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.     

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.     

激光目标反射偏振特性及探测系统

该文研究了激光目标反射后的偏振特性,给出了目标反射后的一些物理参数,如后向反射能量、偏振度等。为区分初始偏振辐射和非偏振辐射,讨论了垂直和水平偏振探测系统及激光发射系统,使从镜面目标反射的初始偏振信号能够复原,同时又排除了非偏振状态的随机偏振辐射。     

面向偏振光天文定位应用的偏振信息匹配滤波算法

大气偏振信息滤波处理是提高偏振光导航定位应用实效的基础和关键步骤。根据单次瑞利散射大气偏振模式,设计了与太阳投影点和观测点位置无关的方位模型转换算法;据此特征提出了一种全天域大气偏振分布数据滤波算法;并详细阐述了所提算法的基本步骤及流程。利用偏振成像系统同时观测全天域采样点大气偏振信息,对所提算法进行了实验验证。实验结果表明,所提算法对全天域偏振成像获得的大量离散样本点偏振数据,具有较好的滤波性能。     

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.     

点源目标的红外成像系统作用距离分析

红外系统的作用距离是红外探测系统的一个重要的综合性能参数,它直接影响红外图像的像质,从而影响目标的提取与识别。基于NETD和NEFD对红外成像系统的作用距离进行了详细的分析,以便在设计中参考使用。     

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。     

基于全局梯度特征的毫米波图像稀疏表示与特征提取

高穿透性、高抗干扰能力、可全天时全天候等优点使得毫米波成像在反恐安检、环境监测、气象预报等领域获得了广泛的应用,但分辨率和目标特征提取技术一直是毫米波成像发展的主要瓶颈。传统方法对毫米波图像进行去噪和特征提取时往往会造成失真,难以保持目标边缘信息以进行特性提取。稀疏理论利用固定的基函数表示毫米波图像的结构特征,在去除噪声的同时有效地保持了目标边缘信息。基于毫米波图像全局梯度特征,论文提出了一种基于全局梯度特征的毫米波图像稀疏表示与特征提取方法,实验数据的仿真成像结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于物理模型的目标边缘检测方法

针对传统的边缘检测算法会将目标边缘和非目标边缘同时检测出来的问题,提出了一种基于物理模型的彩色图像目标边缘检测法。首先根据Shafer双色反射模型分析图像中各种边缘的特性,之后论证了基于图像成像的物理模型定义的c1c2颜色空间和o1o2颜色空间的色彩不变性特征,并通过多尺度形态学梯度算子提取出目标的真实边缘,最后结合图像各像素与其邻域的亮度及色度的相关性,对提取的目标边缘进行补偿,得到图像中目标的真实边缘。实验表明,本研究提出的方法在抵抗光照和噪声影响的同时能够有效地提取出目标的真实边缘。     

调频连续波雷达自旋目标干涉三维成像方法

相比脉冲体制雷达,调频连续波雷达具有功耗低、成本低、重量轻等优点,发展前景广阔,同时雷达三维成像技术可为目标的分类识别提供重要的特征信息。但是自旋目标在调频连续波信号条件下会产生一维距离走动以及回波相位的改变,这对干涉三维成像产生了影响。针对自旋目标在线性调频连续波雷达中的干涉三维成像技术进行了研究,分析了自旋产生的回波调制效应与相位变化,结合分析所得的调制前后目标在距离 慢时间像上微动特征的变化关系与扩展Hough变换提取的微动参数,解决了干涉三维成像中由于回波调制效应导致的目标坐标畸变问题,提出了基于调频连续波雷达的自旋目标干涉三维成像的具体处理方法。仿真实验证明,所提方法有效提高了自旋目标的干涉三维成像质量。     

