[发明专利]一种在透视成像过程中识别遮拦物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在透视成像过程中识别遮拦物的方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

在传统成像系统中，相机的景深可以根据光圈的大小来调节，光圈的大小也就是实际成像所用的孔径大小。拍摄较大深度的景物时一般使用小光圈(小孔径)，而拍摄特写景物时，要求景深很小，为了将特写之外的景物虚化模糊，会选择大光圈(大孔径)成像。如果被拍摄目标被其他景物(树丛、人群等)部分遮挡，这时会有部分视角的光线无法到达相机的孔径范围内。而如果相机的孔径足够大，就能够接收到被遮挡目标从其他视角发出的光线而对其成像。此时相机的景深变得极短，因此被遮拦目标前面的遮拦物由于不在景深范围内而被严重虚化模糊，从而可以达到穿透部分遮拦物进行拍摄的目的。

利用单相机的多次扫描拍摄或者多个相机的阵列组合，可以合成为一个虚拟的“大孔径”。这个虚拟大孔径中的各个相机接收到目标从多个视角发出的光线，分别记录在每个相机的探测器中。对于对焦面的物点来说，他们通过不同相机后的像经过处理后会叠加成一个像点，而不在对焦面位置的物点则会叠加在不同的位置成为弥散斑，从而突出显示了对焦面位置所成的像。在这种合成大孔径成像的系统中，前景遮拦物的离焦模糊图像与后景目标的在焦清晰图像混叠在一起，严重降低了目标图像的对比度和清晰度。为了减少离焦图像混叠的影响，需要在合成目标图像之前，对前景遮拦物的像进行识别和消除。

在已有技术中，对前景遮拦物的像进行消除的方法主要包括：利用摄像机阵列获取目标的动态影像，然后从视频中提取出一段时间内的连续数帧图像，比较这一图像序列中对应像素的变化，图像中颜色不随时间发生改变或变化很小的部分代表了静止遮拦物，计算图像序列中每个像素序列的方差，则方差低于某个选定阈值的部分可被识别为遮拦物；或者，在拍摄目标之前，先在遮拦物后面放置一幅全蓝色(或其他与遮拦物不同颜色)的背景屏幕，对此进行拍摄，获取的图像中与背景屏幕颜色不同的部分即为遮拦物。拍摄目标时，移去背景屏幕，保持相机的位置和姿态不变，获取的图像中与遮拦物对应的像素因此可被识别；以及，假设遮拦物本身都具有相近的颜色，且遮拦物与被遮拦目标的颜色有明显区别，同时大面积遮拦物覆盖了相机的绝大部分视场，因此在这样的假设条件下，对于所拍摄的任意一幅图像的颜色作平均，得到的均值与遮拦物颜色非常接近，而图像中与该均值差异较大的像素则代表了被遮拦的目标。

因此，在现有的对前景遮拦物的像进行消除的技术中，存在以下缺点：需要多帧重复拍摄且不能识别移动的遮拦物，或者需要人工对场景介入导致透视成像过程较复杂。

发明内容

本发明提供了一种在透视成像过程中识别遮拦物的方法，达到了消除遮拦图像混叠和提高目标图像对比度的目的。

一种在透视成像过程中识别遮拦物的方法，包括：

根据对焦到不同深度的平移量，对待处理图像序列进行平移并求和平均获得初步合成图像序列；

根据所述初步合成图像序列中对焦在遮拦物的图像对应的平移量，对待处理图像序列进行平移并计算获得消除遮拦物的图像序列。

本发明通过多次对焦和方差比较的方法，能够在透视成像过程中有效的识别遮拦物，提高被遮拦目标图像的对比度和清晰度，具有不需要对拍摄场景的条件做出假设，无需多次重复拍摄且能够识别移动的遮拦物，同时也不需要人工对场景的介入，具有普遍的适用性。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的多角度成像示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的在透视成像过程中识别遮拦物的方法的流程示意图；

图3是本发明的具体实施方式提供的三幅从不同视角拍摄的待处理图像；

图4是本发明的具体实施方式提供的初步合成图像序列中分别对焦在遮拦网格和被遮拦文字的图像；

图5是本发明具体实施方式提供的对待处理图像进行平移并对准到网格的平面图像；

图6是本发明具体实施方式提供的遮拦物的灰度方差图；

图7是本发明具体实施方式提供的遮拦物的遮拦二值图；

图8是本发明具体实施方式提供的消除遮拦物的图像序列图；

图9是本发明具体实施方式提供的消除遮拦物并对准到目标平面的图像序列图；

图10是本发明具体实施方式提供的消除遮拦物的合成目标图像。

具体实施方式