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| 內容簡介： |
本书是一部研究光学偏振成像特性分析、偏振信息处理技术及应用的专著。开篇系统介绍了偏振理论基础与偏振态描述方法，并深入探讨了光学偏振成像的特性、建模、分析以及偏振成像探测系统。后续章节分别阐述了基于偏振信息的光滑物体图像增强、地/海面场景下目标增强、雾天图像增强技术，以及偏振信息在海面杂波抑制、地物干扰剔除、目标检测识别与 SLAM定位技术中的应用。最后一章针对镜面反射光场景下的深度图像修复与三维地图构建进行了深入的探究。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
本书可作为偏振信息处理领域的参考书目，适合相关领域的研究人员与工程师阅读，
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| 目錄：
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第 1 章 偏振理论基础及偏振态描述方法
1.1 偏振理论基础
1.2 光波偏振态描述方法
1.2.1 琼斯矢量法
1.2.2 斯托克斯矢量法
1.2.3 庞加莱球表示法
1.3 本章小结
参考文献
第 2 章 偏振成像特性建模与分析
2.1 光波反射产生偏振
2.1.1 反射偏振传输机理
2.1.2 基于偏振双向反射分布函数的反射光波偏振态分析
2.2 热辐射产生偏振
2.2.1 红外辐射原理
2.2.2 热辐射偏振传输机理
2.3 光波散射产生偏振
2.3.1 瑞利散射的偏振效应
2.3.2 米氏散射的偏振效应
2.4 偏振特性影响因素分析
2.4.1 红外偏振特性建模
2.4.2 目标自身辐射对红外偏振特征的影响分析
2.4.3 海面背景下水体表面及舰船目标偏振特性分析
2.4.4 观测角度对红外偏振特征的影响
2.5 水面耀光区域偏振特性分析和建模
2.5.1 太阳辐射分析
2.5.2 气 - 水界面光波偏振特性分析
2.6 光滑物体表面反射光偏振特性分析与建模
2.6.1 透明物体表面偏振特性分析与模型构建
2.6.2 非透明物体表面的偏振特性分析与模型构建
2.7 本章小结
参考文献
第 3 章 红外偏振成像探测系统
3.1 分时式偏振探测系统
3.2 同时式偏振探测系统
3.3 本章小结
参考文献
第 4 章 基于偏振反射折射效应的光滑物体图像增强
4.1 基于偏振反射折射效应的光滑物体表面镜面反射光求解
4.1.1 基于偏振反射折射效应的镜面反射光分离模型
4.1.2 光滑物体表面垂直方向光强和平行方向光强求解
4.2 基于表面法向量估计的透明物体表面偏振度求解及反射光分离
4.2.1 透明物体表面反射偏振度和折射偏振度求解
4.2.2 透明物体表面法向量求解
4.2.3 反射光成分和透射光成分归一化互相关最小值计算
4.2.4 实验结果与分析
4.3 基于偏振度交替下降的非透明物体表面镜面反射光分离
4.3.1 基于法向量估计的偏振度求解算法存在的问题
4.3.2 基于偏振度交替下降的非透明物体表面反射光分离算法
4.4 本章小结
参考文献
第 5 章 基于偏振多维信息的地 / 海面场景下红外目标增强
5.1 基于虚拟变偏振的图像增强
5.1.1 虚拟极化的概念及原理
5.1.2 基于虚拟变偏振的红外目标图像增强
5.2 基于完全偏振分解的图像增强
5.2.1 红外完全偏振成分分解
5.2.2 偏振分量优化与提取
5.2.3 最优偏振成分提取
5.3 基于偏振正交差分原理的图像增强
5.3.1 偏振光正交分解
5.3.2 基于偏振正交差分法的偏振特征提取
