基于二维图像辅助的深度图像增强方法

摘要

本发明公开了一种基于二维图像辅助的深度图像增强方法，该方法包括：利用ToF相机和高分辨率彩色相机分别获取同场景的低分辨率深度图像和高分辨率的彩色图像，并将低分辨率深度图映射到高分辨率彩色空间；根据深度图像的重构约束构造目标函数的数据项；利用彩色图像的边缘信息对正则化模型加权，将扩散张量引入二阶广义总变分模型，构成针对深度图像特点的正则化模型；通过迭代重加权和原‑对偶算法进行求解，获得重建结果。本发明能够有效解决深度图像分辨率低、边缘不清晰、存在噪声的问题，有效地保护图像的边缘结构。

主权项

一种基于二维图像辅助的深度图像增强方法，其特征在于包括下列步骤：步骤1，利用TOF相机和高分辨率彩色相机分别获取同场景的深度图像D_L和彩色图像C_H，并进行初校正，将深度图像映射到彩色空间得到高分辨率稀疏深度图D_S；步骤2，对彩色图像作边缘检测得到彩色图像边缘，利用彩色图像边缘定义边缘指示函数；步骤3，构造能够保证待求解的高分辨深度图像u_x和高分辨率稀疏深度图D_S之间的相似性的数据项；步骤4，计算彩色图像的扩散张量T^1/2，利用边缘指示函数结合扩散张量构造正则约束项；步骤5，结合数据项和正则约束项构造深度图像增强的目标函数，根据Legendre‑Fenchel变换，得到目标函数的对偶形式，利用原‑对偶算法对目标函数的对偶形式进行求解；步骤6，根据初始值进行迭代，直到|uⁿ⁺¹‑uⁿ|<tol或迭代次数达到上限，tol为阈值，迭代完成，输出高分辨率深度图像D_H；式中：uⁿ⁺¹、uⁿ分别是第n+1次和第n次迭代所得的重建结果。