CN111147760A - 一种光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备，该方法包括：获取通过微型显微镜阵列的光场图像；根据光场图像计算得到光场图像的灰度值；根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；根据光强度调整值对所述光场图像的强度进行调整，得到调整后的光场图像。本发明实施例提供的光场相机的光度调整方法，通过计算光场图像的灰度值，根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，并根据光强度调整值对光场图像进行调整，可以改进空间光对于成像造成的光斑问题，同时也可以局部调整任意光线强度，从而改善局部产生的光强度落差。

Description

一种光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及光场相机技术领域，具体涉及一种光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备。
背景技术
基于微型显微镜阵列的光场相机应用光场成像技术，可以通过单次曝光的同时记录空间目标的二维位置信息和二维方向信息，是目前主流的光场获取装置。光场相机与普通相机的区别为光场相机在主镜头和探测器之间的成像面处放置一个微透镜阵列，该阵列将主镜光瞳分割成若干个子孔径，每个微透镜通过各子孔径获取目标场景中来自同一位置不同方向的光线，从而实现四维光场数据的采集。与传统成像设备相比，光场相机能够额外提供光辐射的方向信息，同时扩大了通光孔径和景深范围，提高了***的稳定性，在三维场景重建、实时监测、目标识别、高温测量等领域具有重要应用。
然而现有的光场相机由于微型显微镜阵列的成像独立，且无法控制阵列中每个透镜的微结构工艺，导致现有的光场相机很难在成像上实现入光收敛的功能。因此，当光场相机对强光或光线强度对比较大的待测区域进行图像采集时，光场相机的成像会形成无法抑制的光斑。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备，以解决现有的光场相机对强光或光线强度对比较大的待测区域进行采集时，光场相机的成像会形成无法抑制的光斑的技术问题。
本发明提出的技术方案如下：
本发明实施例第一方面提供一种光场相机的光度调整方法，该光度调整方法包括如下步骤：获取通过微型显微镜阵列的光场图像；根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值；根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；根据所述光强度调整值对所述光场图像的强度进行调整，得到调整后的光场图像。
可选地，根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值，包括：根据所述光场图像计算得到所述光场图像的红绿蓝三色值；根据最大值法、浮点算法、整数方法、移位方法或平均值法中的任意一种对所述红绿蓝三色值进行计算，得到所述光场图像的灰度值。
可选地，根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，包括：根据预设中值判断所述光场图像的灰度值大小；当所述光场图像的灰度值小于所述预设中值时，根据所述光场图像的灰度值和所述预设补偿值之和计算得到光强度调整值。
可选地，根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，还包括：当所述光场图像的灰度值大于所述预设中值时，根据所述光场图像的灰度值和所述预设补偿值之差计算得到光强度调整值。
可选地，该光场相机的光度调整方法还包括：将所述调整后的光场图像输出。
本发明实施例第二方面提供一种光场相机的光度调整装置，该光度调整装置包括：图像获取模块，用于获取通过微型显微镜阵列的光场图像；灰度值计算模块，用于根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值；调整值计算模块，用于根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；调整模块，用于根据所述光强度调整值对对所述光场图像进行调整，得到调整后的光场图像。
本发明实施例第三方面提供一种光场相机，该光场相机包括：镜头、微型显微镜阵列及灰度处理单元，所述灰度处理单元根据本发明实施例第一方面及第一方面任一项的光场相机的光度调整方法对光场相机的光场图像进行调整。
本发明实施例第四方面提供一种电子设备，该电子设备包括显示单元及本发明实施例第三方面所述的光场相机。
本发明实施例第五方面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有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的光场相机的光度调整方法。
本发明提出的技术方案，具有如下优点：
本发明实施例提供的光场相机及其光度调整方法、装置及电子设备，通过计算光场图像的灰度值，根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，并根据光强度调整值对光场图像进行调整，可以改进空间光对于成像造成的光斑问题，同时也可以局部调整任意光线强度，从而改善局部产生的光强度落差。因此，本发明实施例提供的光场相机的光度调整方法，通过光强度调整值对光场图像进行调整，可以解决光场相机对强光或光线强度对比较大的待测区域进行采集时，光场相机的成像会形成无法抑制的光斑的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的光场相机的光度调整方法的流程图；
图2是根据本发明另一实施例的光场相机的光度调整的流程图；
图3是根据本发明实施例的光场相机的光度调整方法的灰度值分布图；
