計算攝像學: 全光視覺信息的計算采集 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

　　光是物理世界觀測的重要載體之一，對高維連續光信號在空間、角度、頻譜、時間各維度觀測的實現與飛躍，譜寫瞭近百年諾貝爾自然科學奬的輝煌篇章。同時近年來計算機視覺與數字信號處理、圖形學等學科飛速發展，經過深度交叉而形成瞭計算攝像學。目前這方麵的書籍十分少見，給從事相關研究的人員和想要學習的學生帶來瞭極大的不便，因此本書主要定位為供計算攝像學相關研究人員和學生學習和參考的專業書籍。

內容簡介

　　本書是戴瓊海教授所帶領的計算攝像學團隊的集體成果。戴教授立足國際前沿熱點，緊隨潮流，率先在國內引入該研究方嚮。索津莉博士作為實驗室計算攝像組負責人參與瞭本書大部分研究工作。戴瓊海教授、索津莉博士與季嚮陽教授共同參與瞭本書的組織與撰寫。其他參與本書所述研究工作的諸多師生，雖未作為圖書作者，但他們的不懈探索和努力工作構築瞭本書的主體內容。

內頁插圖

目錄

第 1章計算攝像學背景綜述 .....................................................1
1.1計算攝像學學科簡介 ....................................................1
1.2全光函數 .....................................................................3
1.2.1 空間維度 ..........................................................3
1.2.2 角度維度 ..........................................................5
1.2.3 頻譜維度 ..........................................................8
1.2.4 時間維度 ..........................................................9
1.2.5 動態範圍與極化 .............................................. 16
1.2.6 聯閤維度采集 .................................................. 17
1.2.7 光的其他特性 .................................................. 18
1.3本書內容與總述 ......................................................... 20
第 2章高幀率視頻與 3維結構計算重建 ................................. 21
2.1原始高幀率視頻的聯閤非高斯去噪和超分辨率重建 ....... 21
2.1.1 介紹 ............................................................... 21
2.1.2 相關工作 ........................................................ 23
2.1.3 模型建立 ........................................................ 24
2.1.4 優化算法 ........................................................ 28
2.1.5 實驗結果與分析 .............................................. 31
2.1.6 總結與討論 ..................................................... 42
2.2時間解耦的多視角高速運動計算成像 ........................... 43
2.2.1 高速運動計算成像相關工作介紹 ....................... 46
2.2.2 多視角高速運動計算成像的係統構建與采集方法 ......................................................... 49
2.2.3 時間解耦的高速運動幾何信息計算重構 ............. 50
2.2.4 時間解耦的高速運動紋理信息計算重構 ............. 54
2.2.5 實驗結果與分析 .............................................. 61
第 3章高分辨率超光譜視頻計算采集...................................... 67
3.1棱鏡掩膜式光譜視頻捕獲方法和係統 ........................... 67
3.1.1 光譜視頻捕獲相關工作介紹 .............................. 68
3.1.2棱鏡掩膜式光譜視頻捕獲方法 ..............................................71
3.1.3棱鏡掩膜式光譜視頻捕獲係統構建 ........................................78
3.1.4實驗結果與應用實例 ............................................................83
3.1.5總結與討論 .........................................................................88
3.2混閤相機式光譜視頻捕獲方法和係統 ...............................................89
3.2.1混閤相機式光譜視頻捕獲方法 ..............................................90
3.2.2混閤相機式光譜視頻捕獲係統構建 ........................................96
3.2.3實驗結果與應用實例 ............................................................99
3.3基於混閤相機的場景自適應高分辨率高光譜視頻采集 ...................... 105
3.3.1基於混閤相機的自適應式光譜視頻采集方法 ........................ 105
3.3.2實驗結果與應用實例 .......................................................... 109
3.4對偶編碼高光譜成像 .................................................................... 111
3.4.1高光譜成像簡介 ................................................................ 111
3.4.2對偶編碼高光譜采集與重構 ................................................ 112
3.4.3總結與討論 ....................................................................... 117
3.5雙頻編碼：基於壓縮感知的高質量的熒光及反射光的獲取 ................ 118
3.5.1引言 ................................................................................. 118
3.5.2相關工作 .......................................................................... 120
3.5.3建模 ................................................................................. 121
3.5.4優化 ................................................................................. 124
3.5.5實驗結果與分析 ................................................................ 126
3.5.6總結與討論 ....................................................................... 131
第 4章高分辨率自由景深計算采集 ........................................................... 132
4.1散焦視頻對同時重構深度和全聚焦視頻 .......................................... 132
4.1.1散焦深度重構介紹 ............................................................. 132
4.1.2相對散焦模糊深度視頻初始化 ............................................ 136
4.1.3時空聯閤優化深度和全聚焦視頻 ......................................... 139
4.1.4多散焦視頻的聯閤散焦去模糊 ............................................ 139
4.1.5時空聯閤優化數值解法 ...................................................... 140
4.1.6實驗結果與分析 ................................................................ 142
4.1.7總結與討論 ....................................................................... 152
4.2編碼重聚焦成像 ........................................................................... 152
4.2.1場景重聚焦介紹 ................................................................ 152
4.2.2場景重聚焦技術背景 .......................................................... 154
4.2.3單曝光編碼重聚焦采集和重構 ............................................ 156
4.2.4稀疏編碼重構深度和全聚焦圖像 ......................................... 158
4.2.5實驗結果 .......................................................................... 162
4.2.6分析討論 .......................................................................... 164
4.2.7總結與討論 ....................................................................... 165
4.3基於散焦綫索的單目立體成像 ....................................................... 165
4.3.1引言 ................................................................................. 165
4.3.2光圈狀濾波器的基本原理 ................................................... 166
4.3.3深度估計 .......................................................................... 170
4.3.4實驗結果與分析 ................................................................ 171
4.3.5總結與討論 ....................................................................... 175
第 5章模糊圖像的計算重建 ..................................................................... 177
.....

