[發明專利]一種多孔徑視場部分重疊的偏振熱成像方法與裝置

有效

• 申請號: 201811119481.2
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109164463B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 金偉其;羅琳;裘溯;李碩;王霞
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01J5/48
• 分類號: G01J5/48;G01J5/10;G01J5/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 代麗;仇蕾安

本發明公開了一種多孔徑視場部分重疊的偏振熱成像方法與裝置。使用本發明能夠實現大視場搜索與高分辨率成像，并且獲取目標場景的偏振信息，突破識別偽裝、隱身以及暗弱目標發現能力，增加對復雜環境或水面耀光等干擾條件下的目標探測/識別能力。本發明利用多組單孔徑紅外偏振成像探測器組件對目標進行成像，并讓各探測器組件具有一定傾角的，從而形成視場部分重疊，并且使具有相同重疊視場的各單孔徑紅外成像探測器組件的成像圖像之間具有亞像素的位移偏移，從而利用多個偏振圖像實現高精度的目標檢測，緩解大視場與高分辨率的矛盾。

技術領域

本發明屬于光電探測和圖像處理技術領域，涉及一種熱偏振成像系統的成像方法、成像理論和分布模式，具體涉及一種多孔徑視場部分重疊的偏振熱成像方法與裝置。

背景技術

紅外熱成像是當前國內外重點發展的關鍵技術。紅外偏振成像是在紅外成像基礎上，通過獲得每一點的偏振信息而增加信息維度的一種成像技術，不僅能獲得目標二維空間的紅外圖像，而且能獲得圖像上每一點偏振信息。利用增加的偏振維度，可明顯增強偽裝、暗弱等目標與背景的差異，提高目標探測與識別能力。

由于紅外焦平面探測器陣列(InfraRed?Focal?Plane?Array,IRFPA)相對硅基可見光CCD/CMOS探測器規模小得多，使得系統作用距離與成像視場的矛盾更為突出。多孔徑成像技術是當前迅速發展的新型成像模式，可望解決或減緩傳統單孔徑熱成像的諸多問題：1)大視場與高分辨率的矛盾；2)衍射限系統的小型化問題；3)單孔徑成像未發揮光學并行處理；4)成像過程丟失景物三維信息問題；5)缺乏生物視覺對運動物體的自身檢測、跟蹤和判斷能力。

人類與許多哺乳動物都具有堪稱完美的“雙目立體視覺系統”，但其成像視場分辨率并非均勻分布，而是從中心到邊緣像素迅速降低，保證了對大視場的搜索及對關注目標的高分辨凝視辨別，結合雙目交匯視場更可獲得近距離或運動目標的空間定位。而諸如蜜蜂、蜻蜓等昆蟲的復眼則是另一類理想的小型化、多孔徑和大視場的視覺系統，雖然由于復眼子孔徑很小，使昆蟲視力較差，且對環境照度要求較高，但其對運動目標卻具有很高的探測靈敏度，對光的強度、波長(顏色)和偏振等也有較強的分辨力等智能特征。目前人造光電成像系統大多為單目系統，不僅有限的探測器陣列在視場內均勻分布，造成成像視場與分辨率的相互限制，而且單目視覺欠缺運動目標空間定位、快速跟蹤和偏振識別等智能特征。

綜上所述，如何利用仿生原理設計實現多孔徑視場部分重疊仿生熱偏振成像系統，有效地解決大成像視場與高分辨率的矛盾，利用多目信息的互補和豐富，提高目標的偏振識別，是一個值得解決的關鍵問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種多孔徑視場部分重疊的偏振熱成像方法與裝置，能夠實現大視場搜索與高分辨率成像，并且獲取目標場景的偏振信息，突破識別偽裝、隱身以及暗弱目標發現能力，增加對復雜環境或水面耀光等干擾條件下的目標探測/識別能力。

本發明的多孔徑視場部分重疊的偏振熱成像裝置，包括多組單孔徑紅外成像探測器組件，所述各單孔徑紅外成像探測器組件的視場有重疊；具有相同重疊視場的各單孔徑紅外成像探測器組件，其成像圖像之間具有亞像素的位移偏移；并且，所有單孔徑紅外成像探測器組件的偏正角度的和為180°。

進一步的，所述單孔徑紅外成像探測器組件呈圓周均勻分布或陣列均勻分布。

進一步的，相鄰的2個單孔徑紅外成像探測器組件的視場重疊率為10％～90％之間。

進一步的，相鄰的2個單孔徑紅外成像探測器組件的視場重疊率為50％。

進一步的，所述各單孔徑紅外成像探測器組件均設有光學檢偏器，且各單孔徑紅外成像探測器組件的偏正角度成等差數列。

進一步的，部分單孔徑紅外成像探測器組件設有光學檢偏器，設有光學檢偏器的各單孔徑紅外成像探測器組件的偏正角度成等差數列。