[发明专利]复杂场景下真3D图像显著重建方法

说明书

本发明提出一种复杂场景下真3D图像显著重建方法，所述方法通过相机阵列拍摄物空间3D场景获取视差图像序列，之后利用时空一致显著性检测算法生成上述视差图像序列的时空显著图，并对每一张显著图的灰度值进行归一化处理，得到每张视差图像像素映射权值，则复杂场景下3D物体的视差图像可通过其对应的像素映射权值过滤掉复杂背景像素对3D显著目标成像的干扰，得到3D显著目标的微图像阵列，最后利用透镜阵列重建出显著目标的3D图像。

一、技术领域

本发明涉及计算集成成像重建技术，特别涉及一种复杂场景下真3D图像显著重建方法。

二、背景技术

集成成像显示具有全视差、真彩色、无立体观看视疲劳、体积超薄、显示环境要求不苛刻等优点，成为目前裸眼3D显示研究的热点之一，它包含了捕获和再现两个互逆过程。捕获过程是利用相机阵列对物空间场景进行拍摄，从而获得空间场景不同角度的微图像阵列；再现过程是将得到的微图像阵列通过具有相同参数的微透镜阵列在观看空间中重建出3D图像，并可以在有限的视角内从任意方向观看这个重建像。

传统的计算集成成像算法在简单的场景下能够较好地重建出3D图像，由于周围简单的背景元素对3D图像重建干扰较小，3D重建效果较为理想。但是，当3D图像所处物空间场景较为复杂时，复杂场景和3D显著目标在重建过程中会存在相互串扰，从而导致3D图像的重建效果不理想。因此,在复杂场景下3D图像重建需要消除复杂场景像素对显著目标的3D图像重建带来的串扰。目前，尚未有对应复杂场景下真3D图像显著重建方法出现。

三、发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种复杂场景下真3D图像显著重建方法，所述方法通过相机阵列拍摄物空间3D场景获取视差图像序列，之后利用时空一致显著性检测算法生成上述视差图像序列的时空显著图，并对每一张显著图的灰度值进行归一化处理，得到每张视差图像像素映射权值，则复杂场景下3D物体的视差图像可通过其对应的像素映射权值过滤掉复杂背景像素对3D显著目标成像的干扰，得到3D显著目标的微图像阵列，最后利用透镜阵列重建出显著目标的3D图像。

所述方法包括以下四个步骤。

第一步，获取物空间场景的视差图像序列,记为I^k(k＝1,2……M*N)。

第二步，利用时空一致显著性检测算法得到视差图像序列I^k的时空显著图，并对每一张显著图的灰度值进行归一化处理，得到每张视差图像像素映射权值，记为Mask^k(x,y)(k＝1,2……M*N)。

第三步，复杂场景下3D物体的视差图像通过其对应的像素映射权值过滤掉复杂背景像素对3D显著目标成像的干扰，即Mask^k(x,y)*I^k，对应点乘后得到的已过滤掉复杂背景的M*N幅视差图用于生成一个微图像阵列，记为Res(x,y)。

第四步，Res(x,y)通过微透镜阵列进行重建，从而得到显著目标的3D图像。

所述第一步，获取物空间场景的视差图像序列步骤中。首先搭建摄像机阵列，所述摄相机阵列包含的摄像机个数为M*N，其中M表示垂直方向的摄像机个数，N表示水平方向的摄像机个数，m和n分别表示摄像机在垂直和水平方向上的索引，相邻摄像机间隔为d。摄相机阵列对物空间场景进行拍摄，获得M*N幅视差图序列，记为I^k(k＝1,2……M*N)。