水下目标偏振成像探测技术研究
水下目标物偏振成像特性研究
水下目标物偏振成像特性研究鲍富成;段锦;董锁芹;马莉莉;于婷;战俊彤【摘要】偏振图像比传统强度图像包含更丰富的物体表面反射及散射信息.用萨尔萨(SALSA)相机在自然光照下获取水下偏振图像,研究不同材质物体、放置深度、牛奶浓度及波段因素对水下目标物偏振成像的影响.结果表明:蓝色波段偏振成像能够较好地获取水下物体的边界轮廓等信息;不同材质的目标物在水下呈现不同的偏振特性,紫铜偏振度最高达0.69;在1.40 mg/L牛奶浑浊度的水下,偏振图像仍能通过比较目标物的偏振度(degree of polarization,DOP)信息来检测出水下目标物,瓷片的DOP仅降低0.31;此外,在水下约40 cm深度下,偏振成像获取的图像比强度图像轮廓更为清晰,如铁的偏振对比度比强度对比度高5.26％.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P27-32)【关键词】偏振成像;水下成像;材质偏振特性;偏振度对比度【作者】鲍富成;段锦;董锁芹;马莉莉;于婷;战俊彤【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022;长春理工大学空地激光通信技术国防重点科学实验室,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN201;O436.3引言自20世纪末以来，国内外科研人员通过理论和实验对水下人造目标识别的可行性进行探索，曹念文[1]等人验证了用圆偏振和线偏振技术能够大大提高水下目标成像的图像清晰度和图像分辨率。
秦琳[2]等人结合距离选通技术和偏振成像技术的各自特点，提出基于距离选通的偏振成像方式来抑制后向散射光的干扰，从而提高图像对比度。
水下目标物偏振成像特性研究
第4〇卷第#期 2019年1月应用光学J o u rn a l o f A p p lie d O p tic sV〇1.!0N〇.1Jan. 2019文章编号：1002-2082(2019)01-0027-06水下目标物偏振成像特性研究鲍富成、段锦12，董锁芹、马莉莉、于婷、战俊彤1(1.长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春130022#2.长春理工大学空地激光通信技术国防重点科学实验室，吉林长春130022)摘要：偏振图像比传统强度图像包含更丰富的物体表面反射及散射信息。
用萨尔萨（S A L S A)相机在自然光照下获取水下偏振图像，研究不同材质物体、放置深度、牛奶浓度及波段因素对水下目标物偏振成像的影响。
结果表明：蓝色波段偏振成像能够较好地获取水下物体的边界轮廓等信息；不同材质的目标物在水下呈现不同的偏振特性，紫铜偏振度最高达0. 69;在1. 40 m g/L牛奶浑油度的水下，偏振图像仍能通过比较目标物的偏振度（de gre e o f p o la r iz a tio n,D O P)信息来检测出水下目标物，瓷片的D O P仅降低0.31;此外，在水下约40 c m深度下，偏振成像获取的图像比强度图像轮廓更为清晰，如铁的偏振对比度比强度对比度高5.26 \。
关键词：偏振成像；水下成像；材质偏振特性；偏振度对比度中图分类号：T N201;O436. 3 文献标志码：A D O I：10. 5768/J A O201940. 0101005Experimental study on polarization imaging characteristics ofunderwater targetsB A O F u c h e n g1$D U A N J in1，2$D O N G S u o q in1$M A L i l i1$Y U T in g1’Z H A N J u n t o n g1(1. E le c tro n ic s and In fo rm a tio n E n g in e e rin g In s t it u te, C h a n g c h u n U n iv e r s ity o f Science and T e c h n o lo g y,C h a n g c h u n130022, C h in a；2. Space O p to-e le c tro n ic s T e c h n o lo g y In s t it u te, C h a n g c h u n U n iv e r s ity o fScience and T e c h n o lo g y, C h a n g c h u n130022, C h in a)A b s tr a c t：C o m p a re d w it h th e t r a d itio n a l in te n s ity im a g e,th e p o la riz a tio n im a g e c o n ta in s m o rea b u n d a n t in fo r m a tio n o f th e r e fle c tio n a n d s c a tte rin g o f th e o b je c t s u rfa c e.T h e u n d e rw a te rp o la riz in g im a g e w a s a c q u ire d b y S A L S A cam e ra u n d e r n a tu ra l illu m in a tio n.T h e in flu e n c e o fu n d e rw a te r o b je c ts,d e p th,m ilk c o n c e n tra tio n a n d d e te c tio n b a n d on p o la riz a tio n im a g in g d e te ctio n w a s s tu d ie d.T h e re s u lts s h o w th a t in th e b lu e b a n d,th e p o la riz a tio n im a g in g canb e tte r in fo r m a tio n o f th e b o u n d a ryc o n to u r o f th e u nde rw a te r o b je c t.T h e o b je c ts o fm a te ria ls p re s e n t d iffe r e n t p o la riz a tio n c h a ra c te ris tic s u n d e r th e w a t e r,a n d th e c o p p e r has th eh ig h e s t de gre e o f p o la riz a tio n0. 