用于增强现实动态虚实遮挡问题的编码孔径图像深度获取方法研究

本项目将开展用于增强现实动态虚实遮挡问题的编码孔径图像深度获取方法研究。本项目所要解决的动态虚实物体遮挡是增强现实领域的一个关键性问题，也是近年来本领域研究的热点问题。本项目采用的编码孔径图像深度获取方法是计算摄影学领域中的一种被动深度测量新方法。它通过在传统光路的孔径光阑位置安装一个具有特定编码模式的挡板，来使得所拍摄的图像本身附加更为丰富的场景信息。通过对获取图像的处理，可以反向估算出真实场景的深度。同时，获取图像本身经过去模糊处理后可得到清晰的全焦距图像。获得的深度信息可以用来实现增强现实系统中的动态虚实遮挡，而得到的清晰的全焦距图像则可以用于增强图像的生成。该方法能够有效解决虚实遮挡问题，具有很大的研究潜力。

深度相机在工业、军事等方面发挥着越来越重要的作用。本项目针对增强现实系统的应用需求，针对编码孔径深度相机的原理、仿真、应用等方面进行了全面的研究，在充分调研编码孔径深度相机国内外研究动态的基础上，对编码孔径相机的基本原理进行了深入的研究，并创新的提出了一些改进的编码孔径相机方案。针对编码孔径设计和评估问题，本项目提出了基于光学仿真平台的编码孔径相机的仿真方法，该方法能给编码孔径相机的研究带来全新的思路与手段，有效节约编码孔径相机研发的成本与时间。此外，本项目对编码孔径相机在实际中的应用进行了广泛的研究，如全焦图的恢复、图像的匹配、用于增强现实的图像前后景分割以及全景图的拼接等。本项目针对编码孔径的性能提出了一些改进方法，提出一种基于旋转离轴孔径的深度相机。本项目的实施为增强现实系统中深度信息的获取提供了一套完整的解决方案，本项目的一些成果（如全焦距全景图、数字重聚焦图）也已经被成功应用到增强现实系统中。