[发明专利]一种分振幅实时偏振成像系统的图像配准方法

权利要求书

1.一种分振幅实时偏振成像系统的图像配准方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在分振幅实时偏振成像系统镜头前，设置固定偏振方位角的偏振片，由该方位角确定入射光属性，从而得到分振幅实时偏振成像系统的各分光光路图像之间的光强比例，在配准过程中，选用其中一路光路所采集得到的图像作为配准时的基准图像，配准其余三路中的任意一路图像时，根据以上确定的各分光光路之间的光强比例值和基准图像的灰度值，按光强比例构造剩下的两路光路的图像，由此得到四幅图像，用来计算入射光的偏振信息图像；

S2：获得入射光的偏振信息图像后，根据偏振信息正常值占据偏振信息图像中最大面积的原则，结合偏振信息图像的直方图，设置图像二值化阈值和阈值范围，对偏振信息图像进行二值化，最终将占据图像中最大面积的偏振信息正确的图像部分与其余偏振信息异常的图像部分分离开；

S3：采用优化算法对待配准图像的几何变换参数进行寻优：首先对待配准图像进行初始的几何变换，代入至偏振信息图像计算过程中，从而得到的偏振信息图像中的异常值数量，并判断是否满足优化算法的迭代终止条件，如果不满足终止条件，则依据优化算法生成新的几何变换参数，再次对待配准图像进行几何变换，重复计算偏振信息图像中的异常值数量，直到满足优化算法的迭代终止条件，上述迭代过程结束时，搜索得到偏振信息图像中异常值数量最小的几何变换参数；

S4：最终确定以上基准图像与待配准图像之间的几何变换参数为最优结果，实现基准图像与待配准图像之间的配准；

根据各分光光路图像之间的理论光强比例和其中一路所采集得到的图像作为基准图像，配准其余三路中的任意一路图像时，构造剩余两路分光光路的图像，以上过程中，可以选择任意一路图像作为基准图像，从而实现四路分光光路中的任意两路图像之间的配准；

从入射光的属性方面解释，S2中所述的图像二值化阈值与镜头前的偏振片的偏振方位角数据是对应的，即占据偏振信息图像中最大面积的偏振信息的正确值就是镜头前的偏振片的偏振方位角的数值，相应地，配准四路图像时，使用的图像二值化阈值与入射光的圆偏振度数据是对应的，即占据偏振信息图像中最大面积的偏振信息的正确值是经过镜头前的偏振片的入射光的圆偏振度数值；

S2中所述的阈值范围与计算偏振图像过程中的数值计算误差相对应，即计算过程中存在数值的计算误差，导致最终的偏振图像也存在一定的误差，该阈值范围是将计算误差包含在正确的偏振信息范围内；

计算得到的入射光的偏振信息图像有两种，一种是入射光的偏振方位角图像，另一种是入射光的圆偏振度图像，由分振幅实时偏振成像系统的1路、2路和3路光路采集得到的三幅图像之间的配准，使用的偏振信息图像是偏振方位角图像，其4路光路得到的图像与其余三路光路采集的图像之间的配准使用的偏振信息图像是圆偏振度图像。

2.根据权利要求1所述的一种分振幅实时偏振成像系统的图像配准方法，其特征还在于：将图像中的异常偏振信息和正确偏振信息分离开，确定偏振信息异常值数量，得到的该异常值数量直接作为分振幅实时偏振成像系统的各分光光路图像之间配准效果的衡量标准。