(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210487832.5 (22)申请日 2022.05.06 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 邓岳　顾祚亚　章修惠　李洪珏　 (74)专利代理 机构 北京慕达星云知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 11465 专利代理师 符继超 (51)Int.Cl. H05B 45/30(2020.01) H05B 45/10(2020.01) G03B 15/02(2021.01) H05B 45/34(2020.01) H05B 45/325(2020.01)H04N 5/232(2006.01) H04N 5/235(2006.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种多光谱动态照明阵列及图像去水系统 (57)摘要 本发明公开了一种多光谱动态照明阵列及 图像去水系统， 该阵列包括： 多波段LED阵列、 驱 动电路和控制电路； 其中， 多波段LED阵列与驱动 电路相连， 驱动电路与控制电路相连； 控制电路 用于接收光照控制指令,并通过驱动电路控制多 波段LED阵列动态产生不同波段及亮度的光； 本 发明的多光谱动态照明阵列可以对目标水域进 行精确补光， 在尽量少引入额外短波段光的前提 下因地制宜弥补了水中缺失的长波段光， 抵消了 水体对光吸收不平衡的影 响。 该图像去水系统在 多光谱动态照明阵列动态补光的条件 下， 可以在 不借助光功率计的情况下估计光功率分布， 还可 以控制相机快门速度、 感光度、 光圈等各项拍摄 参数， 并进一步地在补光的基础上二次去水， 达 到更好的效果。 权利要求书2页 说明书6页 附图9页 CN 114867149 A 2022.08.05 CN 114867149 A 1.一种多光谱动态照明阵列， 其特征在于， 包括： 多波段LED阵列、 驱动电路和控制电 路； 其中： 所述多波段LED阵列与所述驱动电路相连， 所述驱动电路与所述控制电路相连； 所述控 制电路用于接收光照控制指令,并通过所述驱动电路控制所述多波段LED阵列动态产生不 同波段及亮度的光。 2.如权利要求1所述的一种多光谱动态照明阵列， 其特征在于， 所述多波段LED阵列包 括： 多波段LED、 铝制散热基板和散热风扇； 其中： 所述多波段LED中 同波段LED以串联方式连接， 不同波段LED间无电气连接， 共同形成阵 列固定在所述铝制散热基板上； 所述散热风扇固定安装在所述铝制散热基板的一 面。 3.如权利要求1所述的一种多光谱动态照明阵列， 其特征在于， 所述控制电路包括： arduino mega 2560pro芯片和外围电路； 其中： 所述外围电路包括： 控制电源输入接口、 功率电源输入接口、 一级放大电路、 功率电源 输出电路、 稳压电路和工作状态监视电路； 所述arduino  mega 2560pro芯片发出pwm波通过一级放大电路为所述驱动电路提供 pwm驱动信号； 所述功率电源输出电路一端连接所述功率电源输入接口、 另一端连接所述驱动电路； 所述稳压电路的一端连接所述控制电源输入接口， 另一端连接所述工作状态监视电路； 所述工作状态监视电路对应连接不同颜色led指示灯， 当所述pwm驱动信号占空比达到 全部驱动信号中最大占空比的一半时， 对应的led指示灯点亮。 4.如权利要求3所述的一种 多光谱动态照明 阵列， 其特征在于， 所述外围电路还包括通 信串口和接地引脚组； 其中， 所述通信串口连接所述arduino  mega 2560pro芯片， 用于接收 计算设备的光照控制指令； 所述接地引脚组具有 多个接地引脚， 用于所述控制电路的扩展。 5.一种多光谱动态照明图像去水系统， 其特征在于， 包括； 多光谱动态照明阵列、 可编 程相机和边缘计算设备； 所述多光谱动态照明阵列为如权利要求1 ‑4任一项所述的多光谱 动态照明阵列； 其中： 所述多光谱动态照明 阵列用于接收所述边缘计算设备发出的光照控制 指令， 动态产生 不同波段及亮度的光， 完成拍摄目标的针对性补光照明； 所述可编程相机用于获取目标图像， 并将所述目标图像传输于所述边缘计算设备， 同 时接收所述 边缘计算设备的调参控制指令， 更新拍摄参数； 所述边缘计算设备用于完成环境光功率分布计算， 将所述光功率分布转换为光照控制 指令发送给所述多光谱动态照明阵列； 还用于输出拍摄参数 的调参控制指令， 完成对所述 可编程相 机拍摄参数 的动态调整， 并对所述可编程相 机拍摄的图像进行优化， 输出经过颜 色矫正与特征增强的图像。 6.如权利要求5所述的一种 多光谱动态照明 图像去水系统， 其特征在于， 所述可编程相 机包括： 拍摄模块与通信模块； 其中： 所述拍摄模块利用图像传感器捕捉外界图像， 将图像通过所述通信模块传输给所述边 缘计算设备； 并接收来自所述边缘计算设备的调参控制指 令， 改变拍摄参数； 所述拍摄参数 包括： 感光度、 快门速度和光圈。 7.如权利要求6所述的一种 多光谱动态照明 图像去水系统， 其特征在于， 所述边缘计算权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114867149 A 2设备包括： 光功率分布合成算法模块和可编程相机智慧影 像系统， 其中： 所述光功率分布合成算法模块通过控制所述多光谱动态照明阵列按顺序拍摄单波段 图像， 将所述单波段图像通过像素筛选和最小二乘法拟合自然光图像， 完成环境光功率分 布计算， 并将所述 光功率分布转换为 光照控制指令发送于所述多光谱动态照明阵列； 还用于控制所述可编程相机获取补光后的目标图像， 交由所述可编 程相机智慧影像系 统进行处 理。 8.如权利要求7所述的一种 多光谱动态照明 图像去水系统， 其特征在于， 所述可编程相 机智慧影像系统包括： 强化学习智能体模块和预训练双层优化端到端图像增强网络模块， 其中： 所述强化学习智能体模块对所述目标图像的拍摄质量进行动态感知， 产生实时调 整所 述可编程相机拍摄参数的调参控制指令， 并传输给 所述可编程相机； 所述预训练双层优化端到端图像增强网络， 在训练阶段对所述目标图像进行评价， 给 予奖励到所述强化学习智能体模块； 在应用阶段对需要处理的目标图像进行优化， 输出经 过颜色矫 正与特征增强的图像。 9.如权利要求8所述的一种 多光谱动态照明 图像去水系统， 其特征在于， 所述强化学习 智能体模块采用演员 ‑评论家框架， 由动作网络和价值网络构成的深度网络； 将所述可编程 相机上一帧输出 的图像编码后作为输入， 经过动作网络处理， 输出对相 机拍摄参数 的调整 动作， 完成对可编程相机拍摄参数的动态调整。 10.如权利要求9所述的一种多光谱动态照明图像去水系统， 其特征在于， 所述可编程 相机为双目深度相机 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114867149 A 3