多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备及方法，可以采用偏振图像来过滤后向散射带来的影响，同时通过传感器增强拍摄影像的细节和质量以减少前向散射造成的影响，从而提高水下文物的成像质量。从而提高水下文物的成像质量。从而提高水下文物的成像质量。

【技术实现步骤摘要】
多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备及方法


[0001]本专利技术涉及水下文物搜寻
，具体而言，涉及一种多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备及方法。

技术介绍

[0002]在浅水领域中，水下文物搜寻存在很多对人为操作不利的因素，如海水受到污染，长时间水下作业会对人体造成不可逆转的伤害；水下能见度低，光靠人眼很难锁定文物位置；水下环境太黑暗，作业难度大；作业环境狭窄，人难以在里面研究等。
[0003]为避免上述人为操作的缺点，可以采用水下摄像设备进行影像获取，但其水下视觉研究中存在以下成像质量问题：1.在复杂的光学环境下，水下成像质量急剧下降，传统成像方法常用的颜色、亮度等特性衰减严重，水下成像质量低；2.光在水下会发生散射，主要为前向散射和后向散射；前向散射会导致影像模糊，主要是由于光通过物体反射到相机时，发生一定角度的偏差造成的；后向散射对导致影像对比度变低，主要是由于光线在照射物体前，水中存在颗粒物体等杂质造成光线散射从而被相机接收。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的现有水下摄像方案存在的成像质量问题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种水下文物的高清影像获取方法，所述方法包括：获取第一相机采集的水下文物的第一图像、第二相机采集的所述水下文物的多个偏振图像，以及根据所述多个偏振图像确定线偏振度图像及偏振角图像；根据预设重叠图像尺寸裁剪得到所述第一图像对应的第一重叠图像、所述线偏振度图像对应的线偏振度重叠图像、所述偏振角图像的对应的偏振角重叠图像；根据激光反射点与发射点间的位移，修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像；将修正后的所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像转换为灰度图；根据方向性的边缘提取算子提取所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像的灰度图的边缘特征，各方向分别融合得到偏振融合图像；对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图分别进行小波变换分解，得到对应的小波系数；对所述小波系数进行降噪处理以及小波逆变换得到融合图像；对所述融合图像进行彩色化恢复，得到高清图像。
[0006]可选地，所述根据激光反射点与发射点间的位移，修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像，包括：在激光反射镜伸出后，控制激光发射器发射激光至所述激光反射镜，以及控制激光接收器接收所述激光反射镜的反射激光；根据所述激光发射器的初始位置及所述反射激光的偏移位置，确定激光反射点与发射点间的位移；根据所述位移修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像。
[0007]可选地，所述根据方向性的边缘提取算子提取所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像的灰度图的边缘特征，各方向分别融合得到偏振融合图像，包括：对所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像的灰度图的竖直方向、水平方向和对角方向采用不同
的边缘提取算子提取得到边缘特征；采用筛选器对所述竖直方向、所述水平方向和所述对角方向的边缘特征分别进行筛选后，融合得到偏振融合图像。
[0008]可选地，所述对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图分别进行小波变换分解，得到对应的小波系数，包括：对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图进行两层小波变换分解，得到对应的近似系数、水平系数、竖直系数和对角系数。
[0009]可选地，所述对所述小波系数进行降噪处理以及小波逆变换得到融合图像，包括：对所述小波系数中的小波低频系数取均值，对所述小波系数中的小波高频系数采用硬阈值函数处理，以及进行小波逆变换得到融合图像。
[0010]可选地，所述对所述融合图像进行彩色化恢复，得到高清图像，包括：对所述融合图像进行彩色化恢复得到RGB图像；将所述RGB图像转换为HSV图像后，对所述HSV图像进行去光照处理；进行多尺度图像增强后进行RGB转换，得到增强的高清图像。
