一、偏振成像技术提高成像清晰度、成像距离的定量研究（论文文献综述）
唐明星[1]（2021）在《植物的偏振和荧光特性研究及成像系统设计》文中研究说明目前植物胁迫分析对于农业及环境生态研究意义深远。偏振成像和植物叶绿素荧光成像探测同样具有非侵入、无损伤的优势,利用植物叶绿素荧光成像评判植物自身健康状况的应用较为成熟,而植物叶片产生的偏振信息也能够有效反映自身特性。基于此,论文利用植物偏振成像与叶绿素荧光成像结合的方法初步探究植物荧光偏振成像方法在植物生理胁迫方面的潜力。论文基于Stokes偏振成像、Mueller矩阵偏振成像、植物叶绿素荧光成像理论设计搭建了一套植物偏振及荧光成像探测系统,完成了光学系统加工和调试,可以实现荧光、偏振和荧光偏振组合的图像的采集,基于Qt+OpenCV+Armadillo设计了一套数据处理软件,实现了实验图像的处理及偏振参数曲线变化分析,经实验验证了系统的可靠性。在性能分析方面,对比分析了不同植物偏振成像及荧光偏振成像的差异;通过植物叶片病斑实验,发现部分偏振参数可对叶片病斑区域有效呈现,表明对应偏振参数可用于植物病害检测分析;通过植物水分胁迫实验表明Mueller矩阵有关参数及Stokes荧光线偏振度参数可用于对叶片含水量进行表征,为定量研究植物叶片含水量变化指明了方向。同时基于Zemax光学仿真设计了一套植物遥测成像系统,初步实现系统对植物叶绿素荧光信号的获取,完成了系统主要部分机械结构的设计加工。通过植物叶绿素荧光成像实验表明系统具备探测微弱荧光信号的能力,可用于从遥测角度对植物进行监测研究。实验研究表明,植物荧光偏振成像系统和植物遥测成像的设计结构是合理的、可行的。偏振和荧光成像测量的结果是稳定的、可靠的,可用有关偏振参数对植物水分含量等现象进行表征。植物荧光偏振成像的有关实验结论为今后利用植物遥测成像系统结合偏振模块从荧光偏振角度探究自然环境下的植物奠定了基础。
郭银景,吴琪,苑娇娇,侯佳辰,刘琦,马新瑞,吕文红[2]（2021）在《水下目标偏振光学成像实验研究》文中指出搭建一种水下目标偏振光学成像探测水槽实验平台,研究斯托克斯矢量参数图像成像效果。根据图像信息指标探讨两种成像观测角度偏振图像采集方案以及最佳水下目标物距离,并分析在水体环境中多种目标材质以及不同浑浊度下目标物偏振特性信息变化。实验结果表明,采用0°、60°、120°成像采集方案,在相对较远距离以及较为浑浊的水体环境中,获取的不同材质的目标物其偏振图像仍满足目标物信息需求。由此可见,通过水下偏振光学成像获取到的图像能够较为理想地反映水下目标物的边缘细节、纹理轮廓等重要信息。
明梅[3]（2021）在《水下偏振成像系统设计及其成像特性研究》文中认为海洋蕴含各种资源,但由于水体介质对光波的吸收和散射特性,使得水下能见度低,对水下资源的勘测工作难度极大。传统的可见光成像探测技术在水下成像领域中的应用较为广泛,但传统的光电探测技术获取到的水下图像退化严重、模糊不清,图像包含的信息较少,早已不能满足研究学者们的需求。获取到对比度高、分辨率高的水下图像已经成为该领域亟需解决的问题。与传统的可见光成像相比,偏振成像能减少杂散光、散射光的影响,可在一定程度上将目标物与背景区分开来,使得获取到的图像具有更好的使用价值。为了更加快速的获取得到目标物的信息,可通过图像增强的方法来提高偏振成像质量。本文围绕偏振成像探测系统的研制与图像处理方式开展研究工作,分析了已有偏振成像探测系统的工作原理及各类偏振成像探测系统的优缺点,在此基础上完成了本文六相机偏振光学成像系统的设计,并进行了样机装配。通过对样机采集到的图像进行图像融合处理,最终得到效果较好的清晰的复原图像。本文研究内容如下所述:（1）针对现有偏振成像系统结构与成像原理的分析与比较,以及成像的应用需求,完成本文六相机偏振光学成像探测系统的参数设计与成像元器件的选择。（2）根据光学系统设计结果及偏振片的选型,利用Solid Works软件进行成像探测系统外壳的机械结构设计,并完成偏振成像系统装配与参数验证。该结构不存在机械转动结构,可靠性、稳定性较好,且不受时间变化与环境变化的影响,适用于各种成像环境。（3）使用装配完成的样机进行水下图像采集实验,并对采集到的图像进行配准裁剪、图像融合处理。并对清晰度、对比度、信息熵等评价指标进行计算,实验结果显示处理完成后的图像与源图像相比较,对比度、清晰度都有所提升。验证了本文设计六相机偏振光学成像系统的实用性与可行性,证明了本文研究工作的应用价值。
储君秋[4]（2021）在《基于多孔径结构的多维成像系统及关键问题研究》文中研究说明视觉成像探测作为目标探测基础之一,因其非接触性、被动成像能力以及优良的环境适应性而受到了广泛应用。目前,绝大部分成像信息来自于目标反射光的光强信息。然而,随着成像系统与目标探测环境的扩展,尤其在复杂环境下的远距离暗、弱、小目标探测中,由于背景干扰的存在以及目标特征不明显,成像效果受到了极大的限制。为避免光强成像中诸多因素的干扰并提升远距离目标的成像效果,可以通过提升成像维度来实现。光作为电磁波的一部分,蕴含着不同维度的特征属性,如强度、光场、光谱、相位和偏振等。当光与目标相互作用时,目标的特征信息被记录于不同维度之上。由于单一维度仅能记录一部分的目标特征信息,并且不同维度信息同时也具有不同的传输特性与抗干扰能力,因此在具体应用中,不同的成像维度对应着不同的探测场景与应用范围。为此,本文通过多孔径结构与光场、红外及偏振信息的结合,提出了基于多孔径结构的多维成像系统。