利用高分辨率和极化信息进行目标识别的研究

极化特征用于目标识别的一项主要研究是将极化信息与高分辨率雷达技术相结合.在研究了目标特定的极化变换作用后,提出了基于一维距离像,利用目标回波中的极化现象对目标进行识别,并得出了有关目标识别特性的结论.     

利用极化信息研究目标识别

极化特征用于目标识别的一项主要研究是将极化信息与高分辨率雷达技术相结合．提出了利用回波中的极化现象对目标进行识别的方法，得出了有关目标识别特性的结论．     

一种基于复加权的目标极化识别方法

针对未知和时变的杂波环境,在目标极化状态已知的情况下,探讨了极化域目标识别的问题.在全极化雷达的极化正交的双通道接收系统中,对两路极化正交回波信号进行复加权后与期望信号比较,使其均方误差达到最小,从而抑制了干扰,增强了目标信号.对抑制和增强效果在干扰分别为定极化和变极化的情况进行了仿真,仿真结果表明了该算法的有效性.对此算法中步长因子的取值范围进行了探讨.提取目标极化特征,进行目标识别,并进一步提出识别递推算法.对识别结果进行仿真,仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于极化不变量的谐波雷达导引头目标识别算法

为解决基于目标谐波散射系数的FFT识别算法无法有效识别目标全弹道谐波散射特性的问题,采用了基于极化不变量的目标识别算法.根据目标的半导体模型拟合出目标的谐波散射系数,用卡尔曼滤波器对谐波散射系数进行估计.将估计结果作为酉矩阵的对角元素,建立了目标谐波极化散射矩阵及与其对应的功率矩阵,通过就不同的目标进行谐波散射极化计算得到了仿真结果.结果表明,与基于目标谐波散射系数的FFT识别算法相比,目标谐波极化散射矩阵行列式的值及功率矩阵的迹能反映出目标的全弹道谐波散射特性,二者可以作为有效的目标识别特征量.      

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。     

宽带全极化雷达目标HRRP极化特征提取与优选

充分有效地利用全极化雷达目标HRRP极化信息是雷达目标特征提取领域一个热点问题．文中主要研究了宽带全极化雷达目标HRRP的三类极化特征的提取与优选：（1）将SAR领域常用的熵特征引入全极化HRRP中,分析了反映目标HRRP散射随机性的熵特征;（2）根据目标散射矩阵相似性参数理论,定义了目标HRRP与6种标准体散射矩阵相似性参数概率形式描述,并将其作为特征,这类特征反映了目标的物理结构特性;（3）提出了反映目标散射能量特性的Mueller矩阵相似性参数特征,并且证明了该参数特征的旋转不变性．这几类特征具有明确的物理意义．采用飞机目标多个姿态的实测数据进行了特征有效性验证和特征优选,并利用优选后的特征组成特征矢量对飞机目标识别,实验结果表明,提出的HRRP极化特征具有良好的稳健性和可分性．     

宽带全极化雷达目标HRRP极化特征提取与优选

充分有效地利用全极化雷达目标HRRP极化信息是雷达目标特征提取领域一个热点问题.文中主要研究了宽带全极化雷达目标HRRP的三类极化特征的提取与优选:(1)将SAR领域常用的熵特征引入全极化HRRP中,分析了反映目标HRRP散射随机性的熵特征;(2)根据目标散射矩阵相似性参数理论,定义了目标HRRP与6种标准体散射矩阵相似性参数概率形式描述,并将其作为特征,这类特征反映了目标的物理结构特性;(3)提出了反映目标散射能量特性的Mueller矩阵相似性参数特征,并且证明了该参数特征的旋转不变性.这几类特征具有明确的物理意义.采用飞机目标多个姿态的实测数据进行了特征有效性验证和特征优选,并利用优选后的特征组成特征矢量对飞机目标识别,实验结果表明,提出的HRRP极化特征具有良好的稳健性和可分性.     

基于极化SAR图像的玛纳斯河流域典型区积雪识别

极化合成孔径雷达具备全天候的积雪观测能力,而且能提供丰富的极化特征用于积雪识别.选取2014年3月19日新疆玛纳斯河流域典型区Radarsat-2数据,首先对全极化SAR(Synthetic Aperture Radar)数据进行目标分解提取积雪极化特征,再利用J-M距离(Jeffreys-Matusita)进行特征选择,分析不同极化特征对积雪的可分性,最后利用最优特征集和支持向量机(Support vector machine,SVM)进行积雪识别.结果表明:Yamaguchi分解和Freeman分解的体散射分量、相干矩阵特征值和香农熵四种极化特征对积雪有较强的识别能力;多种极化特征联合识别相对于单一特征识别积雪具有较大优势,基于四种极化特征的积雪识别精度达到84%.利用极化特征进行积雪识别可获得较好效果,能够弥补可见光遥感难以识别云下积雪的不足.     

基于全波数值算法的扩展目标微动特征仿真

针对现有仿真研究对象多为简单目标,由此得到的研究结论不能简单地移植到复杂目标上这一问题,计算电磁学的全波数值算法———合元极,融入到微动复杂目标回波模拟中.以球头锥结构目标为例,研究了金属、涂敷球头锥在不同微动、极化方式下的微多普勒特征.研究表明,极化方式和涂敷影响了微多普勒信号亮度变化,但微多普勒频率变化规律保持不变,此研究工作可对弹道导弹探测、识别应用提供一定的量化参考.     

