基于光场成像数字重聚焦过程的性能分析 被引量：3

1

作者 尤素萍 卢昱丞 +1 位作者 张薇 杨波 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2875-2880,2889,共7页

数字重聚焦是光场成像的一个重要特性,其性能的分析对光场成像研究具有重要的参考价值。本文基于微透镜阵列型光场成像时域与频域的两种不同重聚焦算法进行推导,分析了数字重聚焦算法中不同域、插值方法、采样半径对图像像质和计算运行... 数字重聚焦是光场成像的一个重要特性,其性能的分析对光场成像研究具有重要的参考价值。本文基于微透镜阵列型光场成像时域与频域的两种不同重聚焦算法进行推导,分析了数字重聚焦算法中不同域、插值方法、采样半径对图像像质和计算运行速度的影响,得到在图像像质和处理速度之间的最佳值,实验结果表明利用该方案都能在较快的处理速度下实现较好的图像像质。 展开更多

关键词 光场成像 数字重聚焦 微透镜阵列 光场相机

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太赫兹光场数据采集与数字重聚焦实验研究 被引量：4

2

作者 杨墨轩 赵源萌 +2 位作者 左剑 吕南方 张存林 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期117-122,共6页

本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建... 本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建方法的基础上,应用太赫兹焦平面阵列相机进行太赫兹光场数据采集和数字重聚焦实验。首先采集太赫兹光场原始数据,然后通过数字重聚焦进行计算成像,最后对重构图像做增强处理,得到了深度、角度及目标物轮廓分辨力强的太赫兹图像。实验证明了太赫兹光场成像技术的可行性及其改善图像质量、丰富复现效果的能力。 展开更多

关键词 太赫兹 光场采集 数字重聚焦 图像重构

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混合式光场相机在聚焦与非聚焦模式下的超分辨重聚焦仿真（英文） 被引量：7

3

作者 张薇 郭鑫 +2 位作者 尤素萍 杨波 万新军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3384-3392,共9页

光场描述了光在自由空间传播的全四维信息,光场相机可用来获得光场图像。在传统的光场相机中,最终获得图像的空间分辨率受限于微透镜阵列中透镜的个数。聚焦型光场相机相较于传统光场相机能够获得更高的空间分辨率,但是以牺牲其角度分... 光场描述了光在自由空间传播的全四维信息,光场相机可用来获得光场图像。在传统的光场相机中,最终获得图像的空间分辨率受限于微透镜阵列中透镜的个数。聚焦型光场相机相较于传统光场相机能够获得更高的空间分辨率,但是以牺牲其角度分辨率作为代价。在Zemax中建立了传统光场相机与将聚焦光场相机的成像模型,仿真获得了两种光场相机的光场图像,分析了两种不同类型光场相机采样模式的区别。提出将可变焦液体透镜阵列放置在光场相机中,可以同时获得聚焦和非聚焦两种模式下的光场图像。根据记录的光场信息,讨论了相应的重聚焦方法,计算仿真了在不同景深下的重聚焦图像,并提出了一种基于图像融合和超分辨率重构的方法来提高重聚焦图像的分辨率,最终在相同的景深范围内获得了3倍于传统光场相机分辨率的重聚焦图像。 展开更多

关键词 光场相机 超分辨 数字重聚焦 可变焦液体透镜阵列

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光场分层成像系统的重聚焦标定方法 被引量：4

4

作者 赵大成 单良 +2 位作者 孔明 洪波 刘维 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期102-109,共8页

为根据参数精确获取分层位置的重聚焦像,提出了基于阶梯尺的标定方法.用光场相机拍摄阶梯标尺,利用重聚焦技术获得图像序列,使用点锐度评价函数计算图像序列各刻度面最清晰图像,完成重聚焦参数的标定.对标定结果进行评价,采用刃边法计... 为根据参数精确获取分层位置的重聚焦像,提出了基于阶梯尺的标定方法.用光场相机拍摄阶梯标尺,利用重聚焦技术获得图像序列,使用点锐度评价函数计算图像序列各刻度面最清晰图像,完成重聚焦参数的标定.对标定结果进行评价,采用刃边法计算重聚焦图像的高斯离焦参数,阶梯标尺比刻度标尺标定方法减小25%以上,可以有效提高光场相机重聚焦的准确度.进行分层成像实验,对比两种标定方法下的分层重聚焦图像,验证了阶梯标尺标定的重聚焦结果更清晰,适用于光场分层成像系统. 展开更多

