[发明专利]基于尺度不变特征变换的计算集成成像图像重构方法

权利要求书

1.一种基于尺度不变特征变换的计算集成成像图像重构方法，其特征在于包括下列步骤：

1.1 获得立体元图像阵列和视点图像，具体包括下列步骤：

1.1.1 利用MAYA软件生成三维虚拟模型和虚拟相机拍摄阵列，设虚拟相机阵列大小为A×B，调整虚拟相机阵列参数，同时对三维虚拟模型进行拍摄，生成的立体元图像按照相机阵列顺序拼接，得到立体元图像阵列；

1.1.2 确定计算重构视点位置(x₀，y₀，z₀)，将一个虚拟相机摆设在该位置，三维虚拟模型位置不变，用该虚拟相机拍摄三维虚拟模型，得到该视点位置的视点图像；

1.2 利用步骤1.1.1中得到的立体元图像阵列，根据非周期计算重构方法进行采集端的计算机重构，具体包括下列步骤：

1.2.1 根据步骤1.1.2确定的计算重构视点位置，按照小孔阵列模型非周期计算重构算法进行集成成像计算重构，对应每个小孔的像素点，以该点为中心取分辨率为c×c的小块，c的取值满足下列公式：

c＝(gP_Il₂R_I)/[l₁(l₁+l₂+g)]

其中：g是显示平面与透镜阵列的距离；P_I是立体元图像的物理尺寸；l₁是透镜阵列到计算重构成像平面的距离；l₂是计算重构成像平面与视点平面的距离；R_I是立体元图像的横向分辨率；

1.2.2 通过步骤1.2.1得到分辨率为Ac×Bc的在视点(x₀，y₀，z₀)处的集成成像计算重构图像，将步骤1.1.2得到的视点图像调整分辨率为Ac×Bc；

1.3 在采集端，对根据步骤1.2计算重构生成的视点(x₀，y₀，z₀)处的重构图像和步骤1.1.2获得的该视点下的视点图像，用尺度不变特征变换提取特征点；

1.4 用对步骤1.3从重构图像和视点图像中提取出的特征点进行匹配，将视点图像按照匹配矩阵变换成模板图像，具体包括下列步骤：

1.4.1 利用距离比值算法对步骤1.3从重构图像和视点图像中提取出的特征点进行匹配，确定匹配点对；

1.4.2 利用随机取样一致性算法，对步骤1.4.1得到的匹配点对进行筛选，剔除错误的匹配点对；

1.4.3 利用步骤1.4.2最终得到的匹配点对，计算在视点(x₀，y₀，z₀)处从视点图像到重构图像的透视变换矩阵；

1.4.4 利用步骤1.4.3得到的透视变换矩阵，对在视点(x₀，y₀，z₀)处的视点图像进行透视变换，生成在视点(x₀，y₀，z₀)处的计算重构模板图像；

1.5 将步骤1.2.2中生成的在视点(x₀，y₀，z₀)处的重构图像和步骤1.4.4中生成的该视点位置下的模板图像进行分块的特征匹配，具体包括下列步骤：

1.5.1 将步骤1.2.2中生成的在视点(x₀，y₀，z₀)处的重构图像和步骤1.4.4中生成的该视点号；位置下的模板图像按照分辨率c×c大小分别分为A×B个小块，并按照{1，2，3，...，A×B}编号；

1.5.2 将步骤1.5.1生成的A×B×2个小块中的相同编号的小块，进行峰值信噪比的计算，定义峰值信噪比低于30的小块为失真小块；

1.6 将步骤1.1.1得到的立体元图像阵列和步骤1.5.2产生的失真小块编号，分别传输至图像编码器和数值编码器，产生的码流传输到解码器，这里的编码解码均为无损操作；

1.7 将从步骤1.6编码器传输出的码流，即解码器接收到的码流进行解码，得到步骤1.1.1生成的立体元图像阵列和步骤1.5.2生成的失真小块编号；

1.8 利用步骤1.7中解码出的立体元图像阵列，根据非周期计算重构方法得出重构端在视点(x₀，y₀，z₀)处的重构图像，步骤1.8与步骤1.2相同；

1.9 利用步骤1.7中解码出的失真小块编号，提取该编号下的模板图像小块，和该编号下的重构图像小块对应的立体元图像，在该立体元图像上搜索与对应模板图像小块峰值信噪比最高的小块，并覆盖在重构端的在视点(x₀，y₀，z₀)处的重构图像的相应位置，得到最终的该视点下的集成成像计算重构图像。