[發明專利]一種集成成像三維重聚焦再現圖像黑邊的消除方法

有效

• 申請號: 201710829635.6
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107610181B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 王瓊華;邢妍;羅令;趙敏
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/55;G06T5/50;H04N13/246
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1.一種集成成像三維重聚焦再現圖像黑邊的消除方法，其特征在于，所述方法包括攝像機陣列標定參數的計算、拍攝視差圖像的校正以及三維場景的重聚焦再現三個過程，所述方法可由集成成像攝像機陣列、三維場景和棋盤格標定板實現；所述攝像機陣列標定參數的計算過程中，攝像機陣列的攝像機數目為M×N，相鄰攝像機以間距ΔD進行排列，攝像機陣列對位于記錄中心深度平面位置的棋盤格標定板進行拍攝，獲得對應的M×N幅分辨率為S_p×R_p的標定視差圖像，以亞像素精度尋找每幅標定視差圖像上的棋盤格角點位置，在順時針方向上獲得邊緣四個角點的像素坐標(x_t,y_t)_m,n，t＝1,2,3,4，其中，m和n分別為攝像機陣列中第m列、第n行攝像機對應的索引編號，m∈{1,2,3,…,M}，n∈{1,2,3,…,N}，然后，在集成成像再現過程中，以微透鏡陣列中心為原點，設定指向觀看者一側的法線方向為z軸正方向，初始聚焦平面即初始中心深度平面位于Z₀處，目標聚焦平面處于Z₁位置，拍攝過程攝像機陣列投影中心所在平面與記錄中心深度平面的距離為D，計算每個攝像機對應的像素偏移量，第m列、第n行攝像機對應的像素偏移量Δs_m,n滿足Δs_m,n＝(Δs_x,Δs_y)_m,n，其中，Δs_x、Δs_y分別表示像素偏移量Δs_m,n在x、y軸的分量，round(*)表示四舍五入到最近的整數，S_o和R_o分別為視差圖像分辨率S_p和R_p在記錄中心深度平面位置對應的三維場景真實范圍，最后，假設原始校正視差圖像的頂點坐標為(A_t,B_t)_m,n，偏移校正視差圖像的頂點坐標(A'_t,B'_t)_m,n滿足：其中，(A₁,B₁)_m,n＝(0,0)，(A₂,B₂)_m,n＝(S_p-1,0)，(A₃,B₃)_m,n＝(S_p-1,R_p-1)，(A₄,B₄)_m,n＝(0,R_p-1)，計算每個攝像機對應的單應性變換矩陣H_m,n，單應性變換矩陣H_m,n滿足以下約束方程其中，s_m,n表示為得到齊次坐標的尺度比例因子，根據前述4組坐標值約束方程，獲得目標聚焦平面對應的索引為(m,n)的攝像機單應性變換矩陣H_m,n；所述拍攝視差圖像的校正過程中，設第m列、第n行攝像機拍攝得到的原始視差圖像為I_m,n(x,y)，其中，x和y分別為原始視差圖像像素坐標，對應調節后的校正視差圖像為I'_m,n(x',y')，其中，x'和y'分別為調節后的校正視差圖像像素坐標，兩者滿足I'_m,n(x',y')＝I_m,n(x,y)，所述三維場景的重聚焦再現過程中，利用聚焦深度為Z₁的校正視差圖像I'_m,n(x',y')合成對應聚焦深度的微圖像陣列U(x”,y”)，其中，x”和y”分別為微圖像陣列的像素坐標，微圖像陣列分辨率為S_e×R_e，微圖像陣列U(x”,y”)與調節后的校正視差圖像I'_m,n(x',y')滿足U(x″,y″)＝I′_m,n(x′,y′)，m＝M-1-mod(x″,M)，n＝N-1-mod(y″,N)，其中，x”＝{0,1,2,...,S_e-1}，y”＝{0,1,2,...,R_e-1}，將得到的聚焦深度為Z₁的微圖像陣列通過微透鏡陣列獲得在Z₁處聚焦的無黑邊的三維再現像。