本书系统介绍多谱段偏振成像探测基础理论、目标特性、传输特性、图像处理、典型应用等，旨在使读者深入了解偏振成像探测的相关内容。本书共9章。第1章介绍多谱段偏振成像探测研究的目的意义和国内外研究现状。第2章阐述偏振成像探测基础理论。第3章阐述目标偏振二向反射特性。第4章介绍红外偏振成像探测基础理论。第5章阐述偏振传输特性。第6章和第7章阐述偏振图像去雾算法和图像融合方法。第8章和第9章分别从透雾霾多谱段偏振成像、机载高分辨多谱段偏振成像两个方面进行论述。
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“偏振成像探测技术学术丛书”序
前言
第1章绪论1
1.1研究目的和意义1
1.2多谱段偏振技术优势2
1.3国内外研究现状4
1.3.1国外研究现状4
1.3.2国内研究现状10
1.3.3研究现状对比分析15
1.4本书的主要内容17
参考文献19
第2章偏振探测理论基础22
2.1偏振的基本理论22
2.2偏振的表征方法24
2.2.1琼斯矢量表示方法24
2.2.2斯托克斯矢量表示方法25
2.2.3庞加莱球表示方法27
2.3偏振的探测方法28
2.3.1非实时型偏振成像28
2.3.2实时型偏振成像系统29
2.4分焦平面偏振成像探测原理31
2.4.1分焦平面偏振成像技术31
2.4.2偏振插值算法35
2.4.3偏振参量解算41
2.4.4实验及结果分析42
2.5本章小结45
参考文献45
第3章目标偏振双向反射特性47
3.1双向反射特性47
3.1.1双向反射分布函数47
3.1.2微面元双向反射分布函数模型48
3.1.3遮蔽函数49
3.2目标偏振特性建模51
3.2.1模型比较52
3.2.2模型机制的比较53
3.2.3模型种类的比较56
3.3目标偏振双向反射特性测试59
3.3.1室内测试59
3.3.2外场测试62
3.4本章小结65
参考文献65
第4章红外偏振探测基础理论67
4.1红外偏振产生机理67
4.1.1反射辐射偏振67
4.1.2自发辐射偏振69
4.2粗糙表面红外偏振特性建模69
4.3目标红外偏振成像72
4.3.1红外偏振成像探测机理72
4.3.2红外偏振探测实验装置74
4.4目标红外偏振特性测试实验77
4.4.1长波红外偏振成像实验77
4.4.2短波红外偏振成像实验83
4.5本章小结86
参考文献86
第5章复杂环境下偏振光传输特性88
5.1偏振光传输特性基本原理88
5.1.1瑞利散射88
5.1.2米氏散射89
5.1.3多次散射90
5.2海雾环境下偏振光传输特性建模与仿真90
5.2.1基于倍加累加方法的天空偏振建模91
5.2.2大气-海雾复杂环境的多层粒子分布特性92
5.2.3大气-海雾偏振仿真结果与分析95
5.3雾霾环境下偏振传输特性测试98
5.3.1雾霾环境下偏振传输特性测试方法98
5.3.2雾霾环境下偏振传输特性测试结果分析99
5.4油雾环境下偏振传输特性103
5.4.1基于蒙特卡罗的缪勒矩阵建模103
5.4.2油雾偏振特性测试方法与结果分析106
5.5水雾环境下偏振传输特性111
5.5.1水雾环境下偏振传输仿真方法111
5.5.2水雾偏振传输特性仿真结果与实测数据分析116
5.6本章小结121
参考文献121
第6章偏振图像的去雾算法123
6.1数字图像处理123
6.2图像复原的去雾算法124
6.2.1基于暗原色先验原理的图像去雾算法125
6.2.2基于大气调制函数的去雾算法128
6.3图像增强的去雾算法129
6.3.1基于Retinex增强的图像去雾算法130
6.3.2基于同态滤波的图像去雾算法132
6.3.3基于直方图均衡化的图像去雾算法133
6.4基于大气散射模型的偏振图像去雾算法设计136
6.4.1改进雾天图像退化模型136
6.4.2计算无穷远处大气光值138
6.4.3优化雾天图像透射率138
6.5实验结果与分析142
6.5.1实验设计142
6.5.2复原图像的评价标准143
6.5.3实验结果与分析144
6.6本章小结150
参考文献150
第7章偏振图像的融合方法152
7.1基于NSCT和SPCNN的偏振图像融合方法152
7.1.1基于NSCT变换的图像分解152
7.1.2基于SPCNN的图像融合规则155
7.2基于引导滤波的偏振图像融合方法158
7.2.1基于引导滤波的图像分解159
7.2.2图像融合规则160
7.3基于小波提升的图像融合方法161
7.3.1红外图像配准方法161
7.3.2基于小波提升的图像融合规则163
7.4图像评价方法170
7.4.1主观评价方法170
7.4.2客观评价方法170
7.5实验及结果分析174
7.6本章小结177
参考文献177
第8章透雾霾多谱段偏振成像探测装置179
8.1总体架构179
8.1.1设计思路179
8.1.2具体方案179
8.2偏振光学系统设计182
8.2.1可见光偏振成像光学系统182
8.2.2短波红外成像光学系统189
8.2.3长波红外偏振成像光学系统196
8.3偏振光学系统定标202
8.3.1偏振定标原理202
8.3.2偏振标定方案206
8.4雾霾环境下多谱段偏振成像探测实验207
8.4.1实验方案207
8.4.2测试结果207
8.4.3结果分析214
8.5海雾环境下多谱段偏振成像探测实验214
8.5.1实验方案214
8.5.2测试结果214
8.5.3结果分析224
8.6本章小结225
参考文献225
第9章高分辨多谱段偏振成像探测装置227
9.1总体方案227
9.1.1组成功能227
9.1.2工作流程228
9.1.3器件选取228
9.1.4指标计算231
9.2偏振光学系统设计233
9.3仪器研制与装调测试243
9.3.1仪器研制243
9.3.2室内实验244
9.3.3室外实验247
9.4外场挂飞与实验结果249
9.4.1外场挂飞实验249
9.4.2实验结果分析255
9.5本章小结258
参考文献259
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