一种水下偏振光成像方法和成像系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113706403A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110840924.2(22)申请日2021.07.23(71)申请人浪潮（北京）电子信息产业有限公司地址100085北京市海淀区上地信息路2号2-1号C栋1层(72)发明人崔星辰史宏志赵健张英杰(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王晓坤(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种水下偏振光成像方法和成像系统(57)摘要本申请公开了一种水下偏振光成像方法和成像系统，该方法包括：由光源发射可见光，可见光透过偏振器后照射水下的目标物体；利用位于接收装置处的检偏器过滤水下干扰光信息；由接收装置获取目标物体的信息；通过压缩感知恢复算法对获取的信息进行图像恢复，得到目标物体的图像。这样用压缩感知技术和水下偏振光成像技术相结合的方式，可以通过偏振器和检偏器相结合的过滤方式有效滤除干扰光信息的同时，提高压缩感知的恢复精度，以获取目标物体的更多有效信息，进而可以提高在水下环境中，重构目标图像的效率和质量，提升数据中心的竞争力。CN113706403ACN113706403A权利要求书1/2页1.一种水下偏振光成像方法，其特征在于，包括：由光源发射可见光，所述可见光透过偏振器后照射水下的目标物体；利用位于接收装置处的检偏器过滤水下干扰光信息；由所述接收装置获取所述目标物体的信息；通过压缩感知恢复算法对获取的所述信息进行图像恢复，得到所述目标物体的图像。2.根据权利要求1所述的水下偏振光成像方法，其特征在于，所述偏振器和所述检偏器均为偏振片，所述检偏器的透光轴方向与所述偏振器的偏振方向正交。3.根据权利要求2所述的水下偏振光成像方法，其特征在于，所述通过压缩感知恢复算法对获取的所述信息进行图像恢复，得到所述目标物体的图像，包括：对获取的所述信息进行FFT稀疏变换，得到图像稀疏矩阵；使用压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵进行采样，获取所述目标物体的采样有效信息；使用压缩感知重构算法重构所述目标物体的采样有效信息，得到所述目标物体的图像。4.根据权利要求3所述的水下偏振光成像方法，其特征在于，在所述对获取的所述信息进行FFT稀疏变换，得到图像稀疏矩阵之后，还包括：对所述图像稀疏矩阵进行FFTSHIFT操作，以将所述目标物体的有效信息集中到所述图像稀疏矩阵的中心位置。5.根据权利要求4所述的水下偏振光成像方法，其特征在于，在所述使用压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵进行采样之前，还包括：根据LDPC码构建压缩感知测量矩阵。6.根据权利要求5所述的水下偏振光成像方法，其特征在于，所述使用压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵进行采样，包括：使用所述压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵的中心位置进行采样。7.一种水下偏振光成像系统，其特征在于，包括：光源，用于发射可见光；偏振器，位于所述光源处，用于将所述可见光变成具有特定偏振特性的光；检偏器，位于接收装置处，用于过滤水下干扰光信息；所述接收装置，用于获取所述目标物体的信息；处理器，用于通过压缩感知恢复算法对获取的所述信息进行图像恢复，得到所述目标物体的图像。8.根据权利要求7所述的水下偏振光成像系统，其特征在于，所述处理器，具体包括：稀疏变换模块，用于对获取的所述信息进行FFT稀疏变换，得到图像稀疏矩阵；信息采样模块，用于使用压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵进行采样，获取所述目标物体的采样有效信息；信息重构模块，用于使用压缩感知重构算法重构所述目标物体的采样有效信息，得到所述目标物体的图像。9.根据权利要求8所述的水下偏振光成像系统，其特征在于，所述稀疏变换模块，还用于对所述图像稀疏矩阵进行FFTSHIFT操作，以将所述目标物体的有效信息集中到所述图2CN113706403A权利要求书2/2页像稀疏矩阵的中心位置。10.根据权利要求9所述的水下偏振光成像系统，其特征在于，所述信息采样模块，具体用于根据LDPC码构建压缩感知测量矩阵，使用所述压缩感知测量矩阵对所述图像稀疏矩阵的中心位置进行采样，获取所述目标物体的采样有效信息。3CN113706403A说明书1/6页一种水下偏振光成像方法和成像系统技术领域[0001]本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种水下偏振光成像方法和成像系统。背景技术[0002]随着现代光学技术的发展，水下光学探测应用越来越广泛。水下光学成像具有成像设备简单、能提供丰富的信息等优点。但是光在水中传输，存在各种各样的干扰，这些干扰会极大的影响水下成像的质量和效率。在水下场景中，影响成像质量的主要因素为水分子以及水中悬浮粒子对光波的散射而产生的