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首页折反射全向成像散焦模糊去除方法与系统设计
"去散焦模糊的折反射全向成像系统设计" 本文主要探讨了在高分辨率传感器和大光圈应用下,折反射全向成像系统中出现的散焦模糊问题,并提出了一种创新的解决方案。折反射全向成像系统常用于获取全方位的图像信息,但光圈大小和反射面的曲率会引发散焦模糊,降低图像质量。作者首先深入分析了折反射成像导致散焦模糊的原因,指出散焦模糊是由于物点位置与成像系统虚像位置之间的关系不匹配所造成。 为了消除这种模糊,文章提出在一次曝光时间内匀速旋转镜头的对焦环,以此实现累积曝光,使得全向图的散焦模糊核在空间上保持不变性。这种方法的关键在于理解点扩展函数,即图像在散焦状态下呈现出的模糊程度,它与实景空间的物点位置以及成像系统的虚拟成像位置紧密相关。 接着,论文介绍了利用反卷积算法对散焦模糊的全向图进行图像复原的技术。反卷积是一种逆过程,可以有效地去除模糊,恢复图像的细节和清晰度。通过这个算法,研究人员能够从散焦的全向图中重构出全局清晰的图像,从而显著提升了折反射全向成像的质量。 这种方法的成功实施对于提高折反射全向成像技术在各个领域的应用具有重大意义,包括但不限于安全监控、环境监测、自动驾驶等,这些领域都依赖于高质量的全方位图像信息。研究结果表明,该方法能有效地解决折反射全向成像系统中的散焦模糊问题,有望推动相关技术的发展和应用。
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书书书
第
32
卷
第
9
期
光
学
学
报
Vol.32
,
No.9
2012
年
9
月
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去散焦模糊的折反射全向成像系统设计
李永乐
张茂军
娄静涛
王
炜
(国防科学技术大学信息系统与管理学院,湖南 长沙
410073
)
摘要
随着高分辨率传感器和大光圈的采用,光圈和反射 面 曲 率 造 成 的 折 反 射 全 向 成 像 散 焦 模 糊 问 题 越 发 突 出。
提出了一种有效去除散焦模糊的折反射全向成像系统设计。理论分析折反射成 像 散 焦 模 糊 的 原 因,建立全向图点
扩展函数与实景空间物点及成像系统虚像位置的关系;在一 次 曝 光 成 像 时 间 内 匀 速 旋 转 镜 头 对 焦 环,通过 累 积 曝
光使全向图散焦模糊核具有期望的空间不变性;利用反 卷 积 算 法 对 散 焦 模 糊 全 向 图 进 行 复 原,得 到 全 局 清 晰 的 全
向图像
。该方法较好地解决了折反射全向成像散焦模 糊 问 题,对 提 高 折 反 射 全 向 成 像 质 量,促 进 其 在 相 关 领 域 的
广泛应用具有重要意义。
关键词
成像系统;折反射全向成像;散焦模糊;点扩展函数;图像复原
中图分类号
TN911
文献标识码
A
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10.3788
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080.2740
;
100.1830
;
230.4040
收稿日期:
20120307
;收到修改稿日期:
20120412
基金项目:国家自然科学基金(
61175006
,
61175015
,
60803101
,
60872150
)资助课题。
作者简介:李永乐(
1984
—),男,博士研究生,主要从事折反射全向视觉、图像 处 理 和 多 媒 体 与 虚 拟 现 实 技 术 等 方 面 的 研
究。
Email
:
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on
g
le1984
@
163.com
导师简介:张茂军(
1971
—),男,教授,博士生 导 师,主要 从 事 全 向 视 觉、图 像 处 理 和 多 媒 体 与 虚 拟 现 实 技 术 等 方 面 的 研
究。
Email
:
zm
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bar
@
163.com
1
引
言
由于能够一次性获得
360°
的视 场 范围,折 反射
全向成像在很多领 域 都已 经 得到 了 广泛 的 应用,如
全景军事侦察、智能全景视频监控、移动机器人视觉
导航、远程视频会议和天文望远镜等领域
[
1
]
。但是,
以往大部分研究工作主要集中在折反射全向成像系
统中 的反射 镜面型 设计、空 间分辨 率
[
2
]
和系统 应用
方面,相比之下,对折反射系统的成像质量的研究较
少。随着高分辨率图像传感器器件和大光圈在折反
射成像系统中的采用,折反射全向成像系统中,反射
镜曲率和镜 头 光 圈 的 大 小 会 导 致 散 焦 模 糊
[
3
,
4
]
,而
且散焦模糊造成的图像清晰度问题越发突出
。虽然
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