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1、偏振成像技术提取目标纹理的研究偏振成像技术提取目标纹理的研究摘 要本文主要通过实验研究偏振图像与强度图像在目标探测方面上的优劣。实验基于偏振光特性结和 Stokes 矢量表示法，采用激光主动成像与自然光被动成像两种方式，分别在室内、外进行实验，用 CCD 采集获得各个目标 3 幅原始图像，再用 Matlab 软件对 3 幅原始图像进行处理，得到多组距离、光强不同的偏振度图像。获得目标物体的强度图像与偏振度图像比较两种图像的优劣。实验结果表明：偏振图像与强度图像相比，偏振图像对低照度（阴影等）部分、边缘部分信息得到增强，偏振信息对物体的纹理探测效果明显。所以偏振成像技术在军事侦查、目标识别、海洋
2、搜救等领域有广阔应用前景。关键词关键词：偏振成像；斯托克斯矢量；图像处理；偏振度图像；强度图AbstractThis paper through the experimental study of polarization image and image intensity in target detection on the merits. Experiments based on polarized characteristics and Stokes vector representation, using laser active imaging with natural light
3、passive imaging in two ways, respectively, and in the indoor experiment, using CCD data from each target 3 piece of the original image, and then Matlab software on the 3 piece of the original image processing, resulting in multiple sets of distance, intensity of different degree of polarization imag
4、e. To obtain the target object intensity image and degree of polarization image comparison of two image quality. At the same time, we use linear polarization laser as the light source, making target detection and recognition experiment for several conventional man-made objects and the natural target
5、 indoor and outdoor. We use image acquisition system to get strength image and polarization image of different roughness metal target and nonmetallic targets, and writing matlab program to calculate gray values of image and enhance processing. Results show that in linear polarization laser irradiati
6、on, man-made objects and the natural target have very big difference in refund partial nature. Technology of linear polarization laser active imaging can improve metal target and background contrast to the benefit of target detection and recognition. In active imaging of polarized active imaging, sm
7、ooth surface targets are more conducive to recognize.The experimental results show that: polarization image and strength compared to images, polarization image on low intensity ( shadow part ), edge information is enhanced, the polarization information of object texture detection effect is obvious.
8、So the polarization imaging technology in military reconnaissance, target identification, marine search and rescue and other fields have broad application prospects.Key words: Polarization imaging；Stokes vector；Image processing；Polarization image；Intensity image目 录引言 .11.绪论 .11.1 课题研究意义及应用前景 .1 1.2
9、国内研究现状.2 1.3 国外研究现状.4 1.4 本文主要研究内容.42 原理基本概述 .52.1 光的偏振.5 2.2 偏振成像的基本原理.6 2.2.1 偏振的琼斯矢量.6 2.2.2 偏振的斯托克斯矢量.7 2.2.3 偏振光的穆勒矩阵表示法.83 实验方案 .123.1 实验方案及步骤.12 3.2 实验仪器及仪器参数介绍 .124 实验数据的分析处理 .154.1 图像处理方法.15 4.2 图像数据分析.17 4.2.1 激光主动式偏振成像分析.17 4.2.2 被动式偏振成像分析.17 4.2.3 探所材料与偏振成像间的关系.18 4.2.3 探索过高光强对偏振成像质量的影响.
10、20 4.3 误差分析 .20 4.4 实验的不足与改进.21 4.5 实验总结.215 课题结论与展望 .22参考文献 .23附 录 1.24附 录 2.25附 录 3.27第 1 页 共 29 页引言 1.绪论1.1 课题研究意义及应用前景在复杂的背景中识别出感兴趣的目标，尤其是那些经过伪装或具有隐身能力的目标，是情报侦察、战场监视和目标领域中的一个重要课题。通常的光学监测系统是根据光强的差别来区分目标的，但当强度差别不明显或目标所处的背景杂乱（受植被、地形、天气状况等影响）时，用强度来区分目标就很困难。偏振成像探测系统正是为了适应这样的需求而发展起来的。地球表面和大气中的任何目标，在反射、散射和电磁辐射的过程中会产生由其自身性质决定的特征偏振。太阳光波是电磁波，具有偏振特性的横波。在自然界中，光滑的植物叶片、江河湖海的水面、冰雪、沙漠、云、 鱼鳞和皮革等物体都充当着天然