根据不同维度信息的优势成像场景,以及各维度间信息的互补特性,利用多维信息的成像、融合与解算,丰富目标的特征信息,并实现目标多维信息的重构,提升光电探测系统在复杂环境下的目标成像能力。本文的主要研究内容包括:（1）提出了基于多孔径结构下的目标信息探测的具体实施方案,首先,通过利用成像系统整体结构及各维成像方法的优缺点的分析,实现系统的选型。其次,通过成像系统的结构标定、目标单维信息探测以及多维信息融合手段的流程分析,梳理系统的成像方法。最后,通过典型的系统成像场景分析,明确系统的具体应用场景及成像情况。（2）对近远距离下的成像结构内外参数标定手段进行了一定研究,通过分析在受到大气湍流、噪声、失焦等多方面因素影响下的远距离标定结果,对特征点的随机漂移问题做出了分析,并通过多种手段减小了复杂因素影响下的标定误差,提升了远距离参数标定的准确性。（3）基于多孔径结构,构建了多孔径光场成像模块,并以此实现对目标的数字重聚焦以及实验室与外场的目标三维尺度信息提取等内容。同时,通过亚像素配准方法,提高了远距离三维成像时的距离提取精度。同时,通过合成孔径成像与多孔径成像理论的结合,提高多孔径下成像系统的成像分辨率以及测量精度。（4）结合光场成像原理与相空间光学,利用维格纳分布与光学、图像等领域的联系,提出了基于维格纳变换的局域滤波、噪声相位提取,以及相位解包裹方法,并分析了这些方法基于硬件实现的可能性,为之后成像系统光场成像模块的发展做出一定的预研。（5）针对偏振与红外成像维度,研究并分析了偏振及红外对可见光成像的补充作用,并开展了部分验证实验,实验结果证明了多维成像系统在复杂环境下的成像能力,并验证了本文所提出的基于多孔径结构的多维成像系统可能性。
金睿焱[5]（2021）在《基于非均匀散射效应抑制的水下图像复原算法研究》文中研究表明我国海洋渔业面临新一轮的产业升级,其中海洋牧场是重要发展方向之一。使用水下相机作为视觉的延伸进入危险区域,在复杂海区代替潜水员对各种海洋生物资源进行现场实时观测具有重要的意义。水下环境中,散射是成像质量降低的主要因素之一,导致在水下环境直接拍摄的图像存在对比度低、细节丢失严重,整体图像质量不佳的问题,难以应用于实践中。基于图像处理的水下图像散射效应抑制技术取得了非常迅速的发展。然而水下环境复杂多变存在非均匀性散射:浑浊水中尺寸较大的悬浮颗粒容易造成散射辐射集中于一个方向,使得浑浊水中的图像散射强度分布不均匀;近岸海水中的彩色悬浮物如绿藻则会使不同波长的光被悬浮颗粒非均匀散射从而引发彩色散射现象,造成水下环境出现色彩偏差。当前的水下散射抑制研究工作主要以散射均匀为前提假设,因此在处理水下图像中的非均匀性散射时往往效果不佳。针对以上问题,本文主要围绕水下非均匀性散射抑制算法展开,着重研究了基于图像处理技术来抑制浑浊水中的非均匀分布散射和近岸海水中的彩色散射的方法。论文的主要研究内容和创新点可概括如下:1、针对以往工作未能建立模型详细阐述上述非均匀性散射的问题,1)提出利用米氏散射原理和Henyey-Greenstein（H-G）函数对大尺寸悬浮颗粒造成的散射辐射非均匀分布现象进行建模分析,使用H-G函数中与颗粒尺寸有关的参数g值来描述散射的不均匀程度,建立了颗粒尺寸与散射分布不均匀之间的数学联系;2)利用麦卡特尼模型描述了彩色散射现象在富含彩色悬浮物的水下环境中产生的过程,解释了海洋牧场水体会呈现不同颜色的原因。2、针对彩色散射,本文提出了一种算法来改善散射噪声造成的图像色彩严重偏差和对比度降低。该算法完成了三个关键任务:1)海洋牧场中的彩色散射复杂多变,以绿色或黄色为主。本文算法无需做大的改动即可处理不同颜色的彩色散射。本文算法通过分别处理海洋牧场实地采集的受绿色散射和黄色散射影响的水下图片,证明了其抑制海洋牧场中的彩色散射的性能优于现有方法;2)针对水下图像中散射剧烈变化造成的透射率估计误差,提出基于L0范数的透射率图优化方法,该方法相比传统的引导滤波器更适用于散射噪声梯度变化较大的水下环境。3、提出了一种基于神经网络的算法来抑制浑浊水下环境中的非均匀分布散射。该工作做出了三个主要贡献:1)通过搭建模拟环境收集整理了浑浊水环境中的含散射噪声-无散射噪声成对图像数据集,解决了数据驱动型算法因缺少数据难以应用于浑浊水下图像复原的困难;2)引入米氏散射模型进行数理分析,推导出以暗通道先验算法为代表的传统算法抑制非均匀分布散射时产生的误差的数学表达式;3)提出了一种基于神经网络的方法代替昂贵的硬件设备来校正上述误差,实现了在浑浊水条件下相比传统方法更好的散射噪声抑制效果。4、本文明确了下一步发展方向为探索在高浑浊水下环境中抑制散射噪声的方法。高浑浊度水体中密集的悬浮物导致对光的吸收异常严重且伴随很高的散射噪声,造成最终到达传感器用于成像的光信号信噪比较低,需要额外手段来进行增强。本文认为宽光谱照明是一种合适的方案。所以,针对未来应用,为进一步提高成像距离、适应高浊度的水下环境,在本文的最后讨论了一种经济性较好的图像复原方案:利用近红外光在浑浊水环境中散射噪声较小的特性,基于单通道散射抑制算法和近红外、可见光图像融合算法来实现高浑浊水下环境中的图像复原。实验证明该方法具有在高浑浊水中获取清晰图像的潜力,下一步工作拟以此为基础展开。
