基于广义对极平面图的光场深度估计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于广义对极平面图的光场深度估计方法，首先求取光场数据对应的广义对极平面图，然后计算光场数据中遮挡点和非遮挡点的深度，最终输出输出深度图。本发明专利技术在不构建视差空间图的情况下，运用遮挡边缘方向在光场角度域和空间域的一致性，从可能遮挡点的多张广义EPI图中筛选出对该点无遮挡的EPI图，运用结构张量的方法进行深度估计，能够快速产生对遮挡鲁棒的深度图。

【技术实现步骤摘要】
基于广义对极平面图的光场深度估计方法
本专利技术涉及光场深度估计领域，特别涉及一种抗遮挡光场深度估计方法。
技术介绍
目前在光场深度估计领域内，Wanner,S.和Golduecke,B.在文献Variationallightfieldanalysisfordisparityestimationandsuperresolution中运用结构张量的性质分析水平和垂直方向的对极平面图(EPI)，并运用结构张量的一致性来衡量深度估计的可靠性。但是，张量场在遮挡区域具有较大随机性，导致该方法不能对遮挡点进行有效深度估计。除此之外，该方法在对遮挡区域产生错误估计的情况下却给出了很高的置信度，导致在重建深度图中的遮挡边界处出现过平滑现象；Yu,Z.,Guo,X.,Lin,H.,Lumsdaine,A.和Yu,J.在文献Lineassistedlightfieldtriangulationandstereomatching中运用四维光场中的三维直线约束来进行深度估计，并引入了线辅助图割理论改进深度估计，但三维直线在遮挡区域会被分割成若干小的不相干部分，导致对遮挡区域的点产生错误的深度估计结果；Wang,T.-C.,Efros,A.A.和Ramamoorthi,R.在文献Occlusion-awaredepthestimationusinglight-fieldcameras中利用遮挡边界在空间域和角度域的一致性，根据边界方向选择非遮挡视点，运用传统的马尔可夫随机场方法优化深度估计结果，并生成深度图，但由于该方法需要构建视差空间图像，导致算法时间复杂度过高，并且不恰当的参数设置会导致在结果深度图中的遮挡边界处产生过平滑现象。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于广义对极平面图的光场深度估计技术，能够快速地产生对遮挡鲁棒的深度图。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：(1)输入4D光场数据；(2)在光场角度域中，针对光场中一点沿水平、垂直以及正负45度四个方向进行角度域的采样，得到多组采样视点，求取每组采样视点对应的广义EPI图；(3)运用结构张量的方法求取每张广义EPI图对应的深度图和置信度；(4)运用边缘检测算法检测出可能遮挡点；针对每一可能遮挡点，从包含该可能遮挡点的候选深度图中查找当前可能遮挡点的深度最大值，将该深度值作为当前可能遮挡点的深度估计结果；(5)针对每一非遮挡点，从包含该非遮挡点的候选深度图中查找当前非遮挡点结构张量置信度最大的深度值，将该深度值作为当前非遮挡点的深度估计结果；(6)输出深度图。本专利技术的有益效果是：在不构建视差空间图的情况下，运用遮挡边缘方向在光场角度域和空间域的一致性，从可能遮挡点的多张广义EPI图中筛选出对该点无遮挡的EPI图，运用结构张量的方法进行深度估计，能够快速产生对遮挡鲁棒的深度图。附图说明图1为实施例中生成GEPI的视点采样示意图；图2为实施例中抗遮挡深度估计算法流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。实施例中涉及到的各变量定义如下：(x,y,u,v)表示四维光场坐标，其中(x,y)为空间域坐标，(u,v)为角度域坐标；a,b表示光场角度域采样的方向；n表示视点采样的方向数量；GEPIi表示广义EPI图，其中i＝1,…,n；Di表示广义EPI图对应的深度图，其中i＝1,…,n；Ri表示广义EPI图对应的置信度，其中i＝1,…,n。具体步骤如下：步骤1：输入四维光场数据，对于光场中的任意给定点p＝(x*,y*,u*,v*)，在满足等式a(u-u*)+b(v-v*)＝0和a(x-x*)+b(y-y*)＝0的情况下，分别令a＝0，b＝1；a＝1，b＝0；a＝1，b＝-1；a＝1，b＝1；取出4个方向对应的(u,v)视点阵列，生成4幅EPI图GEPIi，其中i＝1,…,4；步骤2：通过结构张量的方法，分别生成步骤1中4幅EPI图对应的候选深度图Di和置信度Ri，其中i＝1,…,4；步骤3：运用边缘检测算法检测出可能遮挡点，若p点为可能遮挡点，则令p点的深度D*(p)＝maxDi(p)；若p点是非遮挡点，则令p点的深度D*(p)＝Dj(p)，其中j＝argmaxRi；步骤4：对光场中的每个点重复步骤1～3，获得光场深度图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于广义对极平面图的光场深度估计方法，其特征在于包括下述步骤：(1)输入4D光场数据；(2)在光场角度域中，针对光场中一点沿水平、垂直以及正负45度四个方向进行角度域的采样，得到多组采样视点，求取每组采样视点对应的广义EPI图；(3)运用结构张量的方法求取每张广义EPI图对应的深度图和置信度；(4)运用边缘检测算法检测出可能遮挡点；针对每一可能遮挡点，从包含该可能遮挡点的候选深度图中查找当前可能遮挡点的深度最大值，将该深度值作为当前可能遮挡点的深度估计结果；(5)针对每一非遮挡点，从包含该非遮挡点的候选深度图中查找当前非遮挡点结构张量置信度最大的深度值，将该深度值作为当前非遮挡点的深度估计结果；(6)输出深度图。

【技术特征摘要】
1.一种基于广义对极平面图的光场深度估计方法，其特征在于包括下述步骤：(1)输入4D光场数据；(2)在光场角度域中，针对光场中一点沿水平、垂直以及正负45度四个方向进行角度域的采样，得到多组采样视点，求取每组采样视点对应的广义EPI图；(3)运用结构张量的方法求取每张广义EPI图对应的深度图和置信度；(4)运用边...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱昊，王庆，周果清，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61