图4是根据本发明另一实施例的光场相机的光度调整方法的灰度值分布图；
图5是根据本发明实施例的光场相机的光度调整装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例的电子设备的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的光场相机的光度调整终端的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种光场相机的光度调整方法，如图1所示，该光度调整方法包括如下步骤：
步骤S101：获取通过微型显微镜阵列的光场图像；具体地，光场相机的工作原理是通过主镜头焦距处加微型显微镜阵列或微透镜阵列实现记录光线的，光场相机记录的光线包含光线本身的强度、位置和方向等信息。因此，在对光场相机的成像图像的光度进行调整时，可以首先获取通过微型显微镜阵列的光场图像。
步骤S102：根据光场图像计算得到光场图像的灰度值。
具体地，由于获取的通过微型显微镜阵列的光场图像一般为彩色图像，而彩色图像中每个像素均是由R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)三种基本色素组成，且R、G、B的值在[0，255]之间。因此，可以根据光场图像计算得到光场图像的红绿蓝三色值；具体可以通过现有的RGB颜色读取装置等读取其三色值，也可以采用现有的颜色提取方法等计算得到三色值。
在计算得到光场图像的三色值之后，可以通过最大值法、浮点算法、整数方法、移位方法或平均值法中的任意一种对红绿蓝三色值进行计算，得到光场图像的灰度值。
其中，最大值法为提取R、G、B三个值中的最大值作为灰度值，即灰度值可以表示为Gray＝max{R，G，B}；平均值法为提取R、G、B的平均值作为灰度值，即Gray＝(R+G+B)/3；浮点算法即采用公式Gray＝R＊0.3+G＊0.59+B＊0.11计算得到灰度值；整数方法即采用公式Gray＝(R＊30+G＊59+B＊11)/100计算得到灰度值；移位方法即采用公式Gray＝(R＊77+G＊151+B＊28)＞＞8。此外还可以采用加权平均法、分量法等对图像进行灰度化处理，从而得到光场图像的灰度值。
步骤S103：根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；具体地，可以根据实际需要预先设置中值和补偿值，并将该预设中值和灰度值进行比较，再根据比较结果采用预设补偿值对其进行补偿得到光强度调整值。
步骤S104：根据光强度调整值对光场图像的强度进行调整，得到调整后的光场图像。具体地，由于获取的光场相机的光场图像包含强度、位置和方向等信息，因此在对光度进行调整时，可以将光场图像中光线的强度信息提取出来，并根据计算得到的光强度调整值对该光场图像的强度进行调整，具体可以将该光强度调整值增加到原始的光场图像的强度上，从而得到调整后的光场图像。
本发明实施例提供的光场相机的光度调整方法，通过计算光场图像的灰度值，根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，并根据光强度调整值对光场图像进行调整，可以改进空间光对于成像造成的光斑问题，同时也可以局部调整任意光线强度，从而改善局部产生的光强度落差。因此，本发明实施例提供的光场相机的光度调整方法，通过光强度调整值对光场图像进行调整，可以解决光场相机对强光或光线强度对比较大的待测区域进行采集时，光场相机的成像会形成无法抑制的光斑的技术问题。
作为本发明实施例的一种可选的实施方式，如图2所示，步骤S103根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，包括如下步骤：
步骤S201：根据预设中值判断光场图像的灰度值大小；具体地，灰度图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度。计算时可以将白色与黑色之间按对数关系分成若干等级，范围一般是从0到255，白色为255，黑色为0，因此，该预设中值可以选择灰度值0－255的中值128，同时，也可以根据实际需要选择其他值作为预设中值，本发明对此不做限定。
步骤S202：当光场图像的灰度值小于预设中值时，根据光场图像的灰度值和预设补偿值之和计算得到光强度调整值。其中，预设补偿值也可以根据需要进行设置，可以和预设中值选择同样的数值，也可以是其他数值，例如可以选择120作为补偿值。具体地，根据步骤S102可以计算得到光场图像的灰度值，由于光场相机中包括微型显微镜阵列，因此，镜头采集的图像信息通过微型显微镜阵列后可以获取阵列中每个透镜的光点信息，通过计算后，可以得到每个光点信息对应的灰度值，即可以得到光场图像中的多个灰度值。例如计算得到的灰度值包括60，该灰度值小于预设中值128，则可以将该灰度值60与预设补偿值120进行相加，得到光强度调整值180。
步骤S203：当光场图像的灰度值大于预设中值时，根据光场图像的灰度值和预设补偿值之差计算得到光强度调整值。具体地，根据步骤S102可以计算得到多个光场图像灰度值，例如计算得到的灰度值为150，该灰度值大于预设中值128，因此可以将该灰度值150与预设补偿值120进行相减，得到光强度调整值30。在计算得到光强度调整值后，可以按照该调整值对光场图像的强度进行调整。
具体地，如图3所示，为根据光场图像计算得到光场图像灰度值后的光场图像的灰度值分布图，其中颜色越深说明灰度值越小，颜色越浅表明灰度值越大。当空间光线通过镜头并将影像映射到这样的显微镜阵列时，有些影像部分很暗、有些影像部分很亮，如果直接将这样的光场图像成像在图像传感器上，则会形成无法抑制的光斑。而通过本发明实施例提供的光场相机的光度调整方法调整后，其图像灰度值分布情况如图4所示，可以看出经过调整，成像的灰度值相对均匀。当光线剧烈变化时，也能够得到清晰平滑的影像画面。
可选地，该光场相机的光度调整方法还包括：将调整后的光场图像输出。具体地，在得到调整后的光场图像后，可以将该光场图像输出至显示单元，该显示单元可以是LCD显示屏或LED显示屏等。
