:Fieldwith
摘要：介紹了一種借助無透鏡單反捕捉光場的新方式。通過來回聯(lián)通攝像機，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是可能的。該問題的公式化方式類似于計算機層析成像，因而可以使用現(xiàn)有算法重建光場。之后可以使用燈光場渲染3D場景。綜合算例表明了該方式的有效性。
模型：
其實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)中使用鏡頭的一個限制是單反將具有有限的散景（DOF）。當場景有很大的深度變化時，這會給IBR(Image-based)帶來問題，由于不是所有的對象都能在一個圖象中聚焦。借助這個問題的一種方式是在單反逗留在每位拍攝位置時，以不同的焦距拍攝多個圖象。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，在調整每位單反位置的焦距的同時聯(lián)通單反是死板和歷時的，更不用說為了渲染，必須精確檢測每位圖象的焦距。
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，捕捉現(xiàn)場的許多圖象。我們表明，盡管捕捉到的圖象是模糊的，但使用類似于計算機斷層掃描（CT）的技術，我們可以通過現(xiàn)有的方式重建單個光線。不僅節(jié)約復雜透鏡的成本外，該方案的主要優(yōu)點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的情況下實現(xiàn)的。
僅僅可實現(xiàn)簡單3D物體的成像，幀率也不夠高
附加：計算機斷層掃描技術電子計算機斷層掃描，它是借助精確準直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的偵測器一齊圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖象清晰等特征，可用于多種癌癥的檢測；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。單反由一個圖象偵測器和一個特殊的焦段組成，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間上都是可控的。通過對這個焦段應用不同的透射率模式，可以有效地調制入射光，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，攝像機可以用作估算傳感，其中測量器檢測衰減層對場景幅射值執(zhí)行的估算的最終結果。那些和其他成像功能可以用相同的化學攝像機實現(xiàn)，并且這種功能可以通過軟件從一個視頻幀切換到下一個視頻幀。我們早已構建了一個基于這些技巧的原型單反使用裸圖象偵測器和液晶調制器作為焦段。詳盡討論了可控焦段無透鏡成像的優(yōu)點和局限性。
鏡頭是有用的，由于它們將場景中的光聚焦在圖象平面上，以產(chǎn)生明亮而清晰的圖象。鏡頭嚴重限制了從場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：偵測器和焦段。（a）在最簡單的方式中，光闌是一個光衰減層，其透射率在空間和時間上都是可控的。實現(xiàn)可控衰減孔徑的一種實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靈活的成像系統(tǒng)，可以實現(xiàn)場景點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，圖象偵測器上的每位點理想地搜集場景中單個點發(fā)出的光。（b）使用無透鏡單反，偵測器上的每位點都搜集從整個場景發(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4D光線集進行操作。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，將場景聚焦在圖象平面上。圖象偵測器上的每位點都集成了場景中單個點發(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。圖象偵測器上的每位點都整合了從整個視野發(fā)出的光。在積分之前，與每位圖象點相關聯(lián)的2D光場被衰減光闌調制。為此，孔徑?jīng)Q定了成像過程的幾何結構和光度。
