【摘要】：光波的信息非常豐富,可以探測景物光波偏振態(tài)的技術(shù)稱為偏振成像技術(shù),在同一時間內(nèi)獲得景物不同偏振狀態(tài)的偏振成像技術(shù)稱為同時偏振成像技術(shù)。由于光輻射經(jīng)過物體表面反射之后,其偏振狀態(tài)會發(fā)生改變,而這種改變與反射面的材料、粗糙程度、幾何面型等物理特性密切相關(guān)。因此在軍事偵查、醫(yī)療檢測、空間探測、材料驗(yàn)收,氣象科學(xué)、海洋特性分析等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。水下目標(biāo)探測技術(shù)是我國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海疆國防技術(shù)發(fā)展急需的關(guān)鍵技術(shù),但海浪波紋使水下目標(biāo)成像發(fā)生畸變。為解決機(jī)載水下成像的目標(biāo)畸變問題,本文研究了雙CCD同時偏振成像系統(tǒng)(SIP-DSWP,Simultaneous Imaging Polarimetry with Double Separate Wallaston Primes)及其偏振信息提取方法,為實(shí)時獲取海浪波的偏振信息,提取海洋波的幾何面型,解決機(jī)載水下探測中水下目標(biāo)畸變問題奠定基礎(chǔ)。本文在介紹偏振成像原理和同時偏振成像系統(tǒng)進(jìn)展的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)論述了SIP-DSWP的光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計;提出了適合SIP-DSWP的偏振圖像處理方法,包括基于形態(tài)學(xué)的偏振圖像分割算法和基于重采樣的高精度相位相關(guān)偏振圖像配準(zhǔn)算法;利用分區(qū)的E-P定標(biāo)法標(biāo)定了SIP-DSWP系統(tǒng)的儀器矩陣;在Windows環(huán)境下基于C++語言編寫了SIP-DSWP系統(tǒng)的偏振信息軟件處理系統(tǒng),并利用QT設(shè)計了軟件處理系統(tǒng)的人機(jī)交互界面。結(jié)合SIP-DSWP硬件系統(tǒng)的偏振成像實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:SIP-DSWP硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、分光效果良好、對一般戶外環(huán)境具有適應(yīng)性;偏振圖像分割算法能對不同距離下采集的偏振圖像進(jìn)行自適應(yīng)分割,配準(zhǔn)圖像算法的精度能達(dá)到0.1個像素;儀器矩陣定標(biāo)方法有效地提高了偏振圖像信息的探測精度。SIP-DSWP硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成一個整體,實(shí)現(xiàn)了從偏振圖像的同步采集到偏振信息的提取等一系列功能,使目標(biāo)偏振信息的提取方便易操作。
[Abstract]:The information of light wave is very rich, the technology that can detect the polarization state of the light wave of scene is called polarization imaging technology, and the polarization imaging technology of obtaining different polarization state of scene in the same time is called simultaneous polarization imaging technology. The polarization state of light radiation changes after it is reflected through the surface of the object, which is closely related to the physical properties of the reflection surface, such as material, roughness, geometry and so on. Therefore, it has been widely used in the fields of military reconnaissance, medical detection, space detection, material acceptance, meteorological science, ocean characteristic analysis and so on. Underwater target detection technology is a key technology in China's marine economic development and maritime defense technology development, but wave ripples make underwater target imaging distorted. In order to solve the problem of target distortion in airborne underwater imaging, a dual CCD simultaneous polarization imaging system (SIP-DSWP,Simultaneous Imaging Polarimetry with Double Separate Wallaston Primes) and its polarization information extraction method are studied in this paper. It lays a foundation for solving the problem of underwater target distortion in airborne underwater detection. On the basis of introducing the principle of polarization imaging and the development of simultaneous polarization imaging system, this paper mainly discusses the optical machine structure design of SIP-DSWP, and puts forward a method of polarization image processing suitable for SIP-DSWP. It includes the polarization image segmentation algorithm based on morphology and the high-precision phase correlation polarization image registration algorithm based on resampling, and calibrates the instrument matrix of SIP-DSWP system by using the partition E-P calibration method. The polarization information software processing system of SIP-DSWP system is programmed based on C language in Windows environment, and the man-machine interface of the software processing system is designed by using QT. The experimental results of polarization imaging of SIP-DSWP hardware system show that the SIP-DSWP hardware system has compact structure, good light splitting effect and adaptability to general outdoor environment. Polarization image segmentation algorithm can self-adaptively segment polarization image collected at different distances, and the precision of registration image algorithm can reach 0.1 pixels. The instrument matrix calibration method effectively improves the detection accuracy of polarization image information. The SIP-DSWP hardware system and software system constitute a whole, which realizes a series of functions, such as synchronous acquisition of polarization image and extraction of polarization information, etc. The extraction of polarization information is convenient and easy to operate.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;O436.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫仲秋;趙云升;閻國倩;;高光譜多角度偏振信息反演鹽水密度最佳波段[J];紅外與毫米波學(xué)報;2010年03期

2 韓陽;趙云升;張莉莉;呂云峰;;丁香葉片葉綠素含量偏振高光譜數(shù)學(xué)模型反演研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2009年06期

3 祝寶輝;張淳民;簡小華;曾文鋒;;時空混合調(diào)制型偏振干涉成像光譜儀的全視場偏振信息探測研究[J];物理學(xué)報;2012年09期

4 陳友華;王召巴;王志斌;張瑞;王艷超;王冠軍;;彈光調(diào)制型成像光譜偏振儀中的高精度偏振信息探測研究[J];物理學(xué)報;2013年06期

5 姜廣軍;付靜;袁明霞;;三粒子體系中的Wigner-Yanse偏振信息[J];原子與分子物理學(xué)報;2012年06期

6 范之國;高雋;魏靖敏;張武昕;胡翊;;仿沙蟻POL-神經(jīng)元的偏振信息檢測方法的研究[J];儀器儀表學(xué)報;2008年04期

7 付靜;劉萬芳;趙玉杰;;電磁誘導(dǎo)光透明過程中的Wigner-Yanse偏振信息[J];物理學(xué)報;2013年17期

8 呂云峰;;基于垂直觀測的植被冠層高光譜偏振反射特性研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2013年04期

9 于國萍;王曉峰;;偏振圖像的研究[J];物理實(shí)驗(yàn);2009年07期

10 汪震;洪津;喬延利;王峰;楊偉鋒;;熱紅外偏振成像技術(shù)在目標(biāo)識別中的實(shí)驗(yàn)研究[J];光學(xué)技術(shù);2007年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 李建欣;孟鑫;姚良濤;周偉;朱日宏;;圖像、光譜、偏振信息的一體化獲取技術(shù)[A];第十四屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2012年

2 唐若愚;于國萍;;光的偏振信息的測量及應(yīng)用[A];湖北省物理學(xué)會、武漢物理學(xué)會2004’學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 徐強(qiáng);偏振信息在不同分散體系中的傳輸性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

2 夏秀山;氣溶膠散射下目標(biāo)偏振信息提取及應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

3 王亞慧;雙CCD同時偏振成像系統(tǒng)及其偏振信息處理軟件系統(tǒng)[D];北京理工大學(xué);2016年

4 高永;多光譜偏振信息探測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

5 李香華;POTDR傳感技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2008年

，

本文編號：2286628