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1、利用长波红外偏振成像和光强图像融合实验探究摘要：为解决红外迷彩对传统热成像系统的干扰问题，达到在战场上识别红外伪装目标的目的，进行了长波红外偏振成像与光强图像融合的实验研究。采集了典型战场背景的长波红外偏振图像，利用MATLAB编程对红外偏振图像处理得到了长波红外偏振度图像，进一步对偏振度图像和光强图像进行了融合。实验结果表明，红外偏振度图像比原始红外图像的灰度均值提高了53%,灰度标准差提高了90%,平均梯度提高了2.04倍；融合后的图像比红外偏振度图像的灰度均值提高了15%,灰度标准差提高了4%,平均梯度提高了17%o关键词：长波红外偏振成像；图像融合；M
2、ATLAB中图分类号：TN219文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.10055630.2013.05.006引言红外热成像系统具有隐蔽性强、全天候工作、识别可见光伪装、视距远等优点，已成为各国军方主战夜视装备［1］。工作于8〜14um的长波红外热成像系统主要用于对地面和水面目标的侦察、瞄准和跟踪，其大规模投入战场已成为改变作战模式和影响未来战争走向的因素［2］。随之出现的红外伪装技术，通过降低或扭曲军事目标表面热辐射特征，严重影响传统红外热成像系统的作战效能［3］,探索与之对抗的伪装识别系统十分必要。目前红外伪装识别技术主要有多光谱或高光谱成像
3、［4］、背景减除算法［5］、伪彩色编码和图像融合［6］、红外偏振成像等。其中红外偏振成像具有识别效果好、系统结构简单等优点。由于红外光强成像与红外偏振成像在特征量、目标和背景的辐射特性、成像过程、图像特征等方面的不同，同一场景的红外光强图像与偏振图像具有差异性和互补性［7］,利用图像融合技术将红外光强与偏振图像融合起来，可以综合二者的优势［8］。本文在8〜14um的长波红外波段，通过在红外热成像系统之前加装可旋转的红外偏振片，获取了目标与背景的偏振图像。基于MATLAB平台编程对偏振图像进行处理，得到了场景的红外偏振度图像和偏振角图像。利用MATLAB小波工具
4、箱对偏振度图像和原始光强图像进行了融合。结果表明：融合图像比原始偏振图像的灰度均值提高了15%,灰度标准差提高了4%,平均梯度提高了17%,获得了更加丰富的纹理细节特征，增强了对比度，明显增强了观察效果。1偏振的描述根据菲涅尔公式的有关理论可知，光在介质表面上的反射将改变其偏振态［9］,由能量守恒定律，物体的热辐射同样也存在偏振分量，其偏振特性和物体本身有关。对偏振光的描述常用的有琼斯矢量和斯托克斯矢量。琼斯矢量用振幅和相位描述光波的偏振态,斯托克斯矢量则利用4个参量（斯托克斯参量）来描述光波的偏振态和强度。与琼斯矢量的参量不同的是，斯托克斯参量均是光强的时间
5、平均值，具有强度的量纲，可以直接被探测器探测［10］,因此应用更加广泛。其形式为［11］：因此只需测出3个不同方向的线偏振分量光强，即可解得斯托克斯参量SO、SI、S2o本文中测量与X轴夹角为0。、60°、120°方向上的光强，记为10、160、I2实验方法与过程2.1实验装置为实现目标的热辐射偏振信息获取及处理，实验系统由检偏器、红外热成像系统、数据采集与处理系统三个部分构成。实验系统采用Thorlabs公司的KRS5偏振片作为检偏器，有效光学口径50mm,栅网间距0.37um,透过率为70%（在波长为12urn处），偏振度为99.6%,消光比为300:1。
6、偏振片由旋转支架支撑并放置于热成像系统之前。采用FLIR公司SC325型热像仪，探测器为非制冷焦平面阵列，工作波段7.5-13Hm,像元总数320X240,帧频60Hz,热灵敏度4结论搭建了长波红外偏振成像实验系统并利用MATLAB平台编程对采集到的原始红外偏振图进行处理，得到了场景的长波红外偏振度图像，并进一步对偏振度图像和光强图像进行了融合。实验结果表明，红外偏振度图像比原始红外图像的灰度均值提高了53%,灰度标准差提高了90%,平均梯度提高了2.04倍；融合后的图像比红外偏振度图像的灰度均值提高了15%,灰度标准差提高了4%,平均梯度提高了17%,获得了
7、更加丰富的纹理细节特征，增强了对比度，明显增强了观察效果。参考文献：[1]俞信•红外热成像技术：技术进展与展望[J].光学技术，1994,20(6)：1-3,20.[2]陈胜哲，陈彪•红外技术在军事上的应用[J].光学技术，2006,32(增刊)：581-586.[3]杨丽，乔亚.光学动态伪装技术研究[J].红外，2006,27(11)：9-14.[4]张朝阳，程海峰，陈朝晖，等•高光谱遥感的发展及其对军事装备的威胁[J].光电技术应用,2008,23(1)：10-12.[5]张品，陈亦望，傅强•使用GMM背景减除的红外伪装人体目标快速识别算法[J].红外与激
8、光工程，2012,41(4)：975-
