王榮昌,王 峰,祖鴻宇,王 勇,任帥軍

(1.中國(guó)人民解放軍陸軍炮兵防空兵學(xué)院信息工程系,安徽 合肥 230031；2.偏振光成像探測(cè)技術(shù)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230031)

1 引 言

作為光的基本特性,偏振信息可以提供更加豐富的目標(biāo)特征信息,包括目標(biāo)的構(gòu)成材料、表面特性和結(jié)構(gòu)特性等。目前,偏振成像被廣泛用于水下檢測(cè)[1-2]和遙感[3]等領(lǐng)域。目前的偏振成像系統(tǒng)主要分為四類:分時(shí)型[4]、分振幅型[5]、分孔徑型[6-7]、分焦平面型[8-9],其中彩色分焦平面偏振相機(jī)將0°、45°、90°和135°四個(gè)方向的偏振信息集成到每一個(gè)“偏振像元”中,并在此基礎(chǔ)上將4個(gè)偏振像元按照拜爾排布規(guī)則,組成(4×4)大小的“彩色偏振像元”,能同時(shí)獲取目標(biāo)的四個(gè)偏振方向的彩色三通道(RGB)強(qiáng)度圖,但存在分辨率損失和像元錯(cuò)位的問(wèn)題[10-11]。目前大多采用插值的方法解析偏振圖像從而提高分辨率,常用的插值方法有雙線性內(nèi)插、雙三次內(nèi)插和基于梯度的插值方法等[12-16],在這些常用的插值方法基礎(chǔ)上,還有根據(jù)強(qiáng)度相似性和偏振相似性在對(duì)角線方向上實(shí)現(xiàn)插值的方法[17]；通過(guò)計(jì)算分塊的方差來(lái)表示分塊的局部光滑性[18]從而平衡雙線性插值和雙三次插值算法的方法；基于張量分解重構(gòu)的圖像塊反向映射獲得全分辨率的偏振圖像的方法[19]等。

雖然傳統(tǒng)插值方法已經(jīng)能達(dá)到較高的偏振圖像解析精度,但都沒(méi)有考慮到由分焦平面相機(jī)偏振像元陣列排布特點(diǎn)導(dǎo)致的像元錯(cuò)位問(wèn)題,即原始圖中每個(gè)偏振像元中的4個(gè)像素點(diǎn)的位置始終存在著一定的偏差,因而下采樣后插值得到的偏振方向圖之間會(huì)存在像元錯(cuò)位的問(wèn)題,用這樣的4幅偏振方向圖計(jì)算偏振參量或者進(jìn)行其他關(guān)聯(lián)性計(jì)算時(shí),都會(huì)造成一定的誤差。

本文在插值算法的基礎(chǔ)上提出一種彩色分焦平面偏振圖像配準(zhǔn)方法。首先將配準(zhǔn)與未配準(zhǔn)得到的彩色偏振參量圖分別與標(biāo)準(zhǔn)偏振參量圖進(jìn)行對(duì)比評(píng)估；然后增加了傳統(tǒng)圖像配準(zhǔn)方式進(jìn)行對(duì)比；最后進(jìn)行了彩色偏振圖像解析效果對(duì)比。結(jié)果表明:應(yīng)用本文提出的配準(zhǔn)算法后得到的偏振參量圖精度高于未配準(zhǔn)得到的結(jié)果和傳統(tǒng)配準(zhǔn)方法得到的結(jié)果。

2 彩色分焦平面偏振成像原理

圖1所示為彩色分焦平面偏振像元陣列排布示意圖,其排布規(guī)則為:像元陣列由彩色偏振像元組成,每個(gè)彩色偏振像元由(4×4)個(gè)基礎(chǔ)像素點(diǎn)組成,其中由 0°、45°、90°和135°四個(gè)偏振方向的像元組成一個(gè)偏振像元,在此基礎(chǔ)上將4個(gè)偏振像元按照拜爾排布規(guī)則,組成一個(gè)彩色偏振像元。通過(guò)該偏振成像系統(tǒng)獲得的原始圖,通過(guò)解析處理可以得到4個(gè)偏振方向的彩色三通道強(qiáng)度圖,進(jìn)而計(jì)算得到彩色三通道偏振參量圖。

