[發(fā)明專利]一種具有軸向多傳感器的水下光學(xué)成像裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710380099.6 | 申請日： | 2017-05-25 |
| 公開（公告）號： | CN107147829B | 公開（公告）日： | 2019-07-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邵晶;孫樹峰;譚繼文;韓素立;陳成軍;劉新福 | 申請（專利權(quán)）人： | 青島理工大學(xué) |
| 主分類號： | H04N5/225 | 分類號： | H04N5/225 |
| 代理公司： | 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221 | 代理人： | 張勇 |
| 地址： | 266520 山東省青*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 軸向 傳感器 水下 光學(xué) 成像 裝置 | ||
本發(fā)明公開了一種具有軸向多傳感器的水下光學(xué)成像裝置，包括光學(xué)系統(tǒng)、第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，其中，光學(xué)系統(tǒng)接收成像目標(biāo)接收光照后經(jīng)過懸浮顆粒形成的目標(biāo)光束和后向散射，第一圖像傳感器和第二圖像傳感器安裝于光學(xué)系統(tǒng)的光軸上，接收不同焦面位置的圖像，根據(jù)目標(biāo)光束與后向散射在第一圖像傳感器與第二圖像傳感器之間傳播的等效光學(xué)點擴散函數(shù)進(jìn)行圖像的差分處理，提取目標(biāo)信息。本發(fā)明利用后向散射和成像目標(biāo)在光學(xué)系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)存在的差異，抑制后向散射，獲取清晰的水下遠(yuǎn)距離目標(biāo)圖像。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種具有軸向多傳感器的水下光學(xué)成像裝置。
背景技術(shù)
后向散射是制約水下光學(xué)成像作用距離的主要因素。然而由于散射的隨機性，導(dǎo)致后向散射的光學(xué)特性難以提取，水下光學(xué)成像質(zhì)量難以提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種具有軸向多傳感器的水下光學(xué)成像裝置，本發(fā)明利用后向散射與成像目標(biāo)在光學(xué)系統(tǒng)中傳遞函數(shù)之間的差異，抑制后向散射，提取有效目標(biāo)信息。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種具有軸向多傳感器的水下光學(xué)成像裝置，包括光學(xué)系統(tǒng)、第一圖像傳感器和第二圖像傳感器，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)接收成像目標(biāo)接收光照后經(jīng)過懸浮顆粒形成的目標(biāo)光束和后向散射，所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器安裝于光學(xué)系統(tǒng)的光軸上，接收不同焦面位置的圖像，根據(jù)目標(biāo)光束與后向散射在第一圖像傳感器與第二圖像傳感器之間傳播的等效光學(xué)點擴散函數(shù)進(jìn)行圖像的差分處理，提取目標(biāo)信息。
進(jìn)一步的，所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器相對于光學(xué)系統(tǒng)的等效光路存在軸向間距。
進(jìn)一步的，所述軸向間距Δf滿足
其中，λ為照明光的中心波長，NA為像方數(shù)值孔徑。
進(jìn)一步的，光照由光源發(fā)出，且該光源的照射角度可調(diào)。
進(jìn)一步的，所述光源與第一圖像傳感器和第二圖像傳感器在同一側(cè)。
進(jìn)一步的，目標(biāo)光束和后向散射進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過分光板被分為兩束，一束成像于第一圖像傳感器，另一束成像于第二圖像傳感器。
所述第一圖像傳感器和第二圖像傳感器的采集信息傳輸給控制器，所述控制器根據(jù)Mie氏散射理論，對第二圖像傳感器的接收的光強與第一圖像傳感器接收的光強乘以后向散射由第一圖像傳感器到第二圖像傳感器的等效點擴散函數(shù)h2的值進(jìn)行均衡差分處理，消除散射噪聲。
進(jìn)一步的，第一圖像傳感器接收的光強為成像目標(biāo)與后向散射之和。
進(jìn)一步的，第二圖像傳感器的接收的光強為目標(biāo)光束由第一圖像傳感器到第二圖像傳感器的等效點擴散函數(shù)h1與成像目標(biāo)的乘積以及后向散射由第一圖像傳感器到第二圖像傳感器的等效點擴散函數(shù)h2與后向散射的乘積之和。
對差分處理的結(jié)果進(jìn)行圖像復(fù)原處理，以求解提取到有效目標(biāo)信息。
進(jìn)一步的，具體過程為：
為傅里葉變換，為逆傅里葉變換，ΔI為通過均衡差分方式消除散射噪聲后提取的有效信號。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明利用后向散射和成像目標(biāo)在光學(xué)系統(tǒng)中的傳遞函數(shù)存在的差異，有效的抑制后向散射，獲取清晰的水下遠(yuǎn)距離目標(biāo)圖像，同時，本發(fā)明具有低成本、高精度的優(yōu)點，適用范圍廣泛。
附圖說明
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