[發明專利]一種單幅圖像深度恢復方法和系統

有效

• 申請號: 201811268787.4
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109377524B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 王吉華;張全英
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06T7/50
• 分類號: G06T7/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種單幅圖像深度恢復方法，其特征在于，包括以下步驟：

接收單幅彩色測試圖像，在彩色-深度圖像數據庫中檢索與所述測試圖像相似的多幅彩色圖像，并獲取相應的深度圖像，得到訓練圖像對；

計算所述測試圖像與每個訓練圖像對中彩色圖像像素之間的映射關系；

根據每個訓練圖像對中的深度圖像和所述映射關系，獲取多個深度梯度場；

基于所述多個深度梯度場計算所述測試圖像相應的深度圖像；

所述檢索與所述測試圖像相似的多幅彩色圖像包括：基于金字塔方向梯度直方圖，計算彩色-深度圖像數據庫中彩色圖像與所述測試圖像之間的相似度；選擇相似度超過一定閾值的彩色圖像；

所述基于所述多個深度梯度場計算所述測試圖像相應的深度圖像包括：

計算所述測試圖像所有像素相對于每個彩色圖像的置信度，所述置信度計算公式為：

w_k(p)表示測試圖像相對于第k個訓練圖像對中彩色圖像在像素p處的置信度，m_k(p)為翹曲函數，f_I(p)表示測試圖像I在像素p處的特征向量，f_k(p)表示第k個訓練圖像對中彩色圖像在像素p處的特征向量，k＝1,2,…K；

對于每個像素，對所述置信度進行升序排列并編號1,2,…K，計算一個最小的k*使得編號1-k*對應的置信度總和大于等于所有置信度總和的一半；

對于所述多個深度梯度場，將像素對應的多個深度梯度進行升序排列，提取每個像素對應于編號k*的深度梯度構成最終梯度場；

將深度場中各像素值歸一化至區間[0,255]，得到最終深度圖。

2.如權利要求1所述的一種單幅圖像深度恢復方法，其特征在于，在檢索與所述測試圖像相似的多幅圖像前，還包括：將彩色-深度圖像數據庫中的彩色圖像和所述測試圖像均進行亮度重映射。

3.如權利要求1所述的一種單幅圖像深度恢復方法，其特征在于，所述計算所述測試圖像與每個訓練圖像對中彩色圖像像素之間的映射關系用翹曲函數表示：

其中，m_k(p)為翹曲函數，f_I(p)表示測試圖像I在像素p處的特征向量，f_k(p)表示第k個訓練圖像對中彩色圖像在像素p處的特征向量，k＝1,2,…K。

4.如權利要求3所述的一種單幅圖像深度恢復方法，其特征在于，所述獲取多個深度梯度場包括：

其中，g^(k)(p)表示第k個深度梯度，為q方向的梯度因子，D_k(p)表示深度圖像在像素p處的深度值。

5.一種基于單幅圖像的三維重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

接收單幅彩色測試圖像，基于權利要求1-4任一項深度恢復方法獲取深度圖像；

根據所述彩色測試圖像和深度圖像進行三維重建。

6.一種計算機系統，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-4任一項所述的單幅圖像深度恢復方法。

7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-4任一項所述的單幅圖像深度恢復方法。