圖1 彩色分焦平面偏振像元陣列排布示意圖Fig.1 Diagram of color DOFP polarization pixel array arrangement

彩色分焦平面偏振相機(jī)獲取的原始圖解析得到彩色RGB偏振方向強(qiáng)度圖后計(jì)算偏振參量的過(guò)程中R、G和B三個(gè)通道互不影響,單獨(dú)取偏振方向圖的一個(gè)通道(此處取R通道)進(jìn)行描述,計(jì)算偏振參量的公式為:

(1)

3 彩色分焦平面偏振圖像解析及配準(zhǔn)方法

3.1 彩色分焦平面偏振圖像解析

彩色分焦平面偏振圖像解析流程如圖2所示,彩色分焦平面偏振相機(jī)獲取的原始圖(灰度)首先經(jīng)過(guò)下采樣得到4幅偏振方向強(qiáng)度圖(灰度)；然后對(duì)這4幅圖分別進(jìn)行基于拜爾排布的彩色圖像解析得到4幅彩色RGB偏振方向強(qiáng)度圖(現(xiàn)階段這個(gè)解析過(guò)程的算法已經(jīng)十分成熟,根據(jù)濾光片排布情況直接調(diào)用相應(yīng)的OpenCV庫(kù)函數(shù)即可,故而不做過(guò)多描述)；再然后對(duì)4幅彩色RGB偏振方向強(qiáng)度圖進(jìn)行插值使其變?yōu)樵紙D大小(對(duì)每幅彩色RGB偏振方向強(qiáng)度圖的R、G和B三個(gè)通道分別進(jìn)行插值,插值后進(jìn)行通道融合,三個(gè)通道之間互不影響),最后通過(guò)計(jì)算得到彩色RGB偏振參量圖(4幅彩色RGB偏振方向強(qiáng)度圖計(jì)算偏振參量的過(guò)程中R、G和B三個(gè)通道之間互不影響,分別對(duì)每個(gè)通道的偏振方向圖進(jìn)行計(jì)算得到該通道的偏振參量圖,然后進(jìn)行通道融合得到彩色RGB偏振參量圖)。為簡(jiǎn)化算法描述,后續(xù)只取彩色RGB偏振方向圖中的一個(gè)通道進(jìn)行描述。

圖2 彩色偏振圖像解析流程示意圖Fig.2 Diagram of color polarization image parsing process

在上述流程的插值過(guò)程中,插值后的4幅偏振方向圖存在像元錯(cuò)位的問(wèn)題,以圖2中插值后得到的0°偏振方向圖(4×4)為例,插值后無(wú)法得到最左一列和最上一行的與其他三幅偏振方向圖正確對(duì)應(yīng)(相較于原始圖中每個(gè)偏振像元中的4個(gè)不同偏振方向的像素點(diǎn)位置)的像素點(diǎn),同理,其余三幅偏振方向圖也分別存在兩處無(wú)法與其他偏振方向圖一一對(duì)應(yīng)的邊緣像素點(diǎn)。下一小節(jié)將具體分析產(chǎn)生這種“錯(cuò)位邊緣”的原因,并描述本文提出的配準(zhǔn)方法。

3.2 彩色分焦平面偏振圖像配準(zhǔn)方法

根據(jù)分焦平面偏振像元陣列的特點(diǎn),對(duì)原始圖進(jìn)行下采樣并插值處理后,給每幅偏振方向圖的像素點(diǎn)添加坐標(biāo),如圖3所示。以原始圖中的(0,0)坐標(biāo)的偏振像元為例,該偏振像元由4個(gè)不同偏振方向的像元組成,分別是0°(1,1)、45°(0,1)、90°(0,0)和135°(1,0),原始圖經(jīng)過(guò)下采樣和雙三次內(nèi)插處理后,得到了相同大小的4幅偏振方向圖,其中,每幅偏振方向圖左上角的一個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)分別為:0°(1,1)、45°(0,1)、90°(0,0)和135°(1,0)(此處標(biāo)注的坐標(biāo)是基于原始圖中(0,0)坐標(biāo)的“偏振像元”為基準(zhǔn)),將4幅偏振方向圖相同位置的像素點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)計(jì)算得到各偏振參量圖,取計(jì)算得到的偏振參量圖左上角的一個(gè)像素點(diǎn),該點(diǎn)的像素值計(jì)算結(jié)果如式(2),可以看出,如果以未經(jīng)處理的偏振方向圖進(jìn)行偏振參量的計(jì)算,由于分焦平面偏振像元陣列中每個(gè)偏振像元的4個(gè)偏振方向?qū)?yīng)的像元位置不同,必將產(chǎn)生像元錯(cuò)位現(xiàn)象,因此計(jì)算得到的偏振參量,也必將產(chǎn)生誤差。彩色分焦平面偏振圖像的解析誤差則是由三個(gè)通道的解析誤差共同引起的。

