[发明专利]一种多通道的水下光学成像方法

权利要求书

1.一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)调整光源使其照射成像目标，照明光束传播中照射到悬浮颗粒产生后向散射，由此形成了目标光束和后向散射光束；

(2)目标光束和后向散射光束的传播路径上搭建光学系统、分光板，第一图像传感器和第二图像传感器安装于光学系统的光轴上，以接收光学系统的焦面附近不同离焦位置的图像；

(3)获取目标光束在第一图像传感器与第二图像传感器之间传播的等效光学点扩散函数h₁，获取后向散射在第一图像传感器与第二图像传感器之间传播的等效光学点扩散函数h₂；

(4)利用获取的光学点扩散函数h₁和h₂，对第一图像传感器与第二图像传感器采集的光学图像进行均衡差分处理，消除散射噪声，提取目标信息；

所述步骤(4)中，根据Mie氏散射理论，对第二图像传感器的接收的光强与第一图像传感器接收的光强乘以后向散射由第一图像传感器到第二图像传感器的等效点扩散函数h₂的值进行差分处理，消除散射噪声；

第一图像传感器接收的光强为成像目标与后向散射之和；

第二图像传感器的接收的光强为目标光束由第一图像传感器到第二图像传感器的等效点扩散函数h₁与成像目标的乘积以及后向散射由第一图像传感器到第二图像传感器的等效点扩散函数h₂与后向散射的乘积之和。

2.如权利要求1所述的一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：所述第一图像传感器和第二图像传感器相对于光学系统的等效光路存在轴向间距。

3.如权利要求2所述的一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：所述轴向间距Δf满足

其中，λ为照明光的中心波长，NA为像方数值孔径。

4.如权利要求1所述的一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：目标光束和后向散射进入光学系统，经过分光板被分为两束，一束成像于第一图像传感器，另一束成像于第二图像传感器。

5.如权利要求1所述的一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：对差分处理的结果进行图像复原处理，以求解提取到有效目标信息。

6.如权利要求5所述的一种多通道的水下光学成像方法，其特征是：具体过程中，成像目标为：

为傅里叶变换，为逆傅里叶变换，ΔI为通过均衡差分方式消除散射噪声后提取的有效信号。