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红外偏振辐射模型对铬和铜元素的优化识别
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作者 徐将 姚明印 +1 位作者 王晓 万敏杰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期615-621,共7页
针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传... 针对优化激光诱导击穿光谱技术识别铬和铜元素的问题,本文提出了一种结合红外偏振检测理论的方法。利用菲涅尔反射定律和基尔霍夫理论分析了红外偏振产生机理,根据能量守恒定律验证了目标红外自发热辐射的偏振特性;利用红外偏振辐射传输模型及菲涅尔反射穆勒矩阵,结合温度的麦克斯韦-玻尔兹曼分布特性,推导出了等离子体红外偏振辐射信号模型,用于识别各激发能量下的重金属元素;利用5种不同能量的脉冲激光验证了模型的精准性。结果表明:在相同的激光能量下,红外偏振辐射光谱可以收集到更多的特征信号峰;在低能量激励下,红外偏振辐射光谱的优势更为突出。红外偏振辐射模型的构建是科学有效的,可用于优化重金属元素的快速检测。 展开更多
关键词 红外偏振 辐射模型 重金属 特征信号 激光诱导击穿光谱 菲涅尔反射定律 脉冲激光 穆勒矩阵
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基于黑体红外偏振特性的定量分析探索 被引量:4
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作者 陈伟力 武敬力 +4 位作者 徐文斌 李军伟 王淑华 董雁冰 姚石磊 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期767-775,共9页
通过基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型,推导分析了物体表面红外辐射偏振传输方程的Stokes表达式,得出物体表面红外线偏振度与表面反射率(发射率)、波长、探测角度以及波长、目标与背景辐射差异等参数的数学关系;针对环境因素... 通过基于微面元理论的偏振双向反射分布函数模型,推导分析了物体表面红外辐射偏振传输方程的Stokes表达式,得出物体表面红外线偏振度与表面反射率(发射率)、波长、探测角度以及波长、目标与背景辐射差异等参数的数学关系;针对环境因素对红外偏振度的影响,开展了不同材质以及标准黑体的中、长波红外偏振成像及红外高光谱偏振成像实验,结果表明:黑体表面的红外偏振度与波长不相关,进而提出以标准黑体红外偏振特性作为溯源基准进行红外偏振定量处理的方法. 展开更多
关键词 红外偏振成像 红外偏振特性 黑体红外偏振特性 定量分析
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片上红外偏振探测研究进展
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作者 甄玉冉 邓杰 +7 位作者 布勇浩 代旭 余宇 石梦碟 王若文 叶韬 陈刚 周靖 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期52-62,共11页
偏振是光的固有自由度,偏振探测提供了光强和波长之外的更多丰富信息。红外偏振探测器在成像、通信、遥感和宇宙学等众多应用中发挥着至关重要的作用。然而,传统的偏振检测系统体积庞大、系统复杂,阻碍了偏振探测的小型化和集成化。近来... 偏振是光的固有自由度,偏振探测提供了光强和波长之外的更多丰富信息。红外偏振探测器在成像、通信、遥感和宇宙学等众多应用中发挥着至关重要的作用。然而,传统的偏振检测系统体积庞大、系统复杂,阻碍了偏振探测的小型化和集成化。近来,片上红外偏振探测器的发展引起了广泛的研究兴趣。本文将重点介绍片上红外偏振探测器的两个前沿研究领域:偏振敏感材料和偏振选择性光耦合结构集成的红外偏振探测器,主要讨论片上红外偏振探测器的研究现状以及未来的挑战和机遇。 展开更多
关键词 红外偏振探测器 各向异性材料 拓扑材料 手性钙钛矿 选择性光学耦合结构
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基于GAN和DWT的船舶红外偏振图像超分辨方法
