刘飞 孙少杰 韩平丽2)3) 赵琳 邵晓鹏†

1) (西安电子科技大学物理与光电工程学院, 西安 710071)

2) (西安电子科技大学, 西安市计算成像重点实验室, 西安 710071)

3) (中国科学院光电技术研究所, 中国科学院光束控制重点实验室, 成都 610209)

4) (西安电子科技大学前沿交叉研究院, 西安 710071)

针对浑浊水体偏振成像时由于强散射作用导致的背景散射光分布不均匀且目标信息被淹没, 无法有效解译, 难以实现清晰化成像的问题, 提出基于稀疏低秩特性的水下非均匀光场偏振成像技术.该技术利用散射光场中偏振信息的共模抑制特性消除非均匀性, 结合水下散射光场中背景信息纹理单一、信息相关性高以及目标信息空间占比小的特点, 建立偏振域的稀疏-低秩信息分析处理模型, 有效分离目标和背景信息, 重建高对比度清晰目标图像.实验结果表明, 基于稀疏低秩特性的水下非均匀光场偏振成像技术不仅能够有效地提升浑浊水下图像的对比度, 复原细节信息, 而且能够有效地抑制非均匀强散射, 在水下偏振成像领域具有良好的应用前景.

1 引 言

实现浑浊水体的清晰化光学成像对如2015年重庆“东方之星”号客轮翻沉等事故的水下救援意义重大, 能够大幅提高搜救效率挽救生命, 并为搜救人员提供安全保障[1-3].浑浊水中悬浮颗粒种类和分布复杂、密度高, 主动成像受非均匀强散射作用影响, 产生“帷幔效应”[4], 导致无法有效地分离目标信息和背景散射信息, 大幅……