基于穆勒矩阵的去散射成像方法与流程

文档序号:20682325发布日期:2020-05-08 18:30阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于穆勒矩阵的去散射成像方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤1、调制偏振产生器psg和偏振分析器psa拍摄在偏振产生器psg和偏振分析器psa不同状态下的图像,计算出散射介质的穆勒矩阵矢量矩阵,表达式如下:

s=(s0,s1,s2,s3)t

其中,s0表示光的强度,s1表示0°与90°偏振方向光的强度差值,s2表示45°与135°偏振方向光的强度差值,s3表示右旋偏振光与左旋偏振光的强度差值;

步骤2、利用散射介质的穆勒矩阵,得到背向散射光偏振度dop的表达式;

步骤3、通过导数计算当背向散射光偏振度dop取最大值时γ和θ的取值,从而得到偏振产生器psg的偏振态;

步骤4、结合偏振产生器psg的偏振态最优参数调整偏振分析器psa的角度:设一束光照射背景处后反射出来的光矢量斯托克斯矢量为s′=(s′0,s′1,s′2,s′3)t,s′分解为一个偏振光斯托克斯矢量sp和自然光斯托克斯矢量su之和

s′=sp+su

其中

过滤s′中的偏振分量,达到抑制背向散射光的目的;

设偏振分析器psa的本征斯托克斯矢量为t,令t与sp正交,即

设调整后的偏振产生器psg偏振片与水平方向夹角为γ′,波片快轴方向与水平方向夹角为θ′,相机获得的图像中,反射出来的光的矢量斯托克斯矢量表示为

步骤5、将偏振分析器psa的偏振态进行设置,直接用相机接收到清晰图像,整个系统显示为实时成像。


技术总结
本发明公开了基于穆勒矩阵的去散射成像方法,步骤1、调制偏振产生器(PSG)和偏振分析器(PSA),拍摄在偏振产生器(PSG)和偏振分析器(PSA)不同状态下的图像,计算出散射介质的穆勒矩阵矢量矩阵;步骤2、得到背向散射光偏振度DoP的表达式;步骤3、通过导数计算当背向散射光偏振度DoP取最大值时γ和θ的取值,从而得到PSG的偏振态;步骤4、结合PSG的偏振态最优参数调整偏振分析器(PSA)角度;步骤5、将PSA偏振态进行设置,相机接收到清晰图像。本发明的优点在于无需图像信息处理算法,从而可实现实时的去散射成像无需图像信息处理算法,相机直接接收到的图像即为清晰图像,从而可实现实时的去散射成像,图像清晰度显著提升,且图像不失真。

技术研发人员:胡浩丰;李嘉琦;刘铁根;李校博;程振洲;韩迎东
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:2019.12.28
技术公布日:2020.05.08
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