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基于光场成像数字重聚焦过程的性能分析

系统仿真学报 2017年第11期29卷 2875-2880,2889页

作者：尤素萍卢昱丞张薇杨波上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 杭州电子科技大学理学院浙江杭州310018

数字重聚焦是光场成像的一个重要特性,其性能的分析对光场成像研究具有重要的参考价值。本文基于微透镜阵列型光场成像时域与频域的两种不同重聚焦算法进行推导,分析了数字重聚焦算法中不同域、插值方法、采样半径对图像像质和计算运行... 详细信息

数字重聚焦是光场成像的一个重要特性,其性能的分析对光场成像研究具有重要的参考价值。本文基于微透镜阵列型光场成像时域与频域的两种不同重聚焦算法进行推导,分析了数字重聚焦算法中不同域、插值方法、采样半径对图像像质和计算运行速度的影响,得到在图像像质和处理速度之间的最佳值,实验结果表明利用该方案都能在较快的处理速度下实现较好的图像像质。

关键词：光场成像数字重聚焦微透镜阵列光场相机

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太赫兹光场数据采集与数字重聚焦实验研究

光电工程 2020年第5期47卷 117-122页

作者：杨墨轩赵源萌左剑吕南方张存林首都师范大学物理系太赫兹光电子学教育部重点实验室太赫兹波谱与成像北京市重点实验室北京成像理论与技术高精尖创新中心北京100048

本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建... 详细信息

本文对太赫兹光场数据采集与数字重聚焦成像进行实验研究。太赫兹成像因其穿透性、无损性等优点,近年来备受国内外研究者关注。太赫兹波段的光场成像技术有望增强图像质量、改善应用效果。本文在分析光场成像基本原理、系统结构、重建方法的基础上,应用太赫兹焦平面阵列相机进行太赫兹光场数据采集和数字重聚焦实验。首先采集太赫兹光场原始数据,然后通过数字重聚焦进行计算成像,最后对重构图像做增强处理,得到了深度、角度及目标物轮廓分辨力强的太赫兹图像。实验证明了太赫兹光场成像技术的可行性及其改善图像质量、丰富复现效果的能力。

关键词：太赫兹光场采集数字重聚焦图像重构

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基于红外光场数字重聚焦的三维场景重建

基于红外光场数字重聚焦的三维场景重建

基于局部最大梯度与最小强度先验的光场图像去模糊

第十九届全国光散射学术会议

作者：夏朝阳牧凯军梁二军郑州大学物理工程学院

目前国内外对于光场数字重聚焦的研究主要针对可见光波段,本文对红外波段的数字重聚焦进行了研究,在基于相机阵列的光场成像[1]和基于Lytro光场数字重聚焦的三维重建方法[2]基础上提出了基于红

关键词：红外相机阵列重采样红外光场数字重聚焦三维场景重建

来源： cnki会议评论

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激光与光电子学进展 2024年

作者：赵宗晨刘春雨徐明林张玉鑫刘帅胡荟灵中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学

空间三维重建在遥感、军事、航空航天等多种领域有着重要应用。其中，光场成像技术被广泛应用，为了使三维重建更精确，需要对光场成像的每个平面清晰成像。因此，提高光场图像的像质是解决空间重建的关键。本文首先将光场成像应用于空... 详细信息

空间三维重建在遥感、军事、航空航天等多种领域有着重要应用。其中，光场成像技术被广泛应用，为了使三维重建更精确，需要对光场成像的每个平面清晰成像。因此，提高光场图像的像质是解决空间重建的关键。本文首先将光场成像应用于空间成像系统中，建立基于波动光学的光场成像模型，降低了成像模型复杂性，仿真出光场原始图像。其次根据光场数字重聚焦算法，进行数字调焦，得到不同对准平面处的光场图像。最后由于相对运动造成的误差、数字重聚焦算法有一定误差和微透镜阵列在光路中成像造成中高频信号损失等因素，导致重聚焦图像模糊。现有的图像去模糊算法并不能满足光场成像技术所需的像质，因此，本文提出了一种去除遥感光场重聚焦图像模糊的算法。该算法利用图像模糊会导致局部最小强度值变大和局部最大梯度值变小的先验知识，通过构建能量函数，使用改进的半二次分裂方法估计潜在图像和模糊核，以达到去模糊的目的。结果表明，本算法在处理光场重聚焦图像上优于其他的图像去模糊算法。

关键词：光场成像波动光学数字重聚焦图像去模糊

基于MDLatLRR和KPCA的光场图像全聚焦融合

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光子学报 2023年第4期52卷 247-261页

作者：黄泽丰杨莘邓慧萍李青松武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081

为了提升光场成像的空间分辨率,结合光场图像数字重聚焦与多聚焦图像融合,提出了一种基于多尺度潜在低秩分解和核主成分分析的光场图像全聚焦融合算法。首先,对光场图像进行数字重聚焦得到重聚焦图像,然后对各重聚焦图像进行多尺度分解... 详细信息

为了提升光场成像的空间分辨率,结合光场图像数字重聚焦与多聚焦图像融合,提出了一种基于多尺度潜在低秩分解和核主成分分析的光场图像全聚焦融合算法。首先,对光场图像进行数字重聚焦得到重聚焦图像,然后对各重聚焦图像进行多尺度分解提取出基础层和显著层,对基础层、显著层分别采用局部梯度差值加权算法和多尺度梯度域显著性提取算法计算相应的特征系数;其次,联立基础层和各显著层的特征系数矩阵,然后用核主成分分析进行降维融合得到融合特征系数矩阵,使得经融合特征系数生成的聚焦决策图能充分考虑基础层和显著层的特征信息;最后,用聚焦决策图引导重聚焦图像进行全聚焦融合。实验结果表明,该算法与传统方法相比在视觉效果和边缘信息丰富度上具有更优表现,所生成的光场全聚焦图像具有更高的分辨率和更好的视觉效果。

