基于光谱分析与偏振成像的目标识别技术研究

发布时间：2020-04-15 16:30

【摘要】：偏振成像技术依据目标偏振特性的差异,对探测和识别伪装以及虚假目标有着独特的优势。然而,偏振成像技术也存在局限性,对于一些人造目标与自然背景偏振特性差异较小的情况,偏振成像则无法从复杂的背景中突出目标物。光谱探测技术是利用地物目标表面的差异以及内部组成元素的不同而探测到不同的波谱。一些自然目标比如植被、岩石、积雪等会呈现典型的光谱曲线,极具辨识度,与人造目标的光谱曲线表现出差异。但是光谱探测技术也容易受到大气以及环境变化等的影响,出现“异物同谱”的问题。针对上述出现的问题,本文对识别目标方法中的偏振成像技术和光谱探测技术展开研究,选取典型的地物目标进行偏振成像实验和光谱探测实验。本文主要使用旋转偏振片法进行偏振成像实验,来获取目标的偏振信息。利用地物光谱仪进行光谱探测实验,并通过搭建前置偏振光谱调制模块获取目标的光谱偏振度等光谱信息。针对目标的偏振度、偏振角均值和方差、偏振对比度以及光谱特征参数等进行综合分析,旨在增加识别目标的信息量,提高识别能力,以此来达到区分和识别目标的目的。实验结果表明,本文所提出的方法在识别具有相似偏振特性或者光谱特性的目标时其识别能力明显高于传统单一的识别技术,是对探测和识别目标方法的有益补充。通过对目标偏振特征和光谱特征的综合分析,能够有效解决偏振成像技术中低对比度的问题和光谱探测技术中的“异物同谱”问题,明显提高目标的识别能力。
【图文】：

示意图,邦加球,示意图,部分偏振光

2.2 邦加球示意图为：01cos 2 cos 2cos 2 sin 2sin 2PSPPε θε θε = 部分偏振光的形式存在，利用 Stokes 矢量法对目标的偏振特反射现象，，因光波具有偏振特起偏。因此，研究物质的偏振我们可以将其看作是由无数个

示意图,偏振片,线偏振光,示意图

偏振成像通过获取不同辐射亮度的图像，偏振片能够检测出检测出目标的偏振特性差异，进而能够检测和识别出目标。所示。α目标偏振片相机电脑图 2.8 分时成像示意图在局限性，主要适用于静止的目标，要求设备和偏振片位置片在转动的时候位置发生变化从而引起图像的位移，导致后等问题，影响图像质量。幅偏振成像目标，为了准确获得目标的偏振分量，需要一次成像即可获用空间换时间的方法，将接收到的光束分为多路，通过不同
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O433.4;O436.3;TP391.41

【参考文献】