专利名称：一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机视觉和图像处理领域，尤其涉及一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统。
背景技术：
根据图像的散焦信息求取场景的空间结构是单目立体技术中的一种重要方法，最早由Pentland于1987年提出。成像系统为了增加进光量，需要增大光圈，导致远离聚焦平面的物体成像模糊。对于衍射效果不是很明显的成像系统，成像系统的点扩散函数形成模糊圈。根据点光源产生的模糊圈的直径和成像系统的参数可以计算出物距。一般情况下，
前景物体位于聚焦平面上。模糊圈的直径σ与物距u的关系推导如下
权利要求
1.一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法，其特征在于，包括 步骤1，对单幅图像进行分块；步骤2，通过计算确定清晰的图像块，并对该清晰的图像块赋值；该值为场景到镜头的距离u，" = 77Ll0 λγ ，f为焦距，σ为模糊圈的直径，N = f/D，D为光圈直径，Utl (f + aN)f-aNu0为聚焦平面到镜头的距离。
2.如权利要求1所述的空间结构建模方法，其特征在于，步骤2包括 步骤20，设定点扩散函数的直径；步骤21，计算选取的图像块到设定直径的点扩散函数生成的空间的正交投影图像； 步骤22，将正交投影图像与所选取的图像块相减，如果差值大于预定值，则该所选取的图像块为清晰的图像块；步骤23，对清晰的图像块赋值。
3.如权利要求1或2所述的空间结构建模方法，其特征在于，步骤1中，根据属性相似的原则对单幅图像进行分块。
4.如权利要求1或2所述的空间结构建模方法，其特征在于，步骤20中，点扩散函数的直径为n，点扩散函数Hn(X，y) = Φη(χ) Φηω，函数Φη( )由母函数Φ (t)缩放得到， Φηα) = Φ (t/n)；母函数Φ (t)为高斯函数或者Battle-Lemari6小波函数或者Airy Disk 函数。
5.如权利要求1或2所述的空间结构建模方法，其特征在于，步骤21中，正交投影图像 in = nh^h,i为所选取的图像块j是分析滤波器，h是重建滤波器。
6.如权利要求1或2所述的空间结构建模方法，其特征在于， h = h (P) h (q)，石=h(p)h(q) , P、q 均为自然数;h(p)和h(q)由^ = ^经傅里叶反变换得到;
7.一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模系统，其特征在于，包括 分块单元，用于对单幅图像进行分块；赋值单元，用于通过计算确定清晰的图像块，并对该清晰的图像块赋值；该值为场景到镜头的距离u，" = T7(； λγ ，f为焦距，σ为模糊圈的直径，N = f/D，D为光圈直 {f + aN)f -aNuQ径，Utl为聚焦平面的距离。
8.如权利要求7所述的空间结构建模系统，其特征在于，赋值单元，用于设定点扩散函数的直径；计算选取的图像块到给定直径的点扩散函数生成的空间的正交投影图像；将正交投影图像与所选取的图像块相减，如果差值大于预定值，则该所选取的图像块为清晰的图像块。
9.如权利要求7或8所述的空间结构建模系统，其特征在于，分块单元，用于根据属性相似的原则对单幅图像进行分块。
10.如权利要求7或8所述的空间结构建模系统，其特征在于，点扩散函数的直径为n， 点扩散函数Hn(x，y) = Φη(χ) Φηω，函数Φηω由母函数Φ (t)缩放得到，Φηα) = Φ (t/ η)；母函数Φα)为高斯函数或者Battle-LemariS小波函数或者Airy Disk函数。
11.如权利要求7或8所述的空间结构建模系统，其特征在于，正交投影图像 In =I^h , I为所选取的图像块，^是分析滤波器，h是重建滤波器。
12.如权利要求11所述的空间结构建模系统，其特征在于， h = h (P) h (q)，石=h(p)h(q) , P、q 均为自然数;h(p)和h(q)由
全文摘要
本发明公开了一种基于单幅图像散焦信息的空间结构建模方法及系统。该方法包括步骤1，对单幅图像进行分块；步骤2，通过计算确定清晰的图像块，并对该清晰的图像块赋值；该值为场景到镜头的距离u，f为焦距，σ为模糊圈的直径，N＝f/D，D为光圈直径，u0为聚焦平面到镜头的距离。本发明仅需要一幅小景深的图像就可以建立场景的空间结构模型，应用范围广，并且主要采用线性运算，因而可实现实时计算。
文档编号G06T17/00GK102324104SQ20111014988
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者戴琼海, 曹汛, 林靖宇 申请人:清华大学