[發明專利]基于偏振的散射介質深度恢復方法及裝置

有效

• 申請號: 202010099953.3
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111343368B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 索津莉;張博;謝佳憶;戴瓊海
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;G06T5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

1.一種基于偏振的散射介質深度恢復方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S101，預先搭建偏振圖像采集系統，其中，所述偏振圖像采集系統設置于散射介質的場景中；

步驟S102，基于所述偏振圖像采集系統，將LED光源后的偏振片固定在任意位置，將工業相機后的偏振片調整為180°內的三個不同角度，分別連續采集偏振度圖像；

步驟S103，對不同深度的平面物體重復執行步驟S101-S102，并分別計算不同深度下的偏振度圖像，對同一深度下的偏振度圖像進行圖像濾波，以計算出每個深度不同位置偏振度的分布情況，根據所述分布情況獲得標定數據；以及

步驟S104，依據上述采集的相同條件，在不同場景采集多個偏振度圖像，并計算所述多個偏振度圖像的偏振度，與所述標定數據進行比較以估計散射介質深度，其中，所述偏振度的計算公式為：

其中，I₀、I₄₅和I₉₀分別為0°、45°和90°采集到的圖像數據，I_U為總像素強度的一半，P為偏振度。

2.根據權利要求1所述的基于偏振的散射介質深度恢復方法，其特征在于，所述偏振圖像采集系統包括工業相機、LED光源和兩個偏振片，其中，所述兩個偏振片分別置于所述LED光源和所述工業相機的后面。

3.根據權利要求1所述的基于偏振的散射介質深度恢復方法，其特征在于，所述圖像濾波采用VBM3D算法。

4.一種基于偏振的散射介質深度恢復裝置，其特征在于，包括：

預搭建模塊，用于預先搭建偏振圖像采集系統，其中，所述偏振圖像采集系統設置于散射介質的場景中；

采集模塊，用于基于所述偏振圖像采集系統，將LED光源后的偏振片固定在任意位置，將工業相機后的偏振片調整為180°內的三個不同角度，分別連續采集偏振度圖像；

數據標定模塊，用于對不同深度的平面物體重復執行所述預搭建模塊和所述采集模塊，并分別計算不同深度下的偏振度圖像，對同一深度下的偏振度圖像進行圖像濾波，以計算出每一個深度不同位置偏振度的分布情況，根據所述分布情況獲得標定數據；以及

比較估計模塊，用于依據上述采集的相同條件，在不同場景采集多個偏振度圖像，并計算所述多個偏振度圖像的偏振度，與所述標定數據進行比較以估計散射介質深度，其中，所述偏振度的計算公式為：

其中，I₀、I₄₅和I₉₀分別為0°、45°和90°采集到的圖像數據，I_U為總像素強度的一半，P為偏振度。

5.根據權利要求4所述的基于偏振的散射介質深度恢復裝置，其特征在于，所述偏振圖像采集系統包括工業相機、LED光源和兩個偏振片，其中，所述兩個偏振片分別置于所述LED光源和所述工業相機的后面。

6.根據權利要求4所述的基于偏振的散射介質深度恢復裝置，其特征在于，所述圖像濾波采用VBM3D算法。