提出一种基于偏振辐射图融合的太阳耀光抑制方法。采用同时偏振成像技术对耀光水面进行偏振测量,获得0°、45°、90° 3个方向的偏振辐射图。在耀光受到最强抑制的偏振辐射图中选择残留强耀光区域,计算其Stokes参量,生成区域耀光抑制偏振辐射图。将所选偏振辐射图与区域耀光抑制偏振辐射图融合,进一步抑制耀光强度。室内实验结果表明,该方法可有效抑制耀光,消除图像的饱和像素,获得的融合图的亮度比强度图更加均匀,目标细节和轮廓信息更清晰,目标相对耀光背景的对比度显著提高。

为了实现对动态目标场景的偏振成像，设计了双分离渥拉斯顿棱镜同时偏振成像系统。该系统将分振幅与分孔径相结合，在两个探测器上同时获得四幅偏振分量图像，实现动态场景的偏振成像。在简述系统设计原理的基础上，重点介绍系统光学系统、核心器件以及系统光机结构的设计，并分析系统的偏振成像实验。实验结果表明：系统偏振分光性能较好，四幅8 bit偏振消光图像的残留灰度均在15以下；外触发信号同步控制透射和反射光路，系统最高帧频可达90 Hz，在帧频为25 Hz时同步采集了动态场景的偏振图像，并分析了场景的偏振度和偏振方位角信息，实现了动态场景的偏振成像；系统能够对最近成像距离以外的任意距离的目标清晰成像，系统分辨率达到76.9 cyc/mrad。

偏振成像技术将景物的偏振信息转化为二维图像信息, 从而可以和灰度图像一样对目标景物进行场景特征分析。介绍了基于斯托克斯矢量的偏振成像原理。按照获取斯托克斯矢量方法的不同, 分别介绍了偏振片起偏、偏振棱镜分光和可变延迟波片调制三类分时偏振成像方式, 分振幅、分孔径、分焦平面三种同时偏振成像方式。结合我国的制造水平, 设计了双CCD渥拉斯顿棱镜同时偏振成像实验系统, 并采集了实验图像。分析了各种偏振成像方式的优缺点。指出了偏振激光照明主动偏振成像、光谱偏振成像是偏振成像仪器进一步的发展方向。

介绍了三种主要的同时偏振成像探测方式及其发展现状,总结了同时偏振成像技术的特点,阐述了同时偏振成像技 术的发展前景。针对一种成像方式进行了初步设计,给出了光学系统的设计结果。