非制冷红外偏振探测器成像算法的研究

发布时间：2023-05-22 02:16

　　传统红外成像利用目标与背景的辐射差异进行探测,仅能获取场景的强度信息。然而物体在发射、散射、反射以及透射电磁波的过程中,会产生红外偏振信息。红外偏振成像技术不仅能探测场景的红外强度信息,还能探测红外偏振信息。已有研究结果表明,红外偏振成像技术具有大大降低传统红外探测系统的虚警率、提高信噪比、增强识别伪装目标的能力。本文基于一种新型国产非制冷红外分焦平面偏振成像探测系统,开展了如下研究工作:1.红外偏振成像原理分析。对偏振产生的原因进行分析,介绍了偏振光的三种表示方法。介绍了本文使用的红外分焦平面偏振成像探测系统及其关键的组成元件——分焦平面偏振探测器,阐述了Stokes表示方法与Mueller矩阵的实际含义。2.偏振探测器非均匀性研究。针对分焦平面偏振探测器的非均匀特性,从简单电路模型出发建立了探测器的红外与偏振辐射响应模型,研究了偏振光的传递过程,提出了一种偏振非均匀性校正方法。同时针对偏振图像提出一种基于梯度的MPA插值方法,对视场误差进行修正并还原分辨率。3.红外偏振成像去噪。对偏振成像的噪声来源进行分析,仿真分析了偏振角的噪声敏感性,提出了对偏振角信息进行相位补偿的方法。利用一...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 红外偏振成像探测技术研究进展
        1.2.2 红外偏振成像处理算法研究进展
        1.2.3 红外偏振成像探测技术存在问题
    1.3 论文主要研究内容
第二章 红外偏振光成像基本原理
    2.1 红外偏振理论基础
    2.2 偏振光的表示方法
        2.2.1 Jones表示方法
        2.2.2 Stokes表示方法
        2.2.3 Poincare球表示方法
    2.3 分焦平面偏振探测器成像技术
        2.3.1 偏振探测器介绍
        2.3.2 Stokes偏振测量
        2.3.3 Mueller矩阵
    2.4 本章小结
第三章 分焦平面偏振探测器非均匀性校正
    3.1 红外探测器非均匀性分析
        3.1.1 辐射响应模型
        3.1.2 非均匀性校正方法
    3.2 偏振探测器非均匀性分析
        3.2.1 偏振辐射响应模型
        3.2.2 偏振非均匀性校正方法
        3.2.3 偏振非均匀性校正试验
    3.3 视场误差修正与分辨率还原
        3.3.1 传统插值算法
        3.3.2 基于梯度相关的MPA插值算法
        3.3.3 不同插值算法实验与分析
    3.4 本章小结
第四章 红外偏振成像去噪技术
    4.1 偏振成像噪声分析
        4.1.1 偏振成像噪声来源
        4.1.2 偏振角图像去噪方法
        4.1.3 偏振角图像去噪效果
    4.2 BM3D图像去噪技术
        4.2.1 图像去噪算法概述
        4.2.2 BM3D去噪算法
        4.2.3 BM3D基本子步骤
    4.3 基于BM3D的偏振成像去噪方法
        4.3.1 针对彩色图像的BM3D算法(CBM3D)
        4.3.2 针对偏振成像的BM3D算法(PBM3D)
    4.4 偏振成像去噪试验与分析
    4.5 本章小结
第五章 红外偏振成像融合处理
    5.1 偏振成像融合概述
    5.2 彩色图像融合算法
        5.2.1 图像增强预处理
        5.2.2 HSV彩色图像融合方法
    5.3偏振成像彩色融合实验
        5.3.1 图像增强结果与分析
        5.3.2 图像融合结果与分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要研究工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3821800