减少雾霾影响的成像装置及成像方法制造方法及图纸

一种减少雾霾影响的成像装置及成像方法。该成像装置包括偏振片阵列、感光元件阵列和处理器。偏振片阵列被配置为在不同偏振方向上对入射光线进行检偏以输出检偏光线，入射光线包括非偏振光部分和由雾霾成分产生的偏振光部分；感光元件阵列被配置为采集检偏光线的光强图像；以及处理器被配置为对检偏光线的光强图像进行处理，以将偏振光部分从检偏光线的光强图像中去除，并获取非偏振光部分的光强图像。该成像装置及其成像方法在成像时可以减少雾霾成分的影响，从而提高目标物体与环境的对比度，实现图像增强。

【技术实现步骤摘要】
减少雾霾影响的成像装置及成像方法
本公开实施例涉及一种减少雾霾影响的成像装置及成像方法。
技术介绍
光是电磁波，包含光强、相位以及偏振态(例如偏振角)等信息。光的振动方向对于传播方向的不对称性称为光的偏振，偏振片是研究光的偏振的常用光学元件，其只允许某一特定方向偏振的光通过。
技术实现思路
本公开至少一实施例提供一种减少雾霾影响的成像装置，包括偏振片阵列、感光元件阵列和处理器。所述偏振片阵列被配置为在不同偏振方向上对入射光线进行检偏以输出检偏光线，所述入射光线包括非偏振光部分和由雾霾成分产生的偏振光部分；所述感光元件阵列被配置为采集所述检偏光线的光强图像；以及所述处理器被配置为对所述检偏光线的光强图像进行处理，以将所述偏振光部分从所述检偏光线的光强图像中去除，并获取所述非偏振光部分的光强图像。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述偏振片阵列包括至少一个子阵列，每个所述子阵列包括多个偏振片，且同一个子阵列中的多个偏振片至少具有三种不同的偏振方向。所述偏振片阵列与所述感光元件阵列集成在一起，且所述偏振片阵列中的每个偏振片的尺寸与所述感光元件阵列中的每个感光元件的尺寸相同且一一对准。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，每个所述子阵列包括四个偏振片，且同一个所述子阵列中的四个偏振片至少具有第一角度、第二角度、第三角度和第四角度中的三个不同的偏振方向。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，每个所述子阵列中的四个偏振片呈两行两列排布。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，同一个所述子阵列中的四个偏振片分别具有四个不同的偏振方向，分别为所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度和所述第四角度。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，同一个所述子阵列中的多个偏振片的设置位置随机排布。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述处理器被配置为实时地从所述光强图像中去除所述偏振光部分，以实现实时减少雾霾影响的图像处理。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述处理器还被配置为：将所述检偏光线的光强图像拆分成与所述偏振方向一一对应的多个分量图，每个所述分量图中的像素对应的偏振片的偏振方向相同；以及根据所述分量图获取所述非偏振光部分的光强图像。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述检偏光线的光强图像为：其中，EG表示所述检偏光线的电场矢量，EG＝G×Esum＝AU×eiφ+AP×ei(φ+ω)，以及Esum＝EP+EU，Esum为所述入射光线的电场矢量，EP为所述入射光线中的所述偏振光部分的电场矢量，EU为所述入射光线中的所述非偏振光部分的电场矢量，AP为对应EP电场矢量的振幅，AU为对应EU电场矢量的振幅，G为所述偏振片的琼斯向量，φ为所述偏振片的偏振方向，ω为所述偏振光部分的电场矢量的相位。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述处理器还被配置为：将所述检偏光线的光强图像拆分成第一角度、第二角度、第三角度和第四角度四个偏振方向的分量图，分别为：Iφ1＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ1)；Iφ2＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ2)；Iφ3＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ3)；Iφ4＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ4)；其中，Iφ1表示偏振方向为第一角度的分量图，Iφ2表示偏振方向为第二角度的分量图，Iφ3表示偏振方向为第三角度的分量图，以及Iφ4表示偏振方向为第四角度的分量图。例如，在本公开一实施例提供的成像装置中，所述处理器还被配置为：根据公式获得所述入射光线中的所述非偏振光部分的光强图像IU。本公开至少一实施例还提供一种减少雾霾影响的成像方法，包括：使用偏振片阵列在不同偏振方向上对入射光线进行检偏，以输出检偏光线，其中，所述入射光线包括非偏振光部分和由雾霾成分产生的偏振光部分；使用感光元件阵列采集所述检偏光线的光强图像；以及对所述检偏光线的光强图像进行处理，以将所述偏振光部分从所述检偏光线的光强图像中去除，并获取所述非偏振光部分的光强图像。例如，在本公开一实施例提供的成像方法中，对所述检偏光线的光强图像进行处理，以将所述偏振光部分从所述检偏光线的光强图像中去除，并获取所述非偏振光部分的光强图像，包括：将所述检偏光线的光强图像拆分成与所述偏振方向一一对应的多个分量图，其中，每个所述分量图中的像素对应的偏振片的偏振方向相同；以及根据所述分量图获取所述非偏振光部分的光强图像。例如，在本公开一实施例提供的成像方法中，所述检偏光线的光强图像为：其中，EG表示所述检偏光线的电场矢量，EG＝G×Esum＝AU×eiφ+AP×ei(φ+ω)，以及Esum＝EP+EU，Esum为所述入射光线的电场矢量，EP为所述入射光线中的所述偏振光部分的电场矢量，EU为所述入射光线中的所述非偏振光部分的电场矢量，AP为对应EP电场矢量的振幅，AU为对应EU电场矢量的振幅，G为所述偏振片的琼斯向量，φ为所述偏振片的偏振方向，ω为所述偏振光部分的电场矢量的相位。例如，在本公开一实施例提供的成像方法中，将所述检偏光线的光强图像拆分成与所述偏振方向一一对应的多个分量图，包括：将所述检偏光线的光强图像拆分成第一角度、第二角度、第三角度和第四角度四个偏振方向的分量图，分别为：Iφ1＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ1)；Iφ2＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ2)；Iφ3＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ3)；Iφ4＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ4)；其中，Iφ1表示偏振方向为第一角度的分量图，Iφ2表示偏振方向为第二角度的分量图，Iφ3表示偏振方向为第三角度的分量图，以及Iφ4表示偏振方向为第四角度的分量图。例如，在本公开一实施例提供的成像方法中，根据所述分量图获取所述非偏振光部分的光强图像，包括：根据公式获得所述入射光线中的所述非偏振光部分的光强图像IU。附图说明为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。图1为在雾霾天气下，成像装置对目标物体成像的示意图；图2为本公开的实施例提供的一种成像装置的示意框图；图3为偏振片阵列和感光元件阵列集成在一起的示意图；图4为本公开的实施例提供的一种偏振片阵列的示意图；图5为本公开的实施例提供的一种偏振片阵列中的子阵列的示意图；图6本公开的实施例提供的另一种偏振片阵列的示意图；图7A为本公开的实施例提供的一种偏振片的示意图；图7B为沿图7A中I-I'线的剖视图；图8为对应于图4的偏振片阵列的检偏光线的光强图像；图9为将图8所示的光强图像按照偏振方向拆分后的四个分量图；以及图10为对图8所示的光强图像采用插值平均方法的示意图。具体实施方式为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少雾霾影响的成像装置，包括偏振片阵列、感光元件阵列和处理器，其中，所述偏振片阵列被配置为在不同偏振方向上对入射光线进行检偏以输出检偏光线，所述入射光线包括非偏振光部分和由雾霾成分产生的偏振光部分；所述感光元件阵列被配置为采集所述检偏光线的光强图像；以及所述处理器被配置为对所述检偏光线的光强图像进行处理，以将所述偏振光部分从所述检偏光线的光强图像中去除，并获取所述非偏振光部分的光强图像。