基于偏振成像的方位角度解算算法的设计与验证

成像式偏振导航传感器较点源式偏振导航传感器,具有精度高、抗干扰能力强的优势,但目前尚无一种有效的成像式偏振导航算法。该文分析了天空偏振分布模式中太阳子午线在传感器平面上投影的特征,推导出在传感器平面内有且只有一条直线,其上的偏振角度为90°且这条直线就是太阳子午线;根据太阳子午线的这一特性,提出一种基于偏振成像的太阳方位角解算算法。使用偏振成像验证平台对算法进行了验证。在实际天空偏振环境的测量中,太阳方位角的测量重复精度优于0.074°(3σ)。     

基于偏振态颜色编码的晶体应力双折射成像

提出了一种基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像新方法.通过分焦面Stokes参量测量与RGB颜色编码相结合,设计并研制了基于双线偏振CCD-全Stokes参量测量的偏振态色度成像系统.利用该系统,获得了晶体模型应力双折射分布的偏振态色度图像,并与传统的光弹性应力测量法进行了比较,偏振态色度成像法不...     

线偏振光p经别汉棱镜成像时的偏振像差检测研究

偏振像差是影响光学系统性能的重要因素之一,尤其对偏振有严格要求的光学系统来说更是如此。要想提高光学系统的性能。必须控制光学系统的偏振像差。本文主要是为了研究p偏振光经过别汉棱镜成像时的偏振像差,分析了基于p偏振光下别汉棱镜产生偏振像差的原因,并设计了观察此状况下偏振像差现象的实验方案,通过实验与理论相结合,推导了线偏振光经过别汉棱镜以后的成像现象最终得到别汉棱镜偏振像差形成规律。     

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。     

偏振共焦扫描显微镜的研制及其成像研究

根据偏振共焦扫描显微镜的原理,成功研制了一台偏振共焦扫描显微镜,用该偏振共焦扫描显微镜对各种集成电路芯片、生物组织等物体进行透射式成像或反射式成像研究,并分析成像结果,实验表明,该偏振共焦扫描显微镜能够对各种物体进行成像,具有成像方式多样,可逐层扫描,非线性成像等特点。     

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。     

高速飞行器气动光学传输效应的工程计算方法

气动光学传输效应对飞行器光学成像探测系统的性能有着十分重要的影响，它使探测器接受的图像产生偏移、抖动和模糊。文章分析了目标光线通过流场时的光学传输特性，建立了流场光学传输特性的工程计算模型，描述了气动光学传输效应对成像探测系统影响的经验模型。在此基础上，对气动光学传输效应产生的像偏移、抖动和模糊进行了数值仿真，仿真结果表明，气动光学传输效应对成像探测系统的影响与飞行器的飞行参数、成像探测系统参数和探测器积分时间等密切相关。     

基于运动轨迹的单目相机位姿自标定方法

为了减小轨迹图像分析中的透视效应,使用提取出的运动平面目标特征点,基于相机小孔成像模型与目标特征点运动约束,构建了一种相机位姿的自标定模型来标定相机位姿.通过标定的相机位姿,可将轨迹进行重投影,实现了将轨迹图像校正为正投影图像.实验结果表明:本标定模型使用跟踪到的运动目标进行相机标定,相机位姿的标定精度优于张正友标定法.     

基于多尺寸特征叠加的SAR舰船目标检测方法

针对SAR图像中舰船目标的检测问题,单纯基于深度学习的图像处理技术难以达到检测准确性和实时性要求.SAR图像中目标尺寸较小,且易受噪声、光斑干扰,传统方法难以提取精细特征并克服复杂条件下的背景干扰.针对以上问题,设计基于YOLOv3检测框架的端到端检测模型,借鉴了残差模块结构来避免网络退化问题.同时结合深层与浅层的不同尺寸特征图检测,使用目标基础特征提取网络参数来避免重复训练初始化过程.针对SAR图像中海上舰船成像小目标的特点改进优化了神经网络结构,实现SAR海面广域舰船目标识别分类算法,并对检测模型进行轻量化压缩处理.构建SAR图像舰船目标数据集并进行了多次目标检测识别分类实验,体现了提出的检测方法在复杂场景下有可靠的抗干扰能力和准确的目标检测识别性能.