近几年计算机视觉的应用越来越普遍,比如刷脸支付、3D模型复原、自动驾驶等。这些技术中很重要的一环是在获取场景的三维信息。普通相机往往只能获取二维图像,这使得原本的三维场景不能完整地被获取。深度测量技术能让我们获取实际场景中各个物体的相对距离关系,弥补了三维信息丢失的缺点。目前深度测量的方法有很多种。本课题就主要采用液晶透镜作为成像器件通过离焦与聚焦两种方法来获取场景的深度信息。液晶透镜是一种新型的成像器件,具有低功耗、电控调焦、轻便小巧等特点。离焦法深度测量主要通过分析不同距离物点之间离焦量的差异来计算距离。聚焦法则是在一系列对焦在不同位置的图像中通过对焦评价算子找到最清晰的某一帧,进而通过高斯公式间接获取深度。将液晶透镜与这两种方法相结合获取深度具有很好的创新性,不仅能弥补两种方法的不足,还能提高效率,延长系统寿命。本文的主要研究工作如下:提出了基于液晶透镜离焦法深度测量。传统离焦法测量深度需要移动成像系统中的传感器来采集所需图像,长时间机械移动不仅会缩短系统寿命还会导致精度降低。另一方面,为了避免移动传感器引起的系统放大率改变,成像光路还会改成像方远心光路,远心光路一般体积都会很大。使用可以电控调焦的液晶透镜不仅不需要任何机械移动,还因为透镜本身的通光口径较小,在系统中充当光阑能避免放大率的改变。在本课题中我从几何光学的角度分析在液晶透镜充当调焦器件的成像系统中的模糊量解析表达式,通过仿真分析验证了此方法的可行性。除此之外我还分析了模糊量的大小对结果造成的影响,初始对焦面的深度值,以及深度测量精度。提出了基于液晶透镜聚焦法深度测量。传统聚焦法深度测量需要不断微小移动成像系统某个部件使其可以连续改变对焦位置,采集所需的图像集。液晶透镜依靠液晶分子的转动来实现变焦。我们发现可以利用液晶分子转动的连续性来实现连续变焦,即在一次驱动电压的切换中快速扫描场景中各个位置的物体。这种特性不仅可以避免以往不断移动来改变对焦位置采集图像,而且在扫描中图像的放大率保持不变,极大地提高了效率。