桂心远[6]（2021）在《基于偏振成像的深度学习水下图像恢复》文中研究指明水下图像增强在海洋探测领域中起着非常重要的作用。由于水下存在大量大小不一的颗粒物,成像时这些颗粒物会导致前向散射、后向散射及水本身会导致光强指数衰减,最终致使水下图像出现对比度低、能见度低、含有明显噪点等问题。使用普通光强图像难以取得理想恢复效果。越来越多的研究表明偏振是某些水下生物低光照下拥有视觉的关键。使用偏振图像的恢复效果受制于成像模型中对参数估计的准确性;使用深度学习受制于使用人工生成的水下图像难以代表真实水下环境。针对水下成像质量低及现有方法不足的问题,本文从真实水下数据集的获取入手,拍摄了不同浑浊度下的真实水下偏振图像数据集。首先基于偏振相机设计并实现了偏振图像采集系统,然后提出了基于固定底座和连接件多次重复定位物体的实验方法,以牛奶作为浑浊介质多次加入水中,拍摄得到像素级对应的多浑浊度水下不同物体的偏振图像数据集。最终获得两种数据集:偏振相机原图图像和对应的清水中拍摄的标签图像;多浑浊度下计算得出的穆勒矩阵图像和对应的清水中拍摄的标签图像。然后本文为偏振原图数据集搭建网络探索将偏振信息和光强信息结合起来的最优结构。将偏振信息和光强信息在网络中的计算看成信息流的流动,本文提出4种网络结构研究光强信息流和偏振信息流在网络何处交汇效果最好。针对损失函数,本文融合了两种损失函数,使得损失函数既包含像素级损失也包含图像高级特征损失。通过对比实验和对结果的定量分析得出偏振信息能带来更好的恢复效果并且两种信息流在网络的最前端交汇效果最好。最后为了获得更多的偏振信息并更好地利用偏振信息恢复水下图像,使用穆勒矩阵图像数据集,提出了小尺寸神经网络和滑动叠加恢复图像方法。本文针对多维度穆勒矩阵图像搭建了小尺寸神经网络,让网络更好地学习到像素级的穆勒矩阵数据到清晰物体间的映射;提出WMSE损失使得网络更好地恢复明亮物体区域;针对小尺寸网络提出滑动窗口叠加恢复图像的方法,可以设定由大到小的不同滑动步长,达到高速粗粒度到低速细粒度地恢复图像,在不同使用环境中可以灵活选择步长。定量对比图像恢复效果,本文的方法能有效恢复水下不同浑浊度图像,恢复效果特别是降噪能力表现优于现有方法。
郭银景,吴琪,苑娇娇,侯佳辰,吕文红[7]（2021）在《水下光学图像处理研究进展》文中指出水下光学图像处理是水下设备完成深海探测和作业任务的重要依据。在简述了水下光学图像处理的研究背景、意义及其研究热点的基础上,该文从水下图像光照因素改善与颜色校正两个方面,详细综述了水下成像技术和水下图像清晰化算法的研究进展,重点论述了基于成像模型的图像复原方法和图像增强方法两个最为活跃的研究方向的研究现状。根据水下光学图像处理研究热点,分别从考虑光的前向折射,水下成像模型和图像增强算法结合,引入相关领域新型算法和提高图像处理实时性的角度,展望了水下光学图像处理研究的发展趋势。
张若兰,邵晶,聂真威,吕占伟,王燕,孙树峰[8]（2020）在《短相干照明与偏振相结合的水下远距离成像》文中进行了进一步梳理随着透明海洋战略的提出,低成本的凝视成像装备在水下光学成像中独具优势。然而,后向散射和成像目标难以分离,远距离凝视成像极为困难。更为严重的是,在采集到有效目标图像之前,过强的后向散射噪声已经使图像提前饱和,无法进行后续处理。本文提出了短相干照明与偏振成像相结合的水下远距离成像方法,利用短相干光源照明简化后向散射与成像目标的分离过程,同时,采用偏振技术有效抑制后向散射,防止图像提前饱和,保障目标图像的有效采集。为此,搭建了大型水下光学成像实验平台,并对22 m的远距离水下目标进行了成像试验研究。试验结果表明,该复合成像方法获得的图像信噪比由0.50 dB提高到13.57 dB,设备的抗提前饱和能力提高了1.42倍,优于传统的偏振成像,可以为大范围水下光学监控提供技术支撑。
张兵[9]（2020）在《基于偏振探测的水下退化图像复原方法研究》文中认为在水下自然环境中获取图像时,因为水下环境复杂多变,造成获取的图像质量严重下降,其主要影响因素为悬浮粒子对光的散射与吸收作用,造成光的衰减。与可见光图像相比,偏振图像可以更加明显地突显出目标物的边缘轮廓,从而提高图像的利用价值。本文主要研究可以分为两方面,分别是偏振图像的获取实验设计和退化图像复原方法的研究。本文分析了水下图像退化的相关因素,针对水下图像质量差、纹理细节模糊和对比度低等问题,设计了一套水下偏振成像实验,研究偏振图像的成像特性。通过配置不同浓度的牛奶溶液来模拟水下浑浊环境,使用SALSA相机在自然光的照射下对不同材质,不同浓度下的目标物进行水下偏振图像获取,并对获取的不同角度的偏振强度图像利用Stokes矢量法处理,最终得到偏振度、偏振角等偏振分量图像。因为偏振图像拥有较强的边缘信息和纹路信息,强度图像拥有大量的光强信息,所以本文提出一种基于NSCT变换的压缩感知图像融合算法,将偏振度图像和强度图像作为源图像,通过NSCT变换产生反映近似信息的低频分量和反映细节信息的高频分量,对低频系数采用基于区域能量做权重比的融合方法,高频系数采用基于区域方差加权和取大相结合的融合方法,并加入压缩感知思想的融合优化算法,从而达到偏振图像复原的目的。实验结果表明,本文提出的算法可以通过较少的数据重构出质量较高的图像。本文算法相比于传统图像复原算法、传统的图像融合算法、传统压缩感知重构算法在提高图像标准差和信息熵等图像评价指标上有一定的优势。
