分焦平面偏振相机的偏振像元响应建模研究

发布时间：2021-01-27 19:15

　　光的偏振是除了强度、光谱和相位的另一重要属性。偏振特性的产生机理是物体的反射、折射、吸收和散射等“不对称性”过程产生的物理信息。偏振图像试图从现实场景中获取光的矢量性质。偏振成像是场景中记录光的偏振态过程,它提供了不能直接从物体的其他特性中获得的有价值信息,同时也能够捕获其他成像方法难以表达的偏振场景信息。首先,本文对偏振成像技术的应用背景及研究现状进行详细介绍,主要分析了偏振成像在实际生活中的应用价值以及偏振技术在各个领域的应用现状。依次介绍了偏振成像技术的发展历程。基于偏振成像技术的理论基础着重分析了分焦平面（Division of Focal Plane,DoFP）偏振成像系统的特点及原理。分焦平面偏振相机的核心构造是微偏振片阵列。偏振像元的响应特性直接受到分焦平面偏振相机固有缺陷的影响。相应地,偏振像元响应特性对于校正固有缺陷至关重要。但是,关于偏振像元响应特性的研究很少报道。因此,本文提出了分焦平面偏振相机的偏振像元响应模型。响应模型结合了传统光电成像器和微偏振片阵列的响应特性。所提出的模型包括六个输入参数,它们分别是最大偏振响应率、最小偏振响应率、偏振方位角、曝光时间、增益... 

【文章来源】：西安邮电大学陕西省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

宫颈癌组织背向穆勒矩阵分解成像结果

偏大，散射退偏偏小除此之外，国防军事方面的发展也不断引入偏振成像技术，战场作为一个特殊的运动场景，直接威胁着人民的生命安全。因此，对更好的保护生命财产，许多国家深入研究偏振探测技术，其成果主要体现在对目标偏振特性及偏振传输特性方面的应用和研究。在战场上常见的一种武器地雷，它具有极强的隐蔽性、伪装性和杀伤力，常会造成较大的军事事故。因此，如何有效地识别地雷成为了各个国家研究的主流。2002年，荷兰就研究使用偏振成像技术探测播撒雷得实验。通过红外强度成像和红外偏振成像两种技术手段进行探测，图1.2结果表明，在杂草丛生的环境中，红外偏振成像技术可识别的地雷远远超过红外强度成像技术，偏振成像提高了目标与背景的区分识别能力[44]。图1.2杂草中地雷的红外强度成像以及红外偏振成像(a)可见度图像(b)长草后的可见度图像(c)长草后的红外强度图像(d)长草后的红外偏振图像物体的偏振成像性能不仅受到目标物体自身的构造特性，还会受到不同的外界自然条件影响。由于在不同大气背景和太阳光作用的效果下，物体存在的介质条件不同。因此，目标会发生不同的辐射和反射作用。而这种特性的产生可以方便我们提取人类

第1章绪论5感兴趣的区域或模块。早期的研究表明，场景中目标存在的热辐射和光学背景中存在的大量中波红外源与长波红外源是影响偏振成像质量（图像的对比度）的主要因素。将传统的热成像与偏振成像相结合会使得获取到的图像质量得到增强。该项实验是2010年美国陆军研究实验室的结果，通过对自然背景中的军用车辆不同形式的成像实验研究所得到（图1.3）[45,46]。而在成像技术方面，2011年也突破了单波长全偏振成像技术的瓶颈。通过研究及实验结果，在较窄波段上初步完成了实时获取全偏振图像的技术，对军事应用的潜力有重大作用[30]。陆续地在2013年，powell等人基于分焦平面成像技术提出了两种缺陷校正手段，至今被人们沿用[47]。2014年，美国制备了四方向的微偏振阵列组件，在此基础上成功研制了可见光偏振相机，其工作波段为0.3～3μm，该技术有望应用于低成本的红外偏振成像系统[48]。图1.3树阴下的两辆皮卡车不同的成像效果图(a)可见光彩色图像(b)红外强度图像(c)红外偏振图像1.2.2国内研究现状国内的偏振成像技术的研究时间相对于国外的比较晚，现阶段的研究主要针对于偏振成像技术的再探索、现有成像技术的缺陷校正研究以及偏振成像技术的应用研究。本文主要对近几年的发展现状做出总结。在偏振成像技术的探索上。2011年，王全新首次提出一种静态光谱偏振成像仪设计方案，并对系统进行了成像仿真，验证了方案的可行性[49]。2013年，李杰等人提出了一种多信息融合的静态傅里叶变换超光谱全偏振成像方法，系统在整体上无运动、电控调制部件，可同时获取目标图像和图像上每一像素点的光谱、全偏振信息[50]。2014年出现了一种大孔径静态超光谱全偏振成像仪。该装置是通过时空混合模式进行调制。将原有的狭缝利用视场光阑取代，进一步扩展了

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3003586