[发明专利]一种高浓度水下偏振成像方法

说明书

本发明涉及一种高浓度水下偏振成像方法，包括：分别获取水下图像的背景散射光光强度和目标信息光光强度；根据背景散射光光强度和目标信息光光强度建立背景散射光光强度模型；根据背景散射光光强度和目标信息光光强度建立目标信息光光强度模型；根据水下图像的互信息、背景散射光光强度模型和目标信息光光强度模型得到水下偏振成像。本发明的水下偏振成像方法解决了传统水下偏振成像过程中采用多频段宽光谱光源照明所产生的颜色失真、噪声增加的问题；相比于传统的水下偏振成像过程中多频段宽光谱光源照明和蓝绿激光照明的成像效果，增强了其在高浓度水下浑浊介质的成像效果，扩展了水下偏振成像方法的应用范围。

技术领域

本发明属于水下成像技术领域，具体涉及一种高浓度水下偏振成像方法。

背景技术

水下偏振成像是水下场景中一种利用场景偏振信息的成像方法，通过水下偏振成像技术，我们可以有效地去除场景的散射信息，实现水下混沌介质场景的清晰化成像。在水下混沌介质场景中，水中悬浮的微小颗粒、可溶性有机物等混沌介质以及气泡和湍流等非均匀因素，会对光波产生严重的散射作用，在此成像条件下，光波的能量大幅度衰减而导致图像中的细节信息大量丢失，严重影响成像质量，难以取得预期成像效果。

目前，水下的光电成像方法主要包括水下距离选通成像方法、结构光成像方法、关联成像方法和水下偏振成像方法等等。目前的水下偏振成像方法通常采用对水下场景进行正交偏振成像的方式，在低浓度场景中可以有效去除场景的散射影响。

但是，现有的水下偏振成像方法采用多光谱宽频带光源照明，会带来颜色失真、噪声增加的问题，同时现有的水下偏振成像方法在低浓度浑浊介质场景中作用效果明显，而在高浓度介质中成像时效果欠佳，极大地限制了水下偏振成像方法的应用范围。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高浓度水下偏振成像方法。

本发明的一个实施例提供了一种高浓度水下偏振成像方法，包括：

获取水下图像的背景散射光光强度和目标信息光光强度；

根据所述背景散射光光强度和所述目标信息光光强度建立背景散射光光强度模型；

根据所述背景散射光光强度和所述目标信息光光强度建立目标信息光光强度模型；

根据所述水下图像的互信息、所述背景散射光光强度模型和所述目标信息光光强度模型得到水下偏振成像的图像。

在本发明的一个实施例中，所述背景散射光光强度包括第一背景散射光光强度和第二背景散射光光强度，所述目标信息光光强度包括第一目标信息光光强度和第二目标信息光光强度。

在本发明的一个实施例中，根据所述背景散射光光强度和所述目标信息光光强度建立背景散射光光强度模型，包括：

根据所述第一背景散射光光强度和所述第一目标信息光光强度得到第一光强图像光强度；

根据所述第二背景散射光光强度和所述第二目标信息光光强度得到第二光强图像光强度；

根据所述第一背景散射光光强度和所述第二背景散射光光强度得到第一背景散射光偏振度；

根据所述第一目标信息光光强度和所述第二目标信息光光强度得到目标信息光偏振度；

根据所述第一光强图像光强度、所述第二光强图像光强度、所述第一背景散射光偏振度和所述目标信息光偏振度建立背景散射光光强度模型。

在本发明的一个实施例中，所述背景散射光光强度模型为：