69. U n d e r th e c o n d itio n o f m ilk t u r b id it y1.40 m g/L,th e p o la riz a tio n im a g e can s t ill d e te c t th e u n d e rw a te r ta rg e t b y c o m p a rin g th e ta r g e t o b je c t's degree o f p ola r iz a tio n(D O P)in fo r m a t io n,t h e D O P o f p o rc e la in o n ly red uce s b y 0. 31. In a d d itio n,T h eim a g e o b ta in e d b y p o la riz in g im a g in g is c le a re r th a n th e in te n s ity im a g e a t th e d e p th o f a b o u t 40cm u n d e rw a te r.F o r e x a m p le,th e p o la riz a tio n con tra st o f iro n is5.26\h ig h e r th a n th a t K e y w o rd s：p o la riz a tio n im a g in g；u n d e rw a te r im a g in g；p o la riz a tio n p ro p e rtie s o f m a t e r ia l；c o n tra s t o f p o la riz a tio n degree收稿日期=2018-07-24;修回日期：2018-08-28基金项目：国家973计划；国家863计划；总装预研基金和吉林省科技攻关项目（20150204045G X)作者简介：鲍富成（993 —），男，硕士研究生，主要从事水下偏振成像研究。
偏振探测技术的原理及其应用前景的探究
偏振探测技术的原理及其应用前景的探究摘要偏振探测技术是近几年发展起来的新型探测技术，作为一种重要的探测手段，偏振探测具有其他传统的探测手段所没有的特点。
本文主要从偏振光的产生及其表示方法，偏振光与物质相互作用的特性，偏振光的偏振信息的检测方法等方面来探讨偏振探测的机理和应用。
并着重研究光测弹性术的测量原理，以各向均匀的平板受力为模型，分析偏振光通过受力平板后产生的相位差和干涉现象。
通过对干涉现象的分析，结合相关的光学定律，给出应力与应变的测量方法和推导出的计算公式。
同时，介绍了偏振探测技术在地物遥感探测、大气探测、水下探测、医学诊断、天文探测目标检测、图像处理和军事等领域的应用。
关键词：应力，应变，偏振，偏振探测，机理，应用The Principle of Polarization Detection Technology and ItsApplication Prospects of InquiryABSTRACTPolarization detection technology is a new detection technology has developed in recent years, as an important means of detecting, polarization detection with other detection methods are not traditional features. This article from the formation and representation of polarized light, polarized light and material characteristics of the interaction, the polarized light detection methods, and information to explore the mechanism and application of polarization detection. And focus of photoelasticity measurement principle of operation to the plate to force a uniform as a model of polarized light through the force resulting from the phase difference plate and the interference. Through the analysis of interference, combined with related optics law, given the stress and strain measurement methods and formulas are derived. Meanwhile, the introduction of the polarization detection technology in the surface features of remote sensing, atmospheric sounding, underwater detection, medical diagnosis, astronomical detection of target detection, image processing, and military fields..KEY WORDS：Stress ，strain ，polarization，polarization detection，mechanism，application目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)2 偏振光的分类及其偏振信息的表示方法 (2)2.1 什么是偏振光 (2)2.2 偏振光的分类 (2)2.2.1 自然光 (2)2.2.2 线偏振光 (2)2.2.3 部分偏振光 (2)2.2.4 圆偏振光和椭圆偏振光 (3)2.3 偏振信息的定量描述 (3)2.3.1 Jones矢量法[2]： (3)2.3.2 Stokes参量法 (4)3 偏振探测原理 (5)3.1 基本原理 (5)3.1.1 琼斯矩阵 (5)3.2.2 斯托克斯参量 (6)3.2 偏振光的产生 (6)3.3 偏振光与物质相互作用的特性 (9)3.3.1 旋光性 (9)3.3.2 晶体、液体和液晶的电光效应 (10)3.3.3 光测弹性效应 (11)3.4 偏振光的检测 (12)3.4.1 各种偏振光偏振态的检验 (12)3.4.2 方位角的检测 (12)3.4.3 斯托克斯参量的测量 (13)4 光测弹性术中应力和应变的测量原理和方法及计算公式 (15)4.1 测量原理和方法 (15)4.1.1 偏振光分解与合成 (15)4.1.2等倾线消除方法： (17)4.2 测量装置图： (18)4.3 应力和型变量的推算（结果） (18)5 偏振探测的前景及展望 (20)5.1 地物遥感探测 (20)5.2 大气探测 (20)5.3 水下探测 (20)5.4 天文探测 (21)5.5 医学诊断 (21)5. 6 目标检测 (21)5.7 图像处理 (21)5.8 军事应用 (22)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言偏振是光的一个重要信息。
