:Fieldwith
摘要：介紹了一種借助無透鏡單反捕捉光場(chǎng)的新方式。通過來回聯(lián)通攝像機(jī)，我們捕捉到一組圖像。我們證明了從這種模糊圖象重建光場(chǎng)是可能的。該問題的公式化方式類似于計(jì)算機(jī)層析成像，因而可以使用現(xiàn)有算法重建光場(chǎng)。之后可以使用燈光場(chǎng)渲染3D場(chǎng)景。綜合算例表明了該方式的有效性。
模型：
其實(shí)早已有許多不同種類的鏡頭被發(fā)明用于不同的目的，并且在單反系統(tǒng)中使用鏡頭的一個(gè)限制是單反將具有有限的散景（DOF）。當(dāng)場(chǎng)景有很大的深度變化時(shí)，這會(huì)給IBR(Image-based)帶來問題，由于不是所有的對(duì)象都能在一個(gè)圖象中聚焦。借助這個(gè)問題的一種方式是在單反逗留在每位拍攝位置時(shí)，以不同的焦距拍攝多個(gè)圖象。早已完成了從這種捕獲的圖象集中渲染所有聚焦圖象的工作[3][4]。但是，在調(diào)整每位單反位置的焦距的同時(shí)聯(lián)通單反是死板和歷時(shí)的，更不用說為了渲染，必須精確檢測(cè)每位圖象的焦距。
論文中提出了一種新的無透鏡單反捕捉場(chǎng)景的技巧。除去了單反中的鏡頭，為此捕捉到的圖象中的每位象素都是從不同方向步入該象素的光線的總和。如圖1所示，這樣的無透鏡傳感被放置在物體的后面。我們前后聯(lián)通攝像機(jī)，捕捉現(xiàn)場(chǎng)的許多圖象。我們表明，盡管捕捉到的圖象是模糊的，但使用類似于計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）的技術(shù)，我們可以通過現(xiàn)有的方式重建單個(gè)光線。不僅節(jié)約復(fù)雜透鏡的成本外，該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是才能形成無限自由度的圖象。這是在沒有額外假定光源和照明的性質(zhì)的情況下實(shí)現(xiàn)的。
僅僅可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單3D物體的成像，幀率也不夠高
附加：計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描，它是借助精確準(zhǔn)直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的偵測(cè)器一齊圍繞人體的某一部位作一個(gè)接一個(gè)的斷面掃描，具有掃描時(shí)間快，圖象清晰等特征，可用于多種癌癥的檢測(cè)；依據(jù)所采用的射線不同可分為：X射線CT（X-CT）以及γ射線CT（γ-CT)等。
:2006witha
摘要：本文提出了一種高度靈活的單反。單反由一個(gè)圖象偵測(cè)器和一個(gè)特殊的焦段組成，但沒有鏡頭。焦段是一組平行的光衰減層，其透過率在空間和時(shí)間上都是可控的。通過對(duì)這個(gè)焦段應(yīng)用不同的透射率模式，可以有效地調(diào)制入射光，并捕捉傳統(tǒng)的基于鏡頭的單反難以捕捉的圖象。諸如，單反可以在不使用任何聯(lián)通部件的情況下平移和傾斜其視野。它還可以捕捉場(chǎng)景中不相交的感興趣區(qū)域，而毋須捕捉它們之間的區(qū)域。據(jù)悉，攝像機(jī)可以用作估算傳感，其中測(cè)量器檢測(cè)衰減層對(duì)場(chǎng)景幅射值執(zhí)行的估算的最終結(jié)果。那些和其他成像功能可以用相同的化學(xué)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且這種功能可以通過軟件從一個(gè)視頻幀切換到下一個(gè)視頻幀。我們?cè)缫褬?gòu)建了一個(gè)基于這些技巧的原型單反使用裸圖象偵測(cè)器和液晶調(diào)制器作為焦段。詳盡討論了可控焦段無透鏡成像的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