谢梅林[10]（2019）在《激光主动照明偏振成像及图像融合算法研究》文中提出本文采用了激光主动照明与偏振成像技术相结合的方法以实现复杂气象条件或恶劣环境下的目标图像获取,并研究先进图像融合算法提升图像质量。基于此技术围绕激光束的传输变换及质量评估、激光能量计算、先进偏振图像融合算法等多方面循序渐进的开展了相关研究工作,旨在为后续研究奠定理论与技术基础,加快激光主动照明偏振成像技术的工程化应用进程。首先,本文依据理论计算与数据分析的结果选择了照明用激光波段,提出了光束传输质量评估方法,推导了激光功率的计算方法。其中,激光波段依据大气窗口、目标特性、吸收效应等因素进行选择;光束传输质量评估方法兼顾激光扩束与视轴失配损耗、大气湍流效应对光强分布的影响、光束的漂移与扩展等因素;根据探测器端灵敏度、图像对比度、信噪比等方面详细计算分析了激光功率要求。其次,搭建平台研究烟尘环境下的静态主动式偏振成像技术。使用532nm连续激光器经过准直与扩束后作为照明光源,以金属子弹模型为探测目标,在有机玻璃罩内通过烟雾发生器营造烟尘环境,采用可调节旋转偏振片实现偏振方向旋转,利用LM135相机采集图像,在matlab平台下进行图像处理。根据实验结果对比分析各种环境下的偏振成像效果,在图像信息熵、平均梯度、空间频率、标准差等方面数据量化激光照明及偏振成像技术在烟尘环境及暗弱条件下的成像优势。然后,为进一步提高暗弱环境下的目标图像获取质量,深入研究偏振图像与可见光图像的融合算法。提出了基于特征提取与视觉信息保留的图像融合方法、基于潜在低秩表达的图像融合方法、基于离散余弦变换和局部空间频率的图像融合方法,通过对实验图像的融合比对了算法性能的优劣。最后,为提高融合算法的实时性,根据激光主动照明与偏振成像技术相结合的特殊应用环境,提出了模糊自适应偏振图像融合算法。融合图像较可见光图像的信息熵平均提高了1.75倍,平均梯度提升了6.2倍,该算法简单可靠,实时性高,进一步提升了探测距离与图像对比度、信噪比,扩充了图像的可挖掘信息,尤其对于低能见度条件下的暗弱目标成像优势明显,为该技术的应用提供了重要的数据参考与技术铺垫。本文深入研究激光主动照明下的偏振成像技术及其图像融合算法,该技术可抑制背景噪声、提高探测距离、获取目标细节特征、识别目标伪装并区分引诱物。在精确制导、战场侦察、安控、智能交通、医疗等领域具有指导意义和广泛的应用前景。
二、偏振成像技术提高成像清晰度、成像距离的定量研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、偏振成像技术提高成像清晰度、成像距离的定量研究（论文提纲范文）
（1）植物的偏振和荧光特性研究及成像系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 偏振成像及植物偏振探测技术研究 |
| 1.2.2 植物叶绿素荧光探测技术研究 |
| 1.3 研究思路与技术路线 |
| 1.4 论文主要内容及章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 偏振探测及植物叶绿素荧光基本理论 |
| 2.1 斯托克斯矢量法 |
| 2.2 Stokes偏振成像测量原理 |
| 2.3 正交偏振成像测量原理 |
| 2.4 Mueller矩阵偏振成像特性分析 |
| 2.4.1 Mueller矩阵偏振探测原理 |
| 2.4.2 Mueller矩阵分解 |
| 2.5 叶绿素荧光现象 |
| 2.5.1 叶绿素吸收光谱 |
| 2.5.2 叶绿素荧光发射光谱 |
| 2.6 植物偏振和荧光特性结合研究思路 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 植物荧光偏振成像及植物遥测成像系统设计 |
| 3.1 植物偏振及荧光成像探测系统的设计 |
| 3.1.1 植物偏振成像系统的搭建方案 |
| 3.1.2 偏振成像系统接收光路的结构设计 |
| 3.2 植物遥测成像光学系统仿真及机械结构设计 |
| 3.2.1 激光诱导植物叶绿素荧光遥测成像系统探测原理 |
| 3.2.2 卡塞格林望远镜优化仿真分析 |
| 3.2.3 望远镜与ICCD配套转接套筒的结构设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 植物偏振及荧光成像特性实验初步研究 |
| 4.1 偏振成像系统稳定性分析 |
| 4.1.1 光源稳定性分析 |
| 4.1.2 ICCD相机成像稳定性分析 |
| 4.1.3 成像系统整体稳定性分析 |
| 4.2 偏振成像处理软件的设计 |
| 4.3 植物偏振及荧光成像特性初步研究分析 |
| 4.3.1 植物Stokes偏振及荧光成像特性研究分析 |
| 4.3.2 植物 Mueler 偏振及荧光成像特性研究分析 |
| 4.4 植物叶片表面病斑偏振成像初步研究 |
| 4.5 植物叶片含水量变化与偏振及荧光成像参数结合研究思路 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 偏振和荧光成像探测植物水分胁迫及遥测成像系统性能分析 |
| 5.1 植物叶片含水量变化与偏振及荧光成像参数之间的相关性研究分析 |
| 5.1.1 植物叶片含水量变化与 Mueler 矩阵非荧光偏振参数相关性研究分析 |
| 5.1.2 植物叶片含水量变化与 Mueler 矩阵荧光波段偏振参数相关性研究分析 |
| 5.1.3 植物叶片含水量变化与Stokes非荧光偏振参数相关性研究分析 |
| 5.1.4 植物叶片含水量变化与Stokes荧光偏振参数相关性研究分析 |
| 5.2 植物遥测成像系统实验研究分析 |
| 5.2.1 接收系统成像的可行性研究分析 |
| 5.2.2 夜间户外植物荧光成像实验研究分析 |