实验室中做水下目标的偏振成像实验的实验报告
实验室中做水下目标的偏振成像实验的实验报告我们得说说水下环境。
你想啊，水里的光线本身就不是那么好对付。
阳光一进水，马上就被水吸收了，剩下的光线也因为水的散射而变得不清不楚，真是想要看到水下的清晰画面，得费点儿功夫。
通常情况下，水下图像看上去都是模糊不清的，特别是深一点的地方，几乎就像是雾气重重的迷雾。
那如果我们想通过成像来识别水下的目标或者结构，该怎么办呢？嘿，这时候偏振成像就登场了！它可以帮助我们从一堆模糊的光线中找出一些线索，像是让我们用一个特殊的眼睛看世界一样，能够滤掉那些干扰光，剩下的清晰的信号就是我们所需要的。
实验的设备就是用来模拟这种特殊眼睛的。
我们使用了一个专门的偏振相机，它可以记录不同方向的偏振光。
光线照到水下的物体上，不同角度的光会被物体表面以不同的方式反射回来。
这时候，如果我们用一个偏振片过滤掉不需要的反射光，就能得到更加清晰的图像，甚至能看到水下那些微小的细节，平常根本没法察觉到。
这种效果，就好比用专业滤镜拍照，结果不但清晰，还特别“有味道”，能捕捉到平常肉眼看不到的细节。
搞清楚了这个原理，接下来的操作其实就没那么复杂。
我们准备了几种不同的目标，像是小物体、颗粒、甚至模拟的海底结构，放到水中。
然后，调整相机和偏振片的角度，把所有可能的情况都拍下来。
每拍一张照片，就会发现光线反射的角度不同，所呈现的画面也大有不同。
有些目标完全看不见，但偏振成像一打开，结果就清晰了！想想看，这就像是我们平时找东西总是横竖找不着，但突然换个视角，一下子就找到它了，真是让人惊叹。
不过，水下目标的成像可没那么简单。
光是偏振成像技术这一项，虽然已经挺牛了，但还是有很多细节需要调试。
你得控制水中的光线条件，选择合适的偏振角度，还要根据不同的物体选择不同的拍摄方式。
比如，透明的物体、带纹理的物体，反射光的方式都不一样。
所以，我们在实验过程中其实得不停地调整各种参数，调整了不行就换个方案。
每一步都得小心翼翼，生怕错过什么重要信息。
偏振成像探测的若干关键技术研究
题目编号0偏振成像探测的若干关键技术研究Research on Key Technologies ofPolarization Imaging Detection学生姓名专业学号指导教师学院2012年06月偏振成像探测的若干关键技术研究摘要：偏振成像探测能在杂乱背景下提高目标的识别率，对于人造假目标和伪装具有独特的辨别能力，同时能提高图像的对比度和清晰度。
在过去的十几年中，成像偏振探测获得了迅速的发展，应用的范围也在不断地扩大，己经成为信息获取领域中的一个研究热点。
本文主要从偏振成像探测技术的基础出发，论述了该技术的发展现状及应用前景，对偏振光的基本理论、偏振光与物质相互作用的基本特性以及偏振光的检测技术进行了研究。
通过用数学表达式和矩阵对多源图像融合技术进行了详细的理论描述。
关键词：图像处理，应变，偏振，偏振成像探测Research on Key Technologies ofPolarization Imaging DetectionAbstractPolarization imaging detection has the ability to identify false targets and enhance images taken in poor visibility and even restore clear-day visibility of scene. In the past several years, polarization imaging detection has been developed rapidly, the scope of application in continually expanding, already became in the field of information for a research hotspot. This article mainly from the polarization imaging detection technology, discusses the technology development status and the application prospect of polarized light, the basic theory of polarized light with the material of the interaction of the basic characteristics of polarized light and detection technology research. By using mathematical expression and the matrix of the source image fusion technology detailed description of the theory.Keywords：Image Transformation; Strain ; Polarization; Polarization Imaging Detection;目录第一章绪论 ............................................................................................................. - 1 -1.1引言 (1)1.2偏振探测 (1)1.2.1偏振探测的理论基础 ............................................................................... - 1 -1.2.2偏振成像探测的发展 ............................................................................... - 2 -1.3偏振成像探测的应用及研究现状 .. (3)1.3.1 地物遥感探测 ........................................................................................ - 4 -1.3.2 大气探测 ................................................................................................ - 4 -1.3.3 水下探测 ................................................................................................ - 4 -1.3.4 天文探测 ................................................................................................ - 4 -1.3. 