数字光场成像系统信号处理

FIELDPHOTOGRAPHYAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina Xia Prof.Chen SchoolofPhysical了拍摄景物维度的信息，并且能够通过计算机成像技术解决因散焦而模糊不镜阵列的光场成像系统在光场方面的优势，从理论、模拟和信息处理三个层取到的光场信息处理，得到需要的图像。步长，为系统的模拟和仿真做了参数上的优化。然后基于平台构建了基能得到不同聚焦点的清晰图像。本文根据傅里叶切片成像理论对仿真得到的：光场成像系统，再聚焦，傅里叶切片成像理论，计算Sharpimageisachievedonlyinthedepthoffieldwithonesinglefocalpointsincetraditionalopticalimagingtechniquesmayleadtolossoflightinformation.Lightfieldphotographymakesupforthesedefectsinprinciplesoftraditionalopticalphotographybyrecordingmoreinformationofthescenetaken.Besides,itcanalsosolvesuchproblemsasthree-dimensionalscenereconstruction,obscuresduetodefocusrefocusingandmultiplefocusingobjectpointsbycomputationalimagingtechnology.Moreover,basedonthemicro-lensarray,thelight-fieldphotographysystemalsohasadvantagesassmallvolume,lightweightandbeingeasytocarryandsoon.Asaresult,thissystemthereisaverylargeprospectsinpracticalapplications.Lightfieldphotographyincorporateshardwaredesignofopticalsystemandthesoftwarealgorithmsofsignalprocessing.Sincethecomplexitiesofthelightimagingsystemandthelimitsoftheexperimentconditions,lightimagingsystemswithgoodperformancehaveahighrequirementonthesystemframeworkbuilding.Besides,difficultiesinobtainingoriginaldataoftenmakeithardertodothedigitalprocessinginallkindsoflightphotographysystems,whicharebadforresearchesonmethodsofsignalprocessingandysis.Basedonthelightfieldphotographyalgorithms,advantagesinlightfieldinformationcapturingoflightfieldsystembasedonthemicro-lensarrayareshowninthispaper.Inaddition,throughstudiesonlightfieldphotographytheory,simulationandinformationprocessing,kindsofperformancesandparametersofthesystemareyzedandreconstructionofspecifiedimagesareobtainedafterprocessingthefour-dimensionallightfieldinformation.Atfirst,thispaperyzesthepotentialdepthoffield,rangeoffieldofviewandsamplingstepalongwithparametersoptimizationinsimulationfordigitallightfieldphotographysystem.Then,asimulationmodelofdigitallightfieldphotographysystembasedonmicro-lensarrayisbuiltonthe platform,andisusedtoverifysimulationresults.Thedesignofthissimulationmodelisbasedongeometricalopticsprinciples.Itcanprovidebasicsimulationsystemforvariouskindsoflightfieldphotographysystembasedonmicro-lensarray.Sincetheinformationofthelightfieldofthesamesceneintheshootingrangeisinvariableandtheimagesofdifferentfocuseschangeonlywhenthepositionoftheselectedapertureplaneorimageplanischanged.Therefore,whenthecoordinatetransformationoflightfieldisdone,sharpimagesofdifferentfocalpointareobtainedafterlightfieldphotographycomputing.Thefour-dimensionlightfielddataobtainedfromsimulationisprocessedbasingonthetheoryofFourierslicephotographytheoremandfocusingatanypositionisrealized.:lightfieldphotographysystem,refocusing,Fourierslicephotographtheorem,computationalimaging第一章绪 引 成像技术上的聚焦问 数字成像技术的发展趋 光场成像的发展及应 的结构框 第二章光场成像原 光场的概念及数学参数化表 光场多相机光场单相机光场基于小孔阵列的光场基于微透镜阵列的光场光场的记 传统成像系统的光场的记 基于微透镜阵列的光场成像系统的光场的记 光场图像的三种视 原始光场图 子孔径图 核线图 成像原理及公 相片的形成及记 成像公 第三章数字光场成像系统的模 基于微透镜阵列的光场成像系 系统光学元件参 系统允许景深范 系统的视场范 三维成像景物的模型构 三维景物的成像表 三维景物的取样步 基于微透镜阵列的光场成像系统的模型构建与仿 系统中通过各光学元件的传输仿 系统构建流 系统构建参数及仿真效 第四章仿真系统信号的再聚焦处 光场的视觉转 再聚焦的算法实 傅立叶切片成像理 再聚焦算法实现及效 寻找每个宏像素位 积分成像的再聚焦算 基于傅里叶切片成像理论的再聚焦算 拓展景深技 第五章总 5.1的工作总 5.2未来工作展 致 参考文 体光波强弱的振幅信息、反映了物体光波距离远近的相位信息。