一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术具体涉及一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置及方法，装置包括：控制系统、显示系统、图像传感器系统和存储系统，控制系统与显示系统、图像传感器系统及存储系统相连接，显示系统还与存储系统相连接；图像传感器系统还与存储系统相连接；控制系统对其他系统进行控制产生人为可调的光谱偏振图像存储并显示，显示系统传递人为操作信号并显示融合后图像，多光谱偏振成像系统产生不同光谱与偏振角度的光谱偏振图像并将图像融合，存储系统存储图像信息完整的光谱偏振图像，本发明专利技术可以获取多个偏振角度的图像，本发明专利技术具有不大于像元阵列的图像覆盖区，提高图像分辨率，本发明专利技术可以通过触摸屏人为控制偏振角度，实现实时可调偏振成像。可调偏振成像。可调偏振成像。

【技术实现步骤摘要】
一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置及方法


[0001]本专利技术涉及偏振成像
，具体涉及基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置及方法。

技术介绍

[0002]偏振成像是一种新型光电探测方法。相比于传统的强度成像，偏振成像可以进一步获取目标的偏振特性，从而提高对比度，增加识别概率。偏振成像在生物医疗、工业检测、地球遥感、现代军事以及海洋和航空领域具有重要应用价值。
[0003]1996年法国研制出多角度偏振光谱成像仪POLDER，采用旋转滤光片的方式实现光谱和偏振方向的选择；2001年美国研制出液晶型 Sagnac 光谱偏振成像仪，使用了一个可变延迟的傅里叶变换偏振分光计VRFTSP作为一个集成的装置；2014年美国研制了新型斯托克斯成像光谱偏振仪，将快速成像技术与偏振调制技术相结合；2018年南京理工大学提出了一种基于FLC和Wollaston棱镜的液晶调制型傅里叶变换成像光谱偏振仪，第一次将FLC作为快速偏振调制元器件用于傅里叶变换型成像光谱仪中来测量光谱偏振信息，并米用“液晶偏振调制与画幅式干涉成像”思想，同时实现高信噪比、宽波段（400
‑
1000nm）光谱和偏振的高速测量。
[0004]目前多光谱偏振成像装置已经实现了分孔径型，分振幅型，分时型，分焦平面型，但图像分辨率依然不理想，获取的偏振角度较为单一，且操作过程较为繁琐，会产生一定量的误差。所以一个可以获取多个偏振角度、高分辨率、可便捷调控的多光谱偏振成像装置是迫切需要的。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的偏振成像装置的分辨率较低、获取的偏振角度单一、操作繁琐和会产生误差的缺陷，从而提供一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置及方法。
[0006]一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置，包括：控制系统、显示系统、图像传感器系统和存储系统；所述控制系统与显示系统、图像传感器系统及存储系统相连接，所述显示系统和图像传感器系统都与存储系统相连接；所述图像传感器系统包括透镜单元、光谱分光单元、堆叠偏振片阵列单元与像元阵列单元；所述透镜单元将收集的反射光传递给光谱分光单元，光谱分光单元对反射光进行光谱分光，经过光谱分光后的光穿过所述堆叠偏振片阵列单元产生不同角度的偏振图像，所述像元阵列单元捕获不同角度的偏振图像，像元阵列单元与图像处理单元连接，所述图像处理单元与存储系统连接。进一步，所述显示系统包括显示单元和触屏单元；所述显示单元分别与存储系统和触屏单元连接，触屏单元还与控制系统连接。
[0007]进一步，所述控制系统包括存储控制单元、显示控制单元和光谱偏振控制单元，存储控制单元与显示控制单元和存储系统连接，显示控制单元还分别与光谱偏振控制单元和触屏单元连接，所述光谱偏振控制单元还与图像传感器系统连接；进一步，所述存储系统包括存储单元与存储控制电路单元；所述存储控制电路单元与存储单元和存储控制单元连接，所述存储单元还分别与图像处理单元、显示单元和存储控制单元连接。
[0008]进一步，所述堆叠偏振片阵列单元33包括5个偏振片阵列层，每个偏振片阵列层上设有多个偏振片。
[0009]进一步，所述偏振片阵列为6
×
6的偏振片阵列。
[0010]进一步，所述偏振片阵列层上的偏振片偏振角度都不同。
