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1. 文章导读

光场成像技术可在一次曝光中获得被测表面的三维（3D）信息，而传统光场重构算法获取原始图像不仅耗时且还需精确的光场系统参数，如微透镜列阵（MLA）的位姿信息等，若不能精确获得这些参数，所重建的图像就会出现误差。本文提出一种基于点扩散函数（PSF）的光场成像重构算法而无需测量系统的先验知识。介绍了光场系统PSF精确推导过程，并通过建模和仿真推导了光场系统空间分布特征与PSF之间的关系；同时，提出一种基于形态学的方法，通过分析光场图像子图像的重叠区域，确定系统中MLA的精确空间位置，进而实现对光场图像的精确重聚焦。通过搭建的光场测量系统验证了所提出算法的有效性，通过测量标准台阶的实验表明，新的测量方法较传统方法精度提高41%以上；通过微结构件的测量显示该方法参数测量精度也得到提升，其中峰谷值和均方根值精度分别提高25.4%和23.5%，进一步证实该算法可有效提高光场成像中重聚焦效率和成像结果的准确性，同时还具有无需系统先验知识进行光场成像重聚焦的优点，研究为基于光场的快速、准确3D测量提供了一种新途径。