[发明专利]一种基于偏振融合的高反目标增强方法

说明书

本发明公开了一种基于偏振融合的高反目标增强方法，涉及光学图像处理技术领域，包括以下步骤：预先采用偏振成像对高反目标进行成像，解析获取多个方向的偏振图像，进行基于多尺度几何变换方法，进行多尺度变换，获取变换图像，对于不同频带的系数标定不同的融合策略进行融合，获取融合图像F，对融合图像F进行动态范围调整增强，获取灰度值分布均匀的增强图像H。本发明解决图像中高反目标去除反光的问题，恢复高光所覆盖区域内的目标信息，提高目标细节信息和图像整体视觉效果，以及目标信息恢复更加自然与真实，且本发明用于室外高反运动目标的增强处理，相比较利用寻找布儒斯特角，再寻找偏振片来去除高光的方法，实时性好，应用领域更广。

技术领域

本发明涉及光学图像处理技术领域，具体来说，涉及一种基于偏振融合的高反目标增强方法。

背景技术

在视觉检测中，高反射率物体表面(玻璃、水面、光滑金属等)反射太阳或其他光源，产生明显的高光，使得所成图像中存在明显的耀斑，一方面使得图像光照不均匀，影响视觉检测精度；另一方面难以反演目标材质和纹理特征。因此，研究高反目标图像增强技术是有必要的。

现有的去除高光的方法主要采用图像处理的方法，首先检测出图像中高光区域，然后利用周围信息替代高光区域，这种方法对于高光区域较小且内容变化比较缓慢图像，有一定的效果。而偏振光成像具有“强光变弱，弱光变强”的特性，因此在消除高光方面具有先天的技术优势。其基本原理是光源在照射到高反目标上，会产生一个平行于入射界面的p分量与垂直于入射界面的s分量，在一定角度下(布儒斯特角)，只有s分量存在，可以通过旋转偏振片将其完全消除。但在实际应用中，特别是室外运动目标视觉成像检测中，角度无法控制，成像时间很短，也无法及时旋转偏振片。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于偏振融合的高反目标增强方法，以克服现有在视觉成像过程中高反目标造成目标细节不清的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于偏振融合的高反目标增强方法，包括以下步骤：

步骤S1，预先采用偏振成像对高反目标进行成像，解析获取多个方向的偏振图像，并获取目标的强度图像I、偏振度图像P和偏振角图像A；

步骤S2，进行基于多尺度几何变换方法，对强度图像I、偏振度图像P和偏振角图像A进行多尺度变换，获取变换图像，其中，包括对于不同频带的系数标定不同的融合策略进行融合；

步骤S3，进行多尺度逆变换，获取融合图像F；

步骤S4，基于直方图均衡化方法，对融合图像F进行动态范围调整增强，获取灰度值分布均匀的增强图像H。

其中，所述偏振成像对高反目标进行成像，包括：分光型偏振成像和分焦平面型偏振成像。

步骤S101，所述分光型偏振成像，包括以下步骤：

预先解析得到0度、60度和120度线偏振图像，分别表示为：I(0)、I(60)和I(120)；

计算获得强度图像I、偏振度图像P和偏振角图像A，表示为：

和

步骤S102，所述分焦平面型偏振成像，包括以下步骤：

预先解析得到0度、45度、90度和135度线偏振图像，分别表示为：I(0)、I(45)、I(90)和I(135)；

计算获得强度图像I、偏振度图像P和偏振角图像A，表示为：

和

其中，所述对于不同频带的系数标定不同的融合策略进行融合，包括以下步骤：