基于目标分解的极化雷达飞机识别法

尝试将目标分解算法用于高分辨率极化目标的识别。基于 Krogager目标分解法 ,将各距离分辨单元的极化散射矩阵分解为 3个简单散射体的散射矩阵 ,分别代表球形散射体、二面角散射体和螺旋体散射体的散射机理。并利用求得的 3个幅度参量随径向距离的变化波形 ,提取反映目标散射中心位置和物理结构特性的特征。进一步采用 Fisher可分性准则作判据 ,从原始特征集中选取最佳特征组。对 5种飞机模型的识别结果表明 ,此基于矩阵分解的识别法具有较高的识别率     

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。     

金属目标表面的反射激光偏振特性

 针对目前激光近程探测时仅利用漫反射回波强度信息抗干扰能力差的问题,提出基于激光偏振特性的目标探测方法,对金属目标表面的激光偏振特性进行了分析,给出了偏振反射的模型,并对典型金属目标的表面偏振反射特性进行了仿真.通过对反射光Stokes矢量的分析表明,线偏振光或圆偏振光经过金属表面反射后变为椭圆偏振光,其椭圆度和方位角随金属材质的不同而呈现不同的变化规律,将反射的偏振特性作为区分不同材料目标的依据,可提高探测系统的抗干扰性能.     

基于偏振成像的目标识别技术研究

提出了一种基于偏振特征的目标识别技术.实验采用He-Ne激光作为照明光源,根据目标散射光偏振度的差异,利用DSP图像采集系统获取了目标的偏振图像,并编写程序计算了图像的灰度值.结果显示:偏振成像技术可以提高目标成像的对比度和分辨率;相对于退偏振强的目标,退偏振弱的目标图像亮度变化明显.所以偏振成像技术可以有效地提高目标探测和识别效率.     

径向偏振无衍射光束的产生及其传输特性研究

从理论和实验两方面对径向振无衍射束进行了研究.理论上数值模拟了径向振无衍射束传输特性.模拟结果表明,径向振无衍射光束既具有径向振特性又具有无衍射特性.实验上我们利用高斯束经过径向振转换器后由轴棱锥聚焦获了径向振无衍射束,并使其经过不同角度振后到同振方向上强分,实验结果与理论结果一致.这种既具有径向振特性又具有无衍射特性束具有阔应用前景.     

粗糙表面反射辐射偏振特性研究

为分析和研究粗糙表面反射辐射偏振特性及在目标表面二维空间的分布状况,基于偏振双向反射分布函数模型,推导出了粗糙表面反射辐射偏振度的一般表达式.针对不同材料涂层表面,综合考虑了表面漫反射和镜面反射,对偏振度进行了计算,分析了不同材料折射率及粗糙度下偏振度的分布.计算结果与实际测量数据基本吻合,为实际测量提供一定的理论指导.     

用光致各向异性材料记录偏振全息光栅的分析

光致各异异性材料用偏振光曝光时可诱导出各向异性，作为偏振全息的记录介质，用正交线偏振光和正交圆偏振光作参，物光波，用琼斯矢量表示它们的偏振态，讨论了平面全息光栅的曝光特性，再现光波的偏振特性及衍射效率。     

偏振奇偶相干态中光场的偏振特性

利用量子光学中表示量子化光场偏振特性的Stokes算符,讨论了偏振奇偶相干态的偏振特性,研究了在此光场中Stokes参量的涨落及其压缩特性和光场的偏振度.结果表明,在适当的参量与较小的光强下,光场的Stokes参量将出现压缩.随着光强增强,压缩减弱.由于光场的量子化,偏振度永远小于1,且与光强有关.即在量子光学中,不存在完全偏振光,只有在很强的光下,才接近于完全偏振光.     

Study on the hyperspectral polarized reflection characteristics of oil slicks on sea surfaces

This study is concerned with the need for remote sensing techniques for the monitoring of oil-slick pollution on sea surfaces and the effects of oil-slick pollution on the sea.We used Daqing crude oil,Jilin crude oil,heavy oil and seawater from Dalian Bay to simulate oil-slick pollution on the sea surface and obtained multi-angle hyperspectral polarized reflectance information,from which we calculated the polarization for different kinds of crude oil,and oil-slicks of different thicknesses.By comparing the degree of polarization between oil-slicks of different thickness,and sea water,it was found that in the case of thin oil-slicks,the degree of polarization of seawater is higher than that of oil slicks with wavelengths of between 400-1000 nm.However,there was little difference at a wavelength of 785 nm.At angles of incident of 20° and 30° (the viewing angle equals the incident angle),it was easy to distinguish the changes of oil-slick thickness by the degree of polarization at 785 and 880 nm in the near-infrared band.The crude oil showed its inherent polarized characteristic as the oil-slick thickness increased to a certain degree.That is to say,the polarization of the seawater was higher than that of the oil-slick in the visible light range,but less than that in the near-infrared band.As the incident angle changed from 40° to 50°,the degree of polarization of seawater increased,and it was higher than that for the oil-sick between wavelengths of 400-1000 nm at an angle of incidence of 50°.This research on the polarized characteristics of an oil-slick on a sea surface brings new scientific techniques to the monitoring of sea-surface pollution by remote sensing.