然而由于现有的各种记录光信息的材料，例如感光胶片、COMS光学传感器、CCD等都只能首先，在原理上，传统光学成像技术只能得到三维物体在某个角度平面的投影的清晰像。而其景深，即清晰成像的深度范围，受到光学系统的孔径大小和光学传感器单元的有限宽度的限制。事实上，光学传感器单元宽度受到工业制作生产的各方面限制，对景深的影响并不十分大，不能得到本质改变，可以认为是一定。此时，如果要使得清晰图像的范围扩大，即增大景深，一般采用减小光学系统的孔径的方法，但是这时会减小图像分辨率和信噪比，影响成像效果。而在孔径尺寸一定的情况下，要想对同一物体在不同深度位置清晰成像，则必须通过成光场中有多少光线，而只能告诉我们这些光线效果的总和。打个比方，本文主要是介绍了一种如何使用低成本的方法——增大像素和扩大数据 图1-1孔径大小、时间和景深之间的孔径大小f/11，时间8/80秒第一个，也是最明显的问题是，物体前的聚焦问题。总所周知，聚焦差第二个问题表现在透镜孔径的大小与景深的。由几何光学可知，孔径增大会造成景深变小。虽然小孔径可以使得景深范围得到拓展，使得不在焦平面上11如图1-1中一直挥手，但是在后两张图1-1(b)和图1-1(c)中，手变得模糊。因定的渐晕，在实际的相机中，如果通过折射或者反射来改变光线方向，折射在9的计间是是没有解决。尤其是当人们在拍摄柔和光线的清晨或者晚上，或者是室内环境光下拍摄，在这些弱光的拍摄环境下，时间依旧很长，而减小孔径就更加突出这短。和镜头质量。在传统的技术中，只能通过以上两个方面解决困扰摄影技术成大增长和计算成像（Computationalimaging）技术。10MP图像分辨率率及显示器和的输出分辨率。例如,对于最常见的摄影应用——打印分辨率和寸的大小，就减少光子收集的每个像素的数量,导致低动态范围（dynamicrange）限制。然而，这并不是说实现这样高分辨率是很简单的事。在高效和 图1-2Demosaicking算法下的颜色处(a)马赛克RGB滤波器；(b)颜色处理后图；(c)b衡色彩校正减少由于不平衡照明谱；相机内图像锐化,图像撤销领域引入的失的最终的技术像重建和处理过程中，能够得到的图像信息。另外，光场成像还能够通过数多视角大景深及物体三维立体图重建[7]（1-5）。 图1-3普通与数字再聚焦技术(a)聚焦；(b)聚焦在后；(c)全聚事实上光场成像技术的可以追溯到1903年Ives发明的双目视差显示系 1-4后来在立体全息成像中广泛使用。这种方式对Ives的装置进行了改进，将微透镜存在略微的差别。相比于Ives的装置，每个像素点的角度分辨率增加了。向各个方向的，并提出可以通过几何分析，对连续变化的空间不同点的光辐1-5基于光场显微成像技术（LFM）基于光场显微成像技术（LFM）基于光场显微成像技术（LFM）1948年，全息成像技术的出现，才使得光场形象化。Gabor通过将两束相干光图文记录下来，并在一定情况下照明，再现物光波，得到全息图像显60-70年代，Okoshi、Montebello、Dudnikov、Dudley的提高，提出了全光场理论（plenoptictheory）[12]MarcLevoy在1996年光场渲染理论（Lightfieldrendering，LFR）[13]式。2005年，RenNg2006年，Levoy在显微成像领域发挥了LFR理论，发明了光场显微镜（LightField，、大学、东南大学、光电所等各大科研机构也开始关注光场成像技术，在光场成像和集成成像等方面多有研究。近年来，光场成像技术在市场应用上也开始逐渐受到人们的关注。2006年，由美籍Ren．Ng成立了Lytro公司以研究集成化光场相机，并于2011年推出了手持光场相机。与普通照相机相比，Lytro光场相机无需机械对焦，拍摄场另外德国Raytnx公司推出了面向工业与科研用的光场相机系列，PelicanImaging公司推出了应用于智能的光场相机。拍摄、安全、科学仪器、摄影传媒、医疗影像等各个领域，并向集成化、实1.5的结构框成像景物模型构建的特点，对光场相机的光学元件参数设计和仿真，最终实第四章从原理上分析光场成像图像信息特点，详细介绍了图像再聚焦的普通相机的并不是记录了大部分进入相机的光线的信息。例如,一张的几何分布规律，为后期对比光场、记录和数据处理做了原理上的铺垫。光场（lightfield）A.Gershun1936年提出，并定义其为光辐射在空间各个位置向各个方向的[10]。1992年，E.Adelsom和J.Bergen将光场理论function（plenoptic如图2-1a。由于光线在自由空间传输时，波长（频率）一般不发生变化，可以不考虑。因此，对于某一时刻的在自由空间的光线来说，用5维变量的函数sutvyθzφxsutvyθzφxus 图2-1五维全光函数和光场函数表Levoy的光场函数论表征光线，这样描述一条光线只需要四个变量。因此，光场渲染理论提出用,成像系统都可以看做是两个相互平行的两个平面组成的。感光器平面定位（xy）反应了光线的分布位置，则光瞳面坐标（uv）表示光线的传输方向。在简化的二维光线空间坐标中也能够简单的表示光线与坐标的关系，如图2-1(c)。接着S.J.Gortler等人同时提出用“流明图”（Lumigraph）对光场的分布的衍射、等波动性。Z.Zhang和M.Levoy了用魏格纳分布函数（Wignerdistributionfunction）来表征光的波动场分布情况[15]。同时其傅里叶变换——模糊光场算法才能够实现所需成像效果。光场的从结构上看，可以分为多相机组（cameraarray）对物体成像，这样不同的视角方向的光场方向采样有不同的相机全接收并描述的光场信息。Aaron.Isaksen等人发明设计的二维移动平台[17]（2-3(a)）

