[发明专利]用于获取场景的4D光场的设备和方法

权利要求书

1、一种用于获取场景的4D光场的设备，该设备包括：

透镜；

传感器；以及

设置在所述透镜与所述传感器之间的笔直光路中的遮光板，该遮光 板包括用于对传感器获取的场景的4D光场进行空间调制的衰减图案。

2、根据权利要求1所述的设备，其中所述衰减图案的空间频率低并 被设置得靠近所述透镜。

3、根据权利要求1所述的设备，其中所述衰减图案的空间频率高并 被设置得靠近所述传感器。

4、根据权利要求3所述的设备，其中所述遮光板对所述4D光场进 行外差。

5、根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器产生输入图像，并 且该设备还包括：

用于从所述输入图像重构出所述4D光场的装置。

6、根据权利要求5所述的设备，其中通过傅里叶域解码来重构所述 4D光场。

7、根据权利要求2所述的设备，其中所述传感器产生散焦模糊输入 图像。

8、根据权利要求2所述的设备，其中可以在没有分辨率损耗的情况 下实现数字重聚焦，经重聚焦的图像的分辨率等于所述传感器的像素分 辨率。

9、根据权利要求1所述的设备，其中所述衰减图案打印在所述遮光 板上。

10、根据权利要求1所述的设备，其中所述遮光板是活动的，并且 该设备还包括：

用于连续改变所述遮光板的位置和所述衰减图案的空间频率的装 置。

11、根据权利要求5所述的设备，该设备还包括：

用于在没有分辨率损耗的情况下，根据重构出的4D光场对所述输入 图像进行重聚焦以产生对焦输出图像的装置。

12、根据权利要求11所述的设备，其中所述输出图像具有增大的景 深。

13、根据权利要求5所述的设备，该设备还包括：

用于根据重构出的4D光场来合成新的重聚焦图像的装置。

14、根据权利要求5所述的设备，该设备还包括：

用于根据重构出的4D光场来生成高分辨率图像的装置。

15、根据权利要求1所述的设备，其中所述衰减图案包括颜色。

16、根据权利要求1所述的设备，其中所述遮光板被放置为相对于 所述笔直光路成一角度。

17、根据权利要求1所述的设备，其中所述遮光板具有余弦图案。

18、根据权利要求1所述的设备，其中所述遮光板利用了起偏效应。

19、根据权利要求1所述的设备，其中所述衰减图案的空间频率高， 并被设置得靠近所述透镜以精确地感测场景的深度。

20、根据权利要求7所述的设备，该设备还包括：

用于对所述输入图像进行去模糊以除去离焦模糊的装置。

21、根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器产生对所述4D 光场进行了编码的输入图像，并且该设备还包括：

连接到所述传感器，用于根据所述输入图像来生成输出图像的微处 理器。

22、根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器获取场景的一系 列图像。

23、一种用于获取场景的4D光场的方法，该方法包括以下步骤：

沿笔直光路通过透镜将所述4D光场传递到传感器；以及

利用设置在所述透镜与所述传感器之间的笔直光路中的衰减遮光板 对所述4D光场进行调制。

24、根据权利要求23所述的方法，其中所述衰减遮光板的空间频率 低并被设置得靠近所述透镜。