[发明专利]相机阵列动态焦平面估计方法

摘要

本发明公开了一种相机阵列动态焦平面估计方法，用于解决现有基于相机阵列合成孔径成像的隐藏目标透视成像方法自动性能差的技术问题。技术方案是将相机阵列自动聚焦和遮挡动目标透视成像分为聚焦和成像两个模块，两个模块无缝地融合在整体算法框架中，通过两模块之间的无缝交互实现自动聚焦和清晰成像；在聚焦模块，采用基于局部和全局约束优化的动态估计最优焦平面估计算法；在成像模块中，采用基于可视度分析的主动合成孔径成像算法。由于该方法通过基于局部和全局约束优化的方法对动目标最优聚焦平面进行估计，进而基于可视度分析有效地在合成图像上去除遮挡物，显著地改善了遮挡动目标合成孔径成像的质量，且自动性能好。

主权项

1.一种相机阵列动态焦平面估计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、对viewnum个相机中的每一个相机所拍摄的图像序列，利用KLT法计算序列中帧与帧之间的光流特征点并做匹配，设表示第i个相机t帧到t-1帧的单应，和分别表示第t-1帧和第t帧对应的特征点，根据公式(1)所表述的单相机时间序列约束计算各相机相邻帧间的代价其中权值的大小表示对应点可见的程度，权值更新方法见步骤五；El(Ht(t-1))=Σi=1viewnum||wt-1i(xt-1i-Ht(t-1)ixti)||2---(1)]]>步骤二、选定viewnum个相机中一个相机作为参考相机，设为r，设表示第i个相机与参考相机r之间的单应矩阵，和分别表示参考相机r与第i个相机之间匹配的特征点；根据公式(2)所表述的多视角空间约束计算各相机与参考相机之间的空间约束Es(Htr)=Σi=1viewnum||xtr-Htirxti||2---(2)]]>步骤三、设和分别表示参考相机r和第i个相机第t-1帧到第一帧的单应映射矩阵；根据公式(3)所表述的全局闭环约束计算各相机间的闭环约束；Eg(Ht(t-1);Htr)=Σi=1n||(Ht-1r)-1Ht-1iHt(t-1)i-Ht(t-1)rHtir||2---(3)]]>步骤四、定义全局代价函数为Et(Ht(t-1);Htr)=El(Ht(t-1))+Es(Htr)+Eg(Ht(t-1);Htr)---(4)]]>利用最小化式E_l(H_t(t-1))和分别分别获得H_t(t-1)和的初值，进而通过交换最小二乘算法最小化目标函数步骤五、对第t帧中viewnum个相机所拍摄图像进行可视度分析；对任两个相机所拍摄的图像利用KLT方法进行两幅图像的光流计算，场景中任一体素对应了个光流矢量，首先根据光流矢量的幅值进行层次聚类，所得聚类结果为G_si(i＝1,2,…,M)；其次，对每个G_si中所含的各相机所拍摄的像素，利用K-均值方法进行色彩空间上的聚类，所得聚类结果为G_cj(i＝1,2,…,L)，将G_cj中与上一帧合成图像中颜色最相近的一类中的各相机像素点的可视度定义为1，其他类定义为0；步骤六、设为利用单应矩阵投影的过的第i个相机在第t帧所拍摄的图像，为中满足的子图，第t帧合成孔径成像上像素p通过公式(5)进行计算Itsyn(p)=1Σi=1viewnumwtiΣi=1viewnumOti(p)ωti(p)p∈Oti1nΣi=1viewnumIti(p)otherwise---(5).]]>