红外偏振探测关键技术研究

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1、博士学位论文红外偏振探测关键技术研究作者姓名：黄飞指导教师:李范鸣研究员中国科学院上海技术物理研究所学位类别:工学博士学科专业:电路与系统培养单位:中国科学院上海技术物理研究所2018年6月中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完

2、全了解中国科学院大学有关保留，使用学位论文的规定，即：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文。本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将学位论文提交《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社，编入CNKI学位论文全文数据库并充实到“学位论文学术不端行为检测系统”比对资源库，同意按章程规定享受相关权益。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日ResearchonKeyTechnol

3、ogiesofInfraredPolarizationDetectionAdissertationsubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofDoctor/MasterofEngineeringinCircuitsandSystemsByHuangFeiShanghaiInstituteofTechnicalPhysical，ChineseAcademyofSciencesJune201

4、8摘要摘要传统的红外探测系统只能获取目标的强度信息，红外偏振探测系统还能获取目标的偏振信息，这有助于研究目标的偏振特性。本文基于红外分焦平面偏振探测器，展开了偏振探测关键技术研究，主要研究内容包括：1.偏振度计算方法研究在获取入射光不同角度的起偏信息后，可采用基于斯托克斯矢量和穆勒矩阵的方法计算出入射光的偏振度和偏振角大小。然而在实际应用中，由于制造工艺的限制，分焦平面偏振探测器指标并不理想，使用传统方法计算难以获得准确的偏振信息，文中提出了一个新的偏振计算方法，具有更简洁的表达形式，可以很好地解决遇到的问题，并具有广泛的适用性。2.

5、高速红外偏振成像与处理系统研制了一台红外偏振成像样机，采用了嵌入式图形处理器(GraphicsProcessingUnit，GPU)作为处理核心，能够实时处理偏振信息，并为目标识别提供良好的硬件平台。该系统比传统基于FPGA(Field-ProgrammableGateArray)或者DSP(DigitalSignalProcessing)的处理系统有着更快的处理速度和友好的开发环境。3.分焦平面偏振探测器非均匀性校正方法研究在使用分焦平面偏振探测器获取目标偏振图像之后，分析了影响偏振成像质量的原因，其中包括像元间串扰，微偏振片透射率

6、和角度均匀性，探测器响应均匀性和瞬时视场误差。针对均匀性问题，基于新的偏振计算方法提出了两种非均匀性校正方法，一种将透射率和探测器增益系数分开定标校正，另一种将两种融合定标校正。其中对于融合定标方案，提出了两点融合定标和多点融合定标方法，取得了良好的校正效果。在仅考虑均匀性问题，解决了以前校正方法偏振计算不准确问题。4.红外偏振目标识别算法研究分析了目前主流的传统目标检测算法和基于深度学习的检测算法，采用了基于SSD(SingleShotMultiboxDetector)的深度学习框架，展开了对红外偏振目标识别研究。由于缺乏公开的红外

7、偏振样本数据集，使用文中的探测器完成了对样本的采集。在本数据集上，红外偏振融合识别效果要优于红外。I红外偏振探测关键技术研究关键词：红外偏振，偏振计算，非均匀性校正，目标识别IIAbstractAbstractThetraditionalinfrareddetectionsystemcanonlyobtaintheintensityinformationofthetarget,andtheinfraredpolarizationdetectionsystemcanalsoobtainthepolarizationinformation

8、,whichishelpfultostudythepolarizationcharacteristicsofthetarget.Inthispaper,basedontheinfrareddivisionoffocalp