分焦平面红外偏振摄像技术

   本书主要介绍红外偏振摄像学的基本原理、技术和应用，在详细分析红外偏振图像获取、目标红外辐射特性的同时，深入阐述红外偏振摄像学的新成果。本书特别重视红外偏振摄像学中信息产生、获取、处理、分析的有机结合，涵盖红外辐射偏振模型、红外偏振焦平面设计、红外偏振焦平面去盲元和校正、偏振马赛克图像预处理、红外偏振目标检测跟踪等内容。

    本书可作为电子信息、光信息科学与技术、光学工程等专业高年级本科生和研究生的参考资料，也可供相关领域研究人员和工程技术人员参考。

前言
第1章 绪论 1
1.1 斯托克斯矢量 2
1.2 红外偏振成像器件 5
1.3 基于偏振成像的目标检测 7
1.4 本章小结 11
参考文献 11
第2章 红外偏振模型 13
2.1 红外自发辐射偏振模型 13
2.1.1 红外辐射基础理论 13
2.1.2 红外自发辐射偏振模型分析 16
2.2 红外反射偏振模型 21
2.3 基于红外自发辐射与反射辐射的偏振模型 25
2.4 红外辐射偏振模型实验分析 28
2.5 红外辐射偏振影响因素分析 30
2.6 本章小结 31
参考文献 31
第3章 偏振焦平面设计 33
3.1 微偏振片阵列的设计 33
3.1.1 亚波长金属光栅偏振片 34
3.1.2 微偏振片阵列仿真设置 36
3.1.3 仿真结果与分析 37
3.2 红外偏振焦平面性能测试 42
3.2.1 微偏振片的主透射率与消光比测试 42
3.2.2 红外偏振焦平面的偏振探测性能测试 48
3.3 微偏振片阵列空间排布模式设计方法 50
3.3.1 瞬时视场误差 51
3.3.2 微偏振片阵列的频域分析 52
3.4 基于多目标优化的微偏振片阵列排布模式设计 55
3.4.1 基于帕累托很优的多目标优化 55
3.4.2 微偏振片阵列频域设计方法 56
3.5 微偏振片阵列排布模式及仿真结果 58
3.5.1 设计的微偏振片阵列 58
3.5.2 微偏振片阵列的对比分析 60
3.6 本章小结 62
参考文献 62
第4章 偏振去盲元和校正 64
4.1 基于偏振响应曲线的定标非均匀校正 64
4.1.1 红外偏振焦平面像元响应特性 64
4.1.2 非均匀校正算法 73
4.1.3 测试与分析 76
4.2 基于偏振特性的盲元校正 80
4.2.1 红外偏振焦平面盲元响应特性 81
4.2.2 盲元检测 84
4.2.3 盲元补偿 88
4.2.4 测试与结果分析 91
4.3 本章小结 100
参考文献 100
第5章 偏振去马赛克 101
5.1 基于插值的去马赛克方法 101
5.1.1 双线性插值法 101
5.1.2 双三次插值法 102
5.1.3 基于梯度的插值法 103
5.1.4 残差域插值法 104
5.1.5 基于边缘分布的牛顿插值法 105
5.2 偏振差分域模型 109
5.3 迭代偏振差分法去马赛克 112
5.4 偏振图像混合噪声水平估计 125
5.4.1 基于偏振测量冗余的泊松-高斯混合噪声水平估计 126
5.4.2 条带噪声水平估计 131
5.5 分焦平面偏振图像联合去噪去马赛克深度网络 133
5.6 本章小结 148
参考文献 148
第6章 红外偏振图像超分辨率重构 149
6.1 图像超分辨率原理 149
6.2 成像模型 150
6.3 稀疏表示 151
6.3.1 小波变换 151
6.3.2 字典学习 154
6.4 基于模型驱动的红外偏振图像超分辨率重构 155
6.4.1 信号稀疏分解技术 156
6.4.2 字典学习 156
6.4.3 基于非负稀疏表示理论的图像分辨率增强 156
6.5 基于数据驱动的红外偏振图像超分辨率重构 160
6.5.1 卷积神经网络 160
6.5.2 基于多尺度小波3D卷积神经网络的偏振图像分辨率增强 165
6.5.3 实验结果与分析 168
6.6 本章小结 171
参考文献 171
第7章 红外偏振目标跟踪 173
7.1 图像特征提取 173
7.1.1 特征提取的基本概念 173
7.1.2 梯度算子 174
7.1.3 HOG特征原理 176
7.1.4 尺度不变特征变换 178
7.2 基于偏振马赛克图像的特征提取 181
7.2.1 偏振滤波矩阵 183
7.2.2 偏振提取矩阵 185
7.2.3 HIPMG特征 187
7.3 运动目标跟踪理论 189
7.3.1 相关滤波算法 190
7.3.2 AutoTrack算法 192
7.4 实验结果 194
7.4.1 实验数据集 194
7.4.2 实验结果分析 196
7.5 本章小结 203
参考文献 203
第8章 抗干扰全时道路检测 206
8.1 相关工作介绍 206
8.2 道路的红外偏振特性 207
8.2.1 道路场景红外偏振数据集 207
8.2.2 道路偏振角的均一性分布特性 208
8.2.3 道路偏振度的差异性特性 212
8.3 偏振导引的道路检测网络 216
8.4 实验结果和分析 219
8.5 讨论 223
8.6 本章小结 225
参考文献 225