該單反的特征：
瞬時視野變化：單反只需改變焦段的透射率模式，就可以將其觀察方向頓時改變?yōu)槿我夥较颉Ｏ啾戎拢瑐鹘y(tǒng)單反依賴于搖攝電機，這種馬達遭到機械約束的限制，會形成運動模糊。
分割視場：單反可以在一幀內捕捉場景中不相交的部份，而不捕捉它們之間的區(qū)域。使用攝影機的系統(tǒng)可以選擇在每位時間實例中捕捉場景的什么部份。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的運動物體。相比之下，傳統(tǒng)單反被迫將偵測器的有限幀率均勻分布在大視場上。
單反作為一個估算傳感：單反可以調節(jié)光線，使捕捉到的圖象是光學應用于場景幅射的估算結果。這樣，單反就可以在圖象產(chǎn)生過程中進行高昂的估算。相比之下，因為鏡頭執(zhí)行的場景到圖象的剛性映射，傳統(tǒng)單反未能執(zhí)行這種估算。我們單反的理想設計包括將偵測器和衰減層作為一個數(shù)學設備來制造。
在我們的原型實現(xiàn)中，我們使用了一個現(xiàn)成的無鏡頭數(shù)碼單反作為偵測器，一個現(xiàn)成的液晶顯示器作為可控焦段。在須要多個衰減層的情況下，我們使用具有恒定透射函數(shù)的數(shù)學孔徑。使用我們的原型，我們演示了我們的成像系統(tǒng)在不同應用中的使用。
：2009forPoint-of-Care
摘要：我們展示了一個平臺，將微流控芯片與無透鏡成像相結合，在資源有限的環(huán)境下進行CD4+T淋巴細胞計數(shù)。為了捕獲CD4+T淋巴細胞，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，用電荷耦合元件（CCD）傳感檢查捕獲的細胞。借助細胞手動計數(shù)軟件，在3s內計數(shù)芯片（24mm×4mm×50μm）上捕獲的細胞的灰度陰影圖象。該裝置實現(xiàn)了70.2±6.5%的捕獲效率，88.8±5.4%的CD4+T淋巴細胞的捕獲特異性，96±1.6%的CCD效率，83.5±2.4%的總體平臺性能（n=9個設備）。這一集成平臺有可能用于護理點測量（POCT），以快速捕獲、成像和計數(shù)未處理的全血中的特定細胞類型。
模型：
圖1CCD成像平臺示意圖：（A）CCD成像平臺監(jiān)測捕獲的細胞。當光入射到被捕獲的細胞上時，細胞膜發(fā)生衍射并透射光。CCD可以在一秒內成像出由衍射形成的CD4+T淋巴細胞的陰影。圖象由無透鏡CCD成像平臺獲得。（b）微流控芯片和CCD成像平臺圖片。CCD傳感的視野為35mmx25mm。只需將微流控通道放置在傳感上，就可以無需對準整個微流控設備。（c）顯示了用無透鏡CCD成像平臺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，我們提出一個近來發(fā)展的方式，借以克服幾何限制，同時使用統(tǒng)一的空間光調制器（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。光學系統(tǒng)的幀率遭到衍射的限制（Lord，Abbe）[1]，偵測器的幾何結構[2]及其象素的噪音等效性[2]。與衍射相關的幀率限制與光學波長與成像透鏡的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衍射而至的光線的角跨距有關由成像透鏡采集[3]。幾何幀率受偵測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的全無透鏡光學結構。
模型：
圖1：（a）。上圖：僅基于SLM的實驗成像裝置示意圖。第1部份（數(shù)字1-2）：使用投射在物體底部的二補碼掩模（整條線）的光束整形。第2部份（編號3-4）：推動態(tài)衍射透鏡的成像系統(tǒng)（實線）。右圖：一個相位函數(shù)的事例，它被編碼到SLM顯示器上。在左側我們實現(xiàn)了一個鏡頭功能，在右邊我們實現(xiàn)了一個相位函數(shù)來形成投影紋樣。（b）一。實驗裝置本身的圖象。照明激光器在左邊。
求解方法：
估算方式上較為常規(guī)，實驗設計較為創(chuàng)新
:2014thinmedia
