[发明专利]一种基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法

说明书

本发明提供的是一种基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法。其过程包括：A1，多个波段的入射光在进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；A2，对得到的干涉图像进行变换在频域中分析不同波段偏振信息的分布情况；A3，将频域中不同位置的不同波段的偏振信息各自解调出来；A4，将得到的不同波段的偏振信息进行整合得到目标更全面的偏振信息。本发明可用于空间调制偏振成像偏振信息的解调，可广泛用于遥感偏振成像等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法，可用于空间调制偏振成像各偏振信息的频域解调，属于遥感偏振成像技术领域。

(二)背景技术

偏振是光的重要的特征之一，偏振的特性能反映出目标的相应性质，不同目标有着各自独特的偏振特征，所以通过偏振光的成像实现对目标的侦察和识别，在光学遥感方面有着很强的应用性，在应用中，常用Stokes矢量法(S0,S1,S2,S3)表示光的偏振态。偏振成像技术是通过使用偏振片等偏振器件或者通过调制的方法让包含着目标自身性质的偏振光成像，然后通过相应的技术将相关信息解调出来。由于偏振信息与目标的表面情况还有一些特殊的属性有着不可分割的关系，而且不同种类的目标又会产生各自独特的偏振信息，所以这就让偏振成像成为现在遥感探测中重要的手段，同时还在环境监测、疾病诊断、农业检测和军事侦察等领域崭露头角。偏振成像大致可以分为分时型和快拍型两大类，其中分时型是通过机械转动偏振片到特定的角度或者使用电控液晶进行调控得到特定偏振角度的偏振图像的方法。需要多次成像才能计算出目标的所有偏振分量信息，无法实现实时成像提取目标的偏振信息，同时目标也局限在静态物体。快拍型是通过一次成像就能通过相关的计算得到目标的全部偏振分量的方法，拥有很好的实时性和使用性，目标也从静态扩展到动态物体。而空间调制偏振成像就是快拍型偏振成型，是偏振成像中比较新颖的技术，通过将目标的Stokes矢量在空间上调制到一幅干涉图像上，然后在通过解调的方法将目标的偏振分量解调出来。这种方法能一次拍照就将目标的全部偏振分量都得到，不用转动机械旋转偏振片或者控制偏振器件，整个过程方便快捷，能够对运动的物体进行偏振成像，极大的扩展了偏振成像的应用范围。

空间调制偏振成像方法是2003年Oka提出将双折射楔形棱镜应用到偏振成像开始的。而后Oka和Saito又使用了Savart板替代双折射楔形棱镜对其进行了改进，使得装配工艺更加简便。Haitao Luo等人开发出了基于Savart的快拍成像的原理样机，并对汽车和建筑物进行了偏振成像实验。Cao等人通过改变Savart板中单板光轴之间的方向，提高了空间偏振成像的性能。

空间调制偏振成像技术一种通过双折射晶体对入射光进行调制，达到一次成像就能将同一目标不同偏振分量成像在一幅图像中，所以空间调制偏振成像技术拥有很好的实用性和实时性，还可以对运动物体进行偏振成像。但是由于双折射晶体对不同波长的光有不同的折射率，所以在对宽波段入射光进行调制的过程中会出现色散的现象。当入射光的带宽过大时在变换到频域之中就是出现信号的零级分量分布到不同的像元上，对解调结果造成混叠现象。为了现实的应用，需要实现既能让更多波段的入射光进行偏振成像，又不能出现干涉图像的混叠现象影响偏振信息的解调。

本发明公开了一种基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法，是多波段的入射光在经过偏振成像系统后得到包含各偏振信息的干涉图像，在频域中对不同波段的各偏振信息进行解调后得到目标的不同波段的偏振图像，增加了目标的偏振信息量。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种原理简单，操作方便效果较好的基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种基于多波段入射光偏振成像增加偏振信息的方法，包括：

A1，多个波段的入射光在进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；

A2，对得到的干涉图像进行变换在频域中分析不同波段偏振信息的分布情况；