【技术实现步骤摘要】
基于光场多视角约束的相位展开方法及相关组件
[0001]本专利技术涉及光场成像
，尤其涉及一种基于光场多视角约束的相位展开方法及相关组件。
技术介绍
[0002]光场成像(Light Field Imaging)可通过单帧曝光同时记录光线的强度信息与方向信息，具备计算反演场景三维形貌的能力。
[0003]被动式的光场深度估计技术无需投射主动照明，仅需要光场成像系统对场景的单次曝光成像，即可利用算法从光场数据中恢复出场景的深度信息，具有灵活高效，适用于动态场景的优点，但其缺点是精度低、稳定性差；针对该缺点，研究人员将相位编码结构光技术引入光场成像中，实现主动式光场成像，可大幅提升光场深度估计精度。
[0004]主动式的结构光场成像(Structured LightField)对空间进行相位编码，从采集的条纹图像中通过计算恢复受场景深度调制的相位信息，该过程需对解调得到的包裹相位进行展开；常用的相位展开方法包括时间相位展开与空间相位展开，前者通过对待测物体投射额外编码，确定包裹相位的级次，进而实现相位展开，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于光场多视角约束的相位展开方法，其特征在于，包括：标定步骤：通过结构光场系统采样测量场景中不同深度下的主视角相位和辅视角相位，具体包括采样每一深度下的主视角图像中每个像素的相位和一个或多个辅视角图像中每个像素的相位；利用相位一致性原则，获取每一深度下的所述主视角相位在各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标，得到每一深度下的映射样本集，使用所述映射样本集对所述主视角相位到各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系进行多项式标定；根据采样数据，计算所述主视角图像中每个像素的候选级次范围；完成采样标定后，执行如下相位展开计算步骤：根据所述候选级次范围计算并得到每个像素的候选绝对相位集；根据所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集，基于标定的所述主视角相位到各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系，遍历计算所述候选绝对相位集中每个候选绝对相位在各个所述辅视角图像的对应点像素坐标；遍历所述主视角图像中每个像素的候选绝对相位集，并计算其与所述辅视角图像的对应点像素坐标的包裹相位的误差值，并将最小误差值对应的候选相位作为所述主视角图像中每个像素的绝对相位。2.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法，其特征在于，所述通过结构光场系统采样测量场景中不同深度下的主视角相位和辅视角相位，包括：将平面标靶放置于所述结构光场系统的测量空间中的不同深度；针对每一深度，执行如下相位计算流程：通过所述结构光场系统的投影光机向所述测量场景投射相移条纹与互补型格雷码；通过所述结构光场系统的光场相机获取所述测量场景的主视角图像和一个或多个辅视角图像；进行相位解调计算得到所述主视角图像中每个像素的相位和各个所述辅视角图像中每个像素的相位。3.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法，其特征在于，所述利用相位一致性原则，获取每一深度下的所述主视角相位在各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标，得到每一深度下的映射样本集，使用所述映射样本集对所述主视角相位到各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系进行多项式标定包括：利用相位一致性原则，获取每一深度下的所述主视角图像中单个像素的候选相位φ，得到单个映射样本其中u
i
表示第i个辅视角图像中的对应点的像素坐标,V表示辅视角图像的像素数量；基于每一深度下的所述主视角图像中的所有像素，得到每一深度下的映射样本集其中n表示数据样本序号，N表示所采用的辅视角数目；按如下公式对所述主视角相位到各个所述辅视角图像中的对应点像素坐标的映射关系进行多项式标定，并得到多项式系数d
n
：
其中，u
i
表示第i个辅视角图像中的对应点的像素坐标，表示将主视角绝对相位映射至第i个辅视角的对应点坐标与u
i
对应的所述主视角图像中的像素的候选绝对相位，表示所述主视角图像中第n个像素的候选绝对相位。4.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法，其特征在于，所述根据采样数据，计算所述主视角图像中每个像素的候选级次范围，包括：获取所述结构光场系统的测量深度，得到深度范围；根据深度与绝对相位的非线性单调关系以及不同的绝对相位对应不同的级次的对应关系，得到所述选级次范围。5.根据权利要求1所述的基于光场多视角约束的相位展开方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓利，侯权耀，杨洋，王紫薇，汤其剑，彭翔，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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