[發明專利]基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法

有效

• 申請號: 202110689820.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113538300B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 李暉;何燕成;陳偉靈;余毅;錢文彤;楊飛凡
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40;G06T5/50
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;黃帥

1.一種基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

在基于微透鏡陣列的光場成像系統中，將液晶D型光學元件置于主透鏡與微透鏡陣列之間且和主透鏡與微透鏡陣列平行；

在液晶D型光學元件施加電壓的情況下,獲取目標場景的清晰光場圖像；

在液晶D型光學元件未加電壓的情況下,獲取成像探測器的模糊光場圖像；計算模糊光場圖像各個通道的像素均值，取最大的像素均值作為大氣光A；

確定未加電壓時液晶D型光學元件的透射率，并結合模糊光場圖像以及大氣光A，復原目標場景的原始光場圖像；

基于清晰光場圖像和原始光場圖像，合成高清光場圖像。

2.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，液晶D型光學元件包括聚酰亞胺定向層、向列相液晶和氧化銦錫層；其中，聚酰亞胺定向層負責進行液晶分子的取向，氧化銦錫層用于輸入外部電壓，進而利用液晶的散射效應，通過輸入不同的外部電壓使得液晶分子發生不同角度的反轉，形成許多不同的折射率。

3.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，獲取目標場景的清晰光場圖像具體為：

調整通電電壓，獲取不同電壓下的光場圖像，從中篩選清晰的光場圖像。

4.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，目標場景的原始光場圖像復原公式如下：

式中，L₀(u,v,s,t)表示復原的原始光場圖像，L₀'(u,v,s,t)表示成像探測器獲取的模糊光場圖像，T(E_nlcext)表示液晶D型光學元件的透射率，A表示大氣光A。

5.根據權利要求4所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，液晶D型光學元件的透射率T(E_nlcext)的計算公式為：

T(E_nlcext)＝T_Aexp[-α(E_nlcext)]

α(E_nlcext)＝χσ(E_nlcext)d

式中，T_A為最大透過率，χ為液晶液滴的密度數，σ為平均散射截面，d為液晶D型光學元件的厚度，E_nlcext為外加電壓。

6.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，獲取多張清晰光場圖像，結合原始光場圖像合成高清光場圖像。

7.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，合成高清光場圖像具體為：

對清晰光場圖像和原始光場圖像進行最優值搜索匹配，獲取高清光場圖像。

8.根據權利要求7所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，以原始光場圖像作為模板，對清晰光場圖像和模板進行匹配搜索，同時根據最優化原理選取對應區域的最優值并且重新覆蓋。

9.根據權利要求1所述的基于液晶D型光學元件的高清光場成像方法，其特征在于，用液晶S型光學元件代替液晶D型光學元件。