摘要：借助擴散器的復透射函數(shù)，可以重建薄散射介質成像的物體。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)和動態(tài)物體的圖象。數(shù)據(jù)是通過對被非均勻介質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擴散器散射，并記錄形成的散斑場。作為一個打算步驟，只需在成像前進行一次，就可以用干涉法檢測擴散器衍射到單反芯片上的復雜散斑場，進而重建擴散器的傳輸函數(shù)。插入樣品后，單反平面上的散斑場發(fā)生變化，依照新的光強分布可以重建出樣品的復場。在對擴散器場進行初始干涉檢測后，該方式對擴散器的后續(xù)失準具有魯棒性。該方式可以推廣到放置在一對薄散射板之間的物體成像。因為散斑信息包含在單個圖象中，所以可以對單個圖象進行散斑處理。
隨機薄介質散射光場的信息不會遺失，而是以散射光場的復振幅編碼。諸如，被散射介質遮蔽的物體可以通過全息反轉散射過程來重建。
這兒我們展示了一種無透鏡單次拍攝技術，用于重建被薄散射介質遮擋的物體。因此，首先在擴散器前面幾分米處的單反平面上，用干涉法檢測通過擴散器的相干光束的復場。當散射體前面物體的畸變硬度分布被捕獲時，原本檢測的未受干擾散斑場的相位信息（不插入物體）可以實現(xiàn)散射過程的數(shù)值反轉。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，如擴散板的縱向位移，也可以通過數(shù)值重新校正進行跟蹤和補償。據(jù)悉，嵌入在兩個擴散板之間的樣品的成像也可以通過改進的重建程序來實現(xiàn)。
模型：
重建方式：
散射面內目標場的復振幅：
目標和擴散場在傳感平面上的復振幅為：
傳感平面上的硬度分布由下式給出：
通過傳感平面中擴散器的物體復振幅的表達式：
假如忽視“噪聲”項，則公式（5）兩側的所有誘因都是已知的，即擴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確定，i′CCD是單次拍攝硬度捕捉通過擴散器的物體。對于重建，公式（5）的兩側通過基于標準FFT的標量衍射傳播數(shù)值傳播到擴散平面[18]：
進一步傳播到目標平面，則形成：
進而實現(xiàn)目標成像過程。
這些形式實際上是根據(jù)物體的復數(shù)模型（即帶相位），之后考慮特點相位的偏斜，按照傳播路徑來產(chǎn)生成像模型。這些方法對于相干光有效.
:20163D-Shot
摘要：我們提出了一個三維無透鏡，基于擴散的單反，并表明該系統(tǒng)滿足壓縮傳感器的要求，才能從單個圖象重建稀疏、無遮擋的三維樣本。
檢測容積物體的輻照度分布須要三維成像。因為光學圖象傳感不是三維的，為了重建三維圖象，一般必須獲取多個二維圖象（比如，在層析成像中，焦疊加反褶積）。對于動態(tài)樣本，多炮方式速率太慢，須要單次采集。但是，在精典的訊號處理框架中，三維重建中的體質數(shù)不能超過二維檢測中的像質數(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欠確定的反問題，打破了這一障礙。壓縮傳感器要求檢測系統(tǒng)捕捉不相關的、多路復用的檢測值。這種技術已應用于相干數(shù)字全息[2]和螢光顯微鏡中的類似看法[3,4]。
在這項工作中，我們提出了一個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。在這兒，我們的掩模是一個廉價且光效高的偽隨機相位掩模（一個擴散器），放置在2D傳感后面（圖1a）。我們在之前的研究中[7]強調，擴散器形成高對比度的結構化硬度模式，稱為焦散線（圖1b）。在這項工作中，我們表明，在無透鏡配置中，三維體中的點所形成的焦散斑圖具有高度的惟一性和復用性。我們使用一個改進的頻域模型來有效地將我們的檢測值與物體聯(lián)系上去，這除了使校正顯得容易，但是通過優(yōu)化實現(xiàn)了高效的數(shù)值重建。我們通過實驗演示了我們的系統(tǒng)，從130萬象素的二維檢測中重建了4400萬個體素。
模型：
圖1（a）具有遠場軸上點源對象的單反示意圖。（b）該點源的焦散斑圖（PSF）。（c）-（d）聯(lián)通點源會使PSF沿相反方向縱向聯(lián)通。（e）-（f）聯(lián)通點源軸向放大PSF。
方式：
單個深度對傳感檢測的貢獻由裁切頻域給出：
它可以表示為矩陣A除以3D輻照度向量L：
為了恢復三維輻照度，我們解決了以下稀疏約束最小二乘問題：
檢測較為確切的PSF是實現(xiàn)該技巧的關鍵。
