基于红外偏振成像的目标检测技术

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红外与激光工程光学偏振成像技术的研究,应用与进展

红外与激光工程光学偏振成像技术的研究,应用与进展篇一：红外和激光工程光学偏振成像技术是一种非常重要的非接触式成像技术,可用于检测和测量物体的光学偏振性质。

本文将介绍光学偏振成像技术的研究、应用和进展。

1. 研究现状光学偏振成像技术是通过利用激光或红外光在不同偏振方向的传播特性来获取物体的偏振信息,从而实现非接触式物体检测和测量的技术。

目前,光学偏振成像技术已经在红外和激光工程领域得到了广泛应用,主要应用于以下领域: (1)光学偏振传感器:光学偏振传感器是一种基于光学偏振成像技术的物体检测传感器,可用于工业自动化、无人驾驶、智能家居等领域。

(2)光学偏振测量:光学偏振测量是一种测量物体偏振性质的方法,可用于航空航天、医疗成像、环境监测等领域。

(3)偏振信息处理:光学偏振成像技术的处理技术对偏振信息的处理和分析至关重要,可用于偏振信息的处理和转换,以及偏振图像的分析和识别。

2. 应用与进展光学偏振成像技术在红外和激光工程领域有广泛的应用,主要应用包括: (1)红外偏振成像:红外偏振成像技术可用于检测和测量物体的红外偏振性质,可用于智能家居、工业自动化、医疗成像等领域。

(2)激光偏振成像:激光偏振成像技术可用于检测和测量激光束的偏振性质,可用于光纤通信、激光雷达等领域。

(3)光学偏振成像传感器:光学偏振成像传感器可用于实现非接触式物体检测和测量,可用于无人驾驶、智能家居、工业自动化等领域。

目前,光学偏振成像技术正在快速发展,尤其是在红外和激光工程领域。

随着技术的发展,光学偏振成像技术的应用将会越来越广泛,并为人类社会的发展做出更大的贡献。

篇二：红外与激光工程光学偏振成像技术是一种利用光学偏振器实现对红外和激光信号进行非接触式成像的技术,具有广泛的应用前景,包括军事、安防、医学、环境监测等领域。

本文将介绍红外与激光工程光学偏振成像技术的研究、应用与进展。

一、研究红外与激光工程光学偏振成像技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 光学偏振器的设计:光学偏振器是实现红外与激光工程光学偏振成像技术的基础。

水下目标偏振成像探测技术研究

水下目标偏振成像探测技术研究水下目标偏振成像探测技术研究目前，随着科学技术的快速发展，人们对于水下目标的探测与成像技术提出了更高的要求。

传统的成像技术在水下存在着许多限制与挑战，例如水质影响、光线衰减等，导致成像质量较低。

而近年来，水下目标偏振成像探测技术逐渐崭露头角，并在水下探测领域取得了显著的成果。

本文将重点研究水下目标偏振成像探测技术的原理、方法以及应用前景。

水下目标偏振成像探测技术是利用光的偏振特性进行目标探测和成像的一种新兴技术。

光波传播时会受到水介质的吸收、散射以及反射等因素的影响，而波长较长的红外光波在水中的传输损失相对较小，因此我们可以选择合适波长的红外光进行水下目标的探测与成像。

偏振成像探测技术的基本原理是通过采集目标表面反射光的偏振信息，借此获取目标特征并进行成像。

在水下环境中，利用偏振成像技术可以有效地抑制散射光与背景噪声，提高成像质量和目标的对比度。

因此，水下目标偏振成像技术在海洋勘探、水下生态环境监测以及水下遗址考古等领域具有广阔的应用前景。

水下目标偏振成像探测技术的方法主要有两种，分别是直接法和间接法。

直接法是通过直接测量目标表面反射光的偏振状态，然后根据偏振光的传输特性进行成像。

这种方法可以获得较高的成像分辨率和目标对比度，但在实际应用中存在困难，由于水下环境中的大气湍流、光散射等因素，导致目标偏振信息容易受到干扰。

间接法是通过分析目标散射光与背景光的偏振差异来确定目标位置与形态，然后进行成像。

这种方法相对直接法更为稳定可靠，但成像分辨率相对较低。

未来的研究方向主要集中在两个方面：一是完善水下目标偏振成像探测技术的理论基础，探究光波在水中的传播规律和散射特性，以提高成像质量和目标对比度；二是开发更高效、更精确的探测设备与算法，以提升水下目标偏振成像的实际应用能力。

