基於循環式景深區域切割之全聚焦影像合成及深度圖估測技術

An All-focus Image Fusion and Depth Image based on Iteratively Splitting Depth of Field Region

何佳哲(Chia-Che Ho)

指導教授 ： 賴文能

國立中正大學/工學院/電機工程學系/碩士(2014年)

摘要

隨著時代的進步，近年來許多科技大都朝向3D工程發展，其技術應用範圍很廣泛。3D工程用來偵測並分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀資料（如顏色、表面反射率等性質），例如，平面感測器蒐集到的資料常被用來進行三維重建計算，在虛擬世界中建立實際物體的3D數位模型。這些3D模型具有相當廣泛的用途，例如工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學資訊、生物資訊、刑事鑑定、數位文物典藏、電影製片、遊戲創作素材等等都可見其應用。
本論文探討以單眼相機拍攝不同焦距的影像序列，對所觀察的影像序列中物體重建其全聚焦合成影像，並計算相對的畫面深度資訊。本論文提出一演算法，其中前處理先估測影像場景中粗略的景深區域切割，後續再利用循環式區域切割法將優化景深區域的切割結果，最後再以聚焦度量及winner take all方法選擇正確的對焦影像資訊來合成全聚焦及深度圖影像，而對於無法辨識景深的區域，利用其相鄰區域的深度資訊，來指定適當的深度值，後處理則係偵測深度圖中的脈衝雜訊，並利用其相鄰區域的深度資訊做修正。
實驗結果顯示，本論文的全聚焦合成影像結果相對於其他學術文獻及商業軟體，以人眼評估較不易察覺明顯失真，觀看時可以明確地感受到影像的對焦感，而對於深度影像結果，我們的方法在前景及背景也有不錯的辨別效果。此外，在計算時間上，我們的方法也優於所比較的商業軟體。

關鍵字

全聚焦影像合成 ； 全聚焦影像

並列摘要

無資料

並列關鍵字

multi focus fusion ； all in focus ； multi focus ； all focus

參考文獻

[8] 鄭芳炫，毛新惟, “快速影像式自動對焦技術研究”, Journal of Information Technology and Applications, Vol. 3, No. 1, pp. 67-76, 2008.

[3] E. Wong, “A New Method for Creating a Depth Map for Camera Auto Focus Using an All in Focus Picture and 2D Scale Space Matching,” Proc. Of Int’l Conf. Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), May 2006.

[6] H. Y. Lin and X. H. Chou, "Defocus Blur Parameters Identification by Histogram Matching," Journal of the Optical Society of America A, Vol. 29, No. 8, pp. 1694-1706, Aug. 2012.

[9] Yi-Che Chen, Yi-Chin Wu, Chih-Hung Liu, Wei-Chih Sun, Yung-Chang Chen, “Depth Map Generation Based on Depth From Focus,” Proc. IEEE Conf. Electronic Devices, Systems and Applications (ICEDSA), pp. 59-63, April 2010.

[10] A. Yokota, T. Yoshida, H. Kashiyama, T. Hamamoto, “High speed Sensing System for Depth Estimation Based on Depth from Focus by Using Smart Imager,” Proc. IEEE ISCAS, Vol. 1, pp. 564-567, May 2005.