CN116866731A - 基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法、系统、设备及介质，涉及光场成像技术领域；该方法包括：在液晶器件上施加不同电压，从多个视角获取液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；对液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；对所有卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；通过采用掺铝氧化锌的新型取向材料制成液晶微透镜阵列，使光电特性优于纯氧化锌，其具有较好的透过率和良好的电阻率；并通过多特征融合处理来提升分辨率，在液晶电控调焦的特性下，将不同电压下的光场图像作为输入源，通过分辨率增强模型中的多次特征融合、卷积处理最终得到高分辨率的多特征融合图像。
Description
技术领域
本发明涉及光场成像技术领域，具体而言，涉及基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法、系统、设备及介质。
背景技术
在氧化锌中掺入适量的铝后，Al3+代替部分Zn2+，在代替处形成正电荷中心，并将多余价电子束缚在周围，有利于改善ZnO薄膜的导电性能，在器件中，掺铝氧化锌薄膜主要用于充当透明电极，因此如何提高可见光透过率和降低电阻率，达到提高图像的分辨率一直是探讨的热门话题。
发明内容
本发明的目的在于提供基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法、系统、设备及介质，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法，包括以下步骤，
S1，对预置的第一基底进行清洗，并在清洗后的第一基底的一表面刻蚀出多条均匀排列的V型微沟槽,且在V型微沟槽表面镀上一层掺铝氧化锌薄膜,形成掺铝氧化锌薄膜微结构；
S2，对预置的第二基底进行清洗，并在清洗后的第二基底的一表面镀上铝膜，且在铝膜上刻出以阵列形式排列的多个多边形微透镜，以及在清洗后的第二基底的另一表面镀上导电层，形成微透镜阵列结构；
S3，将掺铝氧化锌薄膜微结构中的掺铝氧化锌薄膜与微透镜阵列结构中的导电层正对并贴合在一起，以使微透镜阵列结构和掺铝氧化锌薄膜微结构层叠，且向掺铝氧化锌薄膜与导电层贴合的间隙内灌入液晶并密封，形成掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列。
本发明的有益效果是：通过ZnO(氧化锌)中掺入AI制备的AZO(掺铝氧化锌)薄膜不仅能有效的提高电导率，还能得到透明的导电薄膜，其禁带宽度约为3.30eV,在可见光及红外光区具有良好的透过率，并具有良好的热稳定性和良好的导电性能，并且通过掺铝氧化锌的薄膜结构制备的液晶微透镜阵列，相比传统的液晶微透镜阵列的液晶取向方式是摩擦取向，使用掺铝氧化锌(AZO)半导体对液晶分子进行取向，克服了传统摩擦取向所产生的杂质，静电和物理损伤等缺陷，制备出了适用于光场成像的液晶微透镜阵列。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，在S1中,第一基底具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；掺铝氧化锌薄膜中的铝掺杂量范围为0.5at％-1.5at％,掺铝氧化锌薄膜的厚度范围为150nm-250nm,掺铝氧化锌薄膜的退火温度范围为400℃-600℃。
进一步，在S2中，第二基底具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；多边形微透镜具体为六边形微透镜；
在清洗后的第二基底的另一表面镀上导电层具体为，在清洗后的第二基底的另一表面依次镀上一层I T0层和P I层，以形成导电层。
第二方面，本申请实施例提供了基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法，利用第一方面中任一项的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法制得的液晶微透镜阵列进行成像，包括如下步骤，
S10，将液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
S20，对液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
S30，对所有卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，多特征融合图像的分辨率高于二维光场图像。
