基于米勒矩阵的水下成像技术

探究在浑浊介质中利用物体的米勒矩阵进行目标识别的技术。米勒矩阵的16个矩阵元可以完整的描述物体的偏振信息,基于各物体不同的偏振特性,不同物体有不同的米勒矩阵。可以以物体退偏特性因子或其中一米勒矩阵元作为灰度值得到一幅图像,利用图像的均值、标准差、信息熵和方差对图像进行评价。实验结果表明这种方法能够较大提高成像质量。     

基于增强SVM算法的红外舰船图像识别研究

红外偏振成像技术是针对复杂环境中识别目标的重要技术手段,是近年来国内外红外成像技术研究的重点.针对近岸复杂背景下的军用舰船红外偏振图像目标识别问题,提出了一种基于机器学习的分类算法.首先提取图像HOG特征,结合SVM分类器正确检测出舰船目标和渔船目标;然后运用基于灰度的归一化模板匹配算法实现舰船目标的识别.仿真结果表明,该算法具有良好的性能,能够有效地识别红外舰船目标.     

基于HSV颜色空间的水下物体识别技术研究

为了辨识水下物体,需要把物体和水下环境进行分离,在此基础上才有可能对物体进一步分析.因此为克服水下电视监视系统中仅适用物体反射光光强信息的不足,本文提出了一种水下物体的光学识别技术,该方法将斯托克斯成像技术和HSV颜色空间相结合,将同种颜色但材料不同的物体的偏振信息在HSV空间中展现出来.由于HSV色彩空间的色度、饱和度和亮度三者相互独立,我们用饱和度代表反射光的偏振方位角信息,色度代表其偏振度信息,两者随物体种类不同而有一定差异,反射光的偏振信息为不同物体的识别奠定了基础.实验测量了在线偏振光照射下不同材料的水下斯托克斯图像,实验时光同时照在介质和金属反射面上.用软件实现了偏振信息在HSV空间的转换,实验表明,可以根据HSV空间中呈现的不同的偏振信息有效地区分物体的材质和种类.基于斯托克斯成像和HSV颜色空间结合形成的水下不同物体的识别技术,由于大大提高了水下物体成像的识别度和对比度,有望在套管井检测、海洋探测等领域中发挥重要作用.     

旋光退偏器用于星载光栅成像光谱仪分析

对紫外-可见光谱区星载光栅光谱仪的响应偏振敏感性的问题,采用加入退偏器的方法来消除仪器的偏振响应,保证成像光谱仪测量结果的准确性.退偏器根据大气偏振的特点采用简单双光楔结构旋光退偏器,给出了其退偏度理论表达式,计算分析了系统的线性偏振敏感度.采用矩阵计算法推导分析了退偏器的偏振像差矩阵和光学传递矩阵,重点分析了退偏器引入的双像对成像光谱仪像质的影响.分析结果表明,加入退偏器后,仪器偏振响应敏感度小于1%,系统MTF下降小于1.5%,像质满足使用要求,完全可应用于星载光栅成像光谱仪.     

利用偏振分析的雾天图像复原

文章提出了新的雾天偏振成像模型,在模型中同时考虑目标反射光和大气散射光的偏振效应。首先合成偏振差分图,然后利用去相关的算法估计目标反射光的偏振度图,最后利用去雾模型得到清晰的雾天图像。与相关算法的实验结果进行定性和定量的比较,证明了该算法的有效性。此外,该算法求取的反映场景目标偏振信息的偏振度图可被用于场景分割、目标识别等领域。     

双目红外热成像定位技术研究与应用

文章基于数字图像技术提出了交叉成像算法,通过将2台红外热成像摄像机拍摄的图像进行交叉计算,提高了所拍摄图像的分辨率.将海上的船舶作为对象,通过对图像的分离、海平面的映射以及船舶的识别,得到了目标图像的高精度定位.其测量精度能够很好地满足监测需要.高分辨率的热红外图像在工程监测和测量中有着重要的意义,这也将扩展红外热成像技术在实际工程测量中的应用.     