这些研究对于加深我们对水下世界的了解，保护海洋环境，促进水下资源开发与利用等方面具有重要的意义。

综上所述，水下目标偏振成像探测技术是一项具有广阔应用前景的水下探测技术。

红外图像处理中的目标检测与跟踪技术研究

红外图像处理中的目标检测与跟踪技术研究摘要：随着红外技术的快速发展和广泛应用，红外图像处理成为了研究的热点之一。

在红外图像处理中，目标检测与跟踪是重要的关键技术，它们在军事、航天、安防等领域发挥着重要作用。

本文将就红外图像处理中的目标检测与跟踪技术进行探讨与研究。

1. 引言红外图像处理是通过对红外图像的采集、传输、处理和分析来提取所需信息的技术，它广泛应用于军事、航天、安防等领域。

而在红外图像处理中，目标检测与跟踪是其中的重要技术，它们不仅能够快速、准确地识别目标，还能够在目标运动过程中进行跟踪，提供更多有关目标的信息。

2. 红外图像目标检测红外图像目标检测是指在红外图像中寻找感兴趣的目标或区域的过程。

目标检测分为两个主要步骤：目标候选区域生成和目标候选区域分类。

目标候选区域生成是通过一系列的图像处理算法和特征提取方法，识别可能包含目标的区域。

常用的方法包括滑动窗口、特征金字塔等。

而目标候选区域分类则是通过分类器对目标候选区域进行分类，区分出目标和非目标。

常见的分类器包括支持向量机（SVM）、卷积神经网络（CNN）等。

此外，红外图像目标检测中还需要考虑红外图像的特殊性质，比如低信噪比、热噪声等，并对算法进行相应改进，以提升检测的准确性和鲁棒性。

3. 红外图像目标跟踪红外图像目标跟踪是指在连续帧红外图像中追踪目标的位置、形状、运动状态等信息。

目标跟踪可以分为两个主要步骤：目标特征提取和目标位置预测。

目标特征提取是通过对目标的外观、运动等特征进行描述，提取出有区分度的特征向量。

常用的特征包括颜色、纹理、边缘等。

而目标位置预测是通过对目标过去的运动状态进行分析，预测出目标在下一帧的位置。

常见的预测方法包括卡尔曼滤波、粒子滤波等。

红外图像目标跟踪面临的主要挑战包括目标尺度变化、目标遮挡、背景干扰等，因此需要综合运用多种算法和方法来提高跟踪的精度和鲁棒性。

4. 红外图像处理中的挑战与展望红外图像处理中的目标检测与跟踪技术面临着诸多挑战。

红外图像处理中的目标检测算法研究

红外图像处理中的目标检测算法研究近年来，随着红外技术的不断发展，红外图像在军事、航空、遥感等领域中得到了广泛的应用。

而红外图像的主要特点是其对温度敏感，同时在空间和时间上均具有良好的分辨能力，因此它在目标检测中的应用也越来越广泛。

本文就探讨红外图像处理中的目标检测算法的研究进展。

一、红外图像处理中的目标检测算法概述目标检测算法是指通过对图像中的目标进行分析、处理，确定目标的位置、尺寸、形状、数量等信息。

在红外图像处理中，目标检测算法主要有以下几种：1. 基于滤波的目标检测算法滤波是图像处理中常用的一种处理方法。