本发明的有益效果是：通过采用掺铝氧化锌的新型取向材料，在一定条件下通过磁控溅射法制备，所得到的光电特性优于纯氧化锌，其具有较好的透过率和良好的电阻率，更适合应用于液晶取向工作中；并通过对卷积核进行多特征融合处理，在液晶电控调焦的特性下，将不同电压下的二维光场图像作为输入源，通过多次特征融合、卷积处理最终得到高分辨率的多特征融合图像。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述S20具体为：
利用多压局部卷积网络对液晶器件在不同电压下的同一视角二维光场图像进行卷积操作，得到同一视觉下的卷积核。
进一步，上述S30具体为：
根据每个卷积核，提取卷积核对应的多个二维光场图像的图像特征，图像特征包括空间特征和互补特征；
对于每张二维光场图像，将二维光场图像对应的卷积核，以及对应的空间特征和互补特征进行特征融合，得到特征融合图像；
对特征融合图像进行信息还原，获得与二维光场图像的分辨率相同的还原融合图像；
对还原融合图像进行上采样操作处理，以使还原融合图像的分辨率提高，得到多特征融合图像。
进一步，在S30中，具体通过特征融合模型实现对所有卷积核进行多特征融合处理；其中，特征融合模型基于以下方式训练得到：
获取初始训练样本，初始训练样本中包括多张训练图像；
将初始训练样本输入初始模型，得到每张训练图像对应的预测图像，训练图像的分辨率小于对应预测图像的分辨率；
根据所有训练图像及其对应的预测图像，确定初始模型的损失函数值；
若损失函数值满足预设损失函数值，则将损失函数值满足预设损失函数值的初始模型确定为使图像分辨率增强的特征融合模型；若损失函数值不满足预设损失函数值，则调整初始模型的模型参数得到调整模型，并对调整模型迭代训练，直到调整模型的损失函数值满足预设损失函数值，且将损失函数值满足预设损失函数值的调整模型确定为特征融合模型。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过分辨率增强模型来提升分辨率，在液晶电控调焦的特性下，将不同电压下的光场图像作为输入源，通过分辨率增强模型中的多次特征融合、卷积处理最终得到高分辨率光场图像。
第三方面，本申请实施例提供了基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像系统，包括：
图像获取模块，用于将液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
卷积模块，用于对液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
特征融合模块，用于对所有卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，多特征融合图像的分辨率高于二维光场图像。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面和第二方面中任一项的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面和第二方面中任一项的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中液晶微透镜阵列的制备方法流程图；
图2为本发明实施例中液晶微透镜阵列成像方法流程图；
图3为本发明实施例中液晶微透镜阵列成像系统的连接示意图；
图4为本发明实施例中电子设备的连接示意图；
图5为本发明实施例中液晶微透镜阵列的示意图。
图标：1、液晶；2、第一基底；3、第二基底；4、V型微沟槽；5、掺铝氧化锌薄膜；6、铝膜；7、多边形微透镜；8、ITO层；9、PI层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例
第一方面，本申请实施例提供了一种基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法，包括以下步骤，
S1，对预置的第一基底2进行清洗，并在清洗后的第一基底2的一表面刻蚀出多条均匀排列的V型微沟槽4,且在V型微沟槽4表面镀上一层掺铝氧化锌薄膜5,形成掺铝氧化锌薄膜5微结构；
S2，对预置的第二基底3进行清洗，并在清洗后的第二基底3的一表面镀上铝膜6，且在铝膜6上刻出以阵列形式排列的多个多边形微透镜7，以及在清洗后的第二基底3的另一表面镀上导电层，形成微透镜阵列结构；
其中，“V”型的沟槽微结构对液晶产生形变弹性能，该弹性能又会产生等效的方位锚定能，V”型的沟槽微结构的示意图参见图5，在其上面镀AZO薄膜形成具有沟槽结构的AZO薄膜取向层，其沟槽结构参数满足Berreman沟槽理论；具体地，液晶分子在微结构薄膜上产生的定向力是受范德华力的影响，根据Berreman沟槽理论可得知，假设取向层经过摩擦取向后形成正弦周期性表面，并且液晶的单一弹性常数近似下(k11＝k22＝k33＝k)，则该表面所产生的单位面积锚定能为其中，A代表正弦表面的振幅，q>0表示正弦表面的波函数，/>为沟槽与水平方向的夹角。
