光場成像作為一種新型計算三維成像方式，其基于仿生復眼原理，可通過單次成像、單個光學孔徑來捕捉三維信息。與傳統(tǒng)相機不同，光場成相機通過放置在感光芯片前的一塊高分辨率微透鏡陣列來對入射光線進行調(diào)制和編碼，使得相機可以在單張二維圖像上記錄下空間物體的三維信息。這一特點使得光場成像在一系列空間受限的測量領域優(yōu)勢明顯。內(nèi)窺鏡作為一種在狹小區(qū)域內(nèi)獲取成像信息的方式，往往只能提供二維圖像，難以提供觀測物體的三維結(jié)構(gòu)信息；或是采用雙目成像方式來提供有限的三維成像結(jié)果。本項目通過將光場成像與內(nèi)窺鏡相結(jié)合，利用光場相機“單個窗口、單次拍攝、三維成像”的特點，來實現(xiàn)高分辨率的三維信息獲取和解析。

本項目旨在開發(fā)一套先進的內(nèi)窺光場成像系統(tǒng)，以高分辨率光場相機和內(nèi)窺鏡為核心。項目首先基于現(xiàn)有硬件系統(tǒng)和高斯光學成像原理，深入研究和優(yōu)化內(nèi)窺光場的標定和三維重構(gòu)算法。通過實驗室現(xiàn)有光學測量設備，學習現(xiàn)有標定模型和內(nèi)窺光場成像原理，搭建內(nèi)窺光場成像系統(tǒng)并獲取實驗數(shù)據(jù)。進一步開發(fā)和調(diào)整圖像處理算法，包括光場標定和三維重構(gòu)用于處理和優(yōu)化實驗數(shù)據(jù)。最后，在實現(xiàn)以上算法的基礎上，進行PIV實驗，獲取并計算光場成像三維信息。

本項目基于細致的文獻調(diào)研和需求分析，成功建立了一套內(nèi)窺鏡光場成像的物理模型，并搭建了完善的內(nèi)窺光場成像系統(tǒng)。項目團隊還開發(fā)了專用的光場標定算法和三維重構(gòu)算法，通過實施相關的標定和重構(gòu)實驗，例如光場PIV實驗，有效地獲取了光場成像的三維信息。該成像系統(tǒng)的開發(fā)主要應用于空間受限的測量領域，可實現(xiàn)內(nèi)窺鏡三維信息的便捷、快速、實時和精確獲取，極大提升了操作的效率和測量的精度。