紅外偏振成像的影響因素與融合算法研究.pdf

1、紅外探測(cè)是目標(biāo)跟蹤探測(cè)與識(shí)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(shí)，或在復(fù)雜背景下，紅外探測(cè)識(shí)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(jìn)行對(duì)比成像，在成像原理上有利于探測(cè)識(shí)別小溫差目標(biāo)、紅外偽裝目標(biāo)。紅外探測(cè)與偏振成像相結(jié)合，可從物理上有效提高探測(cè)識(shí)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(duì)突破現(xiàn)階段紅外探測(cè)

2、技術(shù)的瓶頸，提高目標(biāo)探測(cè)識(shí)別的性能具有重要意義。
　　本文通過(guò)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(duì)影響紅外偏振成像的主要因素進(jìn)行了仿真與驗(yàn)證;分析對(duì)比了多種常見(jiàn)的偏振圖像融合算法，提出了一種基于圖像評(píng)價(jià)的特征層融合算法，該算法可根據(jù)圖像評(píng)價(jià)結(jié)果自動(dòng)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(duì)比度提高50％-400％，圖像強(qiáng)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(guò)程中大氣的退偏作用;研究了斯托克斯矢量法探測(cè)偏振態(tài)的原理、方案，為搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(zhǎng)、環(huán)境光強(qiáng)、表面粗糙度及偏振解算方法等成像條件對(duì)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(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)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(diǎn);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(diǎn)，提出了一種基于圖像評(píng)價(jià)的特征層融合算法，解決了現(xiàn)階段偏振圖像融合算法無(wú)法調(diào)整融合權(quán)重，某些條件下融合效果不佳的問(wèn)題;對(duì)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(duì)比度和圖像強(qiáng)度。
　?。?)設(shè)計(jì)了綜合實(shí)驗(yàn)方案，搭建平臺(tái)完成實(shí)驗(yàn)