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《光場(chǎng)圖像重構(gòu)算法仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、光場(chǎng)圖像重構(gòu)算法仿真 摘要：根據(jù)光場(chǎng)成像原理，對(duì)非聚焦型光場(chǎng)相機(jī)和聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的成像原理和采樣模式進(jìn)行了分析，對(duì)比了兩種光場(chǎng)成像系統(tǒng)的成像特點(diǎn)。針對(duì)不同類型光場(chǎng)相機(jī)的信息采樣特點(diǎn)，推導(dǎo)了非聚焦型光場(chǎng)相機(jī)空域平移疊加重聚焦算法及聚焦型光場(chǎng)相機(jī)基礎(chǔ)圖像重構(gòu)算法，并在MATLAB中對(duì)兩種圖像重聚焦算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)證明兩種算法都可以有效獲得任一景深清晰的像，可為光場(chǎng)成像技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。 關(guān)鍵詞： 光場(chǎng)成像；圖像重構(gòu)；重構(gòu)算法；景深 中圖分類號(hào)：O439文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.3969/j.issn.10055630.2017.01.006
2、Simulationofthealgorithmsforthelightfieldimagerendering SUJinhui，JINYitao，LUYidan，ZHANGWei （SchoolofOpticalElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China） Abstract： Thedetailedanalyseshasbeendoneontheunfocusedplenopticcameraandt
3、hefocusedplenopticcamerarespectively，basedontheimagingprincipleandthesamplingmodes.Thecharacteristicsofthesetwodifferentlightfieldimagingsystemsarecompared.Thespatialdomainshiftandaddrenderingalgorithmoftheunfocusedplenopticcameraandthebasicrenderingalgorithmofthefocusedplenoptichav
4、ebeendeducedaccordingtotheirsamplingmode.ThenthealgorithmsaresimulatedbythesoftwareMATLAB.Theeffectivenessofthetworenderingalgorithmshasbeenverifiedthatcapturetheclearimageatdepths.Thisresearchcouldserveasreferencefortheapplicationofthelightfieldimaging. Keywords：lightfieldimaging；
5、imagingrendering；renderingalgorithm；depthoffield 引言 光場(chǎng)成像由于獲取了光輻射的完整分布，可以通過光場(chǎng)信息重構(gòu)算法的數(shù)據(jù)處理手段計(jì)算出所需的對(duì)焦圖像[12]。光場(chǎng)相機(jī)通過四維坐標(biāo)系參數(shù)表征出空間內(nèi)光輻射位置信息和方向信息，因此與傳統(tǒng)相機(jī)的二維圖像相比多出了兩個(gè)自由度。相較于傳統(tǒng)成像，光場(chǎng)成像的優(yōu)勢(shì)在于無需機(jī)械調(diào)焦，只需通過數(shù)據(jù)處理即可得到不同景深的清晰圖像，由于可在重構(gòu)之前對(duì)光輻射相位誤差進(jìn)行校正，從而能夠消除幾何像差，降低成像質(zhì)量對(duì)于光學(xué)器件性能的依賴性。光場(chǎng)成像過程包括了光場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和光場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖
6、像的過程。 光場(chǎng)的概念最初由Gershun提出，用來描述三維空間內(nèi)光線的傳輸特性[34]。Adelson等提出用光線的三維坐標(biāo)、光線傳輸方向、光線波長及時(shí)間多個(gè)參數(shù)表征光場(chǎng)函數(shù)[5]，而Levoy等將光場(chǎng)函數(shù)表示為四維，并提出用兩個(gè)平行的平面對(duì)四維光場(chǎng)進(jìn)行參數(shù)化表征[6]。在幾何光學(xué)中，光場(chǎng)是指光線強(qiáng)度在三維空間中的位置分布和方向分布，可采用雙平面參數(shù)來表征光場(chǎng)?，F(xiàn)實(shí)中的成像系統(tǒng)都可以簡化為兩個(gè)平行的平面，將微透鏡陣列加入到傳統(tǒng)成像系統(tǒng)中，就可以對(duì)光場(chǎng)信息進(jìn)行采集，通過對(duì)探測(cè)器上每個(gè)點(diǎn)所接受的光線進(jìn)行積分，最終對(duì)所采集光場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到所需要的對(duì)焦圖像[7
7、8]。為了提高光場(chǎng)信息采集的便捷性，Adelson等提出了一種光場(chǎng)相機(jī)的原理結(jié)構(gòu)[9]，隨后Ng等簡化了之前光場(chǎng)相機(jī)設(shè)計(jì)[10]，設(shè)計(jì)出了手持式光場(chǎng)相機(jī)，即傳統(tǒng)非聚焦型光場(chǎng)相機(jī)，再后來Lumsdaine等提出了改進(jìn)的聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的設(shè)計(jì)[11]。 本文對(duì)非聚焦型光場(chǎng)相機(jī)和聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的成像原理和采樣模式進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在此基礎(chǔ)上針對(duì)不同的光場(chǎng)成像模式，推導(dǎo)了適用的光場(chǎng)圖像重構(gòu)算法?！ ?.2用于聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的基礎(chǔ)圖像重構(gòu)算法 2.2.1 基礎(chǔ)圖像重構(gòu)算法原理 基礎(chǔ)圖像重構(gòu)算法是針對(duì)聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的一種圖像重構(gòu)算法[13]，由于聚焦型光場(chǎng)相機(jī)的成像
8、采集過程與非聚焦型光場(chǎng)相機(jī)存在差??，
