[发明专利]一种基于空角一致性光场抠图方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于空角一致性光场抠图方法及装置，其包括：步骤1，提取光场数据的中心子孔径图像并计算其视差；步骤2，计算中心子孔径图像alpha图；步骤3，通过光场alpha图传播模型，对中心子孔径图像alpha图进行传播，获取光场alpha图alpha_u,v(x,y)。通过采用本发明提供的方法，可以实现准确且具有一致性的光场抠图并评估其空角一致性。

技术领域

本发明涉及光学信息处理技术领域，特别是关于一种基于空角一致性光场抠图方法及装置。

背景技术

光场描述了光线在自由空间中的分布，光场数据捕获来自各个方向光线的辐射，记录了光线的空间信息和角度信息和强度信息，光场成像可以捕捉更丰富的视觉信息，弥补传统摄影中丢失的角度信息，为场景理解提供了更强的能力，提高了传统计算机视觉问题的性能。

一个4D光场数据可由2D子孔径图像阵列表示，因此逐子孔径图像进行2D图像抠图算法一定程度上可以看作实现了4D光场数据的抠图。逐子孔径图像操作的方法没有考虑不同子孔径图像之间的联系，无法保持光场数据的空角一致性，得到的结果难以满足下游技术与应用的要求。并且光场数据尺寸较大，子孔径图像之间存在大量冗余信息，简单的逐子孔径图像处理存在过多冗余计算，效率过低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空角一致性光场抠图及其评价指标的方法，能够避免抠图过程中对光场数据空角一致性的破坏，并减少计算冗余。

为实现上述目的，本发明提供一种基于空角一致性光场抠图方法，其包括：

步骤1，提取光场数据的中心子孔径图像并计算其视差；

步骤2，计算中心子孔径图像alpha图；

步骤3，通过式(1)提供的光场alpha图传播模型，对中心子孔径图像alpha图进行传播，获取光场alpha图alpha_u,v(x,y)；

式中，为中心视点(u₀,v₀)下子孔径图像的alpha图，disp(x,y)为中心子孔径图像中像点(x,y)对应的视差，Δu、Δv分别为任意视点(u,v)与中心视点(u₀,v₀)在u、v方向上的距离。

进一步地，步骤2中的视差图disp(x,y)的计算公式为式(2)：

disp(x,y)＝F/Z(x,y)+F (2)

式中，F为相机的焦距，Z(x,y)为场景的深度图。

进一步地，步骤2中的中心子孔径图像alpha图的获取方法具体包括：

步骤21，将视差图disp(x,y)中任意像素i的置信度q_i设置为式(3)：

式中，p_i为视差图disp(x,y)中任意像素i的视差值，D＝max(disp(x,y))为视差图中的最大值，d＝min(disp(x,y))为视差图中的最小值；

步骤22，设置置信度阈值t₁和t₂，当置信度q_i大于t₁时，则该区域属于前景，当置信度q_i小于t₂时，则该区域属于背景，其他区域为三分图中不确定的区域，则获得式(4)描述的三分图：