本书从光的偏振理论、偏振光的描述和探测方法出发，探讨分析全偏振成像探测原理、液晶相位可变延迟器的标定、涂层目标表面的偏振特性、全偏振成像系统的标定及偏振图像处理，搭建双液晶分时全偏振成像系统及图像处理平台，进行试验并分析图像处理结果。本书的具体内容包括：偏振成像基础（光偏振成像基本理论、偏振光的描述方法、偏振成像探测方法及应用等），液晶相位可变延迟器相位延迟特性的定标，双液晶分时全偏振成像系统的搭建，系统性能优化及仪器矩阵的标定，涂层目标的偏振反射辐射特性的研究，全Stokes偏振成像处理平台（包括图像融合算法、融合规则及融合质量评价指标、图像处理试验分析）等。
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第1章 绪论 1
1.1 偏振成像技术国内外研究现状 3
1.1.1 偏振成像技术国外研究现状 3
1.1.2 偏振成像技术国内研究现状 11
1.2 偏振成像技术发展趋势 14
1.3 偏振成像探测的应用 15
1.4 小结 18
参考文献 19
第2章 光偏振成像基本理论 23
2.1 偏振理论基础 23
2.2 偏振光的描述方法 27
2.2.1 三角函数表示法 28
2.2.2 Jones矢量表示法 30
2.2.3 Stokes矢量表示法 31
2.2.4 Poincaré球图示法 33
2.3 偏振成像元件及传输矩阵 35
2.3.1 Jones矩阵 35
2.3.2 Mueller矩阵 36
2.4 全偏振成像原理 40
2.5 小结 42
参考文献 42
第3章 偏振成像探测方法 45
3.1 分时偏振成像 45
3.2 分振幅同时偏振成像 48
3.3 分孔径同时偏振成像 54
3.4 分焦平面同时偏振成像 55
3.5 分孔径和分振幅结合同时偏振成像系统 57
3.6 小结 60
参考文献 60
第4章 双液晶分时全偏振成像系统 64
4.1 双液晶分时全偏振成像系统原理 64
4.2 光学系统 69
4.3 CCD图像采集、处理及显示 71
4.4 图像采集实验结果及分析 73
4.4.1 室内目标成像实验 74
4.4.2 室外目标成像实验 76
4.5 小结 81
参考文献 81
第5章 LCVR相位延迟特性研究 84
5.1 LCVR双折射色散特性分析 85
5.2 LCVR相位延迟特性测试方法研究 88
5.2.1 光学补偿法 89
5.2.2 光谱扫描法 92
5.2.3 光强探测法 93
5.2.4 Stokes参数法 94
5.3 数据样本的采集及处理 97
5.3.1 基于光强的LCVR相位延迟量测试 97
5.3.2 基于Stokes参数的LCVR相位延迟量测试 99
5.4 LCVR延迟特性的 LSSVM标定方法 102
5.4.1 LSSVM预测方法 103
5.4.2 LSSVM模型的建立 104
5.4.3 LSSVM预测结果 105
5.4.4 四种建模方法性能的比较 105
5.4.5 实验验证及误差分析 106
5.5 小结 107
参考文献 108
第6章 双液晶分时全偏振成像系统性能优化 112
6.1 系统扰动方程与条件数的关系 112
6.2 仪器矩阵A选择理论依据 113
6.3 双 LCVR相位延迟量优化组合 116
6.4 系统仪器矩阵标定及优化 118
6.4.1 仪器矩阵标定方法 119
6.4.2 标定单元 120
6.4.3 标定方法优化 123
6.4.4 标定过程及优化结果 128
6.5 实验验证 132
6.6 小结 134
参考文献 134
第7章 目标的偏振反射辐射特性研究 137
7.1 偏振双向反射分布函数 138
7.2 涂层目标的偏振光谱BRDF模型 140
7.2.1 镜面反射模型 140
7.2.2 漫反射模型 143
7.3 偏振成像的影响因素分析 145
7.3.1 入射角对目标偏振特性的影响 146
7.3.2 折射率对目标偏振特性的影响 148
7.3.3 表面粗糙度对偏振成像效果的影响 148
7.3.4 目标偏振光谱 BRDF与波长、探测角关系 149
7.4 小结 151
参考文献 151
第8章 偏振图像融合算法 154
8.1 图像融合 154
8.2 二维离散小波变换 157
8.3 离散多小波变换 162
8.3.1 一维离散多小波变换基本理论 162
8.3.2 二维离散多小波变换基本理论 163
8.4 离散Curvelet变换 165
8.5 提升小波变换 167
8.5.1 小波基的选取 171
8.5.2 分解层数的确定 172
8.6 图像融合规则 173
8.7 融合图像质量和性能评价 178
8.8 小结 182
参考文献 182
第9章 全Stokes偏振成像数据处理与实验分析 185
9.1 偏振成像数据处理平台 185
9.1.1 软件处理平台 185
9.1.2 软件实现 188
9.2 图像预处理 191
9.2.1 图像的灰度变换 191
9.2.2 图像滤波 200
9.2.3 直方图变换 202
9.2.4 强度匹配 206
9.3 图像融合结果及分析 207
9.3.1 二维离散小波变换在偏振图像融合中建模 207
9.3.2 离散多小波变换在偏振图像融合中建模 208
9.3.3 离散Curvelet变换在偏振图像融合中建模 209
9.3.4 提升小波变换在偏振图像融合中建模 211
9.4 伪彩色图像融合算法 220
9.5 小结 222
参考文献 222
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