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作者 宋施霖 朱志宇 +1 位作者 张哲卿 杜星月 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1777-1783,共7页
针对海面船舶红外偏振成像分辨率低、细节不清的问题,提出一种小波变换与生成对抗网络结合的方法提高图像分辨率。使用纯卷积神经网络模型(ConvNeXt)改进超分辨网络(SRGAN),采用非局部均值对原始低分辨船舶红外偏振图像进行去噪,用改进... 针对海面船舶红外偏振成像分辨率低、细节不清的问题,提出一种小波变换与生成对抗网络结合的方法提高图像分辨率。使用纯卷积神经网络模型(ConvNeXt)改进超分辨网络(SRGAN),采用非局部均值对原始低分辨船舶红外偏振图像进行去噪,用改进的SRGAN对低分辨率图像进行初始超分辨率,使用二维离散小波变换提取初始超分图像的细节信息,最后将细节信息通过小波逆变换与原始低分辨率的船舶红外偏振图像融合。与传统超分辨方法相比,本文方法得到的超分辨图像的峰值信噪比和结构相似性有明显提升。本文实现了红外偏振图像超分辨率与细节信息融合的同时进行,得到的超分辨率图像既保留了原始图像的红外偏振信息,又融合了高分辨率的细节信息。 展开更多
关键词 船舶红外偏振图像 图像超分辨率 生成对抗网络 二维离散小波变换
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红外偏振探测器融合成像研究
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作者 程雨 陈彦冠 +1 位作者 邢艳蕾 喻松林 《红外》 CAS 2024年第5期23-27,共5页
分析了红外偏振探测器对于探测识别红外伪装目标以及红外暗弱目标的重要应用意义。详细介绍了物体的红外偏振特性及其表示方法,并阐述了红外偏振特性的影响因素。最后重点介绍了偏振成像融合算法。步骤分为数据预处理、红外偏振融合和... 分析了红外偏振探测器对于探测识别红外伪装目标以及红外暗弱目标的重要应用意义。详细介绍了物体的红外偏振特性及其表示方法,并阐述了红外偏振特性的影响因素。最后重点介绍了偏振成像融合算法。步骤分为数据预处理、红外偏振融合和融合图像再处理。本文对研究红外偏振探测器融合成像具有重要意义。 展开更多
关键词 红外偏振探测器 融合成像 红外伪装
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中长波红外偏振成像对比试验研究 被引量:5
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作者 王晓娟 赵宝奇 +3 位作者 兰卫华 潘晓东 刘琼 万敏 《电光与控制》 北大核心 2014年第6期35-37,42,共4页
基于高灵敏度的中波和长波制冷焦平面探测器,搭建了红外偏振成像系统,针对特定场景中的典型目标,开展了红外偏振试验,获得了有效的试验数据,并对图像进行了定性分析和定量评价。对比研究表明:长波红外偏振成像易受水汽干扰,但图像的平... 基于高灵敏度的中波和长波制冷焦平面探测器,搭建了红外偏振成像系统,针对特定场景中的典型目标,开展了红外偏振试验,获得了有效的试验数据,并对图像进行了定性分析和定量评价。对比研究表明:长波红外偏振成像易受水汽干扰,但图像的平均灰度和平均梯度指标高;中波红外偏振成像抗云干扰和观测人工防伪网能力强,图像标准方差比较高。根据中长波红外偏振成像的特性,在实际应用中可以按需要进行波段选择。 展开更多
关键词 中波红外偏振成像 长波红外偏振成像 图像融合
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红外偏振成像探测技术进展 被引量:41
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作者 王霞 夏润秋 +2 位作者 金伟其 刘敬 梁建安 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3175-3182,共8页