圖3 像元坐標(biāo)示意圖Fig.3 Diagram of pixel coordinates

(2)

根據(jù)上述問(wèn)題,本文采用“切邊法”,即分別“切除”4幅方向圖中的錯(cuò)位邊緣,使得4幅方向圖可以在進(jìn)行偏振參量計(jì)算時(shí),彼此間同一位置的像素點(diǎn)不再受分焦平面偏振像元陣列排布特點(diǎn)造成的像元錯(cuò)位影響。具體的思路是:選定圖3中的0°偏振方向圖為基準(zhǔn)圖,0°偏振方向圖左上角的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(1,1),45°偏振方向圖最左上角的像素點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1),相較于0°偏振方向圖,45°偏振方向圖中該像素點(diǎn)的橫坐標(biāo)值少了1,為了使45°偏振方向圖與0°偏振方向圖中每個(gè)像素點(diǎn)坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng),需要切除45°偏振方向圖最上邊的一行邊緣像素；同理,對(duì)90°偏振方向圖而言,相較于0°偏振方向圖,90°偏振方向圖中像素點(diǎn)橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值都少了1,需要切除對(duì)90°偏振方向圖最上邊的一行邊緣像素和最左邊的一列邊緣像素；同理,對(duì)于135°偏振方向圖而言,相較于0°偏振方向圖,135°偏振方向圖中像素點(diǎn)縱坐標(biāo)值少了1,需要切除135°偏振方向圖最左邊一列邊緣像素。其中,90°偏振方向圖切除了最上邊一行和最左邊一列的邊緣像素,為了使4幅偏振方向圖像素點(diǎn)完全一一對(duì)應(yīng),0°偏振方向圖需要切除最右邊一列和最下邊一行的邊緣像素,45°偏振方向圖除了需要切除最上邊的一行邊緣像素,還需要切除最右邊的一列邊緣像素,135°偏振方向圖需要額外切除最下邊的一行邊緣像素。當(dāng)4幅偏振方向圖分別完成切邊操作后,像元錯(cuò)位問(wèn)題就得以解決,如圖3所示,中間3×3區(qū)域?yàn)橐雅錅?zhǔn)區(qū)域,已配準(zhǔn)的4幅偏振方向圖之間的像素點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的,因此,后續(xù)進(jìn)行偏振參量計(jì)算或者其他方向圖之間的關(guān)聯(lián)操作時(shí),得到的結(jié)果精度會(huì)有所提高。

4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

為對(duì)比配準(zhǔn)和未配準(zhǔn)對(duì)彩色分焦平面偏振圖像解析的像素還原效果,采用分時(shí)偏振成像系統(tǒng)獲取彩色偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖,搭建的分時(shí)偏振成像系統(tǒng)如圖4所示,由灰度相機(jī)、負(fù)責(zé)彩色濾光片轉(zhuǎn)輪(獲取R、G和B三個(gè)波段信息)和偏振波片轉(zhuǎn)輪(獲取0°、45°、90°和135°四個(gè)偏振方向信息)組成,通過(guò)該系統(tǒng)獲取不同場(chǎng)景的彩色偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖(每個(gè)場(chǎng)景對(duì)應(yīng)12張灰度圖片,其中包含0°、45°、90°和135°四組偏振方向圖,每組偏振方向圖包含R、G和B三個(gè)通道的三張偏振方向圖),隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中8個(gè)的0°彩色偏振方向強(qiáng)度圖(R、G和B三個(gè)通道融合得到)如圖5所示。

