长波红外偏振图像获取与融合

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1、长波红外偏振图像获取与融合AcquisitionandFusionofLWIRPolarizedImages学科专业：光学工程研究生：杨建乔指导教师：蔡怀宇教授天津大学精仪学院二零一五年十二月摘要红外成像技术是一种强有力的侦查手段，但由于其图像存在边缘模糊、纹理细节不够突出、灰度分布集中等缺点，在复杂背景及红外隐身条件下，目标探测技术的有效性受到抑制。红外偏振成像能够通过获取物体的偏振信息在一定程度上弥补传统红外成像的不足，在识别存在微小温差的不同材料物体，以及探测红外隐身物体方面具有较大的优势，拥有良好前景。论文完成了以下主要工作：（1）红外偏振成像性质分

2、析。在红外偏振成像原理的基础上建立了物体的红外辐射偏振模型，分析了入射角、波长、目标折射率及粗糙度对被测物体红外偏振特性的影响，为实现红外偏振目标探测打下必要理论基础。（2）红外偏振成像系统的搭建与调试。搭建了分时红外偏振成像系统，对红外偏振成像单元，步进电机控制单元，红外偏振图像采集单元分别进行调试、连接及部分封装，系统结构简单，携带较为方便。（3）基于红外偏振图像的支持度变换（SVT）融合方法的改进。源图像经过SVT变换后，近似图像使用自适应系数加权均值融合规则，支持度图像使用基于局部区域匹配度的局部能量最大和加权平均选择的融合规则进行图像融合，由于源图

3、像支持度系数相差较大，因此引入匹配系数从而进行更有效融合。（4）红外偏振图像的采集和图像融合实验。在自行搭建的红外偏振成像平台上进行了红外偏振图像采集，并通过Stokes矢量求解得到对应场景的红外偏振度图像，可以看出红外偏振度图像具有轮廓及细节明显的优点，且人造物体和自然物体、不同材料间偏振度存在差别。因此，对采集得到的红外偏振图像采用多种融合方法进行融合对比实验，证明了给出融合方法具有一定的增强效果。关键词：红外偏振成像偏振度图像图像融合多尺度分解ABSTRACTInfraredimagingtechnologyisapowerfuldetectionme

4、thod,butithasobviousdisadvantages:theedgesareblurred;detailsarenotprominent;intensitydistributioniscentralizedandsoon.Inthecomplexbackgroundandinfraredstealthcondition,theinfraredimagingmethodcannotdetectobjectiveeffectively.Theobjectitselfdeterminestheobject’sinfraredpolarizedchar

5、acter.Infraredpolarizationsystemcanmakeupinfraredimagingdeficiencybyobtainpolarizedinformation.Ithasadvantagesindetectingobjectswithsmalltemperaturedifference,aswellasinfraredstealthobjects.Wehadastudyoncharacterofinfraredpolarizationimageandimagefusiontechnology.Themainworkisasfol

6、lows.(1)Analysisofinfraredpolarizationimagecharacters.Theinfraredradiationpolarizationmodelwasestablishedbasedoninfraredandpolarizationprinciples.Theeffectofincidenceangle，refractiveindex，roughnessandwavelengthwereanalyzed.Thisestablishedessentialtheoreticalbasisforinfraredpolariza

7、tionobjectdetection.(2)Establishmentoftimedivisioninfraredpolarizationsystem.Unitsofinfraredpolarizationimaging,steppermotorcontrolandinfraredpolarizationimagesacquisitionwerelinkedtogether,debuggedandpackaged.Systemarchitectureissimpleandconvenienttocarryout.(3)Animprovedmulti-sca

8、ledimagefusionmethodbasedo