本公開通常涉及多視角成像領(lǐng)域，尤其涉及一種使用光場照相機的多光場。

背景技術(shù)：

光場照相機通過使用放置于主透鏡和圖像傳感器之間的微透鏡陣列，能夠測量沿與圖像傳感器相交的每一個射線束行進的光的量。然后，對這種光場進行后處理以從不同的視角來重構(gòu)場景的圖像。所述光場也允許用戶改變圖像的焦點。

圖1示出了光場照相機的說明性結(jié)構(gòu)。光場照相機1包括與圖像傳感器陣列13相關(guān)聯(lián)的透鏡結(jié)構(gòu)。圖像傳感器陣列13包括以x列和y行的網(wǎng)格形式排列的大量感光點131、132、133至13p，n是與x乘以y相對應的元件個數(shù)。濾色器陣列12設置在圖像傳感器陣列13上。濾色器陣列12典型地將rgb(紅、綠和藍)濾色器設置在圖像傳感器陣列13上，例如rgb結(jié)構(gòu)可以是拜耳濾波器鑲嵌的形式。所述透鏡結(jié)構(gòu)包括初級透鏡10，也稱作主透鏡，以及包括多個m個微透鏡111、112、11m在內(nèi)的小透鏡陣列11，m是正整數(shù)。微透鏡111、112、11m按照這樣的方式設置，以便使得每一個都與多個感光點131、132、133至13p光學地相關(guān)聯(lián)。感光點131、132、133至13p的個數(shù)和與利用光場照相機獲取的場景個數(shù)相對應的一個微透鏡光學地相關(guān)聯(lián)。為了獲得不同的視圖，可以對原始圖像(即，利用圖像傳感器陣列13獲取的顏色傳感器數(shù)據(jù))進行解鑲嵌，然后進行解復用。在解鑲嵌步驟之后，針對每一個視圖，在每一個感光點位置處獲得了rgb圖像數(shù)據(jù)值。

利用光場照相機捕獲的場景圖像應該經(jīng)歷視圖解復用，即從2d原始圖像到4d光場的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。解復用過程包括按照這樣的方式重組原始圖像的感光點，使得將捕獲具有一定入射角度的光射線的所有感光點131存儲在產(chǎn)生子孔徑視圖的相同圖像中。每一個子孔徑視圖是所述場景在不同角度下的投影。一組子孔徑視圖創(chuàng)建了分塊矩陣，其中中央的子孔徑視圖存儲了捕獲通過主透鏡的中央部分的光射線的感光點。事實上，通過微透鏡圖像中相對于微透鏡圖像中心的相對感光點位置來提供光射線的角度信息。

使用光場照相機的缺點之一在于漸暈效應，所述漸暈效應引起外圍子孔徑視圖中的變暗視圖(由于較小的亮度值)。

圖1示出了外圍子孔徑視圖中由于較小的折射光導致的光場照相機的缺點。虛線表示由于漸暈效應導致的具有較少折射光能量的光射線。

由于主透鏡的光學缺陷，較大的入射角引起較少的折射光能量。在2d模式下，結(jié)果是圖像的亮度不均勻，其中角部比中心暗淡。在光場照相機中，外圍子孔徑視圖是不可用的，因為外圍子孔徑視圖與中心子孔徑視圖相比太暗。如圖1所示，外圍子孔徑視圖102(相對于微透鏡圖像的中心收集外圍定位感光點131和133)是不可用的，因為太暗，主要是因為視圖102經(jīng)受了暴露并且因此經(jīng)受了噪聲。另一方面，利用將通過主透鏡中心的光射線捕獲到感光點132的中心定位感光點132的收集得到的中心子孔徑視圖101是可用的,因為視圖101更好的暴露并且更少的噪聲。

圖2示出了圖1中所述的圖像傳感器陣列13的放大視圖。中心感光點132將已經(jīng)通過主透鏡中心的光射線捕獲到中心感光點132，同時外圍感光點131和133捕獲與中心感光點132相比以傾斜角度入射的光射線，由于幾個原因?qū)е峦鈬泄恻c131和133的亮度級較弱。首先，以傾斜角度入射的光射線具有較長的路程以行進至圖像角落。其次，離軸點看到的瞳孔不是圓形而是橢圓的，并且具有比中心感光點132看到的圓形瞳孔小的面積。再次，盡管光以法向入射撞擊圖像中心，所述光以角度b撞到圖像角落。所有余弦因子的組合效果是cos⁴定律(余弦四次方定律)的亮度朝著圖像角落而減少。

圖3示出了來自圖像傳感器陣列13的傳感器中心部分的白光信號的圖像。在這一圖像中，漸暈效應近似遵循對稱的cos⁴定律(余弦四次方定律)減少。對于中心微透鏡的感光點，例如可以通過cos⁴定律(余弦四次方定律)因子或者高斯減少函數(shù)來表示漸暈效應。

盡管可以用cos⁴定律或任意其他的減少計算公式來仿真這種減少，那些減少只是理論減少計算。因此，校準步驟可以用于更加精確地估計外圍感光點中的光減少。

同樣，除了信號量值問題之外，這些漸暈效應也導致在應用內(nèi)容感知解鑲嵌方法時的彩色偽像。

根據(jù)n.sabater、m.seifi、v.drazic、g.sandri和p.perez于2015年3月20日的參考文獻“accuratedisparityestimationforplenopticimages，”http://link.springer.com/article/10.1007％2f978-3-319-16181-5_42/lookinside/000.png，使用通過將原始數(shù)據(jù)除以相應的白色圖像(即朗伯發(fā)光類型對象的圖像)得到的加權(quán)矩陣可以減小(中心和外圍之間的)亮度級差異

在以上參考文獻中，解釋了考慮白色圖像作為加權(quán)矩陣比在每一個微透鏡上對漸暈進行數(shù)學建模計算上更加有效。由于不能精確地知曉照相機的固有參數(shù)或者每一個透鏡的設計，在每一個微透鏡上的漸暈效應進行數(shù)學建模是不切實際的。所提出的參考文獻的解決方案的一些問題在于：每當照相機參數(shù)(變焦/聚焦)改變時，需要捕獲朗伯發(fā)光型對象圖像以便計算加權(quán)矩陣，因為微透鏡圖像在感光點上的位置依賴于照相機參數(shù)，即照相機的變焦和聚焦。也就是說,在改變照相機參數(shù)(變焦/聚焦)時為了計算加權(quán)矩陣的目的而捕獲朗伯發(fā)光型對象圖像是不切實際的。

此外，參考文獻ep15306059.5公開了一種通過在初級透鏡和停止孔徑的位置處設置的感光點之間引入漸變?yōu)V波器來解決漸暈問題的方式。這種方法的缺點在于當改變照相機的聚焦/變焦時仍然需要捕獲朗伯發(fā)光型對象圖像以便估計微透鏡圖像在感光點上的位置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開提出了一種新穎的方法和設備來克服由光場照相機捕獲的圖像引起的漸暈效應，也稱作全光照相機。

根據(jù)本發(fā)明的原理，公開了一種用于對由光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正的方法，所述光場照相機包括具有多個感光點的圖像傳感器陣列。所述方法包括：從每一個感光點獲得亮度值；獲得用于補償每一個感光點的漸暈效應的一組加權(quán)值，其中所述組的加權(quán)值與所述光場照相機的當前設置相關(guān)聯(lián)；以及基于所獲得的一組加權(quán)值來改變每一個感光點的亮度值。

