[发明专利]基于张量稀疏约束的光场填充方法及装置

权利要求书

1.基于张量稀疏约束的光场填充方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(I)对于一个丢失部分信息的光场，首先对其进行滑窗采样，得到一系列的张量图像块，对此进行相似块的搜索，将搜索到的相似块堆叠至第五维，利用基于张量稀疏约束的光场填充模型对此五维张量进行填充，再将已填充的五维张量中原始大小的图像块分别置回光场原始索引处，得到完成填充的光场图像；

(II)对步骤(I)得到的、已填充的光场图像进行超分辨率重建，得到高分辨率的光场；对原始分辨率的光场进行滑窗采样，对高分辨率的光场进行滑窗采样；对从原始分辨率的光场中搜索到的相似块，同时对高分辨率光场中相应的整数倍大小的张量块去搜索其相似块，再将后者投影回原始大小，对两者进行相似度排序，得到由两组数据组成的五维张量，使用基于张量稀疏约束的光场填充模型填充此五维张量，再将此五维张量中原始大小的图像块分别置回原始索引处，得到一个信息补全的光场；

所述基于张量稀疏约束的光场填充模型为：

上式满足Tucker分解

其中，为所求的、已填充的光场，为信息缺失的光场，为超分辨率重建的高分辨率光场；是相似块堆叠得到的五维张量，为填充后的张量，为中搜索到的相似块堆叠得到的五维张量，是的投影结果；是的核张量，X_(j)是沿模j的展开矩阵；U_j是沿模j的因子矩阵；rank(X_(j))为X_(j)的秩；γ是正则化参数，t是一个折衷参数，a和b是保真度参数，Ω为已知的元素下标。

2.根据权利要求1所述的基于张量稀疏约束的光场填充方法，其特征在于：所述步骤(I)中，将一个四维光场图像表示为其中W和H代表空间分辨率，u和v代表角度分辨率，基于光场的角度维度的联系以及非局部自相似性，对整个光场图像进行滑窗采样，得到一系列的张量图像块,每一个张量块都保存了原光场的位置和角度信息，将每一个张量块作为参考块进行相似块的搜索，将搜索到的所有相似块聚集在一起，在第五维上进行堆叠，得到五维张量块其中w与h为块大小，n为相似块的数量，i为参考块在原始光场的索引。

3.根据权利要求2所述的基于张量稀疏约束的光场填充方法，其特征在于：所述步骤(II)中，对于步骤(I)得到的光场，进行滑窗采样、搜索相似块、堆叠，得到的张量为对步骤(I)中得到的光场进行超分辨率重建，对得到的高分辨率的光场进行滑窗采样、相似块搜索、堆叠，得到的张量为对进行投影，得到与步骤(I)中块大小一致的张量P(·)为投影操作，此时得到的张量为与的集合，对其进行相似度排序，选择前N个最相似的块，最终得到的五维张量是原始分辨率光场与高分辨率光场中搜索到的相似块。

4.根据权利要求3所述的基于张量稀疏约束的光场填充方法，其特征在于：所述基于张量稀疏约束的光场填充模型为：

其中，

5.根据权利要求4所述的基于张量稀疏约束的光场填充方法，其特征在于：当a＝1，b＝0时，所述基于张量稀疏约束的光场填充模型为：