[0011]一种基于上述任一项所述的基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置的成像方法，包括以下步骤：步骤一：通过触屏单元输入信号，确定所需图像的光谱及偏振角度；步骤二：显示控制单元接收来自触屏单元的信号并传递给光谱偏振控制单元；步骤三：光谱偏振控制单元接收显示控制单元的信号后控制光谱分光单元对透镜单元中会聚的光进行光谱分光，同时控制堆叠偏振片阵列单元激活至少一个偏振阵列层或停用至少一个偏振阵列层从实现不同偏振角度的成像；步骤四：像元阵列单元捕获处理后图像信息并传输给图像处理单元；步骤五：图像处理单元对不同光谱和不同偏振角度的图像进行融合处理，并将融合后的图像信息传递给存储单元；步骤六：存储单元将图像信息传递给存储控制单元；步骤七：存储控制单元判断该图像信息是否为步骤一中所需图像的光谱及偏振角度，若图像信息为步骤一中所需图像的光谱及偏振角度则存储控制单元向存储控制电路单元发射存储信号，存储控制电路单元将存储信号发送存储单元对图像信息进行存储，存储单元并将图像信息输送至显示单元；若图像信息不是步骤一中所需图像的光谱及偏振角度则存储控制单元向存储控制电路单元发射删除信号，存储控制电路单元将信号发送存储单元对图像信息进行删除；步骤八：重复步骤一至步骤七，直至得到所有所需要的图像。
[0012]进一步，所述步骤五采用斯托克斯矢量法对图像进行融合。
[0013]本专利技术的有益效果为：1.本专利技术通过堆叠偏振片阵列单元产生180个偏振角度的图像，避免了偏振角度单一的问题；2.本专利技术中堆叠偏振片阵列单元产生不同偏振角度的图像且不增加像元阵列单元的覆盖区，图像分辨率提高近20%；3.本专利技术可以通过触摸屏人为控制偏振角度，实现了实时角度可调；4.本专利技术还可通过触摸屏人为控制图像的读取和删除，操作简单方便。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置的结构框图；图2为堆叠偏振片阵列单元的结构图；图3为基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像方法流程图。
[0016]附图标记说明：1
‑
控制系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
‑
存储控制单元；12
‑
显示控制单元；13
‑
光谱偏振控制单元；
ꢀꢀ2‑
显示系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21
‑
显示单元；22
‑
触屏单元；
ꢀꢀꢀꢀ3‑
多光谱偏振成像系统；
ꢀꢀꢀ
31
‑
透镜单元；32
‑
光谱分光单元；33
‑
堆叠偏振片阵列单元；
ꢀꢀ
34
‑
像元阵列单元；35
‑
图像处理单元；
ꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
存储系统；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
41
‑
存储单元；42
‑
存储控制电路单元。
具体实施方式
[0017]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于堆叠偏振片阵列的多光谱偏振成像装置，其特征在于，包括：控制系统(1)、显示系统(2)、图像传感器系统(3)和存储系统(4)；所述控制系统(1)与显示系统(2)、图像传感器系统(3)及存储系统(4)相连接，所述显示系统(2)和图像传感器系统(3)都与存储系统(4)相连接；所述图像传感器系统(3)包括透镜单元(31)、光谱分光单元(32)、堆叠偏振片阵列单元(33)、像元阵列单元(34)和图像处理单元（35）；所述透镜单元（31）将收集的反射光传递给光谱分光单元（32），光谱分光单元（32）对反射光进行光谱分光，经过光谱分光后的光穿过所述堆叠偏振片阵列单元(33)产生不同角度的偏振图像，所述像元阵列单元（34）捕获不同角度的偏振图像，像元阵列单元（34）与图像处理单元（35）连接，所述图像处理单元（35）与存储系统（4）连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示系统（2）包括显示单元（21）和触屏单元（22）；所述显示单元（21）分别与存储系统（4）和触屏单元（22）连接，触屏单元（22）还与控制系统(1)连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制系统(1)包括存储控制单元(11)、显示控制单元(12)和光谱偏振控制单元(13)，存储控制单元(11)分别与显示控制单元(12)和存储系统(4)连接，显示控制单元(12)还分别与光谱偏振控制单元(13)和触屏单元（22）连接，所述光谱偏振控制单元（13)还与图像传感器系统(3)连接。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述存储系统（4）包括存储单元（41）与存储控制电路单元（42）；所述存储控制电路单元（42）分别与存储单元（41）和存储控制单元(11)连接，所述存储单元（41）还分别与图像处理单元（35）、显示单元（21）和存储控制单元(11)连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述堆叠偏振片阵列单元(33)包括5个偏振片阵列层，每个偏振片...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，杨威，刘嘉楠，谭勇，罗凯明，刘楠，张肃，战俊彤，李英超，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：