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《基于頻域的像素光場(chǎng)圖像重聚焦算法.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第38卷第2期2016年4月光學(xué)儀器OPTICALINSTRUMENTSV01．38，No．2April，2016文章編號(hào)：1005—5630(2016)02—0121—07基于頻域的像素光場(chǎng)圖像重聚焦算法王宇1，張旭1’2“，屠大維1’2(1．上海大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，上海200072；2．上海大學(xué)上海市智能制造及機(jī)器人重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200072；3．上海大學(xué)機(jī)械系統(tǒng)與振動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200240)摘要：提出一種基于像素光場(chǎng)的頻域重聚焦算法。首先建立四維光場(chǎng)與像素光場(chǎng)的關(guān)系模型，然后基于傅里葉變換，建立了像素光場(chǎng)的重聚焦方法，并分析了傅里葉切片的作用和重采
2、樣的方法。在實(shí)驗(yàn)中，對(duì)比積分投影法，分析兩種不同方法對(duì)同一場(chǎng)景的重聚焦效果，評(píng)價(jià)了兩種方法的計(jì)算效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于頻域的傅里葉切片法在結(jié)果上等效于積分投影法，但是計(jì)算負(fù)擔(dān)更小。關(guān)鍵詞：像素光場(chǎng)；重聚焦；傅里葉切片中圖分類(lèi)號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005-5630．2016．02．006RefocusofthepixellightfieldimageinthefrequencydomainWrANGYhl，ZHANGX“1，2一，TUDaweil，2(1．SchoolofMeehatronicEngineeringandAut
3、omation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．ShanghaiKeyLaboratoryofIntelligentManufacturingandRobotics，ShanghmUniversity，Shanghai200072，China；3．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，ShanghaiUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thispaperprovidesarefocusalgorithmofthepi
4、xellightfieldinthefrequencydomain．Itneedstopixelatethe4Dlightfielddataatfirst，thenestablishesthewayofrefocusintheFouriertransformandanalysestheeffectofFouriersliceandprocedureofresample．Comparingwiththemethodofintegralprojectionintheexperiment，therefocusresultsaboutthesamesceneofthetwodif
5、ferentwaysareexplainedandtheefficiencyofeachiSevaluated．TheexperimentalresultsshowthattheFourierslicehasabettercomputationalperformancewhichcanachievethesameastheresultwithintegralprojection．Keywords：pixellightfield；refocus；Fourierslice引言光場(chǎng)有別于傳統(tǒng)的二維圖像，是對(duì)場(chǎng)景空間中既包含位置信息、又包含方向信息的所有光線的四維光輻射場(chǎng)的參數(shù)化
6、的表示[1]。傳統(tǒng)相機(jī)對(duì)拍照的要求高，尤其是面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)或是多目標(biāo)場(chǎng)景拍攝時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)離焦等現(xiàn)象。如抓拍高速運(yùn)動(dòng)物體，要減少高速運(yùn)動(dòng)的物體造成的運(yùn)動(dòng)模糊，如果減少曝光時(shí)間，則圖像過(guò)暗；若增大孔徑，則景深過(guò)小，造成背景模糊[2]。當(dāng)面對(duì)多目標(biāo)場(chǎng)景，除聚焦點(diǎn)之外的物體則難以成像清晰。與之相對(duì)的，光場(chǎng)成像技術(shù)通過(guò)先拍攝后聚焦的技術(shù)提供了解決這些問(wèn)題的新途徑。它可以記錄場(chǎng)景中自由光線傳播的四維位置和方向信息，比傳統(tǒng)的相機(jī)記錄的內(nèi)容更加豐富，增加了兩維方向信息[11；通過(guò)數(shù)字收稿日期：2015—05—26基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51205244)作者簡(jiǎn)介：王宇(1987
7、一)男，碩士，主要從事圖像處理方面的研究。E-mail：541340151@qq．com通信作者：張旭(1982一)男，博士，主要從事信息和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的研究。E-mail：xuzhang@shu．edu．en·122·光學(xué)儀器第38卷重聚焦技術(shù)，還可以在拍攝之后重新選擇焦點(diǎn)或是全景深融合，解決離焦或背景模糊等問(wèn)題[“]。光場(chǎng)圖像信息在存儲(chǔ)時(shí)有別于傳統(tǒng)的二維圖像：普通二維圖像存儲(chǔ)為RGB二維矩陣；光場(chǎng)圖像為了在保留位置信息的前提下，增加方向信息，用四維光場(chǎng)模型(其中位置坐標(biāo)兩維，方向坐標(biāo)兩維)來(lái)表示。如圖1所示，光線L(u，
