微光偏振成像系统设计及实验 被引量：5

1

作者 陈振跃 王霞 +1 位作者 马斌 金伟其 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期80-84,共5页

为了实现对运动目标或变化场景的同时成像,根据偏振成像原理,基于孔径分割技术设计了一套微光偏振成像系统.开展了微光偏振成像实验,在实验室条件下定性分析了偏振成像的优势,研究了不同照度下偏振成像的准确度.通过改变偏振出射光束的... 为了实现对运动目标或变化场景的同时成像,根据偏振成像原理,基于孔径分割技术设计了一套微光偏振成像系统.开展了微光偏振成像实验,在实验室条件下定性分析了偏振成像的优势,研究了不同照度下偏振成像的准确度.通过改变偏振出射光束的照度,运用获得的偏振图像计算了该照度下光束的偏振度和偏振角.与真实偏振度、偏振角信息对比分析表明,当环境照度大于10-2 lx时,偏振成像能够比较准确地还原场景的偏振信息,改善微光成像质量.经过优化,该系统MTF在56lp/mm处所有视场下均不小于35%. 展开更多

关键词 微光 偏振成像 光学系统设计 偏振实验 偏振度 偏振角 成像质量 目标探测

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红外偏振技术在成像探测中的应用

2

作者 李艳华 《今日自动化》 2023年第10期109-112,共4页

与传统成像探测技术相比,偏振成像探测在获取目标场景辐射强度信息的基础上,增加了偏振度、偏振角等维度信息,可大幅提升对目标的探测与识别性能,是一种新型的探测技术。文章从偏振成像探测的基本原理出发,阐述了红外偏振成像系统工作过... 与传统成像探测技术相比,偏振成像探测在获取目标场景辐射强度信息的基础上,增加了偏振度、偏振角等维度信息,可大幅提升对目标的探测与识别性能,是一种新型的探测技术。文章从偏振成像探测的基本原理出发,阐述了红外偏振成像系统工作过程,总结归纳了不同偏振成像系统的特点,分析了偏振技术在成像探测中的典型应用。 展开更多

关键词 偏振成像 成像系统 信息融合技术

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一种偏振成像实验系统的设计 被引量：3

3

作者 韩宏伟 张晓晖 管风 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第7期77-80,共4页

为搭建实验系统,将3片线偏振片安装在FW102C型电动可旋转滤光轮上,通过计算机控制滤光轮转动分时采集3个不同偏振角度下的图像,再通过后续计算从而获得所观察场景的线偏振度图像和偏振角图像。针对系统误差校正,首先以马吕斯定律为基础... 为搭建实验系统,将3片线偏振片安装在FW102C型电动可旋转滤光轮上,通过计算机控制滤光轮转动分时采集3个不同偏振角度下的图像,再通过后续计算从而获得所观察场景的线偏振度图像和偏振角图像。针对系统误差校正,首先以马吕斯定律为基础,通过拟合方法完成偏振片偏振角度定标;然后通过手动选择配准点并借助Matlab图像处理工具箱完成视场非一致性校正。实验结果表明,所设计的偏振成像系统能够反映场景中不同目标的偏振特性。该系统结构简单、操作简便,可以满足教学实验的要求。 展开更多

关键词 偏振成像 误差校正 偏振方向 视场非一致性

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四通道阵列偏振成像自适应光学系统设计 被引量：3

4

作者 高明 王川 +1 位作者 刘钧 吕宏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期731-736,共6页

在大气湍流影响下,为了实现对远距离目标偏振成像,基于孔径分割技术和自适应补偿技术,设计了四通道阵列偏振成像自适应光学系统。偏振成像部分采用四通道阵列结构,每个偏振通道获取目标不同偏振分量的强度图像,从而实现同时偏振成像。... 在大气湍流影响下,为了实现对远距离目标偏振成像,基于孔径分割技术和自适应补偿技术,设计了四通道阵列偏振成像自适应光学系统。偏振成像部分采用四通道阵列结构,每个偏振通道获取目标不同偏振分量的强度图像,从而实现同时偏振成像。采用闭环自适应系统对波前畸变进行实时补偿。光学系统的设计焦距为364 mm,F数为2.5,工作波长为1.06μm,半视场角为±0.3°。设计结果表明,系统成像性能接近衍射极限,可以实现同时偏振成像和波前畸变的校正。 展开更多