基于滤波的目标检测算法一般采用各种卷积核对红外图像进行处理，通过滤波后图像的变化来确定目标的位置和尺寸。

这种方法简单易懂，但对目标的形状等特征提取不够精细，因此准确性有限。

2. 基于特征提取的目标检测算法特征提取是指从图像中提取出一些具有代表性的局部结构，为之后的分析和处理提供基础。

基于特征提取的目标检测算法采用各种特征提取方法对红外图像进行处理，通过提取出图像中的一些特征结构来确定目标的位置、尺寸、形状等信息。

这种方法相对于基于滤波的方法来说，可以提取出更为精细的目标特征，因此准确率更高。

3. 基于机器学习的目标检测算法基于机器学习的目标检测算法采用各种机器学习算法对大量的样本数据进行训练，从而达到对红外图像中目标的自动检测。

这种方法因为其在识别复杂目标方面的良好性能，引起了研究者们的广泛关注。

二、基于滤波的目标检测算法基于滤波的目标检测算法一般常用的方法是基于高斯滤波的算法。

之所以采用高斯滤波是因为，高斯滤波涉及到了频率域的平滑处理，通常情况下红外图像具有一定的噪声，采用高斯滤波可以有效去除噪声，从而提高目标检测的准确率。

基于高斯滤波的目标检测算法主要是通过建立一种高斯模型来检测图像中的目标。

该算法首先需要对图像进行高斯滤波，去除噪声，之后在滤波后的图像中连续分割出较明显的连通区域，基于这些连通区域建立模型，判别出其中的热点区，完成对目标的检测。

红外偏振成像对伪装目标的探测识别研究_王军

机组合，探测波段在可见光、近红外波段，每个通探测３个Ｓ体积较道各自选择波片，ｔｏｋｅｓ矢量，大，有运动部件。
英国Ｔｈａｌｅｓ光学有限公司开展了红外偏振成像探测研究，利用长波偏振热成像仪与普通热成像仪进行了比对试验研究。图２为被沙土掩埋的采用偏振融３种金属材料物体的强度图和偏振图，
图２ＬＷＩＲ偏振成像与普通热成像试验效果比较Ｆｉ．２ＥｘｅｒｉｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｃｏｍａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎＬＷＩＲｇｐｐｉｍａｅａｎｄｃｏｍｍｏｎＩＲｉｍａｉｎｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｇｇｇｐ
１国内外情况
近年来，发达国家在偏振成像探测技术研究取得了很大方面开展了大量的理论与试验研究，的进展。美国军方和ＢＡＥＳＹＳＴＥＭＳ高级技术中心对偏振成像探测技术在军事上的应用开展了
４］。图１为普大量研究工作，取得了大量试验数据［
；收稿日期：２０１１１１１４２０１２０３０２－－修回日期：－－，作者简介：王军（男，江苏沛县人，研究员，主要从事军用目标光学特性、光谱成像及仿真评估技术研究工作。１９６８－）：Ｅ－ｍａｉｌｘａ２０５ｗａｎｕｎ６３．ｃｏｍ＠１ｇｊ
：／中图分类号：ＴＮ６５；ＴＰ７５１文献标志码：Ａｄｏｉ１０．５７６８ＪＡＯ２０１２３３．０３０１００１