本發(fā)明的原理也涉及一種對由光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正的方法，所述光場照相機包括圖像傳感器陣列，包括多個感光點、初級透鏡、位于所述圖像傳感器陣列和所述初級透鏡之間的微透鏡以及設置在所述初級透鏡和微透鏡之間相距所述初級透鏡一定距離的附加透鏡，所述附加透鏡具有與所述距離相對應的焦距。所述方法包括：從每一個感光點獲得亮度值；獲得用于補償每一個感光點的漸暈效應的一組加權(quán)值；以及基于所獲得的一組加權(quán)值來改變每一個感光點的亮度值。

本發(fā)明的原理也涉及一種對由光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正的設備，所述光場照相機包括圖像傳感器陣列，包括多個感光點、初級透鏡以及位于所述圖像傳感器陣列和所述初級透鏡之間的微透鏡，其中所述設備包括：存儲元件，用于存儲與所述光場照相機的相應設置相關(guān)聯(lián)的一組加權(quán)值，所述一組加權(quán)值用于針對每一個感光點的漸暈效應進行補償；并且處理器可以與所述圖像傳感器陣列和所述存儲元件通信。所述處理器被配置為執(zhí)行：從每一個感光點獲得亮度值；獲得針對每一個感光點的一組加權(quán)值，所述一組加權(quán)值與所述光場照相機的當前設置相關(guān)聯(lián)；以及基于所獲得的一組加權(quán)值來改變每一個感光點的亮度值。

本發(fā)明的原理也涉及一種對由光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正的設備，所述光場照相機包括圖像傳感器陣列，包括多個感光點、存儲器和處理器，所述存儲器存儲用于針對每一個感光點的漸暈效應進行補償?shù)囊唤M加權(quán)值。所述處理器被配置為執(zhí)行：獲得用光場照相機捕獲的每一個感光點的亮度值；獲得每一個感光點的一組加權(quán)值；以及基于所獲得的一組加權(quán)值來改變每一個感光點的亮度值。

本發(fā)明的原理也涉及一種光場照相機，包括：初級透鏡；微透鏡；包括多個感光點在內(nèi)的圖像傳感器陣列；其中所述感光點具有相應的靈敏度，所述靈敏度調(diào)節(jié)用于補償在由所述光場照相機捕獲的圖像上引起的漸暈效應。

本發(fā)明的原理也涉及一種制造圖像傳感器陣列的方法，所述圖像傳感器陣列包括針對光場照相機的多個感光點，使用包括與所述光場照相機具有相同結(jié)構(gòu)的其他光場照相機，不同之處在于所述其他光場照相機的感光點具有均勻的靈敏度。所述方法包括：用其他光場照相機捕獲朗伯對象圖像；基于所捕獲的朗伯對象圖像，針對所述其他光場照相機的每一個感光點，計算用于對在所述朗伯對象圖像上引起的漸暈效應進行補償?shù)囊唤M加權(quán)值；制造包括具有根據(jù)所計算的一組加權(quán)值而調(diào)節(jié)的相應靈敏度的感光點在內(nèi)的圖像傳感器陣列；其中所述相應的加權(quán)值與所述光場照相機的相應感光點以及所述其他光場照相機的相應感光點兩者相關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明的原理也公開一種制造包括針對光場照相機的多個感光點的圖像傳感器陣列的方法，所述光場照相機包括初級透鏡、包括多個微透鏡的小透鏡陣列以及設置在所述初級透鏡和所述微透鏡之間相距所述初級透鏡一定距離處的附加透鏡，所述附加透鏡具有與所述距離相對應的焦距，所述圖像傳感器陣列包括多個感光點，使用包括與所述光場照相機相同結(jié)構(gòu)的其他光場照相機，不同之處在于所述另一個光場照相機的感光點具有均勻的靈敏度。所述方法包括：用另一個光場照相機捕獲朗伯對象圖像；基于所捕獲的朗伯對象圖像，針對所述另一個光場照相機的每一個感光點，計算用于對在所述朗伯對象圖像上引起的漸暈效應進行補償?shù)囊唤M加權(quán)值；制造包括具有根據(jù)所計算的一組加權(quán)值而調(diào)節(jié)的相應靈敏度的感光點在內(nèi)的圖像傳感器陣列；其中所述相應的加權(quán)值與所述光場照相機的相應感光點以及所述另一個光場照相機的相應感光點兩者相關(guān)聯(lián)。

附圖說明

圖1示出了光場照相機的說明性結(jié)構(gòu)。

圖2示出了圖1中所述的圖像傳感器陣列的放大視圖；

圖3示出了來自圖1的感光點中部的的白光信號的圖像；

圖4示出了根據(jù)本公開實施例的具有附加透鏡的光場照相機的說明性結(jié)構(gòu)；

圖5示出了在傳感器陣列外圍上的漸暈和濾色器效應；

圖6是示出了實現(xiàn)了根據(jù)本公開實施例的光場照相機的設備的硬件結(jié)構(gòu)的圖；

圖7示出了根據(jù)本公開實施例的使用光場照相機來計算針對每一個感光點的一組加權(quán)值的說明性流程圖；

圖8示出了根據(jù)本公開實施例替代實施例的基于顏色信道來計算針對每一個感光點的一組加權(quán)值的說明性流程圖；

圖9示出了根據(jù)本公開實施例的將所計算的相應加權(quán)值施加至來自每一個感光點的輸出信號的結(jié)構(gòu)的說明圖；

圖10示出了根據(jù)本公開實施例的將所計算的一組加權(quán)值施加至每一個感光點的一組亮度值的說明流程圖

圖11示出了根據(jù)本公開第二實施例的光場照相機的說明性結(jié)構(gòu)；

圖12示出了根據(jù)本公開第二實施例的計算針對每一個感光點的加權(quán)值的說明性流程圖；

圖13示出了根據(jù)本公開變體實施例的計算每一個感光點的填充因子或大小的說明性流程圖；以及

圖14示出了根據(jù)本公開實施例的制造包括多個感光點的圖像傳感器陣列的說明性流程圖。

具體實施方式

期待本公開可以通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實現(xiàn)，從而將不會詳細地描述附圖中示出的元件的一些。例如，將不需要詳細描述基于處理器的設備，例如移動電話、表、數(shù)字靜態(tài)照相機、膝上型計算機、桌上型計算機、數(shù)字電視等。還應該注意的是本公開可以使用編程技術(shù)來實現(xiàn)，例如同樣地這里不會描述的api(應用程序接口)。最后，附圖上相似的數(shù)字表示類似的元件。還應該注意的是盡管參考了彩色處理，附圖是黑白的，即不需要在附圖中使用彩色(而不是黑色和白色)來理解所展示的概念。

圖4示出了根據(jù)本公開實施例的具有附加透鏡的光場照相機的說明性結(jié)構(gòu)。技術(shù)參考文獻之一ep15305988.6公開了在初級透鏡10和小透鏡陣列11之間放置附加透鏡21的概念，使得微透鏡圖像的位置不會依賴于照相機的變焦/聚焦。附加透鏡21設置在初級透鏡10和小透鏡陣列11之間的固定位置處，例如在光場照相機1的制造期間或者在制造光場照相機1之后，將附加透鏡21移到或者添加到相距初級透鏡10距離l1和相距小透鏡陣列11的距離l2處。附加透鏡21的焦距等于與初級透鏡10和附加透鏡21之間的距離l1相對應的值。