具体地，掺铝氧化锌薄膜5对沿垂直方向有明显的结晶择优取向性；掺铝氧化锌薄膜5为单相的六角纤锌矿型ZnO多晶结构，沿着方向具有明显的结晶择优取向，可以对液晶分子提供有效的预倾角。本征状态下的氧化锌导电能力很弱，但是在加入Al3+以后，多出来一个自由电子，提供了载流子的来源，使得导电能力增强。当载流子的浓度增大后，必将导致其光学能隙增加，光学能隙的大小反应了电子产生跃迁的能力。光学能隙增大，化学稳定性降低。
具体地，ZnO(氧化锌)中掺入AI制备的AZO(掺铝氧化锌)薄膜不仅能有效的提高电导率，还能得到透明的导电薄膜，其禁带宽度约为3.30eV,在可见光及红外光区具有良好的透过率，并具有良好的热稳定性和良好的导电性能，作为一种新型功能材料对光电等领域得到了广泛应用。
其中，AZO液晶微透镜阵列的内外协同耦合作用的工作原理在于：由于液晶透镜对不同角度入射的光线具有不同的光焦度，为了分析不同的光焦度产生的影响，可以对正入射光波的波前重建，从不同半径位置正入射穿过液晶透镜后会形成相位差，即：
其中，λ为入射光波长，ne为非寻常光折射率，no为寻常光折射率；
液晶微透镜阵列在没有外加电场情况下，液晶分子平行于水平方向取向层，当加入电场后，液晶分子会发生偏转，其中，
偏转角度表示为：
光程差表示为：
其中，ne为非寻常光折射率，no为寻常光折射率；n表示当前液晶微透镜阵列的厚度对应的折射率，H代表液晶微透镜阵列的厚度。
其中，通过磁控溅射法来进行制备AZO,磁控溅射法作为当前最为成熟的制备薄膜的工艺，其制备AZO薄膜的主要优点在于：1.衬底温度较低，薄膜和衬底粘附性能良好；2.沉积速度快，适用于大面积的薄膜制备；3.成本低，制备的薄膜致密度高、纯度高。
S3，将掺铝氧化锌薄膜5微结构中的掺铝氧化锌薄膜5与微透镜阵列结构中的导电层正对并贴合在一起，以使微透镜阵列结构和掺铝氧化锌薄膜5微结构层叠，且向掺铝氧化锌薄膜5与导电层贴合的间隙内灌入液晶1并密封，形成掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列。
具体地，参见图5，上层基板包括依次连接的石英玻璃基板、I TO层8和PI层9，即图5中的上半部分，上层基板的英玻璃基板上，进行镀铝膜6并光刻出“六边形”微透镜阵列，在英玻璃基板的下方镀一层I TO和P I作为导电层，该整体作为液晶微透镜阵列的上层部分；将掺铝氧化锌的薄膜结构的作为液晶微透镜阵列的下层部分，两者间的预置间隙可以是15um的间隔微球在上下层之间制备出空液晶盒，留出一侧空隙，其次利用毛细效应灌入液晶1，再使用nv胶进行封口，获得掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列。
可选的，在S1中,第一基底2具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；掺铝氧化锌薄膜5中的铝掺杂量范围为0.5at％-1.5at％,掺铝氧化锌薄膜5的厚度范围为150nm-250nm,掺铝氧化锌薄膜5的退火温度范围为400℃-600℃。
具体地，参见图5，图5为液晶微透镜阵列的示意图，其中，清洗石英玻璃基底可以使用无水乙醇、丙酮等进行超声波清洗约10分钟；其次可以利用光刻技术在石英玻璃基底上刻蚀出“V”型沟槽微结构，使得表面处的指向矢趋于与表面相切，并且取向方向沿沟槽方向，以使“V”型的沟槽微结构满足Berreman沟槽理论；最后在“V”型沟槽微结构上通过磁控溅射法镀上掺铝氧化锌薄膜5，其中，Al的掺杂量可以为1.at％(A l原子数百分含量为1％)，退火温度可以为500℃，镀膜厚度可以为200nm。
可选的，在S2中，第二基底3具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；多边形微透镜7具体为六边形微透镜；
在清洗后的第二基底3的另一表面镀上导电层具体为，在清洗后的第二基底3的另一表面依次镀上一层I TO层8和P I层9，以形成导电层。
其中，通过掺铝氧化锌的薄膜结构制备的液晶微透镜阵列，相比传统的液晶微透镜阵列的液晶取向方式是摩擦取向，使用掺铝氧化锌(AZO)半导体对液晶分子进行取向，克服了传统摩擦取向所产生的杂质，静电和物理损伤等缺陷，制备出了适用于光场成像的液晶微透镜阵列。
具体地，制备液晶微透镜阵列的详细步骤如下：
