基于MB模型的简化偏振BRDF模型建立与仿真

偏振BRDF模型的计算往往非常复杂,为了简便准确地获取伪装目标和背景的反射光偏振度差值,采用特殊值法和理想化方法对Maxwell-Beard BRDF模型中的微面元分布函数和遮蔽函数进行简化,使微面元分布函数较Torrance-Sparrow模型更准确,较Maxwell-Beard模型更简单。然后利用Fresnel反射中物体对光线平行分量和竖直分量反射率不同的性质,采用物理理论分析的方法计算得到表示反射过程的Muller矩阵,并建立了其矢量BRDF模型。针对面内反射,利用Matlab对模型进行模拟,仿真结果证明:模型可以描述粗糙表面反射偏振特性。研究结果对研究粗糙表面反射偏振特性的影响因素及伪装目标偏振探测有一定的理论和实践意义。

影响伪装目标偏振检测的偏振方向研究

基于Stokes矢量和Mueller矩阵,推导了任意偏振方向的线偏振度表达式。在入射面内改变探测角和偏振方向,通过实验室和野外偏振检测实验验证了推导结果,并以目标与背景偏振度对比为主要指标研究了影响伪装目标偏振检测的偏振方向因素。研究结果表明:探测角在镜面反射方向附近,不同偏振方向的偏振度对比波动较小;虽然野外环境的结果波动稍大,但当以偏振片最大透光轴方向垂直于入射面为参考方向时,偏振方向间隔60°和45°的偏振度对比较间隔30°稳定;计算表明偏振图对比度明显高于强度图对比度,间隔60°的偏振度对比较高,间隔45°的次之,间隔30°的偏振度对比较差,偏振检测效果不佳。

基于椭偏角成像的识别伪装目标方法

偏振度的测量对反射辐射强度有一定的要求,反射辐射强度较低时,不同材料之间偏振度差别不明显,且线偏振度受探测角和表面粗糙度影响较大,以相同探测角探测粗糙度类似的目标时难以对目标从偏振度上区分。通过分析影响电磁波在物质表面反射辐射的振幅与相位因素,研究了其偏振特性,提出在线偏振光入射条件下,通过对反射辐射椭偏角成像,直接或间接辅助识别伪装目标的方法。建立椭偏角与复折射率、入射角之间的函数模型,并通过软件仿真验证模型的正确性。文章为基于探测偏振信息进行伪装识别的方法提供一种新思路。