空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)解調(diào)算法優(yōu)化
發(fā)布時間:2021-07-24 15:40
針對空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)中二維傅里葉變換解調(diào)算法的優(yōu)化問題,提出貝塞爾修正的方向選擇性二維漢寧切趾優(yōu)化解調(diào)算法,對比分析了不同切趾函數(shù)主瓣寬度與旁瓣衰減的特性.相比于傳統(tǒng)漢寧窗,該算法旁瓣抑制能力提高了12.89 dB,主瓣寬度為0.065π,同時在頻譜濾波過程中對相對位置在對角線方向上頻譜信息有良好抑制作用.搭建了基于瓊斯矩陣的全偏振成像探測系統(tǒng),并通過實驗進行驗證.實驗結(jié)果表明:經(jīng)過優(yōu)化的解調(diào)算法全偏振分量的解調(diào)精度平均提高了9.48%,驗證了優(yōu)化解調(diào)算法的準確性和有效性.
【文章來源】:光子學報. 2020,49(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)光路傳播過程原理
空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的核心模塊中單個Savart板工作原理如圖2(a)所示,為了保證最大橫向剪切量Δ,光軸相對Z軸方向為45°.Savart棱鏡組中第二塊Savart板相對于第一塊的光軸方向沿順時針旋轉(zhuǎn)90°,如圖2(b)所示.出射Savart棱鏡組的兩束線偏振光橫向剪切量為2Δ[16].像面上的光強分布經(jīng)過推導(dǎo)可以表示為[11]
通過設(shè)置合理的二維低通濾波器,對不同頻點分別進行頻域濾波,獲取全偏振分量分別對應(yīng)的頻譜,再進行二維傅里葉逆變換,從而重構(gòu)出完整的全偏振分量.就單個通道而言,頻譜分布特性表現(xiàn)為兩個方向上sinc函數(shù)旁瓣的延展與疊加.由于sinc函數(shù)旁瓣造成能量擴散,直接通過二維低通濾波器進行濾波獲取全偏振分量必然造成頻譜信息的泄露以及不同通道間頻譜信息的串擾,從而導(dǎo)致復(fù)原圖像細節(jié)的丟失以及偽信息的出現(xiàn).點擴散函數(shù)在fx和fy兩個方向上的延展與疊加對每個頻譜通道的影響可以描述為式中,fx和fy分別為x、y方向上的方向余弦.
【參考文獻】:
期刊論文
[1]分振幅偏振成像相機標定方法研究[J]. 李松,張然,陳永臺,褚金奎. 光子學報. 2020(07)
[2]超光譜空間干涉數(shù)據(jù)切趾函數(shù)與信噪比關(guān)系研究[J]. 李志偉,施海亮,羅海燕,熊偉. 光譜學與光譜分析. 2020(01)
[3]傅里葉變換高光譜Mueller矩陣成像理論與方法[J]. 劉杰,李建欣,柏財勛,許逸軒,錢佳敏,王宇博. 光學學報. 2020(07)
[4]多角度偏振成像儀遙感圖像太陽耀斑區(qū)的拖尾校正方法[J]. 翁建文,袁銀麟,康晴,涂碧海,夏茂鵬,黃冬,洪津,鄭小兵. 光子學報. 2020(02)
[5]基于零階貝塞爾函數(shù)加權(quán)的三角窗切趾函數(shù)[J]. 鄧競藍,童晶晶,高閩光,李相賢,李妍,韓昕,劉文清. 光學學報. 2020(03)
[6]微偏振片陣列型長波紅外成像系統(tǒng)定標方法[J]. 閆羽,徐小紅,范之國,張強,金海紅. 光子學報. 2019(06)
[7]空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的圖像解調(diào)算法修正[J]. 葉松,嚴浩方,孫曉兵,汪杰君,王新強,王方原,李樹,甘永瑩,張文濤. 光學學報. 2019(06)
[8]四分束全Stokes同時偏振成像系統(tǒng)波片快軸裝調(diào)誤差的分析及優(yōu)化[J]. 殷玉龍,孫曉兵,宋茂新,陳衛(wèi). 光學學報. 2019(01)