| 5.2.3 不同波长处荧光图像研究分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）水下目标偏振光学成像实验研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 实验原理 |
| 1.1 偏振成像基本原理 |
| 1.2 图像信息提取 |
| 2 实验材料 |
| 3 实验方案 |
| 4 实验结果分析 |
| 4.1 不同成像观测角度的偏振图像 |
| 4.2 不同成像距离的偏振图像 |
| 4.3 不同目标材质的偏振图像 |
| 4.4 不同水体浑浊度的偏振图像 |
| 5 结 语 |
（3）水下偏振成像系统设计及其成像特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外水下偏振成像研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状概况 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 水下偏振图像处理技术现状 |
| 1.3 研究内容与结构安排 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第二章 偏振成像基本理论 |
| 2.1 光的偏振理论 |
| 2.2 偏振光的描述 |
| 2.2.1 琼斯矢量表示法 |
| 2.2.2 斯托克斯矢量表示法 |
| 2.2.3 穆勒矩阵表示法 |
| 2.3 偏振成像系统 |
| 2.3.1 分时偏振成像系统 |
| 2.3.2 同时偏振成像系统 |
| 2.4 总体设计方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 偏振成像光学系统设计 |
| 3.1 设计参数分析 |
| 3.1.1 偏振光学系统设计特点及原则 |
| 3.1.2 设计参数计算 |
| 3.1.3 成像器件选型 |
| 3.2 偏振片选型 |
| 3.3 机械结构设计 |
| 3.3.1 机械固定结构设计 |
| 3.3.2 防水密封窗设计 |
| 3.3.3 偏振成像探测系统设计参数验算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 水下偏振成像算法研究 |
| 4.1 水下偏振成像实验 |
| 4.1.1 实验平台搭建 |
| 4.1.2 上位机软件 |
| 4.2 偏振图像配准 |
| 4.2.1 SIFT算法 |
| 4.2.2 偏振图像的配准实验 |
| 4.3 偏振图像融合 |
| 4.3.1 Stokes矩阵计算 |
| 4.3.2 图像融合 |
| 4.3.3 融合实验结果 |
| 4.4 图像评价指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水下偏振成像特性分析 |
| 5.1 水下目标物偏振成像特性 |
| 5.1.1 相同材质不同偏振角度的偏振成像特性 |
| 5.1.2 相同材质不同浑浊度下的偏振成像特性 |
| 5.1.3 相同深度不同材质的偏振成像特性 |
| 5.1.4 水下偏振成像特性总结 |
| 5.2 偏振图像融合实验结果与分析 |
| 5.2.1 相同材质目标物不同浓度融合结果 |
| 5.2.2 不同材质目标物相同浓度融合结果 |
| 5.2.3 相同材质目标物不同方法融合结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）基于多孔径结构的多维成像系统及关键问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 光场成像理论及技术的国内外研究现状 |
| 1.2.2 偏振成像理论及技术的国内外研究现状 |
| 1.2.3 红外成像的国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及工作安排 |
| 第2章 多孔径多维成像系统结构与功能 |
| 2.1 多孔径多维成像系统的结构 |
| 2.1.1 光场成像模块的分析 |
| 2.1.2 偏振成像模块的分析 |
| 2.1.3 红外成像模块的分析 |
| 2.2 多孔径多维成像系统的成像原理 |
| 2.2.1 多孔径多维成像系统的结构参数提取 |
| 2.2.2 多孔径多维成像系统的单维信息探测 |
| 2.2.3 多孔径多维成像系统的多维信息融合 |
| 2.3 多孔径多维成像系统的应用场景 |
| 2.3.1 晴朗环境下的目标成像 |
| 2.3.2 雾霾环境下的目标成像 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 多孔径多维成像系统的标定 |
| 3.1 相机标定原理 |
| 3.1.1 相机成像模型 |
| 3.1.2 成像投影模型 |
| 3.1.3 标定理论与标定方法 |
| 3.2 相机内参数标定误差的仿真分析及抑制方法 |
| 3.3 实验室与外场场景下的成像系统参数标定实验 |
| 3.4 标定实验的总结及方法改进 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 目标的光场信息提取 |
| 4.1 基于多孔径成像系统的光场成像原理 |
| 4.2 基于多孔径合成的目标增强 |
| 4.3 基于多孔径亚像素匹配的远距离目标三维信息提取 |
| 4.3.1 基于多孔径成像的三维测量原理 |
