散焦圖像中的深度提取.pdf

1、從圖像中提取三維物體的深度信息是計(jì)算機(jī)視覺中的一個(gè)重要課題，目前廣泛關(guān)注和研究的方法有從雙目或多目視圖、聚焦或散焦圖像中提取深度等。與光學(xué)測量中采用主動(dòng)測量的方法相比，攝像機(jī)的被動(dòng)測量方法由于其輕便性得到廣泛應(yīng)用，但利用攝像機(jī)所獲取的圖像是二維的，深度信息已丟失。因此，從二維圖像中有效地提取深度信息是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的一個(gè)難點(diǎn)課題。
　　 由散焦圖像求深度信息的方法利用圖像中的散焦信息提取場景中物體的深度，自從該方法被提出以來，

2、吸引了國內(nèi)外的許多研究者開展了長期、大量的工作，并取得了較大的進(jìn)展。近期，隨著偏微分方程在圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用逐步展開，依托于偏微分方程堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)和清晰的物理背景，由散焦圖像提取深度信息又再次成為研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 論文借助偏微分方程和泛函、變分方法的有機(jī)結(jié)合, 從散焦成像的物理原理出發(fā)，在清晰地表述了圖像中物體的深度信息與成像系統(tǒng)中點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)（高斯卷積）的方差之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確高斯卷積是熱方程（也稱為擴(kuò)

3、散方程）的基本解，因此，偏微分方程中的熱方程可以深刻地刻畫散焦成像過程的物理特性。熱擴(kuò)散方程在科學(xué)和工程中有廣泛的研究和應(yīng)用，包括各向同性擴(kuò)散及各向異性擴(kuò)散。論文利用各向異性熱擴(kuò)散的計(jì)算模型對散焦成像建模；給定與所討論問題相適應(yīng)的“能量”泛函；分析了擴(kuò)散系數(shù)與深度發(fā)生跳變的邊緣的關(guān)系，排除不由深度跳變的邊緣對能量泛函的影響；采用了度量為 模的擴(kuò)散系數(shù)的梯度作為泛函中的一個(gè)約束項(xiàng)；通過求解含有約束項(xiàng)的能量泛函的最小值，提取物體的深度信息。