5.3.3 典型场景不同方向偏振特征的获取与分析
5.4 基于垂直偏振特征提取的目标增强
5.4.1 海面场景的红外原始图像与偏振图像获取
5.4.2 垂直偏振特征的提取与融合
5.5 基于 NSST 融合策略的目标增强
5.5.1 基于 NSST 融合策略的算法设计
5.5.2 基于 NSST 融合算法的弱小目标增强实验
5.6 本章小结
参考文献
第 6 章 基于偏振多特征融合的雾天图像增强
6.1 雾天偏振成像模型分析
6.1.1 大气物理退化模型
6.1.2 雾天成像特征分析
6.2 基于天空区域分割的偏振图像去雾
6.2.1 基于梯度信息与光强信息的天空区域分割
6.2.2 基于统计特性的大气偏振度与无穷远处大气光强估计
6.2.3 直接透射光强与目标偏振度求解
6.2.4 基于天空区域的透射率优化与去雾实验结果分析
6.3 基于改进双边滤波与阿尔法均值滤波的图像去雾
6.3.1 基于梯度信息的双边滤波算法估计大气光强
6.3.2 直接透射光强与目标偏振度求解
6.3.3 基于改进阿尔法滤波估计无穷远处大气光强
6.3.4 去雾实验结果与分析
6.4 基于梯度引导偏振度估算的偏振图像去雾
6.4.1 基于暗通道先验算法的直接透射光强初估计
6.4.2 天空区域分割与大气偏振参数估计
6.4.3 基于梯度引导的目标偏振度估算
6.4.4 目标偏振度优化与目标反射光强求解
6.4.5 去雾效果对比分析
6.5 本章小结
参考文献
第 7 章 基于偏振信息的海面杂波抑制及目标检测识别
7.1 水面耀光分离和抑制
7.1.1 非饱和水面耀光抑制
7.1.2 饱和水面耀光抑制
7.1.3 耀光抑制实验结果与分析
7.2 基于海面偏振特征提取的舰船弱目标增强
7.2.1 海面偏振特性分析
7.2.2 海面偏振特征提取
7.3 本章小结
参考文献
第 8 章 基于偏振信息的干扰抑制及地面目标检测识别
8.1 地物偏振特性分析
8.1.1 地物偏振性差异
8.1.2 地物偏振性影响因素
8.1.3 地物偏振特性建模与分析
8.2 基于移位偏振信息提取的地面目标边缘检测
8.2.1 算法原理
8.2.2 算法实现流程
8.2.3 算法实验结果与分析
8.3 基于偏振信息的地面伪装目标检测识别
8.3.1 林地背景下伪装目标的偏振图像分割
8.3.2 林地背景伪装目标偏振图像的分形特征提取
8.3.3 基于分形维数的图像分割
8.3.4 实验结果分析
8.4 本章小结
参考文献
第 9 章 基于偏振信息的 SLAM 定位优化技术
9.1 基于镜面反射光抑制的 SLAM 定位算法
9.2 基于光滑物体表面镜面反射光抑制的立体匹配
9.3 基于特征点匹配的相机位姿估计精度分析
9.3.1 对极几何约束
9.3.2 基础矩阵求解
9.4 本章小结
参考文献
第 10 章 镜面反射光场景下的深度图像修复与三维地图构建
10.1 光滑物体表面深度信息获取
10.1.1 传统深度图像获取方法
10.1.2 镜面反射光对深度图像的干扰
10.1.3 光滑物体表面的偏振三维重构
10.2 基于偏振等深线的光滑镜面反射区域深度图像修复
10.2.1 基于偏振探测器与 RGBD 相机协同的 SLAM 系统
10.2.2 基于镜面反射光抑制的光滑镜面反射区域自动分割
10.2.3 基于偏振等深线的深度图像光滑镜面反射区域修复
10.2.4 深度图像修复效果评估
10.2.5 三维建图性能评估
10.3 本章小结
参考文献
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| 內容試閱：