本发明实施例还提供一种光场相机的光度调整装置，如图5所示，该光度调整装置包括：
图像获取模块1，用于获取通过微型显微镜阵列的光场图像；详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述。
灰度值计算模块2，用于根据光场图像计算得到光场图像的灰度值；详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述。
调整值计算模块3，用于根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述。
调整模块4，用于根据光强度调整值对光场图像进行调整，得到调整后的光场图像。详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述。
本发明实施例提供的光场相机的光度调整装置，通过计算光场图像的灰度值，根据预设中值和预设补偿值对光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，并根据光强度调整值对光场图像进行调整，可以改进空间光对于成像造成的光斑问题，同时也可以局部调整任意光线强度，从而改善局部产生的光强度落差。因此，本发明实施例提供的光场相机的光度调整装置，通过光强度调整值对光场图像进行调整，可以解决光场相机对强光或光线强度对比较大的待测区域进行采集时，光场相机的成像会形成无法抑制的光斑的技术问题。
本发明实施例还提供一种光场相机，如图6所示，该光场相机包括：镜头10、微型显微镜阵列20及灰度处理单元30，灰度处理单元30根据上述实施中的光场相机的光度调整方法对光场相机的光场图像进行调整。
本发明实施例提供的光场相机，通过在相机中增加灰度处理单元，可以对光场图像中的光线强度进行调整，从而解决光场相机的成像会形成无法抑制的光斑的技术问题。
本发明实施例还提供一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括显示单元40及上述实施例所述的光场相机。具体地，光场相机中通过灰度处理单元调整后的图像可以显示在显示单元上。该显示单元40可以是LCD显示屏或LED显示屏等，也可以是其他具有显示功能的装置，本发明对此不做限定。
本发明实施例还提供了一种光场相机的光度调整终端，如图7所示，该光场相机的光度调整终端可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中光场相机的光度调整装置对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的光场相机的光度调整方法。
存储器52可以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***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图1－2所示实施例中的光场相机的光度调整方法。
上述光场相机的光度调整终端具体细节可以对应参阅图1至图2所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种光场相机的光度调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取通过微型显微镜阵列的光场图像；
根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值；
根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；
根据所述光强度调整值对所述光场图像的强度进行调整，得到调整后的光场图像。
2.根据权利要求1所述的光场相机的光度调整方法，其特征在于，根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值，包括：
根据所述光场图像计算得到所述光场图像的红绿蓝三色值；
根据最大值法、浮点算法、整数方法、移位方法或平均值法中的任意一种对所述红绿蓝三色值进行计算，得到所述光场图像的灰度值。
3.根据权利要求1所述的光场相机的光度调整方法，其特征在于，根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，包括：
根据预设中值判断所述光场图像的灰度值大小；
当所述光场图像的灰度值小于所述预设中值时，根据所述光场图像的灰度值和所述预设补偿值之和计算得到光强度调整值。
4.根据权利要求3所述的光场相机的光度调整方法，其特征在于，根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值，还包括：
当所述光场图像的灰度值大于所述预设中值时，根据所述光场图像的灰度值和所述预设补偿值之差计算得到光强度调整值。
5.根据权利要求1所述的光场相机的光度调整方法，其特征在于，还包括：
将所述调整后的光场图像输出。
6.一种光场相机的光度调整装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取通过微型显微镜阵列的光场图像；
灰度值计算模块，用于根据所述光场图像计算得到所述光场图像的灰度值；
调整值计算模块，用于根据预设中值和预设补偿值对所述光场图像的灰度值进行计算，得到光强度调整值；
调整模块，用于根据所述光强度调整值对对所述光场图像进行调整，得到调整后的光场图像。
7.一种光场相机，其特征在于，包括：镜头、微型显微镜阵列及灰度处理单元，所述灰度处理单元根据权利要求1－5任一项的光场相机的光度调整方法对光场相机的光场图像进行调整。
8.一种电子设备，其特征在于，包括显示单元及权利要求7所述的光场相机。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1－5任一项所述的光场相机的光度调整方法。
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