关键词 偏振成像 四通道阵列 波前畸变 自适应光学系统

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一种偏振成像探测系统的测量精度检测 被引量：3

5

作者 李娟 易维宁 +2 位作者 黄红莲 杜丽丽 秦慧平 《大气与环境光学学报》 CAS 2010年第3期215-219,共5页

分析偏振测量原理得到偏振成像偏振度的测量绝对误差。通过偏振测量实验,分别计算了偏振光的真实偏振度和偏振成像的偏振度,求出偏振度的绝对误差,与理论分析结果相符合。检测了实验中使用的偏振成像探测系统的测量精度。

关键词 偏振成像探测系统 测量精度 检测方法

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成像系统中偏振片初始方向对大气偏振模式测量精度的影响与校正方法 被引量：1

6

作者 华豆 范之国 +2 位作者 金海红 桂策定 韦坤 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期49-59,共11页

大气偏振模式为仿生偏振光导航提供方向基准。在大气偏振模式测量系统中,当偏振片透光轴的起始方向与相机的偏振参考轴之间存在偏差角时,测得的大气偏振模式偏振角分布会出现太阳子午线弯曲的现象。为了解决偏差角对大气偏振模式测量产... 大气偏振模式为仿生偏振光导航提供方向基准。在大气偏振模式测量系统中,当偏振片透光轴的起始方向与相机的偏振参考轴之间存在偏差角时,测得的大气偏振模式偏振角分布会出现太阳子午线弯曲的现象。为了解决偏差角对大气偏振模式测量产生的影响,通过建立偏差角误差模型,针对偏差角对大气偏振模式测量精度的影响进行了详细的分析;并提出了利用大气偏振模式特征校正偏差角的方法,利用大气偏振模式的中性点和对称性特征获取偏振角分布的最优对称轴,实现对偏差角的校正。实验结果表明,通过对偏差角的校正,能够提高大气偏振模式的测量精度。 展开更多

关键词 成像系统 大气偏振模式 偏振光导航 偏振成像系统 太阳子午线弯曲 中性点

原文传递

激光偏振主动探测及成像系统的误差研究以及系统的改进 被引量：2

7

作者 赵一鸣 江月松 张绪国 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期851-858,共8页

利用Mueller矩阵,以三种典型目标为模型,全面分析了主动偏振成像系统的误差来源。在实验系统典型参数下,对偏振度误差进行了模拟。提出了利用标准偏振度目标校准系统参数的方法,提高了实验系统的精度。以仿真结果为基础,对实验系统进行... 利用Mueller矩阵,以三种典型目标为模型,全面分析了主动偏振成像系统的误差来源。在实验系统典型参数下,对偏振度误差进行了模拟。提出了利用标准偏振度目标校准系统参数的方法,提高了实验系统的精度。以仿真结果为基础,对实验系统进行了进一步的改进。通过对实验元件参数和位置的合理配置,该实验系统能够提供高精度的目标偏振度探测。误差分析结果为偏振成像实验系统元件参数的选择提供了重要的参考依据,同时也为实验系统的改进提供了理论支持。 展开更多

关键词 偏振成像 偏振度 MUELLER矩阵 误差

原文传递

金属随机粗糙表面的散射光偏振特性的实验研究 被引量：1

8

作者 管风 张晓晖 韩宏伟 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第6期101-107,共7页

为了讨论随机粗糙表面的散射偏振特性随入射条件以及自身表面特征的变化规律,基于斯托克斯-穆勒矩阵变换方法设计搭建了主动偏振光照明的全偏振成像系统,入射光偏振态分别为线偏振光和圆偏振光,在不同入射角度下,对8种不同粗糙度的镍合... 为了讨论随机粗糙表面的散射偏振特性随入射条件以及自身表面特征的变化规律,基于斯托克斯-穆勒矩阵变换方法设计搭建了主动偏振光照明的全偏振成像系统,入射光偏振态分别为线偏振光和圆偏振光,在不同入射角度下,对8种不同粗糙度的镍合金表面的散射偏振特性进行了测量,分析了不同成像条件下该金属目标的散射光偏振特性的差异。实验结果表明:同一粗糙表面对圆偏振光的退偏振效应强于线偏振光;圆偏振光入射时,散射光偏振角对入射角和表面粗糙度相比于线偏振光入射时更敏感;另外,目标表面的退偏振效应随着表面粗糙度和入射角的增大而增大。当粗糙度较小时,目标表面的退偏振程度随入射角增大而显著增大;当表面粗糙度增大,该变化趋势逐渐减缓。 展开更多