不同物体不同状态存在明显的红外偏振差异,可以构成目标探测信息。简述了利用红外偏振成像技术进行目标探测的物理本质,重点阐述了偏振双向反射分布函数原理,列举了红外偏振成像探测模型,介绍了红外偏振成像技术的应用优势,归纳总结了... 不同物体不同状态存在明显的红外偏振差异,可以构成目标探测信息。简述了利用红外偏振成像技术进行目标探测的物理本质,重点阐述了偏振双向反射分布函数原理,列举了红外偏振成像探测模型,介绍了红外偏振成像技术的应用优势,归纳总结了偏振成像系统结构分类及其特点,叙述了红外偏振成像技术在目标探测与识别领域的进展,详细叙述了红外偏振成像技术的理论、实验基础研究和在目标探测中的应用。最后,总结分析了中/长波红外偏振成像技术特点,并对发展国内红外偏振成像技术提出了建议。 展开更多
关键词 红外偏振成像 目标探测 双向反射分布函数 特性
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采用中波红外偏振成像的目标探测实验 被引量:30
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作者 陈伟力 王霞 +2 位作者 金伟其 李福文 曹扬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期7-11,共5页
目前国内红外偏振成像技术的研究尚处于初步的实验阶段,需要开展具有针对性的红外偏振成像实验,以支撑红外偏振成像理论和技术的研究。基于高灵敏度的中波制冷焦平面探测器,搭建了中波红外偏振成像系统,并针对特定场景中的典型目标,开... 目前国内红外偏振成像技术的研究尚处于初步的实验阶段,需要开展具有针对性的红外偏振成像实验,以支撑红外偏振成像理论和技术的研究。基于高灵敏度的中波制冷焦平面探测器,搭建了中波红外偏振成像系统,并针对特定场景中的典型目标,开展了红外偏振成像实验,获得了有效的实验数据和成像规律,并基于HSV颜色空间对偏振信息图像进行了融合再现实验研究。结果表明:中波偏振热成像可突出光滑表面的轮廓及金属与水泥构件等的差异,有利于对隐藏目标和伪装目标的探测与识别;利用彩色图像融合方法融合热辐射强度、偏振度和偏振角图像是一种可行的偏振图像再现方式,能够综合反映偏振热成像的有效信息。 展开更多
关键词 中波红外偏振成像 Stokes参量
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典型背景和目标的长波红外偏振成像实验研究 被引量:22
9
作者 王霞 梁建安 +4 位作者 龙华宝 姚锦华 夏润秋 贺思 金伟其 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期32-38,共7页
红外成像可以获得目标的强度信息,偏振成像可以获得目标的偏振信息,二者结合更有利于目标的探测识别。实验选用天空中飞机、海面上船只、草地上车辆三种典型自然背景下的典型目标作为研究对象,并利用自行研制的四通道同时长波红外偏振... 红外成像可以获得目标的强度信息,偏振成像可以获得目标的偏振信息,二者结合更有利于目标的探测识别。实验选用天空中飞机、海面上船只、草地上车辆三种典型自然背景下的典型目标作为研究对象,并利用自行研制的四通道同时长波红外偏振成像系统实现图像采集。实验结果表明,相对于传统的长波红外成像,长波红外偏振成像具有以下优势:长波红外偏振度图像在一定情况下具有更高的图像对比度,有利于目标的探测识别;长波红外偏振角图像可以突出目标细节,有利于观察者对场景内容的理解;长波红外偏振度和偏振角图像在一定情况下可以抑制杂波干扰,有利于杂波情形下的目标成像研究。 展开更多
关键词 红外偏振 目标探测 图像对比度 杂波干扰
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目标与背景的红外偏振特性研究 被引量:26
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作者 唐坤 邹继伟 +1 位作者 姜涛 余大斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期611-614,共4页
由于红外伪装技术在很大程度上削弱了当前对目标的红外识别能力,提出一种用红外偏振技术增强对伪装目标的识别能力的新方法。在8~14μm波段,在特定的环境条件下对一个红外伪装目标和背景的红外偏振特性进行了研究,分析两者的强度对比... 由于红外伪装技术在很大程度上削弱了当前对目标的红外识别能力,提出一种用红外偏振技术增强对伪装目标的识别能力的新方法。在8~14μm波段,在特定的环境条件下对一个红外伪装目标和背景的红外偏振特性进行了研究,分析两者的强度对比度和偏振度对比度,结果发现,目标与背景的偏振度对比度远大于二者的强度对比度。这一结果表明,红外偏振技术在提高红外探测系统的侦察和识别能力方面具有十分重要的研究价值。 展开更多
