[发明专利]一种针对光场阵列相机的焦外虚化重聚焦方法

权利要求书

1.一种针对光场阵列相机的焦外虚化重聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)估计当前场景的深度，得到当前场景的深度分布图；

2)计算深度分布图中焦外虚化弥散圆直径；焦外虚化弥散圆直径δ的表达式为：其中，λ₀为期待聚焦位置的深度；λ为焦深；f为相机镜头的物理焦距；F为镜头拍摄光圈值；

3)计算虚化的图像，得到外虚化图像；具体实现过程包括：

A)输入阵列相机中心视角图像I_center，位移估计矩阵D_map，虚化系数K，指定聚焦处的位移值D₀；

B)初始化：(i,j)＝(1,1)，根据输入的各个参数，形成位移差异矩阵|D_map-D₀｜，根据R＝K|D_map-D₀|计算得到弥散半径矩阵R_map，选取弥散半径矩阵中的最大值R_max，取不小于[2R_max]的最小奇数为滤波掩膜的尺寸P_s；其中，R为弥散圆的半径；f_p＝f/ε为换算到像素为单位的焦距值；ε为阵列相机中一个阵元的长度；B_p＝B/ε为换算到像素为单位的基线长度值；d₀为焦深λ处对应的图像之间的位移值；d是深度λ处的两张图像之间的相对位移像素值；D_map为位移估计矩阵；

C)从输入图像I_center的(i,j)处提取长宽尺寸均为P_s的块I_patch；从弥散半径矩阵R_map的(i,j)处提取长宽尺寸均为P_s的块R_patch；

D)定义r为块的中心到块的某一坐标处的欧式距离，R为该坐标处的焦外虚化弥散圆半径值，计算得到此处的权值遍历块R_patch中的每一点，得到滤波掩膜W；

E)根据计算焦外虚化图像I_blur的相应位置的值；其中，u为矩阵的索引，代表着矩阵中的第u个元素；W(u)和I_patch(u)则分别表示滤波掩膜W和块R_patch中的第u个元素的值；若输入图像I_center中所有像素都被遍历，则输出焦外虚化图像I_blur；否则，返回步骤C)；

4)计算重聚焦图像；

5)将焦外虚化图像I_blur与重聚焦图像I_refocus进行融合，得到最终的焦外虚化重聚焦融合图像I_fuse。

2.根据权利要求1所述的针对光场阵列相机的焦外虚化重聚焦方法，其特征在于，步骤4)中，重聚焦图像I_refocus的计算式为：

其中，u＝{u₁,u₂,…,u_U},v＝{v₁,v₂,…,v_V}是阵列中相机的位置；s＝{s₁,s₂,…,s_N}为重聚焦因子；N是深度分辨率，UV是相机阵列中的相机总数；L(u,x-s_iu,v,y-s_iv)表示坐标为(u,v)处的相机所获得的图像在其坐标(x-s_iu,y-s_iv)处的像素的灰度值。