第 2 页 本科毕业设计说明书

这两种互不重合的信息组合而成的融合图像，它的信息量就会很可观，也是我们现在国内外 的一个研究趋势。最后得到的这一融合图像要能达到分辨目标的能力的提升，就必不可少的 要有物体自身的高、低频的这些特性，而这些性质正好是红外和偏振图像里所包含的信息。 现如今目标成像的背景越来越复杂，红外热像仪已经不能较好的从背景中找到目标，而 红外偏振成像可以处理好这种情况。由于自然问题与人造的问题在不同状态在，它们的偏振 态有比较明显的区别，因此，该项技术被广泛应用在现代战争中。虽然它有比较好的特性， 但是也需要时刻注意偏振片的辐射透过性能、起偏率及算法处理是的一些问题。不然，就会文献综述对它的各项特性造成影响。

1。2 国内外研究现状

1。2。1  偏振研究现状

1。2。2  融合研究现状

1。2。3  小结

2 红外偏振成像基本原理

在麦克斯韦电磁学有讲到，如果一种波沿一个方向传播并且光矢量与其垂直，那么我们 称其为横波，而光波就是这里面的一种。我们知道，线偏振光的光矢量方向与光波传播方向 并没有任何变换关系，但是其振幅却随相位改变。如果偏振光沿某个方向进行传播，并且该 方向和其光矢量结合就能够组成对应偏振面，偏振光按某种分类方法来分，可分为线偏振光、 圆偏振光及椭圆偏振光，这种分类方法是以各自的光矢量端点轨迹的规则来评定的，其中后 两者的轨迹都是圆，只是一个是正圆，一个是椭圆而已。此外，它们在进行传播的时候光矢 量的值都不会改变，并且方向也是一样的绕传播轴匀速的进行转动。将自然光分开来进行分 析，可以知道自然光是由振动方向不同的许多光波叠加而成，但是由于数量相当大，方向相 当广，因此从整体上来看，光波的振动方向和传播方向永远是互相垂直的。另外我们可以这 样想，无论自然光在任一不相同的方向上的振动都可认为是完全一样的。

自然光在传播过程中若受到外界各种条件的干扰，导致在全部振动方向下其中一个振动 方向的光的量与其他方向的进行比较，会更多一些，经过这样的过程就有部分偏振光生成了。 改变光波偏振特征的方法，归纳起来有 4 种:利用反射和折射、利用二向色性、利用晶体的双 折射、散射[3]。部分偏振光可以看作是一个线偏振光加自然光的组合，其中线偏振光的强度

为 I p Imax Imin ,其中 Imax 表示占优势方向的光矢量的强度， Imin 表示处于劣势方向的光矢量 的强度。偏振度为部分光强 It 在全部的光强量里面所占的比重，即

由上式可知，以自然光来说，各方面的强度的大小都一致，即，此时由上式可得 P=0；就线 偏振光来讲，当时，由公式可以求得 P=1；一般情况下部分偏振光的 P 值都大于而小于 1，越 接近最大值 1，就表示对应光的偏振方面的特性越好。

2。1 偏振光的 stokes 矢量表示法

用以表征目标的偏振特性的几种常用方法包括斯托克斯（Stokes）表示法、琼斯矩阵法 (Jones)等，其中在 1852 年由斯托克斯提出了这种用 4 个参量来描述光波的强度和偏振态的 斯托克斯矢量法[14]。S=[S0，S1，S2，S3]，其中 4 个参量分别表示为：目标的相应的辐射强 度、在不一样的位置坐标下经过分解入射辐射的线性偏振分量（第三个与第二个类似）及与 物体目标辐射的圆偏振的里面的部分量有关联的量，在实际应用过程中可视为圆偏光较小接 近于为零。即 S3≈0。