图2-2基于机械臂移动相机的光场装的光场。Isaksen的装置原理类似，移动二维平台改变相机方位，最终实现了改变焦点（图2-3(b)、图2-3(c)）、拓展景深（图2-3(d)、图2-3(e)）和遮蔽物成像（图2-3(f)、图2-3(g)）的特点。多相机光场灵感来源于2002年，由J.C.Yang设计[18]，如图2-4。其装置8×11个透镜阵列对物体同时多方位成像，再由连接后来J.C.Yang对原装置进行改进，设计出由88个机阵列组成的多相机（图2-5(b)）。Stanford大学的研究人员设计了针对不同类型配置不同的机阵列[21]（2-5(c)）。多相机阵列的光场具有加大成像系统视角信息和视场范围的优势。合成孔径成像技术的提出就是基于这种光场的方式，并具有灵活调节焦点和拓展景深的优势。但是，很显然，这种方式的光场设备十分大，不具备便携性。与提供帮助。 图2-3基于二维移动平台的光场及应二维移动平台的光场装置聚焦；(c)聚焦在后(d)拓展景深；(e)普通(f)普通；(g)遮蔽物成图2-4采用透镜阵列和平板扫描仪的光场装 图2-5多相机典型装置J.C.Yang可独立调节姿态多相机阵列lens，物 光 主透 场镜微透镜阵物 光 主透 感光 全光相机设计结构；(b)采用中继镜头的全光相（26b2005年，n.Ng在全光相机的基础上，合理化相机尺寸，设计并制作出手持式全光相机（hndhldplenopticmera[3]，如图27。从外观上来看，尺寸明显减小，和普通相机大小基本差不多。为了降低中继镜头产生的渐晕效应及相机尺寸，R.g通过结构工艺设计处理，将感光器直接安装在微透镜阵列的像焦面上。的耦合难度，衍射弥散斑的率可能会增加。如果因此提出宏像素内的边缘像

