[發明專利]時空聯合優化重建方法及系統

有效

• 申請號: 201910875805.3
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110706346B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 盧志;吳嘉敏;肖紅江
• 申請（專利權）人: 浙江荷湖科技有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T19/20;G06T5/00
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 劉立義

1.時空聯合優化重建系統，其特征在于，包括：

掃描光場采集模塊，用于將樣本的信息轉化為光信號，再轉化為光場圖像數據并采集所述光場圖像數據，以獲得掃描光場數據堆棧；

預處理模塊，用于將所述光場圖像數據進行預處理，校正所述光場圖像數據以符合物理模型，并按照時間順序構建圖像堆棧；

時空聯合雙向循環重建模塊，用于判定光場圖像數據方向，依據所述光場圖像數據方向滑動窗口讀取數據，并根據樣本運動速率確定時間權重，將加權后的光場圖像數據進行像素重新排列并進行空間上采樣以獲取四維相空間數據，使用理查德森露西算法對空間三維體積進行重建。

2.根據權利要求1所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述時空聯合雙向循環重建模塊，包括：

數據方向判定單元，用于進行光場圖像數據方向的判定，首先按照時間從前到后的順序，確定數據輸入方向，當輸入到最后一幀時，再將時間反方向，數據方向為從最后一幀到第一幀；

滑動窗口讀取單元，用于滑動窗口讀取數據，根據所述數據方向判定單元判定的數據方向，每次滑動讀取對應于一個體積的掃描數據；

時間權重交錯單元，用于根據樣本運動速率，確定時間權重；

相空間數據提取單元，用于將加權后的光場圖像數據進行像素重新排列，并進行空間上采樣，獲取四維相空間數據；

空間三維初始化單元，用于對空間三維體積進行初始化；

空間三維重建單元，用于使用理查德森露西算法對空間三維體積進行重建。

3.根據權利要求2所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述掃描光場采集模塊包括：樣本、掃描光場單元及圖像傳感器，所述樣本的信息轉化為光信號后通過所述掃描光場單元生成帶有亞像素平移的光場圖像數據，并經所述圖像傳感器進行采集，獲得掃描光場數據堆棧。

4.根據權利要求3所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述預處理模塊包括：

數據修正單元，用于對所述光場圖像數據進行校正，使其符合光場成像的物理模型；

掃描光場時間排序單元，用于將校正后的光場圖像數據按照時間順序進行排序。

5.根據權利要求4所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述數據修正單元包括：

旋轉子單元，用于對所述光場圖像數據進行基于插值算法的旋轉，使其符合光場成像的物理模型；

裁剪子單元，用于對所述光場圖像數據進行裁剪，去除多余的邊界；

平移子單元，用于對所述光場圖像數據進行像素平移或亞像素平移。

6.根據權利要求5所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述掃描光場時間排序單元，包括：

掃描圖像單張分離子單元，用于將對應一個體積的光場圖像數據按不同掃描平移量分離；

構建時序堆棧子單元，用于將所述掃描圖像單張分離子單元分離后的二維數據按采集時間排序，組成時序堆棧。

7.根據權利要求6所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述時間權重交錯單元包括：

時間權重計算子單元，用于通過樣本的運動速率估計時間權重；

時間權重賦值子單元，用于將時間權重賦值給光場圖像數據。

8.根據權利要求7所述的時空聯合優化重建系統，其特征在于，所述相空間數據提取單元包括：

像素重新排列子單元，用于將光場圖像數據轉化為四維相空間數據；

上采樣插值子單元，用于將四維相空間數據進行上采樣，以用于三維重建中孔徑融合。

9.時空聯合優化重建方法，其特征在于，包括：

S1：將樣本的信息轉化為光信號，再轉化為光場圖像數據并采集所述光場圖像數據，對所述光場圖像數據進行預處理后，將對應一個體積的光場圖像數據按不同掃描平移量分離，并將分離后的二維數據按采集時間排序，構建圖像堆棧；

S2：判定光場圖像數據的方向，根據步驟S1的時間順序從前到后的順序，確定數據輸入方向，當輸入到最后一幀時，再將時間反方向，數據方向為從最后一幀到第一幀，并將當前數據流格式輸入至步驟S3；

S3：滑動窗口以讀取數據，對步驟S2中確定的數據流和數據方向，進行數據讀??；

S4：根據樣本運動速率，確定時間權重，將時間權重賦值給光場圖像數據；

S5：將加權后的光場圖像數據進行像素重新排列，并進行空間上采樣插值，轉化成四維相空間數據；

S6：使用理查德森露西算法對空間三維體積進行重建；

S7：判斷是否達到理查德森露西算法迭代上限，若是達到，則結束，否則返回步驟S3。