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基于小波变换与稀疏傅里叶变换相结合的光场重构方法

更新时间:2019-12-24 18:20:38 大小:2M 上传用户:zhiyao6查看TA发布的资源 标签:小波变换稀疏傅里叶变换 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着计算机图形学和计算机视觉技术的发展,光场开始进入人们的视线并被迅速应用于各个领域.然而光场的获取需要大量的图像,具有数据量大,获取成本高等特点,因此学者们越来越关注如何利用少量的光场数据获取整个光场这一问题,并且做出了大量的工作.针对上述问题,本文将小波变换与稀疏傅里叶变换相结合,利用光场在角度域的稀疏性提出一种新的光场重构方法.首先,利用小波变换多分辨率分析的特点,通过小波变换将原始图像分解为多个不同频率的子图像;然后分别对每个子图像通过傅里叶切片定理恢复其频率位置,从而可以分别得到它们的二维角度谱;最后将每个子图像的二维角度谱合并,进行小波逆变换获得整个光场.本文方法利用小波变换将原图像分解为多个不同频率的子图像分别同时处理,不仅降低了算法的复杂度,大大减少了算法的运行时间,为光场的广泛应用提供了条件,而且相比于单独运用稀疏傅里叶算法重构,本方法有效地抑制了窗口效应,使重构结果更加准确.此外,本文方法将高频信息和低频信息分开重构,可以有效地改善并网恢复中小频率丢失的问题,进一步改进重构结果.最后通过仿真验证了算法的有效性.


