長波紅外偏振成像及實驗研究
發(fā)布時間:2021-08-15 08:21
在現(xiàn)代社會中,伴隨著成像探測技術(shù)的進(jìn)步,還有人們需求的不斷提高,探測的波段范圍已從可見光波段擴展到紅外波段。紅外成像設(shè)備可以檢測到目標(biāo)溫度等輻射量,在暗夜觀察或者需要目標(biāo)的熱成像時,紅外成像設(shè)備顯得尤為重要,這在可見光波段是無法實現(xiàn)的。但是,當(dāng)目標(biāo)被遮蔽物隱蔽或者待測目標(biāo)與背景溫差較小時,對以溫度為探測對象的紅外熱成像而言,此時已不能滿足需求。所以,人們將光波中含有的偏振特性,與紅外熱成像技術(shù)相結(jié)合,發(fā)展成具有更高識別能力的紅外偏振成像技術(shù)。該項技術(shù)的發(fā)展,使得獲取的信息不僅包括光強度,更有代表目標(biāo)特征的偏振信息,二者的結(jié)合讓探測維度得以擴展,即使在成像背景復(fù)雜,或者目標(biāo)對比度小時,紅外偏振成像設(shè)備仍可去識別被測對象。不同物體具有不同的偏振性質(zhì),即使同等被測目標(biāo)在不同狀態(tài)下,其偏振現(xiàn)象也會表現(xiàn)差異。目前大多數(shù)的被測對象都不是靜態(tài)的,因此僅僅針對靜態(tài)目標(biāo)成像已不能滿足需求,關(guān)于如何進(jìn)行實時偏振探測的研究是非常必要的。長波紅外波段屬于地物(包括人造物)的發(fā)射波段,因此長波紅外偏振成像具有重要的研究意義。本文主要從紅外偏振特性出發(fā),在紅外長波范圍內(nèi),針對分時和分焦面兩種偏振探測方式,對長波紅...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究的目的與意義
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀研究
1.3 長波紅外偏振成像的應(yīng)用
1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 紅外偏振成像的理論基礎(chǔ)
2.1 偏振基礎(chǔ)理論
2.2 目標(biāo)的紅外偏振特性
2.2.1 目標(biāo)反射的偏振特性
2.2.2 目標(biāo)輻射的偏振特性
2.3 偏振的描述方式
2.3.1 瓊斯矢量
2.3.2 Stokes矢量
2.3.3 圖示法
2.4 穆勒矩陣
2.5 Stokes矢量的測量
2.5.1 線偏振Stokes測量
2.5.2 全偏振Stokes測量
2.6 紅外偏振的探測方式
2.7 本章小結(jié)
第3章 分時長波紅外偏振成像實驗研究
3.1 分時長波紅外偏振成像特性實驗
3.1.1 系統(tǒng)組成
3.1.2 靜態(tài)目標(biāo)偏振特性驗證性實驗
3.2 分時長波紅外高幀頻偏振成像系統(tǒng)
3.2.1 系統(tǒng)組成
3.2.2 高速旋轉(zhuǎn)輪
3.2.3 偏振探測單元
3.2.4 圖像采集與處理單元
3.2.5 動態(tài)目標(biāo)探測實驗
3.3 本章小結(jié)
第4章 分焦面長波紅外偏振成像實驗研究
4.1 分焦面偏振探測的原理
4.2 分焦面探測器的設(shè)計原理
4.3 視場誤差修正算法研究
4.3.1 雙線性插值算法
4.3.2 雙三次插值算法
4.3.3 插值算法在焦平面偏振處理的表示法
4.4 實驗平臺搭建
4.4.1 系統(tǒng)組成
4.4.2 偏振信息的兩種處理方式
4.5 紅外偏振圖像細(xì)節(jié)増強處理
4.6 分焦面偏振探測實驗
4.6.1 常見空間目標(biāo)的組成結(jié)構(gòu)及偏振特性分析
4.6.2 偏振探測實驗
4.6.3 紅外偏振圖像融合
4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文主要完成工作
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分時型長波紅外高幀頻偏振成像實驗研究[J]. 張哲,劉欣悅,王建立,姚凱男,李天賜. 液晶與顯示. 2019(05)
[2]分焦平面偏振成像關(guān)鍵技術(shù)[J]. 羅海波,劉燕德,蘭樂佳,葉雙輝. 華東交通大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[3]典型背景和目標(biāo)的長波紅外偏振成像實驗研究[J]. 王霞,梁建安,龍華寶,姚錦華,夏潤秋,賀思,金偉其. 紅外與激光工程. 2016(07)
[4]大氣湍流對空間目標(biāo)偏振成像探測的影響[J]. 王國聰,王建立,張振鐸,于樹海,曾蔚. 光子學(xué)報. 2016(04)
[5]亞波長金屬偏振光柵設(shè)計與分析[J]. 康寧,唐軍,李大林,陳萌,楊江濤,郭浩,劉俊. 傳感器與微系統(tǒng). 2015(02)
[6]用于空間目標(biāo)偏振探測的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)偏振分析[J]. 王國聰,王建立,張振鐸,明名,張斌,曾蔚. 光學(xué)學(xué)報. 2014(12)
