[发明专利]一种基于极面图像颜色差异的光场相机深度估测系统及方法

权利要求书

1.一种基于极面图像颜色差异的光场相机深度估测系统，其特征在于，所述系统包括极面图像提取模块、颜色差异计算模块、颜色差异整体性优化模块与深度估测可视化输出模块；

所述极面图像提取模块，负责完成从拍摄得到的原始光场图像中提取出水平方向极面图像与垂直方向极面图像的功能；获取原始光场图像ImageLF及原始光场图像的参数信息P_ImageLF，根据P_ImageLF设置极面图像的提取参数P_Epi，依据P_Epi分别提取水平方向极面图像Epi_h与垂直方向极面图像Epi_v，并作为输入传递给所述颜色差异计算模块；

所述颜色差异计算模块，负责完成对所述极面图像提取模块所传递的水平方向极面图像与垂直方向极面图像上代表不同深度标签的直线计算直线两侧颜色差异的功能；设定深度标签个数NumD，构建深度标签与视差值的对应函数，对每个深度标签θ，构建深度标签θ下的直线两侧颜色差异值卷积核Filter_θ，利用构建完成的深度标签θ下的直线两侧颜色差异值卷积核Filter_θ在水平方向极面图像Epi_h与垂直方向极面图像Epi_v上的各个颜色通道上分别进行卷积操作并求和，依次得到深度标签θ下各个像素点的水平方向直线两侧颜色差异结果Diff_h_θ(i，j)与垂直方向直线两侧颜色差异结果Diff_v_θ(i，j)，并作为输入传递给差异值整体性优化模块；

所述颜色差异整体性优化模块，负责完成对所述颜色差异计算模块得到的不同深度标签下各个像素点的水平方向直线两侧颜色差异结果与垂直方向直线两侧颜色差异结果进行整体性优化的功能；分别计算水平方向极面图像Epi_h上各个像素点的水平方向可信度DiffCov_h与垂直方向极面图像Epi_v上各个像素点的垂直方向可信度DiffCov_v，对Diff_h_θ(i，j)与Diff_v_θ(i，j)进行加权求和整合优化，得到深度标签θ下各个像素点的优化后的直线两侧颜色差异结果DiffOpt_θ(i，j)，并作为输入传递给深度估测可视化输出模块；

所述深度估测可视化输出模块，负责完成将所述颜色差异整体性优化模块传递的不同深度标签下各个像素点的优化后的直线两侧颜色差异结果可视化输出的功能；针对每个像素点p(i，j)，求出不同深度标签θ下DiffOpt_θ(i，j)的最大值对应的深度标签作为深度估测标签Depth(i，j)，根据深度估测标签Depth和深度标签与视差值的对应函数，将深度估测标签Depth投影为不同亮度值Color(i，j)的黑白像素点，表示为深度估测标签分布的单通道二值图像可视化输出；

所述颜色差异整体性优化模块，负责完成对所述颜色差异计算模块得到的不同深度标签下各个像素点的水平方向直线两侧颜色差异结果与垂直方向直线两侧颜色差异结果进行整体性优化的功能的具体实现包括：

1)计算水平方向直线两侧颜色差异结果可信度：针对水平方向极面图像Epi_h各个像素点p(i，j)在不同深度标签θ下的水平方向直线两侧颜色差异结果Diff_h_θ(i，j)，提取中心视角对应的水平方向直线两侧颜色差异结果Diff_h_θ(i，j)，计算各个像素点p(i，j)在不同深度标签θ下的水平方向直线两侧颜色差异结果的均值DiffAvg_h(i，j)和最大值DiffMax_h(i，j)，进而计算像素点(i，j)的水平方向直线两侧颜色差异结果可信度：

DiffCov_h(i，j)＝DiffAvg-h(i，j)/DiffMax_h(i，j)；

2)计算垂直方向直线两侧颜色差异结果可信度：针对垂直方向极面图像Epi_h各个像素点p(i，j)在不同深度标签θ下的垂直方向直线两侧颜色差异结果Diff_v_θ(i，j)，提取中心视角对应的垂直方向直线两侧颜色差异结果Diff_v_θ(i，j)，计算各个像素点p(i，j)在不同深度标签θ下的垂直方向直线两侧颜色差异结果的均值DiffAvg_v(i，j)和最大值DiffMax_v(i，j)，进而计算像素点p(i，j)的垂直方向直线两侧颜色差异结果可信度：

DiffCov_v(i，j)＝DiffAvg_v(i，j)/DiffMax_v(i，j)；

3)计算整体性优化直线两侧颜色差异结果：对不同深度标签θ下的各个像素点p(i，j)，根据水平方向直线两侧颜色差异结果可信度DiffCov_h(i，j)与垂直方向直线两侧颜色差异结果可信度DiffCov_v(i，j)，对水平方向直线两侧颜色差异结果Diff_h_θ(i，j)与垂直方向直线两侧颜色差异结果Diff_v_θ(i，j)进行加权求和整合优化，得到优化后的直线两侧颜色差异结果：