仿生多波段偏振视觉感知模型研究

水、空气(雾、雨、烟)等介质中悬浮粒子的散射，极大的降低了目标光学和红外可探测性，使得对处于上述散射介质中的目标进行检测、定位等具有很强挑战性。多波段偏振视觉感知系统作为多种海洋生物的猎食、逃生的基础，能够准确的获取散射介质中的感兴趣目标的各种信息。本课题以螳螂虾、乌贼等生物为例，研究生物多波段偏振视觉系统中各光学神经单元的组成、结构和机能分析，建立仿生多波段偏振成像方法。通过视觉行为学分析这些生物对不同波段偏振光的反应，建立生物多波段偏振视觉信息处理系统的模型。利用人类视皮层信息编码的特点，通过构造空间、光谱、偏振多维度联合稀疏描述模型和相应的观测矩阵，将其与所建立的生物多波段偏振视觉信息处理模型相结合，提出并研究仿生多波段偏振视觉感知模型，进而解决散射介质中目标检测和定位问题，为开拓新型机器视觉研究领域奠定基础。在国际重要期刊和国内一级学报上发表10-15 篇论文，申请2-4项专利。

水、空气(雾、雨、烟)等介质中悬浮粒子的散射，极大的降低了目标光学和红外可探测性，使得对处于上述散射介质中的目标进行检测、定位等具有很强挑战性。多波段偏振视觉感知系统作为多种海洋生物的猎食、逃生的基础，能够准确的获取散射介质中的感兴趣目标的各种信息。本课题以螳螂虾、水虿为例，研究了这两种生物的多波段偏振视觉系统的中各光学神经单元的组成、结构和机能分析，建立仿生多波段偏振成像方法。通过对水蚕偏振视觉行为分析，得出水蚕对不同波段偏振光的反应。利用压缩感知和低秩分析的特点，通过构造空间、光谱、偏振多维度联合稀疏描述模型和相应的观测矩阵，将其与所建立的生物多波段偏振视觉信息处理模型相结合，提出并建立了高分辨多波段偏振图像重构、分析方法。本项目通过3年的研究，在国际重要期刊上发表8篇论文，国内重要学术刊物发表论文6篇，参加相关国际会议5次，申请4项专利。