5 目标检测 ............................................................................................... - 5 -1.3.6 图像处理 ................................................................................................ - 5 -1.3.7 军事应用 ................................................................................................ - 5 -第二章偏振探测技术 ........................................................................................... - 6 -2.1偏振光的基本理论. (6)2.2实现偏振信息变化的测量基本原理 (7)2.2.1 琼斯矩阵 ................................................................................................ - 7 -2.2.2 斯托克斯参量 ........................................................................................ - 8 -2.3偏振光与物质相互作用的特性.. (9)2.3.1 旋光性 .................................................................................................... - 9 -2.3.2 晶体、液体和液晶的电光效应 .......................................................... - 10 -2.3.3 光测弹性效应 .................................................................................... - 12 -2.4偏振光的检测 .. (12)2.4.1 斯托克斯参数的测量 ........................................................................ - 13 -2.4.2 相位延迟的测定方法 ........................................................................ - 13 -2.4.3 偏振态参数琼斯矢量的测定 ............................................................ - 13 -第三章多源图像融合技术 ................................................................................. - 16 -3.1多源图像融合 (16)3.2图像融合的层次 (17)3.2.1像元级融合 .......................................................................................... - 17 -3.2.2特征级融合 .......................................................................................... - 17 -3.2.3分类(决策) 级融合.............................................................................. - 17 -3.3融合效果评价 (17)3.3.1图像信息量增加：信息熵 ................................................................... - 18 -3.3.2图像质量的改进：清晰度 ................................................................... - 18 -3.3.3光谱信息的继承：偏差度 ................................................................... - 18 -参考文献 ................................................................................................................. - 19 -第一章绪论1.1引言偏振是指横波的振动矢量（垂直于波的传播方向）偏于某些方向的现象，是光的一个重要信息。
《2024年成像偏振探测的若干关键技术研究》范文
《成像偏振探测的若干关键技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，成像偏振探测技术作为一种新兴的遥感探测技术，在军事、环境监测、大气研究、海洋探测等多个领域具有广泛的应用前景。
成像偏振探测技术能够有效地提取目标的偏振信息，提高图像的对比度和清晰度，为相关领域的研究提供有力的技术支持。
本文将重点研究成像偏振探测的若干关键技术，为该领域的研究和应用提供参考。
二、偏振成像原理与技术偏振成像技术是基于光的偏振特性进行成像的一种技术。
光的偏振特性是指光波电矢量在传播过程中具有一定的方向性。
通过测量光的偏振状态，可以获取目标表面的反射或发射的偏振信息。
成像偏振探测技术主要包括偏振片的制作、偏振光的调制与解调、偏振图像的获取与处理等关键技术。
三、关键技术研究1. 偏振片的制作技术偏振片是偏振成像技术的核心部件，其性能直接影响到偏振成像的质量。
目前，制作偏振片的主要方法包括蒸镀法、化学镀膜法、液晶法等。
这些方法各有优缺点，如蒸镀法制作出的偏振片具有较高的消光比，但制作成本较高；化学镀膜法制作出的偏振片成本较低，但消光比相对较低。
因此，需要根据实际需求选择合适的制作方法，并不断优化制作工艺，提高偏振片的性能。
2. 偏振光的调制与解调技术偏振光的调制与解调是偏振成像技术的关键环节。
调制是指将待测信号加载到光波上，使其具有特定的偏振状态；解调则是将调制后的光波中的偏振信息提取出来。
目前，常用的调制技术包括液晶调制、光纤光栅调制等。
解调技术则主要包括偏振分束器、偏振敏感探测器等。
这些技术的发展将直接影响到偏振成像的精度和速度。
3. 偏振图像的获取与处理技术偏振图像的获取与处理是偏振成像技术的最后一道工序。
在获取偏振图像时，需要使用特定的成像设备，如偏振相机、偏振光谱仪等。
在处理偏振图像时，需要采用一系列的图像处理算法，如去噪、增强、分割等，以提取出有用的偏振信息。
