發(fā)布時間：2017-05-15 22:03

  本文關(guān)鍵詞：紅外偏振成像實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)成像探測技術(shù)專注于目標(biāo)的強度信息和光譜信息,在現(xiàn)在目標(biāo)背景越來越復(fù)雜情況下,尤其是還有經(jīng)過偽裝和隱蔽的目標(biāo),因此需要開展對其他先進成像探測技術(shù)的研究,以便在復(fù)雜背景下檢測和識別目標(biāo)。紅外偏振成像是在紅外成像與偏振檢測的基礎(chǔ)上,通過檢測目標(biāo)不同于光強、相位、振幅等光波物理特征的偏振信息,可以提供不同于強度圖和光譜圖的信息,能夠利用目標(biāo)與背景的偏振特征差異,增強目標(biāo)背景對比度,提高目標(biāo)探測與識別能力。本文從偏振光理論出發(fā),根據(jù)菲涅爾公式、基爾霍夫理論以及普朗克黑體輻射定律,研究了目標(biāo)紅外偏振特性產(chǎn)生機理,對目標(biāo)反射輻射偏振特性與自發(fā)輻射偏振特性進行了仿真分析;介紹了斯托克斯矢量偏振表示方法,研究了偏振成像技術(shù)的基本原理和目前主要偏振成像方法,為后續(xù)搭建紅外偏振成像平臺提供基礎(chǔ)。其次,根據(jù)目標(biāo)偏振特性模型,系統(tǒng)分析了觀測角、表面粗糙度、折射率、波長等因素對紅外偏振成像的影響,對相關(guān)因素進行了仿真分析和實驗驗證;搭建了長波紅外偏振成像實驗平臺,并利用該平臺和可見光偏振成像系統(tǒng)對室內(nèi)外不同場景進行了偏振成像實驗,結(jié)果表明偏振度能夠提高場景對比度,對背景抑制明顯;針對紅外偏振成像系統(tǒng)不同偏振方向圖像之間不匹配,利用基于sift的圖像配準(zhǔn)方法進行圖像配準(zhǔn),配準(zhǔn)之后的偏振特征參數(shù)成像圖像在清晰度以及信息熵上均有所提高;考慮到偏振度圖雖然提高目標(biāo)場景對比度而場景亮度較低清晰度不高的特點,研究了基于非下采樣剪切波變換的偏振圖像融合方法,利用該方法對偏振特征圖像和強度圖進行融合,結(jié)果表明融合圖在保證目標(biāo)背景對比度的情況下,信息熵以及平均梯度均有所提高。
【關(guān)鍵詞】：長波紅外 偏振成像 斯托克斯矢量 目標(biāo)偏振特性 圖像融合
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;O436.3
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 研究目的與背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14
• 1.3 紅外偏振成像的應(yīng)用14-15
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容15-16
• 2 紅外偏振成像理論基礎(chǔ)16-34
• 2.1 偏振光理論基礎(chǔ)16-18
• 2.2 偏振光參數(shù)表示18-21
• 2.2.1 瓊斯矩陣表示法18-19
• 2.2.2 斯托克斯參量表示法19-21
• 2.3 目標(biāo)紅外偏振特性21-27
• 2.3.1 反射輻射偏振特性21-25
• 2.3.2 目標(biāo)自發(fā)輻射偏振特性25-27
• 2.4 偏振成像探測方法27-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 紅外偏振成像影響因素分析34-46
• 3.1 觀測角34-36
• 3.2 表面粗糙度36-37
• 3.3 折射率37-40
• 3.4 波長40-41
• 3.5 大氣41-44
• 3.6 其他因素44-45
• 3.6.1 環(huán)境光強44
• 3.6.2 系統(tǒng)輻射44-45
• 3.7 小結(jié)45-46
• 4. 紅外偏振成像綜合實驗46-64
• 4.1 實驗平臺46-49
• 4.1.1 紅外偏振成像實驗平臺46-48
• 4.1.2 可見光偏振成像實驗平臺48-49
• 4.2 圖像配準(zhǔn)、圖像融合與圖像評價49-53
• 4.2.1 圖像配準(zhǔn)49-50
• 4.2.2 圖像融合50-52
• 4.2.3 圖像評價52-53
• 4.3 可見光偏振成像實驗53-59
• 4.3.1 偏振成像目標(biāo)探測實驗54-56
• 4.3.2 其他實驗場景56-59
• 4.4 紅外偏振成像實驗59-62
• 4.4.1 紅外偏振成像59-61
• 4.4.2 其他場景61-62
• 4.5 小結(jié)62-64
• 5. 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 本文主要完成工作64-65
• 5.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果70-71

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