1 / 21

Статические способы увеличения глубины резкости оптико-цифровых регистраторов изображения

Статические способы увеличения глубины резкости оптико-цифровых регистраторов изображения. Басов И.В., Краснобаев А.А. Структура доклада. Актуальность Понятие глубины резкости, PSF, MTF Система с кодирующей апертурой Система с кубической фазовой маской

makala
Download Presentation

Статические способы увеличения глубины резкости оптико-цифровых регистраторов изображения

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Статические способы увеличения глубины резкости оптико-цифровых регистраторов изображения Басов И.В., Краснобаев А.А

  2. Структура доклада • Актуальность • Понятие глубины резкости, PSF, MTF • Система с кодирующей апертурой • Система с кубической фазовой маской • Система с переносом резкости по цветовым каналам • Сравнение систем

  3. Наблюдение протяженных объектов, изменяющихся во времени Объективы для микроскопии Сканеры штрих-кодов

  4. Глубина резкости (DOF) A B A’ B’ • Если пара «пятен рассеяния» для интересующих соседних точек объекта может быть различена приемником излучения (ПИ) – объект «в фокусе» • Интервал в котором объекты попадают «в фокус» - «глубина резкости» • Изменяя диафрагму можно менять пятно рассеяния O’ O

  5. Функция рассеяния точки (ФРТ, PSF);функция передачи модуляции (ФПМ, MTF) PSF (3D) PSF – импульсный отклик оптической системы MTF – зависимость контраста от пространственной частоты

  6. Модификация оптики Объектив + ! Матрица Объект Обычно:PSF-? Рассмотренные ниже методы: форма пятна и зависимость от дефокусировки задается специальным образомс помощью доработки объектива цифровая фильтрация Резкое изображение

  7. Системы с кодированной апертурой y = fk● x Y = Fk·X, x - резкое изображение, fk – пятно размытия - ядро масштаба k (зависит от величины дефокусировки), y – изображение в плоскости сенсора, ● - операция свертки. Fk(un) = 0 → Y(un) = 0 Кодирование: →Нулевым значениям полученного изображения в частотной области можно сопоставить масштаб фильтра и глубину расположения предмета на наблюдаемой сцене

  8. Восстановление изображения FFT Нули спектра Масштаб ядра M, дистанция L Восстановление изображения

  9. Система с размытием не зависящим от дефокусировки (с кубической фазовой маской) Объектив + Матрица Объект Промежуточное изображение (нерезкое по всему полю) MTF = const≠ f (v), MTF ≠ 0 v – величина дефокусировки Инверсная фильтрация Резкое изображение

  10. Кубическая фазовая маска Трехмерный профиль маски Кубический профиль фазовой маски характеризует материал маски

  11. Ход лучей вблизи плоскости фокусировки Традиционная оптическая система(IDOF~0.2мм) Системас применением фазовой маски (IDOF~2мм)

  12. Постоянство функции рассеяния точки а - в плоскости фокусировки традиционной оптической системы b – при дефокусировке традиционной оптической системы c, d – в плоскости фокусировкии при дефокусировке системы с кубической фазовой маской

  13. Система с переносом резкости по каналам Система с преднамеренно введенной продольной хроматической аберрацией Карта резкости: I(x,y) – яркостное распределение i-го цветового канала изображения

  14. Зоны резкости цветовых каналов Зоны резкого изображения для: синего зеленого красного Диаметр пятна рассеяния Расстояние до объекта

  15. Методика сравнения Тест-объект – штриховая мира Характеристики: - MTF = f(d), где d – дефокусировка • v = f(d) – «вырезаемые частоты» в зависимости от дефокусировки (MTF=0.2) • Отношение С/Ш

  16. Сравнение методов. MTF = f(d) MTF d = 0.55mm v d = 1.1mm Синий – с кубической маской Желтый – с кодированной апертурой v – пространствнная частота, пар линий/мм, d - дефокусировка d = 2.2mm

  17. Сравнение методов. Областичастот для которых MTF<0.2 d = 2.2mm d v Синий – с кубической маской Желтый – с кодированной апертурой

  18. Сравнение методов. С/Ш SNR d Синий – с кубической маской Желтый – с кодированной апертурой

  19. Таблица сравнения способов

  20. Список основных источников Система с кубической фазовой маской: 1) “Extended depth of field through wave-front coding”, W.T.Cathey, E.R.Dowski, APPLIED OPTICS, выпуск 34, №11, 1995г. 2) US7436595 – Оптические системы с расширенной глубиной поля зрения, W.T.Cathey, E.R.Dowski, 2008г. 3) US6842297 – Оптика кодирования волнового фронта, E.R.Dowski, 2005г. 4) “New paradigm for imaging systems”, W.T.Cathey, E.R.Dowski, APPLIED OPTICS, выпуск 41, №29, 2002г. 5) Сайт www.colorado.edu Система с кодированной апертурой: • A.Levin, R.Fergus, F. Durand, W. T. Freeman «Image and Depth from a Conventional Camera with a Coded Aperture», Massachusetts Institute of Technology, Computer Science and Articial Intelligence Laboratory. • US6737652 – Получение изображений с помощью кодированной апертуры, R.C.Lanza, R.Accorsi, F.Gasparini, 2004г. • “Coded Aperture Projection”, M. Grosse, O. Bimber, Bauhaus-University Weimar (www.uni-weimar.de/) • “Coded Aperture”, Computational Photography, выпуск 07, 2008г., Thai Hoa Система с переносом резкости по каналам: • F. Guichard, Hoang Phi Nguyen, R. Tessières, M. Pyanet, I. Tarchouna, F. Cao ”Extended depth-of-field using sharpness transport across color channels” DxO Labs, 3 Rue Nationale, 92100 Boulogne, France.

  21. Конец счастливый

More Related