基于編碼光圈的寬景深成像研究.pdf

1、由于散焦而導(dǎo)致的圖像模糊是光學(xué)成像的難題之一，并且至今仍然無法徹底解決。從傳統(tǒng)的光學(xué)成像原理上來考慮，透鏡引起的光線變向特性使不同景深的物體在傳感器上的成像清晰度存在著很大的差異。
　　作為計(jì)算攝像學(xué)的一個(gè)部分，基于編碼光圈技術(shù)來進(jìn)行圖像散焦模糊的處理有很多方式，本文將在綜合國(guó)內(nèi)外研究成果基礎(chǔ)上，對(duì)如何優(yōu)化編碼光圈形狀進(jìn)行深入拓展，以期得到更好的去模糊效果。同時(shí)根據(jù)不同深度處的模糊程度來進(jìn)行深度估計(jì)也是編碼光圈技術(shù)的一個(gè)重要組成部

2、分，即通常所說的DFD技術(shù)(Depth from defocus)。
　　在經(jīng)典的通過散焦圖像估計(jì)深度信息(DFD)的方法中，通常使用單獨(dú)的光圈將圖像信息進(jìn)行編碼，也曾有研究者使用一對(duì)互補(bǔ)的編碼光圈以期得到效果更好的深度估計(jì)，本文創(chuàng)新性地提出了一種旋轉(zhuǎn)編碼光圈進(jìn)行深度恢復(fù)，彌補(bǔ)了單獨(dú)編碼光圈和一對(duì)編碼光圈在恢復(fù)過程中需要借助硬件實(shí)現(xiàn)的一些缺陷，為此方向的研究增加了新的可能性。在本課題討論的實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)經(jīng)過遺傳算法優(yōu)化生成的編碼光圈

3、圍繞光學(xué)中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在三個(gè)不同的角度分別拍攝圖像，最終使用相應(yīng)算法進(jìn)行解碼，得到了準(zhǔn)確的深度恢復(fù)和全聚焦場(chǎng)景圖。在旋轉(zhuǎn)編碼光圈的選擇過程中，綜合了其他研究者的一些理論基礎(chǔ)，推導(dǎo)出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)不同形狀編碼光圈在深度恢復(fù)中的性能表現(xiàn)，同時(shí)也獲得更好效果的全聚焦場(chǎng)景圖。在旋轉(zhuǎn)角度的選擇上，本文通過線搜索對(duì)所有可能的角度進(jìn)行驗(yàn)證，來獲取最佳旋轉(zhuǎn)角度，并進(jìn)行了優(yōu)化。最后，本文在仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際拍攝中對(duì)比了使用單一光圈、互補(bǔ)光圈對(duì)、旋轉(zhuǎn)編碼光