[發明專利]智能水下偏振目標深度圖獲取系統及其方法

有效

• 申請號: 201410244245.9
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104052967B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 王慧斌;韋佳明;沈潔;李臣明;陳哲
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G01B11/22
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種智能水下偏振目標深度圖獲取系統，其包括：

圖像采集模塊，一相機、設置在所述相機前的旋轉鏡頭、所述旋轉鏡頭與激光發射/接收裝置組成的聯動裝置、以及驅動所述聯動裝置的步進電機；

控制模塊，用于控制所述步進電機旋轉來調整所述聯動裝置，當所述激光接收裝置的接收端接收到所述激光發射裝置的發射端發出的激光，可得到目標偏振圖像信息；

圖像處理模塊，用于對輸入的所述圖像信息進行處理，采用后向散射光強計算深度信息的方法得到水下目標的深度圖像信息；

存儲模塊，用來存放所述采集模塊采集的所述圖像信息和所述圖像處理模塊處理后的所述深度圖像圖像信息；

顯示模塊，在所述控制模塊的控制信號作用下將所述圖像處理模塊處理后得到的所述深度圖像信息進行顯示；

電源模塊，連接所述偏振圖像采集模塊、所述控制模塊、圖像處理模塊、存儲模塊，且用于進行供電。

2.如權利要求1所述的智能水下偏振目標深度圖獲取系統，其特征在于：所述旋轉鏡頭還包括：帶有軸承的旋轉輪、非偏振片、0度偏振片、90度偏振片、3個鏡面貼片，所述非偏振片、所述0度偏振片、所述90度偏振片均勻固定在所述旋轉輪的外邊緣，所述多個鏡面貼片均勻貼在旋轉輪內圓周上。

3.如權利要求2所述的智能水下偏振目標深度圖獲取系統，其特征在于:調整所述聯動裝置為通過所述處理器的控制信號控制所述步進電機旋轉來控制所述偏振片的角度，當所述激光發射/接收裝置的激光發射端與接收端、所述鏡面貼片處于同一垂直面時，可得到所述目標偏振圖像。

4.如權利要求2或3所述的智能水下偏振目標深度圖獲取系統，其特征在于：所述步進電機轉動通過帶動所述帶有軸承的旋轉輪驅動所述旋轉鏡頭旋轉，當任一所述偏振片/非偏振片旋轉到相機前，所述激光發射裝置發射激光照射到鏡面貼片，所述激光接收裝置接收到信號，步進電機停止轉動，觸發所述相機拍攝目標，獲取所述偏振圖像。

5.如權利要求2所述的智能水下偏振目標深度圖獲取系統，其特征在于：所述后向散射光強計算深度信息的方法為：

1)基于暗原色先驗知識處理非偏振圖像，選取其中暗原色值最大的10％像素區域作為背景區域；

2)根據所述背景區域，設為0度偏振圖像、90度偏振圖像的背景區域，依據式(1)計算出后向散射光的偏振度：

pscat=mean{(I∞||-I∞⊥)/(I∞||+I∞⊥)}---(1);]]>

其中,為0度偏振圖像目標區域光強度，為90度偏振圖像目標區域光強度；

3)利用后向散射光的偏振度，以及0度偏振圖像與90度偏振圖像光強差，依據式

(2)計算出非偏振圖像中各像素點的后向散射光強：

為90度偏振圖像像素光強度；

4)計算非偏圖像的背景區域光強平均值，將其設為背景區域的后向散射光強B_∞；

5)利用步驟3)和步驟4)得到的圖像中各像素點的后向散射光強和背景區域的后向散射光強，依據式(3)計算出R、G、B通道的目標深度信息：

Z^C_(x,y)＝-ln[1-B_(x,y)/B_∞/η??(3)；

其中，η為水體的衰減系數；

6)將步驟5）的各通道深度圖進行平均，得到目標深度圖；

Z_(x,y)＝(Z^R_(x,y)+Z^G_(x,y)+Z^B_(x,y))/3??(4)；

其中,Z^R_(x,y),Z^G_(x,y),Z^B_(x,y)為R、G、B顏色通道的深度信息。