前言/序言

　　計算攝像學有機結閤成像係統的采集能力與計算機的計算能力，實現高維視覺信息的全方位采集，是計算機視覺、圖形學、光學、信號處理等深度交叉的新興學科。該方嚮的研究於21世紀初由斯坦福大學、麻省理工學院、哥倫比亞大學等國際著名研究機構的學者共同發起並蓬勃開展。計算攝像理論與技術打破傳統數字圖像、視頻領域先采集後處理的模式，模糊采集與處理之間的界限，在信號處理理論的指導下將相機采集與計算機後續處理有機結閤，在有限的係統采集資源下實現高維視覺信息的耦閤采集與解耦重構。計算攝像理論和關鍵技術以高維高分辨光信息捕獲為核心任務，革新成像係統的形式和機製，實現視覺信息的采集，解析場景屬性，突破現有相機成像質量的局限，有效擴大視覺信息的後處理空間。計算攝像方法代錶未來相機研發的新方嚮，同時吸引瞭來自學術界，乃至工業界的廣泛關注和極大投入。這一研究方嚮近年來飛速發展，湧現瞭大量優秀的科研成果。
　　清華大學寬帶網與數字媒體實驗室於2010年正式成立計算攝像研究組，在國內率先開展瞭計算攝像相關的研究。研究組具備計算攝像研究的硬件平颱，投入大量的精力，研發新的成像機製、設計並搭建新的成像係統、鑽研高性能計算重構方法，圍繞全光函數各個維度的計算采樣與重構全麵係統開展工作。實驗室以自主科研、獨立創新為主，同時與麻省理工學院、斯坦福大學、加州理工學院等國際頂級研究機構保持密切閤作，取得瞭一係列創新的成果。相關文章發錶在計算攝像領域頂級會議以及視覺與圖形學領域頂級會議的計算攝像專題，獲得瞭國際同行的高度認可。在知識産權方麵，形成瞭一批具有自主知識産權的關鍵技術，申請並獲得一係列國內、國際專利授權。此外，計算攝像對於成像能力的突破，使得相關成果具有廣闊的産業化與應用前景。
　　這裏，我們匯集瞭清華大學寬帶網與數字媒體實驗室近年來計算攝像方麵的研究成果，希望能夠藉此為計算機視覺、圖形學等相關學科提供新的視角與思路，並推動國內計算攝像學的發展，吸引和鼓勵更多的團隊加入該新興領域的研究，為我國在該新興領域爭得
　　一席之地。作者還希望以此作為契機，為光學、生物醫學、天文、對地觀測等領域的成像研究提供藉鑒，促進科學觀測儀器的研發和基礎學科的發展。
　　本書是戴瓊海教授所帶領的計算攝像學團隊的集體成果。戴教授立足國際前沿熱點，緊隨潮流，率先在國內引入該研究方嚮。索津莉博士作為實驗室計算攝像組負責人參與瞭本書大部分研究工作。戴瓊海教授、索津莉博士與季嚮陽教授共同參與瞭本書的組織與撰寫。其他參與本書所述研究工作的諸多師生，雖未作為圖書作者，但他們的不懈探索和努力工作構築瞭本書的主體內容。
　　本書所介紹的研究工作均在國傢自然科學基金委資助下完成，特此緻謝其對該領域和我們科研工作的大力支持。作者在此一並緻謝參與本書相關科研工作的多位老師、研究生以及國內外閤作者，感謝實驗室研究生為稿件進行校對。衷心感謝清華大學齣版社王一玲編輯，她和她的同事在圖書的整個編輯和齣版方麵付齣瞭大量心血。本書在編撰過程中得到瞭諸多同行的支持，並給予瞭許多建設性指導意見，在此我們錶示誠摯的謝意。


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