[发明专利]一种基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法及相应的相机和存储介质

权利要求书

1.一种基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，包括电液可调焦镜头，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立电液可调焦镜头光学成像系统模型；

S2：建立电液可调焦镜头焦距与成像物距之间的函数关系，建立过程为：

A：利用步骤S1中建模得到的光学成像系统模型，可得到电液可调焦镜头的控制电流与焦距之间的关系：

f＝αI+β (1)

其中,f为焦距，I为控制电流，α和β为曲线拟合得到的系数；

B：利用步骤S1中建模得到的光学成像系统模型，可得到电液可调焦镜头的控制电流与成像物距之间的关系：

u＝aI⁴+bI³+cI²+dI+e (2)

其中u为成像物距，I为控制电流，a、b、c、d、e为曲线拟合获得的参数；

C：式(1)代入式(2)中，得到电液可调焦镜头焦距与成像物距间的函数关系：

u＝F(f)

完成电液可调焦镜头焦距与成像物距之间的函数关系的建立；

S3：控制电液可调焦镜头遍历调焦区间，采集不同焦距下的图像并记录对应的焦距；

S4：将步骤S3中采集到的图像配准，使所有图像包含的场景信息及图像尺寸相同，并将图像转换为灰度图；

S5：采用尺寸为n×n的梯度算子对灰度图预处理；

S6：采用尺寸为N×N的滑动窗口计算所有灰度图在同一位置的清晰度评价值，清晰度评价值采用与步骤S5中梯度算子对应的清晰度评价函数计算，获得不同焦距下的滑动窗口中的清晰度评价值；其中N＞n；

S7：将清晰度评价值最大时对应的焦距代入步骤S2所得的函数，得到最优成像物距，由得到的最优成像物距计算滑动窗口中心像素对应空间点的深度估计值，并在深度图中记录该深度估计值；

S8滑动窗口以步长λ滑动至下一位置，重复步骤S6和步骤S7，直到计算完所有像素的深度估计值；其中λ≤N。

2.根据权利要求1所述的基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，其特征在于，步骤S7中清晰度评价值最大时焦距由以下方式获得：直接选择滑动窗口中的最大清晰度评价值对应的焦距；

或者，通过曲线拟合建立焦距与滑动窗口中的清晰度评价值之间的函数关系，得到函数D＝T(f)，根据函数D＝T(f)计算清晰度评价值最大时所对应的焦距。

3.根据权利要求2所述的基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，其特征在于，步骤S7，所述由得到的最优成像物距计算滑动窗口中心像素对应空间点的深度估计值，过程为：直接将所述最优成像物距直接作为滑动窗口中心像素对应空间点的深度估计值。

4.根据权利要求3所述的基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，其特征在于，步骤S4中的图像配准的具体过程为：以焦距最长的图像为基准，采用基于特征匹配的图像配准算法，使采集到的所有图像包含的场景信息以及图像的尺寸相同。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，其特征在于，步骤S7中估计得到的深度值为滑动窗口中心λ×λ像素的深度估计值。

6.根据权利要求5所述的基于电液可调焦镜头的单目深度估计方法，其特征在于，步骤S8中，滑动窗口以步长λ滑动的规则为：

a：以滑动窗口中心λ×λ像素其中一角的像素点作为灰度图初始位置像素点，该窗口完成深度值估计之后，滑动窗口以步长λ沿着x轴方向滑动继续进行深度估计，直至到达灰度图另一侧的边界；

b：滑动窗口回到灰度图初始位置像素点所在一侧的边界处，以步长λ沿着y轴方向滑动一次，

c:重复步骤a和b，直至完成灰度图所有像素的深度估计。

7.一种相机，包括电液可调焦镜头，电液可调焦镜头连接有控制模块，控制模块连接有处理器模块和存储模块；其特征在于，所述存储模块上储存有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述处理器模块执行，使得所述处理器模块实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。

8.一种存储介质，其特征在于，其上存储有程序，在该程序被设有电液可调焦镜头的智能设备的处理器模块执行时，使得所述智能设备实现如权利要求1-6中任一项所述的方法步骤。