手持式光场相机的光学结构；(b).umsaine.oiev（Plenopticera2.0ouusedplnpticmer[2]，如图28aa/ba、b就可以平衡好光场的方向分辨率和空间分辨率，使成

abab图2-8感光器在虚物面的后面；(b)感光器在虚物面的前类似结构的设计还有出自P.Green等人之手的多孔径相机（multi-aperture这样合成的即是不同光圈下的图像。不过这种系统由于要对透镜孔径做环形2007年可编程孔径相机（programmableaperturecamera）C.K.Liang等人提出而面世[27,28]。这种相机通过多次采样，感光器每次只能接收到由特定决定位置的子孔径光线。旋转面板、图轴和液晶阵列等操作可以变换编码。这种相机分辨率高，但是存在过长、图像信噪比差，数据处理量大等对光场调制，而是在傅里叶频域对光场调制。这种相机将编码掩膜前置在感够得到光场频谱，在通过傅里叶变化转换为空间域的光场。图2-9采用前置透镜-相机前置透镜-棱镜镜头与外观；(b)相机拍摄及细T.E.Bishop设计的超分辨率重构相机（super-resolutionreconstructioncamera)像的过程建立模型，在数学上可以用贝叶斯模型（Bayesianmodel）表示，用概率基于光场处理算法方面的改进的方法还有：A.Levin等人对光场信号使像素位移变化数字对焦的超分辨重构[34,35]；J.Lim等根据亚像素位移信息采取凸集投影(POCS，projectionontoconvexsets)的超分辨数字对焦[36,37]。基于小孔阵列的光场孔阵列对应的光场中的空间分辨率取决于小孔阵列数，光场方向分辨率取决 针孔阵列感光图2-10基于微透镜阵列的光场

