[发明专利]多目图像重聚焦的深度获取方法及系统

说明书

本发明涉及一种多目图像重聚焦的深度获取方法及系统，所述深度获取方法包括：标定多个相机的光心位置；根据各相机采集的图像平面及对应的光心位置，恢复出场景光场，并通过一个虚拟平面记录空间中光线的分布情况；将各相机所在位置虚拟成合成孔径，使得通过虚拟平面的光线在所述合成孔径的像平面内成像；移动合成孔径的像平面，获得对应焦距下的重聚焦图像；对所述重聚焦图像进行提取，获得三维场景中各点的深度。本发明根据各相机采集的图像平面及光心位置，恢复出场景光场，将各相机所在位置虚拟成合成孔径，移动合成孔径的像平面，实现多目图像重聚焦，对重聚焦图像进行提取，可减小在高重复纹理区域估计的误差，提高高重复纹理区域鲁棒性。

技术领域

本发明涉及计算机图像处理技术领域，特别涉及一种多目图像重聚焦的深度获取方法及系统。

背景技术

在计算机视觉系统中，三维场景信息为图像分割、目标检测、物体跟踪等各类计算机视觉应用提供了更多的可能性，而深度图像(Depthmap)作为一种普遍的三维场景信息表达方式得到了广泛的应用。

深度图像的每个像素点的灰度值可用于表征场景中某一点距离摄像机的远近。获取深度图像的方法可以分为两类：主动深度传感和基于图像的方法获取。

例如，3DV系统公司开发的Zcam深度相机，利用红外脉冲光源向场景发射信号，然后用红外传感器来检测场景中物体反射回来的红外光，从而确定场景中物体的每一点到摄像机的距离。由于此类主动深度传感系统设备的价格昂贵，不适合推广。

另一类方法是基于传统的计算机立体视觉方法，利用在多个不同的视点获得的同一景物的多个视点图像进行立体匹配来恢复出场景物体的深度信息，是目前深度获取方法中最为常用此类方法，一般包含两个步骤：

(1)对图像对进行立体匹配，得到对应点的视差图像；

(2)结合多相机的内外参数，根据对应点的视差与深度的关系计算出深度。

但由于在图像立体匹配和深度计算过程中，由于匹配点的选取一般是根据颜色差异来做判断，这个往往会导致深度估计在纹理重复区域表现出不准确。目前基于区域(窗口)的立体匹配算法，虽然能够恢复出部分高重复纹理区域的视差，但仍存在以下问题：

(1)在区域(或窗口)的大小选取上敏感度高；

(2)对于特殊图像处理(如，大面积纹理重复区域)表现出算法的劣势，在高重复纹理区域鲁棒性低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决高重复纹理区域鲁棒性低的问题，本发明提供了一种多目图像重聚焦的深度获取方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下方案：

一种多目图像重聚焦的深度获取方法，所述深度获取方法包括：

标定多个相机的光心位置；

根据各相机采集的图像平面及对应的光心位置，恢复出场景光场，并通过一个虚拟平面记录空间中光线的分布情况；

将各相机所在位置虚拟成合成孔径，使得通过所述虚拟平面的光线在所述合成孔径的像平面内成像；

移动所述合成孔径的像平面，获得对应焦距下的重聚焦图像；

对所述重聚焦图像进行提取，获得三维场景中各点的深度。

可选的，所述标定多相机的光心位置，具体包括采用matlab或opencv多相机标定的方法获取光心位置。

可选的，所述光线的分布情况包括光线的位置、方向及颜色。

可选的，所述通过所述虚拟平面的光线在所述合成孔径的像平面内成像，具体包括：

通过以下公式，确定在所述像平面内的成像：