[發明專利]一種光場圖像的深度提取方法

在審

• 申請號: 201710392000.4
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107135388A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 姚莉;劉云建
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02;H04N13/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 許小莉

1.一種光場圖像的深度提取方法，其特征在于，該方法包括兩個階段：光場重構和深度提取，

所述光場重構階段包括：

S1：將輸入的光場數據進行預處理后根據該圖像的圖像中心位置重構出光場，生成多視點圖像；

所述深度提取階段包括：

S2：對視點圖像提取極平面圖，計算視差圖，優化得到最優深度圖。

2.根據權利要求1所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，所述的光場重構的方法包括如下步驟：

S11：對光場圖像的子圖像中心位置進行標定；

S12：對輸入的光場數據進行解碼、優化和規則化處理；

S13：重構出光場，獲得多視點圖像。

3.根據權利要求2所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，步驟S11中所述對光場圖像的子圖像中心位置進行標定的方法具體包括如下步驟：獲取不同對焦及變焦情況下的多曝光白圖像，其圖像中對應的子圖像中心各不相同，通過峰值檢測處理可以得到該對焦、變焦和曝光程度下對應子圖像中心的位置，對同一對焦和變焦下的不同曝光圖像，圖像中心取其位置計算的均值。由此，建立對焦、變焦和圖像中心位置對應表。對于輸入的光場圖像，獲取其拍攝時的變焦、對焦參數后，選擇與表中參數最接近的白圖像的中心位置來標定該光場圖像。

4.根據權利要求2所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，步驟S12中所述對輸入的光場數據進行解碼、優化和規則化處理的方法具體包括如下步驟：

S121：將圖像進行解碼、優化：將光場相機采集到的原始數據進行解碼得到對應的彩色圖像，初步解碼后的圖像會存在灰度值偏低以及由于漸暈效應造成的圖像邊緣像素過暗問題，分別使用γ過濾和函數逼近法將圖像進行優化；

S122：圖像的規則化：將子圖像從六邊形規則化為正方形圖像，使用六邊形-正交格點的轉換來校正六邊形子圖像組成的原始圖像，得到規則化圖像。

5.根據權利要求2所述的光場圖像的深度提取方法，步驟S13中所述重構出光場，獲得多視點圖像的具體方法是：根據針孔成像模型中世界坐標系、相機坐標系、圖像坐標系和像素坐標系之間的關系及轉化方式，結合光場空間的成像方程，使用優化后的圖像重構出光場，根據輸入的視點位置，固定該位置的平面參數，將范圍內的光線進行積分得到對應的視點圖像。

6.根據權利要求1所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，所述的深度提取的方法包括如下步驟：

S21：將多視點圖像抽取出極平面圖；

S22：利用分梯度方法得到最優視差點集和視差圖；

S23：視差圖融合、優化得到精確深度圖。

7.根據權利要求6所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，步驟S21中所述的將多視點圖像抽取出極平面圖的具體方法是：選定一個視點對應的圖像作為深度提取的參考圖像，使用與該視點同一水平及豎直方向的其他視點圖像，將多視點圖像在水平及垂直方向上抽取極平面圖。

8.根據權利要求6所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，步驟S22中所述的利用分梯度方法得到最優視差點集和視差圖的具體方法是：將需要深度計算的像素點作為參考點，利用分梯度方法計算該點視差范圍內所有可能像素點的像素值，并計算出所有像素點與參考點的匹配代價，通過代價對比獲得最優梯度，該梯度下的像素點作為最優視差點集，計算均值作為該點的最優視差。

9.根據權利要求6所述的光場圖像的深度提取方法，其特征在于，步驟S23中所述的視差圖融合、優化得到精確深度圖的具體方法是：將兩個方向得到的視差圖在馬爾科夫隨機場內進行融合，對于圖像中的每一點，其視差計算的代價值越小，在兩個圖像的融合中對應的權重越大，然后對融合后的圖像進行中值濾波得到平滑深度圖。