随着计算机技术的不断发展，机器学习和人工智能等技术也被广泛应用于偏振图像的处理中，提高了处理的精度和效率。
水下物体探测与成像技术的研究
水下物体探测与成像技术的研究随着科学技术的不断发展，人们对于水下物体探测与成像技术的要求越来越高。
水下探测技术主要应用于水下资源勘探、水下考古、水下安全监测等领域，而如何高效地探测和成像水下物体成为了水下探测技术的重点研究。
深海探测最关键的难点就是在黑暗的水下环境中进行高质量图像的拍摄和物体的探测，而这些弊端大大地限制了水下勘探与研究的水平。
因此，近年来针对水下物体探测与成像技术进行了大量的研究和改进。
水下物体探测与成像技术主要有声纳技术、激光技术、光纤技术和图像处理技术。
声纳技术是一种常见的水下探测技术，它利用声波的传导速度以及声波的反射和传递，实现对水下物体进行探测。
声纳探测可以通过声波走过水下物体和水下物体表面反射的声波进行回波接收，确定水下物体的形态和构造。
这种技术检测距离远、探测精度高，可以在黑暗的水下环境中进行探测，成像能力强，因此被广泛应用在水下探测中。
激光技术可以将激光束发射到水下，通过对水下反射回来的激光进行角度测量，从而确定水下物体的形态和构造。
激光探测精度高，检测范围较小，适合对细小物体的检测。
光纤技术则可以用来探测水下光量的变化，确定水下物体的位置、形态和构造。
图像处理技术也是水下物体探测与成像技术中的重要组成部分。
通过对水下航行器的高清影像进行图像处理和模型构建，可以创建三维水下环境的视觉模型，从而更直观地了解水下环境。
当前比较先进的图片处理技术有三维扫描技术、计算机绘图技术、神经网络技术等，这些技术能够将二维扫描的水下物体转换成三维模型，利用模型进行环境分析和物品识别。
水下物体探测与成像技术的研究已取得了一定的进展，但在实际应用上仍有着许多待解决的问题。
如何提升水下成像的分辨率与精度，如何提高水下探测的深度和范围，如何对于水下噪声和光线的干扰进行处理等，都是当前需要研究的方向。
在这个过程中，需要不断地推进新技术的发展和应用，以满足社会对水下勘探和研究的需求。
在未来的水下探测和成像技术中，我们希望能够建立更加完善的水下探测体系，选择最佳的探测方法和技术，适宜地应用在不同的水下环境中，并且提高探测的效率和准确性，实现成像数据的全面全息化，让水下勘探和研究变得更加简单、精确和易操作。
水下成像技术在深海勘探中的应用研究
水下成像技术在深海勘探中的应用研究一、简介随着人类勘探探索的深入，深海成为了重要的研究领域。
作为大海内部的黑箱，深海的情况依然是未知的。
从深入探测，了解地球自身的结构和构成，到深入挖掘自然资源，深海勘探的使命迫在眉睫。
然而，深海的水压和强烈的海流环境，常常让深海探测成为人类探索的难题。
水下成像技术在深海勘探中的应用研究，将为深海探测提供了新的突破口。
二、水下成像技术的分类水下成像技术是一门复杂的学科，分类很多，本文着重介绍以下三大类。
1.声波成像技术声波成像技术主要利用声波在水中传播的特性进行成像。
其中，声纳和多波束声纳是常用的一种声波成像技术，可用于深海中距离短，分辨率高的成像。
2.激光成像技术激光成像技术主要利用激光在水中的散射作用进行成像。
其中，激光测距和棱镜扫描技术是比较常见的成像技术之一，可以用于深海中长距离、大视场的成像。
3.摄像机成像技术摄像机成像技术算是最为普遍的一种水下成像技术。
这种技术通过在摄像机的内部或摄像机周围进行灯光的照射，使得摄像机成像。
这种技术在水下成像技术的范围内是成熟和可靠的技术之一。
三、深海勘探中的应用1.水下地形勘探水下成像技术可对大型海底地形进行高分辨率成像，如水下火山、海山、洋底盆地等。
此外，它在建设海底隧道和埋深型海底管道等工程方面也具有广泛的应用价值。
在深海勘探中，声波成像技术和多波束声纳应用较为广泛，适用于水声传感器和水下机器人对海底地形的探测。
2.水下生物勘探通过摄像机成像技术，我们能够直接观察深海中的生物活动，甚至不同物种之间的相互作用。
利用水下成像技术可以更好地了解深海动植物的生态系统和资源，以及人类对深海的影响。
它对于深海生物研究、深海资源开发与保护、深海环境监测等方面，也产生了积极的作用。
3. 海底文物探测与保护许多珍贵的文物和重要的考古遗址都存在于深海中，但是由于水压环境和海流的影响，这些文物很容易被损坏或分解。
通过水下成像技术可以更好地发掘和保护这些文物，而不会对其造成任何影响。
水下隐身动目标激光与偏振红外探测技术研究
水下隐身动目标激光与偏振红外探测技术研究李英超;王超;安岩;邵毓;胡源【摘要】为解决水下隐身动目标声探测与识别难度大的问题，根据水下动目标运动形成的尾流、尾迹、引起的海面温度变化特征，提出了以低轨卫星为平台，运用红外偏振尾流探测水下目标尾流的方法，结合激光动态深度测量技术和偏振激光探测技术，实现对水下隐身动目标探测与识别。
%It is difficult to detect and recognize underwater moving stealth target by the traditional acoustic detec-tion.To solve this problem,based on temperature change of sea surface by wake and wake target movement of under-water moving target,a detection scheme on low earth orbit (LEO)satellite platform is proposed.In this scheme,the way of wake infrared polarization can be used to detect and recognize underwater moving stealth target combining with the technology of laser dynamic depth measurement and laser polarization detection.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】5页(P209-213)【关键词】红外偏振尾流探测;激光动态深度测量;偏振激光探测【作者】李英超;王超;安岩;邵毓;胡源【作者单位】长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心，吉林长春130022;长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心，吉林长春 130022;长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心，吉林长春 130022;长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心，吉林长春 130022;长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程中心，吉林长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN29目前,对水下动目标的探测主要以声探测为主。
