透玻透膜偏振成像方法研究

论文摘要

透玻透膜成像技术在民用卡口登记、交通监控肇事人员、公安追踪逃犯和军事反恐行动等领域有广泛的应用需求,但是因为贴膜玻璃的影响,普通监控设备无法实现透视监控。为实现对贴膜玻璃的透视监控,本文首先根据光线的传输过程建立了透玻透膜偏振成像模型,提出一种利用正交偏振信息的透玻透膜偏振成像方法,然后根据反射光的成像过程,提出一种基于分离反射的透玻透膜成像方法。分别开展模拟实验和室外实测实验,实验结果表明,所提方法能对透玻透膜成像质量有明显改善,具有一定的应用前景。本文的主要研究内容如下:(1)研究薄膜反射光和折射光的偏振特性,分析薄膜的光谱特性。研究光线在薄膜介质分界面处反射和折射时偏振特性的变化规律,测量薄膜的透过率光谱曲线分析薄膜的光谱特性,并分析普通相机难以透视贴膜玻璃的原因。(2)建立透玻透膜偏振成像模型,提出一种利用正交偏振信息的透玻透膜成像方法。根据光线的传输过程建立了透玻透膜偏振成像模型,结合光学调制传递函数特点表征出玻璃和薄膜的传输特性,实现对玻璃和薄膜透射率的估计,并根据目标光和环境光偏振信息的差异,利用目标光和环境光的正交偏振分量实现透玻透膜图像的信息重构。(3)建立透玻透膜反射成像模型,提出一种基于分离反射的透玻透膜偏振成像方法。根据光线在双表面介质处反射和折射的物理过程,建立基于物理层次的反射光成像模型,然后利用反射层和透射层场景信息的互斥性,通过求解出使背景层和反射层互信息最小的入射角度值,进而分离出反射层并保留背景层信息,实现基于分离反射光的透玻透膜成像。(4)针对透玻透膜成像需求,开展室内和室外实验,对两种方法所得的实验结果进行分析,并将两种方法所得结果进行对比。实验结果表明所提算法能有效重构出目标信息,提升了图像中目标的对比度,有效改善了透玻透膜成像质量。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 透玻透膜方法研究现状
•     1.2.2 偏振成像方法研究现状
•     1.2.3 反射分离方法研究现状
•   1.3 主要内容与章节安排
•   1.4 本章小结
• 第二章 偏振成像原理及薄膜的光学特性分析
•   2.1 偏振光及偏振成像方法概述
•     2.1.1 偏振光及描述方法概述
•     2.1.2 偏振成像方法概述
•   2.3 薄膜的光学特性分析
•     2.3.1 薄膜反射光和折射光的偏振特性分析
•     2.3.2 薄膜的光谱特性分析
•   2.4 本章小结
• 第三章 利用正交偏振信息的透玻透膜成像方法
•   3.1 问题描述
•   3.2 偏振透玻透膜成像模型
•   3.3 算法及参数估计
• ⊥（x,y）和I_‖（x,y）'>    3.3.1 估计正交偏振图像I_⊥（x,y）和I_‖（x,y）
•     3.3.2 估计环境光A（x,y）
•     3.3.3 估计薄膜系统pMTF（x,y）
•   3.4 实验与结果分析
•     3.4.1 模拟实验
•     3.4.2 实测实验
•   3.5 本章小结
• 第四章 基于分离反射的透玻透膜偏振成像方法
•   4.1 问题描述
•   4.2 透玻透膜反射成像模型
•   4.3 双表面介质的反射率与透射率
•   4.4 反射分离算法及参数估计
•     4.4.1 提取正交偏振分量
•     4.4.2 分离图像
•     4.4.3 图像增强
•   4.5 实验与结果分析
•     4.5.1 模拟实验
•     4.5.2 实测实验
•   4.6 两种方法实验结果对比与分析
•   4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
•   5.1 总结
•   5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王振武

导师: 高隽

关键词: 透玻透膜偏振成像模型,偏振成像,图像重构,偏振信息,分离反射

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机软件及计算机应用

单位: 合肥工业大学

基金: 合肥工业大学图像信息处理实验室所承担的国家自然科学基(No.61571175,No.61571177,No.61801161)

分类号: TP391.41;O433

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