圖4 分時(shí)偏振成像系統(tǒng)Fig.4 Time sharing polarization imaging system

圖5 8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的0°彩色偏振方向強(qiáng)度圖Fig.5 0° polarization images of 8 groups of experimental data

4.2 實(shí)驗(yàn)流程

彩色分焦平面偏振圖像高效配準(zhǔn)方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)流程如下:

步驟1:將分時(shí)偏振成像系統(tǒng)獲取的0°、45°、90°和135°四組(12幅)偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖直接按照式1計(jì)算得到I、Q、U和P四組(12幅)偏振參量標(biāo)準(zhǔn)圖(假設(shè)偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖大小為M×N),然后將每組偏振參量標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行通道融合得到I、Q、U和P四幅彩色偏振參量標(biāo)準(zhǔn)圖；

步驟2:將分時(shí)偏振相機(jī)獲取的0°、45°、90°和135°四組(12幅)偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖分別按照?qǐng)D2所示的偏振像元中對(duì)應(yīng)偏振方向像素點(diǎn)的位置進(jìn)行下采樣(具體操作如圖6所示,以0°偏振方向圖(包含R、G和B三個(gè)通道)為例,提取分時(shí)偏振相機(jī)獲取的0°偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖中對(duì)應(yīng)中0°偏振像素點(diǎn)位置的像素點(diǎn),得到尺寸變?yōu)樗姆种淮笮〉?°偏振方向圖。),然后對(duì)新的四組(12幅)偏振參量方向圖分別進(jìn)行雙三次內(nèi)插處理,使插值后的尺寸與偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖相等,然后按照式(1)計(jì)算得到四組偏振參量圖,然后將每組偏振參量圖進(jìn)行通道融合得到IUn-Rs、QUn-Rs、UUn-Rs和PUn-Rs4幅彩色偏振參量圖；

圖6 彩色偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖下采樣過(guò)程Fig.6 The sampling process of color polarization direction standard graph

步驟3:在步驟2中下采樣得到的四組(12幅)偏振方向圖的基礎(chǔ)上,分別進(jìn)行雙三次內(nèi)插,為了使切邊后的尺寸與標(biāo)準(zhǔn)圖相等,此處插值后的尺寸取為(M+1)×(N+1),然后按第3節(jié)提出的切邊方法,切除四組(12幅)偏振方向圖的錯(cuò)位邊緣(同一組偏振方向圖中R、G和B三個(gè)通道的切邊方式相同),將切除邊緣后的四組(12幅)偏振方向圖按式1計(jì)算得到四組偏振參量圖,然后將每組偏振參量圖進(jìn)行通道融合得到IRs、QRs、URs和PRs4幅彩色偏振參量圖；

步驟4:將步驟1得到的彩色偏振參量標(biāo)準(zhǔn)圖分別與步驟2和步驟3得到的彩色偏振參量圖對(duì)比,計(jì)算得到未配準(zhǔn)的均方根誤差(RMSEUn-Rs)和配準(zhǔn)的均方根誤差(RMSERs),然后對(duì)比分析RMSEUn-Rs和RMSERs。此處參照OpenCV庫(kù)函數(shù)彩色圖像灰度化的處理方法,通道均值化處理,即取R、G和B三個(gè)通道的誤差的均值。

4.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)

本文采用兩種圖像評(píng)價(jià)指標(biāo),一種是均方根誤差(RMSE)[20],用以評(píng)估配準(zhǔn)前后對(duì)比圖與標(biāo)準(zhǔn)圖誤差情況,公式如下:

(3)

其中,MSE代表對(duì)比圖與標(biāo)準(zhǔn)圖的均方誤差;xd(i,j)為對(duì)比圖坐標(biāo)(i,j)處的灰度值;xb(i,j)為標(biāo)準(zhǔn)圖坐標(biāo)(i,j)處的灰度值;M、N為圖像的寬和高;RMSE數(shù)值越小,代表對(duì)比圖與標(biāo)準(zhǔn)圖之間的誤差越小,圖像質(zhì)量越接近標(biāo)準(zhǔn)圖。

另一種是峰值信號(hào)比(PSNR)[21],用以評(píng)估應(yīng)用不同配準(zhǔn)方法得到圖像的質(zhì)量,公式如下:

