[发明专利]基于偏振的散射介质深度恢复方法及装置

权利要求书

1.一种基于偏振的散射介质深度恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101，预先搭建偏振图像采集系统，其中，所述偏振图像采集系统设置于散射介质的场景中；

步骤S102，基于所述偏振图像采集系统，将LED光源后的偏振片固定在任意位置，将工业相机后的偏振片调整为180°内的三个不同角度，分别连续采集偏振度图像；

步骤S103，对不同深度的平面物体重复执行步骤S101-S102，并分别计算不同深度下的偏振度图像，对同一深度下的偏振度图像进行图像滤波，以计算出每个深度不同位置偏振度的分布情况，根据所述分布情况获得标定数据；以及

步骤S104，依据上述采集的相同条件，在不同场景采集多个偏振度图像，并计算所述多个偏振度图像的偏振度，与所述标定数据进行比较以估计散射介质深度，其中，所述偏振度的计算公式为：

其中，I₀、I₄₅和I₉₀分别为0°、45°和90°采集到的图像数据，I_U为总像素强度的一半，P为偏振度。

2.根据权利要求1所述的基于偏振的散射介质深度恢复方法，其特征在于，所述偏振图像采集系统包括工业相机、LED光源和两个偏振片，其中，所述两个偏振片分别置于所述LED光源和所述工业相机的后面。

3.根据权利要求1所述的基于偏振的散射介质深度恢复方法，其特征在于，所述图像滤波采用VBM3D算法。

4.一种基于偏振的散射介质深度恢复装置，其特征在于，包括：

预搭建模块，用于预先搭建偏振图像采集系统，其中，所述偏振图像采集系统设置于散射介质的场景中；

采集模块，用于基于所述偏振图像采集系统，将LED光源后的偏振片固定在任意位置，将工业相机后的偏振片调整为180°内的三个不同角度，分别连续采集偏振度图像；

数据标定模块，用于对不同深度的平面物体重复执行所述预搭建模块和所述采集模块，并分别计算不同深度下的偏振度图像，对同一深度下的偏振度图像进行图像滤波，以计算出每一个深度不同位置偏振度的分布情况，根据所述分布情况获得标定数据；以及

比较估计模块，用于依据上述采集的相同条件，在不同场景采集多个偏振度图像，并计算所述多个偏振度图像的偏振度，与所述标定数据进行比较以估计散射介质深度，其中，所述偏振度的计算公式为：

其中，I₀、I₄₅和I₉₀分别为0°、45°和90°采集到的图像数据，I_U为总像素强度的一半，P为偏振度。

5.根据权利要求4所述的基于偏振的散射介质深度恢复装置，其特征在于，所述偏振图像采集系统包括工业相机、LED光源和两个偏振片，其中，所述两个偏振片分别置于所述LED光源和所述工业相机的后面。

6.根据权利要求4所述的基于偏振的散射介质深度恢复装置，其特征在于，所述图像滤波采用VBM3D算法。