Panoramic Annular Lens (PAL) composed of few lenses has great potential in panoramic surrounding sensing tasks for mobile and wearable devices because of its tiny size and large Field of View (FoV). However, the image quality of tiny-volume PAL confines to optical limit due to the lack of lenses for aberration correction. In this paper, we propose an Annular Computational Imaging (ACI) framework to break the optical limit of light-weight PAL design. To facilitate learning-based image restoration, we introduce a wave-based simulation pipeline for panoramic imaging and tackle the synthetic-to-real gap through multiple data distributions. The proposed pipeline can be easily adapted to any PAL with design parameters and is suitable for loose-tolerance designs. Furthermore, we design the Physics Informed Image Restoration Network (PI2RNet) considering the physical priors of panoramic imaging and single-pass physics-informed engine. At the dataset level, we create the DIVPano dataset and the extensive experiments on it illustrate that our proposed network sets the new state of the art in the panoramic image restoration under spatially-variant degradation. In addition, the evaluation of the proposed ACI on a simple PAL with only 3 spherical lenses reveals the delicate balance between high-quality panoramic imaging and compact design. To the best of our knowledge, we are the first to explore Computational Imaging (CI) in PAL. Code and datasets are publicly available at https://github.com/zju-jiangqi/ACI-PI2RNet.


翻译:由微小透镜组成的全无光镜头(PAL)在移动和可磨损设备(PAL)的全景感测任务方面潜力巨大,因为其体积狭小,视野大。然而,小容量PAL的图像质量由于缺少偏差校正镜而仅限于光学限制。我们在此文件中提议一个全色光谱成像(ACI)框架,以打破轻量PAL设计光学限制。为了促进基于学习的图像恢复,我们引入了基于波的全景成像模拟管道,并通过多种数据发布解决合成到现实的差距。拟议的管道很容易适应任何PAL的设计参数,适合松散的容忍设计。此外,我们设计了物理智能图像恢复网络(PI2RNet),以打破光量PAL设计的光谱成像和单流物理学知情引擎的物理前程。在数据设置一级,我们创建了DIVPano数据集,并进行了广泛的实验,说明我们提议的网络将新的艺术状态设置在普通直角图像设计中,在空间质量下,我们提出的精度图像结构结构中,我们只是将评估。

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