首先在下石英玻璃基底上利用光刻技术刻蚀出深度40um，线宽20nm的沟槽微结构；再在其上面镀一层AZO薄膜，利用磁控溅射法制备AZO薄膜，在溅射室由真空泵抽至一定压力后，通过充气阀以及恒压仪器向室内充入惰性气体至一定压力后，磁控溅射靶上施加一定功率的射频电源，就会在靶前产生射频放电，电离的惰性气体离子在电场和磁场的作用下轰击靶面溅射处靶材粒子，靶材粒子沉积在靶对面的基片上形成AZO薄膜。具体操作如下：A将待清洗的玻璃基板分别在丙酮、无水酒精中清洗10分钟，再用镜头纸吸干液体，用吹风机热风烘干。B利用光刻技术刻蚀制备出间隔和高度均匀的“V”型沟槽结构。然后选择摩尔掺杂量为1.0at％的AZO作为镀膜材料。C清洗后开始抽取真空，使得真空度达到2.0×10- 3Pa。D镀膜操作，开射频主电源；分电源进行预热约10分钟；开工作气体阀；关高阀至0.75，记录此时的电离计读数并设置氩气和氧气的流量，使其分压合适；调节外加电压和电流；调节阻抗匹配；移走挡板待时间到后挡板复位，完成镀膜。
具体地，本申请通过采用掺铝氧化锌的新型取向材料，在一定条件下通过磁控溅射法制备，所得到的光电特性优于纯氧化锌，其具有较好的透过率和良好的电阻率，更适合应用于液晶取向工作中。
具体地，本发明使用掺铝氧化锌实现对向列相液晶的水平取向，适配出液晶微透镜阵列，并设计出了与其相适配的多特征融合算法，形成一套基于掺铝氧化锌液晶微透镜阵列的光场成像系统，该成像系统具有灵活、简便的特点，适用于超分辨率重建。
第二方面，本实施例提供基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法，利用第一方面中任一项的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法制得的液晶微透镜阵列进行成像，参见图2，包括如下步骤，
S10，将液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
S20，对液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
可选的，上述S20具体可以为：
利用多压局部卷积网络对液晶器件在不同电压下的同一视角二维光场图像进行卷积操作，得到同一视觉下的卷积核。
S30，对所有卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，多特征融合图像的分辨率高于二维光场图像。
可选的，上述S30具体可以为：
根据每个卷积核，提取卷积核对应的多个二维光场图像的图像特征，图像特征包括空间特征和互补特征；
对于每张二维光场图像，将二维光场图像对应的卷积核，以及对应的空间特征和互补特征进行特征融合，得到特征融合图像；
对特征融合图像进行信息还原，获得与二维光场图像的分辨率相同的还原融合图像；
对还原融合图像进行上采样操作处理，以使还原融合图像的分辨率提高，得到多特征融合图像。
其中，本申请中的分辨率增强模型主要是利用多特征融合算法来实现的，通过多特征融合神经网络算法来提升分辨率，在液晶电控调焦的特性下，将不同电压下的光场图像作为输入源，通过多次特征融合、卷积处理最终得到高分辨率光场图像。
具体地，单幅图像超分辨率重建是由单个低分辨率图像构造出具有更多高频信息图像的问题，早期的方法由插值方法，其优点在于速度快，但是图像边缘模糊，效果并不是很好；因此本发明基于该问题，提出了与AZO液晶微透镜阵列所适配的多特征融合网络成像系统，分辨率增强模型中采用的多特征融合算法的基本思想是将多个特征基组合在一起，形成一个更具有信息量的特征向量；该原理是通过液晶电控调焦的特性，通过对不同电压下获得的细节重建后的图像进行融合得到一张超分辨率图像的方法；该多特征融合网络(分辨率增强模型)引入了卷积网络，利用不同电压下获取的图像经过卷积处理后得到的图像像素作为输入源，再通过对不同视角得到的图片进行卷积处理，利用不同电压下光场信息的互补特征，对输入特征图像的细节和轮廓特征信息进行学习，进行超分辨率光场重建；同时AZO薄膜具有的表面张力，可以对液晶分子提供较大的预倾角度，提高液晶分子的双折射率，进而提高捕获的光场信息，并且AZO薄膜的透过率较好，可以使得液晶透镜阵列提高对多视角的光线强度，更多的捕捉到细节光场信息，能够更好的提高图像分辨率。
具体地，通过二维光场图像获得多特征融合图像的详细步骤如下：
Step1:通过液晶微透镜阵列，从相机获得到2d光场图像，并且2d光场图像为同一场景的多视角的图像。
Step2:由于液晶电控调焦特性，可以得到不同电压下的多视角图，将不同电压下的单一视角利用多压局部卷积网络提高分辨率；多压局部卷积网络：在对二维光场图像进行第一次卷积操作后，对第二张不同电压下的光场图像进行第二次卷积操作，以此类推，直到卷积结束，即对多张图片进行卷积操作。在卷积操作前进行填充0像素点，保留原始输入图像的边缘信息并且使图像尺寸不变。通过该操作得到了同一视角下的卷积核。
Step3:该透镜阵列捕捉多少个视角，就有多少个卷积核，将这些不同视角所获得的卷积核作为输入源送入融合网络中，先加入池化层进行下采样，降低计算成本和防止过拟合，再进行一次卷积操作和一次池化操作，最后通过全连接层输出一张高分辨率图像。
具体地，本申请在分辨率提升过程中引入了多特征融合神经网络算法，在液晶电控调焦的特性下，将不同电压下的光场图像作为输入源，通过多次特征融合、卷积处理最终得到高分辨率光场图像。
