ВЫЧИТАНИЕ ПОМЕХИ ОБРАТНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛЯРИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ ПОДВОДНОГО ВИДЕНИЯ ДЛЯ РАБОТЫ В МУТНОЙ ВОДЕ

Аннотация

Исследование морских глубин в целях обеспечения безопасности, эффективного использо- вания подводных ресурсов является актуальной задачей. В первой части статьи кратко рас- смотрены физические феномены и ограничения, возникающие при распространении электро- магнитных волн видимого диапазона в подводной среде. Показано, что системы подводного видения (как класс специализированных систем технического зрения, - СТЗ) на основе обычных ПЗС матриц сталкиваются с рядом фундаментальных ограничений в вопросе повышения эф- фективности функционирования в природной воде низкой прозрачности. В частности, исполь- зование искусственных источников освещения в составе систем подводного видения в мутной воде приводит к возникновению помехи обратного распространения (ПОР), приводящей к пара- зитной засветке матрицы оптического прибора. В качестве перспективного направления раз- вития систем подводного видения предлагается использовать методы вычитания ПОР на ос- нове информации о поляризации света. В обзорной части статьи рассмотрены последние дос- тижения в данной области. В основной части статьи представлена методология исследования предлагаемого метода вычитания ПОР на основе сравнения с результатами, получаемыми при обработке изображений известными методами оценки параметров вектора Стокса DoLP и AoLP, позволяющими получать информацию о степени поляризации и преобладающих углах поляризации света соответственно. Представлены экспериментально полученные резуль- таты обработки данных съемок подводной сцены в воде различной степени мутности посредством алгоритмов DoLP, AoLP и предлагаемым методом вычитания ПОР. Отли- чительными особенностями является использование при расчетах четырех, а не двух на- правлений поляризации, а также оригинальный математический аппарат обработки сиг- налов матрицы камеры машинного зрения.