关键词 光场相机 光学分层成像 数字重聚焦 重聚焦参数 清晰度评价 高斯离焦参数

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基于小波域清晰度评价的光场全聚焦图像融合 被引量：11

5

作者 谢颖贤 武迎春 +2 位作者 王玉梅 赵贤凌 王安红 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1848-1854,共7页

传统全聚焦图像融合以相机多次曝光拍摄的多聚焦图像为基础,光场相机在单次曝光后可计算空间任意深度的重聚焦图像,为后期全聚焦图像的获取提供便利。提出了一种基于小波变换的光场全聚焦图像获取算法,可有效避免传统空域图像融合算法... 传统全聚焦图像融合以相机多次曝光拍摄的多聚焦图像为基础,光场相机在单次曝光后可计算空间任意深度的重聚焦图像,为后期全聚焦图像的获取提供便利。提出了一种基于小波变换的光场全聚焦图像获取算法,可有效避免传统空域图像融合算法的块效应,获得较高质量的全聚焦图像。该算法通过对微透镜阵列光场相机获得的4D光场数据进行空间变换与投影,得到用于全聚焦图像融合的重聚焦图像,对各帧重聚焦图像进行小波分解提取高、低频子图像集,提出区域均衡拉普拉斯算子、像素可见度函数分别构建融合图像的高、低频小波系数实现图像融合,其性能优于传统的区域清晰度评价函数。实验验证了所提算法的正确性和有效性,采用Lytro光场相机的原始数据计算了融合全聚焦图像,与传统图像融合算法相比,人眼视觉效果更好,客观图像指标也得到了提高。 展开更多

关键词 光场相机 数字重聚焦 全聚焦 小波变换 拉普拉斯算子 区域清晰度

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基于光场成像的表面三维重构 被引量：10

6

作者 孙试翼 匡翠方 刘旭 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期210-214,共5页

传统的成像方式单次曝光只能获取物空间二维横向分辨率信息,无法获取纵向深度信息,导致单次拍摄过程中物空间的深度信息丢失,无法对物空间的目标物进行三维重构。光场相机内部采用光场传感器,不同于传统成像系统单次采集只能获取二维信... 传统的成像方式单次曝光只能获取物空间二维横向分辨率信息,无法获取纵向深度信息,导致单次拍摄过程中物空间的深度信息丢失,无法对物空间的目标物进行三维重构。光场相机内部采用光场传感器,不同于传统成像系统单次采集只能获取二维信息而造成的信息缺失,光场传感器可获取物空间的多维光场信息,同时其还具有便携等优点。采用光场相机进行拍摄,利用数字重聚焦以及散焦测距和相关计算的方法,实现密集深度图像的获取,基于matlab软件平台,对所获取的图像深度数据矩阵进行处理,最终实现物空间的三维重构。得到物空间的相对深度的归一化结果。本实验中,在深度范围为100mm^1 500mm范围内,实现平均误差为5.47%深度信息的表面三维重构,最大重构误差为8.30%。 展开更多

关键词 应用光学 三维重构 数字重聚焦 散焦测距 密集深度图像

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基于MDLatLRR和KPCA的光场图像全聚焦融合 被引量：2

7

作者 黄泽丰 杨莘 +1 位作者 邓慧萍 李青松 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期247-261,共15页

