前言

偏振成像技术作为一种新型的光学侦察手段，是光学成像技术的一个重要分支，近年来逐渐受到国内外研究人员的重视，尤其是在军事应用领域的研究成为一大热点。偏振成像技术能够同时获取目标的强度信息和偏振信息，不仅仅依靠空间分辨率，而且通过强度信息和偏振信息的融合对目标进行实时探测。偏振成像技术是一种基于目标偏振特性的光学侦察手段，通过多个偏振方向的偏振分析器，探测目标的反射、辐射光的偏振态，利用偏振态之间的相互关系生成目标图像。

由于偏振信息是矢量，不同物体的偏振信息各不相同，可以通过特殊的偏振解析方法将不同物体的偏振信息区分出来，因此，偏振成像技术能够获取更丰富的目标信息。与现有的光学成像侦察装备相比，偏振成像探测技术主要具有以下几个方面的优势：能够辨别伪装目标；具有穿透雾霾的能力；能够提高水下目标的能见度；能够获取目标更多的细节信息；能够辨识不良照度条件下的目标。偏振成像尤其适合对复杂背景下目标的成像侦察，可同时获取目标光学强度信息和偏振信息，在光电侦察、火控、制导等方面都有极其重要的军事价值，已经成为目标成像探测的热点技术领域之一。

自2004年以来，我们课题组针对战场复杂环境下的成像侦察需求，开展了偏振成像探测理论与技术研究。在偏振光成像探测基础理论研究基础上，重点开展了目标偏振反射特性反演、目标全偏振参量检测及特性分析、偏振矢量大气辐射传输、环境偏振光变化特性反演等研究，解决了单路旋转分时、多路平行同时、单路分光同时等不同偏振成像体制的关键技术，研制了相应的成像探测系统，对偏振成像探测的优势在军事上的应用进行了系统验证，为不良气象条件下成像、揭示伪装目标、提取目标细节特征、改善水下成像效果等提供了有效的新途径。

本书共分为5章：第1章为偏振光成像探测基本理论，介绍了光波的偏振态及其表征、平面波的反射和透射、偏振光学系统的表征等基础知识；第2章为目标反射偏振特性反演研究，主要研究目标偏振特性反演过程、目标偏振双向反射特性反演、目标全偏振参量检测及特性分析、偏振矢量大气辐射传输反演和环境偏振光变化特性反演等内容，为偏振成像探测系统设计及偏振信息解析提供了理论依据；第3章为偏振成像探测系统设计，分析了典型的成像技术体制，重点研究了单路旋转分时成像系统、多路平行同时成像系统、单路分光同时成像系统的组成特点、主要技术参数、系统实现的关键技术及解决途径，介绍了课题组研制的多款偏振光反射成像探测系统，并给出了偏振成像探测系统定标的理论与方法；第4章为偏振图像信息解析与评价，依据处理过程，依次介绍了偏振图像的配准、合成和解析；第5章为偏振光反射成像探测技术的典型应用，主要是针对战场复杂环境下的侦察问题，对雾中目标、伪装目标、水下目标、目标细节侦察等应用情况进行了介绍。

本书主要由陆军炮兵防空兵学院偏振光成像探测技术安徽省重点实验室薛模根教授、王峰教授、韩裕生教授、刘晓博士等编写，吴云智副教授、王勇讲师、袁宏武副教授、张磊副研究员、杨钒讲师也参加了编写。参加有关课题研究的成员有薛模根、王峰、韩裕生、刘晓、吴云智、王勇、杨钒、郑云飞等。

本书内容的研究受到了国家自然科学基金 “雾天条件下海上典型目标全偏振检测方法研究” （41176158）、“海洋典型目标红外偏振方向特性表征方法研究” （41406109）、6项武器装备预研项目等的资助，在此表示衷心感谢。

电子工业出版社对本书的编写和出版给予了热情的支持，对此表示诚挚感谢。书中有不妥之处，敬请读者批评指正。

作者

2018年12月