《基於光場成像技術的超分辨信息獲取與重建》是依託南開大學，由趙星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於光場成像技術的超分辨信息獲取與重建
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙星
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為了在獲取二維超分辨信息的同時，實現快速高精度三維信息的獲取和重建，本項目擬利用光場成像技術可獲取具有空間相關性序列圖像的特點，通過精確控制成像系統中陣列器件的參數和解決信息重建過程中制約解析度提高的若干關鍵問題，建立具有快速高精度三維信息獲取能力的超分辨信息獲取和重建方法。項目擬通過研究光場成像系統的三維點擴散函式，對光場成像技術的解析度進行定量表征，結合光場成像技術原理，利用數字仿真和光學實驗手段，通過精確控制記錄子透鏡間隔建立基於光場成像技術的超分辨信息快速獲取方法，通過對三維信息重建技術中信噪比低和同名像點匹配精度低等關鍵問題的解決，採用像素繪製技術和統計重構算法，實現亞像素水平二維圖像和深度信息的重建，並建立基於光場成像技術的超分辨信息顯微成像實驗系統。本項目的研究將有助於推動光場成像技術中解析度提高及數字重建等關鍵科學問題的研究，為其套用奠定重要的理論和技術基礎。
結題摘要
為了實現高精度三維信息的獲取和重建，本項目通過研究光場成像系統的三維點擴散函式，對光場成像技術的解析度進行定量表征，結合光場成像技術原理，利用數字仿真和光學實驗手段，研究通過精確控制記錄子透鏡間隔建立基於光場成像技術的超分辨信息快速獲取方法，通過對三維信息重建技術中信噪比低和同名像點匹配精度低等關鍵問題的解決，採用像素繪製技術和統計重構算法，實現亞像素水平二維圖像和深度信息的重建，並建立基於光場成像技術的超分辨信息顯微成像實驗系統。項目研究過程中，利用波動光學理論構建了光場成像系統的三維點擴散函式，並利用瑞利判據提出了三維解析度表征方法；開展了移動透鏡陣列技術、軸向移動技術、基於轉動成像目標技術的超分辨信息獲取技術的研究，並結合這些獲取新方法，開展了像素繪製技術、統計重建方法、同名像點精確匹配方法和轉動目標成像重建方法的研究，提高了三維重建圖像的質量，相關的理論分析仿真及光學實驗表明這些方法均可以有效提高三維信息獲取和重建的解析度。利用光場成像技術及高解析度重建方法，項目組實現了對水下遮擋目標的成像和檢測；利用轉動目標成像技術，項目組建立了微結構三維形貌非接觸式顯微測量實驗系統，利用該系統，可以對微結構的超精密加工進行在位三維形貌的檢測，解析度可達20um（10倍顯微物鏡）。項目執行期間，共發表期刊論文18篇，會議論文1篇，申請發明專利1項。項目組還探索了研究成果向工業套用的轉化，已與相關企業開展了成果轉化合作。綜上，本項目不僅有助於推動光場成像技術套用中高解析度獲取及數字重建等關鍵科學和技術問題的研究，為技術套用奠定重要的理論和技術基礎，還在三維信息檢測方面具有重要的套用前景。