为了提升光场成像的空间分辨率,结合光场图像数字重聚焦与多聚焦图像融合,提出了一种基于多尺度潜在低秩分解和核主成分分析的光场图像全聚焦融合算法。首先,对光场图像进行数字重聚焦得到重聚焦图像,然后对各重聚焦图像进行多尺度分解... 为了提升光场成像的空间分辨率,结合光场图像数字重聚焦与多聚焦图像融合,提出了一种基于多尺度潜在低秩分解和核主成分分析的光场图像全聚焦融合算法。首先,对光场图像进行数字重聚焦得到重聚焦图像,然后对各重聚焦图像进行多尺度分解提取出基础层和显著层,对基础层、显著层分别采用局部梯度差值加权算法和多尺度梯度域显著性提取算法计算相应的特征系数;其次,联立基础层和各显著层的特征系数矩阵,然后用核主成分分析进行降维融合得到融合特征系数矩阵,使得经融合特征系数生成的聚焦决策图能充分考虑基础层和显著层的特征信息;最后,用聚焦决策图引导重聚焦图像进行全聚焦融合。实验结果表明,该算法与传统方法相比在视觉效果和边缘信息丰富度上具有更优表现,所生成的光场全聚焦图像具有更高的分辨率和更好的视觉效果。 展开更多

关键词 光场 全聚焦图像融合 数字重聚焦 多尺度潜在低秩分解 核主成分分析

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光场成像技术进展 被引量：44

8

作者 聂云峰 相里斌 周志良 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期563-572,共10页

归纳总结了光场成像从理论到实现的发展历程,根据光场数据获取方式对目前典型的光场成像设备进行了分类.在光场相机原理的基础上,重点阐述了基于光场的计算成像原理、数字重聚焦技术、合成孔径成像技术和显微成像技术,并对光场成像技术... 归纳总结了光场成像从理论到实现的发展历程,根据光场数据获取方式对目前典型的光场成像设备进行了分类.在光场相机原理的基础上,重点阐述了基于光场的计算成像原理、数字重聚焦技术、合成孔径成像技术和显微成像技术,并对光场成像技术的应用前景和存在的关键问题进行了讨论. 展开更多

关键词 光场相机 数字重聚焦 合成孔径成像 光场显微镜

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基于微透镜阵列的光场图像深度估计 被引量：5

9

作者 丁江华 韩燮 孙福盛 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第17期71-75,共5页

针对光场相机同时记录光线位置信息和角度信息,提出估计光场图像深度的新方法。根据光场摄像技术的数字重聚焦原理,产生场景不同焦深的图像序列;采用基于目标区域的可变窗口清晰度评价算子对目标在图像序列中的聚焦度进行测量,通过高斯... 针对光场相机同时记录光线位置信息和角度信息,提出估计光场图像深度的新方法。根据光场摄像技术的数字重聚焦原理,产生场景不同焦深的图像序列;采用基于目标区域的可变窗口清晰度评价算子对目标在图像序列中的聚焦度进行测量,通过高斯插值获得最清晰的成像位置作为深度求取结果。以基于微透镜阵列的Lytro光场相机为例,实验结果表明,在降低现有算法时间复杂度的基础上,该方法提取的深度图可靠,证明了该方法的可行性与优越性。 展开更多

关键词 深度估计 光场图像 数字重聚焦 聚焦测距

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X射线成像闪烁体的光场渲染 被引量：3

10

作者 王小龙 罗守华 +1 位作者 李光 杨晶 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1528-1533,共6页

提出了一种将数字光场成像技术应用到X射线闪烁体成像系统的方法.分析了闪烁体的发光原理和光强分布,设计了基于相机阵列的X射线光场成像系统,并用计算机模拟了闪烁体发光模型并进行了仿真.在3ds Max中采用相机阵列捕捉闪烁体发出的光线... 提出了一种将数字光场成像技术应用到X射线闪烁体成像系统的方法.分析了闪烁体的发光原理和光强分布,设计了基于相机阵列的X射线光场成像系统,并用计算机模拟了闪烁体发光模型并进行了仿真.在3ds Max中采用相机阵列捕捉闪烁体发出的光线,获取不同视角的图像,合成了模拟微透镜阵列成像的光场数据,通过数字重聚焦方法得到闪烁体不同发光平面的图像序列.实验结果表明:未采用光场成像技术的X射线光学成像系统,景深较小,只能使闪烁体的一部分聚焦,其余部分会降低图像分辨率;而利用光场成像技术,在不改变光学系统基本结构的基础上,扩大了光学系统的景深,使整个闪烁体都在聚焦范围内,可以减小对闪烁体厚度的要求,获得比较好的图像质量,为实际模型的建立提供理论依据. 展开更多

