[發明專利]一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法

有效

• 申請號: 201710248385.7
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107424155B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王慧斌;王鑫;韓磊;沈潔;石愛業;嚴錫君;張振;徐立中
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，包括：使用PCNN計算模型將輸入圖像變換到神經元點火序列空間，生成二維點火序列矩陣；在點火序列矩陣中，分析各點火序號的連通區域和連通度，得到每個像素的連通度屬性；根據像素連通度屬性和像素鄰域點火序列模型，建立像素分類準則；）對每個像素，根據像素分類準則，標記其分類屬性，形成分類標記矩陣；在分類標記矩陣上，使用滑窗技術查找“清晰標記”密度最大的區域，在原始重聚焦圖像中分割出對應區域作為聚焦區域輸出。本發明可以在不失分割準確性的情況下，顯著降低聚焦分割時間；方法配置簡單、可擴展性好，非常適合用于計算密集型的光場圖像處理領域。

技術領域

本發明涉及一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，屬于圖像聚焦分割領域。

背景技術

早在1936年，A.Gershun就提出了光場的概念，用以描述光在三維空間中的輻射特性，然而，光場圖像獲取技術遠遠滯后于概念的發展。直到2005年，R.Ng等設計出手持式光場相機，才使這一局面大為改觀。這一創造推動了光場相機快速進入民用市場，同時也在學術界掀起了光場圖像應用研究的熱潮。

光場相機可以實現“先拍照，后聚焦”，因為光場成像不僅記錄光輻射的傳播位置，還記錄傳播方向。光場相機采集到光場數據后，可以通過重積分技術得到聚焦于任意像面的重聚焦圖像。重聚焦圖像中蘊含著豐富的場景深度信息，目前已經應用于深度估計、三維重建、目標檢測、目標識別等問題。

從單幅光場重聚焦圖像中分割出聚焦區域，可以為后期深度估計等應用奠定基礎并改善性能。目前，采用的方法多是借鑒其他類型圖像的聚焦分割方法，比如針對低景深圖像的方法，文獻[Ahn,S.And J.Chong,Segmenting a Noisy Low-Depth-of-Field ImageUsing Adaptive Second-Order Statistics.Vol.22.2015.270-273]提出一種針對低景深圖像的目標分割方法，該算法對噪聲具有一定魯棒性，但運算時間較長，不適合光場重聚焦圖像的聚焦分割。具體針對光場圖像聚焦分割的學術論文目前未見相關報道。關于光場圖像分割的專利也較少，中國專利CN 104867129 A，公布日2015.08.26，申請號201510178753.6，一種光場圖像分割方法。該發明通過對光場中一部分視圖(圖像)標注，學習其特征來構造分類器，來對光場中所有視圖(圖像)進行分割。從技術方案上看，該發明是對光場中所有圖像的分割，不是針對單幅重聚焦圖像進行分割，而且對訓練樣本圖像的標注需要人工參與，不是一個全自動分割方案。

中國專利CN 105184808 A，公布日2015.12.23，申請號201510670734.5，一種光場圖像前后景自動分割方法。該發明致力于分割光場描述的場景的前景和背景，本質上是融合處理光場產生的多幅圖像，以達到準確高效的目的。

單幅光場重聚焦圖像的聚焦分割是多幅融合聚焦分割的基礎步驟，可以改善多幅圖像融合分割的效果，但要求是時間節約的輕量級計算方法，針對低景深圖像的目標分割方法不滿足這一條件。因此，提出適合于光場重聚焦圖像聚焦分割的方法具有現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，可以在不失分割準確性的情況下，顯著降低聚焦分割時間；方法配置簡單、可擴展性好，非常適合用于計算密集型的光場圖像處理領域。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種面向光場重聚焦圖像的聚焦分割方法，具體步驟如下：

步驟1，使用簡化的脈沖耦合神經網絡PCNN計算模型將原始光場重聚焦圖像變換到神經元點火序列空間，生成二維點火序列矩陣；

步驟2，在步驟1生成的點火序列矩陣中，分析各點火序號的連通區域和連通度，得到每個像素的連通度屬性；