鏡頭是有用的，由于它們將場(chǎng)景中的光聚焦在圖象平面上，以產(chǎn)生明亮而清晰的圖象。鏡頭嚴(yán)重限制了從場(chǎng)景到圖象的幾何和幅射映射。
模型：
圖1該單反由兩部份組成：偵測(cè)器和焦段。（a）在最簡(jiǎn)單的方式中，光闌是一個(gè)光衰減層，其透射率在空間和時(shí)間上都是可控的。實(shí)現(xiàn)可控衰減孔徑的一種實(shí)用技巧是使用液晶片。（b）通常來說，焦段是一堆平行的衰減層。這些方式造成了一個(gè)靈活的成像系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景點(diǎn)到圖象象素的廣泛映射。
圖2基于透鏡的單反和所提出的無透鏡單反的比較。（a）使用鏡頭，圖象偵測(cè)器上的每位點(diǎn)理想地搜集場(chǎng)景中單個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光。（b）使用無透鏡單反，偵測(cè)器上的每位點(diǎn)都搜集從整個(gè)場(chǎng)景發(fā)出的光，并通過焦段衰減。在捕獲最終的2D圖象之前，可以對(duì)4D光線集進(jìn)行操作。這容許單反執(zhí)行新的成像功能。該圖突出了傳統(tǒng)鏡頭單反和我們的無鏡頭單反之間的區(qū)別。
理想的鏡頭單反，如圖2（a）所示平面鏡成像是什么原理圖，將場(chǎng)景聚焦在圖象平面上。圖象偵測(cè)器上的每位點(diǎn)都集成了場(chǎng)景中單個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光。為此，光闌只影響圖象的總照度和離焦區(qū)域的局部模糊。相反，我們的無透鏡成像系統(tǒng)，如圖2（b）所示，沒有聚焦。圖象偵測(cè)器上的每位點(diǎn)都整合了從整個(gè)視野發(fā)出的光。在積分之前，與每位圖象點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的2D光場(chǎng)被衰減光闌調(diào)制。為此，孔徑?jīng)Q定了成像過程的幾何結(jié)構(gòu)和光度。
該單反的特征：
瞬時(shí)視野變化：?jiǎn)畏粗恍韪淖兘苟蔚耐干渎誓Ｊ剑涂梢詫⑵溆^察方向頓時(shí)改變?yōu)槿我夥较颉Ｏ啾戎拢瑐鹘y(tǒng)單反依賴于搖攝電機(jī)，這種馬達(dá)遭到機(jī)械約束的限制，會(huì)形成運(yùn)動(dòng)模糊。
分割視場(chǎng)：?jiǎn)畏纯梢栽谝粠瑑?nèi)捕捉場(chǎng)景中不相交的部份，而不捕捉它們之間的區(qū)域。使用攝影機(jī)的系統(tǒng)可以選擇在每位時(shí)間實(shí)例中捕捉場(chǎng)景的什么部份。這樣平面鏡成像是什么原理圖，單反就可以以更高的幀率捕捉到相距很遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)物體。相比之下，傳統(tǒng)單反被迫將偵測(cè)器的有限幀率均勻分布在大視場(chǎng)上。
單反作為一個(gè)估算傳感：?jiǎn)畏纯梢哉{(diào)節(jié)光線，使捕捉到的圖象是光學(xué)應(yīng)用于場(chǎng)景幅射的估算結(jié)果。這樣，單反就可以在圖象產(chǎn)生過程中進(jìn)行高昂的估算。相比之下，因?yàn)殓R頭執(zhí)行的場(chǎng)景到圖象的剛性映射，傳統(tǒng)單反未能執(zhí)行這種估算。我們單反的理想設(shè)計(jì)包括將偵測(cè)器和衰減層作為一個(gè)數(shù)學(xué)設(shè)備來制造。