水下光学图像中目标探测关键技术研究综述
水下光学图像中目标探测关键技术研究综述一、引言近年来，海洋信息处理技术蓬勃发展，水下目标探测技术的应用也日益广泛，涉及海底光缆的铺设、水下石油平台的建立与维修、海底沉船的打捞、海洋生态系统的研究等领域。
水下光学图像分辨率较高，信息量较为丰富，在短距离的水下目标探测任务中具有突出优势。
然而，由于受水下特殊成像环境的限制，水下图像往往存在噪声干扰多、纹理特征模糊、对比度低及颜色失真等诸多问题。
因此，水下目标探测任务面临诸多挑战，如何在图像可视性较差的情况下，精确、快速、稳定地检测识别和跟踪水下目标物体是亟待解决的问题。
根据水下目标探测任务的执行步骤，将基于光学图像的水下目标探测关键技术分为图像预处理和目标探测两部分。
其中，水下目标探测特指水下目标检测、识别与跟踪。
近年来，国内外研究人员对基于光学图像的水下目标探测关键技术进行了大量研究，水下目标探测技术取得了迅速发展，一些研究人员总结了关键技术的发展现状。
Sahu等总结了一系列水下图像增强算法，Han等对水下图像智能去雾和色彩还原算法进行了综述，Kaeli等概述了一组用于水下图像颜色校正改进的算法，郭继昌等对水下图像增强和复原算法进行了系统归纳并通过实验对比了不同算法，Moniruzzaman等梳理了近年来深度学习在水下图像分析中的应用。
然而，这些综述仅总结了水下目标探测某一关键技术的研究成果，目前仍缺少对水下目标探测关键技术的系统概述。
本文从水下图像预处理和水下目标检测、识别、跟踪技术入手，详细归纳了水下目标探测关键技术的研究现状。
根据是否需要构建模型，将水下图像预处理分为图像增强和图像复原，并重点分析了水下图像增强的各类方法（基于直方图处理、基于Retinex理论、基于图像融合和基于深度学习的方法）的优缺点。
由于水下目标跟踪技术的相关研究论文较少，本文主要从传统方法和深度学习两个角度讨论了水下目标检测与识别相关算法，并简要介绍了常用的水下图像数据集。
偏振探测技术的原理及其应用前景的探究
偏振探测技术的原理及其应用前景的探究摘要偏振探测技术是近几年发展起来的新型探测技术，作为一种重要的探测手段，偏振探测具有其他传统的探测手段所没有的特点。
本文主要从偏振光的产生及其表示方法，偏振光与物质相互作用的特性，偏振光的偏振信息的检测方法等方面来探讨偏振探测的机理和应用。
并着重研究光测弹性术的测量原理，以各向均匀的平板受力为模型，分析偏振光通过受力平板后产生的相位差和干涉现象。
通过对干涉现象的分析，结合相关的光学定律，给出应力与应变的测量方法和推导出的计算公式。
同时，介绍了偏振探测技术在地物遥感探测、大气探测、水下探测、医学诊断、天文探测目标检测、图像处理和军事等领域的应用。
关键词：应力，应变，偏振，偏振探测，机理，应用The Principle of Polarization Detection Technology and ItsApplication Prospects of InquiryABSTRACTPolarization detection technology is a new detection technology has developed in recent years, as an important means of detecting, polarization detection with other detection methods are not traditional features. This article from the formation and representation of polarized light, polarized light and material characteristics of the interaction, the polarized light detection methods, and information to explore the mechanism and application of polarization detection. And focus of photoelasticity measurement principle of operation to the plate to force a uniform as a model of polarized light through the force resulting from the phase difference plate and the interference. Through the analysis of interference, combined with related optics law, given the stress and strain measurement methods and formulas are derived. Meanwhile, the introduction of the polarization detection technology in the surface features of remote sensing, atmospheric sounding, underwater detection, medical diagnosis, astronomical detection of target detection, image processing, and military fields..KEY WORDS：Stress ，strain ，polarization，polarization detection，mechanism，application目录摘要......................................................................... I ABSTRACT...................................................................... II1 引言 (1)2 偏振光的分类及其偏振信息的表示方法 (2)2.1 什么是偏振光 (2)2.2 偏振光的分类 (2)2.2.1 自然光 (2)2.2.2 线偏振光 (2)2.2.3 部分偏振光 (2)2.2.4 圆偏振光和椭圆偏振光 (3)2.3 偏振信息的定量描述 (3)2.3.1 Jones矢量法[2]： (3)2.3.2 Stokes参量法 (4)3 偏振探测原理 (5)3.1 基本原理 (5)3.1.1 琼斯矩阵 (5)3.2.2 斯托克斯参量 (6)3.2 偏振光的产生 (6)3.3 偏振光与物质相互作用的特性 (9)3.3.1 旋光性 (9)3.3.2 晶体、液体和液晶的电光效应 (10)3.3.3 光测弹性效应 (11)3.4 偏振光的检测 (12)3.4.1 各种偏振光偏振态的检验 (12)3.4.2 方位角的检测 (12)3.4.3 斯托克斯参量的测量 (13)4 光测弹性术中应力和应变的测量原理和方法及计算公式 (15)4.1 测量原理和方法 (15)4.1.1 偏振光分解与合成 (15)4.1.2等倾线消除方法： (17)4.2 测量装置图： (18)4.3 应力和型变量的推算（结果） (18)5 偏振探测的前景及展望 (20)5.1 地物遥感探测 (20)5.2 大气探测 (20)5.3 水下探测 (20)5.4 天文探测 (21)5.5 医学诊断 (21)5. 6 目标检测 (21)5.7 图像处理 (21)5.8 军事应用 (22)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言偏振是光的一个重要信息。
