红外偏振成像探测技术及应用研究

红外偏振成像探测技术针对复杂环境中识别探测目标具有明显的优势和广阔的应用前景。首先分析了研究红外偏振特性的必要性和紧迫性,阐述了红外偏振成像具有"凸显目标、穿透烟雾、辨别真伪"的独特优势;其次概括了国外红外偏振成像技术的研究历程和试验进展;在此基础上,重点研究了目标起偏、信道环境下的偏振传输、全偏振图像探测三个方面的主要科学问题,并指出了重点研究内容和关键技术;最后,对红外偏振成像技术在军、民若干领域的应用前景进行了展望。

中波红外偏振成像图像处理及评价

介绍了光波斯托克斯矢量各分量的解算方法,给出了多种偏振图像融合的初步结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价。研究表明,偏振图像的融合能产生多种图像融合结果,为图像的显示提供了多种选择。融合后的偏振图像细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强。与原始红外图像比较,中波红外偏振图像灰度均值提高35%,灰度标准差提高61%,梯度提高255%。处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度。

红外偏振成像的几种技术方案

偏振成像技术是近年来国内外成像技术研究的重点,其有重要的军事和民用应用价值。红外偏振成像技术采用的探测器和对景物光波的偏振分解、扫描方式不同,其技术方案也不相同。按照获取偏振量的不同,可以将红外偏振成像技术分为获取两个、三个、四个偏振态和凝视的偏振成像技术,分别详细介绍了每一种技术方案的组成、特点,指出了红外偏振成像技术的未来发展趋势。

长波红外偏振图像及其误偏振信息分析

给出了长波红外偏振图像融合的结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价。研究表明,偏振图像的融合方法有多种,能产生多种图像融合结果。融合后的长波红外偏振图像凸显了目标的形状,细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强。与原始红外图像比较,长波红外偏振图像灰度均值提高168%、灰度标准差提高194%,梯度提高468%。处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了长波红外偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度,更加有利于目标的识别。和中波红外偏振图像相比,给出了长波红外偏振图像误偏振信息的来源,这些误偏振信息在后续的偏振信息处理中是要消除的,说明了中波红外偏振成像的效果好。

红外偏振成像机理概述

偏振成像的机理是偏振成像技术的理论基础。从菲涅尔公式、瑞利散射、物体表面纹理和光洁度等方面对偏振成像的机理进行了初步的研究。揭示了偏振成像机理很复杂且不唯一,并受多种因素影响。在红外波段自然光波的偏振特性最显著,因而红外偏振成像具有极大的应用潜力。

水体多角度偏振遥感机理研究

从水体的偏振探测机理出发,建立了偏振度与折射率的关系,探讨了在不同折射率组合情况下的偏振度变化规律。结果表明,由于不同折射率的水体在达到偏振度极值时入射角不同,当太阳入射角在交点角区间左侧时,偏振度与水体折射率成反比,当太阳入射角在交点角区间右侧时,偏振度与水体折射率成正比;不同折射率组合情况下的偏振度差值在太阳入射角40°左右和太阳入射角70°左右时达到极值。在最佳角度范围内获取偏振信息,可以使水体遥感的精度得到提高。