研究目的
研究浓密浑浊介质中雾霾图像的偏振特性,并提出一种仅需单幅图像即可实现浓雾去除的伪偏振去雾方法,旨在克服传统偏振方法需要多幅图像的局限性。
研究成果
伪偏振去雾方法仅需单幅图像即可有效去除浓雾,其性能与传统方法相当或更优。该方法在户外环境中能将能见距离提升至少61%,并通过实际实验验证,是现有偏振技术的实用拓展。
研究不足
该方法假设在浓密浑浊介质中DOP(偏振度)均匀分布,但这一前提可能不适用于所有场景;需要通过启发式方法调整参数(DOP和epsilon),且在雾霾浓度较低时效果可能下降。该技术依赖特定设备配置,例如水下应用时所需的偏振片和主动照明装置。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于密集浑浊介质中偏振度(DOP)均匀的假设,设计了一种伪偏振去雾方法。该方法采用Schechner传统偏振去雾模型,但从单幅采集图像中衍生出两个正交子图像。
2:样本选择与数据来源:
实验在具有主动偏振照明的密集浑浊水中和具有自然照明的户外浓雾环境中进行。使用CCD相机拍摄图像。
3:实验设备与材料清单:
包括LED光源(Thorlabs M625L3)、线性偏振片(Thorlabs LPVISE200-A)、CCD相机(AVT Stingray F-033B),以及装有水和牛奶以模拟雾气的PMMA水箱。
4:3)、线性偏振片(Thorlabs LPVISE200-A)、CCD相机(AVT Stingray F-033B),以及装有水和牛奶以模拟雾气的PMMA水箱。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:水下成像使用主动偏振照明;户外成像使用自然光。拍摄图像后,应用伪偏振方法推导子图像并恢复去雾图像。通过启发式调整DOP和epsilon等参数以实现最佳性能。
5:数据分析方法:
通过视觉检查和使用Michelson对比度公式计算对比度,将恢复图像与传统方法(如Schechner、He、CLAHE、Kim的方法)进行比较,评估性能以估算能见距离的提升。
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LED source
M625L3
Thorlabs
Used as an active illumination source for underwater imaging experiments to generate polarized light.
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Linear polarizer
LPVISE200-A
Thorlabs
Placed in front of the beam expander and CCD camera to generate and analyze polarized light for capturing orthogonal polarization images.
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CCD camera
Stingray F-033B
AVT
Used to capture images in the experiments, including original intensity images and polarization sub-images.
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PMMA tank
Used to hold water and milk for simulating turbid media in underwater imaging experiments.
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