低对比度目标探测：全偏振成像系统与最优相位控制策略

本文主要探讨了可见光偏振成像系统在低对比度目标探测中的应用。针对在复杂背景下的隐蔽目标检测难题，研究人员设计并搭建了一种采用双液晶相位可变延迟器（LCVR）的分时全偏振成像系统。该系统的关键创新在于提出了一种基于最小2-范数条件数的优化策略，用于控制LCVR两个相位延迟量，以提升系统的性能。 系统的核心原理是利用偏振光的特性，通过测量目标的斯托克斯参数来获取其偏振状态信息。液晶相位可变延迟器可以根据需要调整光的相位，从而在不同时间点收集到不同偏振状态的信息，形成一组数据，这些数据经过处理后能够揭示目标的真实偏振状态，提高目标与背景的对比度。 为了验证这一方法的有效性，研究人员首先对系统进行了标定，通过仪器矩阵的建立，确保了系统能够准确地捕捉和分析偏振信号。接着，他们在实际环境中进行了一次野外成像实验，将一个隐藏在树荫下的绿色涂层目标作为测试对象。实验结果显示，普通强度图像中，由于低对比度，目标几乎难以从背景中区分出来，然而，通过偏振成像技术，反演得到的S0图像中，目标与背景的对比度显著提升，达到了0.2525，这有力地证明了该系统在复杂背景下能有效地探测低对比度目标。 文章关键词包括成像系统、偏振成像、斯托克斯矢量、液晶相位可变延迟器以及图像增强，这些都是研究和实施这种技术的关键术语。这项工作对于军事、环境监测、医学成像等领域具有重要意义，因为它不仅提高了目标检测的灵敏度，还可能减少误报和漏报，提升了实际应用中的可靠性。本文提供了一个有效的解决方案，以应对在复杂环境下寻找微弱信号的挑战，推动了光学成像技术的发展。