申请/专利权人：中国科学院半导体研究所

申请日：2020-05-08

公开（公告）日：2023-10-03

公开（公告）号：CN111505659B

主分类号：G01S17/88

分类号：G01S17/88

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.10.03#授权;2020.09.01#实质审查的生效;2020.08.07#公开

摘要：一种水下去水体噪声计算三维成像方法，采用脉冲激光器进行水下照明，采用选通图像传感器采集图像信息，通过控制激光脉冲和选通成像器件间的延时可获取参考水体噪声图、感兴趣信息帧图像，并通过关闭激光器获得系统的背景噪声图，进而计算获得水体深度噪声图，利用感兴趣信息帧图像与水体深度噪声图差分获得去噪声信息帧图像，最终利用距离能量相关算法实现去水体噪声三维重建。本发明通过获取水体深度噪声图，可对水下选通图像中的含目标和不含目标区域精确去噪，获得去噪的二维图像，并进一步计算获得去噪三维图像，具有适应性好、实用性强的特点。

主权项：1.一种水下去水体噪声计算三维成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：控制激光脉冲和选通成像器件的延时，获取不含目标的参考水体的参考水体噪声图N参考水体噪声；步骤2：关闭照明脉冲激光器，保持选通成像器件的工作参数不变，获得系统的背景噪声图N背景噪声；步骤3：通过参考水体噪声图和背景噪声图差分获得差分参考水体噪声图N差分参考水体噪声，进而利用标准参考水体噪声图的灰度-水体衰减系数曲线获取工作水域的水体衰减系数；基于标准水体噪声图利用公式1在当前参考水体噪声图获取工作参数下计算获得标准参考水体噪声图N标准参考水体噪声，并画出基于标准参考水体噪声图的灰度-水体衰减系数曲线，那么从该曲线中寻找差分参考水体噪声图灰度对应的水体衰减系数，便是该工作水域的水体衰减系数； 公式1中，σ为水体衰减系数，H当前和H标准为当前系统和标准水体噪声图获取系统的系统参数，其大小可由下述公式计算获得H＝η镜头η口径η增益η灰度E激光2；公式2中，η镜头为系统成像镜头和照明镜头的透过率，η口径为成像镜头的接收口径，η增益为选通图像传感器的增益，η灰度为选通图像传感器能量与灰度的转换系数，E激光为脉冲激光器在一帧图像中的能量；公式1中，R参考水体起始和R参考水体结束分别是当前系统下参考水体的起始位置和结束位置，其大小如公式3和4所示： 公式1中，R标准水体起始和R标准水体结束分别是标准水体噪声图获取时标准水体的起始位置和结束位置，其大小如公式5和6所示： 公式5和6中τ标准水体为标准水体的延时；公式3、4、5、6中t激光脉冲是激光脉冲宽度，t选通脉冲是选通脉冲宽度；步骤4：控制激光脉冲和选通成像器件的延时，获取感兴趣区的信息帧A和信息帧B，即含目标的A帧图像IA和B帧图像IB；步骤5：基于水体衰减系数，利用差分参考水体噪声图计算获得感兴趣区信息帧A和信息帧B对应的水体噪声图NA帧水体噪声和NB帧水体噪声；步骤6：利用A帧图像和B帧图像基于距离能量相关三维重建算法计算获得含噪声的感兴趣区的距离图像D含噪声；步骤7：基于距离图像D含噪声对A帧和B帧对应的水体噪声图NA帧水体噪声和NB帧水体噪声进行修正，计算获得含目标的A帧图像和B帧图像各自对应的深度噪声图NA帧水体深度噪声和NB帧水体深度噪声；步骤8：A帧图像IA和B帧图像IB与各自对应的水体深度噪声图及背景噪声图分别差分，计算获得去噪声A帧图像I去噪A和B帧图像I去噪B；步骤9：基于去噪声A帧图像I去噪A和B帧图像I去噪B，通过距离能量相关三维重建算法获得去噪声距离图像D去噪声，进而基于摄像机模型实现三维重建；步骤10：为进一步增强去噪效果，采用迭代的方式，重复步骤7至步骤9，直至获得所需的去噪效果，其中步骤7中的距离图像D含噪声更换为步骤9获得的D去噪声。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院半导体研究所 水下去水体噪声计算三维成像方法及成像系统

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