目錄
“偏振成像探測(cè)技術(shù)學(xué)術(shù)叢書(shū)”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 透明界面光電偏振成像理論與技術(shù)研究的意義 1
1.2 光電偏振成像技術(shù)的發(fā)展 3
1.2.1 偏振成像系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展 3
1.2.2 偏振成像系統(tǒng)優(yōu)化的相關(guān)發(fā)展 10
1.2.3 偏振成像應(yīng)用相關(guān)研究進(jìn)展 11
1.2.4 透明介質(zhì)三維面形偏振成像測(cè)量技術(shù)及其研究現(xiàn)狀 14
1.3 光電偏振成像的實(shí)現(xiàn)模式 26
1.3.1 分時(shí)偏振成像 26
1.3.2 同時(shí)偏振成像 27
1.3.3 基于偏振圖像的目標(biāo)場(chǎng)景偏振信息重構(gòu) 30
參考文獻(xiàn) 31
第2章 光的偏振性及偏振信息的描述 38
2.1 光波的偏振態(tài) 38
2.2 光波在各向同質(zhì)界面上的反射和折射偏振特性 40
2.2.1 反射定律和折射定律 40
2.2.2 菲涅耳公式 42
2.2.3 反射率和透射率 45
2.2.4 影響反射率的因素 47
2.3 基于繆勒矩陣的粗糙表面偏振特性表征 48
2.3.1 粗糙表面的反/散射偏振模型 48
2.3.2 粗糙表面偏振信息的提取 57
參考文獻(xiàn) 60
第3章 透明界面的輻射偏振特性 61
3.1 透明界面的可見(jiàn)光反射偏振特性 61
3.2 透明界面的紅外輻射與反射偏振特性 62
3.2.1 模型概述 62
3.2.2 反射輻射偏振度 63
3.2.3 自發(fā)輻射偏振度 65
3.2.4 水面總輻射偏振度 66
3.2.5 天空輻射 67
3.2.6 水面輻射 68
3.3 海面紅外偏振輻射模型 68
3.3.1 基于光線逆追跡的大尺度、高空間分辨率海面紅外偏振輻射模型 69
3.3.2 基于海浪特性統(tǒng)計(jì)模型的海面風(fēng)浪波形重構(gòu)方法 69
3.3.3 Elfouhaily海浪譜 70
3.3.4 基于雙尺度的大尺度、高空間分辨率的海面合成方法 71
3.3.5 偏振光線逆追跡及其加速運(yùn)算方法 76
3.3.6 數(shù)值仿真與結(jié)果分析 84
3.3.7 海面耀斑紅外輻射偏振特性及其抑制方法 88
參考文獻(xiàn) 91
第4章 偏振成像理論 93
4.1 傳統(tǒng)偏振檢測(cè)理論 93
4.1.1 偏振成像的基本原理 93
4.1.2 成像系統(tǒng)像面的輻照度 94
4.2 大視場(chǎng)偏振成像理論 94
4.2.1 自然光入射 96
4.2.2 線偏振光入射 97
4.2.3 斜入射光束下偏振成像理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 98
4.3 自然光入射下偏振成像特性 105
4.3.1 自然光入射 105
4.3.2 偏振度與入射角的關(guān)系 109
4.3.3 偏振角與入射角的關(guān)系 110
4.3.4 基于反射率的消除入射角歧義性的方法 110
4.4 非理想偏振條件下的可見(jiàn)光偏振成像理論 112
4.4.1 考慮偏振片消光比的繆勒矩陣 112
4.4.2 考慮偏振片主方向誤差的繆勒矩陣 113
4.4.3 非理想偏振條件下的偏振成像模型 114
4.5 前置偏振片的紅外偏振成像理論與方法 115
4.5.1 前置偏振片紅外偏振成像系統(tǒng)的理想模型 116
4.5.2 前置偏振片紅外偏振成像系統(tǒng)的修正模型 117
4.5.3 基于前置偏振片紅外偏振成像系統(tǒng)修正模型的輻射校正方法 118
4.5.4 實(shí)際室外場(chǎng)景校正實(shí)驗(yàn)及分析 119
參考文獻(xiàn) 122
第5章 偏振成像系統(tǒng)的響應(yīng)非線性校正與儀器矩陣標(biāo)定 124
5.1 偏振成像系統(tǒng)的儀器矩陣及其標(biāo)定方法 124
5.1.1 四點(diǎn)定標(biāo)方法 124
5.1.2 E-P定標(biāo)法的原理 125
5.1.3 偏振成像系統(tǒng)的儀器矩陣標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 127
5.2 偏振成像系統(tǒng)響應(yīng)的非線性校正 129
5.2.1 光電探測(cè)器的γ特性 129
5.2.2 基于探測(cè)器輸出數(shù)字信號(hào)的偏振信息重構(gòu)方法 130
5.2.3 考慮探測(cè)器γ特性的偏振信息重構(gòu)方法 131
5.3 紅外偏振輻射源及其定標(biāo)方法 132
5.3.1 紅外偏振輻射源的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 133
5.3.2 紅外偏振輻射源的數(shù)學(xué)模型 135
5.4 反射式可控紅外部分偏振輻射源 138
5.4.1 一種反射式紅外可控部分偏振輻射源及其測(cè)量系統(tǒng) 138
5.4.2 部分偏振輻射源的理論分析 139
5.4.3 反射式紅外可控部分偏振輻射源實(shí)驗(yàn)測(cè)試與討論 143
參考文獻(xiàn) 146
第6章 透明界面的光電偏振成像檢測(cè)方法 148
6.1 透明界面的光電偏振成像遙測(cè)方法 148
6.1.1 曲面法向量的表示方法 148
6.1.2 基于方向矢量的透明介質(zhì)三維面形偏振成像測(cè)量方法 149
6.1.3 邊緣視場(chǎng) 154
6.1.4 曲面高度重建 155
6.1.5 湖面實(shí)驗(yàn) 155
6.2 水面波紋的多波段光電偏振成像檢測(cè)分析 159
6.2.1 模型概述 159
6.2.2 水面偏振度仿真結(jié)果與分析 163
6.2.3 水面偏振度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量與模型驗(yàn)證 166
參考文獻(xiàn) 168
第7章 透明界面光電偏振成像技術(shù)的應(yīng)用 169
7.1 海面耀光的濾除方法 169
7.1.1 計(jì)算線偏振圖像模型及其在雜波抑制中的應(yīng)用 169
7.1.2 基于紅外偏振信息的水面雜波抑制方法 177
7.1.3 基于時(shí)域偏振特性的水面雜波抑制方法 185
7.2 水下光電偏振成像增強(qiáng)技術(shù)方法 196
7.2.1 水下成像模型 196
7.2.2 基于線偏振技術(shù)的水下圖像復(fù)原方法 205
7.2.3 基于殘差UNet的水下繆勒矩陣圖像去散射算法 217
7.3 水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)海面波紋的光電偏振成像檢測(cè)技術(shù) 226
7.3.1 潛艇尾跡與海面波浪 226
7.3.2 海面尾跡光學(xué)偏振成像 229
7.3.3 海面尾跡的光學(xué)（偏振）成像檢測(cè)方法 239
參考文獻(xiàn) 250