【技术特征摘要】
1.一种减少雾霾影响的成像装置，包括偏振片阵列、感光元件阵列和处理器，其中，所述偏振片阵列被配置为在不同偏振方向上对入射光线进行检偏以输出检偏光线，所述入射光线包括非偏振光部分和由雾霾成分产生的偏振光部分；所述感光元件阵列被配置为采集所述检偏光线的光强图像；以及所述处理器被配置为对所述检偏光线的光强图像进行处理，以将所述偏振光部分从所述检偏光线的光强图像中去除，并获取所述非偏振光部分的光强图像。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述偏振片阵列包括至少一个子阵列，每个所述子阵列包括多个偏振片，且同一个子阵列中的多个偏振片至少具有三种不同的偏振方向；所述偏振片阵列与所述感光元件阵列集成在一起，且所述偏振片阵列中的每个偏振片的尺寸与所述感光元件阵列中的每个感光元件的尺寸相同且一一对准。3.根据权利要求2所述的成像装置，其中，每个所述子阵列包括四个偏振片，且同一个所述子阵列中的四个偏振片至少具有第一角度、第二角度、第三角度和第四角度中的三个不同的偏振方向。4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，每个所述子阵列中的四个偏振片呈两行两列排布。5.根据权利要求3所述的成像装置，其中，同一个所述子阵列中的四个偏振片分别具有四个不同的偏振方向，分别为所述第一角度、所述第二角度、所述第三角度和所述第四角度。6.根据权利要求2-5任一项所述的成像装置，其中，同一个所述子阵列中的多个偏振片的设置位置随机排布。7.根据权利要求1-5任一所述的成像装置，其中，所述处理器被配置为实时地从所述光强图像中去除所述偏振光部分，以实现实时减少雾霾影响的图像处理。8.根据权利要求1-5任一所述的成像装置，其中，所述处理器还被配置为：将所述检偏光线的光强图像拆分成与所述偏振方向一一对应的多个分量图，其中，每个所述分量图中的像素对应的偏振片的偏振方向相同；以及根据所述分量图获取所述非偏振光部分的光强图像。9.根据权利要求8所述的成像装置，其中，所述检偏光线的光强图像为：其中，EG表示所述检偏光线的电场矢量，EG＝G×Esum＝AU×eiφ+AP×ei(φ+ω)，以及Esum＝EP+EU，Esum为所述入射光线的电场矢量，EP为所述入射光线中的所述偏振光部分的电场矢量，EU为所述入射光线中的所述非偏振光部分的电场矢量，AP为对应EP电场矢量的振幅，AU为对应EU电场矢量的振幅，G为所述偏振片的琼斯向量，φ为所述偏振片的偏振方向，ω为所述偏振光部分的电场矢量的相位。10.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述处理器还被配置为：将所述检偏光线的光强图像拆分成第一角度、第二角度、第三角度和第四角度四个偏振方向的分量图，分别为：Iφ1＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ1)；Iφ2＝|AU|2+|AP|2+2AU×AP×cos(ω+2φ2)；Iφ3＝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云天，张振宇，吴忠厚，张春旭，
申请(专利权)人：合肥京东方显示技术有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34