太赫兹光场数据采集与数字重聚焦实验研究

发布时间：2021-10-22 22:49

　　本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建方法的基础上,应用太赫兹焦平面阵列相机进行太赫兹光场数据采集和数字重聚焦实验。首先采集太赫兹光场原始数据,然后通过数字重聚焦进行计算成像,最后对重构图像做增强处理,得到了深度、角度及目标物轮廓分辨力强的太赫兹图像。实验证明了太赫兹光场成像技术的可行性及其改善图像质量、丰富复现效果的能力。 

【文章来源】：光电工程. 2020,47(05)北大核心CSCD

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【部分图文】：

常规成像与光场成像的对比

图1 常规成像与光场成像的对比在光场数据采集方面，目前有三种主流方法，它们采用的装置分别是相机阵列、微透镜阵列和非折射掩膜。1)相机阵列法以斯坦福大学提出的128台相机阵列为代表，相机采用不同的排列方式，获得多种不同角度的子图像阵列，同时利用相机阵列景深较小的特点，通过数字重聚焦技术与合成孔径技术可实现类似“透视”的效果[12]。2)微透镜阵列法在常规成像的像面处增加由M×M个微透镜组成的阵列，而且在每个微透镜后面用N×N个传感器采集信息。光线从场景目标物发出，通过主透镜后形成聚焦的像点，再由微透镜阵列散焦到每一个传感器上，形成一个模糊的图像作为采集到的原始光场数据[13-14]。3)非折射掩膜法在结构上主要是在常规相机光路中增加一个掩膜，这种方法的优点是易于搭建硬件和进行实验操作[15]。在三种主流方法之外还有诸如环形孔径相机等方法[16]，但因其结构复杂等缺点应用不多。

其中：Ba为过渡矩阵，用于光辐射量函数在传感器平面和重聚焦平面之间的转化。将式(3)代入式(2)中，定义切片算子β[f](x)=f(βx)，重聚焦后图像的表达式为3 太赫兹光场采集与数字重聚焦实验研究

【参考文献】：
期刊论文
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[3]局部搜索式的Lytro相机微透镜阵列中心标定[J]. 王丽娟,张骏,张旭东,高隽.  光电工程. 2016(11)
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[5]太赫兹科学技术研究的新进展[J]. 赵国忠.  国外电子测量技术. 2014(02)
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博士论文
[1]基于相机阵列的光场成像与深度估计方法研究[D]. 肖照林.西北工业大学 2014



本文编号：3451976