[发明专利]一种基于频域能量分布的光场深度估计方法

权利要求书

1.一种基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，包括：

A1、提取光场图像的中心子孔径图像，并划分为空间块分别进行频域变换；

A2、针对每一个空间块，从频域分布提取一致性描述子和方向性描述子；

A3、根据每个空间块的一致性描述子来判断空间块为遮挡区域或非遮挡区域，并将判断结果应用于空间块对应的角度块；

A4、对于遮挡区域，结合角度块的中心角像素、空间块的边缘像素和所述方向性描述子选择符合一致性描述的子角度块；

A5、针对非遮挡区域，提取整个角度块的聚焦张量；针对遮挡区域，提取所述子角度块的聚焦张量；从而建立代价方程；所述聚焦张量是通过提取频域特征并进行分析而获得的用数学方式表征聚焦平面位置变化的张量；所述代价方程为：

其中，R(x,y)＝0表示空间块为非遮挡区域，CFD_α(x,y)表示属于非遮挡区域的一个完整的角度块的聚焦张量，R(x,y)＝1表示空间块为遮挡区域，表示遮挡区域的所述子角度块的聚焦张量，α表示相应的深度层，表示选取的子角度块所在的方向；在某一深度层，属于非遮挡区域的一个完整的角度块或者遮挡区域的子角度块的聚焦张量可采用一致性描述子CFD(x,y)来计算：

其中，F_xy(0,0)表示频域分布中的直流分量，F_xy(m₁,m₂)为步骤A1中对空间块进行频域变换时对空间像素(x,y)进行M·M尺寸的离散余弦变换后的频域块，(m₁,m₂)为(x,y)在频域的相应坐标；

A6、通过最大化代价方程实现光场深度估计。

2.如权利要求1所述的基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，步骤A1包括：

A11、对输入的光场图像，固定视角后提取其中心子孔径图像；

A12、将所述中心子孔径图像划分为空间块，对每个空间块采用离散余弦变换将空域信息映射到频域，完成所述频域变换。

3.如权利要求2所述的基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，步骤A11中提取中心子孔径图像的方法如下：

其中，I_c(x,y)即为所提取的中心子孔径图像，L_F(x,y,u,v)表示输入的光场图像，(x,y)、(u,v)分别表示空间坐标和角度坐标，N_u、N_v分别为水平视角数和垂直视角数，为上取整操作，为中心位置的角度坐标。

4.如权利要求3所述的基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，步骤A12中对所述空间块进行离散余弦变换的方法如下：

其中，I_xy(x',y')代表以坐标(x,y)为中心选取的尺寸为M·M空间块，(x',y')为空间块中的坐标，空间块尺寸的变化范围为0～M-1。

5.如权利要求4所述的基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，步骤A2中的方向性描述子OFD(x,y)为：

其中，F_xy(0,1)、F_xy(1,0)分别表示竖直方向与水平方向距离低频最近的交流分量。

6.如权利要求5所述的基于频域能量分布的光场深度估计方法，其特征在于，步骤A3中判断空间块为遮挡区域或非遮挡区域的条件为：

其中，τ表示预设的阈值；当一空间块的一致性描述子CFD(x,y)≥τ时，R(x,y)＝0，表示该空间块为非遮挡区域；当一空间块的一致性描述子CFD(x,y)＜τ时，R(x,y)＝1，表示该空间块为遮挡区域。