| 4.3.2 三维测量的计算精度 |
| 4.3.3 基于傅里叶亚像素配准的多孔径视差提取 |
| 4.3.4 远距离目标测距的理论分析及实验结果 |
| 4.3.5 实验分析及改进方法 |
| 4.4 基于合成孔径成像与多孔径成像融合的高精度目标测量 |
| 4.4.1 合成孔径成像系统和光场成像系统的融合 |
| 4.4.2 实验设计、结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于相空间光学的光场成像理论扩展 |
| 5.1 相空间光学的原理与应用 |
| 5.1.1 相干光场的相空间描述 |
| 5.1.2 维格纳分布的性质及优缺点 |
| 5.1.3 一阶光学系统中的维格纳分布性质 |
| 5.2 相空间密度分布函数的测量 |
| 5.2.1 分时方法 |
| 5.2.2 光场成像方法 |
| 5.3 基于维格纳分布的局部噪声滤波 |
| 5.3.1 基于维格纳分布的局域滤波原理 |
| 5.3.2 滤波模型的建立与交叉项的约束 |
| 5.3.3 滤波核的选择与交叉项的抑制 |
| 5.3.4 实验结果与滤波质量评价 |
| 5.3.5 实验总结及展望 |
| 5.4 基于维格纳分布的带噪声包裹相位滤波并解包裹 |
| 5.4.1 相位与相位噪声的维格纳分布性质 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 目标的多维信息探测及融合 |
| 6.1 目标的偏振信息探测及应用 |
| 6.1.1 偏振成像的原理与应用 |
| 6.1.2 基于偏振成像的目标表面信息探测 |
| 6.1.3 基于偏振成像的环境光滤波 |
| 6.2 目标的近红外探测及应用 |
| 6.2.1 基于红外成像的林木环境下的目标探测 |
| 6.2.2 基于红外成像的杂散光环境下目标探测 |
| 6.3 基于可见光光强、偏振及红外信息的融合 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于非均匀散射效应抑制的水下图像复原算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光学去散射技术 |
| 1.2.2 图像处理去散射噪声技术 |
| 1.3 本论文的主要研究内容与结构安排 |
| 第2章 光在水下环境中传输特性研究 |
| 2.1 水下环境中介质组成 |
| 2.2 水下环境中光的传输模型 |
| 2.2.1 光在水下介质中的吸收特性分析 |
| 2.2.2 光在水下介质中的前向散射特性分析 |
| 2.2.3 光在水下介质中的后向散射特性分析 |
| 2.2.4 麦卡特尼成像模型 |
| 2.3 水下非均匀散射效应分析 |
| 2.3.1 水下波长选择性散射效应分析 |
| 2.3.2 光在水下介质中的散射辐射分布不均匀 |
| 2.4 本章总结 |
| 第3章 经典散射抑制算法研究 |
| 3.1 基于Retinex视网膜模型的散射效应抑制算法 |
| 3.2 基于暗通道先验知识的散射效应抑制算法 |
| 3.2.1 暗通道算法介绍 |
| 3.2.2 暗通道算法性能分析 |
| 3.3 本章总结 |
| 第4章 水下波长依赖性散射效应抑制算法研究 |
| 4.1 水下波长依赖性散射效应对成像的影响 |
| 4.2 水下波长依赖性散射效应的抑制 |
| 4.2.1 基于多通道辐射强度补偿和灰度世界法的白平衡算法 |
| 4.2.2 基于L0范数的透射图平滑方法 |
| 4.3 验证实验和结果分析 |
| 4.3.1 色彩校正性能分析 |
| 4.3.2 抑制水下图像中散射噪声的性能分析 |
| 4.4 本章总结 |
| 第5章 浑浊水中非均匀分布散射抑制算法研究 |
| 5.1 浑浊水下环境中的强度非均匀分布散射 |
| 5.2 浑浊水下图像数据集采集和建立 |
| 5.3 水下非均匀分布散射对水下成像的影响 |
| 5.4 浑浊水中前向散射对图像的影响分析 |
| 5.5 基于神经网络的浑浊水下图像复原和增强方法 |
| 5.5.1 暗通道算法抑制非均匀分布散射误差分析 |
| 5.5.2 基于神经网络的浑浊水下非均匀散射抑制算法 |
| 5.5.3 训练方式 |
| 5.6 浑浊水下图像复原和增强实验分析 |
| 5.7 本章结论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 发展方向和工作展望 |
| 6.2.1 红外照明成像技术介绍 |
| 6.2.2 基于红外照明与图像融合的高浑浊环境散射抑制方法 |
| 6.2.3 下一步发展方向 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于偏振成像的深度学习水下图像恢复（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于光强图像的水下图像恢复方法 |
| 1.2.2 基于偏振成像的水下图像恢复方法 |
| 1.2.3 基于深度学习的水下图像恢复方法 |
| 1.3 本文主要研究内容和章节安排 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 本文章节安排 |
| 2 偏振图像采集软件系统搭建 |
| 2.1 偏振成像原理 |
| 2.1.1 偏振光的描述 |
| 2.1.2 偏振成像原理 |
