[发明专利]一种在散射环境中基于圆偏振光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基于圆偏振光的偏振图像复原方法，步骤(1)、将圆偏振光作为主动照明光；步骤(2)、获取四种状态下的光强图，计算得到光强图图像的总光强Stokes矢量，总光强Stokes矢量包括一部分物体反射光，其Stokes矢量另一部分粒子散射进入探测器的背景光，其Stokes矢量步骤(3)、计算得到后向散射光的光强A∞和偏振度Pscat；步骤(4)、通过圆偏振光与传统物理模型结合计算得到复原图像，最终复原图像L(x,y)。与现有技术相比，本发明首次将圆偏振光与传统的散射介质中偏振光学模型相结合的技术方案应用到散射介质环境下的偏振图像去雾领域，可弥补传统方法在强散射环境下效果差的不足，适用范围更加广泛；操作简单、效果明显。

主权项

一种在散射环境中基于圆偏振光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)、将圆偏振光作为主动照明光；步骤(2)、获取PSA中偏振片为0°45°90°以及四分之一波片为0°45°组合的四种状态下的光强图，计算得到光强图图像的总光强Stokes矢量，公式如下：S→=S→′+S→′′=S0′S1′S2′S3′+S0′′S1′′S2′′S3′′S0(x,y)=S0′(x,y)+S0′′(x,y)]]>上述公式中，总光强Stokes矢量包括一部分物体反射光，其Stokes矢量另一部分粒子散射进入探测器的背景光，其Stokes矢量其中，S0(x,y)为探测器获取的总光强信息，S0′(x,y)为物体反射光的光强信息，S0″(x,y)为背景光的光强信息；S0′为物体反射光的总光强，S1′为水平和垂直两个方向线偏振光的光强差值，S2′为45°和135°两个方向线偏振光的光强差值，S3′为右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的光强差值，S0″为背景光的总光强，S1″为水平和垂直两个方向背景光的光强差值，S2″为45°和135°两个方向背景光的光强差值，S3″为右旋圆背景光与左旋圆背景光的光强差值；步骤(3)、对计算得到图像的Stokes矢量信息作归一化处理后，分别利用背景区域的Stokes矢量计算得到后向散射光的光强A∞和偏振度Pscat；具体包括以下计算：全局参量A∞估算公式如下：S0″(x,y)＝A∞[1‑t(x,y)]→A∞当t(x,y)→0时，得到估计的全局参量A∞；其中，S0″(x,y)表示后向散射光光强；t(x,y)表示散射介质的透射率，偏振度Pscat估算公式如下：当被探测物体的距离ρ(x,y)→∞时，得到估计的全局参量Pscat；其中，S1、S2、S3、S0分别表示四种状态下的散射光光强；步骤(4)、根据后向散射光的光强A∞和偏振度Pscat，通过圆偏振光与传统物理模型结合计算得到复原图像，最终复原图像L(x,y)表达式为：