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        《中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)》 2019年
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        非共軸多通道偏振成像探測技術研究

        白峻杰  
        【摘要】:傳統的成像探測只能獲取目標的強度信息,在復雜環境中,其探測能力會受到極大的限制。偏振成像利用目標和背景的偏振特性差異,可以在復雜背景中增強目標與背景的對比度,提高目標探測和識別的能力,如今已廣泛的應用在軍事,醫學,天文學等領域。目前傳統偏振成像系統主要可分為分時偏振成像系統和同時偏振成像系統。分時偏振成像系統實時性差,成像誤差大,動態場景應用受限。同時偏振成像系統能量利用率低,分辨率低,對于微光環境與遠距離環境的偏振成像質量較差。針對以上傳統偏振成像的問題,本文設計出了一種非共軸多通道偏振成像系統。該系統采用了四通道陣列結構,每個通道分別獲取0°、45°、90°和135°的偏振強度圖像,通過Sift特征算子完成通道間圖像配準,通過Stokes矢量法解算線偏振度、偏振角和偏振特征因子,從而實現偏振成像。針對這種偏振成像系統結構建立了數值仿真模型。分析了各個通道間間距、光軸平行度以及偏振片檢偏角度對偏振成像結果造成的誤差,歸納總結出偏振成像精度大于1%的系統結構參數范圍。針對本系統偏振成像會損失背景強度的缺點,提出了一種基于非下采樣Contourlet變換(NSCT)和自適應脈沖耦合神經網絡(PCNN)的偏振圖像融合算法,將Stokes矢量中的參數I代表的光強度和偏振特征因子進行融合。通過本文設計偏振成像系統對微光環境、低對比度環境以及遠距離環境進行了實驗,實驗結果表明了成像系統和融合算法對多個場景下的目標探測能力提升效果顯著。
        【學位授予單位】:中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)
        【學位級別】:碩士
        【學位授予年份】:2019
        【分類號】:TP391.41;O436.3

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