基于微透镜阵列光场成像的深度反演技术研究

发布时间：2023-03-12 15:17

　　微透镜阵列光场成像是一种近年来备受关注的新型单镜头三维成像技术,具有结构简单、一次成像记录光线位置和方向信息、后期数据处理方式多样的特点,可广泛应用于三维重构与测量、三维检测与识别、虚拟与增强现实等领域,具有重要的科学意义和应用价值。微透镜阵列光场成像的应用性能很大程度上取决于其深度信息的精确反演,因此如何从原始图像反演深度信息是该领域的研究重点。尽管近年来基于微透镜阵列光场成像的深度反演技术发展迅速,但亚像素匹配、遮挡等诸多问题亟待解决。本文重点围绕微透镜阵列光场相机的深度反演中的遮挡处理问题,从成像模型、深度反演算法等方面开展了理论与实验研究。论文首先开展了光场深度反演理论研究,从成像光束波前的角度探究了微透镜阵列光场成像过程,揭示了微透镜阵列光场相机深度估计能力源于对扩展目标球面波的光学调制与数字解调的内在规律,明晰了该规律与视差理论和极图原理的数理联系。基于上述研究,建立了微透镜阵列光场成像过程中深度信息与波前曲率的映射模型,提出了基于角度域图像匹配的波前曲率测量方法,最终实现了基于微透镜阵列光场图像的高精度亚像素深度估计。针对遮挡存在时被遮挡物的角度域像素一致性假设被打破的问...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光场成像理论与设备
    1.3 光场成像深度反演
    1.4 光场深度提取所面临的问题
    1.5 论文研究内容及结构
第2章 微透镜阵列光场成像模型和深度反演原理
    2.1 光场成像过程的光场传输
    2.2 微透镜阵列光场成像模型与理论分析
    2.3 光场深度反演的计算机视觉分析
        2.3.1 光场深度反演的子孔径图视差理论
        2.3.2 光场深度反演的极平面图理论
    2.4 微透镜阵列光场相机的波前成像分析
    2.5 小结
第3章 基于多方向部分角度域图像相关的深度反演方法
    3.1 光场成像的遮挡分析
        3.1.1 遮挡对光场角度域图像的影响
        3.1.2 多方向部分角度域像素相关性
    3.2 算法设计
        3.2.1 初始深度估计
        3.2.2 基于导引滤波的快速深度图优化
    3.3 实验
        3.3.1 视差估计
        3.3.2 深度反演
    3.4 分析与小结
第4章 基于子区域自适应融合的深度反演方法
    4.1 核心思想与分析
        4.1.1 基于区域的自适应角度域图像相关
        4.1.2 自适应组合方式
    4.2 算法设计
    4.3 实验
        4.3.1 初始深度估计结果
        4.3.2 数据集实验和真实场景实验
    4.4 分析与小结
第5章 深度反演实验研究
    5.1 实验设置
    5.2 深度反演准确性评估实验
    5.3 不同遮挡处理评估实验
    5.4 分析与小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文的主要研究内容
    6.2 本文的主要创新点
    6.3 后续工作的展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3761454