[發明專利]一種高濃度水下偏振成像方法

有效

• 申請號: 201810825701.7
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN109187364B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 劉飛;邵曉鵬;楊奎;韓平麗;衛毅;程坤;馬生存
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/17
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 閆家偉

本發明涉及一種高濃度水下偏振成像方法，包括：分別獲取水下圖像的背景散射光光強度和目標信息光光強度；根據背景散射光光強度和目標信息光光強度建立背景散射光光強度模型；根據背景散射光光強度和目標信息光光強度建立目標信息光光強度模型；根據水下圖像的互信息、背景散射光光強度模型和目標信息光光強度模型得到水下偏振成像。本發明的水下偏振成像方法解決了傳統水下偏振成像過程中采用多頻段寬光譜光源照明所產生的顏色失真、噪聲增加的問題；相比于傳統的水下偏振成像過程中多頻段寬光譜光源照明和藍綠激光照明的成像效果，增強了其在高濃度水下渾濁介質的成像效果，擴展了水下偏振成像方法的應用范圍。

技術領域

本發明屬于水下成像技術領域，具體涉及一種高濃度水下偏振成像方法。

背景技術

水下偏振成像是水下場景中一種利用場景偏振信息的成像方法，通過水下偏振成像技術，我們可以有效地去除場景的散射信息，實現水下混沌介質場景的清晰化成像。在水下混沌介質場景中，水中懸浮的微小顆粒、可溶性有機物等混沌介質以及氣泡和湍流等非均勻因素，會對光波產生嚴重的散射作用，在此成像條件下，光波的能量大幅度衰減而導致圖像中的細節信息大量丟失，嚴重影響成像質量，難以取得預期成像效果。

目前，水下的光電成像方法主要包括水下距離選通成像方法、結構光成像方法、關聯成像方法和水下偏振成像方法等等。目前的水下偏振成像方法通常采用對水下場景進行正交偏振成像的方式，在低濃度場景中可以有效去除場景的散射影響。

但是，現有的水下偏振成像方法采用多光譜寬頻帶光源照明，會帶來顏色失真、噪聲增加的問題，同時現有的水下偏振成像方法在低濃度渾濁介質場景中作用效果明顯，而在高濃度介質中成像時效果欠佳，極大地限制了水下偏振成像方法的應用范圍。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種高濃度水下偏振成像方法。

本發明的一個實施例提供了一種高濃度水下偏振成像方法，包括：

獲取水下圖像的背景散射光光強度和目標信息光光強度；

根據所述背景散射光光強度和所述目標信息光光強度建立背景散射光光強度模型；

根據所述背景散射光光強度和所述目標信息光光強度建立目標信息光光強度模型；

根據所述水下圖像的互信息、所述背景散射光光強度模型和所述目標信息光光強度模型得到水下偏振成像的圖像。

在本發明的一個實施例中，所述背景散射光光強度包括第一背景散射光光強度和第二背景散射光光強度，所述目標信息光光強度包括第一目標信息光光強度和第二目標信息光光強度。

在本發明的一個實施例中，根據所述背景散射光光強度和所述目標信息光光強度建立背景散射光光強度模型，包括：

根據所述第一背景散射光光強度和所述第一目標信息光光強度得到第一光強圖像光強度；

根據所述第二背景散射光光強度和所述第二目標信息光光強度得到第二光強圖像光強度；

根據所述第一背景散射光光強度和所述第二背景散射光光強度得到第一背景散射光偏振度；

根據所述第一目標信息光光強度和所述第二目標信息光光強度得到目標信息光偏振度；

根據所述第一光強圖像光強度、所述第二光強圖像光強度、所述第一背景散射光偏振度和所述目標信息光偏振度建立背景散射光光強度模型。

在本發明的一個實施例中，所述背景散射光光強度模型為：