[0011]本专利技术提供了一种多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备，包括拍摄模块、矫正模块、照明模块、探测模块、计算处理模块、监测模块、自动返航模块、通信模块及360度旋转推进器；所述拍摄模块包括CCD相机、偏振光相机及显示屏；所述矫正模块包括红外激光发射器、红外激光接收传感器和激光反射镜，所述激光反射镜在伸出状态下反射面与所述红外激光发射器的激光出射方向垂直；所述探测模块包括侧扫声呐传感器；所述监测模块包括红外LED浊度传感器、温度传感器、氮氨传感器、PH测量计、溶解氧传感器、盐度传感器、氟离子传感器、COD传感器和报警器；所述计算处理模块包括中央处理器、内存、SSD硬盘和影像处理器；所述计算处理模块用于上述方法；所述自动返航模块包括加速度计、倾角传感器、光纤陀螺仪和计时器；所述通信模块包括水声通信传感器。
[0012]可选地，所述照明模块包括氙气照明灯和自然光照明灯；若检测到亮度低于亮度阈值，则开启所述氙气照明灯；若检测到亮度高于所述亮度阈值，则开启所述自然光照明灯；若水体浊度大于浊度阈值，开启所述侧扫声呐传感器；若基于所述监测模块监测数据确定水污染指数高于预设污染阈值，则触发所述报警器报警。
[0013]可选地，所述自动返航模块用于记录行进过程中的角度、加速度及对应的持续时长，以及根据所述角度的补角、所述加速度及所述对应的持续时长进行自动返航。
[0014]可选地，还包括电缆插口及操控器；所述电缆插口用于连接电缆，通过所述电缆传输控制指令或水下影像数据；所述操控器用于接收及响应用户输入的控制指令。
[0015]本专利技术实施例提供的多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备及方法，可以采用偏振图像来过滤后向散射带来的影响，同时通过传感器增强拍摄影像的细节和质量以减少前向散射造成的影响，从而提高水下文物的成像质量。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备的左视
图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备的前视图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备的俯视图；
[0020]图4为本专利技术实施例提供的多功能水下文物辅助搜寻和高清影像获取设备的后视图；
[0021]图5为本专利技术实施例提供的一种水下文物的高清影像获取方法的流程示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]本专利技术实施例提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下文物的高清影像获取方法，其特征在于，所述方法包括：获取第一相机采集的水下文物的第一图像、第二相机采集的所述水下文物的多个偏振图像，以及根据所述多个偏振图像确定线偏振度图像及偏振角图像；根据预设重叠图像尺寸裁剪得到所述第一图像对应的第一重叠图像、所述线偏振度图像对应的线偏振度重叠图像、所述偏振角图像的对应的偏振角重叠图像；根据激光反射点与发射点间的位移，修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像；将修正后的所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像转换为灰度图；根据方向性的边缘提取算子提取所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像的灰度图的边缘特征，各方向分别融合得到偏振融合图像；对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图分别进行小波变换分解，得到对应的小波系数；对所述小波系数进行降噪处理以及小波逆变换得到融合图像；对所述融合图像进行彩色化恢复，得到高清图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据激光反射点与发射点间的位移，修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像，包括：在激光反射镜伸出后，控制激光发射器发射激光至所述激光反射镜，以及控制激光接收器接收所述激光反射镜的反射激光；根据所述激光发射器的初始位置及所述反射激光的偏移位置，确定激光反射点与发射点间的位移；根据所述位移修正所述第一重叠图像、所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据方向性的边缘提取算子提取所述线偏振度重叠图像以及所述偏振角重叠图像的灰度图的边缘特征，各方向分别融合得到偏振融合图像，包括：对所述线偏振度重叠图像、所述偏振角重叠图像的灰度图的竖直方向、水平方向和对角方向采用不同的边缘提取算子提取得到边缘特征；采用筛选器对所述竖直方向、所述水平方向和所述对角方向的边缘特征分别进行筛选后，融合得到偏振融合图像。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图分别进行小波变换分解，得到对应的小波系数，包括：对所述偏振融合图像及修正后的所述第一重叠图像的灰度图进行两层小波变换分解，得到对应的近似系数、水平系数、竖直系数和对角系数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱冬炜，梁浩荣，万珊珊，蒙翠青，王霁，牛磊，段明旭，李婉，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：