[发明专利]一种基于偏振光消光的成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于偏振光消光的成像方法。

背景技术

由于光强太强或者物体镜面反射导致成像饱和，拍摄到的图像会成为刺眼的一片白色，不能分辨目标物体上的细节。现有方法一般是在相机镜头与物体之间增加一个衰减片以降低光强。但是，这样获得的图像整体光强变小，对比度也减弱，目标物体上的细节不能被完全分辨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在饱和光下对目标物体通过偏振光消光的方法成像，从而提高目标物体成像的清晰度。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于偏振光消光的成像方法，其步骤包括：

步骤一：控制被拍照物体到光源和相机镜头连线的夹角为两倍的布儒斯特角；

步骤二：在相机镜头的前方布置一个垂直相机光轴的偏振片，转动偏振片，选取m个不同偏振角度，拍摄m幅具有不同偏振角度的偏振图像，m≥2；

步骤三：用具有同一大小的像素点窗口将步骤二中所述的每幅偏振图像分别划分为k个像素点窗口，k≥2，在每幅偏振图像的相同区域形成k组，每组m个，具有同一位置的对应像素点窗口；

步骤四：在步骤三中所述的每组具有同一位置的m个对应像素点窗口中，选定一个像数点窗口作为该组所在相同区域的图像融合窗口，所述选定方法是，该组中每个窗口的全部像素点灰度值与事先设定的灰度阀值进行比较，计算该组中每个窗口的像素点灰度值大于阀值的像素点个数，选定像素点灰度值大于阀值的像素点个数最小的窗口作为该组所在相同区域的图像融合窗口。

步骤五：将步骤四选定的k个图像融合窗口中的全部像素融合生成完整图像。

本发明的原理是：自然光在电介质界面上反射和折射时，一般情况下反射光和折射光都是部分偏振光，只有当入射角为某特定角时反射光才是线偏振光，此规律被称为布儒斯特定律，此特定角称为布儒斯特角，布儒斯特角的大小由物体和物体所在介质的折射率决定。在日常应用中，需要使反射的线偏振光通过转动的偏振片获得具有特定偏振角度的线偏振光，这一过程就是偏振消光的过程。通过偏振消光获得多幅具有不同偏振角度的偏振图像，通过对不同偏振角度的偏振图像素点灰度值的比较，选取每幅图像最清晰的部分融合成最终图像。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于通过偏振消光获得不同偏振角度的偏振图像进行图像融合，能够在不减弱反射光强的情况下获得清晰度高的图像。

附图说明

图1是偏振光消光原理图，其中标记θb是布儒斯特角，标记a是处于线偏振光状态的反射光，标记b是通过偏振片的具有特定偏振方向的线偏振光。

图2是本发明图像融合方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例一、一种基于偏振光消光的成像方法，包括以下步骤：

步骤一：控制被拍照物体1到光源2和相机镜头3连线的夹角为两倍的布儒斯特角，所述布儒斯特角的大小由物体和物体所在介质的折射率决定；

步骤二：在相机镜头3的前方布置一个垂直相机光轴的偏振片4，转动偏振片4，选取m个不同偏振角度，拍摄m幅具有不同偏振角度的偏振图像，m≥2；

步骤三：用具有同一大小的像素点窗口将步骤二中所述的每幅偏振图像分别划分为k个像素点窗口，k≥2，在每幅偏振图像的相同区域形成k组，每组m个，具有同一位置的对应像素点窗口；

步骤四：在步骤三中所述的每组具有同一位置的m个对应像素点窗口中，选定一个像数点窗口作为该组所在相同区域的图像融合窗口，所述选定方法是，该组中每个窗口的全部像素点灰度值与事先设定的灰度阀值进行比较，计算该组中每个窗口的像素点灰度值大于阀值的像素点个数，选定像素点灰度值大于阀值的像素点个数最小的窗口作为该组所在相同区域的图像融合窗口。

步骤五：将步骤四选定的k个图像融合窗口中的全部像素融合生成完整图像。

实施例二、步骤一、步骤二与实施例一相同，步骤三、步骤四和步骤五的图像融合公式为：