[发明专利]一种偏振成像系统逐点标定方法

摘要

本发明涉及一种偏振成像系统逐点标定方法，属于偏振成像技术领域。本发明通过偏振成像系统采集多组4通道偏振图像，应用大视场轴外斜光束入射偏振成像理论计算出边缘视场出射光的强度和中心视场强度之比，根据中心视场的线偏振光归一化的斯托克斯矢量得到边缘视场线偏振光的斯托克斯矢量，再根据仪器矩阵、斯托克斯矢量和通道强度的关系求得每组4通道图像的逐点仪器矩阵，最后应用最小二乘法求得标定的逐点仪器矩阵。本发明应用逐点仪器矩阵标定的偏振成像系统解算的偏振度和偏振角信息比分区仪器矩阵标定的系统计算的信息更加准确和接近理论值。因此解决了传统标定方法精度不足的问题，减小偏振成像系统的探测误差，提高偏振成像检测的精度。

主权项

1.一种偏振成像系统逐点标定方法，其特征在于：包括如下步骤；步骤1、偏振角可调的线偏振光入射待标定四通道偏振成像系统，系统采集n组不同偏振角的呈矩阵分布的多个像素组成的四通道偏振图像，即每个通道得到n幅图像；所述n大于等于通道数量；步骤2、以成像面中心为原点建立像面坐标系oxyz，由于系统的像面上不同像素接收到的光具有不同入射角，像面上任意点A，在像面坐标系中的坐标为(x，y)，因此可得其中θ为入射光方向和偏振片光轴夹角，f为系统焦距，d为相邻像素间距；步骤3、ψ’为偏振片透光轴与参考坐标系y轴的夹角，则得到其中ψ为入射光振动方向与偏振片透光方向夹角；步骤4、基于轴外斜光束入射偏振成像理论，即无偏自然光经过偏振片后变成偏振光，但是边缘视场与中心视场出射光的强度并不一致，自然光斜入射偏振片，边缘视场出射光的强度与中心视场强度之比为：ρ_N＝1‑sin²θsin²ψ  (3)步骤5、系统像面的中心视场的线偏振光归一化的斯托克斯矢量表示为S₁＝[1，cos2ψ’，sin2ψ’，0]^T，那么边缘视场线偏振光的斯托克斯矢量表示为S₂＝(1‑sin²θsin²ψ)[1，cos2ψ’，sin2ψ’，0]^T；步骤6、通过步骤一拍摄的每幅图像的灰度和辐射强度的关系，得到每个通道接收的辐射强度。根据下式：其中I_n⁽¹⁾、I_n⁽²⁾、I_n⁽³⁾和I_n⁽⁴⁾为第n组4个通道探测器接收的辐射强度，S₂为考虑边缘视场的入射线偏振光的斯托克斯矢量，得到M⁽ⁿ⁾_ins，最后通过最小二乘法可求得图像中每个像素点的仪器矩阵M_ins，其中仪器矩阵第4列M₁₄＝[0,0,0,0]^T，即实现逐点标定：