摘要：光场成像技术可以通过场景的光场信息实现场景全聚焦图像合成和背景目标的去遮挡重聚焦等应用,其中如何有效评价图像中的聚焦区域是进行上述应用的前提.但是,传统成像系统离焦物体的点扩散特性与光场重聚焦图像中离焦特性存在本质差异,因此基于离焦物点扩散特性的评价标准无法适用光场重聚焦图像的聚焦度评价.针对上述问题,本文从光场成像重聚焦的原理出发,分析离焦目标图像的虚化特征,设计光场重聚焦图像的聚焦度评价函数,在此基础上研究了聚焦区域的精细化分割方法.光场重聚焦实验和去前景遮挡重聚焦实验表明了本文方法在光场重聚焦图像聚焦度评价中的有效性.

摘要：研究离轴照明的系统中,光学表面环带中频面形误差对于照明光场均匀性和半影宽度的影响。推导了二极照明下中频面形误差的峰谷(PV)值和系统的相干因子对线扩展函数(LSF)分布的解析关系,并通过数值计算分析了二极照明下,中频面形误差对照明镜组线扩展函数的影响。阐述了中频面形误差降低照明光场的均匀性和增大半影宽度的理论机制。利用实际制造的面形数据结合商用光学设计软件对光刻机照明系统中照明镜组进行仿真。结果表明,这种仿真方法可以快速评估中频面形误差对照明光场和半影宽度的影响,在设计阶段使用实际制造的面形对系统进行仿真,为光学设计和光学加工公差分配提供了理论依据。

摘要：提出了一种基于多视角采样校正的大尺度多投影光场三维显示系统,系统采用了360台投影仪环绕投影在直径3 m、高1.8 m的柱形各向异性散射屏上,并在柱形屏内部精确重构出物体的三维光场。该系统能在360°范围内显示可供多人多角度同时观看的具有平滑运动视差的大尺度三维场景,其中动态场景的绘制帧率达30 frame/s及以上,具有流畅的动态效果。设计了一种宽场柱面屏幕投影镜头来扩展投影仪画幅,并设计了一种基于相机多角度采样的光场自动校正方法,用于校正宽场镜头引入的非线性畸变以及系统装配引入的误差,实现了对360台投影仪光场的拼接融合。

摘要：从频谱支集对称程度及夹角两个结构特点出发,分析频谱支集结构变化对于去噪效果的影响,提出光场频谱支集集中程度的概念,并设计相应的度量函数。通过极小化集中程度度量函数,计算合适的光场双平面间距,按照此间距在去噪前对光场数据进行重参数化可以提高滤波去噪效果。HCI模拟光场数据和斯坦福实测光场数据实验结果表明,引入重参数化的光场滤波去噪方法能够优化去噪结果。从视觉上看,在滤除更多噪点的同时保留场景更多的结构和纹理信息;从定量评价上看,峰值信噪比和结构相似度指标也有所提高。

摘要：提出一种单幅图像动态重聚焦方法,结合基于深度学习的光场合成与基于几何结构的弥散圆渲染方法,模拟出光场重聚焦效果。该方法仅输入单幅图像,首先进行深度估计,然后将深度图转换为视差,最后在不同深度确定弥散圆直径以进行像素重采样。设计两种神经网络结构,分别以光场相机的多视角子图和重聚焦图像为样本进行有监督的深度学习。在多个数据集和实际场景中的实验结果表明,本文方法在可接受的计算成本下能获得优于其他方法的视觉效果与评价指标,峰值信噪比达到了34.55,结构相似度达到了0.937。

摘要：成像系统仿真对光学遥感器的论证、设计和在轨性能预估具有重要意义。场景作为遥感的对象,其特性的表征和模拟对仿真结果有直接影响。场景特性难以全面表征,针对光学遥感及其应用最为关键的几何、光谱和辐射特性,提出一种基于光场理论的数字场景仿真方法。以包含空间坐标、方向、波长、强度的全光函数作为数字场景仿真的表征参数,建立了涵盖太阳直射、天空漫射和背景反射等因素的数字场景入射辐照度场模型,以及考虑方向反射特性的数字场景出射辐亮度场模型,并基于简单场景对模型进行分析和验证。该方法能够为成像系统仿真及新型载荷研制提供包含多种特性的数字场景模型。

摘要：随着计算机绘制及光电显示技术的快速发展,封闭式的虚拟现实设备已经不足以满足人们对高临场感体验的追求,混合现实技术因此受到广泛关注.在针对混合现实显示环节的众多解决方案中,光场三维显示可以提供更逼真的显示效果和更直观的用户体验.文中简要比较了实现三维显示的经典技术,并针对光场显示的不同实现方法,讨论了光场三维显示在混合现实中的应用与前景.

摘要：光场相机能够实现一次拍摄即获得三维场景的多视角信息,在深度估计领域中具有独特优势.但是,当场景中存在复杂遮挡时,现有深度估计方法提取深度信息的精度会明显降低.针对该问题,设计一种基尼指数成本量指导下的抗遮挡光场深度估计方法.首先,利用光场重聚焦方法获得焦栈图像;然后,构造中心视角与其他视角的基尼指数成本量,并根据成本最小原则计算得到初始深度图;最后,结合彩色图进行联合引导滤波,获得最终的高精度的深度图像.实验结果表明,所提方法对复杂场景更加鲁棒,能够在较小的算法复杂度下获取更好的深度估计结果.相比于其他先进方法,所提方法获取的深度图精度更高,图像边缘保留效果更好,在HCI数据集上的MSE100指标平均降低约7.8%.

摘要：利用特征矩阵的方法推导出光在一维光子晶体中光场的分布公式,利用光场的分布公式和材料色散公式研究了材料色散对一维光子晶体内部光场分布的影响。研究表明:对于禁带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布不会产生明显影响;对于导带,材料色散对一维光子晶体内部光场的分布会产生明显的影响。这些规律的获得加深了对一维光子晶体性质的认识。

摘要：传统的深度估计方法通常利用普通相机记录的二维图像进行单目或多目深度估计.因这种方式仅利用了光线的强度信息,忽略了它的方向信息,其深度估计的效果并不理想.相比之下,光场记录的信息不仅包含了光线的强度信息,还包含了方向信息.因此,基于深度学习的光场深度估计方法越来越引起该领域研究人员的关注,现已成为深度估计方向的研究热点.然而,目前大部分的研究工作从极平面图像(EPI)或子孔径图像着手进行深度估计,而不能有效利用焦点堆栈含有的丰富深度信息.为此,本文提出了基于光场焦点堆栈的鲁棒深度估计方法.本文设计了一种上下文推理单元(CRU),它能够有效地挖掘焦点堆栈和RGB图像的内部空间相关性.同时,本文提出了注意力引导的跨模态融合模块(CMFA),对上下文推理单元提取的空间相关性信息进行有效融合.为了验证本方法的准确性,在DUT-LFDD和LFSD数据集上进行了广泛的验证.实验结果表明,本文方法的准确率相比现有的EPINet和PADMM分别提高了1.2%和2.25%.为进一步证明本方法的有效性,我们在现有公开的手机数据集上进行了反复的测试.可视化测试结果表明,本方法在普通消费级手机获取的图像上亦可取得满意的效果,能够适应现实应用场景.