基于偏振相位检测野外水体障碍物的方法

摘要

本发明公开了基于偏振相位检测野外水体障碍物的方法，其步骤为：在相机前安装偏振滤镜，采集三幅同一区域不同偏振相位的图像，计算该区域的偏振相位图和相位相似性测度图，在归一化的相似性测度图中判定水体障碍物是否存在，若存在则通过灰度阈值分割划出水体障碍物的范围。本发明通过检测水面反射光的偏振特性，可以检测完整的水面区域，特别是对水面存在倒影的情形具有良好的识别效果。本发明采用较简单的图像分割算法，计算量小，对水体障碍物的检测快速，准确率高，适用性广。

主权项

1.基于偏振相位检测野外水体障碍物的方法，包括以下步骤：1)用安装线性偏振滤镜的相机对同一预检测区域拍摄偏振图像，获得偏振滤镜透光轴与水平面的夹角分别为0°、45°、90°的三幅图像，记0°、45°、90°这三幅图像中对应同一位置的象素点的灰度值分别为I0，I45，I90，按公式(1)逐点计算所有象素点的偏振相位θ，得到整个预检测区域的偏振相位图；2)在整个偏振相位图中，在7×7～15×15象素格子范围内，选取任意大小的象素格子，按公式(2)依次计算每个该选定象素格子内象素点偏振相位的相关性，得到整个预检测区域偏振相位的相似性测度图，$\Delta =\underset{i,j}{\Sigma }|{\theta }_{i,j}-\bar{\theta }|---\left(2\right)$ 式中Δ为表征偏振相位图的相似性测度，θi，j为偏振相位图中横坐标和纵坐标分别是i，j的象素点的偏振相位，为选定大小的象素格子内所有点偏振相位的算术平均值；3)对相位相似性测度图进行归一化，在整个归一化的相似性测度图中，依次计算每个一定范围内象素格子的∑Δ的大小，以∑Δ的大小来判定水体障碍物是否存在，当存在任意一个∑Δ≤1，则判定该区域内存在水体障碍物，所说的一定范围是指3×3～7×7的象素格子；4)若之前判定存在水体障碍物，在归一化的相位相似性测度图上进行自适应的灰度阈值分割，判定归一化后的Δ小于最终阈值的部分为水体障碍物。