隨著當(dāng)今對海洋領(lǐng)域研究的逐漸深入,海上場景探測已經(jīng)成為國內(nèi)外關(guān)注和研究的熱門領(lǐng)域。貼近海面大氣中的水汽經(jīng)過凝結(jié)而形成海鹽氣溶膠,又被稱為海霧。當(dāng)光在混沌的海霧介質(zhì)中傳輸時會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的散射現(xiàn)象,其能量在一定程度上被大幅度衰減。因此在成像過程中,場景信息受海霧影響被嚴(yán)重減弱,導(dǎo)致成像效果不樂觀。目前,由于傳統(tǒng)工業(yè)相機采集到的圖像所包含的信息應(yīng)用價值較低,已經(jīng)不能更好滿足研究人員的需求。因此,獲取信息量較多的圖像將成為該領(lǐng)域迫切需要解決的問題。在分析了海霧圖像降質(zhì)的原因后,為獲取效果更佳的圖像,針對該問題本文將從偏振成像研究方面入手,主要研究內(nèi)容分為以下兩個方面:（1）關(guān)于海霧特殊環(huán)境中的偏振成像研究較少。針對傳統(tǒng)的工業(yè)相機成像清晰度過低的缺點,本文在偏振光學(xué)理論基礎(chǔ)上,選用基于液晶相位延遲器的原理進行偏振成像。在室外搭建光學(xué)成像平臺進行海霧成像研究,通過圖像處理,即可計算得到含有偏振參量的圖像,并對偏振圖像進行分析。實驗結(jié)果表明,由于在海霧環(huán)境中強度圖像效果不夠清晰,采用偏振成像的方式獲取圖像,不僅可以獲取光強圖像信息,還可以獲取更全面的偏振信息,使得在特殊海霧背景中具有凸顯圖像中目標(biāo)... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

散射介質(zhì)煙霧中的目標(biāo)偏振圖像增強強度圖像圓偏振度圖像偏振合成圖像

第1章緒論3(a)(b)圖1.2陰影中黑色車輛縮比模型的強度成像和偏振成像對比實驗(a)可見光強度成像(b)可見光偏振成像美國通過使用偏振成像儀，在金屬板上使用透明絕緣膠書寫，對字跡進行偏振成像實驗。圖1.3(a)為強度成像，(b)為偏振成像。可見偏振成像可以將金屬與非金屬材質(zhì)分辨出來，利用這一特性可以對虛假及欺騙目標(biāo)進行判別。(a)(b)圖1.3金屬板上絕緣膠字跡的強度和偏振成像對比實驗(a)普通強度成像(b)偏振成像Cooper等人于海上進行偏振成像探測實驗，實驗過程中研究者得知不同目標(biāo)物的偏振特性在不同波段具有顯著差別，并且目標(biāo)的偏振信息會隨著觀測角度的變化變得更加豐富，但是目標(biāo)物粗糙程度的增加會導(dǎo)致該目標(biāo)的偏振信息減少[4]。Rogne等人采集了不同軍事設(shè)備的偏振圖像并進行研究，得知自然目標(biāo)的偏振信息量少于人造目標(biāo)[5]。這一重大發(fā)現(xiàn)使得在自然環(huán)境中的軍事探測水平有很大程度上的提升。目前，主要有美國、以色列、荷蘭、瑞典、英國、瑞士等國家開展了相關(guān)領(lǐng)域研究[6,7]。經(jīng)歷了幾十年對偏振成像探測的研究，國外的研究方向一般為背景不同條件下檢測地雷、探測軍用帳篷、識別軍用作戰(zhàn)武器如車輛、坦克和飛機，以及對陸上和水下軍事目標(biāo)的探測與仿真、金屬表面涂層的偏振特性分析、對周圍環(huán)境如空氣濕度、溫度的偏振成像影響的研究[8,9,10]。尤其是美國在該領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)儲備，對偏振成像技術(shù)的研究位于世界前列，將偏振成像探測理論和技術(shù)應(yīng)用方面作為研究的工作重點，進行了大量實驗和模擬仿真等研究工作，獲得了豐富的偏振數(shù)據(jù)并進行了歸納總結(jié)分析[11]。相比國外，我國在復(fù)雜環(huán)境中進行多波段偏振成像探測技術(shù)的起步較晚。起先大部