成像偏振探测的若干关键技术研究

成像偏振探测的若干关键技术研究成像偏振探测的若干关键技术研究1. 引言成像偏振探测是一种利用偏振特性获取目标物体信息的技术。

随着现代科技的不断发展，人们对于物体的细节、形态和特性的要求也越来越高。

传统的成像技术往往难以满足这些需求，而成像偏振探测技术因其独特的优势而受到广泛关注。

本文将从若干关键技术方面进行探讨，以期对成像偏振探测技术的发展做出贡献。

2. 偏振成像原理光是一种波动现象，它具有电场分量和磁场分量。

偏振现象指的是光的电场分量振动方向在空间中的固定方向变化。

偏振成像利用了光的这一特性，通过改变光的偏振状态，可以对物体进行成像和表征。

3. 偏振成像的关键技术3.1 偏振传感器偏振传感器是关键技术之一。

它的作用是接收和分析光的偏振状态。

目前，常见的偏振传感器包括偏振分束器、偏振检测器和偏振滤波器等。

利用这些传感器可以实现对目标物体的偏振信息的采集和处理。

3.2 偏振光源偏振光源也是成像偏振探测的关键技术之一。

目前，常见的偏振光源有线偏振光源和自然光源。

线偏振光源通过一系列的光学元件来产生特定方向的偏振光，而自然光源则是直接使用光线本身的自然偏振状态。

选择合适的偏振光源对于获取准确的偏振信息至关重要。

3.3 偏振滤波器偏振滤波器的作用是通过选择不同方向的偏振光成分来实现对目标物体的偏振成像。

在成像过程中，利用偏振滤波器可以选择性地传递或屏蔽特定方向的偏振光，从而提取出目标物体的特征信息。

3.4 偏振成像算法偏振成像算法的研究是成像偏振探测的另一个关键技术。

这些算法主要通过对采集到的偏振图像进行分析和处理，提取目标物体的有用特征信息。

目前常用的偏振成像算法包括偏振差异成像、偏振分解和偏振参数提取等。

4. 实际应用和挑战成像偏振探测技术已经在多个领域得到了广泛应用。

例如，在生物医学领域，偏振成像可以用于癌症早期诊断和研究；在材料科学领域，偏振成像可以用于分析材料的力学性质和光学性质。

然而，成像偏振探测技术还面临一些挑战，例如目标物体的复杂性、光的衍射和干涉等问题，这些都需要进一步的研究和优化。

红外偏振成像探测技术及应用研究_姜会林

2003 年，瑞典国防研究局利用红外偏振探测能在复杂背景中检出伪装目标的特点，测量证明表面覆盖空心微珠结构的伪装物体散射光的退偏振度是入射角的函数。同年，又利用偏振成像透视三层伪装网，效果如图 6 所示。
旋转偏振片型时序式，机械旋转分振幅型液晶/声光调制型分波前/ 分孔径型分焦平面型通道调制型多光路、多探测器，实时成像时序式，电控旋转多光路、单探测器，实时成像单光路，单探测器全偏振、实时成像单光路、单探测器全偏振、实时成像
(1. Space opto-electronics institute, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China 2. Electronical-information Engeering institute, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China)
0
问题的提出
红外偏振成像是在红外成像基础上，通过获得每一点的偏振信息而增加信息维度的一种成像技术，不仅能获得目标二维空间的红外图像，而且能获得图像上每一点偏振信息。利用增加的偏振维度，可明显增强伪装、暗弱等目标与背景的差异，提高目标探测与识别能力[1-4]。根据其获取的偏振信息，红外偏振成像可分为红
收稿日期：2014-03-18；修订日期：2014-05-05. 作者简介：姜会林（1945-），男，博士，博士生导师。主要从事空间激光通信、光电测试、偏振成像等方面的工作。基金项目：国家“973 项目”。
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第 36 卷第 5 期 2014 年 5 月