微透镜阵列感光器图2-11基于微透镜阵列的光场采样 ss 2-12(a)针孔采样；(b)微透镜采测点的光线传输过程，使得景深信息及物信息不能确知。这些在特定场景中的。这种整体化的思想能够简化我们思考和计算的过程。由于所有的光线都从光瞳进入，所以光分散权重可以认为均匀。另外，关于遮光的问题也不存在，因为我们可以假定内部系统是理想无穷尽大的。在本文中,使用参数化的光场如图2-13示，它描述了每个射线相交点的两个平面：观测点平面、镜头内光瞳平面。两个平面的参数化的光场函数表示光场非常适合内部的光场相机，因为中的每一个射线都可以简单的认为是uux (a)光学系统光线简图；(b)笛卡尔坐标系的光线空在图213示的射线图中描述了一条光线通过镜头光圈的uu,因为u表示镜头光瞳大小，阻挡了光场通过光瞳的角度和方向，决定了光线最终到感光器的方向。另外，令作为空间参考坐标轴。当然一般的存在于三的光线，镜头平面的交点u,v和感光器平面的交点,则可以表达。沿着光线的方向描述的光场的值为,,u,)，二维简化为,u。ux (a)光学系统光线简图；(b)笛卡尔坐标系的光线空示。左边的光线在笛卡儿光线空间中显示为一个点(x,u)。一般的，在系统实物图 2-15(a)光学系统光线简图；(b)光线空对比图213的样了u轴上特种图像本文基于两个概念处理光场最后产生的。一是认为是在理想的虚拟相机中对合成仿真形成图像。如图2-16(a)蓝色光线在虚拟聚焦平面的一个像素的形成。这个蓝色圆锥光线在光线空间对应的是一个倾斜的蓝线，如图2-过对理想光场成像系统几何追踪得到蓝色线的光强，如图2-16(a)蓝色光所显示。器像素对应于图2-16(d)光线空间的阴影框。对这些格子和估计出理想的成像xu 2-16光线在虚拟聚焦平面的一个像素的形成(b)光场的两个维度，得到剩下两个维度变化的图像，是光场压缩成二维图像的原始光场图bc原始光场图像（rawlightfieldphotograph）是直接感光器上的信息得到的图像。原始图像展现了光通过不同的（uv）平面后到达感光器xy平面上形成的图bc 2-17(c)原始图c处细节图；(d)15(b)图2-18(a)子孔径通过一个微透镜成像在微透镜共轭面感光器上为一个像素；(b)每个子孔径通过微透镜阵列成像核线图像（epipolarimages）是三种视图中最抽象的。每个核线视图是将光场随之增加大约12个像素。图2-17(b)、图2-17(c)显示了（xu）核线图像的垂直分布bbc 2-19子孔径图像；(b)b处细节孩蓝色衣服应该离的鼻子（竖直线）较远；而图2-19(c)中的鼻子斜率大于蓝色线小于垂直线，这说明是坐在两个的中间的。所以核线图像又称ab abcd 2-20核线图像对应空间位置；(b)ab在传统相机中，是记录在放置在相机像平面位置的感光材料上。老式相机中，材料可能是卤化银材料，当材料遇光时，光子能够使得银晶体变化。在数电子在感光器的每个像素元中。感光成像的每个位置的点都是到达感光器平部分通常被镀膜金属线覆盖，所以光线从无阴影方向将会贡献的光。然而，图)是在理想情况下，蓝色的锥状光线通过光场相机的形成一个像素。此锥状线对应于右边二维光线空间图中的蓝色垂直线，因为所有通过孔径内的光线经过光学系统后在像中x的位置成像，但是孔径值u不同。当然，上不同的像素具有不同的x，在光线空间中对应不同的竖线。事实上，图)的光线空间铺满了竖线，表示由上不同的像素的一束锥状光线之和。最后的投影相片保uuxx 焦深度的。例如简单的滑动透镜就能够改变成像聚焦的深度。图2-22(a)中可到相对镜头更远的深度时，其在光线图像中对于的是负斜率直线。光线空间的斜线可以理解为在像平面u光线空间中x方向的像截距也会随之线性改变。如果成像汇聚点比x平面离镜头更远，那么像空间和空间的运动变化方向一致。如果聚焦成像点在运动变化方向相反，如图222(b)。图像在视觉上很明显的反应出相对变化率，即光线空间图中的斜率，这个斜率取决于成像交点与x22 (a)成像平面在x平面后方；(b)成像平面在x1传统成像的和其在感光器中所示辐照度成正比。经典辐射测量表面，通过透镜孔径到成像面一点的辐照度等于所有通过透镜的辐照度的积分[38]：1EF(x,

F2

L(x,y,u,v)cos4 其中，FEF(xy表示底片平面（x,y）出的辐射强L(xy,uv表示透镜孔径面与成像面间的光场；θ表示光线（x,y,u,v）与底片FL(x,y,u,v)=L(x,y,u,v)cos4 F11EF(x.y)