| 2.2 偏振图像采集系统开发目标 |
| 2.3 相机参数及其api |
| 2.3.1 偏振相机设备的连接 |
| 2.3.2 偏振相机参数及其调整 |
| 2.3.3 偏振图像的获取 |
| 2.4 偏振图像采集软件界面设计 |
| 2.5 基于C++的偏振相机采集软件系统设计 |
| 2.5.1 基于任务队列的图像保存 |
| 2.5.2 基于多线程加速的偏振图像实时计算 |
| 2.5.3 基于多次中值滤波的偏振图像降噪 |
| 2.5.4 基于棋盘标定法的图像畸变矫正 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于偏振原图的深度学习水下图像恢复方法 |
| 3.1 深度学习原理 |
| 3.2 数据集获取 |
| 3.3 基于信息流思想的神经网络模型 |
| 3.3.1 u-net及 dense-net原理 |
| 3.3.2 基于信息流思想的网络结构 |
| 3.3.3 损失函数 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于穆勒矩阵的深度学习水下图像恢复方法 |
| 4.1 数据集获取 |
| 4.2 小尺寸神经网络 |
| 4.2.1 小尺寸神经网络结构 |
| 4.2.2 损失函数 |
| 4.2.3 基于滑动窗口叠加的恢复方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 滑动窗口叠加恢复效果 |
| 4.3.2 恢复效果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）水下光学图像处理研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 水下图像处理研究进展 |
| 2.1 水下成像技术 |
| 2.2 水下图像清晰化算法 |
| 2.2.1 基于光照问题改善的清晰化算法 |
| 2.2.2 基于颜色校正的清晰化算法 |
| 3 结论和展望 |
（8）短相干照明与偏振相结合的水下远距离成像（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 后向散射与目标图像分离 |
| 3 短相干照明下的偏振成像 |
| 3.1 偏振成像 |
| 3.2 偏振处理后的后向散射与目标图像分离 |
| 4 结 论 |
（9）基于偏振探测的水下退化图像复原方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 水下偏振探测国内外研究现状 |
| 1.3 水下偏振图像复原技术国内外研究现状 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第2章 退化图像复原方法研究 |
| 2.1 水下图像成像模型 |
| 2.1.1 图像退化模型 |
| 2.1.2 水下成像系统退化分析 |
| 2.2 传统图像复原方法研究 |
| 2.2.1 维纳滤波法 |
| 2.2.2 约束最小二乘滤波法 |
| 2.2.3 盲去卷积 |
| 2.3 压缩感知图像处理方法研究 |
| 2.3.1 压缩感知理论 |
| 2.3.2 稀疏表示理论 |
| 2.3.3 观测测量矩阵的选取 |
| 2.3.4 压缩感知典型重构算法 |
| 2.4 图像融合方法研究 |
| 2.4.1 融合方法分类 |
| 2.4.2 NSCT变换基本理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 水下偏振成像实验设计 |
| 3.1 水下偏振图像及参数计算 |
| 3.2 水下偏振成像实验 |
| 3.2.1 偏振成像实验方案 |
| 3.2.2 偏振成像装置 |
| 3.2.3 实验结果 |
| 3.3 偏振图像质量评价指标 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于NSCT变换的压缩感知偏振图像融合算法 |
| 4.1 基于NSCT的偏振图像融合方法 |
| 4.2 融合规则 |
| 4.2.1 基于区域能量做权重比的低频融合规则 |
| 4.2.2 基于OMP压缩感知的高频融合规则 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 水下偏振图像复原实验及分析 |
| 5.1 不同浓度、不同材质偏振图像复原实验分析 |
| 5.1.1 不同浓度下的偏振图像复原实验 |
| 5.1.2 不同材质的偏振图像复原实验 |
| 5.1.3 偏振特性分析 |
| 5.2 图像融合复原方法实验分析 |
| 5.2.1 本文算法与不同图像复原算法之间的实验比较 |
| 5.2.2 本文算法与不同融合方法的实验比较 |
| 5.2.3 本文算法与不同压缩感知算法之间的实验比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间研究成果 |
| 致谢 |
