....................................... En av tillämpningarna av den föreslagna end-to-end beräkningskameradesign paradigm är akromatisk utökad fältdjup. När man fångar en bild med en vanlig singlet lins (överst till vänster), är ut-of-fokus regioner suddiga och kromatiska avvikelser ytterligare försämrar bildkvaliteten. Med vårt ramverk optimerar vi profilen för ett refraktivt optiskt element som uppnår både djup och kromatisk invariant. Detta element tillverkas med hjälp av diamantsvarvning (höger) eller med hjälp av fotolitografi. Efter att ha bearbetat en bild inspelad med detta optiska element med hjälp av en enkel Wiener dekonvolution, får vi en allt-i-fokus bild med små kromatiska avvikelser (top center). Punktspridningsfunktioner för både den vanliga linsen och det optimerade optiska elementet visas i botten. I detta dokument utforskar vi flera tillämpningar som visar effektiviteten i vår nya metod för domänspecifik beräkningskameradesign. Tillstånd att göra digitala eller papperskopior av hela eller delar av detta arbete för personligt bruk eller klassrum beviljas utan avgift, förutsatt att kopiorna inte görs eller distribueras för vinst eller kommersiella fördelar och att kopiorna är försedda med detta meddelande och den fullständiga hänvisningen på första sidan. Upphovsrätt till delar av detta verk som ägs av andra än upphovsmannen måste hedras. Abstraktering med kredit är tillåten. För att kopiera på annat sätt, eller återpublicera, för att posta på servrar eller för att omfördela till listor, krävs tidigare specifik behörighet och/eller avgift. Begär tillstånd från authoritys@acm.org. I typiska kameror är det optiska systemet konstruerat först; när det är fast, parametrarna i bildbehandlingsalgoritmen är avstämda för att få bra bildåtergivning. I motsats till denna sekventiella design, överväger vi gemensam optimering av ett optiskt system (t.ex. den fysiska formen av linsen) tillsammans med parametrarna för rekonstruktionsalgoritmen. Vi bygger en helt annorlunda simuleringsmodell som kartlägger den sanna källbilden till den rekonstruerade. Modellen omfattar diffraktiv ljusutbredning, djup- och våglängdsberoende effekter, buller och icke-linjäritet samt efterbehandling av bilden. Vi optimerar tillsammans de optiska parametrarna och algoritmparametrarna för bildbehandling för att minimera avvikelsen mellan den sanna och rekonstruerade bilden, över en stor uppsättning bilder. Vi implementerar vår gemensamma optimeringsmetod med hjälp av autodifferentiering för att effektivt beräkna parametergradienter i en stokastisk optimeringsalgoritm. Vi visar effektiviteten av detta tillvägagångssätt genom att tillämpa det på akromatisk utökad djup av fält och ögonblicksbild super-upplösning avbilda.
REF föreslog en end-to-end-optimeringsmetod för diffraktiva optiska element genom att anta en gradientbaserad optimeringsram.
End-to-end optimization of optics and image processing for achromatic extended depth of field and super-resolution imaging
{'venue': 'TOGS', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}