关键词 目标散射 偏振成像系统 全偏振 斯托克斯矢量 退偏振

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多光谱偏振成像侦察系统设计实现 被引量：1

9

作者 褚凯 朱一旺 +1 位作者 李小明 张磊 《现代电子技术》 2012年第13期39-41,52,共4页

介绍了以STC89C52RC为核心的电动变焦、对焦、变光圈以及以PC104为平台的图像处理多光谱偏振成像侦察系统组成及工作原理,给出了系统软硬件设计方法。实验结果表明,数字量化调焦效果良好,为偏振图像在线命令响应搭建了测试平台。实际应... 介绍了以STC89C52RC为核心的电动变焦、对焦、变光圈以及以PC104为平台的图像处理多光谱偏振成像侦察系统组成及工作原理,给出了系统软硬件设计方法。实验结果表明,数字量化调焦效果良好,为偏振图像在线命令响应搭建了测试平台。实际应用结果表明,该系统具有使用方便、成本低等优点,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 偏振成像 侦察系统 STC89C52 多光谱成像

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用于偏振成像系统的20mm~200mm变焦物镜设计

10

作者 陈鑫 甄胜来 +2 位作者 方健 陶善静 俞本立 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期846-852,共7页

变焦物镜是偏振成像系统的重要组成部分,目前因变焦物镜使用较多非球面而导致价格较为昂贵。为了降低偏振成像系统变焦物镜的加工成本,设计了一款用于偏振成像系统的20 mm~200 mm变焦物镜。采用正组补偿,利用Zemax优化变焦系统,最终系... 变焦物镜是偏振成像系统的重要组成部分,目前因变焦物镜使用较多非球面而导致价格较为昂贵。为了降低偏振成像系统变焦物镜的加工成本,设计了一款用于偏振成像系统的20 mm~200 mm变焦物镜。采用正组补偿,利用Zemax优化变焦系统,最终系统仅使用7片球面透镜,并达到良好像质,系统调制传递函数(MTF)在120 lp/mm处大于0.3,畸变小于4%,系统凸轮曲线平滑无断点。系统公差分析结果表明,公差范围设置为:镜片表面光圈公差为2,镜片或空气中心厚度公差为±0.02 mm,透镜表面中心倾斜公差为±0.025°,透镜装调公差为±0.025 mm,透镜折射率偏差为0.002,公差设置符合元件加工和系统装调工艺,对降低偏振成像系统成本具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 偏振成像系统 变焦物镜 正组补偿 球面透镜 低成本

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中波红外共口径偏振成像系统分析与设计 被引量：1

11

作者 焦安霞 《光电技术应用》 2019年第4期7-11,55,共6页

对红外偏振成像的国内外发展现状进行了分析。根据中波红外偏振成像的应用需求,提出了一种中波红外共口径偏振成像系统。该系统由前置共口径和后置分口径成像系统组成。后置分口径成像系统包括四个偏振通道,每个通道上放置不同的偏振元... 对红外偏振成像的国内外发展现状进行了分析。根据中波红外偏振成像的应用需求,提出了一种中波红外共口径偏振成像系统。该系统由前置共口径和后置分口径成像系统组成。后置分口径成像系统包括四个偏振通道,每个通道上放置不同的偏振元件,这样系统就可以实现全偏振成像。根据所使用的探测器,完成了系统分析与设计工作。设计完成之后,系统的MTF>0.3@17lp/mm。最大RMS光斑直径小于探测器像元尺寸,单个像元能量集中率大于80%。 展开更多

关键词 中波红外 偏振成像 光学系统设计

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基于偏振光谱成像的目标识别方法研究 被引量：12

12

作者 于洵 杨烨 +2 位作者 姜旭 武继安 胡斐 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期537-541,共5页

