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散射介质的物理特性估计方法及装置

发布时间:2022-12-13

专利示意图

一、技术领域

计算机成像学领域


二、专利介绍

1.专利信息

专利类型:发明

专利权人:清华大学深圳国际研究生院

申请号:202210429477.6

发明人:金欣、杜东宇

2.专利说明书摘要

本发明公开一种散射介质的物理特性估计方法及装置,包括:采用透射式成像模型测量时域响应曲线;将采集的时域响应曲线进行归一化处理;设计以时域响应曲线偏移量和散射介质的约化散射系数及吸收系数为优化参量,时域响应测量值为参考量的优化估计框架;依据材质设定散射介质的折射率取值网格,约化散射系数和吸收系数的初始化取值网格;将所设参数传入优化估计框架进行优化求解,计算均方误差;选取均方误差最小时的折射率值和约化散射系数及吸收系数的优化结果为散射介质的物理特性估计值;选取以约化散射系数及吸收系数的最优参数为中心的置信度区间,生成最终的估计区间。本发明可以估计散射介质的多种物理特性,提供的估计结果准确度更高。

3.创新点

(1)本发明涉及计算机视觉与数字图像处理技术领域,针对散射介质的物理特性估计不准确的问题,提出一种散射介质的物理特性估计方法及装置;

(2)本方法对散射介质物理特性的估计精度高;

(3)本方法可估计散射介质的多种物理特性。

4.痛点问题

(1)现有对散射介质物理特性的估计方法准确率低;

(2)现有对散射介质物理特性的估计方法无法直接估计多种物理特性。

5.技术优势

(1)相比于现有方法需要只能估计散射介质的一项综合特性,本发明所提方法可以同时估计散射介质的多种物理特性;

(2)相比于现有估计方法准确率低,本发明所提估计方法的准确率高;

(3)相比于现有方法用过简单重复实验提升准确率,本发明设计了优化估计模型来准确估计散射介质的物理特性。


三、产业化信息

1.应用场景

散射介质广泛存在于自然界中,如浓烟、雾霾、浑浊水体和生物组织等,其物理特性如散射特性、吸收特性和折射特性也具有多样性的特点,本发明可用于估计多类型散射介质的散射特性。

2.商业价值

此项技术拥有很大的商业前景,可以用于估计自然环境中的浓烟、雾霾、浑浊水体等的散射特性,也可用于估计医学观测中的生物组织的散射特性估计。对这些散射介质物理特性的估计有助于研究者探究光散射现象的物理机理,进而有针对性地设计不同散射场景下的散射成像方法,从而突破散射介质障碍,实现对散射场景中的目标物体进行成像。

3.发展规划

(1)该技术未来可应用至自动驾驶汽车,推动自动驾驶汽车的快速落地;

(2)该技术未来可应用至医学观测设备,观测生物组织的物理特性。

4.合作方式

横向、技术转让、技术许可、合作兴办企业。



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