附加透鏡21用于估計針對光場照相機1的每一組聚焦距離/變焦參數(shù)的一組微圖像中心。換句話說，利用這種方案，即使利用不同的變焦或聚焦設置也可以估計微圖像的中心。

當附加透鏡21的焦距等于距離l1時，通過微透鏡110、11i中心的主要光射線301、302和30i與光場照相機1的光軸2001平行，即離開附加透鏡并且通過小透鏡陣列11的微透鏡中心的光射線與光場照相機1的光軸2001平行。將附加透鏡21的焦距設置為距離l1使能了在圖像傳感器陣列13上的小透鏡陣列11下面形成的微圖像中心之間的恒定距離。兩個相鄰微圖像中心之間的距離等于相應小透鏡陣列11中心之間的距離，稱作l。當對光場照相機1進行校準時，微圖像中心在圖像傳感器陣列13上的規(guī)則排列有助于確定這些中心。此外，甚至當距離l1改變時(例如變焦或者聚焦時)，因為將附加透鏡21的焦距控制為等于l1，微圖像的中心在圖像傳感器陣列13上的位置不會改變。使用這些技術(shù)有助于避免每次改變初級透鏡10的變焦和/或聚焦參數(shù)時確定每一個微圖像的中心。通過采用第i個微透鏡11i的示例，當從附加透鏡21輸出時光射線30i與光軸2001平行，并且這一射線30i碰到的點是在微透鏡30i下面形成的微圖像的中心34i，也是射線30i碰到的同一點，無論初級透鏡10的聚焦距離和/或變焦參數(shù)，即無論距離l1的值。

通過使用附加透鏡21，可以在傳感器陣列13上的相同位置中捕獲微圖像的中心，而與變焦或聚焦設置無關(guān)，使得改變感光點的靈敏度在解決背景部分中提到的技術(shù)問題時更加有效。

在本公開的示范性實施例中，利用如圖4所示的附加透鏡21來執(zhí)行所要求的感光點靈敏度的計算。在一些示范性實施例中，可以不要求安裝附加透鏡21來計算所要求的感光點靈敏度，只要光場照相機1是定焦照相機(換句話說，如果光場照相機1不具有變焦/聚焦設置的功能，可以不要求附加透鏡21)，或者當存在將一組加權(quán)值與相應的變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的裝置時。

在本公開的一個示范性示例中，通過均勻地捕獲所照射的沿所有方向均等地輻射光的白色對象(下文中稱作“朗伯對象”)來執(zhí)行校準步驟。可以預見這種捕獲的朗伯對象圖像應該是均勻的白色的，然而由于漸暈和濾色器效應，所捕獲的圖像實際上不是均勻的白色。設置在圖像傳感器陣列13上的rgb(紅綠藍)濾色器對于亮度級給出了這樣的效果：應該補償濾色器的效果。

與此同時，由于機械貓眼漸暈，存在一些亮度級小于針對機械貓眼漸暈的閾值(下文中稱作“最小閾值”)的感光點131、132、133至13p。

圖5示出了在傳感器陣列外圍上引起的漸暈和濾色器效應。

在由于機械貓眼漸暈的情況下，傳感器的遠離中心的外圍中的一些感光點絕不會接收任何有用的光。因此在本公開中，預設了最小閾值以便在將要補償漸暈減小效應的感光點和將不會補償?shù)母泄恻c之間進行區(qū)分。由于前透鏡孔徑、后透鏡孔徑和光圈孔徑，一些感光點將處于“陰影”中(換句話說，這些感光點將不會接收光)?？梢赃x擇最小閾值，以判定由于機械貓眼漸暈，所述感光點是否曾經(jīng)接收光。最小閾值的示例是1當中的0.1。在本公開中,將不會對小于最小閾值的亮度值的那些感光點進行補償,因為由于機械貓眼漸暈,已經(jīng)確定那些感光點不會接收有用的光。

在本公開的另一個實施例中，可以將每一個感光點的亮度值增加(或減少)，或者也可以設計每一個感光點的靈敏度以對用于采樣顏色內(nèi)容的濾色器的效果進行校正。例如，可以響應于理想的白光信號，將藍色濾色器后面的感光點設計為更高的靈敏度以捕獲與放置在綠色濾色器后面的感光點相同的值。隨后將在說明書的這一部分中解釋詳細的步驟。

圖6是示出了根據(jù)本公開各種實施例的設備的硬件結(jié)構(gòu)的圖。盡管在圖6中描述了設備5包括光場照相機1(或者將在說明書的后續(xù)部分中解釋的1a)，光場照相機1可以與設備5分離地配置。設備5可以是任意設備，例如桌上型或個人計算機、智能電話、智能手表、平板、移動電話、便攜式/個人數(shù)字助理(“pda”)以及便于終端用戶和光場照相機1之間的信息通信的其它設備。光場照相機1也可以在內(nèi)部具有設備5的等價硬件結(jié)構(gòu)。

設備5包括通過地址和數(shù)據(jù)總線54彼此相連的以下元件，其中地址和數(shù)據(jù)總線還傳輸時鐘信號：處理器51(或cpu)，rom(只讀存儲器)型的非易失性存儲器52、隨機存取存儲器或ram53，無線電接口(rx)56，適用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?5(tx)，光場照相機1，適用于向用戶顯示信息和/或輸入數(shù)據(jù)或參數(shù)的mmi(人機接口)58(i/f應用)。

應注意，存儲器52和53的描述中所用詞語"寄存器”或“存儲”表示所提及的存儲器、小容量存儲區(qū)域和大容量存儲區(qū)域(能夠?qū)⒄麄€程序存儲在這些存儲器中或所有或一部分數(shù)據(jù)表示所接收的并且針對這些存儲器進行解碼的數(shù)據(jù))中的每一個。

rom52包括程序“prog”。實現(xiàn)特定于本發(fā)明的且描述于下的方法步驟的算法存儲在rom52存儲器中，并且與實現(xiàn)這些步驟的設備5相關(guān)聯(lián)。當加電時，處理器51加載并運行這些算法的指令。

ram53y尤其在寄存器和/或存儲器中包括負責設備5的接通的處理器51的操作程序、接收參數(shù)(例如，用于調(diào)節(jié)、編碼、mimo(多輸入多輸出)、幀重發(fā)的參數(shù))、發(fā)射參數(shù)(例如，用于調(diào)制、編碼、mimo、幀重發(fā)的參數(shù))、與無線電接口56接收和解碼的數(shù)據(jù)相對應的輸入數(shù)據(jù)、形成為在接口處發(fā)射至應用58的已解碼數(shù)據(jù)、初級透鏡10的參數(shù)和/或表示由微透鏡陣列的微透鏡形成的微圖像中心的信息。

設備5的除了相對于圖6描述的那些結(jié)構(gòu)之外的其他結(jié)構(gòu)與本公開是兼容的。具體地，根據(jù)各種替代實施例，設備5可以根據(jù)純硬件實施來實現(xiàn)，例如以專用組件(例如，asic(專用集成電路)或fpga(現(xiàn)場可編程門陣列)或vlsi(超大規(guī)模集成電路)或嵌入在設備中的若干電子組件)的形式、或甚至以硬件元件和軟件元件混合的形式。

無線電接口56和接口55適用于根據(jù)一個或幾個電信標準來接收和發(fā)射信號，例如ieee802.11(wi-fi)、與imt-2000規(guī)范兼容的標準(也稱作3g)、與3gpplte兼容的標準(也稱作4g)、ieee802.15.1(也稱作藍牙)。

