长春理工大学赵海丽获国家专利权
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龙图腾网获悉长春理工大学申请的专利一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119027347B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411110461.4,技术领域涉及:H04N5/14;该发明授权一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法是由赵海丽;赵志;赵鹏飞;许修常设计研发完成,并于2024-08-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法在说明书摘要公布了:本发明属于图像增强技术领域,尤其为一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法。本发明首先对正交偏振图像进行直方图拉伸和高通滤波预处理,以减少低频散射光的影响,并通过偏振度关联更加准确地获取正交偏振图像对。随后,通过频域低通滤波器对强度图像处理,结合最优阈值因子,精确估计背向散射光的偏振度,同时使用增强度量EME来评估去散射的效果,来优化估计目标光的偏振度。最后,结合物理模型进行图像复原。实验结果表明,恢复后的静态目标可清晰区分,相应的图像评价指标得到很大提高。特别是对非均匀光照环境下的运动目标也能得到清晰的恢复。
本发明授权一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法在权利要求书中公布了:1.一种基于频域处理结合全局估计的水下偏振成像方法,其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、获取多张偏振方向不同的水下图像,并建立水下偏振成像模型,得到目标反射光偏振度与后向散射光偏振度; 步骤二、对正交偏振图像进行直方图拉伸和高通滤波预处理,并通过偏振度关联获取正交偏振图像对;包括: 水下成像时相机接收到的总光强包含目标物体信号光以及后向散射光两部分: 水下偏振成像技术基于正交偏振图像和的获取,并结合物理模型来实现对目标物清晰图像的复原,此时,为未放置线性偏振片时相机接收的光强信号: 其中,为偏振度; 对于浑浊介质中的成像,将图像的灰度级范围压缩成一个窄带,灰度级范围的压缩通过执行直方图拉伸法来缓解; 通过设计频域高通滤波器对拉伸后的正交偏振图像进行预处理,提取高频成分从而使目标信号光与后向散射光分离; 选择对其直方图拉伸后的进行频域预处理操作,将拉伸后的经由傅里叶变换至频域,并进行高斯高通滤波,从而过滤掉后向散射光,经由频域高斯高通滤波后得到修正后的最小光强图为: 其中,和分别代表傅里叶变换和傅里叶反变换,是高斯高通滤波器的传递函数; 根据进行偏振度保持及关联计算得到预处理后的最大光强图: 其中函数,其确保了偏振度在拉伸和滤波前后保持一致; 经过频域滤波预处理后的正交偏振图像对和包含了原始图像频谱中的高频部分; 步骤三、通过频域低通滤波器对强度图像处理,结合最优阈值因子,估计后向散射光的偏振度,同时使用增强度量来评估去散射的效果,来优化估计目标光的偏振度,最后,结合物理模型进行图像复原;包括: 首先通过傅里叶函数将强度图像变换到频域,然后与滤波器的传递函数相乘,乘法的结果再通过傅里叶反变换返回到空间域图像; 其中和表示傅里叶变换和傅里叶反变换,低通滤波器的传递函数为HLP: 在低对比度区域,引入阈值因子来优化估计滤波器的精度,后向散射光的整体强度与原始图像强度之差定义为,通过设置阈值因子来提高频域低通滤波器的精度: 其中为优化后的后向散射光强估计; 后向散射光的偏振度DOP估计表示为: 其中为后向散射光的偏振度DOP估计,为目标光的偏振度估计; 对于的优化估计,使用增强度量EME来评估去散射的效果,同时搜索[0,1]内步长为0.01的的最优值和[0,0.3]内步长为0.01的的值为: 其中,optimal表示最优化,将图像以序数划分为个区域,和分别为每个区域的图像灰度最大值和最小值; 将代入,可得最终目标信号光表达式为: 。
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