[发明专利]智能水下偏振目标深度图获取系统及其方法

权利要求书

1.一种智能水下偏振目标深度图获取系统，其包括：

图像采集模块，一相机、设置在所述相机前的旋转镜头、所述旋转镜头与激光发射/接收装置组成的联动装置、以及驱动所述联动装置的步进电机；

控制模块，用于控制所述步进电机旋转来调整所述联动装置，当所述激光接收装置的接收端接收到所述激光发射装置的发射端发出的激光，可得到目标偏振图像信息；

图像处理模块，用于对输入的所述图像信息进行处理，采用后向散射光强计算深度信息的方法得到水下目标的深度图像信息；

存储模块，用来存放所述采集模块采集的所述图像信息和所述图像处理模块处理后的所述深度图像图像信息；

显示模块，在所述控制模块的控制信号作用下将所述图像处理模块处理后得到的所述深度图像信息进行显示；

电源模块，连接所述偏振图像采集模块、所述控制模块、图像处理模块、存储模块，且用于进行供电。

2.如权利要求1所述的智能水下偏振目标深度图获取系统，其特征在于：所述旋转镜头还包括：带有轴承的旋转轮、非偏振片、0度偏振片、90度偏振片、3个镜面贴片，所述非偏振片、所述0度偏振片、所述90度偏振片均匀固定在所述旋转轮的外边缘，所述多个镜面贴片均匀贴在旋转轮内圆周上。

3.如权利要求2所述的智能水下偏振目标深度图获取系统，其特征在于:调整所述联动装置为通过所述处理器的控制信号控制所述步进电机旋转来控制所述偏振片的角度，当所述激光发射/接收装置的激光发射端与接收端、所述镜面贴片处于同一垂直面时，可得到所述目标偏振图像。

4.如权利要求2或3所述的智能水下偏振目标深度图获取系统，其特征在于：所述步进电机转动通过带动所述带有轴承的旋转轮驱动所述旋转镜头旋转，当任一所述偏振片/非偏振片旋转到相机前，所述激光发射装置发射激光照射到镜面贴片，所述激光接收装置接收到信号，步进电机停止转动，触发所述相机拍摄目标，获取所述偏振图像。

5.如权利要求2所述的智能水下偏振目标深度图获取系统，其特征在于：所述后向散射光强计算深度信息的方法为：

1)基于暗原色先验知识处理非偏振图像，选取其中暗原色值最大的10％像素区域作为背景区域；

2)根据所述背景区域，设为0度偏振图像、90度偏振图像的背景区域，依据式(1)计算出后向散射光的偏振度：

pscat=mean{(I∞||-I∞⊥)/(I∞||+I∞⊥)}---(1);]]>

其中,为0度偏振图像目标区域光强度，为90度偏振图像目标区域光强度；

3)利用后向散射光的偏振度，以及0度偏振图像与90度偏振图像光强差，依据式

(2)计算出非偏振图像中各像素点的后向散射光强：

为90度偏振图像像素光强度；

4)计算非偏图像的背景区域光强平均值，将其设为背景区域的后向散射光强B_∞；

5)利用步骤3)和步骤4)得到的图像中各像素点的后向散射光强和背景区域的后向散射光强，依据式(3)计算出R、G、B通道的目标深度信息：

Z^C_(x,y)＝-ln[1-B_(x,y)/B_∞/η  (3)；

其中，η为水体的衰减系数；

6)将步骤5）的各通道深度图进行平均，得到目标深度图；

Z_(x,y)＝(Z^R_(x,y)+Z^G_(x,y)+Z^B_(x,y))/3  (4)；

其中,Z^R_(x,y),Z^G_(x,y),Z^B_(x,y)为R、G、B颜色通道的深度信息。