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第1章 偏振光成像探测基本理论1

1.1 光波的偏振态及其表征1

1.1.1 光波的五种偏振态1

1.1.2 偏振光的数学表示2

1.1.3 斯托克斯（Stokes）向量法4

1.1.4 琼斯（Jones）向量法8

1.1.5 邦加球9

1.2 平面波的反射和透射10

1.2.1 菲涅耳公式10

1.2.2 反射率和透射率13

1.2.3 布鲁斯特定律14

1.2.4 金属面的反射15

1.3 偏振光学系统的表征方法18

1.3.1 琼斯（Jones）矩阵法18

1.3.2 米勒（Mueller）矩阵法19

1.3.3 Jones矩阵和Mueller矩阵的关系22

参考文献23

第2章 目标反射偏振特性反演研究25

2.1 目标偏振特性反演过程25

2.2 目标偏振双向反射特性反演27

2.2.1 目标偏振双向反射特性模型27

2.2.2 目标偏振双向反射特性测量36

2.2.3 目标偏振双向反射特性分析39

2.3 目标全偏振参量检测及特性分析46

2.3.1 目标全偏振参量检测方法46

2.3.2 目标全偏振参量特性分析48

2.4 偏振矢量大气辐射传输反演65

2.4.1 偏振矢量辐射传输分析66

2.4.2 在不同大气状态下偏振敏感性反演69

2.5 环境偏振光变化特性反演75

2.5.1 环境偏振光形成机理75

2.5.2 环境光蒙特卡罗模拟77

2.5.3 环境偏振光分布模式反演80

参考文献83

第3章 偏振成像探测系统设计86

3.1 偏振成像探测系统的体制86

3.1.1 单路旋转分时成像体制86

3.1.2 多路平行同时成像体制87

3.1.3 单路分光同时成像体制88

3.1.4 三种体制的比较89

3.2 单路旋转变换分时偏振成像系统89

3.2.1 组成及工作原理90

3.2.2 主要技术指标91

3.2.3 系统设计及特性分析91

3.2.4 偏振分析器快速切换定位技术95

3.3 多路平行同时偏振成像系统97

3.3.1 组成和工作原理98

3.3.2 主要技术指标99

3.3.3 系统设计及特性分析100

3.3.4 像方远心光路整形优化技术104

3.4 单路分光同时偏振成像系统107

3.4.1 组成及工作原理108

3.4.2 主要技术指标108

3.4.3 系统设计及特性分析109

3.4.4 偏振光三路均分棱镜设计与光路保偏技术111

3.5 多核DSP偏振图像的采集与处理技术117

3.5.1 多核DSP时钟的同步设计118

3.5.2 图像采集控制设计119

3.5.3 多核DSP处理系统的设计120

3.5.4 多级存储空间的设计122

3.6 偏振成像探测系统定标124

3.6.1 概述124

3.6.2 机理分析125

3.6.3 偏振图像像素输出校正模型126

3.6.4 偏振成像探测系统误差校正128

3.6.5 多光轴一致性校正130

参考文献133

第4章 偏振图像信息解析与评价134

4.1 图像配准135

4.1.1 典型图像配准算法135

4.1.2 偏振成像系统几何偏差分析137

4.1.3 偏振图像的特点及配准要求139

4.1.4 基于互信息及多分辨率分析的偏振图像配准算法140

4.1.5 多核DSP偏振图像并行处理技术146

4.2 偏振图像合成处理150

4.2.1 偏振图像合成算法150

4.2.2 多核DSP偏振图像合成处理技术153

4.2.3 多核DSP合成处理的数据通信设计155

4.2.4 偏振图像高速并行处理的测试157

4.3 偏振信息解析方法159

4.3.1 偏振信息时域差分解析159

4.3.2 偏振信息空间域调制融合解析160

4.3.3 偏振信息多尺度调制融合解析162

4.3.4 偏振信息RGB彩色融合解析164

4.3.5 偏振信息IHS彩色融合解析165

4.3.6 偏振信息自适应选择融合解析167

参考文献170

第5章 偏振光反射成像探测技术的典型应用173

5.1 雾中目标偏振成像探测研究173

5.1.1 基于大气偏振特性的偏振成像去雾研究173

5.1.2 基于时频域分析的偏振成像去雾研究180

5.2 伪装目标偏振成像探测研究184

5.3 水下目标偏振成像探测研究187

5.3.1 水下目标偏振成像探测手段187

5.3.2 水下目标光成像探测过程建模188

5.3.3 改善水下目标成像质量的方法189

5.3.4 室外环境对水下目标被动偏振成像探测实验190

5.3.5 水下环境对水下目标被动成像探测实验195

5.3.6 水下对空观测198

5.4 目标细节偏振成像探测研究200

参考文献202