[7]紅外偏振成像探測技術(shù)進(jìn)展[J]. 王霞,夏潤秋,金偉其,劉敬,梁建安. 紅外與激光工程. 2014(10)
[8]紅外偏振成像探測技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 姜會林,付強,段錦,張立中,李英超,張肅. 紅外技術(shù). 2014(05)
[9]長波紅外偏振探測性能分析與成像研究[J]. 劉宇軒,顧明劍. 科技和產(chǎn)業(yè). 2013(05)
[10]基于斯托克斯矢量的偏振成像儀器及其進(jìn)展[J]. 劉敬,夏潤秋,金偉其,王霞,杜嵐. 光學(xué)技術(shù). 2013(01)
博士論文
[1]多源圖像融合算法研究[D]. 延翔.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]紅外與紅外偏振/可見光圖像融合算法研究[D]. 朱攀.天津大學(xué) 2017
[3]偏振探測與成像系統(tǒng)研究及優(yōu)化[D]. 代虎.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2015
[4]空間目標(biāo)紅外偏振特性獲取關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 牛繼勇.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
碩士論文
[1]紅外多波段圖像融合算法研究[D]. 李朝陽.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[2]分孔徑實時偏振紅外成像儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 王琪.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2016
[3]基于長波的紅外偏振成像技術(shù)研究[D]. 王曉娟.天津大學(xué) 2016
[4]紅外偏振成像實驗研究[D]. 曾恒亮.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[5]長波紅外偏振圖像獲取與融合[D]. 楊建喬.天津大學(xué) 2016
[6]紅外輻射偏振建模與仿真研究[D]. 湯倩.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[7]面向目標(biāo)探測識別的紅外偏振特性分析與特征提取[D]. 邱跳文.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[8]基于差異特征的紅外偏振與光強圖像融合方法研究[D]. 安富.中北大學(xué) 2014
[9]紅外偏振成像的影響因素與融合算法研究[D]. 周彥卿.中國工程物理研究院 2014
[10]紅外偏振成像技術(shù)與方法研究[D]. 虞文俊.南京理工大學(xué) 2014
本文編號:3344181
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所)吉林省
【文章頁數(shù)】:104 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究的目的與意義
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀研究
1.3 長波紅外偏振成像的應(yīng)用
1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 紅外偏振成像的理論基礎(chǔ)
2.1 偏振基礎(chǔ)理論
2.2 目標(biāo)的紅外偏振特性
2.2.1 目標(biāo)反射的偏振特性
2.2.2 目標(biāo)輻射的偏振特性
2.3 偏振的描述方式
2.3.1 瓊斯矢量
2.3.2 Stokes矢量
2.3.3 圖示法
2.4 穆勒矩陣
2.5 Stokes矢量的測量
2.5.1 線偏振Stokes測量
2.5.2 全偏振Stokes測量
2.6 紅外偏振的探測方式
2.7 本章小結(jié)
第3章 分時長波紅外偏振成像實驗研究
3.1 分時長波紅外偏振成像特性實驗
3.1.1 系統(tǒng)組成
3.1.2 靜態(tài)目標(biāo)偏振特性驗證性實驗
3.2 分時長波紅外高幀頻偏振成像系統(tǒng)
3.2.1 系統(tǒng)組成
3.2.2 高速旋轉(zhuǎn)輪
3.2.3 偏振探測單元
3.2.4 圖像采集與處理單元
3.2.5 動態(tài)目標(biāo)探測實驗
3.3 本章小結(jié)
第4章 分焦面長波紅外偏振成像實驗研究
4.1 分焦面偏振探測的原理
4.2 分焦面探測器的設(shè)計原理
4.3 視場誤差修正算法研究
4.3.1 雙線性插值算法
4.3.2 雙三次插值算法