在我們的原型實(shí)現(xiàn)中，我們使用了一個(gè)現(xiàn)成的無鏡頭數(shù)碼單反作為偵測(cè)器，一個(gè)現(xiàn)成的液晶顯示器作為可控焦段。在須要多個(gè)衰減層的情況下，我們使用具有恒定透射函數(shù)的數(shù)學(xué)孔徑。使用我們的原型，我們演示了我們的成像系統(tǒng)在不同應(yīng)用中的使用。
：2009forPoint-of-Care
摘要：我們展示了一個(gè)平臺(tái)，將微流控芯片與無透鏡成像相結(jié)合，在資源有限的環(huán)境下進(jìn)行CD4+T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)。為了捕獲CD4+T淋巴細(xì)胞，將抗CD4抗原固定在微流控芯片上。借助無透鏡陰影成像技術(shù)，用電荷耦合元件（CCD）傳感檢查捕獲的細(xì)胞。借助細(xì)胞手動(dòng)計(jì)數(shù)軟件，在3s內(nèi)計(jì)數(shù)芯片（24mm×4mm×50μm）上捕獲的細(xì)胞的灰度陰影圖象。該裝置實(shí)現(xiàn)了70.2±6.5%的捕獲效率，88.8±5.4%的CD4+T淋巴細(xì)胞的捕獲特異性，96±1.6%的CCD效率，83.5±2.4%的總體平臺(tái)性能（n=9個(gè)設(shè)備）。這一集成平臺(tái)有可能用于護(hù)理點(diǎn)測(cè)量（POCT），以快速捕獲、成像和計(jì)數(shù)未處理的全血中的特定細(xì)胞類型。
模型：
圖1CCD成像平臺(tái)示意圖：（A）CCD成像平臺(tái)監(jiān)測(cè)捕獲的細(xì)胞。當(dāng)光入射到被捕獲的細(xì)胞上時(shí)，細(xì)胞膜發(fā)生衍射并透射光。CCD可以在一秒內(nèi)成像出由衍射形成的CD4+T淋巴細(xì)胞的陰影。圖象由無透鏡CCD成像平臺(tái)獲得。（b）微流控芯片和CCD成像平臺(tái)圖片。CCD傳感的視野為35mmx25mm。只需將微流控通道放置在傳感上，就可以無需對(duì)準(zhǔn)整個(gè)微流控設(shè)備。（c）顯示了用無透鏡CCD成像平臺(tái)拍攝的圖象和微流控通道中心的放大視圖。放大后的相片顯示的是衍射獲得的圖象。比列尺，100μm。
:2011Super
摘要：在超碼率領(lǐng)域，研究人員正企圖克服成像系統(tǒng)的衍射和幾何邊界。在這篇論文中，我們提出一個(gè)近來發(fā)展的方式，借以克服幾何限制，同時(shí)使用統(tǒng)一的空間光調(diào)制器（SLM）的無透鏡配置。
幀率是成像系統(tǒng)才能辨別的最好的空間特點(diǎn)。光學(xué)系統(tǒng)的幀率遭到衍射的限制（Lord，Abbe）[1]，偵測(cè)器的幾何結(jié)構(gòu)[2]及其象素的噪音等效性[2]。與衍射相關(guān)的幀率限制與光學(xué)波長(zhǎng)與成像透鏡的F數(shù)（焦距與透鏡半徑之比）之間的乘積成反比，而且與從物體中的小空間特點(diǎn)衍射而至的光線的角跨距有關(guān)由成像透鏡采集[3]。幾何幀率受偵測(cè)器中每位象素的空間密度和面積的限制[2]。象素的空間密度越大，奈奎斯特取樣頻度就越高。每位象素越小，就越接近使用狄拉克三角函數(shù)形參的理想取樣。在本文中，我們提出了一種新的方式來克服幾何碼率的限制，使用基于SLM的全無透鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)。
模型：
圖1：（a）。上圖：僅基于SLM的實(shí)驗(yàn)成像裝置示意圖。第1部份（數(shù)字1-2）：使用投射在物體底部的二補(bǔ)碼掩模（整條線）的光束整形。第2部份（編號(hào)3-4）：推動(dòng)態(tài)衍射透鏡的成像系統(tǒng)（實(shí)線）。右圖：一個(gè)相位函數(shù)的事例，它被編碼到SLM顯示器上。在左側(cè)我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)鏡頭功能，在右邊我們實(shí)現(xiàn)了一個(gè)相位函數(shù)來形成投影紋樣。（b）一。實(shí)驗(yàn)裝置本身的圖象。照明激光器在左邊。
