多聚焦光场成像的动态扩展景深原理与技术研究

项目名称： 多聚焦光场成像的动态扩展景深原理与技术研究

项目编号： No.61307019

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 刘晓旻

作者单位： 郑州大学

项目金额： 27万元

中文摘要： 多聚焦光场相机能扩大光场相机的物理景深，提高空间分辨率，是发展的新趋势。光场相机可以先拍照后聚焦，用大孔径镜头获得大景深图像，是近年来研究的热点。本项目拟针对多聚焦相机扩展景深的物理方法和软件方法开展研究，探索实现动态景深扩展的新途径。项目以景深变化和图像像素分布变化为研究对象。通过研究微透镜参数的变化和景深变化之间的定量关系，得出景深计算公式和景深放大倍率公式，得到扩大物理景深的方法。通过研究物点位置变化引起的图像像素分布的变化，得到物点位置信息和方向信息与像素坐标之间的联系。最后研究利用图像像素与主镜孔径之间的直接映射，实现景深动态控制的算法。项目用软件仿真辅助理论分析，搭建实验平台验证结果。项目的顺利开展，将实现多聚焦光场光片参数化的方法，并提供软硬件结合的动态扩展景深新技术。项目的结果，为实现不同结构的多聚焦光场相机，提供理论基础与实验依据；为实现全光场成像，提供思路与定量依据。

中文关键词： 光场成像；压缩感知；三维重建；自标定；深度估计

英文摘要： Multi-focus light field camera can expand the physics depth of field in light field camera,and also can improve the spatial resolution for it is a new trend for light field camera.Focusing after taking is the notable features of light field camera, so it can produce image with large depth of field using large aperture lens.Therefor light field camera is the hot spot in recent years.The project is intended to research the physical methods and software methods for extend the depth of field in multi-focus light field camera，and to explore new avenues to achieve the expansion of dynamic depth of field. The research object of this project are the variation of depth of field and image pixel distribution.The quantitative relationship between the microlens parameter changes and depth of field changes are researched for calculation and depth magnification.By studying the changes in distribution of image pixels caused by the object point position variation，the contact between the pixel coordinates and the object point information，both the position information and the direction information，is obtained.Finally, explore ways to realise algorithmuse of depth-of-field dynamic control by using the direct mapping between the image pixels and the primary mirror aperture.Software is used to simulate and analys the imaging theory

英文关键词： light field imaging；compression perception；3D reconstruction；self-calibration；depth estimation