一种透过浑浊水体成像的装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115980001A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211528075.8(22)申请日2022.11.24(71)申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号(72)发明人何盛昆王锦非宾强张舒姗孟思齐蒋志龙(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师吕永芳(51)Int.Cl.G01N21/49(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种透过浑浊水体成像的装置(57)摘要本发明公开了一种透过浑浊水体成像的装置，属于散射介质成像技术领域。该装置包括小型激光器、可调光阑、成像设备以及智能处理设备，智能处理设备根据成像设备记录的透过浑浊水体的一组强度点扩散函数和物体模糊图像通过构造维纳滤波器和引入迭代算法，有效压制随机噪声，提高重构物体的空间分辨率和信噪比，从而实现透过浑浊水体对目标物体进行高质量成像。CN115980001ACN115980001A权利要求书1/2页1.一种透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述透过浑浊水体成像的装置包括：小型激光器(1)、可调光阑(2)、成像设备(3)以及底座(5)，其中成像设备(3)配置有可调焦镜头(4)；所述小型激光器(1)、可调光阑(2)、成像设备(3)均固定在底座(5)上；所述可调光阑(2)设置在所述小型激光器(1)沿其激光光束方向的前方，所述成像设备(3)与所述小型激光器(1)平行放置。2.根据权利要求1所述的透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述成像设备(3)与所述小型激光器(1)之间的距离小于5cm。3.根据权利要求1所述的透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述可调光阑(2)的中心保持在所述小型激光器(1)的光轴上。4.根据权利要求1所述的透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述装置还包括第一支撑件(6)、第二支撑件(7)以及第三支撑件(8)；所述小型激光器(1)通过所述第一支撑件(6)固定在底座(5)上，所述可调光阑(2)通过所述第二支撑件(7)固定在底座(5)上，所述成像设备(3)通过所述第三支撑件(8)固定在底座(5)上。5.根据权利要求1所述的透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述装置还包括智能处理设备，所述智能处理设备利用所述成像设备(3)获取待成像物体在所述小型激光器(1)激光照射下且透过浑浊水体的若干模糊图像获得待成像物体的高质量目标图像。6.根据权利要求5所述的透过浑浊水体成像的装置，其特征在于，所述智能处理设备利用所述成像设备(3)获取待成像物体在所述小型激光器(1)激光照射下且透过浑浊水体的若干模糊图像获得待成像物体的高质量目标图像，包括：假设所述成像设备(3)获取到n幅待成像物体在所述小型激光器(1)激光照射下且透过浑浊水体的若干模糊图像，强度标记为i(x,y；n)，n＝1,2,3…；将每幅模糊图像中的亮斑区域记为强度点扩散函数图像，标记为h0(x,y；n)，所述亮斑区域即所述小型激光器(1)发出的细激光束照射在待成像物体上的区域；S1设定一个全零矩阵hp，矩阵大小与i(x,y；n)相同，在hp中心区域范围内选定大小与h0(x,y；n)相同的区域用所述h0(x,y；n)替代，得到更新的强度点扩散函数图像h(x,y；n)；S2分别对模糊图像i(x，y；n)以及更新的强度点扩散函数h(x，y；n)进行傅里叶变换，得到待成像物体透过浑浊水体所成的真实像的频谱I(u，v；n)以及对应的光学传递函数H(u，v；n)；并根据所述光学传递函数构造维纳滤波器；S3设定一个随机的物体猜测频谱Og(u，v)；S4根据记录到的第n幅模糊图像的光学传递函数H(u，v；n)计算猜测的模糊图像的频谱Ig(u，v；n)＝Og(u，v；n)H(u，v；n)+N′(u，v；n)，其中N′(u，v；n)表示噪声，当n＝1时，Og(u，v；n)＝Og(u，v)；S5将真实的模糊图像的频谱I(u，v；n)表示为I(u，v；n)＝O(u，v)H(u，v；n)，其中O(u，v)表示真实物体的频谱分布；S6计算猜测的模糊图像的频谱与真实的模糊图像的频谱之间的差值Id(u，v；n)；S7利用差值Id(u，v；n)对猜测的物体频谱进行更新，得到更新后猜测的物体频谱O′g(u，v；n)；S8将更新后猜测的物体频谱O′g(u，v；n)赋值给Og(u，v；n+1)，重复上述S4至S7，直到所有强度点扩散函数图像和模糊强度图像都用于计算得到物体频谱为O′g(u，v；n)；2CN115980001A权利要求书2/2页重复上述S4至S7的过程中，计算物体猜测频谱在更新前后的差异：设定一个阈值Δ0，当Δ＜Δ0时认为猜测的物体频谱O′g(u，v；k)