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4
Vol. 45 No. 4  
Apr. 2017  
2017  
4
ACTA ELECTRONICA SINICA  
基于稀疏傅相结的  
光场方法  
1
1
2
, ,  
周广福 文成林 高敬礼  
( 1.  
州电子科技大学自学院 浙江杭州  
310018; 2.  
浙江大学电工程学院 浙江杭州  
310027)  
:
.  
计算机计算机技术的光场进入线应用个领域 然  
, , ,  
光场数据注如利用光场数据  
, ,  
取整光场一问题 并的工针对问题 本文稀疏傅相结合 利用光场  
, ,  
稀疏提出一种新光场方法 先 利用通过小像  
; ,  
多个频率的子通过复其频率位置 别得它们  
; , .  
二维最后将二维合并 进行光场 本文方法利用图  
, , ,  
多个频率的子处理 算法的大大算法的行时间 为光场广  
, , ,  
应用提条件 而且相比稀疏傅算法重方法窗口使构结果准确  
, , ,  
此外 本文方法信息低频信息分开重频率问题 进一步改构结  
最后通过仿算法的性  
:
;
;
;
;
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www. ejournal. org. cn  
光场稀疏窗口应  
:
TP751  
:
A
: 0372-2112 ( 2017) 04-0782-09  
DOI: 10. 3969 /j. issn. 0372-2112. 2017. 04. 003  
文献标识码  
文章编号  
电子学报  
Light Field Reconstruction Based on Wavelet Transform and  
Sparse Fourier Transform  
1
1
2
ZHOU Guang-fu WEN Cheng-lin GAO Jing-li  
( 1. School of AutomationHangzhou Dianzi UniversityHangzhouZhejiang 310018China  
2. College of Electrical EngineeringZhejiang UniversityHangzhouZhejiang 310027China)  
Abstract: With the development of computer graphics and computer vision technologylight field comes into sight  
and is rapidly applied in various fields. Howeverthe acquisition of the light field needs a large amount of pictureswhich has  
the characteristics of large data and high cost. So how to use a small amount of data to obtain the light field has been paid  
more and more attentionand a lot of work has been done. To address the above problemsa new method of light field recon-  
structing is proposedwhich combines with wavelet transform and sparse Fourier transform by using sparseness of light field  
in angle domain. Firstwe use multi-resolution analysis characteristic of wavelet transformand the original image can be de-  
composed into four sub-frequency images through wavelet transform. Then the frequency positions of four sub-frequencies  
are separately recovered through the Fourier slice theoremand their two-dimensional angle spectrum are further obtainedre-  
spectively. Finallythe light field is obtained by combining the two-dimensional angle spectrum of each sub-frequency image  
and making inverse wavelet transform. In the proposed methodthe original image is decomposed into four sub-images by u-  
sing wavelet transformand the sub-images are reconstructed respectively. This not only reduces the complexity of our meth-  
od and greatly reduces the running time of our methodwhich provides the basis for the wide application of the light field,  
but also our method effectively inhibits the window effect by comparing to only using sparse Fourier algorithmso that the  
reconstruction result is more accurate. In additionthe method can effectively improve problem of small frequency leakage in  
: 2015-09-25;  
: 2016-01-25;  
:
责任编辑 瑶  
收稿日期  
修回日期  
:
基金项目 国家自然科学基金重点项目  
( No. 61333011) ;  
( No. 61371064No. 61273075No. 61503206)  
国家自然科学基金  
783  
4
:
广福 基于稀疏傅相结光场方法  
off-grid recovery by separating high frequency and low frequency informationand further improves the reconstruction re-  
sults. In the endthe effectiveness of the algorithm is verified by simulation.  
Key words: wavelet transform; light field reconstruction; sparse; Fourier transform; window effect  
10,  
光场 利用光场稀疏输  
1
引言  
出整光场 大大数  
,  
信 网络计算机技术的光场多  
, , .  
而且有点的光场信息 然  
.  
领域被广应用 并作用 如  
基于稀疏傅光场方法有较  
利用光场特性构为优越  
大的加之稀疏傅窗口  
1]  
;
的的像  
利用光场光场现  
影响方法中的应用  
; ,  
基于光场的目标算法中 光  
基于问题 本文小  
以作为目标的征库对任点的目标进行  
方法 提出一种基于稀疏  
2]  
计算机计算机领域光场被  
别  
( WT-SFFT)  
,  
光场方法 先  
相结合  
时包含位置信息的维光辐场  
利用通过小将  
一种光场包含了人在不位置和  
多个频率的子方法  
同角体进行拍摄的所在现  
;
中的后利用理分复  
实中很难捕捉光场 而且要表的  
频率频率位置 而得它们二维  
光场大的数据量和技术是一难  
;
最后将频率二维合并  
,  
利用一些已位置光场重  
进行光场 本文方法是利用  
( )  
出其他位置者  
方法中的多  
, ,  
研究的能实这些功有  
频率进行并行处理 大大降  
意义 而且在应用上也大的值  
, ,  
算法的行时间 提算法的重而且有  
1999 LEVOY M  
国学者  
提出基于光场的  
窗口对重构结果影响 光场构  
3]  
7  
线函数为  
像渲技术  
果  
4
利用景几信息光场渲  
.  
得了较避免已有方法利用视  
2
预备知识  
差图在  
2. 1  
光场  
4]  
2002  
通过将不的  
提出像渲技术  
光场是整中所线光辐射  
.  
焦场进行处理 要求 图  
11]  
函数和  
时包含位置信息的  
, ,  
像渲为最小化光场可能会因样  
1( a) 4D  
维光辐图  
个  
示两之间的所线  
个相机能个相机  
,( xy)  
导致混淆应 为质量  
MIT  
的学者  
L( xyuv)  
光场  
56]  
XU J 2003  
提出一种像渲技术  
,( uv)  
中  
驻留面  
( uv)  
2009  
国学场渲技  
7]  
机基平  
、  
通过将时间算法加到光场渲  
( xy)  
面 每个  
标对点的位置 个  
.  
中 实光场渲像  
1( b)  
标对位置 图  
是一光场数据例  
是在一照  
( uv)  
,  
的实验数据高运度 新西大学的学  
WILLET R M 2011  
提出基于单图像  
8]  
拍摄的  
一种在  
方法然能出新视  
技术  
光场有多种不方法 是  
位置信息 然  
位置信息的叠通过比较的方法来  
, ,  
导致非常而且结果并不满足  
12]  
通过用不照强  
要  
13]  
一系理  
9]  
针对问题 提出一种基于稀疏傅叶  
1415]  
, ;  
一种方法时间作不便 一种方  
取  
( SFFT)  
;
光场方法 先利用光场域  
换  
, ,  
位置度之间不线关系 计算此  
稀疏沿点对光场进行采  
方法有得广应用  
2. 2  
稀疏傅里叶变换  
, ;  
通过将其到频利用傅  
复其频率位置 而得二维度频  
16]  
快速方法 是一种大的工广  
;
最后二维度频率进行到  

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