[9]空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的角度誤差優(yōu)化[J]. 劉震,洪津,龔冠源,鄭小兵,楊偉鋒,袁銀麟. 紅外與激光工程. 2017(01)
[10]空間調(diào)制穩(wěn)態(tài)微型快拍成像測偏技術(shù)研究[J]. 曹奇志,張晶,Edward DeHoog,盧遠,胡寶清,李武鋼,李建映,樊東鑫,鄧婷,閆妍. 物理學報. 2016(05)
本文編號:3300939
【文章來源】:光子學報. 2020,49(12)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)光路傳播過程原理
空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的核心模塊中單個Savart板工作原理如圖2(a)所示,為了保證最大橫向剪切量Δ,光軸相對Z軸方向為45°.Savart棱鏡組中第二塊Savart板相對于第一塊的光軸方向沿順時針旋轉(zhuǎn)90°,如圖2(b)所示.出射Savart棱鏡組的兩束線偏振光橫向剪切量為2Δ[16].像面上的光強分布經(jīng)過推導(dǎo)可以表示為[11]
通過設(shè)置合理的二維低通濾波器,對不同頻點分別進行頻域濾波,獲取全偏振分量分別對應(yīng)的頻譜,再進行二維傅里葉逆變換,從而重構(gòu)出完整的全偏振分量.就單個通道而言,頻譜分布特性表現(xiàn)為兩個方向上sinc函數(shù)旁瓣的延展與疊加.由于sinc函數(shù)旁瓣造成能量擴散,直接通過二維低通濾波器進行濾波獲取全偏振分量必然造成頻譜信息的泄露以及不同通道間頻譜信息的串擾,從而導(dǎo)致復(fù)原圖像細節(jié)的丟失以及偽信息的出現(xiàn).點擴散函數(shù)在fx和fy兩個方向上的延展與疊加對每個頻譜通道的影響可以描述為式中,fx和fy分別為x、y方向上的方向余弦.
【參考文獻】:
期刊論文
[1]分振幅偏振成像相機標定方法研究[J]. 李松,張然,陳永臺,褚金奎. 光子學報. 2020(07)
[2]超光譜空間干涉數(shù)據(jù)切趾函數(shù)與信噪比關(guān)系研究[J]. 李志偉,施海亮,羅海燕,熊偉. 光譜學與光譜分析. 2020(01)
[3]傅里葉變換高光譜Mueller矩陣成像理論與方法[J]. 劉杰,李建欣,柏財勛,許逸軒,錢佳敏,王宇博. 光學學報. 2020(07)
[4]多角度偏振成像儀遙感圖像太陽耀斑區(qū)的拖尾校正方法[J]. 翁建文,袁銀麟,康晴,涂碧海,夏茂鵬,黃冬,洪津,鄭小兵. 光子學報. 2020(02)
[5]基于零階貝塞爾函數(shù)加權(quán)的三角窗切趾函數(shù)[J]. 鄧競藍,童晶晶,高閩光,李相賢,李妍,韓昕,劉文清. 光學學報. 2020(03)
[6]微偏振片陣列型長波紅外成像系統(tǒng)定標方法[J]. 閆羽,徐小紅,范之國,張強,金海紅. 光子學報. 2019(06)
[7]空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的圖像解調(diào)算法修正[J]. 葉松,嚴浩方,孫曉兵,汪杰君,王新強,王方原,李樹,甘永瑩,張文濤. 光學學報. 2019(06)
[8]四分束全Stokes同時偏振成像系統(tǒng)波片快軸裝調(diào)誤差的分析及優(yōu)化[J]. 殷玉龍,孫曉兵,宋茂新,陳衛(wèi). 光學學報. 2019(01)
[9]空間調(diào)制型全偏振成像系統(tǒng)的角度誤差優(yōu)化[J]. 劉震,洪津,龔冠源,鄭小兵,楊偉鋒,袁銀麟. 紅外與激光工程. 2017(01)
[10]空間調(diào)制穩(wěn)態(tài)微型快拍成像測偏技術(shù)研究[J]. 曹奇志,張晶,Edward DeHoog,盧遠,胡寶清,李武鋼,李建映,樊東鑫,鄧婷,閆妍. 物理學報. 2016(05)
本文編號:3300939
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