[发明专利]一种基于L1-L2罚函数的深度图超分辨率重建方法

摘要

本发明公开了一种基于L1‑L2罚函数的深度图超分辨率重建方法，包括以下步骤：步骤一、初始估计深度的计算：将低分辨率的深度图映射到高分辨率彩色图像坐标平面；步骤二、掩模矩阵的计算：构造对角矩阵，若第i个像素点位于低分辨率深度图在高分辨率彩色图像的映射坐标之上，其第i个对角元素为1，否则为0；步骤三、近邻矩阵的计算：通过高分辨率彩色图像像素点之间在YCbCr空间上的颜色相似性构造近邻矩阵；步骤四、构造深度超分辨率重建模型：建立深度超分辨率重建的能量模型；步骤五、求解能量模型，获得重建的高分辨率深度图。本发明的优点在于：能够在保持对象内部深度平滑过渡的同时，增强深度图的对象边缘。

主权项

1.一种基于L1-L2罚函数的深度图超分辨率重建方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、初始估计深度的计算：将低分辨率的深度图映射到高分辨率彩色图像坐标平面；步骤二、掩模矩阵的计算：构造对角矩阵，若第i个像素点位于低分辨率深度图在高分辨率彩色图像的映射坐标之上，其第i个对角元素为1，否则该元素为0；步骤三、近邻矩阵的计算：通过高分辨率彩色图像像素点之间在YCbCr空间上的颜色相似性构造近邻矩阵；近邻矩阵的计算中，相似性计算公式为：wa(i,j)＝exp(-α||Ii-Ij||2-β||xi-xj||2)其中wa(i,j)为近邻矩阵第i行第j列的元素；Ii和Ij分别表示高分辨率彩色图像上第i个像素点与第j个像素点归一化的YCbCr值；xi和xj分别表示第i个像素点与第j个像素点的空间坐标；α和β为参数，分别控制颜色差异与空间距离对近邻相似性度量的影响；步骤四、构造深度超分辨率重建模型：建立深度超分辨率重建的能量模型，第一项为重建深度与初始深度之间的差异，即保真项，第二项为L1-L2罚函数正则项；能量模型定义为：其中d为待重建的高分辨率深度图；b为步骤一中获取的初始深度图的列向量表示；M为K×K的对角矩阵，K表示高分辨率图像的像素点个数，Wa为步骤三获得的近邻矩阵；Wl1-l2为L1-L2罚函数形成的正则化矩阵；1表示所有元素均为1的列向量；o表示矩阵的Hadamard积；λ为常数，用于控制正则项对重建深度的影响程度步骤五、能量模型求解：对于步骤四构造的能量模型，采用广义迭代重新加权最小二乘法予以求解，获得重建的高分辨率深度图。