[发明专利]一种基于4D光场的深度估计方法

摘要

本发明公开了一种基于4D光场的深度估计方法，其能够解决初始深度值的可靠性问题、深度过平滑问题、深度值融合问题。这种基于4D光场的深度估计方法，包括步骤(1)初始深度估计；(2)检测可计算像素；(3)深度值计算；(4)深度值传播；(5)深度值扩散；(6)判断图像分辨率是否小于10×10，是则执行步骤(8)，否则执行步骤(7)；(7)下采样原图像，并用标准差为0.5、5×5大小的高斯滤波做平滑处理避免失真，跳转至步骤(2)；(8)赋予公式(11)计算的深度值，结束。

主权项

一种基于4D光场的深度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)初始深度估计：通过公式(3)、(4)计算得到视差的初值d0：d0＝Jxx‑Jyy                    (3)其中Gσ是尺度为σ的高斯平滑算子，Ix、Iy为是尺度为ρ的梯度算子；(2)检测可计算像素：边缘置信系数Ce通过公式(5)获得：Ce(x,y,s,t)＝∑(x′,y′,s,t)∈W(x,y,s,t)||L(x,y,s,t)‑L(x′,y′,s,t)||2   (5)其中W(x,y,s,t)表示(s,t)视点下获得图像的某个像素点在该图像上的9×9邻域窗口，L(x,y,s,t)表示该像素点对应的光线辐射值，由Ce值对该像素点计算得到一个二值模板Me，Ce值大于阈值0.04时模板Me对应位置取值1，否则取值0，其中值为1表示对应置信像素能够进行深度估计运算；(3)深度值计算：选取视点下获得图像的置信点进行深度计算，光线颜色值采样集合定义为公式(6)其中为视点坐标，n、m分别对应水平和垂直方向视点的个数，表示在视点下像素点对应的光线辐射值，定义为深度打分函数，如公式(7)其中核函数K(x)为公式(8)其中的计算根据公式(9)，核函数带宽h为0.02是利用mean‑shift算法迭代计算得到的针对视点下的图像上每个可信像素，将该像素所在水平方向EPI面上9×9邻域窗口和垂直方向EPI面上9×9邻域窗口所有置信像素的视差上下限作为视差区间，对区间内按步长为0.01的每个视差d都计算相应打分函数值，其中根据公式(10)使得打分函数值最高的d值作为该像素的深度估计值：对每个可信像素计算其与邻域中其它可信像素的颜色值差，将颜色差值小于指定阈值ε的可信像素深度值排序，根据公式(11)取该序列的中值作为深度估计值：(4)深度值传播：根据公式(12)得到深度可信评分系数Cd其中深度可信评分系数大于阈值的深度值定义为置信深度，将置信深度传播给公式(6)集合R中的其他置信像素，对于集合中被传播的置信像素点，判断是否成立，对满足判断条件的置信像素点赋以当前传播的置信深度值；(5)深度值扩散：对于未获得置信深度值的像素，搜索其所在扫描线上与该像素相邻最近的可靠深度值作为上下限；(6)判断图像分辨率是否小于10×10，是则执行步骤(8)，否则执行步骤(7)；(7)下采样原图像，并用标准差为0.5、5×5大小的高斯滤波做平滑处理避免失真，跳转至步骤(2)；(8)赋予公式(11)计算的深度值，结束。