專利名稱：一種光場采樣及重構方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及光場采集領域，尤其涉及一種光場采樣方法及重構與裝置。
背景技術：
針對光場采集的問題，從1992年阿德爾森(Adelson)搭建出采集光場的原型系統開始，國際上在此方面的研究和開發有大約二十年的發展歷史，廣大研究者進行了大量的努力并提出了多種方法，包括相機陣列采集、單相機時序采集和單相機同時采集等。相機陣列采集有斯坦福大學(StanfordUniversity)、麻省理工學院(MIT)等研究機構為代表的平面相機陣列以及南加州大學(USC)等為代表的穹形陣列，通過多傳感器采集角度信息，需要標定、校準、同步等工作，并且系統可移動性差；單相機時序采集則主要通過機械控制臺架移動相機或者巧妙的采集策略對相機進行精確的位置和姿態控制，斯坦福大學、微軟研究院等在此方面做過一些研究工作；單相機同時拍攝則主要通過在成像光路上加入附加的光學器件來改變光路，將不同角度的光線復用在電荷耦合元件(CCD)上，比如李普曼 (Lippman)等提出的遮擋蒙版方法、Ren Ng發明的微透鏡方法、梁(Liang)發明的編碼光圈相機等。總體而言，已有的方法對于光場數據本身的屬性未做充分分析，主要通過犧牲等量的空間分辨率或者時間分辨率來獲取角度信息，計算代價較高。近年來，隨著壓縮感知理論的發展，少數研究者開始運用壓縮感知理論進行光場信息采集，比如西北大學(Northwestern University)和亞利桑那大學(University of Arizona)提出的編碼光圈方法，但是其只是用傳統計算機科學(CS)理論做了仿真實驗，且對于光場統計屬性缺乏深入研究；MIT的弗格斯(Fergus)等提出了隨機鏡面成像方法，由于隨機鏡面的實現工藝等原因，效果很不理想。
發明內容
針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種光場采集及重構方法與裝置。本發明提供了一種光場采樣方法，包括步驟1，制作由隨機碼字構成的編碼光圈；步驟2，通過更換編碼光圈在CXD上得到光場采樣數據。在一個示例中，編碼光圈為編碼膠片。本發明提供了一種光場重構方法，包括步驟10，對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習，得到一組過完備基；步驟20，利用公式 J Λ ““，其中Y為光場采樣數據，Φ步驟30，利用Ψ與χ的乘積重構出光場。在一個示例中，步驟10中，采用K奇異值分解對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習。本發明提供了一種光場采樣裝置，包括定焦單反鏡頭，在定焦單反鏡頭的光圈平面開槽，用于放置編碼光圈；編碼光圈垂直于光軸；編碼光圈的碼字為隨機碼字。在一個示例中，編碼光圈為編碼膠片。本發明提供了一種光場重構裝置，包括過完備基獲取單元，用于對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習，得到一組過完備基；投影系數計算模塊，用于利用公式
權利要求
1.一種光場采樣方法，其特征在于，包括 步驟1，制作由隨機碼字構成的編碼光圈；步驟2，通過更換編碼光圈在CCD上得到光場采樣數據。
2.如權利要求1所述的光場采樣方法，其特征在于，編碼光圈為編碼膠片。
3.一種光場重構方法，其特征在于，包括步驟10，對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習，得到一組過完備基；步驟20，利用公式
4.如權利要求4所述的光場重構方法，其特征在于，步驟10中，采用K奇異值分解對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習。
5.一種光場采樣裝置，包括定焦單反鏡頭，其特征在于，在定焦單反鏡頭的光圈平面開槽，用于放置編碼光圈；編碼光圈垂直于光軸；編碼光圈的碼字為隨機碼字。
6.如權利要求5所述的光場采樣裝置，其特征在于，編碼光圈為編碼膠片。
7.一種光場重構裝置，其特征在于，包括過完備基獲取單元，用于對具有時域和空域冗余性的光場數據進行學習，得到一組過完備基；投影系數計算模塊，用于利用公式
全文摘要
本發明公開了一種光場采樣及重構方法與裝置。該光場采樣方法包括步驟1，制作由隨機碼字構成的編碼光圈；步驟2，通過更換編碼光圈在CCD上得到光場采樣數據。本發明利用光場數據固有的冗余特性，并結合壓縮感知理論和編碼光圈方法，能夠實現光場數據的高效采集和重建。
文檔編號G06T7/00GK102306291SQ20111021259
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者戴瓊海, 索津莉 申請人:清華大學