红外偏振特性建模与实验验证（英文）

针对红外偏振信息应用于目标探测识别的理论需求,基于红外辐射基本理论,详细分析和推导了红外反射、热辐射、红外散射等光波传输过程产生的偏振效应,并对这三种偏振效应进行了详细的建模与实验验证,其中利用菲涅耳反射定律对物体表面红外反射的偏振性进行了分析,并得出确定的反射偏振度解析式;结合物体表面模型利用菲涅耳折射机制对物体的热辐射进行了计算,并利用文献中的数据重现了密立根关于金属铂和金属银的偏振性实验,充分验证了红外辐射偏振性的存在;分别利用瑞利散射和米氏散射理论对物体表面红外散射的偏振性进行了分析和计算,计算结果充分体现了散射产生偏振的规律性。上述研究结论为更好地利用红外偏振信息实现目标探测识别提供了充分的理论依据。

基于红外偏振的特征提取与小目标检测方法

针对红外目标探测所面临的杂波干扰问题,提出了一种基于红外偏振的特征提取与小目标检测方法。首先,利用人工目标和自然背景偏振特性的差异,建立了目标与背景的红外偏振信息模型,分析了其中强度信息和偏振信息的构成以及目标偏振信息的提取与增强办法。然后,将斯托克斯矢量、部分偏振光分解、变偏振理论相结合实现了目标偏振特征的提取与背景杂波抑制及随机噪声消除,进而实现了红外小目标的检测。仿真数据实验结果及与现有方法的对比证明了该方法的有效性和可靠性。该方法可用于对抗红外伪装隐身及红外诱饵技术,提升红外目标的探测能力,富有应用价值。

长波红外偏振图像信息的提取与增强

基于长波红外偏振成像探测技术在目标检测识别领域的优势,本文搭建了长波红外偏振成像探测系统,采集了室内外典型目标的长波红外偏振图像,提取了三类典型目标的斯托克斯矢量、偏振度、偏振角以及两个组合特征δ与ρ等图像信息,并对其特点进行了详细分析。基于对图像偏振信息的解算,提出了一种目标背景对比度增强方法。实验证明该方法可行且有效。

基于红外虚拟偏振的目标增强方法

研究了一种基于虚拟变偏振理论的红外面目标细节增强方法,该方法充分挖掘和利用了红外偏振信息的固有特点,利用入射光Stokes矢量和出射光光强之间的描述关系推导出出射光光强和起偏角度的解析关系,并据此虚拟实现了任意起偏角度的出射光光强,然后依据面目标信杂比最大准则,利用粒子群算法迭代实现了最优起偏角度的搜索,最终得到增强后的红外面目标图像。利用实测的长波红外偏振图像数据对算法的可行性和有效性进行了验证,实验结果表明,在灰度对比度、平均梯度、图像熵3种图像质量评价指标下,经此算法增强后的图像质量更高,为后续目标细节识别和攻击点选择等算法的实现奠定了良好的数据基础。

单向偏置电压下晶体电光效应实验的讨论

本文讨论了单向偏置电压下电光晶体最佳调制效果的实验条件,分析了1/4波片对输出特性的影响,介绍了用电光效应装置测量波片的实验方法.

一种飞机目标及典型地物红外辐射仿真方法

机场场景内的飞机目标及其所处的地物背景具有重要军事应用价值,为了实现对这类目标的检测、识别以及动态监测,需要一套能够在不同季节、不同气象条件、不同时段、不同探测波段等条件下机场场景内飞机/地物红外辐射仿真的软件来提供训练样本。在Visual Studio 2010环境下,利用OpenGL构建了典型机场场景下飞机及地物背景模型,结合传热学和红外辐射理论的分析,将一款用于热红外分析的RadThermIR软件内核嵌入算法中,提出一种计算飞机及其地物背景的红外辐射场模型和构建其红外图像仿真方法。以图像灰度相似度作为评价指标,该方法和真实红外图像相比,仿真精度高于80%,实验结果表明,该方法可为实现全天候机场场景下飞机目标自动检测识别提供丰富的红外特性分析数据和特性知识训练样本。

液晶光学相位阵列的电压-相位曲线标定方法

液晶光学相位阵列(Liquid Crystal Optical Phased Array,LCOPA)作为一类空间光调制器,正广泛应用于光学信息处理等领域。对加载在LCOPA单元上的控制电压与相位延迟关系的标定,是影响其工作性能的关键因素。提出了一种基于光强测量的标定方法。首先推导了出射光束相位分布和远场光强之间的关系。标定时,将相位控制图设计成国际象棋棋盘格的图样,在两区域施加不同的电压,记录出射光束在远场中心的强度。经过滤波和归一化处理,得到电压-光强曲线。提出了标定的测量方程和权值矩阵,然后利用加权的最小二乘方法对电压-相位关系进行标定。最后用该方法对BNS公司生产的一款LCOPA进行标定。