需要进行对焦处理，以节省不必要的对焦运算时间，进而提升整体的处理速度，从而使得该系统可快速对焦获得高分辨率光场视频。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。