关键词 相机阵列 X射线闪烁体 3ds MAX 数字重聚焦 光场成像

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基于相机阵列的光学组件缺陷在线检测方法 被引量：7

11

作者 张文学 王继红 任戈 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1-7,共7页

利用调焦方式可以实现焦距的连续变化从而对不同物距下的光学组件进行在线检测,但是调焦过程操作复杂且对调焦位移精度要求较高,景深内光学元件缺陷无法区分,难以实现真正意义上的在线检测。因此,本文提出了基于相机阵列的光学组件缺陷... 利用调焦方式可以实现焦距的连续变化从而对不同物距下的光学组件进行在线检测,但是调焦过程操作复杂且对调焦位移精度要求较高,景深内光学元件缺陷无法区分,难以实现真正意义上的在线检测。因此,本文提出了基于相机阵列的光学组件缺陷在线检测方法。首先建立了相机阵列的成像模型并给出了数字重聚焦表达式以及空间分辨率的表达式。接着利用MATLAB模拟相机阵列成像过程和数字重聚焦过程。最后进行实验验证,通过二维位移台带动相机对不同物距下的多个光学元件表面缺陷进行成像获得阵列相机图像,通过数字重聚焦算法得到不同物距下的光学元件表面缺陷分布信息。实验结果表明,基于相机阵列的光学组件缺陷在线检测技术能够同时对位于景深范围内的光学组件进行在线检测。该方法在光学元件缺陷在线检测方面有着一定的应用价值。 展开更多

关键词 在线检测 相机阵列 数字重聚焦 光学组件

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基于微透镜阵列的光场显微镜实验研究 被引量：3

12

作者 徐小海 张青川 程腾 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期34-38,共5页

为了解决传统光学显微镜景深小的局限性,结合光场成像技术,搭建了基于微透镜阵列的光场显微镜试验平台.实验获取了绿光照明下碎玻璃片的光场显微镜照片,利用光场成像技术数字重聚焦得到了清晰成像与不同距离的图像序列.通过几何光学的... 为了解决传统光学显微镜景深小的局限性,结合光场成像技术,搭建了基于微透镜阵列的光场显微镜试验平台.实验获取了绿光照明下碎玻璃片的光场显微镜照片,利用光场成像技术数字重聚焦得到了清晰成像与不同距离的图像序列.通过几何光学的成像原理以及物理光学相关理论,分析了传统显微镜和光场显微镜的空间分辨率和景深.结果表明,光场显微镜的景深较传统显微镜大幅度增加了38倍,而空间分辨率减小了8/9.实验得到的光场图像序列同样表明光场显微镜能够大幅度增加景深. 展开更多

关键词 光场显微镜 显微成像 微透镜阵列 景深 数字重聚焦

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一种应用相机阵列实现图像遮挡物移除的方法 被引量：2

13

作者 杨墨轩 赵源萌 +2 位作者 朱凤霞 张宏飞 张存林 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期494-500,共7页

针对光路中前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,本文对应用相机阵列的遮挡物移除算法进行实验研究。用阵列型光场相机采集四维光场数据,然后用数字重聚焦技术进行不同深度的重聚焦,突出目标物细节特征。利用图像重构技术合成子图像阵列... 针对光路中前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,本文对应用相机阵列的遮挡物移除算法进行实验研究。用阵列型光场相机采集四维光场数据,然后用数字重聚焦技术进行不同深度的重聚焦,突出目标物细节特征。利用图像重构技术合成子图像阵列,选择最小误差阈值分割法标记遮挡物区域并复现原图像的细节特征。实验结果证明了应用阵列型光场相机移除遮挡物的可行性,及其改善图像质量、复现遮挡区域图像、提高图像可读性、降低噪声影响的能力。依据无参考的图像质量评价指标,本文算法在重构图像质量上SNR与PSNR分别提升了17.3%与77.6%。 展开更多

关键词 光场采集 数字重聚焦 图像重构 遮挡物

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