一种用光场相机一次成像直接获取深度图的方法技术

一种利用光场相机一次成像直接获取深度图的方法，包括步骤：1)在传统相机内部成像光路中嵌入微透镜阵列构成光场相机；2)对微透镜阵列与图像传感器的相对位置进行标定；3)利用光场相机采集目标景物的原始数据，提取微透镜阵列中每个微透镜下的子图像，并计算其灰度图；4)计算每个微透镜下子图像与毗连微透镜下子图像的相似度，分别以每一个微透镜作为目标透镜，并选择其周围的多个毗连透镜，分别建立目标模板和毗连模板，使用SAD算法计算目标模板与毗连模板的相似度，获得最小SAD值；5)步骤4)获得的对应于每个微透镜下子图像的最小SAD值，构成尺寸为微透镜阵列中微透镜个数的数值矩阵，对该矩阵中的元素进行归一化取整即得深度图。本发明专利技术解决了现有深度图获取技术中存在的系统过于复杂以及计算复杂度高的问题，获取图像相似度高，获得深度图更精确。

【技术实现步骤摘要】
一种用光场相机一次成像直接获取深度图的方法
本专利技术涉及计算机视觉领域，尤其是立体视觉领域，特别涉及一种用光场相机一次成像直接获取深度图的方法。技术背景随着信息科学与计算机技术的发展，三维信息获取技术已成为工业检测，生物医学，虚拟现实等领域的关键技术。在上述领域中，人们对三维信息质量的要求也越来越高。深度信息则是“第三维”的体现，如何更为快速获取更高精度的深度图，一直以来是研究与开发中的热点方向。目前深度信息获得的方式主要有两大形式：主动式和被动式。主动式主要向目标发出激光、电磁波、超声波等能够检测回波的能量束，利用物理原理和一定的数学方法计算出距离。常用方法有激光雷达深度成像、坐标测量机方法、莫尔条纹法、结构光法等。主动式通过对能量束发射装置的控制可以获取更多信息，但主动式设备造价高，应用范围有限，而且主动式深度信息获取方法对已获取的图像并不适用。被动式主要是相对采用几何信息计算深度图，又称计算机立体视觉。立体视觉按所需的图像数目可分为以下三类：a).利用一幅图像的图像理解方法，此种方法需要复杂的数学建模与学习过程，效率较低，并且应用场景受限。b).利用在两个不同的观察点获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用光场相机一次成像直接获取深度图的方法，其特征是包括如下步骤：1).在传统相机内部成像光路中嵌入微透镜阵列构成光场相机，微透镜阵列位于传统相机的得主透镜和图像传感器之间，且微透镜阵列和图像传感器平面的距离为微透镜的焦距；2).对微透镜阵列与图像传感器的相对位置进行标定；3).使用微透镜阵列采集目标景物的原始数据，提取微透镜阵列中每个微透镜下的子图像，并计算其灰度图；4).计算每个微透镜下子图像与毗连微透镜下子图像的相似度，分别以每一个微透镜作为目标透镜，并选择其周围的多个毗连透镜，分别建立目标透镜的目标模板和毗连透镜的毗连模板，使用SAD(sum‑of‑absolute‑differenc...

【技术特征摘要】
1.一种用光场相机一次成像直接获取深度图的方法，其特征是包括如下步骤：1).在传统相机内部成像光路中嵌入微透镜阵列构成光场相机，微透镜阵列位于传统相机的得主透镜和图像传感器之间，且微透镜阵列和图像传感器平面的距离为微透镜的焦距；所述微透镜阵列中每个微透镜下覆盖10×10个到30×30个图像传感器单元；2).对微透镜阵列与图像传感器的相对位置进行标定；所采用的标定方法为：a).手工标定所述微透镜阵列左上角、右上角以及左下角三个微透镜中心对应所述图像传感器平面坐标分别为(xleftUp,yleftUp)、(xrightUp,yrightUp)及(xleftBottom,yleftBottom)；b).规定所述微透镜阵列中微透镜将沿直线发生偏移，则所述微透镜阵列中序号(i,j)的微透镜的中心坐标（x,y）为：其中，为每个微透镜下所覆盖正方形区域一个方向上所含像素的个数；i与j分别为所述微透镜位于所述阵列中的行列序号；3).使用微透镜阵列一次采集目标景物的原始数据，提取微透镜阵列中每个微透镜下的子图像，并计算其灰度图；4).计算每个微透镜下子图像与毗连微透镜下子图像的相似度，分别以每一个微透镜作为目标透镜，并选择其周围的3个、5个或8个毗连透镜，分别建立目标透镜的目标模板和毗连透镜的毗连模板，使用SAD算法计算目标模板与毗连模板的相似度，获得一个最小SAD值；5).步骤4）获得的对应于每个微透镜下子图像的最小SAD值，构成尺寸为微透镜阵列中微透镜个数的数值矩阵，对该矩阵中的元素进行归一化，在[0,255]区间取整即得深度图。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述微透镜阵列与主透镜平行，并满足光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴政，杜远超，王好谦，张永兵，戴琼海，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44