为提高伪装目标识别的准确性,提出将光谱信息与偏振信息相融合的伪装目标识别方法。基于液晶可调谐滤光片(LCTF)搭建了偏振光谱成像系统,通过实验对绿色植物中隐藏的假植株进行偏振光谱探测实验。利用主成分分析法(PCA)对各偏振方向的... 为提高伪装目标识别的准确性,提出将光谱信息与偏振信息相融合的伪装目标识别方法。基于液晶可调谐滤光片(LCTF)搭建了偏振光谱成像系统,通过实验对绿色植物中隐藏的假植株进行偏振光谱探测实验。利用主成分分析法(PCA)对各偏振方向的目标光谱图像进行波段选择,获取对应的光谱融合图像后进行偏振度计算,最终得到被测目标的偏振光谱融合图像。实验结果表明:得到的偏振光谱融合图像与光谱融合图像相比,信息熵提高了72%,平均梯度提高了250%。 展开更多

关键词 偏振光谱成像系统 液晶可调谐滤波器(LCTF) 伪装目标 Stokes矢量

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基于双高斯的紧凑型偏振光谱成像方法设计与研究

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作者 亓晨 于涛 +4 位作者 张周锋 钟菁菁 刘宇阳 王雪霁 胡炳樑 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2082-2089,共8页

对目标进行更多属性信息的获取,是光学传感器不断追求的目标。偏振属性探测和传统光谱成像技术相结合的偏振光谱成像技术具有分辨“异物同谱”、实现“目标凸显”、“动态调节”、“耀斑抑制”的能力,蕴藏非常重要的应用潜力。目前的偏... 对目标进行更多属性信息的获取,是光学传感器不断追求的目标。偏振属性探测和传统光谱成像技术相结合的偏振光谱成像技术具有分辨“异物同谱”、实现“目标凸显”、“动态调节”、“耀斑抑制”的能力,蕴藏非常重要的应用潜力。目前的偏振光谱成像系统存在诸多的缺点,如结构复杂、体积大、通道串扰、多维信息提取繁琐等问题。针对上述问题,提出一种基于线性渐变滤光片(LVF)和像素化偏振调制的紧凑型偏振光谱成像方法。涉及关键技术有:基于高光谱分辨率需求与短焦距约束,采用双高斯结构作为初始光学结构,并通过参数设计进行光学系统的仿真与实现;采用LVF作为分光元件,进行参数设计与验证,与像素化偏振调制探测器在像面上进行耦合,实现光谱信息与偏振信息同步获取。基于上述技术路线进行了样机集成,在实验室暗室对系统样机进行光学指标测试,最终指标为:工作波段:430~880 nm,空间分辨率:0.22 mrad,光谱分辨率为:10 nm,四偏振态同步获取,系统传递函数:0.547,偏振探测精度:89.4%,光机系统总尺寸:45 mm×45 mm×80 mm。在室外进行推扫实验,成像效果良好,中心波长不同偏振态下的单色图有较明显的强度变化;对全局图像进行多维信息提取与融合,不同地物的特征光谱曲线有明显的波谱差异,满足预期设计目标。该方法突破了传统偏振光谱成像技术路线的缺点,为偏振光谱成像多维信息获取提供了一种新型且有重要应用价值的方法。 展开更多

关键词 偏振成像光谱系统 像素偏振调制 线性渐变滤光 系统耦合

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偏振参数最优重构的水下降质图像清晰化方法 被引量：3

14

作者 李荣华 唐智超 +1 位作者 朴俊峰 李宏亮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期297-305,共9页

针对水体浑浊情况下,水中悬浮粒子对光的吸收和散射作用造成图像模糊、对比度低等问题,提出了一种偏振参数最优重构的水下降质图像清晰化方法。首先,通过局部最小值滤波估算水下背景光图像,引入Stokes矢量原理计算偏振度,通过归一化互... 针对水体浑浊情况下,水中悬浮粒子对光的吸收和散射作用造成图像模糊、对比度低等问题,提出了一种偏振参数最优重构的水下降质图像清晰化方法。首先,通过局部最小值滤波估算水下背景光图像,引入Stokes矢量原理计算偏振度,通过归一化互信息进一步优化偏振度信息,获取成像区域最优的重构偏振参数;其次,采用形态学的方法重建图像自动估计水下无穷远处背景光值;最后,搭建了水下环境模拟平台,通过单通道偏振探测器实时获取水下偏振图像;为了验证算法的有效性,通过三种客观评价指标与其他复原方法进行比较,结果显示算法效果优于其他的水下图像复原方法。 展开更多

