Titelaufnahme

Titel
Bildrekonstruktion bei plenoptischen Kameras / vorgelegt von Jakob Wiesmeyr
Verfasser/ VerfasserinWiesmeyr, Jakob
Begutachter / BegutachterinBredies, Kristian
Erschienen2015
UmfangIX, 73 Bl. : Zsfassungen (2 Bl.) ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2015
Anmerkung
Zsfassungen in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Kamera / Plenoptische Funktion / Bildrekonstruktion / Kamera / Plenoptische Funktion / Bildrekonstruktion / Online-Ressource
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-83273 Persistent Identifier (URN)
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Bildrekonstruktion bei plenoptischen Kameras [9.34 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Bildrekonstruktion bei plenoptischen Kameras, wobei das Ziel verfolgt wurde, sowohl theoretisch als auch praktisch eine Vorgehensweise zu entwickeln, wie ausgehend von Lichtfelddaten Bilder entstehen und verschieden in den Fokus gesetzt werden können. Diese Aufgabenstellung beinhaltet die theoretische Einbindung in einen mathematischen Kontext, wobei auch auf die konkrete Umsetzung Wert gelegt wird. Der erste Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen der Optik, setzt sich mit Erkenntnissen zu Licht, Fotografie sowie der Bildentstehung und Fokussierung ausgehend von Lichtfeldern auseinander und zeigt zusätzlich erste Schwierigkeiten mit einem herkömmlichen Ansatz auf. Der zweite Teil liefert die mathematischen Grundlagen für einen Ansatz, welcher in der Fourieranalysis lokalisiert ist. Dabei wird eine Hinführung von den Lebesgueräumen zur zentralen theoretischen Aussage dieser Arbeit, dem Fourier Slice Theorem geleistet. Der dritte Teil nimmt nun konkret mit den im zweiten Teil erarbeiteten Hilfsmitteln die Refokussierung mit einer Fouriermethode in Angriff. An dieser Stelle rückt das Fourier Slice Theorem wieder in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit und es wird anschließend das Fourier Slice Foto Theorem formuliert. Zusätzlich werden eine theoretische Analyse der Refokussierungsperformance und eine Formulierung eines Algorithmus erarbeitet. Der vierte und letzte Teil beschreibt eine mögliche Implementierung und Diskretisierung des in Teil drei entwickelten Algorithmus sowie dessen numerische Analyse und geht auf die konkrete Umsetzung, ausgehend von Lichtfelddaten, welche mit einer Lytro Lightfield Kamera aufgenommen worden sind, zu einer tatsächlichen Bildentstehung und Refokussierung ein. An dieser Stelle finden sich auch konkrete Ergebnisse des in Matlab umgesetzten Algorithmus unter der Verwendung zweier externer Toolboxen.

Zusammenfassung (Englisch)

The thesis deals with the topic of image reconstruction using plenoptical cameras, where the aim is to develop a theoretical and practical approach based on light field-data. An image formation takes place and different focuses of the image can be chosen. The task contains the theoretical integration in a mathematical context, but importance is also attached to a practical implementation of the findings. The first part of the thesis is concerned with the fundamentals of optics, findings about light and photography as well as with the image formation and focusing based on light fields. Difficulties with a common approach are also explained.The second part provides the mathematical basics for an approach which is located in the Fourier analysis. A guidance of the Lebesque spaces to the central theoretical statement,the Fourier Slice Theorem, is given. The third part is concerned with refocusing, by applying a Fourier method and using the findings from the second part. At this point again the Fourier Slice Theorem gains importance and the Fourier Slice Photo Theorem is formulated. Additionally a theoretical analysis of the refocusing performance and a formulation of an algorithm are rendered.The fourth and last part describes a potential implementation and discretization of the algorithm found in part three which is concerned with its numerical analysis. Moreover the implementation based on gathering light field-data using a Lytro Lightfield camera right up to an actual image formation and refocusing is also looked at more closely. At this stage concrete results of the Matlab implemented algorithm which uses two external toolboxes can be found.