基于单透镜点扩散函数调控的深度估计
摘要
深度估计任务的一种解决思路是使成像光学系统的点扩散函数呈现深度关联的形式，即不同深度处的点扩散函数呈现出不同的空间或光谱结构，通过成像过程将点扩散函数中包含的深度信息编码进传感器图像中，并通过算法反演场景深度。提出一种成像系统的设计方法，使用单透镜成像系统实现上述深度估计思路。通过搭建可微深度场景成像仿真模型，设计约束方法，对单透镜光学系统中多波长、深度变化、视场变化的4维点扩散函数进行调控，并设计神经网络学习传感器编码图像中包含的深度信息，最终设计出包含极简光学系统的单目深度估计模型，以替代现有包含透镜组和相位调制光学元件的复杂光学系统。使用NYU Depth V2数据集在1~5 m的深度范围内进行训练和测试，深度估计的平均相对误差可达8.41%，该设计在低成本小型化深度成像探测领域具有一定的应用潜力。
引用本文（GB/T 7714）
孙再武 Sun Zaiwu, 谭凡教 Tan Fanjiao, 于鹏亮 Yu Pengliang, 等. 基于单透镜点扩散函数调控的深度估计[J]. Acta Optica Sinica, 2025.
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