[发明专利]针对光场阵列相机重聚焦图像的全景深融合方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理，图像融合，计算成像领域，特别是一种针对光场阵列相机重聚焦图像的全景深融合方法及系统。

背景技术

近年来，光场相机在工业领域和学术领域获得越来越多的关注。在过去的几年里，高校和科研部门研制了各式各样的光场相机[1][2][3][4]。相比于传统数码相机，光场相机可以在一次曝光成像中获取当前场景的三维信息，具有拍照后重聚焦[5]等诸多功能。计算重聚焦技术在实际应用中，往往通过不断调节参数，得到聚焦到不同深度的一系列图像，从而覆盖当前场景的所有深度，利用多聚焦图像融合技术可以将一系列聚焦到不同深度的图像融合成为当前场景的全聚焦图像。然而与传统光学相机相比，光场相机等效孔径较大，导致计算重聚焦得到的图像景深较浅，只有小部分深度的物体处于聚焦状态，其余大部分深度的物体都处于离焦的模糊状态。因此要想获得一幅当前场景的全景深图像，就需要大量的重聚焦图像。

现有的多聚焦图像融合算法主要有基于空域的融合算法与基于变换域的融合算法。空域算法往往会导致融合结果对比度较低，发生块状失真[6]，如图1(A)以及图2(A)所示。变换域图像融合算法的主要思想是将待融合图像进行多尺度分解，从不同的尺度层中提取相应的细节信息，根据不同的规则将提取出来的信息进行整合。现有的应用最广泛的就是基于离散小波变换(DWT)的算法[7]。然而由于其在分解过程中存在下采样环节，导致在处理大数量浅景深的源图像时效果不理想，容易发生振铃效应(图1(B))以及色彩失真(图2(B))。

相关引用文献：

[1]R.Ng,M.Levoy,M.Bredif,G.Duval,M.Horowitz,and P.Hanrahan,“Light field photography with a hand-held plenoptic camera,”CSTR,vol.2,2005.

[2]A.Veeraraghavan,R.Raskar,A.Agrawal,A.Mohan,and J.Tumblin,“Dappled photography:Mask enhanced cameras for heterodyned lightfields and coded aperture refocusing,”ACM Trans.Graph.,vol.26,no.3,July.2007.

[3]C.-K.Liang,T.-H.Lin,B.-Y.Wong,C.Liu,and H.H.Chen,“Programmable aperture photography:Multiplexed light field acquisition,”ACM Trans.Graph.,vol.27,no.3,pp.55:1–55:10,Aug.2008.

[4]B.Wilburn,N.Joshi,V.Vaish,E.-V.Talvala,E.Antunez,A.Barth,A.Adams,M.Horowitz,and M.Levoy,“High performance imaging using large camera arrays,”ACM Trans.Graph.,vol.24,no.3,pp.765–776,Jul.2005.

[5]Wang Y,Hou G,Sun Z,“A simple and robust super resolution method for light field images,”IEEE International Conference on Image Processing.IEEE,1459-1463,(2016)

[6]Bai X,Liu M,Chen Z,“Multifocus image fusion through gradient-based decision map construction and mathematical morphology,”IEEE Access,4,4749-4760,(2016)

[7]Wang H,Jing Z,Li J,“An image fusion approach based on discrete wavelet frame,”Information Fusion,2003.Proceedings of the Sixth International Conference of.IEEE,1490-1493,(2003)

发明内容