基于角度信息的4D光场全聚焦图像获取方法技术

本发明专利技术属于全聚焦图像融合算法领域，具体公开了一种基于角度信息的4D光场全聚焦图像获取方法，本发明专利技术从另一个角度分析了4D光场，该方法基于光场角度信息建立宏像素能量差异函数进行清晰度评价，直接基于4D光场数据进行融合，最后利用升维后的中心子孔径图像对融合的4D光场数据进行引导优化，实验表明，与传统基于空间信息的全聚焦图像融合算法相比，本发明专利技术所提方法获得的全聚焦图像视觉效果更好，定量评价表明，本发明专利技术方法获得的全聚焦图像在基于图像特征的评价指标以及基于人类感知启发的评价指标下的质量都有所提高。的评价指标下的质量都有所提高。的评价指标下的质量都有所提高。

【技术实现步骤摘要】
基于角度信息的4D光场全聚焦图像获取方法


[0001]本专利技术属于全聚焦图像融合算法领域，特别是涉及一种基于角度信息的4D光场全聚焦图像获取方法。

技术介绍

[0002]传统全聚焦图像获取算法，以相机调焦并多次曝光获得的多张局部清晰图像为基础，然后基于像素或基于区域对图像进行清晰度评价，根据清晰度值建立融合规则，最终获得全聚焦图像。传统相机在获取多聚焦图像时，受机械抖动及场景变化等因素影响，多聚焦图像间的匹配度降低。光场相机具有先拍照后聚焦的特性，可以获得高度匹配的多聚焦图像，使其在全聚焦图像获取上具有显著优势。
[0003]基于光场图像进行全聚焦图像融合时，首先利用数字重聚焦技术从单张光场原图获得多张重聚焦图像，再借鉴传统图像融合算法进行重聚焦图像融合。常用的融合算法包括拉普拉斯算子评价法(Laplace Operator Evaluation，LOE)、小波变换法(WaveletTransform，WT)、主成分分析法(Principal Components Analysis，PCA)、引导滤波法(Guided Filterin本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于角度信息的4D光场全聚焦图像获取方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤1)对原始4D光场L(x,y,u,v)进行坐标变换，得到聚焦在不同深度处4D光场数据，用公式(1)表示：其中表示坐标变换操作符；表示二重积分操作符，坐标变换和二重积分的操作符定义如下：作符定义如下：其中，[x,y,u,v]表示行向量，为坐标变换矩阵：根据公式(2)，α
n
取不同的值，对应相机聚焦不同的场景深度，记录不同的4D光场数据，在不同成像深度处的4D光场可表示为：公式(5)得到的4D数据很好的保留了光场的角度信息，下面对基于公式(5)得到的多组4D光场矩阵进行融合，以实现基于角度信息的光场全聚焦图像计算，为了方便表述，下文将记为步骤2)利用角度信息建立宏像素能量差异函数进行清晰度评价，完成4D光场数据融合：设4D光场的空间分辨率为X
×
Y，角度分辨率为U
×
V，将4D光场数据进行可视化，4D光场矩阵L(x,y,u,v)与其对应的可视化2D图像I(i,j)存在以下坐标映射关系：本发明提出宏像素能量差异函数，对于每个宏像素(x,y)，其能量差异值可由下式计算：其中，表示4D光场中宏像素(x,y)的中心视点的灰度值；对步骤1)得到的聚焦深度不同的4D光场，选择能量值最小的宏像素组成融合后的4D光场，基于公式(7)，遍历4D光场的空间坐标(x,y)，可得不同4D光场的权重矩阵；
其中，[1]
U
×
V
表示大小为U
×
V的单位矩阵；[0]
U
×
V
表示大小为U
×
V的全零矩阵；N代表待融合4D光场矩阵的个数；m...

【专利技术属性】
技术研发人员：武迎春，赵志浩，李晋红，赵贤凌，王安红，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：