F2

(x.y,u, (2-先需要确定系统的采样步长、物置范围等参数做估计。同时，本章还提出了的方法，主要以光场相机模型（2-7(a)）的数字光场成像系统仿真为例说明。FF数匹配，这样才能达到最佳效果，如图3-1(b)有F

(3-N

dx

(3-系统孔径为f/4系统孔径为f/8系统孔径为f/2.8（x,yx'y'11 z' zyxz，得： y

z孔径（u,v）P(xyz映射到微透镜平面，映射范围为一光斑。为简化计算，我们只计算一维方向的u，v方向可以类比，如图3-2。 得Lz (LL

(3-m L2(fP(xyzz

LzzLf

(3-z Ld0

(3- 则光场相机可能的景深范围为fDd

DFN m2ω2arctan(dxNm

(3-L范围内，其视场范围为LtanωdxNmLtanωdxNm(式(3-8)带入得到(

N

mN,N,EIA19563-3。本文构建了一个由三个切片在不同深度和位置处构成的模型，如图3-4所示。 标准分辨率图EIA1956 对于其视场角范围可见景物投影。所以在构建的三维模型中，被部分遮挡的面33-5a。左上角和右下角由于被遮挡而不显示，从图3-5(d)可知，光场成像系统能够有更大的视角，得到的信息。 (a)三维景物成像表面模型；(b)底层图像也在微透镜的焦平面[23]，如图3-6可知，像素元A、B点在经过微透镜成像为平行CDEG B'A'=2dxG'E'DCLFxsampleLFdx

(3-(3-(3- 由物方视场角2ω

d 2 理想透镜高斯成像公式

ff

(3-当透镜处于同一介质中，存在f P (Xc-Xa,Yc-Ya)/L=(Xp-Xa,Yp- 根据几何光学原理构建系统，其思想为：物点P(x,y,z)经过主透镜成像至个微透镜阵列，而是AC区域内所涉及的微透镜阵列，用矩阵Micro表示。P’关于某个微透镜Micro(i,j)成像为P(i,j)，其在感光器平面的投影即感光器接收到的阵列为矩阵Iij，过程如图3-8所示。微透镜选取和像素区网格化的代码段为例子，如图3-9和图3-10所示：BBCPOA„„ (Mijx-O1x)^2+(Mijy-(pijstx-p_cX)^z+(pijsty-%Mijx，Mijy指(i,j)位置微透镜中心坐标%AB指主透镜在微透镜平面光场的区域大小%O1x，O1y指主透镜中心通过P’投影的O’坐%pijx，pijy指(i,j)位置微透镜成像的(s,t)位置像素点 事实上，方形孔径比圆形孔径的光场利用率高，光通量更大[41]R.Ng所聚焦光场相机（20”，如图2-8）在内的其他基于微透镜阵列的光ccb )第四章仿真系统信号的再聚焦即在一次后的相片经过处理后得到成像景深内的任意焦点的清晰照。通过光场的视角变换，和再聚焦算法，就能实现这能。本章介绍了对光场成像信号如图4-1RF’[23]表示的光场，显然这种表示只有坐标是改变的，光场值是不变的。所以光场在x' y' LF'(x',y',u,v)LF(u ,v ,u,v)LF(u(1),v(1),u,(4-其中F'F FE(F)(x',y) LF(u(1),v(1),u, F2 u

F4-1,uuEF(x,y) L(u,v,x, (4-uxux 4-2(a)子孔径成像；(b)（focu（在传统光学成像系统中都是由机械（成像面（itlrfousin（itlzoomin方法从式(4-2)可知，通过对子孔径图像进行（u（1-1/α，v（1-1/α）的移动，并α倍，最后再叠加得到再聚焦的图像。而在频域实现的数字再聚焦是则是基于傅里叶切片成像理论，将到的光场重新投影到所需聚焦平面F’处，其实就TheoremOperator P[LF](x,y)2F2LF(u(1),v(1),u, NN（N>M,xM)f(,xM)f(x1,,xN)dxM NSM为表示切片算子(SlicingOperator)，可用0将数据从N维降到MN（N>MSN[f](x

