| 题名 | 基于像素刻划线偏振相机校正方法的研究 |
| 作者 | 徐文畅 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) |
| 授予地点 | 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) |
| 导师 | 张涛 |
| 关键词 | 偏振成像 超像素 微偏振片 校正算法 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 偏振是光固有的也是非常重要的属性之一,偏振信息将图像的本身的信息数量从三个待测变量(光强,光谱和空间)升级为了七个待测变量(光强,光谱,空间,偏振相角,偏振度,偏振椭率和圆偏振旋转方向),为成像方法研究提供了更加丰富的要素。不同特征的目标,其反射光的偏振信息存在着一定差别,分析和检测这些差别可以得到目标的一些细节特征。论文首先对偏振成像技术的发展现状和应用现状进行了详细的介绍,包括偏振成像技术在军事领域、生物医学领域以及大气偏振模式领域的应用。然后详细介绍了偏振成像的方式及原理。偏振成像的原理为通过测量目标若干个偏振相位角的光强信息,计算出目标的偏振度与偏振相角信息。传统的偏振成像方式有分为分时偏振成像和同时偏振成像。相对于分时偏振成像,同时偏振成像更适用于机载动基座动目标成像。同时成像中基于棱镜分光元件的偏振成像方式需要用到棱镜进行分光,光机结构复杂。论文研究的重点采用分焦平面的同时偏振成像方式,光学元件为像素级微偏振片,基于像素刻划的微偏振片成像具有如下的优势:第一是成像方式为同时,适用于机载动基座动目标成像;第二是光机系统结构简单,适用于体积功耗要求严格的载荷中。但也存在各像素微偏振片单元由于刻划精度和透过率的差异导致偏振片阵列的非均匀性,导致成像质量降低。为解决此类问题,论文根据传统最小二乘校正算法提出了一种带有角度约束的最小二乘超像素校正方法,建立了带有角度约束的校正优化算法的数学模型,加入了超像素的标量增益和暗补偿参数。论文最后搭建了以微偏振片为核心的积分球标定实验系统,对光路进行了设计和水平测量,对光源进行了光谱测量以及无偏测量,对光路中的精密旋转台进行软件调试以及精密控制,完成了定标光路的搭建,进行图像采集数据分析等工作。实验结果表明,与高精度最小二乘法相比,本文算法在有效地校正偏振度和非均匀性的同时也校正了超像素内振幅的非均匀性,偏振精度均从原图的0.7提升至1,非均匀性下降8倍以上。重建角度的准确性也提高了10%。光强的峰值都恰好在其相应的角度上。经过插值处理后,边缘表现更为明显,减少了插值过程中产生的噪声,提升了偏振成像的质量。 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61639]  |
| 专题 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐文畅. 基于像素刻划线偏振相机校正方法的研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 2018. |
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