[發明專利]基于陣列鏡頭的圖像重對焦方法在審

申請號：	201711089466.3	申請日：	2017-11-08
公開（公告）號：	CN107862662A	公開（公告）日：	2018-03-30
發明（設計）人：	鄒建成;顏培州	申請（專利權）人：	北方工業大學
主分類號：	G06T5/00	分類號：	G06T5/00;G06T7/32;G06T7/80
代理公司：	北京北新智誠知識產權代理有限公司11100	代理人：	朱麗華
地址：	100043 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于陣列鏡頭圖像對焦方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種基于陣列鏡頭的圖像重對焦方法，屬于圖像處理及計算機視覺處理技術領域。

背景技術

圖像重對焦技術是指利用圖像處理技術，使得圖像上不同對象成像清晰的過程。現有的圖像重對焦方法，一般是利用立體匹配算法得到圖像的若干深度層，對不同的深度圖像進行重對焦。現有的圖像重對焦方法，對于三維場景及動態場景的圖像，重對焦效果并不理想。

發明內容

鑒于上述原因，本發明的目的在于提供一種基于陣列鏡頭的圖像重對焦方法，利用陣列鏡頭獲取的陣列圖像組，進行重對焦，對于三維場景和動態場景的圖像，重對焦效果良好。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于陣列鏡頭的圖像重對焦方法，包括：

對陣列鏡頭進行標定，得到陣列鏡頭的內參數；該陣列鏡頭由若干鏡頭模組按照N*M陣列形式排列組合而成；

利用陣列鏡頭擷取陣列圖像組，利用相應鏡頭的內參數對陣列圖像中的相應圖像進行校正，得到校正后的陣列圖像組；

對校正后的陣列圖像組，進行多視立體匹配；

在多視立體匹配的深度劃分基礎上，對任意一個深度層的圖像進行重對焦。

所述多視立體匹配的方法是：

從校正后的陣列圖像組中選取位于中心位置的圖像作為參考圖像，將參考圖像的每個像素點作為網格點，建立空間曲面網，初始深度設為0；將場景空間沿參考圖像的主軸方向劃分成若干深度層，建立深度集合L；兩兩深度層的間隔根據兩相鄰深度層在參考圖像上對應的像素位置差確定；

根據公式：

確定每個網格點的深度，其中f_x∈L，N是參考圖像相鄰像素集合，其中D_x(f_x)表示參考圖像像素點X在深度f_x處的灰度一致性，表示參考圖像兩相鄰像素點x₁，x₂分別取深度對應的光滑能量項；

建立能量函數確定每個網格點的深度，采用圖割算法求解，計算圖像中每個像素的深度，實現場景的深度劃分。

本發明的優點是：

1、本發明的圖像重對焦方法，利用陣列鏡頭重疊的小光圈代替單個鏡頭的一個大光圈，模擬了昆蟲的復眼，可獲得更多的圖像信息，利用陣列圖像的相互信息可實現更加清晰的重對焦效果；

2、本發明的圖像重對焦方法，利用陣列鏡頭獲取的陣列圖像組，進行重對焦，對于三維場景及動態場景，避免了幀間運動估計問題，重對焦效果良好。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發明公開的基于陣列鏡頭的圖像重對焦方法，包括：

S1：對陣列鏡頭進行標定，得到陣列鏡頭的內參數；

陣列鏡頭由若干鏡頭模組按照N*M陣列形式排列組合而成，對N*M個鏡頭進行標定。

S2：利用陣列鏡頭擷取陣列圖像組，利用相應鏡頭的內參數對陣列圖像中的相應圖像進行校正，得到校正后的陣列圖像組；

N*M個鏡頭擷取N*M個圖像，構成陣列圖像組，對其中的每個圖像，利用相應的鏡頭內參數進行校正，得到校正后的陣列圖像組。

S3：對校正后的陣列圖像組，進行多視立體匹配；

從校正后的陣列圖像組中選取位于中心位置的圖像作為參考圖像，將參考圖像的每個像素點作為網格點，建立空間曲面網，初始深度設為0。將場景空間沿參考圖像的主軸方向劃分成若干深度層，建立深度集合L。兩兩深度層的間隔可以根據兩相鄰深度層在參考圖像上對應的像素位置差確定。

根據公式：

確定每個網格點的深度，其中f_x∈L，N是參考圖像相鄰像素集合，其中D_x(f_x)表示參考圖像像素點X在深度f_x處的灰度一致性，可以表示為除參考圖像的其他圖像與參考圖像在深度為f_x時的投影點的歸一化互相關(normalized cross-correlation)均值。表示參考圖像兩相鄰像素點x₁，x₂分別取深度對應的光滑能量項。不同的D_x(f_x)和可以得到不同的深度重建效果。