[發(fā)明專利]基于相機(jī)陣列合成孔徑成像的遮擋背景估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610043867.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN105719317B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 裴炤;張艷寧;陳希達(dá);馬苗;孫莉;張秀偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/55
• 分類號(hào): G06T7/55
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明公開了一種基于相機(jī)陣列合成孔徑成像的遮擋背景估計(jì)方法，用于解決現(xiàn)有背景估計(jì)方法精度差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是充分利用多視角信息，通過相機(jī)陣列合成孔徑成像聚焦任意不同深度的能力，將聚焦平面移置背景平面，解決利用SIFT方法匹配時(shí)不同深度像素點(diǎn)對(duì)匹配結(jié)果的影響問題，最后利用Graph cuts結(jié)合像素標(biāo)記方法，實(shí)現(xiàn)前景與遮擋像素點(diǎn)標(biāo)記，進(jìn)而去除遮擋。本發(fā)明通過相機(jī)陣列合成孔徑成像聚焦任意不同深度，將聚焦平面移置背景平面；充分利用相機(jī)陣列多視角信息的優(yōu)勢(shì)，從不同視角的圖像片段選取適當(dāng)?shù)南袼刂颠M(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了前景與遮擋像素點(diǎn)標(biāo)記，能夠去除遮擋，同時(shí)提高了背景估計(jì)的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種背景估計(jì)方法，特別是涉及一種基于相機(jī)陣列合成孔徑成像的遮擋背景估計(jì)方法。

背景技術(shù)

文獻(xiàn)“Background Estimation Using Graph Cuts and Inpainting，GraphicsInterfaceGI 2008,p97–103，2010”公開了一種利用非時(shí)間序列的背景估計(jì)方法。該方法首先選定某一個(gè)相機(jī)視角作為參考視角，通過尺度不變的特征提取方法對(duì)各個(gè)視角獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，然后依據(jù)特征提取結(jié)果，根據(jù)背景像素在各個(gè)視角中出現(xiàn)的頻次最多這一假設(shè)，利用Graph cuts對(duì)背景像素值進(jìn)行標(biāo)記，獲得背景估計(jì)結(jié)果。然而，該方法利用SIFT對(duì)不同視角相機(jī)拍攝結(jié)果進(jìn)行特征提取，提取的特征并不能保證位于同一深度，因此將會(huì)影響該方法后續(xù)背景像素標(biāo)記的精度，當(dāng)提取特征位于不同深度時(shí)，該方法精度將大大降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有背景估計(jì)方法精度差的不足，本發(fā)明提供一種基于相機(jī)陣列合成孔徑成像的遮擋背景估計(jì)方法。該方法充分利用多視角信息，通過相機(jī)陣列合成孔徑成像聚焦任意不同深度的能力，將聚焦平面移置背景平面，解決利用SIFT方法匹配時(shí)不同深度像素點(diǎn)對(duì)匹配結(jié)果的影響問題，最后利用Graph cuts結(jié)合像素標(biāo)記方法，實(shí)現(xiàn)前景與遮擋像素點(diǎn)標(biāo)記，進(jìn)而去除遮擋，提高背景估計(jì)精度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于相機(jī)陣列合成孔徑成像的遮擋背景估計(jì)方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、定義相機(jī)C_r為具有N個(gè)相機(jī)的相機(jī)陣列的參考相機(jī)，π_r為參考平面，π_b表示背景深度為b的焦平面，其中b∈R.定義W_kr為相機(jī)陣列中不同視角圖像投影至π_r的圖像。應(yīng)用公式(1)求得W_kr

W_kr＝H_k·g_k， (1)

式中，g_k表示相機(jī)C_k采集的圖像序列中的一幀圖像，H_k，k＝1，…，N.表示從g_k到參考相機(jī)C_r在平面π_r上的投影矩陣。當(dāng)聚焦于背景平面π_b時(shí)，計(jì)算出該平面與參考相機(jī)C_r的相對(duì)深度d

d＝(b-r)·b. (2)

式中，r表示參考平面π_r的深度，π_b表示背景深度為b的焦平面，其中b∈R.

再應(yīng)用公式(3)求得深度b處視差Δp

Δp＝ΔX·d. (3)

式中，ΔX表示相機(jī)間相對(duì)位置，深度范圍表示為R＝[0，s]。

根據(jù)以上結(jié)果并應(yīng)用公式(4)求得相機(jī)C_k投影至深度b的投影圖像W_kb的像素。

W_kb(m)＝W_kr(m+Δp). (4)