采用中波红外偏振成像的目标探测实验_陈伟力

表征偏振态用偏振度 p ( DOLP )和偏振角 α ( AOLP )：
姨
姨
p姨
姨
=
姨姨
姨Q2+U2 I
姨
姨姨姨
α姨
姨
=
1
姨姨姨
2
arctan
U Q
(2)
式中：偏振度 p 是一个从 0 到 1 的无量纲数，p=0 表
示非偏振光，p=1 表示全偏振光，0<p<1 表示部分偏
线栅偏振片的工作原理如图 1 所示，若入射自然光是部分偏振光，金属线栅反射和金属线栅平行的偏振分量 TE 偏振，而透射和金属线栅垂直的偏振分量 TM 偏振。
通常描述光波偏振态的方法有两种[2]： (1) 琼斯矢量表示法，通过琼斯矢量表示某电场矢量的 x、y 分量，其与电场的振幅及相位相关，在偏振光发生干涉效应
振光；偏振角 α 表示入射光的偏振方向相对于 x 轴的
夹角，对于部分偏振光，就是能量最大的偏振方向与
x 轴的夹角。
2 中波偏振成像系统与实验
2.1 中波偏振成像实验系统常见的偏振成像系统大致可分为检偏器、成像系
第1期
陈伟力等：采用中波红外偏振成像的目标探测实验
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统以及图像采集与处理 3 部分。图 2 为笔者搭建的中波偏振成像实验系统，系统中采用了法国 CEDIP 公司 Jade 中波测温热像仪，焦平面探测器像元数 320×240，像元尺寸 30 μm× 30 μm，工作波段范围为 3～5 μm， A/D 量化精度 14 bit。热图像采集系统采用 Jade 测温热像仪自带的图像采集系统，各偏振图像经过相同的系统温度-灰度转换关系，得到标准的热偏振图像，进而用文中的处理方法进行偏振信息图像的处理。红外检偏器采用英国 SPECAC 公司 CaF2 的金属线栅偏振片，有效光学口径为 50 mm，栅网间距为 0.25 μm，透过率为 86％(5 μm)，偏振度为 99.6％，消光比为 300∶1。检偏器由旋转支架支撑并置于热像仪光学镜头前。

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ｄｅｔｅｃｔｔｈｅｔａｒｇｅｔｓａｇａｉｎｓｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．Ｉｎｔｈｅｂａｔｔｌｅｉｆｅｌｄ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｍａｎ — ｍａｄｅａｎｄｎａｔｕｒａｌ
能够提高人们对自然景物及伪装的辨别能力。首先介绍了偏振成像理论及其系统的结构组成，然后对基于偏振图像处理的目标特征提取过程进行了分析，并对偏振图像像质评价方法以及图像融合、分割和特征提取方法进行了研究。最后给出了国外基于偏
振成像目标检测技术的应用研究情况，并指出了该技 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在军事领域中的应用价值。关键词：偏振成像；目标检测；偏振图像处理；特征提取中图分类号：ＴＮ２１９文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２ — ８７８５．２０１３．０３．００１
ｏｎｅ ’ Ｓａｂｉｌｉｔｙｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｃａｍｏｕｌｆａｇｅｒｏｆｍｔｈｅｎａｔｕｒｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇａｎｄ
ｉｔｓｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｔａｒｇｅｔｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ，ｉｍａｇｅｆｕｓｉｏｎ，ｉｍａｇｅｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｂａｓｅｄｏｎｉｎｆｒａｒｅｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇａｔａｂｒｏａｄａｒｅｇｉｖｅｎａｎｄｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｍｉｌｉｔａｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇ；ｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
ＴａｒｇｅｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢａｓｅｄｏｎ
ＩｎｆｒａｒｅｄＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＩｍａｇｉｎｇ
ＢＡＩＹｕ — ｄｏｎｇ
（Ｕｎｉｔ９１４０４ｏｔ。ｔｉｍＣｈｉｎｅｓｅＰｅｏｐｌｅ＇ｓＬｉｂｅｒａｔｉｏｎＡｒｍｙ，Ｑｍ如ｕａｎｇｉＭ０６６０００．ＣｈｉｎａＪ
文章编号：１６７２ — ８７８５（２０１３）０３ — ０００１ — ０６
基于红外偏振成像的目标检测技术
白玉栋
（中国人民解放军９１４０４部队，河北秦阜岛ｏｓｓｏｏｏ）
摘要：红外偏振成像技术是利用物体偏振度上的差异来对复杂背景下的目标进行探测的。在战场上，由于人造物体和自然景物在偏振度上存在差异，红外偏振成像技术
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｒａｒｅｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｃａｎｕｓｅｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｏｆｏｂｊｅｃｔｓｉｎｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｔｏ
ｏｂｊｅｃｔｓｈａｖｅａｄｉｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｊｔｈｅｕｓｅｏｆｉｎｒｆａｒｅｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｉｍａｇｉｎｇｃａｎｉｍｐｒｏｖｅ