根據(jù)替代實施例，設備5不包括任何rom而是只包括ram，其中將實現(xiàn)本公開特定的方法的步驟的算法存儲在ram中。

圖7示出了根據(jù)本公開實施例的使用光場照相機來計算針對每一個感光點的一組加權(quán)值的說明性流程圖。所計算的加權(quán)值w(u,v)可以用于增加位置(u，v)處的感光點的亮度值。可以通過處理器51來執(zhí)行在該流程圖中描述的步驟。在這種示范性流程圖中，(u，v)表示第i個感光點在傳感器陣列13平面上的坐標。在步驟7，根據(jù)將要處理的感光點的數(shù)字i遞增來將“u”和“v”的每一個值遞增(s7)。

在步驟1(s1)，當光場照相機1捕獲到沿所有方向均等地均勻輻射光的朗伯對象的圖像時，處理器51接收所有感光點131、132、133至13p的亮度值。

可以利用顏色分量的加權(quán)求和來計算所述亮度值。例如，可以利用以下等式來計算亮度值。

l(u,v)＝h_red*q_red+h_green*q_green+h_blue*q_blue。

例如，亮度l(u,v)＝((q_redx299)+(q_greenx587)+(q_bluex114))/1000；

可以根據(jù)本公開的原理來采用用于計算感光點131、132、133至13p的亮度值的其他技術(shù)。

在步驟1(s1)，處理器51也將每一個感光點131、132、133至13p的亮度值歸一化，使得最大值轉(zhuǎn)換為所述感光點可以提供規(guī)定最大量值。

例如，對于8位傳感器為255；

l’(u,v)＝255*l(u,v)/max_l

其中l(wèi)'(u，v)表示在感光點位置(u,v)處的歸一化亮度值，l(u，v)表示感光點位置(u，v)處的亮度值，以及max_l表示所有感光點131、132、133至13p中的最大亮度值。

在步驟2(s2)，處理器51確定并且登記歸一化的最大亮度值max_l'。在一個示范性實施例中，處理器51可以將所有感光點的亮度值l(u，v)臨時地登記到諸如ram53或rom52之類的存儲器中，并且可以從登記的所有亮度值中確定最大亮度值max_l。處理器51也將歸一化的最大亮度值max_l’登記到存儲器中。具有最大亮度值max_l的感光點131、132、133至13p通常位置靠近傳感器陣列13的中心部分。

在步驟3(s3)至7(s7)中執(zhí)行針對每一個感光點131、132、133至13p的一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)的計算。

如上所述，在由于機械貓眼漸暈的一些情況下，傳感器陣列13的遠離傳感器陣列13中心的外圍中的一些感光點131、132、133至13p絕不會接收任何有用的光。因此在本公開中，準備并且確定了最小閾值。本公開中的系統(tǒng)涉及由于機械貓眼漸暈導致影響那些小于閾值的亮度值l(u，v)的感光點131、132、133至13p，并且將那些感光點131、132、133至13p的加權(quán)值設置為等于0。

在步驟3(s3)，處理器51確定第i個感光點131、132、133至13p的亮度值l(u，v)是否小于最小閾值。如果確定第i個感光點的亮度值l’(u,v)小于最小閾值，過程前進到步驟4(s4)。如果確定值l(u,v)大于或等于最小閾值，過程前進到步驟5(s5)。

在步驟4(s4)，如果確定第i個感光點131、132、133至13p的亮度值l(u，v)小于閾值，處理器51將針對這一感光點的加權(quán)值設置為等于0。

在步驟5(s5)，處理器51計算針對第i個感光點131、132、133至13p的加權(quán)值。

然后，處理器51從存儲器中讀取值max_l，然后通過計算比率w(u,v)＝max_l/l(u,v)來計算針對第i個感光點的加權(quán)值w(u，v)，這是針對位置(u，v)的感光點的校正加權(quán)值。在這種示例中，w(u，v)用于對紅色、綠色和藍色分量進行校正。

盡管這里已經(jīng)描述了具體的實施例，應該理解的是針對亮度值的計算或者針對加權(quán)值的計算不局限于此，并且在本公開的范圍內(nèi)可以進行許多改進或者附加。

在步驟6(s6)，處理器51將針對第i個感光點計算的加權(quán)值存儲在存儲器中(加權(quán)矩陣存儲器87)。應該注意的是在光場照相機中沒有安裝附加透鏡21的情況下，微透鏡圖像在傳感器陣列13上的位置依賴于照相機參數(shù)，例如照相機的變焦和聚焦。在沒有安裝附加透鏡21的情況下，應該將一組計算的加權(quán)值登記到與當前的變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的存儲器中，通過在附圖中沒有描述的裝置來檢測當前的變焦/聚焦設置。加權(quán)值可以進一步與感光點(u，v)在傳感器陣列13平面上的位置相關(guān)聯(lián)，以便施加至傳感器陣列13平面上的相應感光點(u，v)的亮度值。換句話說，針對感光點(u，v)在傳感器陣列13平面上的位置而計算的加權(quán)值可以用于在隨后解釋的步驟114(s114)中，增加感光點(u，v)在傳感器陣列13平面上的相同位置上捕獲的亮度值。

在步驟7(s7)，處理器51確定這是否是陣列中的最后一個感光點。確定感光點是否是最后一個感光點的示范性方式之一是將處理感光點號i與預先登記到存儲器中的最大感光點號imax進行比較。在100x100總共10000個感光點設置在傳感器陣列13平面上的情況下，當計算針對i＝9999感光點(在這種情況下“i”是從0至9999的整數(shù))的加權(quán)值時，處理器51將終止循環(huán)。在這種情況下，感光點不是最后一個感光點，處理器51將感光點數(shù)i遞增，并且將回到步驟3(s3)。如果確定感光點是最后一個感光點imax，因為計算了一組加權(quán)值(例如，針對從i＝0至i＝9999的10000個感光點的一組加權(quán)值)，終止處理。

在這種流程圖中，為了使讀者能夠容易地理解本發(fā)明，按照第i個的形式表示將要處理的感光點。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該理解的是可以使用不同形式的計算。例如，要處理的感光點可以采取(u，v)的形式，那么當完成u＝umax并且v＝vmax處的感光點的計算時(例如，(在“u”和“v”是從0至99的整數(shù)的情況下)對于100x100傳感器，umax＝99并且vmax＝99)，終止所述處理。

圖8示出了基于顏色信道來計算針對每一個感光點的一組加權(quán)值的替代實施例的說明性流程圖。如上所述，依賴于放置到每一個感光點131、132、133至13p的濾色器，因為每一個顏色信道帶來的效果可能不同，應該改變加權(quán)值。通過處理器51來執(zhí)行在該流程圖中描述的整個方法。在這種示范性流程圖中，(u，v)表示第i個感光點在傳感器陣列13平面上的坐標。在步驟80，根據(jù)將要處理的感光點的號i遞增來將“u”和“v”的每一個值遞增(s80)。當然，存在用于檢測與每一個感光點相對應的濾色器的顏色的裝置。

在步驟10(s10)，當光場照相機1捕獲到沿所有方向均等地均勻輻射光的朗伯對象的圖像時，處理器51接收感光點131、132、133至13p的亮度值l(u，v)。如圖7中步驟1(s1)所述，執(zhí)行對捕捉的亮度值歸一化的步驟。如前所述，l'(u，v)、max_l’和q'(最大值，顏色)每一個均表示歸一化的亮度值。

