目前,微型數(shù)字相機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、安防及電子消費(fèi)產(chǎn)品等領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)和加工技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)數(shù)字相機(jī)微型化要求不斷地提高。相機(jī)的成像原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)直接影響到了相機(jī)體積的設(shè)計(jì)。由昆蟲復(fù)眼衍生出來(lái)的多孔徑成像系統(tǒng)具有很大微型化潛力。本文結(jié)合不同微透鏡陣列的成像模型,提出了一種基于自由曲面微透鏡陣列的多孔徑超薄相機(jī)。實(shí)現(xiàn)了超薄相機(jī)在具備有良好成像的同時(shí),對(duì)光闌的設(shè)計(jì)與加工要求降低。根據(jù)圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺的相關(guān)理論和方法,完成了相機(jī)成像的重構(gòu)。本文的主要工作如下:1)基于現(xiàn)有多孔徑超薄相機(jī)的成像原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及自由曲面成像性能的優(yōu)勢(shì),提出了基于自由曲面平面微透鏡陣列且相鄰孔徑間有半視場(chǎng)交疊的新型多孔徑超薄相機(jī)。2)針對(duì)提出的新型多孔徑超薄相機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出了一套光學(xué)設(shè)計(jì)及仿真分析的方法,并實(shí)現(xiàn)了孔徑數(shù)為3×3,有效焦距為5mm,F數(shù)為2.8,視場(chǎng)為24°×24°以及透鏡材料為PMMA的平面微透鏡陣列成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì),優(yōu)化后每個(gè)透鏡的MTF值在156lp/mm處約為0.1。3)利用非序列光線追跡仿真對(duì)已設(shè)計(jì)完成的多孔徑相機(jī)進(jìn)行成像性能分析。完成了消除漸暈、提高圖像對(duì)比度、去除噪聲和矯正...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景和意義
        1.1.1 光學(xué)成像系統(tǒng)的微型化發(fā)展
        1.1.2 單孔徑相機(jī)微型化的局限性
        1.1.3 多孔徑成像系統(tǒng)
    1.2 多孔徑超薄相機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 課題的研究目的及內(nèi)容
第二章 多孔徑超薄相機(jī)的相關(guān)原理
    2.1 成像原理
        2.1.1 單孔徑成像原理
        2.1.2 多孔徑成像原理
    2.2 超分辨率重構(gòu)
        2.2.1 超分辨率重構(gòu)的基本原理及實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        2.2.2 超分辨率重構(gòu)在多孔徑相機(jī)中的仿真實(shí)現(xiàn)
    2.3 光學(xué)自由曲面
    2.4 本章小結(jié)
第三章 多孔徑超薄相機(jī)的設(shè)計(jì)
    3.1 成像模型與結(jié)構(gòu)的確定
    3.2 圖像傳感器的選擇
    3.3 平面微透鏡陣列的設(shè)計(jì)
        3.3.1 平面微透鏡陣列規(guī)格參數(shù)的設(shè)定
        3.3.2 平面微透鏡陣列的設(shè)計(jì)方案及面型優(yōu)化
    3.4 光闌的設(shè)計(jì)
    3.5 關(guān)于透鏡陣列的拼接與仿真實(shí)驗(yàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 多孔徑超薄相機(jī)的圖像處理
    4.1 消除漸暈及提高圖像對(duì)比度
        4.1.1 漸暈
        4.1.2 消除漸暈
        4.1.3 提高圖像對(duì)比度
    4.2 濾除噪聲
        4.2.1 中值濾波
        4.2.2 噪聲分析與濾除
    4.3 畸變矯正
        4.3.1 畸變的分析及矯正方法的選擇
        4.3.2 畸變的矯正
    4.4 匹配與重建
        4.4.1 圖像匹配
        4.4.2 圖像重構(gòu)
    4.5 圖像處理的評(píng)估
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝



本文編號(hào)：3863764