主要内容
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光学与数字图像处理的融合：JOIPO平台
为了创造高性能、超紧凑和复杂的光电成像系统，我们建立了JOIPO平台，将传统的分离透镜光学和电子图像处理子系统设计为一个集成系统。
JOIPO（Joint Optics/Image Processing Optimization）：一种新的思维方式
JOIPO是Ricoh建立的一个新平台，用于设计用于许多图像传感器的光电成像系统，例如工业摄像机、车载摄像机、文档扫描仪、望远镜和内窥镜。过去，透镜光学和电子图像处理子系统是分开设计的，但是通过同时设计这些子系统，我们能够实现高性能、超紧凑和复杂的成像系统。
几百年来，光学设计人员一直在寻找能够仅从透镜光学获得高质量光学图像的成像系统，前提是最终图像将由人眼观看。然而，近来，由透镜形成的光学图像随后被诸如CMOS传感器或CCD阵列之类的数字传感器感测、数字处理并在显示屏幕上被视为美丽的数字图像已经成为可能。
采用传统的设计方法，将高质量的透镜光学和高质量的数字图像处理分开设计，再结合起来形成一个整体的成像系统。相比之下，当我们意识到光学传感阶段的图像不需要漂亮时，JOIPO就实现了，因为在数字传感器上临时形成的过渡光学图像只被计算机而不是人“看到”。这种认识使我们能够在设计中追求更自由、更大胆的想法，从而有可能克服使用传统方法设计的成像系统的限制。
几百年来，光学设计人员一直在寻找能够仅从透镜光学获得高质量光学图像的成像系统，前提是最终图像将由人眼观看。然而，近来，由透镜形成的光学图像随后被诸如CMOS传感器或CCD阵列之类的数字传感器感测、数字处理并在显示屏幕上被视为美丽的数字图像已经成为可能。
采用传统的设计方法，将高质量的透镜光学和高质量的数字图像处理分开设计，再结合起来形成一个整体的成像系统。相比之下，当我们意识到光学传感阶段的图像不需要漂亮时，JOIPO就实现了，因为在数字传感器上临时形成的过渡光学图像只被计算机而不是人“看到”。这种认识使我们能够在设计中追求更自由、更大胆的想法，从而有可能克服使用传统方法设计的成像系统的限制。
图1：通过融合光学和数字图像处理实现更高清晰度
JOIPO平台的优势
由于这种全新的视角，构建在JOIPO平台之上的成像系统带来了各种前所未有的优势。
与传统系统相比，使用JOIPO设计的成像系统可以减少镜头的数量。这是可能的，因为不需要单独使用昂贵的透镜光学元件来吸收畸变、散焦或其他图像缺陷；图像可以通过随后的数字图像处理来恢复。更少的透镜也使得光学元件的尺寸大大减小。
此外，通过在输出之前通过数字图像处理控制镜头畸变和散焦以便随后的清理，可以添加常规成像系统中不可用的特征。这些特性包括在保持亮度的同时扩展景深(扩展景深照相机)，精确测量到物体的距离(立体摄影机)获取多光谱图像(多光谱照相机).
除此之外，在透镜热特性极其重要的应用中，现在还可以设计系统，通过数字图像处理校正光学元件中与温度相关的变化。因此，可在更宽温度范围内使用的成像系统可以成为现实。
通过以这种方式积极地使用JOIPO平台，我们能够实现紧凑和复杂的成像系统，这在过去是不可想象的。
与传统系统相比，使用JOIPO设计的成像系统可以减少镜头的数量。这是可能的，因为不需要单独使用昂贵的透镜光学元件来吸收畸变、散焦或其他图像缺陷；图像可以通过随后的数字图像处理来恢复。更少的透镜也使得光学元件的尺寸大大减小。
此外，通过在输出之前通过数字图像处理控制镜头畸变和散焦以便随后的清理，可以添加常规成像系统中不可用的特征。这些特性包括在保持亮度的同时扩展景深(扩展景深照相机)，精确测量到物体的距离(立体摄影机)获取多光谱图像(多光谱照相机).
除此之外，在透镜热特性极其重要的应用中，现在还可以设计系统，通过数字图像处理校正光学元件中与温度相关的变化。因此，可在更宽温度范围内使用的成像系统可以成为现实。
通过以这种方式积极地使用JOIPO平台，我们能够实现紧凑和复杂的成像系统，这在过去是不可想象的。
排序依据：领域“机器视觉”
