[发明专利]用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算方法及装置

权利要求书

1.一种用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据拍摄时刻计算得到太阳高度角，调整云台角度使得相机与水面的拍摄角与太阳高度角沿水面法向量对称；

(2)调节偏振片方向采集目标在0°方向、45°方向和90°方向三个偏振方向的偏振图像；

(3)基于采集的偏振图像计算出目标的0°方向、90°方向、45°方向和135°方向偏振参数S_h、S_v、S_d和S_r以及偏振度图像DoP，其中：

S_h＝k₁*I(0°)-k₂*I(90°)

S_v＝k₃*I(90°)-k₄*I(0°)

S_d＝(k₅+k₆)*I(45°)-k₆*(I(0°)+I(90°))

S_r＝k₇*((I(0°)+I(90°))-(k₇+k₈)*I(45°)

其中，I(0°)、I(45°)、I(90°)分别为0°方向、45°方向、90°方向偏振图像的光强；k_{j|j＝1,3,5,7}为增强参数，k_{j|j＝2,4,6,8}为抑制参数，k_{j|j＝1,3,5,7}≥1，0＜k_{j|j＝2,4,6,8}≤1。

2.根据权利要求1所述的用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算方法，其特征在于，增强参数和抑制参数的确定方法为：

分别设置增强参数和抑制参数的取值范围和取值间隔；

计算每一组增强参数和抑制参数值条件下得到的偏振参数图像的信息熵，取最大信息熵值对应的增强参数和抑制参数取值为最优解。

3.根据权利要求2所述的用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算方法，其特征在于，增强参数k_{j|j＝1,3,5,7}取值范围设为[1,10]，取值间隔为0.02；抑制参数k_{j|j＝2,4,6,8}取值范围设为[0.1,1]，取值间隔为0.01。

4.实现如权利要求1-3任一项所述的用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算方法的用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算装置，其特征在于，包括：偏振信息采集单元、偏振信息计算单元、控制单元和存储模块；

偏振信息采集单元包括相机、可调云台、旋转镜头、和步进电机；其中旋转镜头是由两个偏振片组成的偏振镜，前一偏振片固定，后一偏振片为可转动偏振片，与步进电机传动连接，后一偏振片外圈材质为金属材质且外圈上设有三个触片，相邻两触片的夹角为45度；

偏振信息计算单元，用于基于偏振图像采集单元采集的三个方向的偏振图像计算得到水面目标的偏振参数信息以及偏振度图像；

控制单元，包括采集控制模块、存储控制模块和偏振信息计算控制模块，其中采集控制模块用于根据太阳高度角调节云台的角度并通过控制步进电机实现镜头旋转；存储控制模块用于采集控制模块采集到图像后将图像存储；偏振信息计算控制模块用于接收偏振信息计算单元得到的偏振信息；

存储模块，用于存储采集到的图像以及计算出的目标偏振信息。

5.根据权利要求4所述的用于目标检测的自适应偏振信息采集与计算装置，其特征在于，采集控制模块中设有时间-太阳高度角计算模块，当计算出当前拍摄时刻的太阳高度角后，输出控制信号，调整云台角度从而调整相机与水面的拍摄角度。