[发明专利]基于深度图的光场全聚焦图像生成方法

摘要

本发明基于深度图的光场全聚焦图像生成方法属于光场成像领域，解决了传统全聚焦图像生成时采用DCT、小波变换等算法实现多图像融合，存在块效应及边缘效应的问题，本发明采用光场相机获得的散焦图像来生成全聚焦图像，具体采用以下步骤：1)微透镜标定，2)4D光场获得，3)数字重聚焦，4)深度获取，5)全聚焦图像生成，本发明的优点是避免了传统全聚焦图像生成时融合算法的限制，能够准确地找出散焦图像的聚焦区域进行全聚焦图像生成，同时在应对块效应以及边缘效应上要优于小波变换与DCT变换。

主权项

基于深度图的光场全聚焦图像生成方法，其特征在于，该全聚焦图像生成方法按照以下步骤进行：步骤1)微透镜标定：步骤2)4D光场获得：根据步骤1)中获得的微透镜中心坐标阵，设微透镜的个数为M×N，找出每个微透镜中心对应的有效成像区域P×P，对于一幅光场相机拍摄到的原图，每个微透镜的位置坐标记为(x,y)，P×P区域中每个像素的坐标记为(u，v)，因此光场原图中每一有效像素点均可由四维坐标(x,y,u,v,)确定，所有有效像素点的集合，构成4D光场LF(x,y,u,v)，其大小为M×N×P×P；步骤3)数字重聚焦：对4D光场LF(x,y,u,v)做坐标基变换，并沿u,v方向做二重积分，即可获得重聚焦图像，具体公式如下：Iα(x,y)=1α2F2∫∫LF(u(1-1/α)+x/α,v(1-1/α)+y/α,u,v)dudv]]>式中，α为变焦步长，α取不同的值，即可得到不同的重聚焦图像；F为光场相机焦距；步骤4)深度获取：设参与计算深度的散焦图像数目为J，根据α取值的大小，对散焦图进行排列，记每一幅散焦图为Iαj(x,y)，其中j(0≤j≤J‑1)代表每一散焦图的排列层次，深度图的总级次等于参与运算的重聚焦图像的数目，深度图Depth(x,y)每一像素点(x,y)的深度级j(0≤j≤J‑1)通过计算各层散焦图像中对应像素点的散焦响应最大得到，散焦响应的计算公式如下：Dα(x,y)=1|WD|Σx,y∈WD|Δx,yIα(x,y)|]]>其中，WD是计算散焦响应的窗口大小，Δx,y是拉普拉斯算子；步骤5)全聚焦图像生成：根据深度图分布，获得不同深度级次处的聚焦模板Maskj(x,y):Maskj(x,y)=1Depth(x,y)=j0Depth(x,y)≠j]]>全聚焦图像通过以下公式计算得到：I(x,y)=Σj=0J-1[Iαj(x,y)·Maskj(x,y)].]]>