[發明專利]一種強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理方法

在審

• 申請號: 202010626079.4
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111951159A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 金海燕;于洋;肖照林
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發明公開了一種強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理方法，具體按照以下實施：讀入光場原始文件，進行解析，得到光場原始圖像、光場白圖像和微透鏡中心坐標文件；利用得到的光場原始圖像、光場白圖像和微透鏡中心坐標文件進行解碼，得到光場圖像的二維位置信息；通過得到的光場圖像信息提取不同角度信息的子孔徑圖；對得到的子孔徑圖提取像素點，得到光場EPI圖像；對得到的光場EPI圖像進行BM3D去噪處理；對去噪處理后的光場圖像進行超分辨重建，完成強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理，能在不改變光場相機硬件設計的條件下，利用光場多視圖間的關系，對光場EPI圖像實現超分辨率重建。

技術領域

本發明屬于計算攝影與數字圖像處理技術領域，涉及一種強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理方法。

背景技術

隨著多媒體技術和計算機網絡技術的發展和應用，圖像已成為主流的信息載體之一。在圖像的采集、傳輸、處理以及顯示過程中，普遍存在圖像噪聲，惡化圖像質量的問題。因此，圖像算法的抗噪聲性能常影響到算法的適用范圍。

光場成像系統能夠同時記錄光輻射在傳播過程中的位置和方向信息，因而能夠獲得重聚焦、視點可變、景深可調、深度可計算等一系列成像優勢。光場相機成像優勢源自比傳統相機多出的二維角度信息，但是角度信息的獲得常是以犧牲一定的空間分辨率為代價的。因此，光場成像過程存在著空間分辨率和角度分辨率的折衷問題。

目前，基于微透鏡陣列的傳統型光場相機(Plenoptic1.0)，采用在傳感器平面前加入微透鏡陣列實現光場采集。而其微透鏡數量決定了空間分辨率的大小。與成像傳感器相比，微透鏡陣列的微透鏡數量較少，例如Lytro公司的一代和二代光場相機的空間分辨率尚未達到標清標準。目前，主要是以四維結構化光場為基礎，研究深度估計進行圖像重建，但由于光場相機基線窄，相鄰多視角圖像之間的視差很小，且存在微透鏡鏡頭畸變、鏡頭漸暈效應等硬件因素的影響，使得圖像采集、傳輸及處理中存在噪聲干擾，導致該方法實際應用中存在缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理方法，能在不改變光場相機硬件設計的條件下，利用光場多視圖間的關系，對光場EPI圖像實現超分辨率重建。

本發明所采用的技術方案是，一種強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、讀入光場原始文件，進行解析，得到光場原始圖像、光場白圖像和微透鏡中心坐標文件；

步驟2、利用步驟1得到的光場原始圖像、光場白圖像和微透鏡中心坐標文件進行解碼，得到光場圖像的二維位置信息；

步驟3、通過步驟2得到的光場圖像信息提取不同角度信息的子孔徑圖；

步驟4、對步驟3得到的子孔徑圖提取像素點，得到光場EPI圖像；

步驟5、對步驟4得到的光場EPI圖像進行堆疊，并采用BM3D去噪處理；

步驟6、對步驟5去噪處理后的光場圖像進行超分辨重建，得到對光場EPI去噪處理和超分辨率重建以后的光場子孔徑圖像，完成強噪聲條件下光場EPI圖像超分辨率的處理。

本發明的特點還在于：

步驟1具體按照以下實施：從光場相機中提取原始文件，MATLAB讀入后，使用光場工具包進行解析，得到光場原始圖像，光場白圖像，以及微透鏡中心坐標文件。

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1，從微透鏡中心坐標文件中獲取圖像旋轉角度，對光場原圖像與光場白圖像進行相應的圖像旋轉；

步驟2.2，計算微透鏡陣列間的水平與垂直距離，如公式1所示，得到光場圖像的微透鏡角度分辨率(u，v)，即光場圖像的二維角度信息；