[发明专利]水面目标偏振遥感探测能力评价方法

说明书

本申请公开了一种水面目标偏振遥感探测能力评价方法，包括步骤：通过偏振成像系统获取水面目标与背景的偏振图像数据；对所述水面目标和背景的偏振图像数据进行向量分析；建立目标与背景探测器平面偏振对比度模型；对所述水面目标反射光与所述背景反射光的偏振探测对比度进行离差标准化；获取最佳检偏角。本发明充分考虑了光学遥感检偏器的偏振片在一定检偏角情况下得到目标与背景透过检偏器后的对比情况，按照本发明的评价方法得到的最佳检偏角可以为光学遥感偏振探测器检偏角的确定提供依据。本发明离差标准化后的目标与背景探测器平面偏振对比度模型是非负且归一化的，易于统一评价标准，增加了评价指标的可理解性，具有更广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及水面目标遥感探测领域，尤其涉及一种水面目标偏振遥感探测能力评价方法。

背景技术

传统的目标探测问题是在非偏振的条件下，通过计算目标与背景的可见光强对比度或辐射强度对比度来评价目标探测的能力。传统的偏振目标探测问题通过计算偏振度对比度来评价目标偏振探测的能力。这种方法认为目标与背景的偏振度差异越大，探测到的目标就是更容易从背景中被辨别出来的。该方法的偏振度对比度有介于-1到1之间和大于等于0两种描述方式。

实际上，目标与背景的偏振情况除了偏振度以外还有一个重要的参数是偏振角，上述传统的偏振目标探测问题通过计算偏振度对比度来评价目标偏振探测的能力的方法并未考虑偏振角的情况，仅能反映目标与背景偏振度大小对比，不能说明整个偏振探测最终被探测器接收的强度分布，且存在负值和非归一化导致评价指标可比较性和可理解性较差。

发明内容

本发明公开了一种水面目标偏振遥感探测能力评价方法，包括步骤：

通过偏振成像系统获取水面目标与背景的偏振图像数据，包括步骤：

在所述偏振成像系统中同时放置0°、45°、90°、以及135°四个偏振角度的偏振片；

在所述偏振成像系统中不放入1/4波片情况下，通过所述0°、45°、90°、以及135°四个偏振角度的偏振片获得水面目标反射光和背景反射光的Stokes参数S₀、S₁和S₂；

在所述偏振成像系统中的0°和135°偏振角度的偏振片通道中放入1/4波片，旋转所述1/4波片得到所述水面目标反射光和所述背景反射光的Stokes参数S₃；

用所述偏振成像系统获得不同太阳高度角下的水面目标反射光和背景反射光的Stokes参数；

对所述水面目标和背景的偏振图像数据进行向量分析，包括步骤：

建立Stokes参数模型；

利用所述Stokes参数模型，计算得出所述水面目标反射光和所述背景反射光的偏振光强度I、水平方向偏振光强度Q、45°方向偏振光强度U、以及右旋圆偏振光强度V；

通过所述水面目标反射光和所述背景反射光的偏振光强度I、水平方向偏振光强度Q、45°方向偏振光强度U、以及右旋圆偏振光强度V，计算得出所述水面目标反射光和所述背景反射光的偏振度DOP；

通过所述水面目标反射光和所述背景反射光的偏振度DOP，计算出所述水面目标反射光和所述背景反射光的自然光强度；

通过所述水面目标反射光和所述背景反射光的45°方向偏振光强度U和水平方向偏振光强度Q，计算出所述水面目标反射光和所述背景反射光的偏振角PA；

建立目标与背景探测器平面偏振对比度模型，包括步骤：

建立所述目标与背景探测器平面偏振对比度模型，模型为：