求解方法：
估算方式上較為常規(guī)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)較為創(chuàng)新
:2014thinmedia
摘要：借助擴(kuò)散器的復(fù)透射函數(shù)，可以重建薄散射介質(zhì)成像的物體。我們演示了在無透鏡裝置中用數(shù)值相位共軛法重建靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體的圖象。數(shù)據(jù)是通過對(duì)被非均勻介質(zhì)相干照明和遮蔽的物體的單次迸發(fā)硬度捕捉獲得的，即在試樣上衍射的光被聚碳香豆素?cái)U(kuò)散器散射，并記錄形成的散斑場(chǎng)。作為一個(gè)打算步驟，只需在成像前進(jìn)行一次，就可以用干涉法檢測(cè)擴(kuò)散器衍射到單反芯片上的復(fù)雜散斑場(chǎng)，進(jìn)而重建擴(kuò)散器的傳輸函數(shù)。插入樣品后，單反平面上的散斑場(chǎng)發(fā)生變化，依照新的光強(qiáng)分布可以重建出樣品的復(fù)場(chǎng)。在對(duì)擴(kuò)散器場(chǎng)進(jìn)行初始干涉檢測(cè)后，該方式對(duì)擴(kuò)散器的后續(xù)失準(zhǔn)具有魯棒性。該方式可以推廣到放置在一對(duì)薄散射板之間的物體成像。因?yàn)樯咝畔趩蝹€(gè)圖象中，所以可以對(duì)單個(gè)圖象進(jìn)行散斑處理。
隨機(jī)薄介質(zhì)散射光場(chǎng)的信息不會(huì)遺失，而是以散射光場(chǎng)的復(fù)振幅編碼。諸如，被散射介質(zhì)遮蔽的物體可以通過全息反轉(zhuǎn)散射過程來重建。
這兒我們展示了一種無透鏡單次拍攝技術(shù)，用于重建被薄散射介質(zhì)遮擋的物體。因此，首先在擴(kuò)散器前面幾分米處的單反平面上，用干涉法檢測(cè)通過擴(kuò)散器的相干光束的復(fù)場(chǎng)。當(dāng)散射體前面物體的畸變硬度分布被捕獲時(shí)，原本檢測(cè)的未受干擾散斑場(chǎng)的相位信息（不插入物體）可以實(shí)現(xiàn)散射過程的數(shù)值反轉(zhuǎn)。在初始校正以后，這可以在視頻速度下完成。我們表明，雖然潛在的誤差，如擴(kuò)散板的縱向位移，也可以通過數(shù)值重新校正進(jìn)行跟蹤和補(bǔ)償。據(jù)悉，嵌入在兩個(gè)擴(kuò)散板之間的樣品的成像也可以通過改進(jìn)的重建程序來實(shí)現(xiàn)。
模型：
重建方式：
散射面內(nèi)目標(biāo)場(chǎng)的復(fù)振幅：
目標(biāo)和擴(kuò)散場(chǎng)在傳感平面上的復(fù)振幅為：
傳感平面上的硬度分布由下式給出：
通過傳感平面中擴(kuò)散器的物體復(fù)振幅的表達(dá)式：
假如忽視“噪聲”項(xiàng)，則公式（5）兩側(cè)的所有誘因都是已知的，即擴(kuò)散板散斑圖在傳感平面A′d和φ′d上的振幅和相位分布分別由初始干涉校正檢測(cè)確定，i′CCD是單次拍攝硬度捕捉通過擴(kuò)散器的物體。對(duì)于重建，公式（5）的兩側(cè)通過基于標(biāo)準(zhǔn)FFT的標(biāo)量衍射傳播數(shù)值傳播到擴(kuò)散平面[18]：
進(jìn)一步傳播到目標(biāo)平面，則形成：
進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成像過程。
這些形式實(shí)際上是根據(jù)物體的復(fù)數(shù)模型（即帶相位），之后考慮特點(diǎn)相位的偏斜，按照傳播路徑來產(chǎn)生成像模型。這些方法對(duì)于相干光有效.
