數(shù)字光場成像系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、光場成像技術(shù)作為一種結(jié)合傳統(tǒng)光學成像系統(tǒng)與計算機的計算成像技術(shù),其過程包括了對場景的光場信息的采集與對光場信息的處理。相對于傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的自動對焦技術(shù),光場成像技術(shù)可以通過對光學裝置采集的光場信息進行計算處理并獲得聚焦在任意深度位置的圖像,同時還克服了傳統(tǒng)成像系統(tǒng)的其它局限。本文從光場成像的原理出發(fā),對光場成像系統(tǒng)進行了理論分析,并利用幾何光學的方法,對光場成像系統(tǒng)進行了仿真,在光學平臺上搭建了對應的成像系統(tǒng)。另外,文章對改進的光場成像

2、系統(tǒng)—聚焦型光場成像系統(tǒng)進行了理論介紹和實驗驗證,通過計算處理實現(xiàn)了圖像的再現(xiàn)。最后,文章針對光場成像系統(tǒng)方向分辨率與宏像素的關(guān)系進行了討論,對光場成像系統(tǒng)的像素利用率進行了分析和改進,有效提高了系統(tǒng)的像素利用率。以下是文章的主要研究內(nèi)容:
　　1.從透鏡成像出發(fā),對如何獲取物體的空間信息進行了說明,對基于微透鏡陣列的光場成像原理進行了理論分析和介紹,主要包括光場的參數(shù)化表示、光場的采集、光場的記錄以及成像,給出了聚焦在任意平面的

3、成像公式。
　　2.對物體通過光場成像系統(tǒng)的成像位置進行了理論推導和計算,通過構(gòu)建三維物體和對光場成像系統(tǒng)的成像過程進行仿真,獲得了構(gòu)建的三維物體的光場數(shù)據(jù);同時,基于光路可逆的原理對光場數(shù)據(jù)進行了逆向計算和仿真,實現(xiàn)了物體在特定深度平面上的再現(xiàn)。搭建了基于微透鏡陣列的光場成像系統(tǒng)的光路,并獲得了實驗物體的光場信息。
　　3.對聚焦型光場成像系統(tǒng)進行了理論分析,通過對光場成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,獲得了實驗所需的光路,通過對微