[发明专利]一种面向光场图像的深度估计方法

摘要

本发明公开了一种面向光场图像的深度估计方法，包括如下步骤：解码光场图像得到4D光场数据、中心子孔径图像；由4D光场数据生成焦点堆栈图像序列；对中心子孔径图像上的每个像素，绘制聚焦曲线；检测聚焦曲线的局部对称中心，得视差图D1；由4D光场数据生成每个像素对应的水平方向、垂直方向的EPI图像；检测EPI图像上直线的斜率，得到视差图D2；基于中心子孔径图像和两个视差图，对每个像素绘制两种聚焦曲线片段；计算两种聚焦曲线片段与聚焦曲线的匹配度，由匹配度确定最终视差图D；执行基于能量最小化的深度优化。本发明的深度估计结果具有较高准确度，对室外噪声场景、复杂遮挡场景等具有较强鲁棒性。

主权项

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；(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。