基于红外偏振成像的目标增强技术研究

【摘要】红外成像技术为现代战争中强有力的侦查手段。同时其缺点也较明显：红外图像中目标与背景对比度低,画面一般较暗,信噪比低,边缘模糊,细节纹理较弱,灰度分布集中。而另一方面,随着现代军事伪装技术的发展,传统红外成像难以探测识别伪装后的红外军事目标。红外偏振成像根据景物表面的不同材料、反射或出射偏振特点,成像后能够表征景物的不同偏振特性,加强边缘轮廓特征,在一定程度上够弥补传统红外成像的不足。人造目标与自然背景的偏振差异往往较大,成像后的偏振度图像能够增强具有强偏振特性的目标,在偏振度图像中,具有强偏振特性的目标边缘轮廓清晰,目标与背景对比度高。本文利用偏振成像技术,根据Stokes偏振描述理论,获取偏振多源图像；并结合图像融合技术,融合偏振度与红外光强度图像。融合结果增强了图像信息,加强了目标对比度,从而提高目标发现与识别概率。在偏振成像方面,本文从偏振成像基本原理出发推导不同物质的红外偏振特性,理论说明偏振成像对于目标特性增强的原理,介绍了偏振多源图像的获取与图像预处理方法,利用多尺度的双阈值收缩去噪,分析说明了噪声对偏振成像的影响。在图像融合方面,本文介绍了多尺度分解方法,基于非下采样剪切波变换,提出改进的区域特征匹配融合策略与区域显著性融合方法。首先,运用区域特征匹配的融合规则说明非下采样剪切波分解在多尺度分解中的优势。其次,通过与不同文献中多尺度融合方法的比较与分析,阐述基于非下采样剪切波的区域显著性融合方法在偏振多源图像融合的噪声抑制与信息增强方面的有效性。最后,搭建实验平台进行偏振图像获取与融合实验,从主观与客观评价融合结果。实验结果表明,本文提出的基于红外偏振成像的目标增强技术能够增强目标偏振特性,信息熵、图像对比度等都有显著提高,对目标的发现与识别具有重要意义。此外,尝试了偏振可视化融合实验,结合人眼视觉特性,在YUV色空间进行伪彩色融合。
【作者】周强；
【导师】徐之海；冯华君；李奇；
【作者基本信息】浙江大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】红外图像；偏振成像；图像融合；目标增强；多尺度分解；区域显著性；

【参考文献】
[1]李艳芬,曹永芹,张佳华.莱钢2~#烧结机仪表控制系统[J].冶金自动化,1997,02:36-37.
[2]刘曼曼.城市综合交通枢纽地下空间功能布局模式研究[D].北京建筑大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[3]曹进辉.基于扫描仪控制器GL847的图像校正技术研究[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[4]高贤明,王巍,杜晓军,马克平.北京山区辽东栎林的径级结构、种群起源及生态学意义[J].植物生态学报,2001,06:673-678.
[5]罗珉.价值星系:理论解释与价值创造机制的构建[J].中国工业经济,2006,01:80-89.
[6]刘芳.南海特色海藻多糖的提取及生物活性研究[D].海南大学,应用化学,2012,硕士.
[7]刘金琨,王树青.复杂实时动态环境下的多智能体系统[J].控制与决策,1998,S1:1-6+23.
[8]程静.2-脱氧-D-葡萄糖对人脐静脉内皮细胞和血管瘤生长的抑制作用[D].第四军医大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[9]袁芳.高中学生物理学科能力的现状及对策[D].上海师范大学,2004.
[10]周罗增.固相法制备锂离子电池正极材料xLi[Li_(1/3)Mn_(2/3)]O_2-(1-x)Li[Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)]O_2及其性能研究[D].上海电力学院,应用化学,2013,硕士.
[11]吴晓光.概率统计在高温冻土热学及力学性质研究中的应用[D].兰州大学,寒区岩土工程（专业学位）,2013,硕士.
[12]韩雪冰.吉林省农民理财现状与对策研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[13]梁庚荣.通用菜单生成与激活的设计思想及应用[J].冶金自动化,1997,03:34-37.
[14]刘仁军.知识经济时代我军新型人才管理模式建构策略研究[D].东北师范大学,行政管理,2012,硕士.