在步驟20(s20)，處理器51從接收信號(所有的亮度值)確定針對包括在諸如拜耳濾波器之類的濾色器中的每一種顏色的歸一化最大亮度值q'_(最大值，顏色)。在一個示范性實施例中，處理器51可以通過將放置到相應感光點131、132、133至13p上的濾色器的相應顏色相關(guān)聯(lián)來臨時登記所有感光點131、132、133至13p的亮度值。例如，處理器51可以登記與感光點131、132、133至13p的顏色“紅色”相關(guān)聯(lián)的亮度值，其上放置了紅色濾色器。然后，處理器51可以從登記的所有亮度值來定位每一種顏色的最大亮度值。處理器51可以將相應的最大亮度值登記到存儲器中。例如，在濾色器包括紅色、綠色和藍色的情況下，確定針對每一種相應顏色的歸一化最大亮度值(q’_(max.red),q’_(max.green),q’_(max.blue))。具有最大亮度值的感光點131、132、133至13p通常位置靠近傳感器陣列13的中心部分。

在步驟30(s30)至步驟80(s80)中執(zhí)行針對每一個感光點的一組加權(quán)值的計算。在步驟30(s30)，處理器51確定第i個感光點的歸一化亮度值l’(u，v)是否小于最小閾值。如果確定該歸一化亮度值l’(u,v)小于最小閾值，過程前進到步驟40(s40)。如果確定值l’(u,v)大于或等于最小閾值，過程前進到步驟50(s50)。

在步驟40(s40)，當確定第i個感光點的歸一化亮度值小于閾值時，處理器51確定由于機械貓眼漸暈導致該第i個感光點將不會接收光。處理器51將針對第i個感光點的加權(quán)值設置為等于0。

在步驟50(s50)，處理器51確定第i個感光點上濾色器的顏色，并且獲得針對這一感光點上的濾色器的顏色的校正值。

在步驟60(s60)，處理器51計算針對該第i個感光點的加權(quán)值，例如可以利用以下等式來確定所述加權(quán)值：

w(u,v)＝h_color*q’_(max,color)/l’(u,v)

l’(u,v)是當通過光場照相機1捕獲朗伯對象時位置(u，v)處的感光點上測量的歸一化亮度值。q'_(最大值，顏色)是當通過光場照相機1捕獲朗伯對象時在圖像傳感器陣列13上測量的每種顏色的歸一化最大亮度值。h_color是與放置到感光點上的濾色器的顏色(例如，紅色、綠色或藍色)相對應的預定校正值。

例如，在坐標(u，v)處的第i個感光點上的濾色器是紅色的情況下，利用以下等式來計算加權(quán)值：

w(u,v)＝h_color(red)*q’_(max.red)*1/l’(u,v)

在步驟70(s70)，處理器51登記針對第i個感光點而計算的加權(quán)值。在這一步驟，在光場照相機中沒有安裝附加透鏡21的情況下，可以將所計算的一組加權(quán)值登記到與當前的變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的存儲器中。

在步驟80(s80)，處理器51通過將處理感光點號i與預先登記到存儲器中的最大感光點號imax進行比較，來確定這是否是最后一個感光點。如果確定感光點是最后一個感光點，終止處理。如果確定感光點不是針對加權(quán)值而計算的最后一個感光點，處理器51將感光點數(shù)i遞增，并且返回步驟30(s30)來計算針對下一個感光點(第i+1個感光點)的加權(quán)值。

在這種流程圖中，為了使讀者能夠容易地理解本發(fā)明，按照第i個的形式表示將要處理的感光點。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該理解的是可以使用不同形式的計算。例如，要處理的感光點可以采取(u，v)的形式，那么當完成u＝umax并且v＝vmax處的感光點的計算時(例如，(在“u”和“v”是從0至99的整數(shù)的情況下)對于100x100傳感器，umax＝99并且vmax＝99)，終止所述處理。

【第一實施例】

圖9示出了根據(jù)本公開實施例的用于將計算的相應加權(quán)值施加至來自每一個感光點(感光點)的輸出信號的結(jié)構(gòu)的原理圖。所計算的一組加權(quán)值分別被施加至每一個感光點的亮度值，以便補償在捕獲圖像時引起的漸暈效應。

如圖9所示，由圖像傳感器陣列13捕獲的信號經(jīng)由行存取驅(qū)動器81、列放大器82和模擬增益83發(fā)送到模數(shù)轉(zhuǎn)換設備84。時鐘發(fā)生器80調(diào)節(jié)執(zhí)行指令的速率。一組加權(quán)值由處理器51計算并登記到加權(quán)矩陣存儲裝置87中。在捕獲的信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字流之后，來自每一個感光點的信號可以在乘法器86處乘以對應的加權(quán)值，以便補償漸暈效應。備選地，來自每一個感光點的信號在被轉(zhuǎn)換成數(shù)字流之前可以被相乘。在該實現(xiàn)中，不需要通過改變每一個感光點的大小或填充因子來調(diào)整每一個感光點的靈敏度。根據(jù)所計算的一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)在捕獲圖像之后補償漸暈效應。雖然在附圖中未指示用于檢測光場照相機1的當前設置(諸如變焦/聚焦)的裝置，但是光場照相機1可以被配置為具有這樣的裝置。

在該實施例的變型中，存儲在加權(quán)矩陣存儲裝置87處的一組加權(quán)值可以由用戶更新。用戶可以從源外部下載一組加權(quán)值(一組加權(quán)矩陣)，或者通過使用上述校準步驟中的一些獲取一組加權(quán)值，并將所獲取的一組加權(quán)值登記到加權(quán)矩陣存儲裝置87中。該實現(xiàn)對于具有或不具有附加透鏡21的情況可以是有用的。即使使用附加透鏡21，也可能存在若干修改漸暈效應的因素。情況之一是當更換主透鏡時。這修改了漸暈效應，并因此需要重新計算加權(quán)。另一種情況是照相機的偏置或噪聲修改了漸暈效應。該偏置隨著時間經(jīng)過而(通過由溫度、機械變化、物理變化等帶來的偏置)出現(xiàn)。存在修改漸暈效應的若干其它因素，其中能夠根據(jù)由用戶進行的配置改變來改變一組加權(quán)值將幫助補償這些情況。

一組加權(quán)值可以通過以下來直接計算：利用對光學設置的給定調(diào)諧來捕獲朗伯(lambertian)對象，然后利用上述算法計算我們?nèi)缓罂梢越?jīng)由外部接口上傳的一組加權(quán)值。在這種情況下，可以不必要使用附加透鏡21，因為一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)在照相機中是可編程的。除非在確定的硬件中實現(xiàn)一組加權(quán)值，用戶可以使用朗伯對象在它適合于(變焦/焦距改變)時來校準系統(tǒng)。根據(jù)本文描述的算法計算一組加權(quán)值，然后可以在捕獲朗伯對象時與光場照相機1的設置相關(guān)聯(lián)地將一組加權(quán)值存儲在存儲器(加權(quán)矩陣存儲裝置87)中。

圖10示出了根據(jù)本公開實施例的用于將計算的一組加權(quán)值施加至每一個感光點的一組亮度值的說明性流程圖。在該流程圖中描述的整個過程由處理器51執(zhí)行。在下面的解釋中，(u，v)指感光點在傳感器陣列平面13上的坐標。

