[发明专利]水下原位图像复原系统及其方法

权利要求书

1.一种水下原位图像复原系统，其特征在于，包括水下机器人框架(1)、激光手电筒(2)、CCD相机(3)以及支架(4)，所述水下机器人框架(1)有N条处于同一水平面的横杆，N为大于等于3的整数，在每条横杆的一端均设置所述激光手电筒(2)，在横杆的另一端设置所述支架(4)，所述CCD相机安装在所述支架(4)上，所述激光手电筒(2)正对所述CCD相机(3)，且所述激光手电筒(2)发出的光束与所述CCD相机(3)的镜头处于同一水平线上。

2.根据权利要求1所述的水下原位图像复原系统，其特征在于，在所述激光手电筒(2)与所述水下机器人框架(1)之间还设置有一定高度的方块(5)，所述激光手电筒(2)放置在所述方块(5)上，用钢箍(6)将所述方块(5)与所述激光手电筒(2)一起固定在所述水下机器人框架(1)的横杆上。

3.如权利要求1所述的水下原位图像复原系统的复原方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：构建水下原位图像复原系统，将所述CCD相机(3)设置在所述水下机器人框架(1)横杆的一端的不同位置处，在横杆的另一端设置有激光手电筒(2)，同时测得所述CCD相机(3)在距激光手电筒(2)N个不同距离处的点扩散函数，N为大于等于3的整数；

S2：根据步骤S1中测得的点扩散函数以及体散射函数公式，确定该水下原位图像复原系统的点扩散函数；

S3：根据图像退化模型，得到水下降质图像的复原图像。

4.根据权利要求3所述的水下原位图像复原系统的复原方法，其特征在于，步骤S2中根据以下公式来确定该水下原位图像复原系统的点扩散函数PSF(θ)：

体散射函数：

空间频率：

PSF(θ)=dfsdω=Kωτe-τ2πθm]]>

式中，θ为角分量，K为常数，c为光束衰减因子，ω为散射反照率，cω为总衰减系数，τ＝kl为光学长度，k为总衰减系数，l为成像距离，θ₀为多次散射的平均散射角，φ为方位角。

5.根据权利要求3所述的水下原位图像复原系统的复原方法，其特征在于，步骤S3中图像退化模型为：

设水下拍摄单元要拍摄的场景为f(x,y)，经过光学成像系统后获得的图像g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+n(x,y)，其中，(x,y)为坐标变量，h(x,y)为光学成像系统的点扩散函数，n(x,y)为加性噪声，*表示卷积。

6.根据权利要求3所述的水下原位图像复原系统的复原方法，其特征在于，步骤S1中，同时测得所述CCD相机在距激光手电筒10cm、15cm、20cm处的点扩散函数。