[发明专利]一种集成成像系统的深度图获取方法

权利要求书

1.一种集成成像系统的深度图获取方法，其特征在于，该集成成像系统的深度图获取方法包括以下步骤：

第一步，对集成成像系统采集的2D元素图像集合，采用计算机重构方法生成不同视点的多幅视图，即从每个元素图像的局部相同位置提取像素形成一幅视图，改变从每个元素图像中提取像素的局部位置，即可形成不同视点的视图；

第二步，选择N幅具有连续水平视差的视图，相邻的两幅视图抽样距离为1个像素，也就是在视图生成过程时，从每个元素图像提取像素的位置在水平方向上距离为1个像素，以最左一幅视图为参考图像或最右一幅视图为参考图像，分别与其他视图进行立体匹配，得到N-1幅视差图；

第三步，以参考图像的N-1幅视差图为基础，对每个像素点的N-1个视差值进行正比例函数拟合，拟合的系数即为该像素与最邻近视图的视差值，根据视差与深度的关系，即可获得参考图像的深度图。

2.如权利要求1所述的集成成像系统的深度图获取方法，其特征在于，在第二步中，详细步骤如下：

步骤一，设搜索窗口大小为W、颜色相似性判定阈值为T1；

步骤二，建立参考图像中像素(i,j)的自适应匹配窗口W1：根据颜色相似性原理，以该像素为中心，分别计算搜索窗口W内每个像素与中心像素的颜色差值的绝对值，如果该数值小于颜色相似性阈值T1，则对应像素属于自适应匹配窗口，否则，不属于自适应匹配窗口，从而建立该像素的自适应匹配窗口W1；

步骤三，计算参考图像中像素(i,j)与待匹配图像中对应像素在自适应匹配窗口中的相似度：用来进行相似度测量的代价函数定义为：

Cost(i,j,d)＝C_color(i,j,d)+C_grad(i,j,d)(1)

其中，像素点(i,j)的视差为d,(i,j)和(i,j+d)是左右图像分别对应的像素点，左图l为参考图像，右图r为待匹配图像，C_color(i,j,d)为RGB三个颜色通道的绝对差值之和，定义为式(2)，C_grad(i,j,d)为水平、垂直梯度的绝对差值之和，定义为式(3)；

Ccolor(i,j,d)=|IRl(i,j)-IRr(i,j+d)|+|IGl(i,j)-IGr(i,j+d)|+|IBl(i,j)-IBr(i,j+d)|---(2)]]>

Ggrad((i,j,d)=|▿xIl(i,j)-▿xIr(i,j+d)|+|▿yIl(i,j)-▿yIr(i,j+d)|---(3)]]>

计算自适应匹配窗口W1的像素个数为M，根据代价函数公式(1)，计算该像素与待匹配图像对应像素点在自适应窗口内的匹配代价，公式如下：

AveCost(i,j,d)=1MΣ(i,j)∈W1Cost(i,j,d)---(4)]]>

步骤四，获得像素点(i,j)的视差值：通过最小化匹配代价函数得到像素点(i,j)的最佳视差值，公式如下：

d(i,j)argmind∈DAveCost(i,j,d)---(5)]]>

式中，D＝{d_min,…,d_max}是可行的视差搜索范围；

步骤五，重复步骤二～步骤四，获得参考图像与待匹配图像的视差图。

3.如权利要求1所述的集成成像系统的深度图获取方法，其特征在于，在第三步中，物空间一点的深度Z与该点在视图对之间的视差d的关系如下：

Z=d·ψ·FΔ---(6)]]>

其中，Δ表示两视图对之间的抽样距离，ψ、F分别表示微透镜的孔径和焦距；

对于参考图像的某个像素点来说，Z、ψ、F都是固定值，所以视差d与抽样距离Δ满足正比例函数关系，如式(7)所示：

d=Zψ·FΔ---(7).]]>