[发明专利]一种基于关联成像的水下目标成像装置

权利要求书

1.一种基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，包括放置在密封壳体内的发射系统、接收系统和控制与计算系统；

所述发射系统包括激光光源、旋转毛玻璃、分束镜和发射镜组；所述接收系统包括接收镜组、CCD散斑采集模块、门控PMT桶探测模块；

所述激光光源照射旋转毛玻璃产生赝热光源，该贋热光源被分束镜分为两束，分别为物臂光束和参考臂光束，所述物臂光束通过发射镜组后照射水下目标，回波光通过接收镜组被门控PMT桶探测模块探测；所述参考臂光束被CCD散斑采集模块探测，记录光场的涨落；

所述控制与计算系统，包括：

散斑卷积增强预处理模块，用于接收所述CCD散斑采集模块探测的散斑，并进行卷积增强后，传输至目标图像重构模；

目标图像重构模块，用于接收卷积增强后的散斑，并与接收到的由所述门控PMT桶探测模块探测的物臂目标数据进行图像重构后，传输至去噪模块；

去噪模块，用于接收重构后的图像，并进行去噪处理。

2.根据权利要求1所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述卷积增强具体是将所述CCD散斑采集模块探测的第i张参考臂散斑与参考臂水下卷积核h_r(x,y)进行卷积，获得卷积增强后新的参考臂散斑

3.根据权利要求1所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述图像重构具体是采用压缩感知凸优化算法的TVAL3算法将参考臂散斑数据和物臂目标数据进行重构运算，即将最小全变分约束引入，采用增强拉格朗日法将带约束模型转换为不带约束的目标函数，交替方向法求解目标函数，最终获得目标图像的最佳逼近。

4.根据权利要求1所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述去噪处理具体是对含散射噪声的桶探测值进行目标重构得到的含噪目标信号表示为：

其中，e为与向量x相同维度的单位向量，y₀为无噪桶探测值向量，则所需要的原始无噪的目标向量x₀为：

最终将得到的无噪目标向量x₀重排成目标图像O_GI。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述密封壳体，用于确保所述水下目标成像装在水下的水密性和发射接收的口径。

6.根据权利要求1-4任一所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述发射镜组的发射孔径与接收镜组的接收孔径分置，通过发射角和接收角之间的角度错位，减少水体后向散射的影响。

7.根据权利要求1-4任一所述的基于关联成像的水下目标成像装置，其特征在于，所述门控PMT桶探测模块采用门控方式，通过计算回波时间，利用门控的开门时间滤除绝大多数的水体后向散射，保证了探测信噪比。