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有关偏振相机的检测原理,你知道多少?

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  偏振相机具有高像素、高分辨率、高帧率、高集成度等特点,能提供不同偏振方向(0、45、90、135)和不同格式的图像。该相机能显著提高探测目标与背景的对比度,减小反射光的影响,具有透雾特性。该相机以其独特的优势,在空间目标探测,去雾识别,天文观测、工业检测、生物成像和三维形貌测量等领域具有显著的应用前景。

  偏振相机检测原理:
  1、偏振度:
  光作为电磁波家族的一份子,在经过物体表面反射后,因为物体表面的结构、材质、颜色以及光本身的入射角等物理性质的不同,其偏振方向等也将随之改变,从而使某些反射信息得到加强,某些信息被弱化,这样便可更加有效地得到相应的图像信息,对被测物加以鉴别,如物体表面纹理结构、粗糙程度、表面缺陷等等。
  偏振光分为完全偏振光和部分偏振光。其中,完全偏振光又分为线偏振光、圆偏振光以及椭圆偏振光。线偏振光是指在光的传播过程中,只包含一种振动,其振动方向始终保持在光的偏振同一平面内。
  一般来说,线偏振光可以通过反射、折射、干涉以及散射来产生,还可以通过二向色性晶体、晶体双折射等产生,途径十分多样。
  偏振方向则表示为波此时的振动方向与传播方向不一致时的方向,且只有横波才具有偏振现象,其偏振方向与波的传播方向垂直,纵波则不存在偏振现象,因其传播方向与振动方向一致。
  在使用偏振相机获取图像数据时,偏振度是根本的信息,是衡量电磁波中偏振信息的重要参数,我们习惯上将其描述为偏振光在总光强中所占的比例。
  前面提到Stokes矢量是计算偏振度的数学原理,是光学偏振状态的数学表示。其主要包含四个矢量作为偏振信息的参量:
  I =(|Ex|2)+(|Ey|2);Q =(|Ex|2)-(|Ey|2);U =2ExEycosδ;V=2ExEy sinδ;
  其中,I表示光波的总强度,Q为x方向上线偏振光的强度差,U则表示+π/4方向与-π/4方向上线偏振光的强度差;Ex,Ey表示光的矢量E在x、y方向上的振幅,δ是x、y的相位差;V表示圆偏振光的右旋而非左旋偏振分量占优势,然而自然界中,圆偏振的分量极少,对仪器造成的误差也基本可以忽略不计,一般来说V均记为0。
  
  2、实验原理:
  目前市面上的偏振图像传感器中,带有四向偏振器的SonyIMX250MZR CMOS全局曝光偏振感光芯片较具代表性。四向偏振器便是从四个不同角度测量线偏振光强,从而得到终的偏振图像。
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