[发明专利]基于Stokes矢量的偏振光成像方法和装置

权利要求书

1.一种基于Stokes矢量的偏振光成像方法，其特征在于，包括：

确定被测量偏振光的第一Stokes矢量，所述第一Stokes矢量由尺寸相同的第一矩阵、第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵组成；其中，所述第一矩阵用于表征被测量偏振光的总强度，所述第二矩阵、所述第三矩阵和所述第四矩阵分别用于表征被测量偏振光的偏振状态；

对所述第一Stokes矢量进行预处理，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵；

创建一幅RGB图像，所述RGB图像中每个通道的尺寸均等于预处理后的任一矩阵的尺寸；

用预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵中的元素分别替换所述RGB图像中三个通道相应位置的元素，得到被测偏振光的彩色图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一Stokes矢量进行预处理，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵，包括：

基于预处理前的第一矩阵对所述第一Stokes矢量进行归一化处理，得到归一化后的第二Stokes矢量；

对所述第二Stokes矢量中的每一个元素均取绝对值，得到第三Stokes矢量；

将所述第三Stokes矢量中的每个元素均映射到0～255的整数空间，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一Stokes矢量的表达式为：

式中，S0、S1、S2和S3分别为预处理前的第一矩阵、第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵；

所述基于预处理前的第一矩阵对所述第一Stokes矢量进行归一化处理，得到归一化后的第二Stokes矢量，包括：

将所述第一Stokes矢量中的每个矩阵均除以S0，得到所述第二Stokes矢量，所述第二Stokes矢量的表达式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三Stokes矢量的表达式为：

所述将所述第三Stokes矢量中的每个元素均映射到0～255的整数空间，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵，包括：

针对所述S1_abs、所述S2_abs和所述S3_abs中的每个元素a_ij，均执行：

令当前a_ij乘以255，得到b_ij，并根据下式将b_ij的数值更新为c_ij：

式中，P_ij为b_ij中的整数部分，q_ij为b_ij中的小数部分；

利用更新后的c_ij分别替换相应位置处的a_ij，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵。

5.一种基于Stokes矢量的偏振光成像装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定被测量偏振光的第一Stokes矢量，所述第一Stokes矢量由尺寸相同的第一矩阵、第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵组成；其中，所述第一矩阵用于表征被测量偏振光的总强度，所述第二矩阵、所述第三矩阵和所述第四矩阵分别用于表征被测量偏振光的偏振状态；

预处理模块，用于对所述第一Stokes矢量进行预处理，得到预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵；

创建模块，用于创建一幅RGB图像，所述RGB图像中每个通道的尺寸均等于预处理后的任一矩阵的尺寸；

替换模块，用于用预处理后的第二矩阵、第三矩阵和第四矩阵中的元素分别替换所述RGB图像中三个通道相应位置的元素，得到被测偏振光的彩色图像。