偏振成像的基本目標是獲取由斯托克斯參量及其衍生參數描述的光波偏振信息,在圖像對比度增強、遙感、生物醫(yī)學診斷、旋光度檢測、光彈性應力應變測量、全息、干涉計量等領域有著廣泛的應用。像素偏振相機具有結構簡單、緊湊、集成化和時間分辨率高等優(yōu)勢,正逐步成為這些領域中實現偏振信息測量的主流選擇。本文致力于像素偏振成像技術中像素模型的建立、模型參數的標定、斯托克斯參量的估計、系統(tǒng)誤差與隨機誤差的評估、像素偏振相移技術等基礎且關鍵問題的研究,期望為像素偏振相機的應用建立理論和實驗指導。本文的主要工作如下:（1）建立了較為完善的像素模型,用于表征像素偏振相機對斯托克斯參量的測量。（2）對現有基于插值和頻域濾波的斯托克斯參量估計方法進行了總結,給出了使用最近鄰、雙線性、雙三次、雙三次樣條插值進行斯托克斯參量估計的卷積實現。提出了兩種普適性估計方法——局部最小二乘估計方法和全局光滑正則估計方法,能夠用于非均勻調制下斯托克斯參量的估計。（3）對像素瞬時視場角差異和斯托克斯參量響應的非均勻性帶來的系統(tǒng)誤差進行了理論和實驗研究。使用傅里葉分析推導了基于卷積型插值的估計方法、局部最小二乘估計方法、全局光滑正則估計方... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：121 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 偏振的數學表示
    1.3 偏振成像的應用
    1.4 偏振相機
        1.4.1 時間分割型
        1.4.2 振幅分割型
        1.4.3 孔徑分割型
        1.4.4 焦平面分割型/像素化偏振調制
    1.5 像素偏振片陣列
        1.5.1 基于二向色性吸收的像素偏振片陣列
        1.5.2 基于雙折射效應的像素偏振片陣列
        1.5.3 基于液晶的像素偏振片陣列
        1.5.4 基于金屬納米柵線的像素偏振片陣列
    1.6 研究內容與章節(jié)安排
第2章 像素模型和參數標定
    2.1 像素模型
        2.1.1 測量方程
        2.1.2 調制參數和非均勻性
        2.1.3 噪聲
    2.2 參數標定
        2.2.1 實驗標定原理
        2.2.2 實驗標定結果
    2.3 本章小結
第3章 斯托克斯參量的估計
    3.1 理想調制下的估計
        3.1.1 基于插值的估計
        3.1.2 基于頻域濾波的估計
    3.2 非均勻調制下的估計
        3.2.1 局部最小二乘估計
        3.2.2 全局光滑正則估計
    3.3 本章小結
第4章 系統(tǒng)誤差
    4.1 估值誤差理論評估
        4.1.1 理想調制下的傅里葉分析評估
        4.1.2 非均勻調制下的數值模擬評估
        4.1.3 正則化參數的選擇
    4.2 估值表現實驗評估
        4.2.1 理想調制下的定性和定量評估
        4.2.2 非均勻調制下的定性評估
    4.3 數值標定方法中的問題
    4.4 旋轉半波片實驗設計
    4.5 本章小結
第5章 隨機誤差
    5.1 整體誤差與系統(tǒng)誤差、隨機誤差的關系
    5.2 噪聲隨機誤差權重
        5.2.1 理想調制
        5.2.2 非均勻調制
    5.3 像素偏振相機性能參數對隨機誤差的影響
    5.4 本章小結
第6章 數字全息顯微
    6.1 全息與相移
        6.1.1 時間相移
        6.1.2 空間相移
    6.2 顯微全息圖頻譜分析
    6.3 衍射計算
    6.4 實驗
        6.4.1 數值聚焦
        6.4.2 分辨率驗證
    6.5 本章小結
第7章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果



本文編號：3038743