[发明专利]一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉和图像处理领域，尤其涉及一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统。

背景技术

根据图像的散焦信息求取场景的空间结构是单目立体技术中的一种重要方法，最早由Pentland于1987年提出。成像系统为了增加进光量，需要增大光圈，导致远离聚焦平面的物体成像模糊。对于衍射效果不是很明显的成像系统，成像系统的点扩散函数形成模糊圈。根据点光源产生的模糊圈的直径和成像系统的参数可以计算出物距。一般情况下，前景物体位于聚焦平面上。模糊圈的直径σ与物距u的关系推导如下：

σD=v0-vv---(1)]]>

其中v为像距，v₀为镜头到传感器平面的距离。根据透镜成像公式(f为焦距)和(1)得到

u=fv0v0-f-σN,N=fD.---(2)]]>

其中D为光圈直径，N为f数。成像系统的f和N都可以知道，但是v₀未知，因此将其换为镜头到聚焦平面的距离u₀：

u=f2u0(f+σN)f-σNu0.---(3)]]>

根据图像的散焦信息求取场景的空间结构的有效性已经在理论上得到了证明。通过大光圈镜头拍摄的散焦图像计算场景深度与用双目相机计算场景深度是等价的，单目相机光圈的直径等价于双目相机的基线长度。难点在于如何计算像点的模糊程度。如果已知场景中亮度突变点位置，可以通过图像亮度的二阶导数估算模糊圈的直径。但通常情况下场景的信息是未知的，因此一般采用同一视点和亮度、不同焦距的多幅图像进行比较。目前根据图像的散焦信息求取场景的空间结构的问题已经默认为通过同一视点的两幅以上图像恢复场景深度。这种条件要求场景必须是静止的，因此限制了这项技术的应用前景。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统。

本发明提供了一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法，包括：

步骤1，对单幅图像进行分块；