(4)

其中,n為每個(gè)像素的比特?cái)?shù);本文中對(duì)應(yīng)的n為255;PSNR數(shù)值越大,代表處理后的圖像失真越小,圖像質(zhì)量越好。

4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比及分析

(1)配準(zhǔn)與未配準(zhǔn)方法誤差分析

將4.1小節(jié)中的8組偏振方向標(biāo)準(zhǔn)圖按照4.2中的步驟得到八組對(duì)比數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 均方根誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.1 The statistical results of RMSE

在表1中,數(shù)字“1”到“8”代表八組實(shí)驗(yàn)編號(hào)；I、Q、U和P代表其對(duì)應(yīng)的偏振參量；Error-Mean代表對(duì)應(yīng)偏振參量(列)的八組RMSE在配準(zhǔn)前后的均值；Error-Std代表對(duì)應(yīng)參量的8組RMSE的標(biāo)準(zhǔn)差。對(duì)于Q、U和P圖,Error-Mean值反映了對(duì)應(yīng)偏振參量的RMSE在不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的平均分布情況。可以看出,未配準(zhǔn)時(shí)計(jì)算得到的Q、U和P圖的Error-Mean分別為40.52、46.56和17.08,而應(yīng)用本文提出的配準(zhǔn)方法后的Error-Mean分別為17.17、19.51和9.88,配準(zhǔn)后Q、U和P的Error-Mean比配準(zhǔn)前分別降低了23.35、27.05和7.2,配準(zhǔn)后各偏振參量的Error-Mean均降低了一半左右,這表明本文所提出的配準(zhǔn)方法有效降低了偏振圖像解析時(shí)存在的誤差。而Error-Std反映了對(duì)應(yīng)偏振參量的誤差在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的穩(wěn)定性,Error-Std越小,誤差的穩(wěn)定性越高?？梢钥闯?未配準(zhǔn)計(jì)算得到的Q、U和P圖的Error-Std分別為20.437、20.236和5.638,而應(yīng)用配準(zhǔn)方法計(jì)算得到的Error-Std分別為9.940、12.625和2.473,配準(zhǔn)后Q、U和P的Error-Std比未配準(zhǔn)時(shí)分別降低了51 %、38 %和56 %,這表明本文提出的配準(zhǔn)方法提高了在不同場(chǎng)景下偏振圖像解析誤差的穩(wěn)定性。經(jīng)上述分析可得出結(jié)論:應(yīng)用本文所提配準(zhǔn)方法不僅能夠有效降低偏振圖像解析時(shí)存在的誤差,而且誤差的穩(wěn)定性也得到了顯著提升?？梢娫撆錅?zhǔn)方法能夠有效提升偏振圖像解析的精度。

然而,配準(zhǔn)后的I圖的Error-Mean和Error-Std相較于配準(zhǔn)前雖然有略微增加,但這種現(xiàn)象具有一定的偶然性。出現(xiàn)這樣的情況是因?yàn)楸疚奶岢龅呐錅?zhǔn)方法是在雙三次內(nèi)插的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,偏振方向圖經(jīng)過(guò)雙三次內(nèi)插拉伸到原始圖尺寸后,存在著許多插值得到的像素點(diǎn)。參照?qǐng)D3所示的配準(zhǔn)區(qū)域示意圖,配準(zhǔn)區(qū)域中的(1,1)坐標(biāo)像素點(diǎn)的強(qiáng)度計(jì)算如式(5),其中I0(1,1)是原始像素點(diǎn),I45(1,1)、I90(1,1)和I135(1,1)都是插值得到的像素點(diǎn)。雖然原始像素點(diǎn)和插值后的像素點(diǎn)計(jì)算得到的結(jié)果相較于標(biāo)準(zhǔn)圖會(huì)有細(xì)微偏差,但是這種細(xì)微偏差是由于雙三次內(nèi)插存在誤差引起的,并不會(huì)影響配準(zhǔn)后的偏振圖像解析精度得到提升的結(jié)論。

(5)

