基于微透鏡型光場成像數(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、軍事等各個領(lǐng)域，受經(jīng)濟利益和社會效應(yīng)的巨大推動作用，三維成像理論和技術(shù)也不斷推陳出新。光場成像是一種成像與計算相結(jié)合的新型三維成像技術(shù)，有著較簡單的光學系統(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，因此受到國內(nèi)外很多研究人員和研究機構(gòu)的關(guān)注。
　　本文在對光場成像基本原理和國內(nèi)外光場成像的研究現(xiàn)狀深入學習之后，針對微透鏡型光場成像方式，圍繞其成像方式、數(shù)據(jù)特點、數(shù)據(jù)編碼

2、、深度信息提取和數(shù)據(jù)重建等重點問題，進行了系統(tǒng)的研究工作。主要完成的工作如下:
　　首先，論文對深度信息提取的方法及理論作了深入的研究，介紹了主動深度信息獲取方法和被動深度信息獲取方法，并對被動深度信息獲取方法中立體視覺法的五個步驟作了著重說明。對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行詳細說明，并作出對比，指出各自的優(yōu)缺點。
　　然后，對微透鏡光場成像方式的模型參數(shù)進行了分析，針對

3、微透鏡陣列兩種不同位置的放置，研究了各自成像特點，并對微透鏡陣列和CCD陣列的物理參數(shù)匹配過程進行了研究，為數(shù)據(jù)的獲取和算法處理提供了指導(dǎo)。
　　接著，利用Lytro相機獲取的光場數(shù)據(jù)，分析了CCD上圖像的特點，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，提出了一種針對光場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。利用編寫的算法對光場數(shù)據(jù)進行處理。結(jié)果表明，本文提出的編碼和深度信息提取算法合理，可以準確的進行子圖像分割和深度信息獲取，與現(xiàn)有算法相比，深度信息準確度性