[发明专利]基于偏振角特性的暗背景下图像伪彩色融合方法及系统

说明书

本发明提供基于偏振角特性的暗背景下图像伪彩色融合方法及系统，方法包括：利用偏振相机采集目标场景的出射光强，据以计算出目标场景的斯托克斯参数图像数据，据以解析得到偏振信息；将合成光强I以及线偏振度P以及偏振角A，分别映射到HSV模型中的明度V、饱和度S、色调H，得到归一化合成光强、线偏振度拉伸数据、偏振角预处理数据以及色调匹配参数；针对目标场景中的当前观测点，利用预设偏振鲁棒性判别逻辑处理偏振角A的特性数据，以获取偏振鲁棒性判别参数；根据振鲁棒性判别参数判断偏振噪声的状态，进行伪彩色模型映射；将伪色彩HSV图像转换为RGB颜色表示图像供显示，本发明解决了由目标所处背景区域过暗导致伪彩色融和结果不理想的技术问题。

技术领域

本发明涉及目标识别及成像技术领域，具体涉及基于偏振角特性的暗背景下图像伪彩色融合方法及系统。

背景技术

暗背景下目标对比度低，不利于探测识别，而偏振成像能同时获取目标强度和偏振信息，在低照度等条件下具有探测优势。而人眼对彩色的识别能力大大优于灰度级的识别能力，因此，研究人员提出了许多基于偏振信息的图像伪彩色融合方法，从而提高目标检测识别效率。

最经典的伪彩色融合方法是Wolff的基于HSV模型映射方法，例如公布号为CN111292279A的现有发明专利申请文献《一种基于彩色图像融合的偏振图像可视化方法》首先将偏振图像转换为光强、偏振度和偏振角的三通道图像；其次将图像分解为偏振光彩色图像与自然光灰度图像；再次，对分解的两幅图像进行图像融合，具体是根据需求选择合适的边缘保持的融合算法将两幅图像的光强通道融合；然后，将融合后的光强和偏振角通道进行归一化；最后，将归一化后的图像投影到HSV颜色空间得到最终的具有可视化的偏振彩色图像。前述现有技术将偏振角映射到色调、偏振度映射到饱和度、合成光强映射到亮度。但若目标图像的辐照度比较低，即合成光强分量低，那么融合结果的彩色特性不够明显，目标增强效果差，而且受噪声影响大。为了增强伪彩色融合效果，Zhou等人在经典方法的基础上提出了基于非负矩阵分解和HSV空间的伪彩色融合方法、Xu等人提出了基于低秩稀疏分解的伪彩色图像融合方法等，这些方法对于抑制背景噪声有一定的效果，但都只是从信息处理的角度出发，没有从偏振特性入手解决问题。

综上，现有技术存在由目标所处背景区域过暗导致伪彩色融和结果不理想的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中由目标所处背景区域过暗导致伪彩色融和结果不理想的技术问题。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：基于偏振角特性的暗背景下图像伪彩色融合方法包括：

S1、利用偏振相机在不少于3个方向上，采集目标场景的出射光强I(θ)，据以利用预置逻辑计算出目标场景的斯托克斯参数图像数据，据以解析得到偏振信息，其中，偏振信息包括：线偏振度P和偏振角A；

S2、将合成光强I以及线偏振度P以及偏振角A，分别映射到HSV模型中的明度V、饱和度S、色调H，以得到伪彩色模型映射适用数据，其中，伪彩色模型映射适用数据包括：归一化合成光强、线偏振度拉伸数据、偏振角预处理数据以及色调匹配参数；

S3、利用预设偏振鲁棒性判别逻辑处理偏振角A的特性数据，以获取偏振鲁棒性判别参数；

S4、根据振鲁棒性判别参数判断偏振噪声的状态，在偏振噪声小于预设偏振噪声阈值时，取归一化合成光强、线偏振度拉伸数据的最大值，以映射到明度V；在偏振噪声大于或等于预设偏振噪声阈值时，将归一化合成光强映射到明度V，据以获取伪色彩HSV图像；

S5、将伪色彩HSV颜色表示转换为RGB颜色表示，以在计算机上显示伪彩色图像。