一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法、装置及电子设备；该方法包括：构建待识别目标的穆勒矩阵；计算半径为1的邦加球内部对应的全部斯托克斯矢量；利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征；以邦加球的形式表示所述偏振特征，并根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果。本发明专利技术可以降低基于穆勒矩阵的偏振识别方法的实现过程的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法、装置及电子设备
本专利技术属于偏振识别
，具体涉及一种基于穆勒矩阵的偏振特性识别方法、装置及电子设备。
技术介绍
光波从物体表面反射时，物体的材料、表面粗糙度及入射角度等因素的不同，会使出射光的偏振态发生变化，利用光波的偏振信息可以对物体表面的材质、组成结构以及表面粗糙度等进行区分，从而实现偏振识别。随着偏振成像和偏振识别技术的发展，偏振信息在遥感探测、癌症检测、生物医学显微和军事目标识别等领域的应用中显示出独特的优势。目前的基于穆勒矩阵的偏振识别方法依赖于目标的穆勒矩阵是否具有特异性。如果有，基于目标的穆勒矩阵中的特定元素分析偏振识别结果；如果没有，则需要对穆勒矩阵进行进一步的分解，并基于分解结果来分析偏振识别结果。因此，现有的基于穆勒矩阵的偏振识别方法的实现过程有时会比较复杂。
技术实现思路
为了降低基于穆勒矩阵的偏振识别方法的实现过程的复杂度，本专利技术提供了一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法，包括：构建待识别目标的穆勒矩阵；计算半径为1的邦加球内部对应的全部斯托克斯矢量；利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征；以邦加球的形式表示所述偏振特征，并根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果。可选地，所述利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征，包括：对所述穆勒矩阵进行矩阵滤波和归一化处理；利用所述全部斯托克斯矢量，从矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。可选地，所述利用所述全部斯托克斯矢量，从矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征，包括：用矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵对每个所述斯托克斯矢量进行调制，得到所述全部斯托克斯矢量对应的全部调制斯托克斯矢量，作为表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。可选地，所述根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果，包括：根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，并基于所确定的偏振类型，确定所述待识别目标的偏振识别结果。可选地，所述根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，包括：当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为长度为1的直线段或类直线段时，确定所述待识别目标为偏振片类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为半径为1的球体或类球体时，确定所述待识别目标为波片类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为轴半径小于1的椭球体时，确定所述待识别目标为退偏器类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为由所述直线段、所述类直线段、所述球体、所述类球体以及所述椭球体中的任意多个的交集所构成的几何形状时，确定所述待识别目标为偏振片和退偏器的组合类型的目标。可选地，所述对所述穆勒矩阵进行矩阵滤波和归一化处理，包括：将所述穆勒矩阵转换为协方差矩阵；将所协方差矩阵表示为对角形式VΛV-1；其中，V为所述协方差矩阵的特征向量，V-1为V的逆；Λ为一个对角矩阵，该对角矩阵Λ的对角线上的各个元素为所述特征向量的各个特征向量值；将所述对角矩阵Λ的对角线上的负值元素设置为0，得到滤波后的协方差矩阵；基于滤波后的协方差矩阵，计算滤波后的穆勒矩阵，并对滤波后的穆勒矩阵进行归一化处理。可选地，所述对滤波后的穆勒矩阵进行归一化处理，包括：将滤波后的穆勒矩阵中的每个元素均除以第一个元素。第二方面，本专利技术提供了一种基于穆勒矩阵的偏振识别装置，包括：构建模块，用于构建待识别目标的穆勒矩阵；计算模块，用于计算半径为1的邦加球内部对应的全部斯托克斯矢量；获取模块，用于利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征；确定模块，用于以邦加球的形式表示所述偏振特征，并根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果。可选地，所述获取模块，包括矩阵滤波和归一化处理子模块和获取子模块；所述矩阵滤波和归一化处理子模块，用于对所述穆勒矩阵进行矩阵滤波和归一化处理；所述获取子模块，用于利用所述全部斯托克斯矢量，从矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。可选地，所述获取子模块，具体用于：用矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵对每个所述斯托克斯矢量进行调制，得到所述全部斯托克斯矢量对应的全部调制斯托克斯矢量，作为表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。可选地，所述确定模块，根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果，包括：根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，并基于所确定的偏振类型，确定所述待识别目标的偏振识别结果。可选地，所述确定模块，根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，包括：当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为长度为1的直线段或类直线段时，确定所述待识别目标为偏振片类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为半径为1的球体或类球体时，确定所述待识别目标为波片类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为轴半径小于1的椭球体时，确定所述待识别目标为退偏器类型的目标；当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为由所述直线段、所述类直线段、所述球体、所述类球体以及所述椭球体中的任意多个的交集所构成的几何形状时，确定所述待识别目标为偏振片类型和退偏器类型的组合体的目标。可选地，所述矩阵滤波和归一化处理子模块，具体用于：将所述穆勒矩阵转换为协方差矩阵；将所协方差矩阵表示为对角形式VΛV-1；其中，V为所述协方差矩阵的特征向量，V-1为V的逆；Λ为一个对角矩阵，该对角矩阵Λ的对角线上的各个元素为所述特征向量的各个特征向量值；将所述对角矩阵Λ的对角线上的负值元素设置为0，得到滤波后的协方差矩阵；基于滤波后的协方差矩阵，计算滤波后的穆勒矩阵，并对滤波后的穆勒矩阵进行归一化处理。可选地，所述矩阵滤波和归一化处理子模块，对滤波后的穆勒矩阵进行归一化处理，包括：将滤波后的穆勒矩阵中的每个元素均除以第一个元素。第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现上述任一基于穆勒矩阵的偏振识别方法所述的方法步骤。第四方面，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法，其特征在于，包括：/n构建待识别目标的穆勒矩阵；/n计算半径为1的邦加球内部对应的全部斯托克斯矢量；/n利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征；/n以邦加球的形式表示所述偏振特征，并根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于穆勒矩阵的偏振识别方法，其特征在于，包括：
构建待识别目标的穆勒矩阵；
计算半径为1的邦加球内部对应的全部斯托克斯矢量；
利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征；
以邦加球的形式表示所述偏振特征，并根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述全部斯托克斯矢量，从所述穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征，包括：
对所述穆勒矩阵进行矩阵滤波和归一化处理；
利用所述全部斯托克斯矢量，从矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述全部斯托克斯矢量，从矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵中获取表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征，包括：
用矩阵滤波和归一化处理后的穆勒矩阵对每个所述斯托克斯矢量进行调制，得到所述全部斯托克斯矢量对应的全部调制斯托克斯矢量，作为表征所述待识别目标的偏振特性的偏振特征。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所表示的偏振特征确定所述待识别目标的偏振识别结果，包括：
根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，并基于所确定的偏振类型，确定所述待识别目标的偏振识别结果。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状，确定所述待识别目标的偏振类型，包括：
当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为长度为1的直线段或类直线段时，确定所述待识别目标为偏振片类型的目标；
当所表示的偏振特征在所述邦加球中的形状为半径为1的球体或类球体时，确定所述待识别目标为波片类型的目标；
当所表示的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，张仕超，韩平丽，邵晓鹏，陈方熠，范颖颖，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61