研究生高晨棟在《Optics and Lasers in Engineering》發表水下偏振成像研究成果
近日，伟德国际1946官方网應用光學研究中心趙明琳副教授在水下偏振成像方面取得最新研究進展，在國際知名光學期刊《Optics and Lasers in Engineering》（中科院物理大類2區，影響因子：4.6）上發表研究論文《Underwater polarization de-scattering imaging based on orthogonal polarization decomposition with low-pass filtering》（doi: 10.1016/j.optlaseng.2023.107796），我院2020級碩士高晨棟為論文第一作者，趙明琳副教授為該論文通訊作者，伟德国际1946官方网為第一單位。
水下光學成像在海洋資源勘探、水下考古、海上救援等領域得到了廣泛的應用。然而，水下圖像通常是人眼難以感知的，因為這些圖像往往缺乏細節，噪聲大，對比度低。在渾濁水體成像環境中，導緻圖像質量退化的最主要因素是後向散射光的幹擾，而後向散射光是部分偏振光，且後向散射光的偏振特性與目标信号光的偏振特性具有差異性。因此，基于偏振信息的獲取和處理，可有效分離目标信号光和後向散射光，從而抑制後向散射光的影響，最終實現成像質量的顯著提升。正因如此，偏振成像技術也成為水下清晰成像的有效方法之一。
圖1水下偏振成像實驗裝置
目前的偏振成像方法傾向于假設目标反射光的偏振程度是恒定的，而較少考慮具有非均勻偏振特性的目标。所需的背景區域或先驗知識阻礙了水下偏振成像技術的實際應用。本文分析了水下成像的基本物理模型，并考慮了目标反射光和背向散射光的正交偏振分解，提出了一種新的水下偏振去散射方法。背散射光的偏振差強度可以直接從兩個水平分解分量的偏振取向角計算出來。同時，使用低通濾波器抑制噪聲并全局評估背散射光的偏振程度。所提方法能夠自動區分水下目标的偏振特性，無需背景區域或任何先驗信息。室内模拟實驗結果表明，該方法能夠有效提高不同條件下水下圖像的質量。
論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2023.107796
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