一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及水下成像領(lǐng)域，具體涉及一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】：
[0002] 在油田的的開發(fā)生產(chǎn)中，測井是通過井筒采集地層信息最多、覆蓋面最廣、采集密 度最大、最能實(shí)時反映地層條件下各項(xiàng)參數(shù)的技術(shù)，是檢測靜態(tài)和動態(tài)含油飽和度的主要 手段。隨著勘探和開發(fā)更復(fù)雜更隱蔽的油氣藏的發(fā)展，對測井也提出了要求，如薄層、薄互 層、裂縫性儲層低孔隙滲透層、復(fù)雜巖性的評價(jià)。尤其我國絕大多數(shù)油田為陸相沉積油田， 藏油非均質(zhì)嚴(yán)重，天然能量不足，采用注水方式開采的儲量占總儲量的85%以上。經(jīng)過幾十 年的開發(fā)生產(chǎn)，注水方式開采油田的地質(zhì)條件變得越來越復(fù)雜，加之頻繁的油水井措施和 修井施工以及井身結(jié)構(gòu)、固井質(zhì)量、套管材質(zhì)與腐蝕等諸多因素的影響，是井套管技術(shù)狀況 變得越來越差，僅勝利油田每年新增套管變形、穿孔、破裂等套損井近400 口油田大量套損 井的存在，嚴(yán)重影響了油田生產(chǎn)的正常進(jìn)行，制約了油田高效開發(fā)。這都要求測井從方法理 論到測量技術(shù)有更新的發(fā)展。
[0003] 成像測井就是與此相適應(yīng)發(fā)展起來的一種新型的測井技術(shù)。它可以提供大量的物 理信息，以此為基礎(chǔ)給出分辨率高、可靠地二維或三維目的的層的物理參數(shù)圖像，可用來研 宄各種非均勻非線性問題，評價(jià)油、氣產(chǎn)層和其他勘探開發(fā)問題。
[0004] 先前技術(shù)缺點(diǎn)：水下電視攝像系統(tǒng)是海洋開發(fā)與海上作業(yè)及石油、水利等部門的 必備設(shè)備。水下電視攝像系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：低照度性能好，市場大，圖像清晰，動態(tài)范圍 寬，體積小，重量輕，功耗低，堅(jiān)固耐用，操作方便。但是由于不同波長在水體中衰減情況不 同，通常認(rèn)為沿岸海水的光譜透射窗口（即在此波段，光在海水中的衰減最小，透射最大） 為0. 520 y m，體積衰減系數(shù)約為0. 2?0. 6m-l，其衰減長度約為1. 2?5m。大洋清潔水的 光譜透射窗口為0. 480 y m，體積衰減系數(shù)約為0. 05m-l，其衰減長度約為20m。即當(dāng)光線在 水中傳播一段距離后，除了透射窗口波長外，其他顏色的光線都被濾掉，這剩下波段很小的 近單色光。它們所成的像都是單色圖像，沒有色彩，不利于人眼識別目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系 統(tǒng)。
[0006] 為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] 一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)，它由組成水下光源、偏振調(diào)制部分和圖像 采集及處理部分組成；
[0008] 水下光源：包括半導(dǎo)體激光器、擴(kuò)束器、起偏器和檢偏器組成，主要作用是照明；
[0009] 偏振調(diào)制部分：主要是采用液晶相位延遲器組成，主要作用是控制入射光和反射 光的偏振狀態(tài)；
[0010] 圖像采集部分：主要作用是拍得物體在不同偏振光照射下的圖像；
[0011] 系統(tǒng)工作原理：半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光經(jīng)過起偏器后變成線偏振光，經(jīng)過液晶 相位延遲器后，可以得到可以調(diào)節(jié)的不同狀態(tài)的偏振光；然后經(jīng)過擴(kuò)束器后可以保證入射 光完全打到目標(biāo)物體上。上面所說的液晶相位延遲器是通過改變液晶片兩端的電壓來改變 液晶分子的方向，通過控制兩端的電壓可以快速且精準(zhǔn)的得到不同偏振態(tài)的偏振光。物體 反射回來的反射光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器2后由CCD拍攝，從而得到物體的灰度圖像。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的液晶相位延遲器通過改變液晶片兩端的電壓來改變液晶分子的 方向，通過控制兩端的電壓得到不同偏振態(tài)的偏振光；物體反射回來的反射光經(jīng)過液晶相 位調(diào)制器后由CCD拍攝，從而得到物體的灰度圖像。
[0013] 本發(fā)明的一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)的成像方法：
