基于MLA光场相机的三维表面重建研究

发布时间：2025-01-07 04:51

　　人类生活在丰富多彩的三维世界中,为了适应人类对三维事物的感知方式,最有效、最直接的方法便是对所观察到的场景进行三维重建。随着计算机视觉的发展与进步,三维物体的表面重建技术早已融入智能制造、文物保护、航空航天、医疗卫生等诸多领域。由于光场相机能同时记录空间中光线的位置信息和方向信息,并能够捕获场景中完整的光场数据,将传统相机的二维信息扩展到四维,使得光场图像具有更大的信息量及更强的可塑性,相比于传统二维图像数据具有更大的优势。因此,如何利用光场相机的优势,对所观察到的目标物体进行三维重建,成为了当前机器视觉领域中的研究热点之一。本文以微透镜阵列(MLA,microlens array)光场相机——Lytro相机作为研究载体,以采集到的光场图像作为主要研究对象,以点扩散函数、色彩恢复、超分辨率重建、深度估计、多目标测距、三维表面重建等内容作为研究核心,对获取到的场景图像进行三维表面重建研究,主要内容包括:(1)为了获取三维场景中目标物体准确的颜色信息,提出了一种精确色彩恢复算法。首先,通过计算相机的精准点扩散函数位置,与六边形坐标系相结合,对每个像素的颜色信息进行一对一的指向性赋值,完成对目...

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1Adelson全光场相机结构图

图1.1Adelson全光场相机结构图年，Adelson和Bergen等人[10]发现，视觉信息（如颜色、方向及深由于全光函数中任意一种信息的变化所导致的，为光场相机的深度基础。之后，Leonard和McMillan等人[11]对全光函数进行降维处理数，完成了对全....

图1.2“贝壳”思路图

如图1.2所示，具体分为4个步骤：（1）对相机的点扩散函数进行精确计算，并将计算得到的高精度PSF数据作为相机图像色彩恢复的依据，对相机的原始图像进行色彩恢复处理，提出一种高精度的色彩恢复算法。（2）将获取到的精确PSF数据作为先验知识，将精确颜色矢量信息作为后验知....

图2.1全光函数示意图

光场进行参数化表示，以便对其更好的理解和研究[82]。Adelson[9]首次对光场进行了参数化表示，他提出全光函数LP(x,y,z,,,,t).)分别表示光线在立体空间中的三维坐标信息；表示光线播角度（俯仰角），表示光线在三维空....

图2.2相机阵列采集系统

中北大学学位论文福大学的R.Ng等人[15]提出的全光相机Plenoptic。图2光场相机[17]，图2.4(b)为Lytro2型光场相机[19]。图2x光场相机[18]。值得注意的是，Raytrix光场相机的微透的微透镜，而其它相机中的微透镜焦距相同。

本文编号：4024522