关键词：光场全聚焦图像融合数字重聚焦多尺度潜在低秩分解核主成分分析

基于双螺旋点扩展函数工程的三维多焦点双光子激光扫描显微技术

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光学学报 2022年第14期42卷 78-84页

作者：任苏霞张晨爽曹慧群林丹樱于斌屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060 深圳大学化学与环境工程学院广东深圳518060

为了进一步提高成像速度和分辨率,提出了基于双螺旋点扩展函数(DH-PSF)工程的多焦点双光子激光扫描显微成像方法和系统(DH-MTPLSM)。在激发光路中,通过高速相位型空间光调制器(SLM)同时实现了三维多焦点阵列的产生和在样品面上的高精度... 详细信息

为了进一步提高成像速度和分辨率,提出了基于双螺旋点扩展函数(DH-PSF)工程的多焦点双光子激光扫描显微成像方法和系统(DH-MTPLSM)。在激发光路中,通过高速相位型空间光调制器(SLM)同时实现了三维多焦点阵列的产生和在样品面上的高精度并行数字寻址扫描;在探测光路中,通过双螺旋相位片将系统探测PSF调制为DH-PSF,从而提供样品的轴向信息,减少轴向扫描层数,进而提高三维成像速度;结合基于DH-PSF的数字重聚焦算法,恢复出不同深度样本的宽场图像,通过单次二维扫描获得样品的三维光切片信息。在此基础上,利用搭建的DH-MTPLSM系统开展了小鼠肾组织切片的双光子成像实验,验证了该方法的快速三维高分辨成像能力,这对于MTPLSM的发展具有重要的意义。

关键词：成像系统荧光显微多焦点双光子激光扫描显微双螺旋点扩展函数数字重聚焦空间光调制器

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基于数字全息的血红细胞显微成像技术

物理学报 2020年第16期69卷 77-92页

作者：张益溢吴佳琛郝然金尚忠曹良才中国计量大学光学与电子科技学院杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室杭州310018 精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领... 详细信息

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领域取得了显著进展和突破.本文介绍了同轴、离轴以及光镊辅助离轴的数字全息显微技术,这些技术利用瑞利索末菲反向传播算法、清晰度量化算法、分水岭分割算法、数字重聚焦方法与热涨落方法等来实现血红细胞的形变、空间分布、三维体积信息的高精度提取,有助于糖尿病、心血管疾病、帕金森氏疾病等病理研究.数字全息显微成像技术实现了传统三维显微成像技术难以达到的实时性和定量化检测,由于独有的非接触、无损性特点,在细胞成像领域应用前景广阔.

关键词：数字全息显微成像细胞成像数字重聚焦

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一种应用相机阵列实现图像遮挡物移除的方法

液晶与显示 2022年第4期37卷 494-500页

作者：杨墨轩赵源萌朱凤霞张宏飞张存林太赫兹光电子学教育部重点实验室太赫兹波谱与成像北京市重点实验室北京成像理论与技术高精尖创新中心首都师范大学物理系北京100048

针对光路中前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,本文对应用相机阵列的遮挡物移除算法进行实验研究。用阵列型光场相机采集四维光场数据,然后用数字重聚焦技术进行不同深度的重聚焦,突出目标物细节特征。利用图像重构技术合成子图像阵列... 详细信息

针对光路中前景遮挡物影响感兴趣信息采集的问题,本文对应用相机阵列的遮挡物移除算法进行实验研究。用阵列型光场相机采集四维光场数据,然后用数字重聚焦技术进行不同深度的重聚焦,突出目标物细节特征。利用图像重构技术合成子图像阵列,选择最小误差阈值分割法标记遮挡物区域并复现原图像的细节特征。实验结果证明了应用阵列型光场相机移除遮挡物的可行性,及其改善图像质量、复现遮挡区域图像、提高图像可读性、降低噪声影响的能力。依据无参考的图像质量评价指标,本文算法在重构图像质量上SNR与PSNR分别提升了17.3%与77.6%。

关键词：光场采集数字重聚焦图像重构遮挡物

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基于微透镜阵列的光场显微测量方法研究

半导体光电 2022年第2期43卷 395-399页

作者：杨帆严伟李凡星中国科学院大学北京100049 中国科学院光电技术研究所成都610209

与传统成像技术相比,光场成像技术能够利用光场中光线的传播方向信息,采用计算成像的方式极大地提高成像系统的景深。而传统的光学显微镜分辨率越高,景深越小。文章结合光场成像技术和传统光学显微镜,通过在显微镜一次像面插入微透镜阵... 详细信息

与传统成像技术相比,光场成像技术能够利用光场中光线的传播方向信息,采用计算成像的方式极大地提高成像系统的景深。而传统的光学显微镜分辨率越高,景深越小。文章结合光场成像技术和传统光学显微镜,通过在显微镜一次像面插入微透镜阵列,提高显微镜景深,实现光场的显微三维测量。该系统通过单次曝光即可获得光场的四维光场信息,通过数字重聚焦技术和清晰度评价函数完成光场显微测量。实验结果表明,基于微透镜阵列的光场显微测量方法是可行的。测量系统以牺牲16倍横向分辨率为代价,将显微镜头景深提高了近100倍。

关键词：光场成像微透镜阵列数字重聚焦深度提取