可选的，上述在S30中，具体通过特征融合模型实现对所有卷积核进行多特征融合处理；其中，特征融合模型基于以下方式训练得到：
获取初始训练样本，初始训练样本中包括多张训练图像；
将初始训练样本输入初始模型，得到每张训练图像对应的预测图像，训练图像的分辨率小于对应预测图像的分辨率；
根据所有训练图像及其对应的预测图像，确定初始模型的损失函数值；
若损失函数值满足预设损失函数值，则将损失函数值满足预设损失函数值的初始模型确定为使图像分辨率增强的特征融合模型；若损失函数值不满足预设损失函数值，则调整初始模型的模型参数得到调整模型，并对调整模型迭代训练，直到调整模型的损失函数值满足预设损失函数值，且将损失函数值满足预设损失函数值的调整模型确定为特征融合模型。
其中，训练图像的获取方式与二维光场图像的获取方式相同，通过在液晶微透镜阵列上依次施加不同电压，从多个视角获取液晶器件在同一电压下的训练图像，当然，训练图像还可以从多视角二维光场图像中选取，用作训练初始模型；其中，初始模型即为没有经过训练或模型的损失函数值不满足预设损失函数值，初始模型在经过训练后，达到模型的损失函数值满足预设损失函数值的条件后，该初始模型即成为用于提高分辨率的特征融合模型。
第三方面，本申请实施例提供了基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像系统，包括：
图像获取模块，用于将液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
卷积模块，用于对液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
特征融合模块，用于对所有卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，多特征融合图像的分辨率高于二维光场图像。
可选的，上述卷积模块具体用于：
利用多压局部卷积网络对液晶器件在不同电压下的同一视角二维光场图像进行卷积操作，得到同一视觉下的卷积核。
可选的，上述特征融合模块包括：
提取模块，用于根据每个卷积核，提取卷积核对应的多个二维光场图像的图像特征，图像特征包括空间特征和互补特征；
融合模块，用于对于每张二维光场图像，将二维光场图像对应的卷积核，以及对应的空间特征和互补特征进行特征融合，得到特征融合图像；
还原模块，用于对特征融合图像进行信息还原，获得与二维光场图像的分辨率相同的还原融合图像；
分辨率提高模块，用于对还原融合图像进行上采样操作处理，以使还原融合图像的分辨率提高，得到多特征融合图像。
可选的，上述特征融合模块还包括训练模块，训练模块包括：
样本获取子模块，用于获取初始训练样本，初始训练样本中包括多张训练图像；
样本输入子模块，用于将初始训练样本输入初始模型，得到每张训练图像对应的预测图像，训练图像的分辨率小于对应预测图像的分辨率；
损失值计算子模块，用于根据所有训练图像及其对应的预测图像，确定初始模型的损失函数值；
模型判定子模块，用于若损失函数值满足预设损失函数值，则将损失函数值满足预设损失函数值的初始模型确定为使图像分辨率增强的特征融合模型；若损失函数值不满足预设损失函数值，则调整初始模型的模型参数得到调整模型，并对调整模型迭代训练，直到调整模型的损失函数值满足预设损失函数值，且将损失函数值满足预设损失函数值的调整模型确定为特征融合模型。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面和第二方面中任一项的方法。
第五方面，本申请实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面和第二方面中任一项的方法。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，对预置的第一基底进行清洗，并在清洗后的所述第一基底的一表面刻蚀出多条均匀排列的V型微沟槽,且在所述V型微沟槽表面镀上一层掺铝氧化锌薄膜,形成掺铝氧化锌薄膜微结构；
S2，对预置的第二基底进行清洗，并在清洗后的所述第二基底的一表面镀上铝膜，且在所述铝膜上刻出以阵列形式排列的多个多边形微透镜，以及在所述清洗后的所述第二基底的另一表面镀上导电层，形成微透镜阵列结构；
S3，将所述掺铝氧化锌薄膜微结构中的掺铝氧化锌薄膜与所述微透镜阵列结构中的导电层正对并贴合在一起，以使所述微透镜阵列结构和所述掺铝氧化锌薄膜微结构层叠，且向所述掺铝氧化锌薄膜与所述导电层贴合的间隙内灌入液晶并密封，形成掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列。
2.根据权利要求1所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法，其特征在于：在所述S1中,所述第一基底具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；所述掺铝氧化锌薄膜中的铝掺杂量范围为0.5at％-1.5at％,所述掺铝氧化锌薄膜的厚度范围为150nm-250nm,所述掺铝氧化锌薄膜的退火温度范围为400℃-600℃。