在步驟111(s111)中，處理器51從每一個感光點131、132、133至13p獲得亮度值，用光場照相機1捕獲并歸一化所述亮度值。

在步驟112(s112)中，處理器51訪問存儲裝置(諸如加權(quán)矩陣存儲裝置87)，以獲得每一個感光點131、132、133至13p的一組加權(quán)值，所述一組加權(quán)值可以與光場照相機1的當前變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)。如上所述，光場照相機1具有檢測當前設置(諸如變焦/聚焦)的裝置，并且當前設置被存儲在存儲器中。如果確定在存儲裝置(加權(quán)矩陣存儲裝置87)中找到與當前變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的一組加權(quán)值，則過程進行到步驟114(s114)。如果沒有找到與當前變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的一組加權(quán)值，則過程進行到步驟113(s113)。在變體實施例中，附加透鏡21可以被安裝在光場照相機1中。在這種情況下，一組加權(quán)值不必與相應的變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)，因為傳感器陣列13上的一組微透鏡圖像的位置是固定的。

在步驟113(s113)中，處理器51提示用戶執(zhí)行圖7或圖8中描述的計算一組加權(quán)值的步驟，或者提示用戶登記與當前變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的一組加權(quán)值?？梢詮耐獠吭?諸如互聯(lián)網(wǎng)或制造商的站點)獲得一組加權(quán)值。該提示可以以本領(lǐng)域中已知的任何方式執(zhí)行，諸如通過經(jīng)由mmi(人機界面)85示出消息或輸出音頻消息。

在步驟114(s114)中，處理器51將來自每一個感光點的亮度值乘以對應的加權(quán)值。所計算的加權(quán)值w(u，v)可以用于乘以位置(u，v)處的感光點的亮度值。通過將每一個感光點的亮度值乘以對應的加權(quán)值，由于漸暈效應而受影響的每一個感光點的亮度值增加。最終，將補償由光場照相機1捕獲的圖像上引起的漸暈效應。

【第二實施例】

以下第二實施例涉及利用附加硬件結(jié)構(gòu)來調(diào)整每一個感光點的靈敏度。

圖11示出了根據(jù)本公開第二實施例的光場照相機的說明性配置。與圖1中描繪的光場照相機1的不同之處在于包括感光點131a、132a、133a至13pa的圖像傳感器陣列13a的這些靈敏度分別被調(diào)整。其他結(jié)構(gòu)可以與圖1中描繪的光場照相機1幾乎相同。在第二實施例中，輸出相對高的亮度值的中心感光點132a將被設計成通過以下來捕捉較少的光子：減小中心感光點132a的大小或通過覆蓋或隱藏感光點的表面來調(diào)整中心感光點132a的填充因子。在該實施例中，可能需要安裝附加透鏡21，以便將圖像的中心設置為始終位于相同位置，而與因為每一個感光點131a、132a、133a至13pa的硬件結(jié)構(gòu)改變而導致的變焦/聚焦設置無關(guān)。然而，只要光場照相機1a是定焦照相機，可以不需要安裝附加透鏡21(換句話說，在光場照相機1a不具有變焦/聚焦設置的功能的情況下，可以不需要附加透鏡21)。

與涉及通過將每一個感光點131、132、133至13p的亮度值乘以對應的加權(quán)值來計算地改變亮度值的第一實施例相反，第二實施例涉及通過改變每一個感光點131a、132a、133a至13pa的硬件結(jié)構(gòu)來調(diào)整每一個感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度。換句話說，第二實施例涉及拉平感光點131a、132a、133a至13pa的亮度值，其旨在使所有感光點131a、132a、133a至13pa針對所捕獲的朗伯對象圖像輸出相對相同的亮度值。這可以通過降低中心感光點132a的靈敏度或者增加外圍感光點131a和133a的靈敏度來實現(xiàn)，中心感光點132a與外圍感光點131a和133a相比捕捉更多的光子。

如上所述，本公開的第二實現(xiàn)涉及設計(調(diào)整)圖像傳感器陣列13a中包括的每一個感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度?？紤]相應的加權(quán)值來調(diào)整每一個感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度。在每一個感光點131a、132a、133a至13pa上要捕捉的光子的數(shù)量可以與每一個感光點131a、132a、133a至13pa的大小或填充因子成比例。在制造或預制造階段中，執(zhí)行將在本描述中描述的一組加權(quán)值的計算，然后可以根據(jù)針對感光點131、132、133至13p和131a、132a、133a至13pa所計算的一組加權(quán)值來設計(調(diào)整)每一個感光點131a、132a、133a至13pa的大小或填充因子。

圖12示出了根據(jù)本公開第二實施例的用于計算感光點的一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)的說明性流程圖。重要的是知道使用圖1中描繪的其他光場照相機1執(zhí)行一組加權(quán)值的計算。光場照相機1具有與圖11中描繪的光場照相機1a相同的配置，除了圖像傳感器陣列13之外。光場照相機1的圖像傳感器陣列13包括沒有調(diào)整靈敏度的感光點131、132、133至13p，換句話說，光場照相機1的感光點131、132、133至13p的靈敏度是均勻的。另外，重要的是知道光場照相機1具有與光場照相機1a相同的感光點布置(感光點的數(shù)量和對準)。在下面的解釋中，(u，v)指感光點在傳感器陣列平面13或13a上的坐標。

在步驟121(s121)中，光場照相機1捕獲沿所有方向上均等地輻射光的朗伯對象，并將信號發(fā)送到處理器51。換句話說，在步驟121(s121)，當由光場照相機1捕獲朗伯對象圖像時，處理器51獲得光場照相機1的每一個感光點131、132、133至13p的亮度值。下表1示出了與位于小透鏡陣列11中心處的一個微透鏡相對應的總共121個11×11的感光點131、132、133至13p中的亮度值的示例。

表1

在該示例中，最大亮度值是220。

在步驟122(s122)中，可以對每一個感光點131、132、133至13p的亮度值進行歸一化，使得最大值被變換為感光點可以提供的最大量值。

例如，對于8位傳感器為255；

l'(u，v)＝255*l(u，v)/max_l(u，v)

下表2示出了與一個微透鏡相對應的總共121個11×11的感光點131、132、133至13p中的歸一化亮度值的示例。

表2

突出顯示的值是亮度值高于最小閾值(min_threshold)的感光點。在該示例性實施例中，將25設置為最小閾值(min_threshold＝25)。那些突出顯示的感光點需要改變那些大小或填充因子以減少要捕獲的光子，以便拉平由每一個感光點131a、132a、133a至13pa捕獲的光的強度。

在步驟123(s123)中，處理器51確定第i個感光點131、132、133至13p的歸一化亮度值是否大于或等于最小閾值(min_threshold)。最小閾值(min_threshold)是任意預設值，并被存儲在存儲器中。

在步驟124(s124)中，如果第i個感光點131、132、133至13p的歸一化亮度值大于或等于最小閾值(min_threshold)，則處理器51通過以下來計算第i個感光點131、132、133至13p的加權(quán)值：將最小閾值(min_threshold)除以該第i個感光點131、132、133至13p的歸一化亮度值。

對于加權(quán)值的計算，可以使用以下公式；

備選地，可以通過以下公式計算加權(quán)值。

w(u,v)＝min_threshold/max(1'(u，v)，min_threshold)

在步驟125(s125)中，處理器51將所計算的用于第i個感光點131、132、133至13p的加權(quán)值與感光點131、132、133至13p在傳感器陣列平面13上的坐標(u，v)相關(guān)聯(lián)地登記到存儲器。例如，處理器51登記與感光點在傳感器陣列平面13上的位置(u,v)相關(guān)聯(lián)的加權(quán)值w，使得其計算的加權(quán)值要被施加至光場照相機1a中的傳感器陣列平面13a上的相同坐標w的感光點131a、132a、133a至13pa。