针对水下非均匀散射的偏振成像方法研究
针对水下非均匀散射的偏振成像方法研究针对水下非均匀散射的偏振成像方法研究摘要：水下非均匀散射的偏振成像是一种重要的水下图像获取技术，对于海洋资源的调查、水下目标的探测以及水下环境的监测具有重要意义。
本文主要研究了针对水下非均匀散射的偏振成像方法，包括偏振光源的选择、偏振成像系统的设计以及图像处理算法的优化。
通过实验验证，在水下非均匀散射环境下，本文提出的偏振成像方法能够有效提高图像的对比度和分辨率，提高水下目标探测的能力。
1. 引言水下非均匀散射是指在水下环境中，由于水质、颗粒和浑浊度等因素的影响，导致光线在传播过程中发生非均匀的散射现象。
这种非均匀散射会使水下图像的对比度变差，分辨率下降，从而影响水下图像的获取和分析。
针对这一问题，偏振成像技术被提出，旨在通过改变光的偏振状态，提高水下图像的质量。
2. 偏振光源的选择偏振光源的选择是进行偏振成像的重要一步。
常用的偏振光源有线性偏振光源和环形偏振光源。
我们需要根据具体的研究目的来选择适合的偏振光源。
线性偏振光源适用于获取表面反射光的信息，而环形偏振光源适用于获取散射光信息。
在水下非均匀散射的情况下，我们选择环形偏振光源。
3. 偏振成像系统的设计偏振成像系统是实现偏振成像的关键设备，其设计需要考虑光源和相机的配合、光的传输损耗以及成像质量等因素。
本文中，我们设计了一种结合线性偏振器和环形偏振器的偏振成像系统。
线性偏振器用来调节光的偏振状态，环形偏振器用来产生环形偏振光源。
同时，我们采用了高灵敏度、高分辨率的相机来对光信号进行采集。
4. 图像处理算法的优化针对水下非均匀散射的特点，我们提出了一种改进的图像处理算法来优化偏振成像图像的质量。
该算法包括以下几个步骤：首先，对采集到的图像进行预处理，去除噪声和杂散光；然后，根据图像中的偏振信息提取散射光的特征；最后，利用图像处理技术对散射光进行增强和重建。
通过实验验证，该算法能够有效提高水下非均匀散射图像的质量。
基于距离选通的水下偏振光成像系统的研究
选通 的 偏 振 成 像 技 术 运 用 于 水 下成 像 的 可 行 性 ， 能 大大 提 高 图像 的对 比度 ， 其 成像 质 量 优 于距 离选 通 方 式 。 且 使 关 键 词 ：距 离 选通 ： 振 ：对 比度 ： 下 成像 偏 水 ，
中 图分 类 号 ： Ｎ ２ ． Ｔ ９ ９３
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水下光学图像中目标探测关键技术研究综述
水下光学图像中目标探测关键技术研究综述一、引言近年来，海洋信息处理技术蓬勃发展，水下目标探测技术的应用也日益广泛，涉及海底光缆的铺设、水下石油平台的建立与维修、海底沉船的打捞、海洋生态系统的研究等领域。
水下光学图像分辨率较高，信息量较为丰富，在短距离的水下目标探测任务中具有突出优势。
然而，由于受水下特殊成像环境的限制，水下图像往往存在噪声干扰多、纹理特征模糊、对比度低及颜色失真等诸多问题。
因此，水下目标探测任务面临诸多挑战，如何在图像可视性较差的情况下，精确、快速、稳定地检测识别和跟踪水下目标物体是亟待解决的问题。
根据水下目标探测任务的执行步骤，将基于光学图像的水下目标探测关键技术分为图像预处理和目标探测两部分。
其中，水下目标探测特指水下目标检测、识别与跟踪。
近年来，国内外研究人员对基于光学图像的水下目标探测关键技术进行了大量研究，水下目标探测技术取得了迅速发展，一些研究人员总结了关键技术的发展现状。
Sahu等总结了一系列水下图像增强算法，Han等对水下图像智能去雾和色彩还原算法进行了综述，Kaeli等概述了一组用于水下图像颜色校正改进的算法，郭继昌等对水下图像增强和复原算法进行了系统归纳并通过实验对比了不同算法，Moniruzzaman等梳理了近年来深度学习在水下图像分析中的应用。
然而，这些综述仅总结了水下目标探测某一关键技术的研究成果，目前仍缺少对水下目标探测关键技术的系统概述。
本文从水下图像预处理和水下目标检测、识别、跟踪技术入手，详细归纳了水下目标探测关键技术的研究现状。
根据是否需要构建模型，将水下图像预处理分为图像增强和图像复原，并重点分析了水下图像增强的各类方法（基于直方图处理、基于Retinex理论、基于图像融合和基于深度学习的方法）的优缺点。
由于水下目标跟踪技术的相关研究论文较少，本文主要从传统方法和深度学习两个角度讨论了水下目标检测与识别相关算法，并简要介绍了常用的水下图像数据集。
《2024年成像偏振探测的若干关键技术研究》范文
《成像偏振探测的若干关键技术研究》篇一一、引言成像偏振探测技术是一种重要的光学探测手段，其在军事、遥感、生物医学等领域有着广泛的应用。
通过对光波的偏振信息进行获取和分析，可以实现对目标物体的精细识别和特征提取。
然而，成像偏振探测技术在实际应用中仍面临诸多挑战，如高精度偏振信息获取、快速响应和抗干扰能力等。
因此，对成像偏振探测的若干关键技术进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、成像偏振探测技术概述成像偏振探测技术基于光的偏振特性，通过测量和分析光波的偏振状态，获取目标的偏振信息。
该技术具有高分辨率、抗干扰能力强、对环境适应性高等优点。
在军事应用中，成像偏振探测技术可用于目标识别、伪装识别、夜间侦察等；在遥感领域，可用于大气监测、云层分析等；在生物医学领域，可用于皮肤癌诊断、视网膜病变检测等。
三、关键技术研究1. 高精度偏振信息获取技术高精度偏振信息获取是成像偏振探测技术的核心。
为了获取准确的偏振信息，需要采用高精度的偏振测量器件和算法。
其中，偏振片、波片、偏振调制器等器件的选择和使用对提高偏振信息的精度至关重要。
此外，通过采用多角度、多波段、多极化的测量方式，可以进一步提高偏振信息的精度和可靠性。
同时，针对不同类型的光源和目标，需要采用不同的算法进行偏振信息的提取和分析。
2. 快速响应技术在实时监测和侦察等应用中，快速响应是成像偏振探测技术的关键。
为了实现快速响应，需要采用高速的数据处理和传输技术。
其中，高性能的处理器和算法是实现快速响应的基础。
此外，通过采用并行处理、压缩感知等技术手段，可以进一步提高数据处理的速度和效率。
同时，为了减少数据的传输延迟，需要采用高速的数据传输网络和存储设备。
3. 抗干扰能力提升技术在复杂的环境中，成像偏振探测系统可能受到各种干扰因素的影响。
为了提高系统的抗干扰能力，需要采用多种技术手段。
首先，通过优化系统的结构和布局，可以减少外界干扰对系统的影响。
其次，采用先进的信号处理和滤波技术，可以有效地抑制噪声和干扰信号。
《2024年成像偏振探测的若干关键技术研究》范文
