[发明专利]一种在散射环境中非均匀光场下的偏振图像复原方法

摘要

本发明公开了一种在散射环境中非均匀光场下的偏振图像复原方法，利用采集的两次正交偏振状态下光强信息得到总光强I(x,y)和偏振差分值ΔI(x,y)；根据总光强I(x,y)和偏振差分值ΔI(x,y)，分析并提取出背景区域；计算得到在散射介质中延伸到无穷远处的后向散射值A∞以及背景区域后向散射光的偏振度分布Pscat，通过三维曲面拟合得到后向散射偏振度在全空间的偏振度分布得到复原图像L(n)；计算复原图像L(n)的EME值；在n次多项式拟合过程中采用最优化方法搜寻使图像清晰度最高的拟合偏振度函数，并将此偏振度作为后向散射的偏振度分布函数；将复原去雾图像L(n‑1)作为最终的复原结果。本发明达到在不牺牲任何区域细节的条件下提高复原质量，并且操作简单、适用范围广、复原效果更加明显。

主权项

一种在散射环境中非均匀光场下的偏振图像复原方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤(1)、输入偏振分析器旋转得到的正交偏振状态下的两次光强I和I⊥的光强图；步骤(2)、将采集得到的两次正交偏振状态下光强信息进行归一化处理后对其做和差处理，得到总光强I(x,y)和偏振差分值ΔI(x,y)I(x,y)＝I||(x,y)+I⊥(x,y)      ＝[D||(x,y)+B||(x,y)]+[D⊥(x,y)+B⊥(x,y)].ΔI(x,y)＝I||(x,y)‑I⊥(x,y)其中D(x,y)为物体反射光，B(x,y)为散射环境中粒子的后向散射光；步骤(3)、根据得到的总光强I(x,y)和偏振差分值ΔI(x,y)，通过Canny边缘检测方法寻找拍摄物体的边缘，并由此将物体提取出来得到图像中的背景区域；步骤(4)、选取背景区域，计算得到在散射介质中延伸到无穷远处的后向散射值A∞以及背景区域后向散射光的偏振度分布Pscat；步骤(5)、设定拟合次数n从n＝1开始；步骤(6)、通过三维曲面拟合得到后向散射偏振度在全空间的偏振度分布Pscatn(x,y)=Σi,j=0npijxiyj]]>其中，n表示拟合多项式的阶数，pij表示多次曲面函数中的参数，通过已知背景区域后向散射光偏振度拟合得到；(x,y)表示图像中像素坐标；步骤(7)、将在散射介质中延伸到无穷远处的后向散射值A∞、背景区域后向散射的偏振度分布Pscat和偏振差分值ΔI(x,y)代入L得到复原图像L(n)，公式如下：L(n)(x,y)=I(x,y)-A∞[1-t(n)(x,y)]t(n)(x,y)]]>t(n)(x,y)=1-ΔI(x,y)Pscat(n)A∞]]>其中，t(x,y)表示透射率；步骤(8)、计算复原图像L(n)的EME值，EME值作为图像清晰度的判据，EME值越大则图像越清晰；步骤(9)、若满足EME(n)＜EME(n‑1)，在n次多项式拟合过程中采用最优化方法搜寻出使图像清晰度最高的拟合偏振度函数，并将此偏振度作为后向散射的偏振度分布函数；步骤(10)、将复原去雾图像L(n‑1)作为最终的复原结果。