在步驟127(s127)中，如果確定感光點131、132、133至13p的歸一化亮度值不大于或等于最小閾值(min_threshold)，則處理器51將加權(quán)值設置為“1”。

在步驟126(s126)中，處理器51確定該第i個感光點131、132、133至13p是否是最后一個。處理器51可以確定這是否是最后一個感光點131、132、133至13p的示例性方法之一是將處理感光點號i與最大感光點號imax進行比較，該最大感光點號imax被預先登記到存儲器。例如，在設備5中包括總共10000個100×100感光點的情況下，當計算用于i＝9999(在“i”是從0到9999的整數(shù)的情況下)的感光點的加權(quán)值時，處理器51將終止循環(huán)。在這種情況下，如果它不是最后一個感光點，則處理器51遞增感光點號i并返回到步驟123。如果它是最后一個感光點imax，則由于計算了一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)，所以終止處理。

在該流程圖中，為了使讀者能夠容易地理解本公開，要處理的感光點是以第i個的形式表示的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以使用不同形式的計算。例如，要處理的感光點可以采取(u，v)的形式，然后當完成在u＝umax和v＝vmax(例如，對于100×100的傳感器，umax＝99和vmax＝99(在“u”和“v”是從0至99的整數(shù)的情況下))處的感光點的計算時終止處理好。

下表示出了與一個微透鏡相對應的每一個感光點131、132、133至13p所計算的一組加權(quán)值。

突出顯示的是那些靈敏度根據(jù)加權(quán)值中的每一個來調(diào)整的感光點，例如用以下的公式：

surface(u，v)＝maximum_surface*w(u，v)

最大表面maximum_surface指擊中最小閾值min_threshold亮度值的感光點的大小或填充因子。在上述示例中，利用擊中亮度值25的周邊感光點的大小或填充因子來限定maximum_surface。

例如，在最后一個表中亮度值擊中255的中心感光點，大小或填充因子可以根據(jù)以下公式來調(diào)整：

size(or填充因子)(u,v)＝maximum_surface(或填充因子)*0.098

可以通過以下來實現(xiàn)對相應感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度的調(diào)整：通過放置部分地隱藏每一個感光點131a、132a、133a至13pa的接收表面的高速緩存，或者在每一個感光點131a、132a、133a至13pa前面制作掩模以減小每一個感光點131a、132a、133a至13pa的填充因子。

改變感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度的備選方式是設計灰色濾光器圖案并將其(例如通過蒸發(fā)技術(shù))印刷到感光點131a、132a、133a至13pa上，使得其在捕獲白色圖像時衰減觀測到的高值。

通過減小中心感光點的大小或填充因子，減小了感光點的靈敏度。這導致具有更多噪聲的較暗圖像。為了降低噪聲，可以增加照相機曝光時間。增加曝光時間可以提供更亮并且沒有漸暈的圖像。也就是說，可以考慮捕獲的圖像的亮度來調(diào)整曝光時間。

在第二實施例的備選實現(xiàn)中，受漸暈效應影響的周邊感光點131a、132a、133a至13pa可被設計成基于由(在圖7和圖8中描述的)步驟計算的一組加權(quán)值來捕捉更多的光子?？梢钥紤]所計算的加權(quán)值來增加周邊感光點的填充因子或大小。

w′(u,v)＝max_lw′(u,v)＝max_l’/max(lw′(u,v)＝max_l’/max(l’(u,v),min_threshold)

max_l′指歸一化的最大亮度值，其被變換為感光點可以提供的最大量值。l’(u,v)指位于坐標(u，v)處的感光點的歸一化亮度值。在使用8位傳感器的情況下，公式可以是；

w’(u,v)＝255/max(lw’(u,v)＝255/max(l’(u,v),min_threshold)

surface(u，v)＝minimum_surface*w'(u，v)

最小表面minimum_surface指期望制造的最小感光點的大小或填充因子，并且其與擊中最大亮度值的感光點的大小相對應。在上述示例中，minimum_surface用在前述表中擊中亮度值255的中心感光點的大小或填充因子來限定。

在另一備選實現(xiàn)中，可以考慮由“smax”表示的最大有意義填充因子來增加周邊感光點的填充因子或大小(值“smax”由傳感器的制造商設置，例如smax＝0.9)，并且最小值由“smin”表示(值“smin”由傳感器的制造商設置，例如smin＝0.2)。兩個相鄰的感光點的中心之間的距離由“感光大小(photosize)”表示(在傳感器陣列13上，每兩個相鄰感光點之間的距離假定為恒定或均一的，以保持公式工作)。通過“min_threshold”表示貓眼的閾值，并且將歸一化的亮度值[00101]表示為l'(u，v)，傳感器陣列平面13上的坐標(u，v)處的感光點的填充因子或大小可以通過以下等式計算：

surface(u，v)＝(a(l'(u，v)-min_threshold)+smax)*photosize

a＝(smin-smax)/(255-min_threshold)

例如，(u，v)處的感光點的原始填充因子或大小是光子大小photosize的大小的0.5。假設smin＝0.3和smax＝0.9，則感光點的最小的填充因子或大小將是photosize的0.3，并且最大值為photosize的0.9。對于min_threshold＝20，具有l(wèi)'(u，v)＝min_threshold的感光點，感光點的填充因子或大小需要為photosize的0.9，因此大于感光點的原始填充因子或大小，并且具有l(wèi)'(u，v)＝255的感光點需要為photosize的0.3，其小于感光點的原始填充因子或大小。

圖13示出了根據(jù)本公開的第二實施例的用于針對感光點計算感光點的一組填充因子或大小f的說明性流程圖。

在步驟131(s131)中，光場照相機1捕獲沿所有方向上均等地輻射光的朗伯對象，并將信號發(fā)送到處理器51。換句話說，在步驟131(s131)中，當朗伯對象圖像由光場照相機1捕獲時，處理器51獲得光場照相機1的感光點131、132、133至13p中的每一個的亮度值。

在步驟132(s132)中，可以對每一個感光點131、132、133至13p的亮度值進行歸一化，使得最大值被變換為感光點可以提供的最大量值(對于8位傳感器是255)。

l'(u，v)＝255*l(u，v)/max_l(u，v)

在步驟133(s133)中，處理器51利用以下的公式計算第i個感光點131、132、133至13p的填充因子f。

surface(u,v)＝(a(l’(u,v)-min_threshold)+smax)*photosize

a＝(smin-smax)/(255-min_threshold)

在步驟134(s134)中，處理器51將用于第i個感光點131、132、133至13p的計算的填充因子f與傳感器陣列平面13上的感光點131、132、133至13p的位置(u，v)相關(guān)聯(lián)地登記到存儲器。例如，處理器51登記與感光點在傳感器陣列平面13上的位置(u,v)相關(guān)聯(lián)的填充因子f，使得其計算的填充因子要被施加至光場照相機1a中的傳感器陣列平面13a上的相同位置(u,v)的感光點131a、132a、133a至13pa。