关键词 红外 红外偏振 探测 对比度
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大气对红外偏振成像系统的影响 被引量:16
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作者 邹晓风 王霞 +2 位作者 金伟其 陈伟力 陈振跃 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期304-308,共5页
红外偏振成像系统探测的是某个特定偏振方向上的目标和背景辐射强度,有必要对不同目标的偏振特性及偏振辐射大气传输进行研究。首先采用双向反射分布函数对反射辐射偏振特性进行了分析,推导出了反射辐射偏振度的一般表达式。根据表达式... 红外偏振成像系统探测的是某个特定偏振方向上的目标和背景辐射强度,有必要对不同目标的偏振特性及偏振辐射大气传输进行研究。首先采用双向反射分布函数对反射辐射偏振特性进行了分析,推导出了反射辐射偏振度的一般表达式。根据表达式模拟了目标的物理特征对反射偏振特性的影响。随后利用MODTRAN软件在典型大气条件下对红外波段的大气吸收以及程辐射进行了建模和计算。大气中的悬浮颗粒对目标的红外辐射进行散射,场景的偏振度随传输距离衰减。对目标反射辐射偏振特性的仿真结果与实测数据基本吻合,验证了理论的正确性。考虑大气对偏振辐射传输的影响使得计算结果更加合理和准确。 展开更多
关键词 红外偏振成像 传输 大气作用 仿真计算
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红外偏振成像探测技术及应用研究 被引量:19
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作者 姜会林 付强 +3 位作者 段锦 张立中 李英超 张肃 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第5期345-349,共5页
红外偏振成像探测技术针对复杂环境中识别探测目标具有明显的优势和广阔的应用前景。首先分析了研究红外偏振特性的必要性和紧迫性,阐述了红外偏振成像具有"凸显目标、穿透烟雾、辨别真伪"的独特优势;其次概括了国外红外偏振... 红外偏振成像探测技术针对复杂环境中识别探测目标具有明显的优势和广阔的应用前景。首先分析了研究红外偏振特性的必要性和紧迫性,阐述了红外偏振成像具有"凸显目标、穿透烟雾、辨别真伪"的独特优势;其次概括了国外红外偏振成像技术的研究历程和试验进展;在此基础上,重点研究了目标起偏、信道环境下的偏振传输、全偏振图像探测三个方面的主要科学问题,并指出了重点研究内容和关键技术;最后,对红外偏振成像技术在军、民若干领域的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 红外偏振 成像探测 目标起 传输 图像
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基于偏振微面元理论的红外偏振特性研究 被引量:20
13
作者 陈伟力 王淑华 +1 位作者 金伟其 李军伟 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期507-514,共8页
针对基于金属线栅偏振片的红外偏振成像系统组成,需要考虑目标、大气、天空、偏振片的反射和自身辐射的影响,进而有效分析进入成像系统的红外偏振辐射组成。文章通过偏振微面元理论的散射函数模型,推导红外偏振辐射传输方程的Stokes表达... 针对基于金属线栅偏振片的红外偏振成像系统组成,需要考虑目标、大气、天空、偏振片的反射和自身辐射的影响,进而有效分析进入成像系统的红外偏振辐射组成。文章通过偏振微面元理论的散射函数模型,推导红外偏振辐射传输方程的Stokes表达式,得出红外偏振信息(偏振度、偏振角)与目标表面粗糙度、折射率、反射和观测角度等参数的数学模型,通过合理简化偏振信息表达式,仿真得出某材料的偏振度曲线与文献中实测数据基本一致,为进一步提高红外偏振成像系统的探测性提供理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 光电子学 红外偏振辐射传输方程 双向分布函数 红外发射率模型
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红外偏振在目标探测识别中的研究进展 被引量:11
