集成成像中基于同名像點(diǎn)變換的三維重構(gòu)方法的研究.pdf

1、集成成像是新型的三維顯示技術(shù)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(jié)合兼容，可實(shí)時(shí)顯示真彩色動(dòng)態(tài)三維影像等優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)被認(rèn)為是當(dāng)前三維顯示技術(shù)中最可能實(shí)用化的技術(shù)。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(gòu)端時(shí)，可以重構(gòu)記錄場景。雖然該記錄過程與重構(gòu)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?dāng)_疊加，且單個(gè)元素圖像分辨率低，景深小，其中元素圖像間的串?dāng)_與疊加在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中難以消除與修復(fù)。
　　 本文采用相機(jī)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?dāng)_，分辨率較高，景深大。但由于采用該方法導(dǎo)致了獲取端與重構(gòu)端參數(shù)不一致，需要通過計(jì)算算法，使得相機(jī)陣列獲取的元素圖像與重構(gòu)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(diǎn)間距變換的三維重構(gòu)算法，較好的解決了獲取端與重構(gòu)端參數(shù)匹配的問

3、題。本文圍繞同名像點(diǎn)間距變換的三維重構(gòu)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?dāng)_問題，采用相機(jī)陣列代替微透鏡陣列的方法，不僅可消除元素圖像的串?dāng)_，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(xué)成像理論分析了重構(gòu)端系統(tǒng)的參數(shù)，分別對(duì)重構(gòu)端的焦面與非焦面重構(gòu)模式進(jìn)行了分析，對(duì)兩種模式下重構(gòu)圖像的分辨率與景深進(jìn)行了計(jì)算和比較。⑶分析了同名像點(diǎn)在傳統(tǒng)集成成像中的重要作用，得到同名像點(diǎn)間距決定了重構(gòu)端的

4、成像物距與成像像距的重要結(jié)論。并分別在非焦面和焦面重構(gòu)模式中，研究了同名像點(diǎn)間距與重構(gòu)深度的關(guān)系與區(qū)別。⑷提出了一種基于同名像點(diǎn)間距變換的三維重構(gòu)算法，找到獲取端中相機(jī)陣列獲取的各元素圖像的同名像點(diǎn)間距，通過使用同名像點(diǎn)間距變換算法，使其與微透鏡陣列組成的重構(gòu)端的參數(shù)匹配，形成對(duì)應(yīng)關(guān)系。⑸為了驗(yàn)證本文所提理論，將相機(jī)陣列獲取的元素圖像分別以非焦面與焦面重構(gòu)模式進(jìn)行三維重構(gòu)顯示實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同的同名像點(diǎn)間距對(duì)應(yīng)獲得了具有不同重構(gòu)深