3.根据权利要求1所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法，其特征在于：在所述S2中，所述第二基底具体为石英玻璃基底，并通过超声波的方式进行清洗；所述多边形微透镜具体为六边形微透镜；
在所述清洗后的所述第二基底的另一表面镀上导电层具体为，在所述清洗后的所述第二基底的另一表面依次镀上一层ITO层和PI层，以形成所述导电层。
4.一种基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像方法，其特征在于：利用由权利要求1至3任一项所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的制备方法制得的液晶微透镜阵列进行成像，包括如下步骤，
S10，将所述液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在所述液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取所述液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
S20，对所述液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，所述卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
S30，对所有所述卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，所述多特征融合图像的分辨率高于所述二维光场图像。
5.根据权利要求4所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的成像方法，其特征在于：所述S20具体为：
利用多压局部卷积网络对所述液晶器件在不同电压下的同一视角二维光场图像进行卷积操作，得到同一视觉下的卷积核。
6.根据权利要求4所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的成像方法，其特征在于：所述S30具体为：
根据每个所述卷积核，提取所述卷积核对应的多个二维光场图像的图像特征，所述图像特征包括空间特征和互补特征；
对于每张所述二维光场图像，将二维光场图像对应的所述卷积核，以及对应的空间特征和互补特征进行特征融合，得到特征融合图像；
对所述特征融合图像进行信息还原，获得与所述二维光场图像的分辨率相同的还原融合图像；
对所述还原融合图像进行上采样操作处理，以使所述还原融合图像的分辨率提高，得到所述多特征融合图像。
7.根据权利要求4所述的基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列的成像方法，其特征在于：在所述S30中，具体通过特征融合模型实现对所有所述卷积核进行多特征融合处理；其中，所述特征融合模型基于以下方式训练得到：
获取初始训练样本，所述初始训练样本中包括多张训练图像；
将所述初始训练样本输入初始模型，得到每张所述训练图像对应的预测图像，所述训练图像的分辨率小于对应所述预测图像的分辨率；
根据所有所述训练图像及其对应的预测图像，确定所述初始模型的损失函数值；
若所述损失函数值满足预设损失函数值，则将所述损失函数值满足所述预设损失函数值的初始模型确定为使图像分辨率增强的所述特征融合模型；若所述损失函数值不满足所述预设损失函数值，则调整所述初始模型的模型参数得到调整模型，并对所述调整模型迭代训练，直到所述调整模型的损失函数值满足所述预设损失函数值，且将所述损失函数值满足所述预设损失函数值的调整模型确定为所述特征融合模型。
8.基于掺铝氧化锌的液晶微透镜阵列成像系统，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于将所述液晶微透镜阵列作为液晶器件，并在所述液晶器件上依次施加不同电压，且从多个视角获取所述液晶器件在同一电压下的多视角二维光场图像；
卷积模块，用于对所述液晶器件在不同电压下的多视角二维光场图像进行卷积操作处理，得到多个卷积核；其中，所述卷积核的个数与视角的个数相同且一一对应；
特征融合模块，用于对所有所述卷积核进行多特征融合处理，得到多特征融合图像；其中，所述多特征融合图像的分辨率高于所述二维光场图像。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
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