[發明專利]一種子孔徑圖像采集方法及系統有效

申請號：	201710175298.3	申請日：	2017-03-22
公開（公告）號：	CN107093194B	公開（公告）日：	2019-09-20
發明（設計）人：	王貴錦;尹玄武;李文濤;楊華中	申請（專利權）人：	清華大學
主分類號：	G06T7/571	分類號：	G06T7/571
代理公司：	北京路浩知識產權代理有限公司 11002	代理人：	王慶龍
地址：	100084 北京市海***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	種子孔徑圖像采集方法系統
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【說明書】：

本發明提供了一種子孔徑圖像采集方法及系統，方法包括：獲取多聚焦圖像棧的成像模型；根據光學成像原理和多聚焦圖像棧的成像模型得到多聚焦圖像棧中的圖像與子孔徑圖像間的關系；根據多聚焦圖像棧中的圖像與子孔徑圖像間的關系得到偏移多聚焦圖像棧；根據梯度信息及相位信息得到深度圖；根據深度圖在多聚焦圖像棧中的圖像中采集像素，組合像素得到子孔徑圖像；系統包括成像模型獲取單元、多聚焦圖像棧與子孔徑圖像關系單元、偏移多聚焦圖像棧獲取單元、深度圖獲取單元和子孔徑圖像采集單元。利用本發明的技術方案采集子孔徑圖像的速度快且采集的圖像的空間分辨率高，且子孔徑圖像的獲取過程的穩定性高，保證了采集的子孔徑圖像的準確性及清晰度。

技術領域

本發明涉及圖像采集技術領域，具體涉及一種子孔徑圖像采集方法及系統。

背景技術

計算成像學是一門結合了光學成像技術和圖像處理技術的學科，其主要研究的內容是對光場的處理。其中子孔徑圖像的采集是計算成像學的重要研究領域。

目前，子孔徑圖像采集主要分為兩種方式，一種是使用具有復雜結構的光學系統，如編碼光圈、(微)透鏡陣列、可調掩模等，這些采集系統需要對現有的成像系統進行改造，在現有成像系統上附加或者嵌入額外的光學器件，這些光學器件需要針對所使用的主體成像設備進行設計，可移植性較差。由于成像器件以及結構的限制，這些系統需要犧牲所采集圖像的空間分辨率；目前基于多聚焦圖像棧的方法主要有反卷積法、頻域重建法和線性模型求解法。然而，現有的基于多聚焦圖像棧的子孔徑圖像采集方法還存在模型不準確、求解不穩定等問題，導致獲得的圖像中含有一些缺陷。

因此，如何設計一種獲取過程的穩定且采集的子孔徑圖像的準確的方法，是亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種子孔徑圖像采集方法及系統，利用該方法及系統采集子孔徑圖像的速度快且采集的圖像的空間分辨率高，且子孔徑圖像的獲取過程的穩定性高，保證了采集的子孔徑圖像的準確性及清晰度。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種子孔徑圖像采集方法，所述方法包括：

獲取多聚焦圖像棧的成像模型，其中，所述多聚焦圖像棧為通過聚焦于不同距離獲取的一組圖像；

根據光學成像原理和所述多聚焦圖像棧的成像模型，得到所述多聚焦圖像棧中的圖像與子孔徑圖像間的關系，其中，所述子孔徑圖像為物體經通光孔徑上的子孔徑在傳感器上形成的分量圖像；

根據所述多聚焦圖像棧中的圖像與子孔徑圖像間的關系，得到偏移多聚焦圖像棧；

獲取所述偏移多聚焦圖像棧的梯度信息及相位信息，并根據所述梯度信息及相位信息得到深度圖；

以及，根據所述深度圖在所述多聚焦圖像棧中的對應圖像中采集像素，組合所述像素得到所述子孔徑圖像。

進一步的，所述方法還包括：

若已存在子孔徑圖像，則將已存在的子孔徑圖像作為監督圖像，根據聯合雙邊濾波方法對所述深度圖進行優化，得到優化后的深度圖和子孔徑圖像。