三维集成成像计算生成与重构方法研究

摘要

集成成像技术是最具发展前景的自由立体显示技术之一。利用计算机仿真手段对集成成像技术进行研究,能够克服光学集成成像系统中由器件限制引起的诸多问题,因此具有重要的意义。本文针对典型集成成像系统,通过集成图像的计算生成与重构,完成了整个成像过程的计算机模拟,并解决了以下几个关键问题。 首先,依据集成成像记录转换机理,综合利用光线追迹模型和连续/离散采样模型实现了三维物体到微单元图像阵列的成像仿真,并引入靶标边缘扩散宽度定量分析了CCD探测单元尺寸、数目以及微透镜尺寸、数目与重构图像分辨率间的关系,可为最优分辨率三维图像的重构和透镜阵列参数优化设计提供理论支持。 其次,针对集成成像记录与重构微透镜阵列参数的不匹配问题,以智能深度反转模型(SPOC)为基础,提出一种中间微单元图像合成的改进算法,实现了原始记录微单元图像阵列到匹配重构端透镜参数的中间微单元图像阵列的转换,解决了记录与重构端微透镜间距、数目、焦距等参数不匹配引起的重构图像降质问题。 最后,针对传统体计算重构方法(CIIR)重构图像分辨率低的问题,提出了基于非零像素点衍生的插值方法,提高了重构图像的分辨率并且降低了重构时间。对于体计算重构方法无法实现任意视点重构的问题,提出了重构平面倾斜的自由视点重构方法,能够生成任意视点重构图像,并且保持了视点图像的高分辨率。

关键词