數(shù)字光場成像系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、光場成像技術(shù)作為一種結(jié)合傳統(tǒng)光學(xué)成像系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的計(jì)算成像技術(shù),其過程包括了對場景的光場信息的采集與對光場信息的處理。相對于傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的自動對焦技術(shù),光場成像技術(shù)可以通過對光學(xué)裝置采集的光場信息進(jìn)行計(jì)算處理并獲得聚焦在任意深度位置的圖像,同時(shí)還克服了傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的其它局限。本文從光場成像的原理出發(fā),對光場成像系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,并利用幾何光學(xué)的方法,對光場成像系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,在光學(xué)平臺上搭建了對應(yīng)的成像系統(tǒng)。另外,文章對改進(jìn)的光場成像

2、系統(tǒng)—聚焦型光場成像系統(tǒng)進(jìn)行了理論介紹和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過計(jì)算處理實(shí)現(xiàn)了圖像的再現(xiàn)。最后,文章針對光場成像系統(tǒng)方向分辨率與宏像素的關(guān)系進(jìn)行了討論,對光場成像系統(tǒng)的像素利用率進(jìn)行了分析和改進(jìn),有效提高了系統(tǒng)的像素利用率。以下是文章的主要研究內(nèi)容:
　　1.從透鏡成像出發(fā),對如何獲取物體的空間信息進(jìn)行了說明,對基于微透鏡陣列的光場成像原理進(jìn)行了理論分析和介紹,主要包括光場的參數(shù)化表示、光場的采集、光場的記錄以及成像,給出了聚焦在任意平面的

3、成像公式。
　　2.對物體通過光場成像系統(tǒng)的成像位置進(jìn)行了理論推導(dǎo)和計(jì)算,通過構(gòu)建三維物體和對光場成像系統(tǒng)的成像過程進(jìn)行仿真,獲得了構(gòu)建的三維物體的光場數(shù)據(jù);同時(shí),基于光路可逆的原理對光場數(shù)據(jù)進(jìn)行了逆向計(jì)算和仿真,實(shí)現(xiàn)了物體在特定深度平面上的再現(xiàn)。搭建了基于微透鏡陣列的光場成像系統(tǒng)的光路,并獲得了實(shí)驗(yàn)物體的光場信息。
　　3.對聚焦型光場成像系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,通過對光場成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,獲得了實(shí)驗(yàn)所需的光路,通過對微