,

)f

,

, Operator： Operator： f令FNN维傅里叶变换算子（FourierTransformFN[f](u)f(x)exp(2i(x傅里叶逆变换算子为P[L] I4B[L 2F22 根据R.Ng(GeneralizedFourierSlicingFFFMINBSN N

(4- M即N维函数GN通过积分投影后降到M维函数GM与GN通过N得到的函数gN 4-3 0 1 0

11 1 11 B B1

I4BF2(F2I4B 2 2P F2(F2I4B 2 4 FP2F

2F BB

(4-

BTB11

P

4

(4- F 2

S4

F 2[G](k,k)1G(k,k,(1)k,(1)k (4- F PF2 宏像素间是不的，且间隔尽可能小。在感光器的选择中，要求能够完整接收列的，所以，我们需要先找出宏像素的位置，再对宏像素进行重新编码排列[44]。这么做对于其他横纵排列（如蜂窝排列）或型排列的微透镜阵列成像尤其重宏像素的寻找方法并不局限于一种，可以根据图像识别的方法[40]，也可以参4-4(a)寻找宏像素区域；(b)2-11可知，每个宏像素是通过主透镜的光场经过对应的单个微透镜成像uxvyuxvyuxyyxyvv4-5(a)寻找宏像素中心及宏像素区；(b)透镜及蜂窝状微透镜排列，这种算法简便有效的优势更加明显，如图4-5。列组合就能得到子孔径图像，结果如图4-6。 1/α，v（1-1/α）并扩大α倍，最后再积分得到再聚焦的图像，再聚焦的位置由α决定。 图4-7；(b)(c)聚焦在底面（后后得到再聚焦。最后得到聚焦在远、中、近处的再聚焦，如图4-8。 10×10296×296时，傅里叶切片成像再聚焦算法耗时（平孔径带来了长时间和低信噪比。光场成像系统能够通过改变投影位置将记录标变换，如图4-9所示。 (u’- u’- F

(s’-

uu

图4-9其中1, L'(u',v',s',t')L(s'

u's',t'

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s'u',v'