（10）激光主动照明偏振成像及图像融合算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 关键技术的国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 激光主动照明技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.2 偏振成像技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.3 基于偏振的图像融合技术国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 技术瓶颈与关键科学问题 |
| 1.4 论文研究内容与工作安排 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 激光传输质量评估及功率计算 |
| 2.1 激光主动照明系统及关键技术 |
| 2.1.1 连续辐照式激光主动照明系统 |
| 2.1.2 基于距离选通的激光主动照明系统 |
| 2.1.3 激光主动照明系统的关键技术分析 |
| 2.2 激光波段选择 |
| 2.2.1 大气窗口分析 |
| 2.2.2 目标材质与激光波段的响应特性分析 |
| 2.2.3 激光波段选择分析 |
| 2.3 激光在大气中的传输变化及质量评估 |
| 2.3.1 大气吸收效应 |
| 2.3.2 大气湍流效应对光强分布的影响 |
| 2.3.3 大气湍流造成的光束漂移与扩展分析 |
| 2.3.4 激光视轴失配损耗分析 |
| 2.4 激光传输链路模型及激光功率计算 |
| 2.4.1 基于传输链路与探测器灵敏度的激光功率计算 |
| 2.4.2 基于传输链路与图像对比度的激光功率计算 |
| 2.4.3 基于传输链路与图像信噪比的激光功率计算 |
| 2.5 双视场收发一体激光主动照明偏振成像光学系统设计 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 烟尘环境下的激光主动照明偏振成像效果评估 |
| 3.1 偏振成像理论 |
| 3.1.1 偏振光的数学描述 |
| 3.1.2 偏振光学系统的表征方法 |
| 3.2 主动式偏振成像实验平台 |
| 3.3 类比差别实验及成像效果评估分析 |
| 3.3.1 成像对比分析方法 |
| 3.3.2 无烟雾情况下的成像分析 |
| 3.3.3 有烟雾情况下的成像分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于主动式偏振成像的图像融合算法研究 |
| 4.1 基于偏振成像的图像融合技术 |
| 4.1.1 图像融合层次 |
| 4.1.2 图像融合方法 |
| 4.1.3 图像融合结果的评价标准 |
| 4.2 基于偏振特征提取与视觉信息保留的图像融合方法研究 |
| 4.2.1 偏振特征提取与精炼 |
| 4.2.2 图像融合及参数设置 |
| 4.2.3 实验结果与分析 |
| 4.3 基于潜在低秩表达的图像融合方法研究 |
| 4.3.1 低秩部分与显着部分融合 |
| 4.3.2 加和策略选择与图像重建 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 基于离散余弦变换和局部空间频率的图像融合方法研究 |
| 4.4.1 图像融合方法与策略 |
| 4.4.2 融合算法的步骤和参数设置 |
| 4.4.3 实验结果与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 模糊自适应偏振图像融合算法研究 |
| 5.1 模糊自适应理论 |
| 5.2 模糊自适应图像融合方法与策略 |
| 5.3 基于主动式偏振成像的实验结果与分析 |
| 5.4 基于模糊自适应偏振图像融合算法的深入研究 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、偏振成像技术提高成像清晰度、成像距离的定量研究（论文参考文献）
- [1]植物的偏振和荧光特性研究及成像系统设计[D]. 唐明星. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]水下目标偏振光学成像实验研究[J]. 郭银景,吴琪,苑娇娇,侯佳辰,刘琦,马新瑞,吕文红. 实验室研究与探索, 2021(06)
- [3]水下偏振成像系统设计及其成像特性研究[D]. 明梅. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [4]基于多孔径结构的多维成像系统及关键问题研究[D]. 储君秋. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [5]基于非均匀散射效应抑制的水下图像复原算法研究[D]. 金睿焱. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [6]基于偏振成像的深度学习水下图像恢复[D]. 桂心远. 大连理工大学, 2021
- [7]水下光学图像处理研究进展[J]. 郭银景,吴琪,苑娇娇,侯佳辰,吕文红. 电子与信息学报, 2021(02)
- [8]短相干照明与偏振相结合的水下远距离成像[J]. 张若兰,邵晶,聂真威,吕占伟,王燕,孙树峰. 光学精密工程, 2020(07)
- [9]基于偏振探测的水下退化图像复原方法研究[D]. 张兵. 长春理工大学, 2020(01)
- [10]激光主动照明偏振成像及图像融合算法研究[D]. 谢梅林. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)