[发明专利]一种长波红外偏振特征提取与融合的图像增强方法

权利要求书

1.一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)采集红外偏振图像，并进行预处理；

(S2)对步骤(S1)中预处理后的图像进行Stokes偏振态解算，根据Stokes偏振态解算结果，计算偏振度和偏振角；

(S3)利用偏振度和偏振角进行完全偏振光分解计算；

(S4)定义偏振正交差分值，设置加权系数，提取偏振特征图像，所述偏振特征图像包括偏振平行分量图像和偏振垂直分量图像；具体过程为：

定义偏振正交差分值

其中I为总光强，θ为起偏角；

设置加权系数m_θ，提取目标场景的偏振分量图像I_f：

其中P为偏振度图像、A为偏振角图像，此处偏振度图像P是由二维成像平面中各像素点计算得到的偏振度p组成，偏振角图像A是由二维成像平面中各像素点计算得到的偏振角a组成，Δθ表示偏振特征图像提取间隔值，设表示向下取整；

若m_θ取值为m_θ＝abs(sinθ)，则表示提取出目标场景的偏振平行分量图像，若m_θ取值为m_θ＝abs(cosθ)，则表示提取出目标场景的偏振垂直分量图像，符号abs(·)表示求取绝对值；

(S5)利用非下采样剪切波算法对偏振特征图像和红外强度图像进行融合。

2.如权利要求1所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述步骤(S1)中的预处理包括：包括图像校正、滤波、配准和裁剪。

3.如权利要求1所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述步骤(S2)中Stokes偏振态解算过程为：

假设三个通道获取的红外偏振图像且经过预处理后分别表示为，一通道检偏方向为0°，记为I^0°，二通道检偏方向为60°，记为I^60°，三通道检偏方向为120°，记为I^120°；分别得到Stokes矢量的三个参量V₁、V₂、V₃,

则所述偏振度p和偏振角a计算如下：

4.如权利要求1所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述步骤(S5)的具体过程为：

(S51)采用非下采样剪切波算法分别对红外强度图像、偏振垂直分量图像和偏振平行分量图像进行分解，依次得到红外强度低频图像、偏振垂直分量低频图像、偏振平行分量低频图像和红外强度高频图像、偏振垂直分量高频图像、偏振平行分量高频图像；

(S52)图像融合处理：

融合红外强度低频图像、偏振垂直分量低频图像和偏振平行分量低频图像的计算公式如下，

其中F_IL为融合后的低频图像，(i,j)表示像素位置坐标，I_IL为红外强度低频图像，为偏振垂直分量低频图像，为偏振平行分量低频图像；

设置自适应调节系数w^s和w^p对高频部分进行调节，融合红外强度高频图像、偏振垂直分量高频图像、偏振平行分量高频图像计算公式如下，

其中abs(·)表示取绝对值运算，I_IH为红外强度高频图像，为偏振垂直分量高频图像，为偏振平行分量高频图像，和分别为调节之后的偏振垂直分量高频图像和偏振平行分量高频图像；融合后高频图像F_IH为：

(S53)利用非下采样剪切波算法对融合后的低频图像和融合后的高频图像进行重构，即获得融合后的最终图像。

5.如权利要求1所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述红外强度图像为由红外相机获取或Stokes偏振态解算获取。

6.如权利要求1所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述偏振特征图像提取间隔值Δθ的取值范围为1°-10°。

7.如权利要求6所述的一种长波红外偏振特征提取与融合方法，其特征在于，所述偏振特征图像提取间隔值Δθ取值为2°。