非透明光场超分辨率方法在火焰上的性能分析

单 良,赵腾飞,洪 波,孔 明

(1.中国计量大学 信息工程学院 浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室,浙江 杭州 310018;2.中国计量大学 计量测试工程学院,浙江 杭州 310018)

光场成像技术已被广泛应用于粒子图像测速[1]、运动恢复结构[2]、距离测量[3]、三维重建[4-7]等工业科研领域。在火焰测温和燃烧诊断领域[8],单光场相机可以利用火焰光场信息实时反演三维温度场,克服了多相机测温系统结构复杂,同步触发难等问题。东南大学的许传龙教授等[9-14]耦合了光场成像和火焰辐射传输模型,建立了基于光场分层成像技术的火焰温度场测量系统,还重建了不同火焰的三维温度场分布;哈尔滨工业大学的袁远教授等[15-16]对火焰辐射传输过程中各类参与介质的光场成像模型进行了研究;齐宏教授等[17-18]主要研究了火焰内部辐射传输和光场成像模型,实现了火焰的三维温度场重建。本课题组在火焰辐射光场成像模型和温度场三维重建也进行了持续的研究和探索[19-20]:结合光场重聚焦技术和光学分层法,实现了火焰的三维温度场分层重建,提出多曝光时间的图像融合测温方法和基于阻尼最小二乘QR分解和列文伯格马夸尔特算法(damping least squares QR decomposition-Levenberg-Marquardt with boundary constraint,LSQR-LMBC)的光场火焰三维温度场重建。

在对光场图像进行三维重建时,由于受到光场相机本身结构的限制,获取的光场图像分辨率不高,以致影响了三维重建的精度。因此,光场图像的超分辨率重建也是目前许多研究人员关注的热点。……