基于偏振信息的豆类特征提取方法

针对豆类目标特征复杂,提取困难的特点,采用近距离同时偏振成像系统对豆类目标进行特征提取,设计了基于分孔径成像的偏振探测系统,进行了豆类目标的偏振探测实验,实验结果表明:基于同时偏振成像的近距离成像探测系统在解决视场同一性问题的基础上,可使目标细部特征更为突出,使清晰度大大提高。通过融合处理,可充分展现豆类的表面缺陷、干瘪等特征。方便了目标特征的提取,可以有效提高目标分选的正确率。     

基于偏振方向统计特性的目标背景差异特征分析

针对目前使用偏振参量图像分析目标背景差异的传统方法未充分考虑光作用物体后产生独特的偏振属性问题,提出一种基于偏振方向特征统计特性的目标背景差异特征分析方法,从一种新的偏振方向信息分析目标背景差异.首先,通过提取偏振角图像中的偏振方向信息构建偏振方向矢量图像,解决了由于噪声较多导致的偏振角图像无法有效直接利用的问题;其次,分别对4种偏振方向强度图像进行正交差分计算,得到偏振正交差分分量图像,并补充偏振方向周围±α偏振角度强度图像信息,得到偏振方向统计图像,通过提取出4种偏振方向的3种偏振特征图像,解决了传统偏振参量图像复杂背景下目标不突出的问题.实验结果表明,不同材质的物体具有不同的偏振方向,而通过提取偏振方向信息获取的偏振方向特征图像能更清晰地辨别复杂背景中的目标.客观评价指标表明,在偏振方向矢量图像中,目标区域的偏振方向朝向所对应的偏振方向特征图像,表达目标的信息更丰富,与其他偏振方向所对应的偏振方向特征图像相比,更能突出目标的特征.因此,通过偏振矢量图像可以快速提取出目标特征突出的偏振特征图像.     

基于小波包变换的中波红外偏振图像融合研究

针对红外偏振图像的突显目标轮廓的能力及增强景物细节信息的特点,提出基于小波包变换法的红外偏振图像灰度级融合方法,对辐射强度图像及偏振信息图像进行有效融合.通过与常用的红外图像融合方法进行客观比较,表明通过小波包变换法得到的融合图像的对比度值、信息熵及互信息值均比较高,该方法有利于场景感知和目标识别.     

基于图像融合的水下成像技术

开发了一种基于偏振成像和图像融合的新型水下成像技术。该技术是利用小波的多尺度和多分辨率特性,将一组偏振方向相互垂直的两幅源图像分别分解后进行加权融合处理,最后利用小波逆变换重构融合后的偏振图像。用图像的均值、标准差、信息熵和方差等参量对融合效果进行了评价。实验和仿真结果表明该方法十分有效,可极大地提高图像质量。     

一种红外偏振与光强图像的暗原色多特征分离融合方法

针对现有红外偏振和光强图像融合算法不能同时兼顾提高对比度、突出明亮特征和保持边缘细节信息的问题,提出一种暗原色多特征分离融合的新方法。首先,对源图像进行局部最小值滤波和引导滤波得到暗原色图;然后,经过差值、绝对值取小融合的处理,提出暗原色多特征分离方法,得到包含亮、暗以及边缘细节信息的三部分图像;最后,对三部分图像采用不同规则分别融合,通过重构和亮度调整得到最终融合图像。实验结果表明,本文方法能有效地融合源图像的互补信息,不仅能够保留边缘细节信息,同时也能突出明亮特征和图像整体对比度,在实际的目标识别中具有一定的优势。     

