多参数最优重构水下偏振成像复原方法

作     者：陈雄锋 阮驰 CHEN Xiongfeng;RUAN Chi

作者机构：中国科学院西安光学精密机械研究所、瞬态光学与光子技术国家重点实验室陕西西安710119 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2023年第44卷第7期

页      面：2122-2131页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61975232)。 

主　　题：水下图像复原 偏振成像 最优重构 多参数 

摘      要：针对水下高浑浊度条件下成像存在清晰度低、对比度下降、图像质量低的难题,克服经典水下图像偏振复原方法需要进行无目标背景点选取的缺点,提出了一种多参数最优重构水下图像偏振复原方法。在经典水下成像物理模型基础上,将透射率细化为吸收系数与后向散射系数,通过引入Stokes矩阵计算水下图像偏振度;选取两个目标点,通过复原图像最优化,获取两个目标点反射率、吸收系数及后向散射系数的重构最优值,以去除水下图像后向散射并恢复吸收损失信号,实现水下图像偏振复原。通过两种无参客观评价指标与其他方法进行对比,不同浑浊度、不同目标下的实验结果表明,新方法能够实现水下降质图像复原,特别是在高浑浊度条件下更为有效。新方法有望应用于水下航行器中的光学清晰成像,便于后续目标检测。