(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210605182.X (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 元潼 （北京） 技 术有限公司 地址 100089 北京市海淀区同方科技广场 (72)发明人 郭钰铎　蔡娅雯　郭泽群　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 赵丽婷 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) H04N 5/225(2006.01) G06T 5/50(2006.01) G02B 3/00(2006.01) (54)发明名称 元成像方法与系统 (57)摘要 本申请涉及元成像技术领域， 特别涉及一种 元成像系统与方法， 其中， 系统包括： 在光学成像 系统的像面附近放置微透镜阵列， 微透镜阵列的 尺寸与系统对应衍射极限分辨率相差两个数量 级以内。 微透镜阵列表面以每个微透镜为周期镀 有周期性掩膜图案， 对成像光路进行调制。 小微 透镜尺寸与掩膜使元成像系统在采集图像过程 中产生频域 混叠， 高频图像信息被调制到低频部 分， 而不是像普通成像系统中的高频成分在成像 过程中消失。 在微透镜阵列后一倍焦距附近放置 光电传感器如： CMOS或CCD。 相比于传统光场成 像， 元成像系统中的小微透镜尺寸， 掩膜编码， 像 面扫描等方式采集到了更精细， 包含 更多高频信 息的光场图像 。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115086550 A 2022.09.20 CN 115086550 A 1.一种元成像系统， 其特 征在于， 包括： 放置于像面附近的微透镜阵列， 微透镜阵列的尺寸与系统对应衍射极限分辨率相差两 个数量级以内； 在微透镜 阵列表面以每个微透镜为周期镀有周期性掩膜图案， 对成像光路进行调制； 微透镜阵列的尺寸与掩膜使元成像系统在 采集图像过程中产生频域混叠， 使得高频图像信 息被调制到低频部分； 在微透镜阵列后一 倍焦距附近放置光电传感器。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述 微透镜阵列的尺寸小于预设尺寸。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述 光电传感器为C MOS或CCD。 4.一种元成像方法， 其特征在于， 所述方法应用于如权利要求1 ‑3任意一项所述的元成 像系统， 包括以下步骤： 获取在成像时像面扫描待成像目标得到的多个相对位置微小偏移的光场图像， 产生相 邻小间隔微透 镜间的虚拟重 叠； 根据多次扫描的光场图像计算成像时， 计算光学系统或采集场景引入的像差， 并基于 像差与波动光学理论对成像系统的点扩散函数进行建模； 根据建模后的点扩散函数， 与多次扫描光场图像重排列后所得的多视角图像进行非相 干孔径合成， 实现图像重构， 得到待成像目标的最终成像结果。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述波动光学理论为菲涅尔衍射或瑞利 ‑ 索末菲解方程。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115086550 A 2元成像方 法与系统 技术领域 [0001]本申请涉及元成像技 术领域， 特别涉及一种元成像方法与系统。 背景技术 [0002]随着超高像素数目成像逐渐进入人们的视野， 以及机器视觉、 无人机、 高清监视系 统等行业或设备的普及与扩散， 人们对于高分辨率、 大像素数目成像的需求日益明显。 而成 像系统成像质量 或成像分辨率通常包括以下三方面限制条件： 第一、 像感器的采样率： 像感 器主要分为CCD(Charge  Coupled Device， 电荷耦合器件)和CMOS(Complementary  Metal  Oxide Semiconductor， 互补金属氧化物半导体)两类， 增加像素数目和减小像元尺寸均有 利于更高清的分辨率图像生成； 第二、 系统的光学衍射极限： 根据瑞利分辨率判据， 成像系 统中各透镜的数值孔径决定了系统的分辨能力； 第三、 像差： 像差普遍存在于自然环境中， 比如大气的散射等， 同时像差也存在于镜头 之中， 由于镜头属于人工磨制的器件， 会存在与 理论光学中的理想 透镜模型的偏差 。 [0003]另外， 随着镜头尺寸的逐渐增大， 理想光学系统中的近轴光学理论不再适用， 离轴 光线的轨迹难以像近轴光线那样易于预测。 以上三点都限制 了系统的成像能力， 并阻拦十 亿像素成像的发展。 [0004]相关技术中， 得益于工业的发展， 光学系统可以达到 的衍射极 限已经足以满足人 们宏观场景拍摄的需求， 同时也有足够的工艺制作出大面阵小像元尺寸的高分辨率像感 器， 因此， 像差成为了阻拦 这些工艺进一 步发展主要因素， 有 待解决。 发明内容 [0005]本申请提供一种元成像方法与系统， 通过元成像， 结合多角度稠密空间采样和自 适应光学架构计算的方式， 有效打破角度分辨率与空间分辨率的矛盾， 实现大场景、 高分辨 和三维成像。 [0006]本申请第一方面实施例提供一种元成像系统， 包括： 放置于像面附近 的微透镜阵 列， 微透镜阵列的尺寸与系统对应衍射极限分辨率相 差两个数量级以内； 在微透镜阵列表 面以每个微透镜为周期镀有周期性掩膜图案， 对成像光路进行调制； 微透镜阵列的尺寸与 掩膜使元成像系统在采集图像过程中产生频域混叠， 使得高频图像信息被调制到低频部 分； 在微透 镜阵列后一 倍焦距附近放置光电传感器。 [0007]可选地， 所述 微透镜阵列的尺寸小于预设尺寸。 。 [0008]可选地， 所述 光电传感器为C MOS或CCD等。 [0009]本申请第二方面实施例提供一种元成像方法， 所述方法应用于上述实施例所述的 元成像系统， 包括以下步骤： 获取在成像时像面扫描待成像目标得到的多个相对位置微小 偏移的光场图像， 产生相邻小间隔微透镜间的虚拟重叠； 根据多次扫描的光场图像计算成 像时， 计算光学系统或采集场景引入的像差， 并基于像差与波动光学理论对成像系统的点 扩散函数进行建模； 根据建模后的点扩散函数， 与多次扫描光场图像重排列后所得 的多视说　明　书 1/5 页 3 CN 115086550 A 3