随着便携式拍照设备的发展,摄影质量成为消费级市场的重要需求。“十三五”国家战略性新兴产业发展规划中提出大力发展市场需求大的多用途无人机的政策,本文针对目前自拍无人机大势当头的情况,创新性地提出在自拍无人机上实现景深照片的拍摄,鉴于多数自拍无人机不具有深度感应摄像头,因此景深照片获取离不开场景三维重构以及深度信息的获取。本文旨在实现一个基于自拍无人机输入的,单目多帧以及双目两帧的深度信息获取与优化算法。针对不同的输入应用需求,技术路线分为两种——单目多帧实现深度获取+合成聚焦以及双目立体匹配深度获取+合成聚焦。本文主要工作内容和创新性成果如下:(1)研究基于单目微基线图像序列的深度获取与优化。针对自拍无人机的小抖动图像序列/视频输入,提出一种直接进行光束法平差优化的自标定的小运动恢复结构算法,估计相机内外参数,构造稀疏三维点云。实现基于空间扫描的立体算法估计初始稠密深度信息,并提出一种彩色信息和深度信息联合指引的全连接条件随机场模型对初始深度结果进行优化,有效提升深度图的精度与准确性。(2)研究基于双目小基线图像对的深度图获取算法。针对双目摄像头获取的小基线图像对,提出一种基于双边空间的edge-aware的小基线双目图像对立体匹配的算法,在双边空间构建能量方程的平滑项与数据项并求解,全局优化获取具有准确边缘信息和深度数值的深度图,有效减小存储资源消耗。(3)研究应用于自拍无人机的基于场景深度信息的图像重聚焦应用算法。提出一种针对自拍无人机实现合成聚焦的算法,基于深度感知算法获取的场景三维信息,提出一种层次式的模糊算法,有效提高合成聚焦的准确性和视觉效果。