[15]江凡.酯交换反应制备生物柴油CaO催化剂涂层研究[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[16]任可.基于Agent的地铁疏散模型研究[D].湖南大学,计算机技术,2014,硕士.
[17]沈井伟.推进中国大众文化健康发展的协同作用研究[D].上海大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[18]邹丽娜.衡南县休闲农业发展对策研究[D].中南林业科技大学,农村与区域发展,2013,硕士.
[19]沈龙大,张志豪.电力电子技术在我国轧机传动上应用的现状和展望[J].冶金自动化,1989,06:30-35.
[20]侯志远.辽宁省篮球运动员比赛过程中攻击性行为诱发因素研究[D].沈阳体育学院,体育教育,2014,硕士.
[21]黄兰芳.汉越俚语对比研究及学习汉语中应用探析[D].吉林大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[22]张项赟.陕西信合员工薪酬激励机制优化研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[23]刘庆.林窗对长苞冷杉自然更新幼苗存活和生长的影响(英文)[J].植物生态学报,2004,02:204-209.
[24]熊凯.某高层剪力墙结构筏板基础沉降及水化热有限元分析[D].南昌大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[25]李彦洋.基于零部件共同开发的供应商评价与选择[D].北京交通大学,物流工程（专业学位）,2013,硕士.
[26]孙炳霞.紫癜消冲剂治疗小儿过敏性紫癜（血热妄行型）的临床观察[D].黑龙江中医药大学,中医儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[27]曾智.地市级档案网站评价体系研究[D].湖北大学,档案学,2011,硕士.
[28]王伟,陈强,汪传新,彭永臻.改良分段进水工艺处理低C/N城市污水流量优化控制[J].化工学报.
[29]张科英,卢潇,张水平,单军辉.智能决策支持技术在远程教育系统中的应用[J].计算机工程与设计,2003,11:70-72.
[30]徐佳.野生和栽培防风颜色气味与质量的相关性研究[D].北京中医药大学,中药生药学,2014,硕士.
[31]吕洁洁.一款基于130纳米体硅工艺的抗辐照锁相环的设计和实现[D].国防科学技术大学,软件工程,2013,硕士.
[32]高鹏.人民币实际有效汇率变动对制造业结构升级影响的实证研究[D].厦门大学,西方经济学,2014,硕士.
[33]李文昊.基于生态位理论与公众参与的典型滨海湿地保护与开发评价与情景模拟[D].南京农业大学,土地资源管理,2013,硕士.
[34]于奎单.基于单片机的便携式农田滴灌巡检装置设计开发[D].内蒙古农业大学,机械工程,2013,硕士.
[35]李俊.云南省鹤庆县北衙金矿磁铁矿成因矿物学及矿床成因研究[D].成都理工大学,矿物学岩石学矿床学,2013,硕士.
[36]刘曦.长虹多媒体产业集团供应商管理研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[37]赵鹏.基于肌电反馈的下肢康复机器人控制策略研究[D].燕山大学,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[38]王一.现代集合住宅与部队公寓住房研究[D].中央美术学院,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[39]李娜.龙门吊“油改电”碳排放量核算及其效益分析模型[D].大连海事大学,物流工程与管理,2013,硕士.
[40]李瑞军.我国制造业上市公司信用风险的测度研究[D].东华大学,企业管理,2013,硕士.
[41]吴春燕.On Effort-economizing Strategies in TV Simultaneous Interpreting-a Case Study[D].西安外国语大学,翻译,2014,硕士.
[42]张明岗.社会化营销背景下的国内团购网站的可用性评估体系研究[D].江南大学,设计艺术学,2012,硕士.
[43]于洋.AGV及其控制器设计与开发[D].浙江大学,2008.
[44]项锴.新型手性螺环氮杂环卡宾盐及其金络合物的设计与合成[D].兰州大学,有机化学,2013,硕士.
[45]罗璇.农行标准化基层管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[46]杨悦.电子商务征税难的立法对策[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[47]张贤勇.粗糙集的数学基础研究与两个广义粗糙集模型的探讨[D].四川师范大学,2004.
[48]边昌.宝积山煤矿急倾斜特厚煤层综放面安全开采技术研究[D].西安科技大学,安全工程,2014,硕士.
[49]吴利杰.超高速空气静压电主轴动态性能流固耦合分析[D].广东工业大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[50]徐孟颖.教师教学自主现状及其实现策略研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2013,硕士.