[发明专利]一种基于RGB三通道信息融合的光场图像去散射方法

说明书

本发明公开了一种基于RGB三通道信息融合的光场图像去散射方法，包括：A1、从沿像面二自由度等间隔采集到的彩色散射光场图像集中，提取每幅图像的R、G、B三通道的散射干扰；A2、对于每幅图像，融合其R、G、B三通道的散射干扰，形成每幅图像基于RGB三通道一致的散射干扰矩阵；A3、对于每幅图像，根据散射干扰矩阵，消除图像的散射干扰，并利用基于RGB三通道数据的归一化处理实现颜色恢复；得到去散射干扰的彩色光场图像集；A4、对所述彩色光场图像集，利用光场重聚焦的方法进行重建，恢复出待观测目标物的图像。本发明能实现快速有效的散射目标物彩色重建，解决了原有相关光场去散射方法无法应用到RGB三通道场景及颜色恢复存在严重色差的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于RGB三通道信息融合的光场图像去散射方法，属于计算机视觉与数字图像处理领域。

背景技术

散射介质广泛存在于自然界中，由于其内部存在对入射光线的非线性的反射、折射及衰减，造成成像结果出现明显偏差。如何透过散射介质清晰重建待观测目标物，在天文观测、医学观测、海底勘探及安全驾驶等方面具有重大应用前景。

现有的透过散射介质散射成像的方法，主要包括以下五类：波前整型法、弹道光提取法、基于点扩散函数(PSF)的反卷积方法、相关成像法以及结合光场重聚焦与光场图像处理的去散射方法。其中，波前整型法在光路系统中人为置入空间光调制器(SLM)等相位调制仪器，通过系统标定，补偿散射介质带来的相位干扰，实现透过散射介质成像，但受标定过程的复杂度所限，系统标定及重建的视场相对较小；弹道光提取法利用弹道光子未经散射因此能更快到达感光器件的特点，使用皮秒级的快门采集弹道光生成的图像，但皮秒级传感器很难实现大面阵采集，同时弹道光比例随散射介质的厚度成指数式衰减，基于弹道光的散射成像方法很难适用于强散射介质及大视场的环境；基于PSF的反卷积方法与相关成像方法，均利用散射介质的记忆效应实现成像，即在一定的视场范围内，散射介质的PSF具有平移不变性，但在真实应用场景中，视场范围往往要远超记忆效应范围；结合光场重聚焦与光场图像处理的去散射方法，从相机阵列采集的高维光场数据中提取由散射介质带来的干扰，并将这种干扰从原始光场数据中消除，最后结合光场重聚焦技术实现多深度目标物重建。该方法虽能实现大视场下的散射重建，但只限于对光场灰度图像的处理。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于RGB三通道信息融合的光场图像去散射方法，实现快速有效的散射目标物彩色重建，以解决现有的相关光场去散射方法无法应用到RGB三通道场景及颜色恢复存在严重色差的问题。

本发明为达上述目的提出以下技术方案：

一种基于RGB三通道信息融合的光场图像去散射方法，包括以下步骤：

A1、从沿像面二自由度等间隔采集到的彩色散射光场图像集中，提取每幅图像的R、G、B三通道的散射干扰；

A2、对于每幅图像，融合其R、G、B三通道的散射干扰，形成每幅图像基于RGB三通道一致的散射干扰矩阵；

A3、对于每幅图像，根据所述散射干扰矩阵，消除图像的散射干扰，并利用基于RGB三通道数据的归一化处理实现颜色恢复；从而得到去散射干扰的彩色光场图像集；

A4、对步骤A3得到的所述彩色光场图像集，利用光场重聚焦的方法进行重建，恢复出待观测目标物的图像。