关键词 偏振成像 单通道偏振系统 图像复原 最优重构

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基于SIP-DSWP系统的透明玻璃面倾角分区标定偏振测量方法

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作者 温仁杰 鲁啸天 +3 位作者 金伟其 刘敬 王霞 郭宏 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第9期807-813,共7页

由于存在边缘视场的渐晕效应,造成SIP-DSWP同时偏振成像系统的偏振信息重构存在偏差。为此,本文提出了一种通过分区仪器矩阵校正视场边缘效应的成像系统校正方法。通过对SIP-DSWP同时偏振成像系统3×3分区仪器矩阵的标定,进行了玻... 由于存在边缘视场的渐晕效应,造成SIP-DSWP同时偏振成像系统的偏振信息重构存在偏差。为此,本文提出了一种通过分区仪器矩阵校正视场边缘效应的成像系统校正方法。通过对SIP-DSWP同时偏振成像系统3×3分区仪器矩阵的标定,进行了玻璃平板倾角的非接触检测实验。实验结果表明:图像边缘视场效应和噪声能够直接影响偏振成像及偏振信息(偏振度和偏转角)重构;分区仪器矩阵较平均仪器矩阵能够更准确地重构出目标场景的偏振信息,提高对透明玻璃平板倾角的检测精度,为后续偏振成像方法的研究和定量检测应用奠定了理论基础。 展开更多

关键词 同时偏振成像系统 斯托克斯矢量 偏振信息 分区仪器矩阵

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嵌入式技术的偏振光谱成像系统设计

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作者 闫晶 沈娴 王政 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第9期248-253,共6页

为了高效、高质量地获得目标偏振光谱成像结果,保障目标探测精度,设计基于嵌入式技术的偏振光谱成像系统。采集偏振光谱成像模拟信号,由模数转换单元转换为数字信号,并经由最小系统单元,调用去雾算法处理成像数字信号,获得最终目标偏振... 为了高效、高质量地获得目标偏振光谱成像结果,保障目标探测精度,设计基于嵌入式技术的偏振光谱成像系统。采集偏振光谱成像模拟信号,由模数转换单元转换为数字信号,并经由最小系统单元,调用去雾算法处理成像数字信号,获得最终目标偏振光谱成像结果,经通信单元传输至人机交互单元,向用户呈现最优的目标偏振光谱成像效果。结果表明,该系统可实现目标偏振光谱成像,最终成像效果清晰,对比度较高,目标信息量丰富、细节信息清晰、噪声少,整体成像质量较高,成像过程用时较少,可满足实际目标探测中的应用需求。 展开更多

关键词 嵌入式技术 偏振光谱成像 嵌入式控制 模数转换 最小系统 去雾处理算法

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傅立叶变换型线偏振干涉成像系统分析与设计 被引量：4

17

作者 王洪亮 梁静秋 +3 位作者 梁中翥 王维彪 吕金光 秦余欣 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期638-648,共11页

为满足中波红外高空间分辨率偏振干涉测量需求,本文提出一种基于微型静态干涉原理的中波红外线偏振干涉成像系统。该系统不含狭缝,具有信息量多,光通量大等优点。介绍了线偏振干涉成像系统的工作原理,采用近轴光学理论计算了初始结构参... 为满足中波红外高空间分辨率偏振干涉测量需求,本文提出一种基于微型静态干涉原理的中波红外线偏振干涉成像系统。该系统不含狭缝,具有信息量多,光通量大等优点。介绍了线偏振干涉成像系统的工作原理,采用近轴光学理论计算了初始结构参数,进行了系统优化设计。分析了入射光分别为完全非偏振光和线偏振光时系统的透过率,给出了系统所能探测的最小辐射强度。为了降低探测器强度的随机波动对偏振测量的影响,采用等权重方差优化了系统的偏振测量矩阵,并通过数值仿真验证了方法的正确性。最后,分析了偏振片的旋转误差对偏振测量的影响,给出了偏振探测精度为2%时的偏振片旋转公差容限。设计结果表明:傅立叶变换型线偏振干涉成像系统成像质量良好,在探测器的特征频率17 lp/mm处,各视场的调制传递函数值均大于0.6,满足系统的使用需求。 展开更多

关键词 中波红外 偏振干涉成像系统 等权重方差 光学设计

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