第1章緒論3(a)(b)圖1.2陰影中黑色車輛縮比模型的強度成像和偏振成像對比實驗(a)可見光強度成像(b)可見光偏振成像美國通過使用偏振成像儀，在金屬板上使用透明絕緣膠書寫，對字跡進行偏振成像實驗。圖1.3(a)為強度成像，(b)為偏振成像�？梢娖癯上窨梢詫⒔饘倥c非金屬材質(zhì)分辨出來，利用這一特性可以對虛假及欺騙目標(biāo)進行判別。(a)(b)圖1.3金屬板上絕緣膠字跡的強度和偏振成像對比實驗(a)普通強度成像(b)偏振成像Cooper等人于海上進行偏振成像探測實驗，實驗過程中研究者得知不同目標(biāo)物的偏振特性在不同波段具有顯著差別，并且目標(biāo)的偏振信息會隨著觀測角度的變化變得更加豐富，但是目標(biāo)物粗糙程度的增加會導(dǎo)致該目標(biāo)的偏振信息減少[4]。Rogne等人采集了不同軍事設(shè)備的偏振圖像并進行研究，得知自然目標(biāo)的偏振信息量少于人造目標(biāo)[5]。這一重大發(fā)現(xiàn)使得在自然環(huán)境中的軍事探測水平有很大程度上的提升。目前，主要有美國、以色列、荷蘭、瑞典、英國、瑞士等國家開展了相關(guān)領(lǐng)域研究[6,7]。經(jīng)歷了幾十年對偏振成像探測的研究，國外的研究方向一般為背景不同條件下檢測地雷、探測軍用帳篷、識別軍用作戰(zhàn)武器如車輛、坦克和飛機，以及對陸上和水下軍事目標(biāo)的探測與仿真、金屬表面涂層的偏振特性分析、對周圍環(huán)境如空氣濕度、溫度的偏振成像影響的研究[8,9,10]。尤其是美國在該領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)儲備，對偏振成像技術(shù)的研究位于世界前列，將偏振成像探測理論和技術(shù)應(yīng)用方面作為研究的工作重點，進行了大量實驗和模擬仿真等研究工作，獲得了豐富的偏振數(shù)據(jù)并進行了歸納總結(jié)分析[11]。相比國外，我國在復(fù)雜環(huán)境中進行多波段偏振成像探測技術(shù)的起步較晚。起先大部

【參考文獻】：
期刊論文
[1]海霧和陸霧的光散射特性研究[J]. 楊玉峰,蔣明爭,李挺.  電子測量與儀器學(xué)報. 2018(09)
[2]海洋氣溶膠多光譜偏振特性研究[J]. 楊斌,顏昌翔.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(09)
[3]不同材質(zhì)的偏振成像特性實驗研究[J]. 白思克,段錦,魯一倬,王欣欣,陳天威.  應(yīng)用光學(xué). 2016(04)
[4]復(fù)雜地物背景下的車輛目標(biāo)激光主動偏振成像研究[J]. 徐飛飛,曾朝陽,陳杭.  激光與光電子學(xué)進展. 2016(05)
[5]海洋背景下氣溶膠的偏振光散射特性研究[J]. 孫賢明,王海華,申晉,萬隆.  激光與光電子學(xué)進展. 2016(04)
[6]大氣氣溶膠偏振遙感研究進展[J]. 郭紅,顧行發(fā),謝東海,余濤,孟慶巖.  光譜學(xué)與光譜分析. 2014(07)
[7]國外偏振成像軍事應(yīng)用的研究進展(下)[J]. 莫春和,段錦,付強,丁瑩,祝勇,姜會林.  紅外技術(shù). 2014(04)
[8]國外偏振成像軍事應(yīng)用的研究進展(上)[J]. 段錦,付強,莫春和,祝勇,丁瑩,楊帆,姜會林.  紅外技術(shù). 2014(03)
[9]偏振成像探測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李淑軍,姜會林,朱京平,段錦,付強,付躍剛,董科研.  中國光學(xué). 2013(06)
[10]光譜偏振探測對偽裝網(wǎng)的識別研究[J]. 王啟超,汪家春,趙大鵬,馬麗芳.  激光與紅外. 2013(11)

博士論文
[1]煙塵和霧霾氣溶膠凝聚粒子光散射及傳輸特性研究[D]. 黃朝軍.西安電子科技大學(xué) 2018
[2]中國海洋上空氣溶膠監(jiān)測及時空變化特征研究[D]. 馬玉娟.中國海洋大學(xué) 2012
[3]典型天氣大氣輻射傳輸特性研究[D]. 顧吉林.大連海事大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于大氣散射模型的圖像去霧算法研究[D]. 龔曉婷.長春理工大學(xué) 2019
[2]水下偏振成像及圖像處理方法研究[D]. 鮑富成.長春理工大學(xué) 2019
[3]基于激光的水下目標(biāo)偏振成像探測技術(shù)[D]. 王利杰.長春理工大學(xué) 2019
[4]偏振光在橢球粒子煙霧中的傳輸特性研究[D]. 于婷.長春理工大學(xué) 2019
[5]基于強度圖像的偏振成像仿真研究[D]. 馬悅.長春理工大學(xué) 2019
[6]海面油膜的機載偏振探測技術(shù)研究[D]. 王華林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[7]大氣懸浮顆粒物的光散射特性研究[D]. 李挺.西安理工大學(xué) 2018
[8]基于暗通道先驗的海邊霧天圖像去霧算法研究[D]. 霍海蒙.青島大學(xué) 2017
[9]海霧下無人艇視覺系統(tǒng)視頻圖像增強技術(shù)研究[D]. 文杰.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[10]海霧對青島港通航安全和效益的影響及對策研究[D]. 王龍濤.大連海事大學(xué) 2014



本文編號：3101752