在步驟135(s135)中，處理器51確定第i個感光點131、132、133至13p是否是最后一個。處理器51可以確定這是否是最后一個感光點131、132、133至13p的示例性方法之一是將處理感光點號i與最大感光點號imax進行比較，該最大感光點號imax被預先登記到存儲器。例如，在設備5中包括總共10000個100×100感光點的情況下，當計算用于i＝9999(在“i”是從0到9999的整數(shù)的情況下)的感光點的加權(quán)值時，處理器51將終止循環(huán)。在這種情況下，如果它不是最后一個感光點，則處理器51遞增感光點號i并返回到步驟133。如果它是最后一個感光點imax，則由于計算了一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)，所以終止處理。

在該流程圖中，為了使讀者能夠容易地理解本公開，要處理的感光點是以第i個的形式表示的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以使用不同形式的計算。例如，要處理的感光點可以采取(u，v)的形式，然后當完成在u＝umax和v＝vmax(例如，對于100×100的傳感器，umax＝99和vmax＝99(在“u”和“v”是從0至99的整數(shù)的情況下))處的感光點的計算時終止處理。

另一種變型實現(xiàn)(增加周邊感光點的填充因子或大小)不需要調(diào)整曝光時間，因為與減小感光點的填充因子或大小的實施例相比，要捕獲的圖像總體上是亮的，具有較少的噪聲。

圖14示出了根據(jù)本公開實施例的用于制造包括多個感光點的圖像傳感器陣列的說明性流程圖。

使用光場照相機1，捕獲沿所有方向上均等地輻射光的均勻照明的朗伯對象，并將信號發(fā)送到處理器51。換句話說，在步驟141(s141)處，該光場照相機1的處理器51(或者與光場照相機1分開配置的設備5的處理器51)獲得當朗伯對象圖像被另一個光場照相機1捕獲時每一個感光點131、132、133至13p的亮度值。

在步驟142中，計算用于基于所捕獲的朗伯對象圖像來校正將在圖像上引起的漸暈效應的一組加權(quán)值(加權(quán)矩陣)(或新填充因子)。

在步驟143(s143)中，制造圖像傳感器陣列13a，該圖像傳感器陣列13a包括具有根據(jù)所計算的一組加權(quán)值(或新填充因子)調(diào)整的相應靈敏度的感光點131a、132a、133a至13pa，所計算的一組加權(quán)值(或新填充因子)與其它光場照相機1的感光點131、132、133至13p的每一個坐標相關(guān)聯(lián)。如上所述，與感光點131、132、133至13p在光場照相機1的傳感器陣列平面13上的坐標(u,v)相關(guān)聯(lián)地登記加權(quán)值w(或新填充因子f)。除了不調(diào)整光場照相機1的感光點131、132、133至13p的靈敏度(換句話說，光場照相機的感光點131、132、133至13p的靈敏度是均一的)之外，光場照相機1包括與光場照相機1a相同的配置。因此，另一個光場照相機1的感光點131、132、133至13p的數(shù)量和布置與光場照相機1a的感光點131a、132a、133a至13pa相同。在制造階段中，根據(jù)與傳感器陣列平面13上的相應坐標相關(guān)聯(lián)的相應加權(quán)值(或新填充因子)來調(diào)整相應感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度。例如，將根據(jù)與傳感器陣列平面13上的坐標(0,5)相關(guān)聯(lián)的加權(quán)值(或新填充因子f)調(diào)整傳感器陣列平面13a上的坐標(0,5)處的感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度。

應當理解，用于調(diào)整感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度的所有其他各種實現(xiàn)可以用于本發(fā)明中。

上面公開的表或公式或流程圖僅僅是用于介紹各種實施例的原理的示例。應當理解，公式、閾值、亮度值的計算或加權(quán)值的計算不限于此，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做出許多修改和添加。

根據(jù)本公開實施例，用戶可以從外部源下載一組加權(quán)值(一組加權(quán)矩陣)，或者通過本描述中描述的校準步驟獲取一組加權(quán)值，并且將所獲取的一組加權(quán)值登記到加權(quán)矩陣存儲裝置87中。加權(quán)矩陣存儲裝置87存儲均與相應的變焦/聚焦設置相關(guān)聯(lián)的一組加權(quán)值。系統(tǒng)可以從加權(quán)矩陣存儲裝置87找到與當前變焦/聚焦設置匹配的一組加權(quán)值，用于對由光場照相機1捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正。因此，改變每一個感光點131、132、133至13p的亮度值將有效地解決上述部分中所述的技術(shù)問題。

根據(jù)本公開的另一實施例，根據(jù)使用其他光場照相機1的計算的一組加權(quán)值來調(diào)整光場照相機1a的每一個感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度。光場照相機1a還可以包括附加透鏡21，其有助于針對光場照相機1的每組聚焦距離/變焦參數(shù)來估計一組微圖像中心。因此，改變每一個感光點131a、132a、133a至13pa的靈敏度將有效地解決上述部分中所述的技術(shù)問題。

自然，本公開不限于上述實施例特別地，本公開不限于光場照相機1或1a，而是還擴展到控制和/或校準光場照相機的方法以及實現(xiàn)控制/校準方法的硬件電路。

可通過由處理器51執(zhí)行的指令實現(xiàn)本文所述的對由光場照相機1或1a捕獲的圖像上引起的漸暈效應進行校正的方法，而且這些指令(和/或通過實現(xiàn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值)可存儲在處理器可讀介質(zhì)上，諸如例如集成電路、軟件載體或其它存儲設備，諸如例如硬盤、壓縮盤(“cd”)、光盤(諸如例如dvd，其通常稱為數(shù)字多功能盤或數(shù)字視頻盤)、隨機存取存儲器(“ram”)、或只讀存儲器(“rom”)。指令可以采取在處理器可讀介質(zhì)上有形實施的應用程序的形式。指令可位于例如硬件、固件、軟件或其組合中?？梢栽诶绮僮飨到y(tǒng)、分開的應用或兩者組合中發(fā)現(xiàn)指令。因此，處理器51可以被特征化為例如配置用于執(zhí)行處理的設備和包括具有用于執(zhí)行處理的指令的處理器可讀介質(zhì)(諸如，存儲設備)的設備。此外，處理器可讀介質(zhì)可存儲實現(xiàn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值，作為對指令的添加或替代。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應清楚，實現(xiàn)可以產(chǎn)生被編排為攜帶例如可以被存儲或發(fā)送的信息的多種信號。信息可以包括例如執(zhí)行方法的指令，或通過描述的實現(xiàn)之一所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。例如，信號可以被編排為將用于寫入或讀取所述實施例的語義的規(guī)則攜帶為數(shù)據(jù)，或?qū)⒂伤鰧嵤├龑懭氲恼鎸嵳Z義值攜帶為數(shù)據(jù)。這種信號可被編排為例如電磁波(例如使用頻譜的射頻部分)或基帶信號。格式化可包括例如對數(shù)據(jù)流進行編碼和調(diào)制具有已編碼數(shù)據(jù)流的載波。信號攜帶的信息可以是例如模擬或數(shù)字信息?？梢酝ㄟ^公知的多種不同有線或無線鏈路來發(fā)送該信號。信號可存儲在處理器可讀介質(zhì)上。

已經(jīng)描述了多個實現(xiàn)。但是應當理解，可以做出各種修改。例如，可以合并、增補、修改或去除不同實現(xiàn)的元素，以便產(chǎn)生其它實現(xiàn)。附加地，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，其他結(jié)構(gòu)或過程可以替代那些公開的內(nèi)容，并且所得到的實現(xiàn)將用至少基本相同的方式來執(zhí)行至少基本相同的功能，以實現(xiàn)與所公開的實現(xiàn)基本相同的結(jié)果。因此，本申請還涵蓋這些和其它實現(xiàn)。