一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法

摘要

本发明提供的是一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法。其过程包括：A1，中心波长为λ的窄带宽入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；A3，在进行滤波处理前需要将除了要解调的Stokes矢量所在峰值点之外，其它Stokes矢量峰值点附近区域需要用附近值进行覆盖处理；A4，以各Stokes矢量峰值点的位置为中心对频域进行低通滤波处理，将目标的偏振信息分别解调出来。本发明可用于空间调制偏振成像各偏振信息的频域解调，可广泛用于遥感偏振成像等领域。

权利要求

1.一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，其特征在于，该方法的具体过程包括如下步骤：A1，中心波长为λ的窄带宽入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；

A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；

A3，在进行滤波处理前需要将除了要解调的Stokes矢量所在峰值点之外，其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理；

A4，以各Stokes矢量峰值点的位置为中心对频域进行低通滤波处理，将目标的偏振信息分别解调出来。

2.根据权利要求1所述的一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，其特征是：在对入射光经过空间调制偏振成像后得到的干涉图像进行频域解调时各Stokes矢量之间也会产生一定的影响，不过都是其它Stokes矢量峰值点附近区域造成的影响较大，因此对这一区域使用附近较小的值对其进行覆盖处理，降低这部分信号对解调的干扰。

说明书

一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，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。

背景技术

[0002] 偏振成像是一种在获得目标的强度图像的同时还能得到偏振信息。然后通过目标与背景之间的偏振特性的不同在偏振图像中将目标识别出来，在遥感探测目标识别领域中有着很重要的应用。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。

[0003] 对偏振成像后的干涉图像进行解调的方法分为两种空域解调和频域解调，其中空域解调是通过模板内部的超定线性方程组求解的方法将目标的偏振分量解调出来，不过这种方法计算量较大同时对模板的要求较高。而频域解调时将干涉图像变换到频域之中，然后通过低通滤波的方法获得被调制到不同位置的偏振信息，频域解调计算量小，运算速度快，不过却存在各偏振分量之间相互干扰影响解调效果的问题。

[0004] 本发明公开了一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，是空间调制偏振成像系统得到的干涉图在经过变换到频域后，在频域中进行低通滤波解调目标偏振分量之前，将要解调的偏振分量之外的其它分量及其附近区域的值用相邻较小的值代替，降低这些偏振分量对解调的影响。经过这种方法处理后，解调出来的结果受到其它偏振分量的干扰降低了，解调的效果有所提高。

发明内容

[0005] 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在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

[0007] 一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，包括：

[0008] A1，中心波长为λ的窄带宽入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；

[0009] A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；

[0010] A3，在进行滤波处理前需要将除了要解调的Stokes矢量所在峰值点之外，其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理；

[0011] A4，以各Stokes矢量峰值点的位置为中心对频域进行低通滤波处理，将目标的偏振信息分别解调出来。

[0012] 进一步，所述步骤A1中所述入射光进行空间调制偏振成像，偏振成像系统的结果如图1所示，1为入射光，2为偏振镜组，3为成像相机。入射光在进入到偏振成像系统中后会被分成四束相干的光线，然后在成像相机中得到包含目标全部偏振信息的干涉图像。

[0013] 进一步，所述步骤A2在频域中找到入射光的Stokes矢量被调制的位置，如图2所示，不同的Stokes矢量被调制在不同的位置上。

[0014] 进一步，所述步骤A3对其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理，如图3所示，除了需要的偏振分量其它分量都不会再对解调造成太大干扰。

[0015] 本发明的有益效果：本发明是一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，与之前的方法相比，降低了偏振分量在解调过程中相互之间的干扰影响，使得解调的效果得到了很大的提升。

附图说明

[0016] 图1是由1入射光，2偏振镜组和3成像相机组成。入射光1在经过2偏振镜组后光被分成四束相干的光，最后在3成像相机中形成干涉图像。

[0017] 图2是干涉图经过变化后偏振信息在频域中的分布图。其中使用Stokes矢量(S0,S1,S2,S3)表示目标的偏振分量信息，其中S23＝S2+iS3，可以看出目标的偏振分量被调制到不同的频率上。

[0018] 图3是经过优化处理后的频域中的分布图。其中除了要解调的Stokes矢量所在峰值点之外，其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理。

[0019] 图4是进行仿真试验中偏振分量S1的图形。其中从上到下分别为输入图，未使用优化的S1解调图，和经过优化后的S1解调图。

[0020] 图5是基于空间调制偏振成像系统在频域解调过程降低干扰方法的流程图。

具体实施方式

[0021] 下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。

[0022] 如图5所示，本发明一种在空间调制偏振成像频域解调中降低干扰的方法，包括：

[0023] A1，中心波长为λ的窄带宽入射光进行空间调制偏振成像，得到包含偏振信息的干涉图像；

[0024] A2，对干涉图像进行变换在频域中找到中心波长λ窄带宽入射光的Stokes矢量被调制的位置；

[0025] A3，在进行滤波处理前需要将除了要解调的Stokes矢量所在峰值点之外，其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理；

[0026] A4，以各Stokes矢量峰值点的位置为中心对频域进行低通滤波处理，将目标的偏振信息分别解调出来。

[0027] 具体的，所述步骤A3中其它Stokes矢量峰值点附近区域需要使用邻近值对其进行覆盖处理，如图3所示，这一区域范围是根据Stokes矢量之间的距离确定的，可以根据目标的和实际解调效果的不同进行调节。

[0028] 具体的，通过仿真试验输入标准的Stokes矢量，使用两种方法解调得到Stokes矢量的解调图像，如图4所示，以Stokes矢量S1的解调图为例，未使用本发明优化时解调结果带有干扰，使用本发明优化时解调结果干扰降低。

[0029] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照具体的实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、结构部分均为公知技术。