【摘要】：傳統(tǒng)的紅外探測(cè)系統(tǒng)只能獲取目標(biāo)的強(qiáng)度信息,紅外偏振探測(cè)系統(tǒng)還能獲取目標(biāo)的偏振信息,這有助于研究目標(biāo)的偏振特性。本文基于紅外分焦平面偏振探測(cè)器,展開了偏振探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究,主要研究?jī)?nèi)容包括:1.偏振度計(jì)算方法研究在獲取入射光不同角度的起偏信息后,可采用基于斯托克斯矢量和穆勒矩陣的方法計(jì)算出入射光的偏振度和偏振角大小。然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于制造工藝的限制,分焦平面偏振探測(cè)器指標(biāo)并不理想,使用傳統(tǒng)方法計(jì)算難以獲得準(zhǔn)確的偏振信息,文中提出了一個(gè)新的偏振計(jì)算方法,具有更簡(jiǎn)潔的表達(dá)形式,可以很好地解決遇到的問(wèn)題,并具有廣泛的適用性。2.高速紅外偏振成像與處理系統(tǒng)研制了一臺(tái)紅外偏振成像樣機(jī),采用了嵌入式圖形處理器(Graphics Processing Unit,GPU)作為處理核心,能夠?qū)崟r(shí)處理偏振信息,并為目標(biāo)識(shí)別提供良好的硬件平臺(tái)。該系統(tǒng)比傳統(tǒng)基于FPGA(Field-Programmable Gate Array)或者DSP(Digital Signal Processing)的處理系統(tǒng)有著更快的處理速度和友好的開發(fā)環(huán)境。3.分焦平面偏振探測(cè)器非均勻性校正方法研究在使用分焦平面偏振探測(cè)器獲取目標(biāo)偏振圖像之后,分析了影響偏振成像質(zhì)量的原因,其中包括像元間串?dāng)_,微偏振片透射率和角度均勻性,探測(cè)器響應(yīng)均勻性和瞬時(shí)視場(chǎng)誤差。針對(duì)均勻性問(wèn)題,基于新的偏振計(jì)算方法提出了兩種非均勻性校正方法,一種將透射率和探測(cè)器增益系數(shù)分開定標(biāo)校正,另一種將兩種融合定標(biāo)校正。其中對(duì)于融合定標(biāo)方案,提出了兩點(diǎn)融合定標(biāo)和多點(diǎn)融合定標(biāo)方法,取得了良好的校正效果。在僅考慮均勻性問(wèn)題,解決了以前校正方法偏振計(jì)算不準(zhǔn)確問(wèn)題。4.紅外偏振目標(biāo)識(shí)別算法研究分析了目前主流的傳統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)算法和基于深度學(xué)習(xí)的檢測(cè)算法,采用了基于SSD(Single Shot Multibox Detector)的深度學(xué)習(xí)框架,展開了對(duì)紅外偏振目標(biāo)識(shí)別研究。由于缺乏公開的紅外偏振樣本數(shù)據(jù)集,使用文中的探測(cè)器完成了對(duì)樣本的采集。在本數(shù)據(jù)集上,紅外偏振融合識(shí)別效果要優(yōu)于紅外。
【圖文】：

主要在偏振度計(jì)算方法，實(shí)時(shí)紅外偏振成像系統(tǒng)，分焦平面偏振探測(cè)器非均勻性校正方法，紅外偏振目標(biāo)識(shí)別方法等方面展開了研究工作，為后續(xù)使用紅外偏振技術(shù)對(duì)多目標(biāo)識(shí)別打下了基礎(chǔ)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀1985 年，，Timothy J.Rogne 等[21]人使用紅外偏振探測(cè)技術(shù)開展了目標(biāo)與背景對(duì)比度試驗(yàn)，主要觀察目標(biāo)包括汽車、飛機(jī)、金屬板、混凝土和瀝青等，背景包括草地、樹木、水和云層等。Rogne 使用熱像儀加旋轉(zhuǎn)偏振片的方法獲取了偏振信息，并對(duì)軍方提供的油漆樣本進(jìn)行了研究。其中圖 1.1(a)為灰度圖像中目標(biāo)與背景對(duì)比度情況，(b)為偏振圖像中目標(biāo)與背景對(duì)比度情況。

圖 1.2 2x2 微偏振像元結(jié)構(gòu)圖re 1.2 Structure diagram of 2x2 micro polarization（b） 圖 1.3 (a)-(c)分別為斯托克斯矢量 S0,S1,S2 分量Figure 1.3 (a)-(c)are Stokes vector S0, S1, S2
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN215

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 于洵;朱磊;姜旭;武繼安;李建強(qiáng);;基于微透鏡陣列偏振探測(cè)器的噪聲性能研究[J];紅外與激光工程;2015年S1期

2 高明慧;赫美琳;;偏振成像技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2014年25期

3 趙勁松;;偏振成像技術(shù)的進(jìn)展[J];紅外技術(shù);2013年12期

4 劉敬;夏潤(rùn)秋;金偉其;王霞;杜嵐;;基于斯托克斯矢量的偏振成像儀器及其進(jìn)展[J];光學(xué)技術(shù);2013年01期

5 李海蘭;王霞;張春濤;金偉其;白廷柱;;基于偏振成像技術(shù)的目標(biāo)探測(cè)研究進(jìn)展及分析[J];光學(xué)技術(shù);2009年05期

6 徐參軍;趙勁松;蔡毅;潘順臣;;紅外偏振成像的幾種技術(shù)方案[J];紅外技術(shù);2009年05期

7 杜嘉;趙云升;宋開山;韓陽(yáng);;偏振遙感中水面溢油偏振度隨太陽(yáng)天頂角的變化規(guī)律研究[J];海洋環(huán)境科學(xué);2008年05期

8 劉曉;薛模根;王峰;吳云智;楊釩;;基于紅外偏振特性的水面溢油檢測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[J];紅外與激光工程;2008年S2期

9 邵衛(wèi)東,王培綱,王桂平,鄭親波;分光偏振計(jì)技術(shù)研究[J];中國(guó)激光;2003年01期

10 李力,劉旭,李海峰;分光棱鏡型分振幅光度式偏振測(cè)量系統(tǒng)的研究[J];光學(xué)儀器;1999年Z1期

本文編號(hào)：2681117