4.3.3 插值算法在焦平面偏振處理的表示法
4.4 實驗平臺搭建
4.4.1 系統(tǒng)組成
4.4.2 偏振信息的兩種處理方式
4.5 紅外偏振圖像細(xì)節(jié)増強處理
4.6 分焦面偏振探測實驗
4.6.1 常見空間目標(biāo)的組成結(jié)構(gòu)及偏振特性分析
4.6.2 偏振探測實驗
4.6.3 紅外偏振圖像融合
4.7 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 本文主要完成工作
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]分時型長波紅外高幀頻偏振成像實驗研究[J]. 張哲,劉欣悅,王建立,姚凱男,李天賜. 液晶與顯示. 2019(05)
[2]分焦平面偏振成像關(guān)鍵技術(shù)[J]. 羅海波,劉燕德,蘭樂佳,葉雙輝. 華東交通大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[3]典型背景和目標(biāo)的長波紅外偏振成像實驗研究[J]. 王霞,梁建安,龍華寶,姚錦華,夏潤秋,賀思,金偉其. 紅外與激光工程. 2016(07)
[4]大氣湍流對空間目標(biāo)偏振成像探測的影響[J]. 王國聰,王建立,張振鐸,于樹海,曾蔚. 光子學(xué)報. 2016(04)
[5]亞波長金屬偏振光柵設(shè)計與分析[J]. 康寧,唐軍,李大林,陳萌,楊江濤,郭浩,劉俊. 傳感器與微系統(tǒng). 2015(02)
[6]用于空間目標(biāo)偏振探測的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)偏振分析[J]. 王國聰,王建立,張振鐸,明名,張斌,曾蔚. 光學(xué)學(xué)報. 2014(12)
[7]紅外偏振成像探測技術(shù)進(jìn)展[J]. 王霞,夏潤秋,金偉其,劉敬,梁建安. 紅外與激光工程. 2014(10)
[8]紅外偏振成像探測技術(shù)及應(yīng)用研究[J]. 姜會林,付強,段錦,張立中,李英超,張肅. 紅外技術(shù). 2014(05)
[9]長波紅外偏振探測性能分析與成像研究[J]. 劉宇軒,顧明劍. 科技和產(chǎn)業(yè). 2013(05)
[10]基于斯托克斯矢量的偏振成像儀器及其進(jìn)展[J]. 劉敬,夏潤秋,金偉其,王霞,杜嵐. 光學(xué)技術(shù). 2013(01)
博士論文
[1]多源圖像融合算法研究[D]. 延翔.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]紅外與紅外偏振/可見光圖像融合算法研究[D]. 朱攀.天津大學(xué) 2017
[3]偏振探測與成像系統(tǒng)研究及優(yōu)化[D]. 代虎.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所) 2015
[4]空間目標(biāo)紅外偏振特性獲取關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 牛繼勇.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2015
碩士論文
[1]紅外多波段圖像融合算法研究[D]. 李朝陽.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所) 2018
[2]分孔徑實時偏振紅外成像儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 王琪.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所 2016
[3]基于長波的紅外偏振成像技術(shù)研究[D]. 王曉娟.天津大學(xué) 2016
[4]紅外偏振成像實驗研究[D]. 曾恒亮.中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所) 2016
[5]長波紅外偏振圖像獲取與融合[D]. 楊建喬.天津大學(xué) 2016
[6]紅外輻射偏振建模與仿真研究[D]. 湯倩.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[7]面向目標(biāo)探測識別的紅外偏振特性分析與特征提取[D]. 邱跳文.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[8]基于差異特征的紅外偏振與光強圖像融合方法研究[D]. 安富.中北大學(xué) 2014
[9]紅外偏振成像的影響因素與融合算法研究[D]. 周彥卿.中國工程物理研究院 2014
[10]紅外偏振成像技術(shù)與方法研究[D]. 虞文俊.南京理工大學(xué) 2014
本文編號:3344181
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