[發(fā)明專利]基于光場極線平面圖像局部的深度獲取方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710662707.2
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107545586B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴仁靜;耿征
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G06T7/557
• 分類號: G06T7/557;G06T7/80
• 代理公司: 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 郭文浩;王世超

本發(fā)明涉及一種基于光場極線平面圖像局部的深度獲取方法及系統(tǒng)，所述深度獲取方法包括：通過多個相機構(gòu)成相機陣列，對真實場景進行采集，獲得相機陣列視點圖像；通過多基線視點圖像對相機陣列視點圖像進行校正，形成3D光場；基于代價函數(shù)，計算所述3D光場中參考圖像上的每一個像素的深度。本發(fā)明通過多基線視點圖像對相機陣列視點圖像進行校正得到3D光場，基于代價函數(shù)計算像素的深度，將3D光場極線平面圖像局部以及全局代價函數(shù)相結(jié)合，以利用整體圖像信息，減小在深度跳變處深度估計的誤差，提高估計的準確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光場極線平面圖像局部的深度獲取方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)和人類認識世界需求的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的二維圖像已經(jīng)不能滿足人們對于物體識別的要求。與灰度圖像相比，深度圖像具有物體三維特性信息，即深度信息。深度圖獲取對于在場景理解、自由視點視頻繪制、三維顯示等領(lǐng)域有著關(guān)鍵性引導(dǎo)作用。目前，基于相機陣列的深度圖初獲取方法中，通常是構(gòu)建一個Cost-Volume(成本量)，依次根據(jù)每個相機的內(nèi)外參數(shù)，將參考圖像投影到其余相機捕獲的非參考圖像上，進行像素差值比較提取深度的方法。

但是目前的深度獲取方法并沒有完全利用整體的各相機圖像信息，并且消耗時間長；

在深度跳變處即物體邊緣處，深度估計誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決在深度跳變處估計誤差大的不足的問題，本發(fā)明提供一種基于光場極線平面圖像局部的深度獲取方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于光場極線平面圖像局部的深度獲取方法，所述深度獲取方法包括：

通過多個相機構(gòu)成相機陣列，對真實場景進行采集，獲得相機陣列視點圖像；

通過多基線視點圖像對相機陣列視點圖像進行校正，形成3D光場；

基于代價函數(shù)，計算所述3D光場中參考圖像上的每一個像素的深度。

可選的，所述通過多基線視點圖像對相機陣列視點圖像進行校正，具體包括：

采用捕獲棋盤格的方法標定出的所述相機陣列中各個相機的光心位置，確定一條虛擬基線；

將各個光心位置按照幾何關(guān)系投影到虛擬基線上；

利用雙目相機基線視點圖像矯正方法對捕獲到的相機陣列視點圖像進行校正，使得每幅圖的基線變成共線并且平行于所述虛擬基線，并獲得各個相機對應(yīng)的單映矩陣；

將各所述單映矩陣分別作用于對應(yīng)相機的視點圖像，獲得對應(yīng)的校正視點圖像，各所述校正視點圖像構(gòu)成3D光場。

可選的，所述虛擬基線為到各個相機的光心位置距離和最小的一條基線。

可選的，所述計算所述3D光場中參考圖像上的每一個像素的深度，具體包括：

通過沿著3D光場極線平面(EPI，epipolar plane image)中的線性結(jié)構(gòu)移動參考圖像上的每個像素至其他視點圖像；所述其他視點圖像為除所述移動的像素對應(yīng)的視點圖像以外的視點圖像；

計算移動的像素與其他視點圖像上像素的像素值差異；

根據(jù)各所述像素值差異確定代價函數(shù)的最小值，所述代價函數(shù)最小值對應(yīng)的深度信息可信度最高。

可選的，所述根據(jù)各所述像素值差異確定代價函數(shù)的最小值，具體包括：

根據(jù)以下公式，分別計算右局部視點的代價函數(shù)cos t_r、左局部視點的代價函數(shù)cos t_l，以及全局的代價函數(shù)cos t：