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公开(公告)号：CN114063282B
公开(公告)日：2022-06-10
申请号：CN202111449032.6
申请日：2021-11-30
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开一种基于点扩散函数的大视场单透镜面形优化方法和装置，包括：基于光线追迹建立单透镜光学系统下光线入射位置和方向到像面位置的映射方程；根据所述映射方程对光线在像面的落点做点扩散化，获得固定视场对应的点扩散函数；根据获得固定视场下的点扩散函数通过SINC函数插值方法，得到随机视场对应的点扩散函数；根据所述随机视场对应的点扩散函数和理想点扩散函数，得到对单透镜面形优化结果同时做集中性与一致性约束的损失函数，以损失函数值最小为目标获得优化的面形参数。采用本发明的技术方案，对单透镜进行优化设计，满足一定的性能要求。
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公开(公告)号：CN116862800A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310843771.6
申请日：2023-07-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种大视场单透镜空变模糊图像复原方法和装置，包括：步骤S1、建立获取空变程度的单透镜空变模糊数学模型；步骤S2、根据单透镜空变模糊数学模型，得到单透镜空变模糊特征；步骤S3、将单透镜空变模糊特征送入多尺度特征提取卷积结构，得到多尺度空变特征；步骤S4、将多尺度空变特征作为权重作用于多尺度图像特征，得到加权空变图像特征，再经过神经网络进行图像复原，得到高质量图像复原结果。采用本发明技术方案，以解决针对单透镜大视场像差造成的空间变化模糊以及神经网络对空变模糊图像复原效果差的问题。
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公开(公告)号：CN114967121B
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202210522840.9
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种端到端的单透镜成像系统设计方法，包括：构建单透镜成像系统框架；计算复原图与原图的平方差损失与附加约束损失，基于平方差损失与附加约束损失构建损失函数；对单透镜成像系统框架的可训练参数进行迭代优化，构建单透镜成像系统。本发明对单透镜成像系统进行优化设计，使单透镜成像系统具有较好的初始结构，大幅降低了深度学习的训练难度，可满足一定的性能要求。
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公开(公告)号：CN114859550B
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202210520259.3
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种针对菲涅尔单透镜计算成像系统的端到端设计方法，包括：通过建立菲涅尔面形的理想矢高及法线向量分布函数，通过可微光线追迹建立其可微成像模型；建立针对菲涅尔单透镜像差空变特性、色差特性及高频信息损失特性的深度学习图像重建处理模型；以场景图像为输入端，经成像模型得到模糊图像，再经处理模型得到复原图像，以复原图像与场景图像的差异最小为优化目标，对菲涅尔面形参数和图像重建算法参数进行端到端设计；利用菲涅尔单透镜成像模型仿真带误差的成像效果，并通过蒙特‑卡罗算法分析成像效果最差的误差组合确定容许误差范围。采用本发明的技术方案，对菲涅尔单透镜计算成像系统进行一体化设计，满足一定的性能要求。
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公开(公告)号：CN115933180B
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN202310032680.4
申请日：2023-01-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种光学注意力机制超简镜头设计方法,包括：S1、仿照人眼成像，降低光学系统入瞳大小，设置初始化入瞳位置；S2、结合光学注意力，对入瞳限制的光学系统中部分面形进行集中优化，获得集中优化区域，未优化部分允许有较大像差；S3、基于仿照人脑功能，通过算法复原所述未优化部分，并基于复原效果，优化所述集中优化区域的大小和位置；S4、通过光学注意力集中，返回S2，直至满足终止条件后获取超简镜头。本发明通过提出光学注意力机制，实现光学系统和复原算法的深度结合，达到衍射极限分辨率，并且相比传统的能够达到衍射极限分辨率的成像系统减少镜片数量，进而降低系统体积和质量，实现高性能成像系统的小型化。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114859550A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210520259.3
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种针对菲涅尔单透镜计算成像系统的端到端设计方法，包括：通过建立菲涅尔面形的理想矢高及法线向量分布函数，通过可微光线追迹建立其可微成像模型；建立针对菲涅尔单透镜像差空变特性、色差特性及高频信息损失特性的深度学习图像重建处理模型；以场景图像为输入端，经成像模型得到模糊图像，再经处理模型得到复原图像，以复原图像与场景图像的差异最小为优化目标，对菲涅尔面形参数和图像重建算法参数进行端到端设计；利用菲涅尔单透镜成像模型仿真带误差的成像效果，并通过蒙特‑卡罗算法分析成像效果最差的误差组合确定容许误差范围。采用本发明的技术方案，对菲涅尔单透镜计算成像系统进行一体化设计，满足一定的性能要求。
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公开(公告)号：CN116819768B
公开(公告)日：2024-04-12
申请号：CN202310842313.0
申请日：2023-07-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种大景深单透镜系统设计方法和装置，包括：步骤S1、以像差指标为约束对单透镜进行初步优化；步骤S2、评估初步优化后的单透镜不同孔径的像差校正能力，将初步优化后的单透镜孔径划分为像差校正能力不同的区域；步骤S3、对划分的孔径区域设置不同的成像质量约束，优化得到点扩散函数深度不变且清晰成像的大景深单透镜系统。采用本发明的技术方案，能设计得到大景深的单透镜成像系统，满足一定的性能要求。
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公开(公告)号：CN117830115A
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202410016949.4
申请日：2024-01-05
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06T5/00 , G02B27/00 , G06T7/11 , G06T7/50 , G06V10/40 , G06V10/774 , G06N3/0464 , G06T7/13
Abstract: 本发明公开了一种面向深度估计的单透镜计算成像系统设计方法，包括：读取数据集中的RGB图像和深度图，通过深度图将RGB图像划分为不同的深度区域，计算各个深度区域的自适应特征深度；将放大PSF特征差异评估系数为目标，构建初始单透镜编码模型，通过各个深度区域自适应特征深度处的点扩散函数将深度信息编码进入RGB图像，获得不同深度位置具有不同像差特征的仿真图像；构建深度关联模糊特征提取模型，获得预测深度图像和复原清晰图像，基于初始单透镜编码模型和深度关联模糊特征提取模型优化单透镜计算成像系统参数。本发明解决了光学系统和算法部分难以分立设计的问题，得到具有较高准确度的单目深度估计成像系统。
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公开(公告)号：CN116862800B
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202310843771.6
申请日：2023-07-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种大视场单透镜空变模糊图像复原方法和装置，包括：步骤S1、建立获取空变程度的单透镜空变模糊数学模型；步骤S2、根据单透镜空变模糊数学模型，得到单透镜空变模糊特征；步骤S3、将单透镜空变模糊特征送入多尺度特征提取卷积结构，得到多尺度空变特征；步骤S4、将多尺度空变特征作为权重作用于多尺度图像特征，得到加权空变图像特征，再经过神经网络进行图像复原，得到高质量图像复原结果。采用本发明技术方案，以解决针对单透镜大视场像差造成的空间变化模糊以及神经网络对空变模糊图像复原效果差的问题。
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公开(公告)号：CN116819768A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310842313.0
申请日：2023-07-11
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种大景深单透镜系统设计方法和装置，包括：步骤S1、以像差指标为约束对单透镜进行初步优化；步骤S2、评估初步优化后的单透镜不同孔径的像差校正能力，将初步优化后的单透镜孔径划分为像差校正能力不同的区域；步骤S3、对划分的孔径区域设置不同的成像质量约束，优化得到点扩散函数深度不变且清晰成像的大景深单透镜系统。采用本发明的技术方案，能设计得到大景深的单透镜成像系统，满足一定的性能要求。
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