(2)不同配準(zhǔn)方法的對(duì)比

選用圖5(g)代表的一組標(biāo)準(zhǔn)偏振方向圖,在此基礎(chǔ)上應(yīng)用不同配準(zhǔn)方法(增加了傳統(tǒng)圖像配準(zhǔn)方法:FM(傅里葉變換)配準(zhǔn)[22]、FH-FM(快速高精度傅里葉變換)配準(zhǔn)[23]和SURF(Speeded-Up Robust Features)配準(zhǔn)[24])然后分別計(jì)算PSNR,結(jié)果如表2所示。

表2 不同方法的峰值信噪比Tab.2 Different methods of PSNR

通過(guò)表2的數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:①數(shù)值上來(lái)看,對(duì)于I圖來(lái)說(shuō),本文所提配準(zhǔn)方法相較于未配準(zhǔn)和其他配準(zhǔn)方法,PSNR有小幅度的減少；對(duì)于Q、U和P圖,本文所提方法與其他配準(zhǔn)方法相比,PSNR有大幅度的增加；②采用傳統(tǒng)圖像配準(zhǔn)方法對(duì)提升偏振參量圖像質(zhì)量效果不佳。

接下來(lái)通過(guò)實(shí)際的視覺效果對(duì)比不同方法的差異性,圖7所示為在圖5的8幅0°偏振方向圖中選取的(g)圖,以(g)圖所屬的一組標(biāo)準(zhǔn)偏振方向圖為基礎(chǔ),采用不同的配準(zhǔn)方法得到不同的Q、U和P圖,選取同一局部區(qū)域,得到對(duì)比效果如圖所示(因I圖差異較小,視覺上難以區(qū)分效果,故而不列出對(duì)比)。

圖7 0°標(biāo)準(zhǔn)偏振方向圖及局部放大區(qū)域Fig.7 0° standard polarization image and local amplification region

圖8 Q,U和P圖局部區(qū)域?qū)Ρ菷ig.8 Comparison of local areas in Q,U and P images

可以看出,相較于其他方法,采用本文提出的配準(zhǔn)方法得到的Q、U和P圖局部區(qū)域細(xì)節(jié)更接近標(biāo)準(zhǔn)圖,傳統(tǒng)圖像配準(zhǔn)方法效果較差,驗(yàn)證了本文所提配準(zhǔn)方法的合理性。

(3)配準(zhǔn)與未配準(zhǔn)方法的應(yīng)用效果對(duì)比

本小節(jié)采用彩色分焦平面相機(jī)獲取了一幅模型車的彩色偏振原始圖,相機(jī)主要參數(shù)如表3所示。原始圖解析得到的RGB強(qiáng)度圖如圖9所示,分別得到配準(zhǔn)和未配準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的Q、U和P圖(由上一小節(jié)的對(duì)比可知傳統(tǒng)配準(zhǔn)方法不適用于彩色分焦平面偏振圖像解析,故而此處不把這三種方法的效果圖加入對(duì)比),選取同一局部區(qū)域,得到對(duì)比效果如圖10所示(因I圖差異較小,視覺上難以區(qū)分效果,故而不列出對(duì)比)。

表3 彩色分焦平面相機(jī)參數(shù)Tab.3 The parameters of color DOFP camera

圖9 RGB圖及局部放大區(qū)域Fig.9 RGB image and local magnification area

圖10 彩色偏振參量局部圖對(duì)比Fig.10 Local image contrast of color polarization parameters

可以看出,通過(guò)配準(zhǔn)后計(jì)算得到的彩色Q、U和P圖的局部細(xì)節(jié)部分的視覺效果比通過(guò)未配準(zhǔn)計(jì)算得到的彩色Q、U和P圖要好,在應(yīng)用層面驗(yàn)證了本文所提配準(zhǔn)方法的有效性。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從分析分焦平面偏振像元陣列排布特點(diǎn)的角度出發(fā),提出了導(dǎo)致偏振方向圖之間存在像元錯(cuò)位的主要因素,在插值算法基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)配準(zhǔn)方法。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)配準(zhǔn)方法的合理性與有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,得出結(jié)論:所提配準(zhǔn)方法能夠降低試驗(yàn)中的分焦平面彩色偏振圖像解析中存在的像元錯(cuò)位問(wèn)題對(duì)解析精度的影響,解析精度相較于未配準(zhǔn)結(jié)果有明顯的提升。