基于Envisat数据的地物后向散射特征研究

本文采用ENVISAT ASAR的APMode（Alternating Polarisation Mode）数据,由雷达图像成像原理及物理机制人手分析广州市几种典型地物（水体、植被、建筑物）在不同极化方式下后向散射特征及其成因。在此基础上选取HH极化图像、VV极化图像及VH／VV比值图进行合成,并利用监督分类方法对该极化合成影像进行分类,与光学影像的分类结果图进行比较。结果表明：极化雷达具有探测水质的能力,建筑物的后向散射特征还与其排列方式有关,极化合成影像分类图能初步达到地物分类识别的效果。     

基于TDI CCD的偏振成像系统设计

介绍了一个基于DALSA公司IL-E2-1024 TDI CCD的偏振成像系统的设计,分析和解决了该系统一些电子学关键技术,实现了TDI CCD的驱动和CPLD对CCD的时序控制、图像信号的自相关采样和数字化、利用FIFO缓存数字图像信号,考虑用DSP进行实时的偏振图像处理并利用USB接口传送到计算机显示偏振图像。     

基于偏振成像的乳腺癌病理切片检测方法

生物组织具有与其结构和功能相关的固有光学特性,偏振成像技术能够根据组织正常和恶性变化之间的微观结构差异,表现出不同的偏振特性,从而实现两者区分。本研究设计了一套采集组织背向散射光Mueller矩阵的自动成像系统,对两种常见的乳腺癌病理组织切片分别进行Mueller矩阵成像实验,并对所得到的Mueller矩阵图像数据采用Mueller矩阵分解方法,分别提取出样本Mueller矩阵中具有清晰物理意义的参数图像。实验结果表明,相应的Mueller矩阵分解参数图像可以区分癌变组织和非癌变组织。这为乳腺癌的快速病理诊断提供了一种新的思路。     

静态光谱偏振差分成像技术研究

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(liquid crystal tunable filter,LCTF)和液晶可调谐相位延迟器(liquid crystal variable retardation,LCVR)的静态光谱偏振差分成像技术。采用液晶可调谐相位延迟器实现不同波长成像光束的偏振方向旋转,采用液晶可调谐滤光片实现波长选择和检偏,通过程序控制实现透过波长及其两个正交线偏振态的设定,面阵光电探测器完成两个正交线偏振态图像采集,再经过图像处理获取光谱偏振差分图像。完成了原理样机的研制,取得了初步试验结果。该技术没有任何机械运动部件,具有稳定性好、操作灵活、数据处理简单直观等优点。     

Research on instantaneous polarization radar system and external experiment

Instantaneous polarization radar can obtain radar target polarization scattering matrix (PSM) by using single pulse echo.The system overcomes the defects of inter-pulse interval polarization measurement radar and accurately measures the PSM of the moving target.Thus the capabilities of detection,anti-jamming and target identification can be improved.The present paper reports the first international self-developed instantaneous polarization radar experimental system and,by using this system,the measurement e...     

基于偏振图像与粗糙深度图的形状重建

首先使用双边滤波法对粗糙深度图作平滑处理，该方法在保持边缘细节的同时可以很好地去噪；然后针对偏振法线的歧义问题，以深度信息作为先验条件，采用自定义阈值分割方法校正；最后构造以深度约束为拟合项、偏振法线约束为光滑项的罚函数方法，并利用最小二乘法进行计算，以实现融合重建.选取4幅不同偏振角度的偏振图像与单幅粗糙深度图进行实验，结果表明，相对于单一模态，深度与偏振的多模态融合能恢复更好的表面细节，达到更优的几何形状效果.     

极化目标分解及其在图像分析中的应用

极化目标分解方法可以概括为三类:Huynen类型的分解理论、相干分解理论和基于特征值的分解理论,它们从不同的侧面刻画了目标的极化散射特性。本文分别对三种分解方法进行了较为详细的论述,并运用基于特征值的分解理论以及目标熵的概念,将其应用于极化雷达图像的分析中,结果表明目标分解法在极化雷达图像融合与增强、极化目标识别等领域有重要的作用。