研究生高晨栋在《Optics and Lasers in Engineering》发表水下偏振成像研究成果
近日，伟德1949官网应用光学研究中心赵明琳副教授在水下偏振成像方面取得最新研究进展，在国际知名光学期刊《Optics and Lasers in Engineering》（中科院物理大类2区，影响因子：4.6）上发表研究论文《Underwater polarization de-scattering imaging based on orthogonal polarization decomposition with low-pass filtering》（doi: 10.1016/j.optlaseng.2023.107796），公司2020级硕士高晨栋为论文第一作者，赵明琳副教授为该论文通讯作者，伟德bevictor中文版为第一单位。
水下光学成像在海洋资源勘探、水下考古、海上救援等领域得到了广泛的应用。然而，水下图像通常是人眼难以感知的，因为这些图像往往缺乏细节，噪声大，对比度低。在浑浊水体成像环境中，导致图像质量退化的最主要因素是后向散射光的干扰，而后向散射光是部分偏振光，且后向散射光的偏振特性与目标信号光的偏振特性具有差异性。因此，基于偏振信息的获取和处理，可有效分离目标信号光和后向散射光，从而抑制后向散射光的影响，最终实现成像质量的显著提升。正因如此，偏振成像技术也成为水下清晰成像的有效方法之一。
图1水下偏振成像实验装置
目前的偏振成像方法倾向于假设目标反射光的偏振程度是恒定的，而较少考虑具有非均匀偏振特性的目标。所需的背景区域或先验知识阻碍了水下偏振成像技术的实际应用。本文分析了水下成像的基本物理模型，并考虑了目标反射光和背向散射光的正交偏振分解，提出了一种新的水下偏振去散射方法。背散射光的偏振差强度可以直接从两个水平分解分量的偏振取向角计算出来。同时，使用低通滤波器抑制噪声并全局评估背散射光的偏振程度。所提方法能够自动区分水下目标的偏振特性，无需背景区域或任何先验信息。室内模拟实验结果表明，该方法能够有效提高不同条件下水下图像的质量。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2023.107796
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