14
作者 夏寅辉 骆守俊 +2 位作者 白廷柱 宋佩珊 乔育花 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期909-915,共7页
简要论述了红外偏振成像技术的特点及其优势,并分类讨论了红外偏振成像系统的结构;随后,重点介绍了红外偏振技术在国内外被应用于目标探测与识别方面的研究进展;最后,基于红外偏振技术的特性,提出了采用圆偏振光进行目标探测识别的概念。
关键词 红外偏振 图像 防伪识别
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中波红外偏振成像图像处理及评价 被引量:12
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作者 徐参军 苏兰 +3 位作者 杨根远 赵劲松 蔡毅 潘顺臣 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第6期362-366,共5页
介绍了光波斯托克斯矢量各分量的解算方法,给出了多种偏振图像融合的初步结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价。研究表明,偏振图像的融合能产生多种图像融合结果,为图像的显示提供了多种选择。融合后的偏振图像细节更加清楚... 介绍了光波斯托克斯矢量各分量的解算方法,给出了多种偏振图像融合的初步结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价。研究表明,偏振图像的融合能产生多种图像融合结果,为图像的显示提供了多种选择。融合后的偏振图像细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强。与原始红外图像比较,中波红外偏振图像灰度均值提高35%,灰度标准差提高61%,梯度提高255%。处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度。 展开更多
关键词 红外 红外偏振成像 图像融合 对比度
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海面环境中红外偏振成像系统作用距离模型 被引量:7
16
作者 夏润秋 王霞 +2 位作者 金伟其(指导) 梁建安 刘敬 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期64-68,共5页
诸多实验证明海面辐射具有偏振特性,目前还没有有效的红外偏振成像系统的海面目标探测能力的相关理论。利用T.Elfouhaily提出的海浪方向谱模型反演出海浪高度分布;通过一种基于Monte-Carlo光线逆追踪的方法分析了海面的红外偏振辐射特性... 诸多实验证明海面辐射具有偏振特性,目前还没有有效的红外偏振成像系统的海面目标探测能力的相关理论。利用T.Elfouhaily提出的海浪方向谱模型反演出海浪高度分布;通过一种基于Monte-Carlo光线逆追踪的方法分析了海面的红外偏振辐射特性;根据Stokes矢量分量的噪声特性建立了Stokes矢量各分量的最小可分辨温差值(MRTD)计算方法;并在此基础上,利用Stokes矢量分量的MRTD与场景的表观温差(ATD)的差异建立了海面环境中的红外偏振成像系统作用距离模型。 展开更多
关键词 红外偏振成像 Stokes矢量 海面探测 探测识别距离
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红外偏振图像的目标检测方法 被引量:7
17
作者 杨蔚 顾国华 +3 位作者 陈钱 曾海芳 徐富元 王长江 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2746-2751,共6页
红外偏振成像探测通过对目标辐射和反射偏振态的探测,针对传统光学无法解决的问题,在目标检测方面取得高精度的结果,特别是在军事探测中,能够快速地将混杂在自然背景下的人造目标检测出来,以增强对目标的识别。偏振探测中所依据的强度... 红外偏振成像探测通过对目标辐射和反射偏振态的探测,针对传统光学无法解决的问题,在目标检测方面取得高精度的结果,特别是在军事探测中,能够快速地将混杂在自然背景下的人造目标检测出来,以增强对目标的识别。偏振探测中所依据的强度、偏振度及偏振角信息反映出的不同物理特性,具有很强的冗余性和互补性。针对该特性,提出一种红外偏振图像的目标检测方法:首先使用Mean-Shift算法对红外图像和偏振度图像进行聚类处理;然后利用DS证据理论将聚类后的红外图像和偏振度图像中的物体信息充分结合,以区分目标与背景,达到目标检测的目的;最后通过仿真实验图像与小波融合图像结果的对比表明该算法的优势。 展开更多
