一种偏振显著度计算方法及系统

技术领域

本发明属于偏振图像处理技术领域，尤其涉及一种偏振显著度计算方法及系统。

背景技术

偏振是光的一种的基本属性，偏振光在与目标发生相互作用后，散射光中会包含由目标自身特性所决定的偏振信息，区别于常见的光谱、光强以及相位等信息。偏振成像的优点包括对各种材料表征的稳健性，并且与传统成像方法相比，偏振成像在获取目标光强信息的同时，能够获得目标的偏振信息。由于光强图像中细微信息容易受到光照的影响，而偏振成像技术可以描述场景的固有偏振特性，且对人眼不可见的表面变化更为敏感，因此广泛地应用在目标识别、遥感探测等领域。

图像显著性区域检测研究正成为计算机视觉领域的热点内容。但是，传统的基于图像像素的显著度计算方法虽然能够在一定程度上突显图像中的目标，但是针对偏振图像时，其效果并不够理想。而对于偏振显著度的计算方法，目前仍处于空白的研究领域，相关研究较少且缺少理论依据，效果不够突出，无法准确地得到偏振图像的目标显著区域。由于偏振成像的特有属性，能够对某些特定场景下的物体实现更充分的突显和检测，特别是对于后续的目标检测、分割等高级视觉任务，偏振突显度能够为其提供有效的帮助。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种偏振显著度计算方法及系统，用于突出偏振图像目标与背景之间的偏振差异的计算方法，能够增强偏振图像中特有的偏振信息。本发明目的在于提供一种针对偏振图像的显著度计算方法，突出偏振图像中的重点区域，为高精度的偏振图像融合以及偏振目标检测与分类任务提供了技术基础。

所述技术方案如下：一种偏振显著度计算方法，包括以下步骤：

S1，通过偏振相机采集四个角度的偏振光图像，解算获得光强图像

S2，计算并获得光强图像

S3，计算并获得不同方向上的偏振显著差异矩阵

S4，计算并获得偏振显著特征图像

S5，计算并获得不同方向的偏振显著特征图像

S6，计算并获得偏振显著度图像

在步骤S1中，解算获得光强图像

利用相机采集偏振图像

其中，

在步骤S2中，计算并获得光强图像

将偏振度图像

，

式中，

在步骤S3中，计算并获得不同方向上的偏振显著差异矩阵

将偏振差异图像

进一步，偏振显著差异矩阵

，

，

式中，

在步骤S4中，计算并获得偏振显著特征图像

计算整幅图像中每个

，

式中，

在步骤S5中，计算并获得不同方向的偏振显著特征图像

，

式中，

在步骤S6中，计算并获得偏振显著度图像

，

式中，

本发明的另一目的在于提供一种偏振显著度计算系统，该系统实施所述的偏振显著度计算方法，该系统包括：

偏振差异图像获取模块，用于根据光强图像与偏振度图像之间的像素差异计算偏振差异图像

偏振显著差异矩阵获取模块，用于利用偏振差异图像

偏振显著特征图像计算模块，用于计算每个方向对应的偏振显著特征图像

偏振显著度图像计算模块，用于计算每个偏振显著特征图像

进一步，该系统搭载在目标识别、遥感探测领域的图像识别仪上，用于进行图像显著性区域检测。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明一种偏振显著度计算方法，与仅利用光强图像的图像像素的显著度计算方法相比，考虑到了偏振图像的显著特性，并且抑制了偏振图像中的冗余信息，即使在具有复杂环境的图像中，也能突显出重点区域。

本发明一种偏振显著度计算方法，基于计算出的偏振差异图像进而获得偏振显著度，增加了光强图像与偏振图像的差异信息，可以更有效的利用多模态图像的信息。

本发明一种偏振显著度计算方法，基于计算出的不同方向的偏振显著差异矩阵与对应的偏振显著特征图像，能够表征不同方向上的偏振特征，因而保证了偏振信息利用的完全性与可靠性。