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前言光学成像探测技术作为一种历史悠久且持续演进的技术，在探测识别领域中占据了举足轻重的地位。其中，红外 / 可见光偏振成像探测技术作为近年来兴起的一种先进光学探测手段，凭借其独特的优势，越发受到科研人员与工程师的高度重视与广泛关注。该技术利用光波的偏振特性进行成像，是除强度、波长与相位外，光波的另一重要属性。通过获取并解析光波的偏振状态，该技术能够有效滤除复杂环境背景中的杂波干扰，突出目标特征，从而提取出以往传统成像手段难以获取，且对后续分析至关重要的有效信息，在遥感探测、医学影像、军事侦察、环境监测等领域具有广阔的应用前景。虽然光学偏振成像探测技术具有巨大的潜力，但其普及与应用之路却非坦途，仍面临着一系列的难点与挑战，主要包括偏振技术本身复杂性高、偏振探测设备制造难度大，以及实际应用过程中偏振数据的实时处理与高效解析等瓶颈问题。如何克服这些技术难题，是推动光学偏振成像探测技术普及及应用的关键。本书详细介绍了光学偏振成像探测技术的理论基础、建模方法以及硬件系统架构，并着重探讨其在图像增强、目标检测与识别、三维建图与定位等关键领域中的实践应用，旨在为读者提供一个可以全面、深入了解光学偏振成像探测技术的平台。 本书系统介绍了光学偏振成像探测技术的理论基础与典型应用范例，全书共分为 10 章。第 1 章详细介绍了偏振成像的基础理论，并重点介绍了偏振信息的主要描述方法。第 2 章探讨了基于红外辐射、反射与散射的偏振传输机理，并通过偏振成像特性建模，分析了物体自身辐射、观测角等因素对偏振成像特性的影响。第 3 章介绍了目前常用的多种偏振成像探测系统，并通过对比揭示了不同偏振成像系统的优缺点。第 4 章研究了基于偏振信息的光滑物体图像增强技术，提供了一系列基于偏振反射折射效应的反射光分离抑制方法，可有效解决光学图像中光滑物体表面的镜面反射光干扰问题。第 5 章深入研究了基于偏振多维信息的图像增强技术，通过目标偏振特征的精细提取与融合，显著提升图像对比度与清晰度，为地 / 海面场景下的目标检测与识别提供有力支撑。第 6 章探讨了基于偏振多特征融合的图像去雾技术研究，从雾霾天气条件下图像退化降质的物理机理出发，设计并实现了基于目标偏振特性与大气传输模型的图像去雾算法。第 7 章聚焦于海面偏振特性的研究，通过分析水面背景和舰船目标偏振特征差异，实现了水面耀光、杂波的抑制，提升了海面背景下弱目标的检测识别性能。第 8 章深入探讨了基于偏振信息的地物干扰剔除与目标检测识别技术，对地物偏振特性进行了分析，实现了基于偏振特征的地面目标边缘检测以及伪装目标检测识别。第 9 章构建了基于偏振探测器与 RGBD 相机协同的 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）建图与定位系统，利用偏振特征有效地解决了镜面反射光干扰导致的视觉 SLAM 定位偏差较大的问题。第 10 章提出了基于偏振特征的三维重构技术，探讨了镜面反射光场景下基于偏振信息的深度图像修复与三维地图构建技术应用。 本书汇聚了作者团队所有师生在光学偏振探测领域多年积累的科研成果与工程实践经验，并参考了大量的国内外研究资料，力求内容准确性和前瞻性的同时，也注重实用性与可读性。然因作者能力所不及，书中难免存在未尽人意之处或细微瑕疵，若能成为引玉之砖即感欣慰，不当之处望广大读者批评指正。唯愿通过本书为光学偏振成像探测技术的研究与应用贡献一份力量。 最后，我们要特别感谢在本书编写过程中给予支持和帮助的同行和专家们，他们提出的宝贵意见与建议对本书的完善工作起到了重要的作用！同时，也要感谢出版社的编辑和工作人员，他们的辛勤付出使本书得以顺利出版。 作者 2024 年 9 月
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