集成成像中基于同名像點變換的三維重構方法的研究.pdf

1、集成成像是新型的三維顯示技術之一，由于其具有在其視場角內(nèi)可提供全視差三維立體圖像，無需借助眼鏡等工具便可裸眼觀看，只需普通光源照明，與常用平板顯示器容易結合兼容，可實時顯示真彩色動態(tài)三維影像等優(yōu)勢，該技術被認為是當前三維顯示技術中最可能實用化的技術。典型集成成像系統(tǒng)采用微透鏡陣列記錄三維場景，根據(jù)光路可逆原理，微透鏡陣列作為重構端時，可以重構記錄場景。雖然該記錄過程與重構過程參數(shù)一致，可減少數(shù)據(jù)處理，但是由于微透鏡陣列間距與孔徑小，使得

2、元素圖像問容易產(chǎn)生串擾疊加，且單個元素圖像分辨率低，景深小，其中元素圖像間的串擾與疊加在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中難以消除與修復。
　　 本文采用相機陣列代替微透鏡陣列記錄三維場景，其獲取的元素圖像間相互無串擾，分辨率較高，景深大。但由于采用該方法導致了獲取端與重構端參數(shù)不一致，需要通過計算算法，使得相機陣列獲取的元素圖像與重構端的微透鏡陣列參數(shù)相匹配。本文提出了一種基于同名像點間距變換的三維重構算法，較好的解決了獲取端與重構端參數(shù)匹配的問

3、題。本文圍繞同名像點間距變換的三維重構這一主題展開研究，主要內(nèi)容包括：⑴分析了傳統(tǒng)集成成像系統(tǒng)中獲取端的串擾問題，采用相機陣列代替微透鏡陣列的方法，不僅可消除元素圖像的串擾，還可以提高元素圖像分辨率與景深。⑵分別從衍射受限理論與幾何光學成像理論分析了重構端系統(tǒng)的參數(shù)，分別對重構端的焦面與非焦面重構模式進行了分析，對兩種模式下重構圖像的分辨率與景深進行了計算和比較。⑶分析了同名像點在傳統(tǒng)集成成像中的重要作用，得到同名像點間距決定了重構端的

4、成像物距與成像像距的重要結論。并分別在非焦面和焦面重構模式中，研究了同名像點間距與重構深度的關系與區(qū)別。⑷提出了一種基于同名像點間距變換的三維重構算法，找到獲取端中相機陣列獲取的各元素圖像的同名像點間距，通過使用同名像點間距變換算法，使其與微透鏡陣列組成的重構端的參數(shù)匹配，形成對應關系。⑸為了驗證本文所提理論，將相機陣列獲取的元素圖像分別以非焦面與焦面重構模式進行三維重構顯示實驗，實驗結果表明，不同的同名像點間距對應獲得了具有不同重構深