[發明專利]一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法與系統

在審

• 申請號: 202211068863.3
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115359357A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 王雪霽;于濤;鐘菁菁;劉宏;劉嘉誠;劉驍;亓晨;胡炳樑
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T7/10
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

1.一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：獲取目標場景的原始偏振光譜圖像；

步驟2：將原始偏振光譜圖像分離并重構，獲得不同偏振方向對應的偏振高光譜圖像；

步驟3：計算步驟2所得的偏振高光譜圖像的偏振參量；

步驟4：利用紅色波段與近紅外波段的偏振參量計算NDVI指數，獲得NDVI指數圖像；

步驟5：對NDVI指數圖像進行二值化，獲得二值化圖像；

步驟6：對二值化圖像進行腐蝕運算與膨脹運算，獲得偽裝物識別后的目標物和背景。

2.根據權利要求1所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟1具體為：

將基于線性漸變濾光片的偏振多光譜相機(2)固定在轉臺(1)的轉州中心位置，確定位移像元個數s,根據位移像元個數s調整轉臺(1)的轉速和旋轉角度；再利用偏振多光譜相機(2)獲取目標場景的M張原始偏振光譜圖像，其中s為2的倍數，M為大于等于1的整數。

3.根據權利要求2所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟2具體為：

2.1)利用線性漸變濾光片，獲得每張原始偏振光譜圖像上的波長λ₁，λ₂，…，λn；提取波長λ₁，λ₂，…，λn的響應峰值位置對應的位移像元個數s列，并將位移像元個數s列分別拼接，獲得包含偏振方向的單一波段圖像，n為大于等于1的整數；

所述偏振方向包括0°、45°、90°和135°；

2.2)根據四個偏振方向分別分解步驟2.1)所得的單一波段圖像，獲得偏振高光譜圖像。

4.根據權利要求3所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟3具體為：

通過下式計算偏振高光譜圖像的偏振參量S

式中，I表示兩個偏振分量I_0°、I_90°分別在0°和90°的光強之和，即總偏振強度；

Q表示兩個偏振分量I_0°、I_90°分別在0°和90°的光強之差；

U表示兩個偏振分量I_45°、I_135°分別在45°和135°的光強之和。

5.根據權利要求4所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟4具體為：

對紅色波段與近紅外波段的偏振高光譜圖像的偏振參量進行排列組合，分別計算NDVI指數圖像，再計算NDVI指數圖像的標準差，選擇標準差最大的NDVI指數圖像，作為最佳效果的NDVI指數圖像；

所述NDVI指數通過下式計算：

式中：I_RED表示紅色波段，I_NIR表示近紅外波段。

6.根據權利要求5所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟5具體為：

根據步驟4中計算出的NDVI指數圖像上各像元數值，畫出NDVI指數圖像對應的直方圖，將直方圖對應的曲線上極小值點設置為閾值T；對NDVI指數圖像中的每個像元進行二值化，當NDVI指數的數值小于等于閾值T時置為0，當NDVI指數的數值大于閾值T時置為255，獲得二值化圖像。

7.根據權利要求6所述的一種基于偏振光獲取與波段運算的偽裝物識別方法，其特征在于，步驟6具體為：

將步驟5所得二值化圖像上數值為0的像元作為圖形點，數值為255的像元作為背景點，進行腐蝕運算與膨脹運算，獲得偽裝物識別后的圖像；

所述腐蝕運算的具體方法為：

將圖形點在3×3鄰域內的全部背景點的數值設為0；

所述膨脹運算的具體方法為：

將背景點在3×3鄰域內的全部圖形點的數值設為255。