t' 由第1.2的时间变长的困扰，在数字光场成像系统中都被解决。因此，通过计算成像，图像景深的拓展得以实现，如图410（景深范围内的较为清晰的的图像。图4-105.1的工作总一，对基于微透镜阵列的数字光场成像系统的允许的景深范围、视场范围、序实现仿真。分析建立了三维成像景物模型构建的特点，对光场相机的光学5.2致值此即将毕业之际，除了学成的喜悦，离别的忧伤也萦绕在心，不禁感喟不已。七年的求学生活，电子科技大学了我的成长与成熟，我也深深地爱上了成电与。在这里，有我相伴七年的好伙伴、有关心我的老师、有青涩甜蜜的回忆、有青春的荡气回肠与无悔、有成长的疼痛与领悟。成电、，是我师门下，三年来导师的谆谆教诲使我受益匪浅。导师在学术科研方面开阔的感谢和我一起度过生涯的教研室。感谢在科研上的帮助和感谢宋博韬同学。你不仅给与我欢乐与爱恋，还在我低谷时期一直支持和关爱我，忍受我因为压力变得暴脾气，忍受我的，而我能给你的实在太最后，我要特别感谢养育我的父母及家人！多年来无微不至的、悉心的照顾和无私的爱我铭感在心。我父母，给我最大的包容和自由，是我最爱的人。，是温暖的港湾，是动力的源泉。愿亲友们平安喜乐！参考文[1]昌，熊秉衡.信息光学理论与计算[M].：科学,2009,135-B.Newhall.ThedaguerreotypeinAmerica[M].America：CourierDoverPublications,1976,B.Keelan.Handbookofimagequality:characterizationandprediction[M].America:CRCPress,P.Askey.Digitalcamerastimeline[J].DigitalPhotographyReview2006,14(21):123-R.Ramanath,W.A.Sander,W.E.Snyder,etal.DemosaickingmethodsforBayercolorJournalofElectronicimaging,2002,11(3):306-M.Levoy.Lightfieldsandcomputationalimaging[J].IEEEComputer,2006,39(8):46-M.Levoy,R.Ng,A.Adams,etal.Lightfieldmicroscopy[C].ACMTransactionsonGraphics(TOG).ACM,2006,25(3):924-934Ives.F.Parallaxstereogramandprocessofmakingsame[P].U.S.Patent725,567.1903-4-Gershun.Andreī.Thelightfield[M].(P.MoonandG.Timoshenko).JournalofMathematicsandPhysics,Vol.XVIII,MassachusettsInstituteofTechnology,1939,51-151E.H.Adelson,J.R.Bergen.TheplenopticfunctionandtheelementsofearlyComputationalmodelsofvisualprocessing,1991,1(2):121-M.Levoy,P.Hanrahan.Lightfieldrendering[C].Proceedingsofthe23rdannualconferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques.ACM,1996:31-42GortlerSJ,GrzeszczukR,SzeliskiR,etal.Thelumigraph[C].Proceedingsofthe23rdannualconferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques.ACM,1996:43-54Z.Zhang,M.Levoy.WignerdistributionsandhowtheyrelatetothelightComputationalPhotography(I),2009IEEEInternationalConferenceonIEEE,2009:1-M.Levoy,Stanfordsphericalgantry[J]../projects/gantry,A.Isaksen,L.McMillan,GortlerSJ.Dynamicallyreparameterizedlightfields[C].Proceedingsofthe27thannualconferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques.ACMPress/Addison-WesleyPublishingCo.,2000:297-306YangJC.Alightfieldcameraforimagebasedrendering[D].MassachusettsInstituteTechnology：DepartmentofElectricalEngineeringandComputerYangJC,EverettM,BuehlerC,etal.Areal-timedistributedlightfieldcamera[C].Proceedingsofthe13thEurographicsworkshoponRendering.EurographicsAssociation,2002:77-86.ZhangC,ChenT.Aself-reconfigurablecameraarray[C].ACMSIGGRAPH2004ACM,2004:WilburnB,JoshiN,VaishV,etal.HighperformanceimagingusinglargecameraAdelsonEH,WangJYA.Singlelensstereowithaplenopticcamera[J].IEEEtransactionsonpatternysisandmachineinligence,1992,14(2):99-106NgR,LevoyM,BrédifM,etal.Lightfieldphotographywithahand-heldplenopticcamera[R].Standford:ComputerScienceTechnicalReportCSTR,2005A.Lumsdaine,T.Georgiev.Thefocusedplenopticcamera[C].ComputationalPhotography(I),2009IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2009:1-8GreenP,SunW,MatusikW,etal.Multi-aperturephotography[C].ACMTransactionsonGraphics(TOG).ACM,2007,26(3):68C.K.Liang,G.Liu,H.H.Chen.Lightfieldacquisitionusingprogrammableaperturecamera[C].ImageProcessing,2007.ICIP2007.IEEEInternationalConferenceon.IEEE,2007,5:C.K.Liang,T.H.Lin,B.Y.Wong,etal.Programmableaperturephotography:multiplexedlightfieldacquisition[C].ACMTransactionsonGraphics(TOG).ACM,2008,27(3):55A.Veeraraghavan,R.Raskar,A.Agrawal,etal.Dappledphotography:Maskenhancedcamerasforheterodynedlightfieldsandcodedaperturerefocusing[J].ACMTransactionsonGraphics,2007,26(3):69A.Veeraraghavan,A.Agrawal,R.Raskar,etal.Non-refractivemodulatorsforencodingandcapturingsceneappea