Yingsi Qin Aswin C. Sankaranarayanan Matthew O'Toole

Abstract

Ein Objektiv bringt eine einzelne Ebene auf einem ebenen Sensor scharf; daher werden Teile der Szene, die außerhalb dieser scharfen Ebenen liegen, unscharf abgebildet. Können wir dieses Prinzip durch die Einführung einer „Linse“ aufbrechen, die ihre Tiefenschärfe beliebig verändern kann? Diese Arbeit untersucht die Gestaltung und Implementierung einer solchen rechnerischen Linse mit räumlich selektiver Fokussierung. Unser Entwurf nutzt eine optische Anordnung aus einem Lohmann-Objektiv und einem phasenbasierten räumlichen Lichtmodulator, um jedem Pixel eine unterschiedliche Fokusebene zuzuweisen. Wir erweitern klassische Autofokus-Techniken auf den räumlich variablen Fall, bei dem die Tiefenkarte iterativ mithilfe von Kontrast- und Disparitätsinformationen geschätzt wird, wodurch die Kamera ihre Tiefenschärfe schrittweise an die Tiefenstruktur der Szene anpassen kann. Da wir ein gesamtes Bild optisch scharf erzeugen, setzt unsere Methode die vorherigen Ansätze in zwei entscheidenden Aspekten um: Erstens ermöglicht sie es, die gesamte Szene gleichzeitig scharf abzubilden, und zweitens bewahrt sie die höchstmögliche räumliche Auflösung.