8、三维计算积分成像中拾取位置不确定性的影响

三维计算积分成像中拾取位置不确定性的影响

1. 引言

近年来，三维（3 - D）图像传感、处理以及可视化和显示系统越来越受到关注。在众多 3 - D 成像和显示技术中，积分成像（II）基于积分摄影的理念，通过透镜从多个视角对场景进行成像，获取的每个二维图像（即元素图像）是从不同位置针对 3 - D 场景采集的二维强度图像。这与基于干涉测量幅度和相位的全息波前记录与重建技术不同。

在 II 中，视角可以通过微透镜阵列或让传统相机在合成孔径上移动来生成。后者被称为合成孔径积分成像（SAII），在需要更长成像范围或更好 3 - D 重建分辨率的应用中表现更优。元素图像包含方向和强度信息，可用于场景视觉信息的光学或计算可视化。

为了提高 II 技术在拾取和显示方面的分辨率、视角、景深和眼睛适应性，人们进行了诸多努力。在拾取方面，提出了时间复用计算积分成像和 SAII 等方法来提高光学或计算重建的分辨率。此外，还研究了非平稳微光学、光路控制、使用压纹屏幕或对单个小透镜进行幅度调制等技术来改善分辨率或景深。元素图像的计算重建在 3 - D 物体识别、遮挡去除和多视点生成等多种应用中显示出了良好的前景。

合成孔径成像涉及从移动平台收集信息，因此需要研究与平移系统相关的实际问题，包括位置测量的不准确性。这就引出了一个问题：在拾取阶段，3 - D 图像重建结果对位置测量不准确程度的敏感程度如何。接下来将对 SAII 技术的 3 - D 计算重建性能受随机拾取位置误差的影响进行研究。

2. 积分成像与计算重建

2.1 传统积分成像（II）

传统的 II 系统使用安装在平面上的小透镜阵列（透镜阵列）在单个光电传感器