基于光场相机的深度面光场计算重构

光场相机与传统相机不同,通过在主镜组和传感器间特定位置设置微透镜阵列,实现在采集物方光强的同时记录光线方向。为了重构物方光场,研究了基于光场相机的深度面计算重构算法,对该算法所采用的焦点堆栈、投影切片定理进行研究。首先,对四维光场定义及光场相机工作原理进行分析;建立了相机内部深度面重构模型,分析了投影切片定理在深度面获取的应用,并推导出不同深度面图像表达式;根据得到不同深度位置图像,研究了计算重构算法,搭建了含有微透镜阵列的微型单相机光场采集系统,采集原始光场,利用本文方法实现了物方光场的逆向重构。实验结果表明:利用本文重构算法,光场相机采集的物方光场可通过滤波计算方法逆向重构,通过重构光场数据可获得物方场景深度信息。本文深度面获取算法较其他算法节省30%以上的时间,各深度面图像峰值信噪比在25~30dB之间,实现了高精度、稳定可靠的计算光场重构。     

折反射成像的经纬仪模型研究

折反射全向相机具有能够提供360°视场、安装灵活、结构紧凑、成本低廉等优势.在单视点结构的约束条件下,根据折反射成像的旋转对称性,提出了折反射成像的全新模型.首先,根据折反射成像的投影几何理论,分析并推导出图像点到投影中心之间的距离与空间射线俯仰角的对应关系.其次,根据现有的球面统一模型将空间点投影到图像平面上,得出的图像点坐标在提出的模型中反投影出一条空间射线,对比统一球面模型验证提出的模型的正确性.最后用提出的模型计算图像点的反投影误差,得到误差为0.2个像素以内,实验结果表明,提出的模型能够获得较高的标定精度.提出的经纬仪模型将二维标定化简为一维标定,为折反射全向视觉的研究开辟了新的思路.     

非球面折反射全景成像系统设计

介绍了折反射全景成像的工作原理,给出了折反射全景成像系统尺寸的计算方法,还对单视点成像系统做了理论分析与优化设计。由于折反射全景成像系统产生的畸变较大,因此可以通过设计反射镜的面型有效地控制系统的畸变量。利用Zemax软件进行仿真,设计了一款以高阶非球面为反射镜的全景镜头,有效矫正了系统的像差,同时畸变率也下降在50%以下,最后对光学系统进行了像质评价。该系统的视场角为360°×(-50°～15°),探测器的频率在120p/mm处以内的MTF均在0.2范围内,非常适用于视频监控和安防领域中。     

一种广告照明用投光灯的光学设计

在户外投光广告照明中,均匀度和光能利用效率不高一直是困扰相关设计人员的一个问题。本文从配光曲线基本概念出发,根据光强与照度的基本关系,结合户外投光广告照明的特点,得出了一种实现投光广告均匀照明的方法。在保证足够均匀度的情况下,提高了光能利用率,并对减少光污染提出了一定的建议,对实现中高幅投光广告均匀照明有重要的参考价值。     

图像处理前照灯检测仪校准器自动检定系统

为保证前照灯检测仪校准器的测量精度,需要对其光轴角与光强度进行定期检定。针对传统检定方案中,自动化程度不足,难于保证检定重复性的问题,提出了一种图像处理技术与高精度电动转台相结合的检定方法,利用实际位移与像素位移间的等比关系及像面灰度与物面照度间的线性关系,实现了对前照灯检测仪校准器的高精度自动检定。使用最小二乘方法对不同照度下的实验数据进行拟合,求出了回归线性方程并绘制了被检校准器光源的等照度曲线。实验分析表明,10 m远距离上,光轴角的测量精度在40″以内,光照度的相对测量不确定度小于1%.     

一种用分光光度计精确测量白度的方法

采用分光光度计对不透明白色物体的在各个波长的反射率进行测定,选取D65照明体与CIE1931观察者光谱三刺激值,根据亨特白度公式计算出不透明白色物体的白度值,由于不受主观因素的干扰,是一种非常客观、准确的白度评价方法.     

肝细胞自体荧光光谱研究

攻克肝癌需要对肝细胞有足够的了解,才能进而对比肝细胞与肝癌细胞的区别,实现肝癌的早期筛查工作。首先,在实验室中培育了HL-7702[L-02]肝细胞,接着利用荧光光谱仪研究了肝细胞的自体荧光光谱。结果表明,肝细胞的荧光光谱出现两个明显峰值,分别位于588nm和660nm处,其中588nm处获得最大荧光强度。然后,结合荧光显微镜观察肝细胞的形态,计算多个视野下的细胞荧光图像,获得了肝细胞平均直径接近13.1μm。流式细胞仪的实验表明肝细胞的直径比较集中。最后,研究了肝细胞荧光饱和强度的变化,发现随着细胞浓度增加,肝细胞会呈现荧光饱和状态。实验结果为深入研究肝细胞提供了理论依据,为接下来肝细胞及肝癌细胞对比研究打下基础。     

一种用LED光源的准直系统设计

基于能量守恒定理和光线折射Snell定律,通过Matlab数值计算软件计算出自由曲面离散坐标点;借助PROE三维机械设计软件和Tracepro光学仿真软件,模拟了自由曲面透镜的具体应用,在投射距离为20m的情况下,实现了在接受面半径为0.65m的圆形照明区域内均匀性达92％以上的照度分布,并讨论了在不同投射距离下的照度均匀性分布与能量利用率情况.该设计可用在手电、港口或码头用信号投射灯等需要准直光束的场所.     

飞秒激光光镊直写银微纳结构

利用800nm飞秒激光光镊捕获了水中分散的银纳米颗粒,在玻璃基片表面直写银线,通过调控激光参数研究了激光功率对银线线宽及表面形貌的影响,实现了线宽为378nm的银线直写。经过测试,直写的银线电阻率为固体银的19.88倍。此外,还利用该方法制备了银二维网格结构,体现了该技术在二维结构直写方面的良好加工能力。