基于光场数字重聚焦的三维重建方法研究

研究了光场数字重聚焦聚焦三维重建新方法,探讨了光场数字重聚焦参数λ的取值以及拍摄条件对重建结果的影响。空间中,每一个点和每一个方向的辐射函数总和就是光场,光场数据包含了空间全部三维信息。借助计算成像技术,光场数据可以重构出序列数字重聚焦图像,实现空间的三维重建。实验时,首先用Lytro光场相机获取空间数据;然后用LytroDesktop软件进行数字重聚焦处理,重构出序列焦平面图像;最后用Halcon软件的聚焦深度(depth-from-focus)函数实现三维重建。实验结果显示,参数λ表征了重构平面的深度信息,λ的性质显著地影响重建结果,λ数量多于8、正负λ数目相当时,三维重建结果好。拍摄时,设置的相机参数、目标的反射及场景背景等因素都会对重建结果产生影响。适合参数下,本文方法能够正确重构不同深度结构的目标,重构结果可以任意视角查看。本文方法利用单视图重构设备,实现多视图三维重建结果,拍摄装置小巧,拍摄过程快捷,系统稳定性好,降低了拍摄难度和重建算法的复杂度,拓展了DFF算法的适用深度范围,适合大景深场景和运动目标的三维重建。