[0014] (1)采用倍頻后的Nd:YAG激光器作為照明光源，激光經(jīng)過起偏器產(chǎn)生線偏振光， 偏振光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器1后，經(jīng)擴(kuò)束系統(tǒng)，使目標(biāo)恰好被全部照亮，先調(diào)節(jié)入射光路中 的液晶相位調(diào)制器1，分別獲得水平線偏振光，45度線偏振光、豎直線偏振光，然后在每種 偏振光下，調(diào)節(jié)接受光路中的液晶相位調(diào)制器2,分別獲取快軸為0度、45度和9度的圖像； 目標(biāo)的反射或散射光由CCD相機(jī)探測；
[0015] 采用以上方法，分別取偏振方向?yàn)?°、45°、90°的3幅不同的圖像；
[0016] (2)在得到了三幅圖像后，得到3個聯(lián)立方程：
[0017] I= 1(0° )+1(90° )
[0018] Q= 1(0° )-1(90。）
[0019] U = 2I(45。）-1(0° )-1(90。）
[0020] 計(jì)算后可得：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)，其特征在于，它由組成水下光源、偏振調(diào)制部 分和圖像采集及處理部分組成； 水下光源：包括半導(dǎo)體激光器、擴(kuò)束器、起偏器和檢偏器組成，主要作用是照明； 偏振調(diào)制部分：主要是采用液晶相位延遲器組成，主要作用是控制入射光和反射光的 偏振狀態(tài)； 圖像采集部分：主要作用是拍得物體在不同偏振光照射下的圖像； 系統(tǒng)工作原理：半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光經(jīng)過起偏器后變成線偏振光，經(jīng)過液晶相位 延遲器后，可以得到可以調(diào)節(jié)的不同狀態(tài)的偏振光；然后經(jīng)過擴(kuò)束器后可以保證入射光完 全打到目標(biāo)物體上。上面所說的液晶相位延遲器是通過改變液晶片兩端的電壓來改變液晶 分子的方向，通過控制兩端的電壓可以快速且精準(zhǔn)的得到不同偏振態(tài)的偏振光。物體反射 回來的反射光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器2后由CCD拍攝，從而得到物體的灰度圖像。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)，其特征在于，所述的液 晶相位延遲器通過改變液晶片兩端的電壓來改變液晶分子的方向，通過控制兩端的電壓得 到不同偏振態(tài)的偏振光；物體反射回來的反射光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器后由CCD拍攝，從而 得到物體的灰度圖像。
3. 如權(quán)利要求1所述的水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)，其成像方法是： (1) 采用倍頻后的NchYAG激光器作為照明光源，激光經(jīng)過起偏器產(chǎn)生線偏振光，偏振 光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器1后，經(jīng)擴(kuò)束系統(tǒng)，使目標(biāo)恰好被全部照亮，先調(diào)節(jié)入射光路中的液 晶相位調(diào)制器1，分別獲得水平線偏振光，45度線偏振光、豎直線偏振光，然后在每種偏振 光下，調(diào)節(jié)接受光路中的液晶相位調(diào)制器2,分別獲取快軸為O度、45度和9度的圖像；目標(biāo) 的反射或散射光由CCD相機(jī)探測； 采用以上方法，分別取偏振方向?yàn)?°、45°、90°的3幅不同的圖像； (2) 在得到了三幅圖像后，得到3個聯(lián)立方程：
其中Ρ、Θ分別為灰度圖像；將其分別帶入HSV顏色空間，將Ι、Ρ、Θ的值分別對應(yīng)到 H、S、V分量，可得到一幅全新彩色圖像。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下電視系統(tǒng)視頻彩色成像系統(tǒng)。它由組成水下光源、偏振調(diào)制部分和圖像采集及處理部分組成。半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光經(jīng)過起偏器后變成線偏振光，經(jīng)過液晶相位延遲器后，可以得到可以調(diào)節(jié)的不同狀態(tài)的偏振光；然后經(jīng)過擴(kuò)束器后可以保證入射光完全打到目標(biāo)物體上。上面所說的液晶相位延遲器是通過改變液晶片兩端的電壓來改變液晶分子的方向，通過控制兩端的電壓可以快速且精準(zhǔn)的得到不同偏振態(tài)的偏振光。物體反射回來的反射光經(jīng)過液晶相位調(diào)制器2后由CCD拍攝，從而得到物體的灰度圖像。通過本發(fā)明得到的圖像更清晰，分辨率更高。
【IPC分類】H04N9-64, H04N9-04
【公開號】CN104539920
【申請?zhí)枴緾N201510011767
【發(fā)明人】李代林, 萬杰, 裴紅艷
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月9日