光場成像系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、在成像領(lǐng)域中，傳統(tǒng)相機(jī)的空間光軸位置信息缺失、物焦面單一以及景深受限等問題導(dǎo)致其無法滿足多維信息化的需求。傳統(tǒng)成像技術(shù)只能記錄場景中入射光束的投影位置信息，而不能記錄其他維度信息，它只能通過機(jī)械的調(diào)焦方式獲得單個物面的準(zhǔn)確對焦圖像。利用多目交匯測量方法可以計算不同物面的深度信息，但由于標(biāo)定困難、相機(jī)多姿態(tài)的設(shè)置以及交匯區(qū)域的限制使其只適合特殊場合應(yīng)用，影響了成像系統(tǒng)的時效性。為了克服傳統(tǒng)成像的不足，本文研究了基于微透鏡陣列的光場成像。<

2、br>　　本文在基于微透鏡陣列的光場成像數(shù)字重聚焦算法的研究上，首先通過分析光場成像的基本理論對光場成像系統(tǒng)進(jìn)行仿真，其中主要包括光場的參數(shù)化表征、光場成像系統(tǒng)仿真的參數(shù)設(shè)置以及光場的采集。其次分別從空間域和頻域?qū)?shù)字重聚焦圖像重建算法進(jìn)行研究與仿真。最后引入清晰度評價函數(shù)從空域和頻域兩個方面對數(shù)字重聚焦算法處理后的光場圖像結(jié)果進(jìn)行對比評價。在光場相機(jī)設(shè)計過程中，通過對微透鏡陣列與探測器的選取、耦合距離的論證設(shè)計了光場傳感器。利用相對輻

3、射定標(biāo)的方法對采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行暗電流校正與中心標(biāo)定。在光場成像系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種光場相機(jī)。通過該相機(jī)對實際三維目標(biāo)進(jìn)行圖像的采集以及相應(yīng)的數(shù)字重聚焦處理的實驗結(jié)果分析，證明通過光場成像系統(tǒng)可以同時獲得物體的位置信息和方向信息。利用重聚焦算法可以獲得物體的不同深度信息并且基于頻域的清晰度評價函數(shù)與空域相比有較高的靈敏度和好的抗噪性能，取得較好的評價效果。也充分證明準(zhǔn)確對焦的圖像所對應(yīng)的評價函數(shù)值最大，所以通過評價函數(shù)曲線就可以確