基于微透鏡型光場(chǎng)成像數(shù)據(jù)獲取及深度信息提取研究.pdf

1、三維成像和顯示技術(shù)被越來越多的應(yīng)用于科研、娛樂、醫(yī)療、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，受經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效應(yīng)的巨大推動(dòng)作用，三維成像理論和技術(shù)也不斷推陳出新。光場(chǎng)成像是一種成像與計(jì)算相結(jié)合的新型三維成像技術(shù)，有著較簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)、低成本的硬件設(shè)備和靈活的數(shù)據(jù)后期處理方式等特點(diǎn)，因此受到國(guó)內(nèi)外很多研究人員和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。
　　本文在對(duì)光場(chǎng)成像基本原理和國(guó)內(nèi)外光場(chǎng)成像的研究現(xiàn)狀深入學(xué)習(xí)之后，針對(duì)微透鏡型光場(chǎng)成像方式，圍繞其成像方式、數(shù)據(jù)特點(diǎn)、數(shù)據(jù)編碼

2、、深度信息提取和數(shù)據(jù)重建等重點(diǎn)問題，進(jìn)行了系統(tǒng)的研究工作。主要完成的工作如下:
　　首先，論文對(duì)深度信息提取的方法及理論作了深入的研究，介紹了主動(dòng)深度信息獲取方法和被動(dòng)深度信息獲取方法，并對(duì)被動(dòng)深度信息獲取方法中立體視覺法的五個(gè)步驟作了著重說明。對(duì)立體視覺法提取深度信息中的立體匹配分別以基于區(qū)域的立體匹配和基于特征的立體匹配進(jìn)行詳細(xì)說明，并作出對(duì)比，指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　然后，對(duì)微透鏡光場(chǎng)成像方式的模型參數(shù)進(jìn)行了分析，針對(duì)

3、微透鏡陣列兩種不同位置的放置，研究了各自成像特點(diǎn)，并對(duì)微透鏡陣列和CCD陣列的物理參數(shù)匹配過程進(jìn)行了研究，為數(shù)據(jù)的獲取和算法處理提供了指導(dǎo)。
　　接著，利用Lytro相機(jī)獲取的光場(chǎng)數(shù)據(jù)，分析了CCD上圖像的特點(diǎn)，利用成像模型，建立CCD和微透鏡陣列的映射關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出了一種光場(chǎng)數(shù)據(jù)編碼方法，利用該編碼方法，確定了像素與微透鏡的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　最后，利用前面編碼算法的結(jié)果，在用一系列子圖像獲取不同視角的圖像的基礎(chǔ)之

4、上，提出了一種針對(duì)光場(chǎng)成像較為有效的深度信息提取方法，主要是基于子圖像分割、顏色分割、梯度投影和圖像融合的思想，成功的用于Lytro相機(jī)獲取視差圖的深度信息獲取。
　　論文在上述研究的內(nèi)容框架內(nèi)，利用Matlab軟件編寫了光場(chǎng)數(shù)據(jù)編碼、子圖像分割、深度信息提出、數(shù)據(jù)重聚焦等算法。利用編寫的算法對(duì)光場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。結(jié)果表明，本文提出的編碼和深度信息提取算法合理，可以準(zhǔn)確的進(jìn)行子圖像分割和深度信息獲取，與現(xiàn)有算法相比，深度信息準(zhǔn)確度性