[发明专利]一种面向光场图像的深度估计方法

权利要求书

1.一种面向光场图像的深度估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据光场相机参数信息，将光场原始图像解码为4D光场数据，并提取中心子孔径图像其中(i^C,j^C)表示中心子孔径图像的视角坐标；

(2)由步骤(1)得到的4D光场数据，以视差Δd为步长，计算生成焦点堆栈图像序列其中，n表示深度估计设定的视差标签数，根据光场相机的视差范围参数[d_min,d_max]，求得

(3)对中心子孔径图像上的每个位置坐标(k*,l*)处的像素p，以视差γ·Δd，γ∈{1,2,…,n}为横坐标，该视差对应的重聚焦图像上(k*,l*)处像素的灰度值为纵坐标，绘制像素p对应的聚焦曲线φ_p(γ·Δd)；

(4)对中心子孔径图像上的每个位置坐标(k*,l*)处的像素p，检测步骤(3)得到的聚焦曲线φ_p(γ·Δd)的局部对称性，取最优局部对称中心的横坐标值作为像素p对应的视差估计值D1_p，针对每个像素执行此处理后，得到视差图D1；

(5)对中心子孔径图像上的每个位置坐标(k*,l*)处的像素p，由步骤(1)得到的4D光场数据，分别计算生成关于p的水平、垂直方向的EPI图像

(6)对中心子孔径图像上的每个位置坐标(k*,l*)处的像素p，在步骤(5)得到的EPI图像上分别检测对应直线的斜率s_H、s_v，由此得到两个视差值，求两者均值作为p的估计视差D2_p；对每个像素进行估计视差处理后得到视差图D2；

(7)对中心子孔径图像上的每个位置(k*,l*)处的像素p，由和D1绘制聚焦曲线片段再由和D2绘制聚焦曲线片段其中D1_p、D2_p分别表示视差图D1、D2上p点对应位置处的视差，记号[(a):(b):(c)]表示在a到c范围内以b为步长生成的等差数列，|w|为窗口大小；

(8)对中心子孔径图像上的每个位置坐标(k*,l*)处的像素p，在集合上计算聚焦曲线片段与聚焦曲线φ_p(γ·Δd)的匹配度同样，在集合上计算聚焦曲线片段与聚焦曲线φ_p(γ·Δd)的匹配度若则p对应的最终深度D_p赋值为D1_p，否则，D_p赋值为D2_p；求得每个像素的视差后，得到最终视差图D。

2.如权利要求1所述的面向光场图像的深度估计方法，其特征在于，步骤(1)中，4D光场记为L:(i,j,k,l)→L(i,j,k,l)，其中，(i,j)表示微透镜图像的像素索引坐标，(k,l)表示微透镜中心的索引坐标，L(i,j,k,l)表示通过像素和微透镜中心的光线的辐射强度；提取中心子孔径图像的方法是抽取每个微透镜图像的中心像素，按微透镜位置索引排列得到二维图像，即

3.如权利要求1所述的面向光场图像的深度估计方法，其特征在于，步骤(2)中，生成焦点堆栈图像序列具体为：基于光场数字重聚焦技术，即把光场重新投影积分到新的像平面上，等效于所有子孔径图像的平移和叠加，计算公式如下：

其中，k'、l'分别表示重聚焦图像像素在水平、垂直方向的坐标；n_i、n_j分别表示微透镜所覆盖子图像在行列方向上的像素数；n_k、n_l分别表示微透镜阵列在水平、垂直方向上的微透镜个数；interpn( )表示常见的插值函数，返回在指定位置的插值，第1个参数是一个二维矩阵，第2参数是插入位置的水平坐标，第3个参数是插入位置的垂直坐标；β是比例因子；当k'∈[1:1:n_k]，l'∈[1:1:n_l]取遍集合中每个整数值时，得到重聚焦图像当γ取遍集合{1,2,…,n}时，求得重聚焦图像序列