新研发的光场相机拥有视野更宽的单透镜平台，能够增强多种应用的实用性。

上图：光场相机研发者的Dordon Dansereau、Donald Dansereau与一台相机的原型。下图：光场相机拍摄的138度光场全景图。图片来源：斯坦福计算成像实验室和光子系统集成实验室。

斯坦福大学的研究人员已经公布了该大学十多年来一直在研发的光场（LF）相机技术的最新进展，并相信它超越了目前的机器人视觉和增强现实视觉系统。

该相机在上周举行的2017年国际计算机视觉与模式识别会议（CVPR）上发布，被认为是第一台单镜头宽视场光场相机，并专门设计了机器人应用模式。

光场相机不仅能够与常规相机一样捕获入射光的强度，而且还捕获入射光到达的角度。

最初的光场相机在2005年被初步构思并设计，并由Lytro公司进行了商业化生产，通过将微透镜阵列（MLA）放置在常规图像传感器的前面，记录光线的方向、颜色和强度信息。计算机通过这些数据就能够再现“4D”图像，其中有用的信息能够在拍摄之后复现，这在常规相机拍摄的照片中是不可能实现的。

斯坦福大学开发的原型相机能够为现有的光场相机增大视场（FOV），这可能为该技术转移到机器视觉技术中解决了重大障碍。

斯坦福大学的Gordon Wetzstein评论称：“光场相机能够使各种人工智能技术探测到物体有多远。这在任何有限空间的情况下都是有帮助的，因为人们希望电脑能够了解周围的整个世界。”

在CVPR会议中，项目团队公布了一种同心镜片的设计，这种透镜是由具有不同折射率的同心球面透镜构成的镜头形式。同心透镜在球形的而非平面的焦面上形成其图像，使其避免了许多经典透镜的像差。但该设计需要两个同心玻璃外壳，以便在120度以上的视场中形成高分辨率图像。

机器人视觉和虚拟现实

对于其新的设计，该团队使用了单个传感器和微透镜阵列，并将其环绕在机械臂上的同心镜头周围，有效地模拟多个传感器。

该团队指出：“我们将传统使用的昂贵的传感器耦合光纤束替换为微透镜阵列应用于同心透镜系统。这样可以通过软件实现光耦合，有效利用微透镜阵列的能力来实现光场捕获和处理。”

结合适当的数据处理技术，该系统能够捕获1600×200像素的138度全景图像，并保留了光场原有的相对深度信息。

现在该项目的挑战之一是将单传感器原型应用于真正的多传感器平台，并且体积必须足够小以适应现有的机器人和机器视觉应用。具有增强视场的这种光场技术对于在狭小空间工作或自动驾驶的机器人系统来说可能具有极大价值。

该系统还能够在虚拟现实系统中发挥作用，光场相机提供的深度信息有助于改进对现实世界场景的渲染，以及将现实与虚拟场景之间更好的结合。

斯坦福大学的Donald Dansereau表示：“许多研究小组正在研究光场技术能够做些什么，但是今天以前还没有出现真正的光场相机。这是专门为机器人和增强现实技术而制造的第一台相机，我很高兴其他研究人员能够利用这种相机开发更多的应用。”

来源： http://optics.org/news/8/8/2

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