基于无限维压缩感知的光场重构

发布时间：2021-10-26 10:59

　　成像是获取光场与物理世界中各种物质的相互作用。经典相机只能获取光场在焦平面上的二维投影,缺失了角度信息。近年来,光场成像作为一种能够捕获高维光场的新型成像系统,受到了研究人员的关注。光场相机可用于场景重聚焦、深度估计以及三维显示等相关应用领域。光场相机主要包括基于多相机阵列的光场采集设备和基于微透镜阵列的全光相机。基于多相机阵列的光场采集设备的体积庞大且价格昂贵,而基于微透镜阵列的全光相机则存在空间与角度分辨率之间的矛盾。因此,研究光场的采样及超分辨率重构具有重要意义。实际上,光场图像是一种经典的稀疏信号,可通过低速率采样有效获取信号。压缩感知（Compressed Sensing,CS）是一种在采样中压缩信号的方法,该方法的基础是信号的稀疏性。近年来,基于CS理论的光场成像方法成为研究领域的热点之一。然而,现有的光场压缩成像方法存在着稀疏表示不充分、稀疏字典适用范围小、窗口效应等问题。针对这些问题,本文分析了光场结构稀疏先验,以无限维CS理论为基础,提出了光场角度域超分辨率重构。本文首先研究了 CS理论与稀疏光场的对应关系,阐述了利用CS技术减少光场采样数的可能性。随后通过分析光场在... 

【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１四维光场的双平面参数模型??

??替代。如图２－１所示，假设所有光线从左往右通过两个相互平行的平面。光线与第一??个平面交点为ｋ，ｖ），其控制着光线的位置。光线继续传播，并与第二个平面交点为??（ｘ，＞〇，其表不光线的传播方向。因此，降维后的四维光场可以表不为Ｌ（ｗ，ｖ，；ｃ，＞〇。??四维光场Ｚ（Ｗ，ｖ，ｗ）的值一般表示单色光的辐射值。对于彩色图，光场常常被假设为??带有红绿蓝或者其他相应波长的光分量的辐射向量。??Ｖ?Ｖ??Ｌ（ｕ，ｖ，ｘ，ｙ）??（Ｕ．ｖ）?＾?（”？）??图２－１四维光场的双平面参数模型??在传统相机中，双平面参数模型可以将第一个平面当作主透镜的位置，把第二个??平面放置于光电传感器平面。但是，光电传感器响应的是所有方向的光线，因此丢失??了光线的角度信息，无法用于捕获四维光场。传统相机需要进行相应的改进才可以进??行光场采样

（２－１）积分轨迹的剪切变化。对于一个新的距离厂，其焦平面为Ｘ＇，为了得到对应的??结果，需要用＆替换并代入公式（２－丨），此处只考虑ｕ和；ｃ两个坐标轴。??如图２－３（ａ）所示，说明了新旧各个坐标之间的关系，其中ｆＦ＇／Ｆ。根据相似三角形??原理，经过《点和ｘ点的光线也经过新面上的点其中Ｗ?＝?ｆ?（ｘ－Ｗ）。因此，新??旧坐标有如下关系??ｘ?＝?ｕ＋＾－＾?（２－３）??ａ??尽管图２－３（ａ）仅表示了?Ｗ和ｊｃ两个坐标轴，但ｖ和ｙ两个坐标轴同样存在类似的关系。??因此，可以得到??９??

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于压缩感知的稀疏相机阵列光场采集与恢复[J]. 刘永春,龚华军,沈春林.  光电子·激光. 2015(09)
[2]基于光场的联合稀疏分布式压缩感知[J]. 周颖,尹艳鹏,雷蕊,张之江.  电子测量技术. 2015(06)
[3]基于掩膜的光场采集与重建的研究[J]. 刘永春,龚华军,沈春林.  光学学报. 2014(08)
[4]基于光场的分布式压缩感知[J]. 雷蕊,沈为,张之江,牛涛.  电子测量技术. 2014(03)



本文编号：3459380