本发明一种偏振显著度计算方法，使用NR-IQA与EN计算偏振显著特征图像对应的权重系数。首先使用NR-IQA测量图像的质量，希望偏振显著图像能够具有更高的图像质量；然而，NR-IQA仅仅是图像质量的评估，而难以对偏振图像中的偏振信息做出正确评估；因此本发明在NR-IQA的基础上，引入了EN确保偏振显著图像具有足够的信息量。

总之，本发明一种偏振显著度计算方法，与传统的图像像素的显著度计算方法相比，更适用于偏振图像，能够突出偏振图像中的重点区域，便于与基于偏振成像的融合、目标检测与分类任务进行协作。

（1）偏振显著度计算方法是一种新的偏振图像处理方法,它可以提供比传统显著度计算方法更精确的目标偏振信息,在工业检测、生物技术、医学影像、遥感监测以及现代军事等领域具有重要的应用价值。

（2）传统显著度计算方法主要的处理对象为光强图像，本发明一种偏振显著度计算方法利用偏振特性以及偏振图像与光强图像的差异，能够提取出偏振图像的显著信息。

（3）本发明一种偏振显著度计算方法能够在偏振图像处理领域进行应用，避免了使用传统显著度计算方法造成的误差，从而保证了后续计计算机视觉任务结果的可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理；

图1是本发明实例提供的偏振显著度计算方法流程图；

图2是本发明实例提供的

图3是本发明实例提供的

图4是本发明实例提供的0°偏振方向上偏振显著特征变化图像；

图5是本发明实例提供的45°偏振方向上偏振显著特征变化图像；

图6是本发明实例提供的90°偏振方向上偏振显著特征变化图像；

图7是本发明实例提供的135°偏振方向上偏振显著特征变化图像；

图8是本发明实例提供的

图9是本发明实例提供的偏振显著度图像；

图10是本发明实例提供的偏振显著度计算系统示意图；

图中：1、偏振差异图像获取模块；2、偏振显著差异矩阵获取模块；3、偏振显著特征图像计算模块；4、偏振显著度图像计算模块。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

实施例1，如图1所示，本发明实施例提供的一种偏振显著度计算方法包括以下步骤：

S1，通过偏振相机采集四个角度的偏振光图像，解算获得光强图像

S2，计算并获得光强图像

S3，计算并获得不同方向上的偏振显著差异矩阵

S4，计算并获得偏振显著特征图像

S5，计算并获得不同方向的偏振显著特征图像

S6，计算并获得偏振显著度图像

在步骤S1中，解算获得光强图像

利用相机采集偏振图像

在步骤S2中，计算并获得光强图像

将偏振度图像

，

式中，

在步骤S3中，计算并获得不同方向上的偏振显著差异矩阵

将偏振差异图像

在本发明实施例中，偏振显著差异矩阵

，

，

式中，

偏振显著差异矩阵

在步骤S4中，计算并获得偏振显著特征图像

，

其中，

偏振显著特征图像

在步骤S5中，计算并获得不同方向的偏振显著特征图像

，

式中，

在步骤S6中，计算并获得偏振显著度图像

，

式中，

偏振显著度图像

实施例2，作为本发明另一种实施方式，本发明实例提供的偏振显著度计算方法包括：

步骤1、使用偏振相机获取图片，控制旋转偏振片的角度为

步骤2、对偏振强度图像

，

，

步骤3、计算并获得

，

式中，

步骤4、计算并获得

将偏振差异图像

，

，

式中，

步骤5、计算并获得偏振显著特征图像

，

其中，

步骤6、计算四个方向的偏振显著特征图像

计算并获得不同方向的偏振显著特征图像

，

式中，

步骤7、计算并获得偏振显著度图像

，

式中，

实施例3，如图10所示，本发明实例提供的偏振显著度计算系统包括：

偏振差异图像获取模块1，用于根据光强图像与偏振度图像之间的像素差异计算偏振差异图像

偏振显著差异矩阵获取模块2，用于利用偏振差异图像

偏振显著特征图像计算模块3，用于计算每个方向对应的偏振显著特征图像

偏振显著度图像计算模块4，用于计算每个偏振显著特征图像

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程。

基于上述本发明实施例记载的技术方案，进一步的可提出以下应用例。

根据本申请的实施例，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

本发明实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。

本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random AccessMemory，RAM）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。

以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。