《成像偏振探测的若干关键技术研究》篇一一、引言随着遥感技术的快速发展，成像偏振探测技术已成为一种重要的探测手段。
成像偏振探测技术通过获取并分析目标物体的偏振信息，实现对目标的高精度、高分辨率探测。
本文将重点研究成像偏振探测的若干关键技术，包括偏振成像原理、偏振探测器的设计、偏振信息的提取与处理以及偏振成像的优化方法等。
二、偏振成像原理偏振成像原理是指通过分析目标物体对光线的偏振效应，获取目标的偏振信息，从而实现对目标的探测和识别。
在成像过程中，目标物体的反射光或辐射光会产生特定的偏振特征，这些特征反映了目标的形状、结构和材料等信息。
通过捕捉这些偏振特征，我们可以得到更为准确和全面的目标信息。
三、偏振探测器的设计偏振探测器的设计是偏振成像的关键技术之一。
在设计中，需要考虑到探测器的光谱响应范围、灵敏度、分辨率、噪声等性能指标。
同时，还需要根据具体的探测任务和目标特性，选择合适的探测器类型和结构。
例如，对于地面目标探测，可以采用面阵式偏振探测器；对于空间目标探测，则需要考虑微型化、轻量化和高灵敏度的探测器设计。
四、偏振信息的提取与处理在偏振信息的提取与处理过程中，主要包括信号的采集、处理和分析等步骤。
首先，需要使用高精度的探测器将目标物体的偏振信息转换为电信号；然后，通过信号处理算法对电信号进行滤波、增强和校正等处理，以提取出有用的偏振信息；最后，通过图像处理技术对提取出的偏振信息进行可视化处理，得到清晰的偏振图像。
五、偏振成像的优化方法为了提高偏振成像的性能和效率，需要采用一系列的优化方法。
首先，可以通过优化光学系统的设计来提高系统的信噪比和分辨率；其次，可以通过优化信号处理算法来提高偏振信息的提取精度和可靠性；此外，还可以通过优化图像处理算法来提高偏振图像的质量和清晰度。
同时，还可以采用多光谱、多角度等多种手段来提高偏振成像的精度和可靠性。
六、结论成像偏振探测技术是一种重要的探测手段，具有广泛的应用前景。
《2024年成像偏振探测的若干关键技术研究》范文
《成像偏振探测的若干关键技术研究》篇一一、引言成像偏振探测技术是一种新兴的光学探测手段，通过对目标区域进行偏振特性的分析，能获得目标更深层次的物理、化学、生物等性质信息。
这项技术在诸多领域中得到了广泛的应用，如遥测遥感、天文观测、生物医学成像等。
因此，针对成像偏振探测的若干关键技术进行研究，具有极其重要的学术价值和应用意义。
二、成像偏振探测技术的原理与优势成像偏振探测技术是基于光的偏振特性，利用光子与目标物体的相互作用来探测目标。
该技术的主要优势在于，它可以获得更多关于目标的信息，例如地物类型、物体表面的微结构、以及部分隐蔽目标等。
相比于传统的成像技术，成像偏振探测技术在目标检测和特性识别上具有更高的敏感性和准确性。
三、成像偏振探测的关键技术研究（一）偏振测量技术偏振测量技术是成像偏振探测技术的核心之一。
通过测量不同角度下的偏振信息，我们可以得到目标的多维度信息。
此外，随着科技的发展，新的偏振测量技术如全偏振测量技术、高分辨率偏振测量技术等也在不断涌现。
这些技术可以更精确地获取目标的偏振信息，提高成像的清晰度和准确性。
（二）图像处理与算法优化图像处理和算法优化也是关键技术之一。
对于偏振探测器捕获的大量数据进行有效处理和分析，能大大提高目标识别的效率。
在此过程中，数据分析和模式识别的相关算法也需要持续的优化和更新。
特别是人工智能算法在图像处理中的广泛应用，大大提高了处理效率和分析精度。
（三）多光谱偏振探测多光谱偏振探测是将传统的多光谱成像技术和偏振探测技术结合，能获得更多维度的信息。
通过将不同波长的光和不同偏振状态的光结合在一起，我们可以更全面地了解目标的特性。
这一技术在遥测遥感、军事侦察等领域具有广泛的应用前景。
四、应用领域及前景成像偏振探测技术在多个领域都有广泛的应用前景。
在遥测遥感领域，它可以用于地物分类、环境监测等；在军事侦察领域，它可以用于隐蔽目标的检测和识别；在生物医学领域，它可以用于细胞和组织的特性分析等。
水下超声波的发射特性和偏振检测技术研究
水下超声波的发射特性和偏振检测技术研究水下声学技术是海洋工程、海洋资源开发、海洋环境监测等领域不可或缺的一项技术。
而超声波技术作为其中一类重要的水下声学技术，被广泛应用于海底测量、水下观测、鱼群检测等领域。
而水下超声波的发射特性和偏振检测技术研究则是超声波技术研究领域中非常关键的一部分。
一、水下超声波的发射特性水下超声波的发射特性指的是超声波在水中传播时的声场、声压和声束等特性。
按照超声波作为一种能量传递媒介的传播方式，可以将水下超声波的发射特性分为谐振式超声波发射和非谐振式超声波发射两种形式。
①谐振式超声波发射谐振式超声波发射是以超声换能器为发射源，通过能量振荡实现超声波的发射。
由于超声换能器状态的变化导致了声波的发射失真，因此制约了谐振式超声波发射技术的普及应用。
但在水下超声波测量领域，谐振式超声波发射仍然占有较大的一席之地。
②非谐振式超声波发射非谐振式超声波发射指的是超声波发射器通过非机械振荡实现声波的发射。
非谐振式超声波发射技术相对于谐振技术，具有不易失真的特点。
因此，在水下超声波应用领域中，非谐振式超声波发射技术越来越受到关注。
二、水下超声波的偏振检测技术研究另外一个非常关键的水下超声波技术领域是偏振检测技术。
水下超声波偏振检测技术是利用超声波特殊的极化性质与物体相互作用，探测物体的形态、构成以及内部结构等成分。
水下超声波偏振检测技术因在空间分辨方面具有较高的灵敏度而受到广泛关注。
在水下偏振检测方面，有两种基本的检测方法，即遥感偏振检测和近场偏振检测。
①遥感偏振检测遥感偏振检测是水下超声波偏振检测的一种重要方法，可以利用高分辨率的超声图像技术实现。
遥感偏振检测能够发现深部地层或隐蔽结构，便于国家对水下领域进行合理开发利用。
②近场偏振检测近场偏振检测是通过近距离的超声波检测方法来探测物体的特性和材料成分。
近场偏振检测技术结合了电磁、波动等物理学原理，能够获得目标物体的高分辨率、高精度的物理和化学特性信息，有着较高的准确度和可靠性。
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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。
它通过利用光的偏振特性，在克服水下传统成像技术的缺陷的同时，提高了成像质量，并为水下勘探、生态监测以及考古等领域的研究提供了新的思路与工具。
随着科学技术的进步与创新，相信水下目标偏振成像探测技术将会在未来得到更广泛的应用和发展
综上所述，水下目标偏振成像探测技术是一种具有广阔应用前景的水下探测技术。
它基于光的偏振特性，通过量化目标表面反射光的偏振状态并利用偏振光的传输特性进行成像，可以获得较高的成像分辨率和目标对比度。
然而，在实际应用中，水下环境中的大气湍流和光散射等因素会干扰目标偏振信息，导致成像质量下降。
因此，未来的研究方向主要集中在完善水下目标偏振成像探测技术的理论基础和开发更高效、更精确的探测设备与算法。
这些研究对于加深我们对水下世界的了解、保护海洋环境以及促进水下资源开发与利用具有重要意义。
随着科学技术的进步与创新，相信水下目标偏振成像探测技术将在未来得到更广泛的应用和发展。