【摘 要】
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良好的水下光学成像技术对海洋资源开发、水产养殖具有重要意义。光波在水下传输时,水体本身对光具有吸收作用,水体中的悬浮粒子会引起严重的光学吸收和散射,利用传统强度成像的方式获取的图像对比度低、成像模糊。近年来,偏振成像技术能够利用光波的偏振这一维信息进行成像,可以对目标信息光和背景散射光进行有效的分离,受到广泛关注。本论文以海洋牧场建设为背景,以监测海洋牧场水下环境以及海珍品（海参）为出发点,根据双
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良好的水下光学成像技术对海洋资源开发、水产养殖具有重要意义。光波在水下传输时,水体本身对光具有吸收作用,水体中的悬浮粒子会引起严重的光学吸收和散射,利用传统强度成像的方式获取的图像对比度低、成像模糊。近年来,偏振成像技术能够利用光波的偏振这一维信息进行成像,可以对目标信息光和背景散射光进行有效的分离,受到广泛关注。本论文以海洋牧场建设为背景,以监测海洋牧场水下环境以及海珍品（海参）为出发点,根据双波片调制法搭建了水下偏振成像系统。该系统由起偏子系统、检偏子系统、清洁子系统和控制及采集子系统组成。其中起偏子系统是为了获取不同角度的偏振光,检偏子系统是为了采集不同角度的偏振图像,清洁子系统是为了保证整套系统在浑浊介质中长时间运行光学窗口不受污染,控制及采集子系统的作用是协调整套系统的运行。将整套系统集成密封后进行了打压测试,满足外场实验条件。首先进行偏振成像实验,在532nm激光照射下,分别采集目标物原图像、0°、45°、90°和135°偏振图像,并求出偏振度图像和伪彩图像,将获取的图像的灰度分布直方图、信息熵、标准差等参数进行对比,结果表明,在浑浊介质中,某一角度的偏振图像能有效提高成像对比度,提高成像质量。然后进行了米勒矩阵成像实验,分别在0°、45°、90°线偏振光照射下,探测器分别采集透过方向为0°、45°、90°偏振状态的目标物反射图像,用MATLAB将采集的图像根据推导出的米勒矩阵公式进行融合,结果表明融合后的米勒矩阵图像相比于某一角度的偏振图像成像质量更佳。
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