[发明专利]一种透玻透膜清晰成像的方法及系统

说明书

本发明公开了一种透玻透膜清晰成像的方法及系统，涉及偏振成像技术领域，本发明方法对入射光线角度、主动激光的偏振态进行调整和优化，最大程度上减小反射光干扰效果，实现对玻璃后景物的最清晰成像，得到玻璃后景物的最优图像。本发明系统中集成了大张角的中红外相机、近红外激光器、小张角的近红外相机、控制单元、处理单元，实现了对场景中的玻璃后景物的快速清晰成像。

技术领域

本发明涉及偏振成像技术领域，尤其是一种透玻透膜清晰成像的方法及系统。

背景技术

在公共安全等领域中的夜间特定场合，需要快速发现隐藏在房间窗户或汽车车窗后的可疑目标。这里存在两个技术问题：一是在场景中快速发现玻璃（房间窗户或汽车车窗）；二是对玻璃（包括贴膜）后面的景物进行清晰成像。

玻璃后景物难以被看清的主要原因是玻璃面的反射光干扰了玻璃后面物体的成像，即在成像时，相机既接收到玻璃后面物体的成像反射光同时又接收到玻璃表面的反射光。现有的透玻透膜技术主要有两个方面：一方面是采用被动的偏振光技术；另一方面是采用主动的偏振光技术。被动的偏振光技术就是自然光（或环境光）照射在玻璃上，利用偏振光技术减小玻璃表面的反射光干扰，从而提高玻璃后景物成像的清晰度。主动的偏振光技术就是主动发射偏振激光束照射在玻璃上，再利用偏振光技术减小玻璃表面的反射光干扰，从而提高玻璃后景物成像的清晰度。

偏振光照射在玻璃上产生反射和折射，反射光和折射光的偏振性和光强要遵守斯托克斯公式。但是，现有技术没有利用斯托克斯公式对入射光线的角度、主动激光的偏振态进行调整和优化，从而未能实现最大程度上的减小反射光干扰效果，玻璃后景物成像的清晰度存在很大偶然性。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种透玻透膜清晰成像的方法及系统，对主动激光的偏振态进行调整和优化，最大程度上减小反射光干扰效果，实现对玻璃后景物的最清晰成像，得到玻璃后景物的最优图像。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种透玻透膜清晰成像的方法，包括以下步骤：

S4，将近红外激光器发射的激光光束指向玻璃，并调整激光扩束镜的焦距，使玻璃上完全覆盖光斑，且光斑大小与玻璃大小相适配；

S5，近红外激光器的激光偏振方向为初始偏振方向；将近红外相机对准玻璃，利用近红外相机对玻璃后景物进行第1次主动成像，得到玻璃后景物的第1次图像，并将所得到的第1次图像初始化为最优图像；

S6，调整近红外激光器中的二分之一波片，改变激光偏振方向；并利用近红外相机对玻璃后景物进行下一次主动成像，得到玻璃后景物的下一次图像；

然后寻找最优图像，寻找方式为：将所得到的下一次图像与最优图像进行比较，若下一次图像的清晰度大于最优图像的清晰度，则将最优图像更新为所得到的下一次图像；否则不对最优图像进行更新；

S7，按照步骤S6的方式，逐步调整近红外激光器中的二分之一波片，逐步改变激光偏振方向，并利用近红外相机对玻璃后景物进行下一次主动成像，然后寻找最优图像；直至激光偏振方向改变90º，寻找得到最终的最优图像。

优选的，在步骤S4之前，还包括以下步骤：

S1，利用中红外相机对场景进行被动成像，得到场景图像；

S2，利用目标检测算法对场景图像进行目标检测，检测出场景图像中的玻璃即目标；

S3，根据中红外相机的相机参数和相机位置，以及场景图像中的玻璃位置，确定场景中的玻璃位置。

优选的，近红外激光器发射的激光光束即入射光线与玻璃表面的法线之间的夹角，即法向夹角小于70º。