基于二阶微分算子和测地距离的深度图超分辨率重建-计算机应用与软件.PDFVIP

第３３卷第７期　　　 计算机应用与软件 Ｖｏｌ３３Ｎｏ．７ ２０１６年７月　　 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ Ｊｕｌ．２０１６ 基于二阶微分算子和测地距离的深度图超分辨率重建 董文菁　胡良梅　张旭东　杨　慧　陈仲海 （合肥工业大学计算机与信息学院图像信息处理研究室　安徽合肥２３０００９） 摘　要　　针对ＴＯＦ相机原始获取深度图像分辨率非常低，且超分辨率重建中易出现边缘模糊和伪影的问题，提出一种基于二阶 微分算子和测地距离的深度图超分辨率重建算法。以彩色信息作为引导，运用双边滤波的思想，采用测地距离把低分辨率深度图像 的空间高斯核与高分辨率彩色图像的幅度高斯核函数结合起来，体现了深度图与彩色图的一致性，并引入深度核函数对两个相邻像 素具有类似颜色但深度值不同的情况进行处理，抑制颜色相似但深度值不同区域的伪影现象，恢复出边缘轮廓显著的高分辨率深度 图。实验结果表明，该算法可以有效保护图像的边缘结构且解决伪影问题，并在定性和定量两个方面都可达到很好的效果。 关键词　　深度超分辨率重建　二阶微分算子　测地距离　ＴＯＦ相机 中图分类号　ＴＰ３９１　　　　文献标识码　Ａ　　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００３８６ｘ．２０１６．０７．０４６ ＤＥＰＴＨＩＭＡＧＥＳＵＰＥＲＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＢＡＳＥＤＯＮ ＳＥＣＯＮＤＯＲＤＥＲＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＬＯＰＥＲＡＴＯＲＡＮＤＧＥＯＤＥＳＩＣＤＩＳＴＡＮＣＥ ＤｏｎｇＷｅｎｊｉｎｇ　ＨｕＬｉａｎｇｍｅｉ　ＺｈａｎｇＸｕｄｏｎｇ　ＹａｎｇＨｕｉ　ＣｈｅｎＺｈｏｎｇｈａｉ （ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｍａｇｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ　　ＴｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｏｒｉｇｉｎａｌｌｙｃａｐｔｕｒｅｄｄｅｐｔｈｉｍａｇｅｗｉｔｈＴＯＦｃａｍｅｒａｉｓｖｅｒｙｌｏｗ，ａｎｄｉｔｉｓｐｒｏｎｅｔｏｈａｖｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｂｌｕｒｒｅｄ ｅｄｇｅｓａｎｄａｒｔｉｆａｃｔｓｉｎｓｕｐｅｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｉｎｌｉｇｈｔｏｆｔｈｉｓｉｓｓｕｅ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｄｅｐｔｈｍａｐｓｕｐｅｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｏｐｅｒａｔｏｒａｎｄｇｅｏｄｅｓｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｇｕｉｄｅｄｗｉｔｈｃｏｌｏｕｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｕｓｅｓｔｈｅｉｄｅａｏｆ ｂｉｌａｔｅｒａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，ａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌＧａｕｓｓｉａｎｋｅｒｎｅｌｏｆｌｏｗｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｄｅｐｔｈｉｍａｇｅａｎｄｔｈｅｍａｇｎｉｔｕｄｅＧａｕｓｓｉａｎｋｅｒｎｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｌｏｕｒｉｍａｇｅｗｉｔｈｇｅｏｄｅｓｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ，ｔｈｕｓｒｅｆｌｅｃｔｓｔｈｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆｄｅｐｔｈｍａｐａｎｄｃｏｌｏｕｒｉｍａｇｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅｄｅｐｔｈｋｅｒｎｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｈａｔｔｗｏａｄｊａｃｅｎｔｐｉｘｅｌｓｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｃｏｌｏｕｒｂｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｖａｌｕｅｓ，ａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｅｓｔｈｅ ａｒｔｉｆａｃｔｓｉｎｔｈｅｒｅｇｉｏｎｓｗｉｔｈｓｉｍｉｌａｒｃｏｌｏｕｒｂｕｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｐｔｈｖａｌｕｅｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｄｅｐｔｈｍａｐｗｉｔｈｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｄｇｅｃｏｎｔｏｕｒｉｓ ｒｅｓｔｏｒｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｔｈｉｓａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｓｅｒｖｅｔｈｅｅｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