:20163D-Shot
摘要：我們提出了一個(gè)三維無透鏡，基于擴(kuò)散的單反，并表明該系統(tǒng)滿足壓縮傳感器的要求，才能從單個(gè)圖象重建稀疏、無遮擋的三維樣本。
檢測(cè)容積物體的輻照度分布須要三維成像。因?yàn)楣鈱W(xué)圖象傳感不是三維的，為了重建三維圖象，一般必須獲取多個(gè)二維圖象（比如，在層析成像中，焦疊加反褶積）。對(duì)于動(dòng)態(tài)樣本，多炮方式速率太慢，須要單次采集。但是，在精典的訊號(hào)處理框架中，三維重建中的體質(zhì)數(shù)不能超過二維檢測(cè)中的像質(zhì)數(shù)。因而，單次三維成像方式一般具有較低的空間碼率。近來在壓縮感知方面的研究[1]通過借助稀疏性來解決一個(gè)欠確定的反問題，打破了這一障礙。壓縮傳感器要求檢測(cè)系統(tǒng)捕捉不相關(guān)的、多路復(fù)用的檢測(cè)值。這種技術(shù)已應(yīng)用于相干數(shù)字全息[2]和螢光顯微鏡中的類似看法[3,4]。
在這項(xiàng)工作中，我們提出了一個(gè)單鏡頭三維壓縮傳感器無透鏡成像儀。基于掩模的無透鏡單反，如[5,6]，自然提供了必要的多路檢測(cè)。在這兒，我們的掩模是一個(gè)廉價(jià)且光效高的偽隨機(jī)相位掩模（一個(gè)擴(kuò)散器），放置在2D傳感后面（圖1a）。我們?cè)谥暗难芯恐衃7]強(qiáng)調(diào)，擴(kuò)散器形成高對(duì)比度的結(jié)構(gòu)化硬度模式，稱為焦散線（圖1b）。在這項(xiàng)工作中，我們表明，在無透鏡配置中，三維體中的點(diǎn)所形成的焦散斑圖具有高度的惟一性和復(fù)用性。我們使用一個(gè)改進(jìn)的頻域模型來有效地將我們的檢測(cè)值與物體聯(lián)系上去，這除了使校正顯得容易，但是通過優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了高效的數(shù)值重建。我們通過實(shí)驗(yàn)演示了我們的系統(tǒng)，從130萬象素的二維檢測(cè)中重建了4400萬個(gè)體素。
模型：
圖1（a）具有遠(yuǎn)場(chǎng)軸上點(diǎn)源對(duì)象的單反示意圖。（b）該點(diǎn)源的焦散斑圖（PSF）。（c）-（d）聯(lián)通點(diǎn)源會(huì)使PSF沿相反方向縱向聯(lián)通。（e）-（f）聯(lián)通點(diǎn)源軸向放大PSF。
方式：
單個(gè)深度對(duì)傳感檢測(cè)的貢獻(xiàn)由裁切頻域給出：
它可以表示為矩陣A除以3D輻照度向量L：
為了恢復(fù)三維輻照度，我們解決了以下稀疏約束最小二乘問題：
檢測(cè)較為確切的PSF是實(shí)現(xiàn)該技巧的關(guān)鍵。
