紅外偏振成像的影響因素與融合算法研究.pdf

1、紅外探測是目標(biāo)跟蹤探測與識別的最重要方法之一。當(dāng)目標(biāo)與背景溫差較小或目標(biāo)具有紅外偽裝時，或在復(fù)雜背景下，紅外探測識別能力將受到極大制約。目標(biāo)自身特性決定了目標(biāo)光譜的偏振特性，偏振成像獲取目標(biāo)光譜中的偏振特性進行對比成像，在成像原理上有利于探測識別小溫差目標(biāo)、紅外偽裝目標(biāo)。紅外探測與偏振成像相結(jié)合，可從物理上有效提高探測識別復(fù)雜背景下的小溫差目標(biāo)、偽裝目標(biāo)的性能。研究紅外偏振成像技術(shù)及其原理、特性、影響因素及融合算法，對突破現(xiàn)階段紅外探測

2、技術(shù)的瓶頸，提高目標(biāo)探測識別的性能具有重要意義。
　　本文通過分析研究目標(biāo)紅外光譜的偏振特性，建立了目標(biāo)紅外偏振特性模型，對影響紅外偏振成像的主要因素進行了仿真與驗證;分析對比了多種常見的偏振圖像融合算法，提出了一種基于圖像評價的特征層融合算法，該算法可根據(jù)圖像評價結(jié)果自動調(diào)整融合權(quán)重;與現(xiàn)階段最主流的HSV融合和YCbCr融合相比，對比度提高50％-400％，圖像強度提升10％-100％，信噪比提升2～4db。研究的具體內(nèi)容包括

3、:
　　(1)根據(jù)菲涅爾公式研究了目標(biāo)反射光譜的偏振特性，根據(jù)基爾霍夫輻射理論和普朗克黑體輻射定律研究了目標(biāo)紅外光譜的偏振特性，建立了目標(biāo)紅外偏振特性的理論模型;研究了偏振傳輸過程中大氣的退偏作用;研究了斯托克斯矢量法探測偏振態(tài)的原理、方案，為搭建實驗平臺提供了依據(jù)。
　　(2)以目標(biāo)的紅外偏振模型為依據(jù)，較系統(tǒng)地研究了入射角、折射率、波長、環(huán)境光強、表面粗糙度及偏振解算方法等成像條件對目標(biāo)紅外偏振特性和紅外偏振成像質(zhì)量的影

4、響，并通過仿真及實驗，驗證了結(jié)論。
　　(3)研究了基于RGB、YCbC、HSV色彩空間的融合算法的流程及特點;并以HSV融合算法為基礎(chǔ)，根據(jù)偏振度圖像、偏振角圖像的特點，提出了一種基于圖像評價的特征層融合算法，解決了現(xiàn)階段偏振圖像融合算法無法調(diào)整融合權(quán)重，某些條件下融合效果不佳的問題;對比了幾種融合算法的效果，證明了此算法能在保證信噪比的前提下，有效提高目標(biāo)對比度和圖像強度。
　?。?)設(shè)計了綜合實驗方案，搭建平臺完成實驗