关键词 红外偏振 Mean-Shift聚类 DS证据理论 模式识别
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红外偏振与红外光强图像的融合研究 被引量:13
18
作者 杨风暴 李伟伟 +1 位作者 蔺素珍 王飞跃 《红外技术》 CSCD 北大核心 2011年第5期262-266,共5页
分析了红外偏振与红外光强的成像特性差异,提出了基于局部能量的支持度变换融合方法。实验结果表明,融合图像综合了两幅图像的冗余信息,使图像更清晰,信息更加丰富。融合图像同原红外偏振和光强图像相比,局部标准偏差分别提高了13.67%和... 分析了红外偏振与红外光强的成像特性差异,提出了基于局部能量的支持度变换融合方法。实验结果表明,融合图像综合了两幅图像的冗余信息,使图像更清晰,信息更加丰富。融合图像同原红外偏振和光强图像相比,局部标准偏差分别提高了13.67%和11.51%;局部熵分别提高了16.46%和1.95%;平均梯度分别提高了15.41%和44.05%。证明了该融合方法的有效性。 展开更多
关键词 图像融合 红外偏振 红外光强 局部能量 支持度变换
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基于小波变换的红外偏振图像融合算法 被引量:15
19
作者 虞文俊 顾国华 杨蔚 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期289-292,共4页
为了改善红外图像质量、提高人造目标的可识别率,基于偏振度图像能够较好地凸显人造目标,偏振角较好地描述不同物体表面取向,I图像能反映场景的强度信息的特征,采用对红外图像进行偏振图像融合的算法,即先通过红外热像仪和偏振片拍摄到... 为了改善红外图像质量、提高人造目标的可识别率,基于偏振度图像能够较好地凸显人造目标,偏振角较好地描述不同物体表面取向,I图像能反映场景的强度信息的特征,采用对红外图像进行偏振图像融合的算法,即先通过红外热像仪和偏振片拍摄到偏振角度为0°,60°和120°3幅红外图像,再通过计算得到I,Q,U图像,进而得到偏振度图像和偏振角图像,最后对I图像、偏振度和偏振角图像进行红外偏振图像融合,得到高质量的红外偏振图像,由理论分析得到了各个图像的性能指标数据。结果表明,基于小波变换的红外偏振图像融合算法得到的图像数据合理,达到了改善红外图像质量和提高图像中的人造目标的可识别率的目的。 展开更多
关键词 图像处理 红外偏振图像 图像融合算法 小波变换 斯托克斯图像
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DWT、NSCT和改进PCA协同组合红外偏振图像融合 被引量:10
20
作者 杨风暴 董安冉 +1 位作者 张雷 吉琳娜 《红外技术》 CSCD 北大核心 2017年第3期201-208,共8页
为充分保留红外光强和偏振图像细节、强度等信息,综合多算法的优势性能,提出一种DWT、NSCT和改进PCA的多算法协同组合融合新方法,在考虑3种算法互补协同关系基础上,充分保留源图重要目标和细节信息。首先,用离散小波变换(DWT)将源图分... 为充分保留红外光强和偏振图像细节、强度等信息,综合多算法的优势性能,提出一种DWT、NSCT和改进PCA的多算法协同组合融合新方法,在考虑3种算法互补协同关系基础上,充分保留源图重要目标和细节信息。首先,用离散小波变换(DWT)将源图分解为高低频分量,低频用非下采样轮廓波变换(NSCT)再次分解;其次,对主成分分析法(PCA)进行权值改进,分块融合NSCT分解所得低频分量;然后,提出"相关系数-局部能量-局部标准差"规则融合NSCT分解所得高频,用"层内对比度"规则融合DWT分解所得高频;最后,NSCT逆变换重构所得图像作为DWT低频融合图,再用DWT逆变换获得最终融合图像。实验结果表明,所提方法在视觉效果、细节层次及保留等方面比单一或简单组合方法更具优势,对不同场景适应性较强。 展开更多
关键词 图像融合 红外偏振 协同融合 DWT NSCT PCA
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