與(yu) 常見的可見光、遙感、紅外成像等相比,偏振成像可以獲取物體(ti) 的多維度偏振信息,這在圖像視覺領域中有十分顯著和獨到的優(you) 勢。利用偏振相機獲取到的偏振信息,可大幅增強被測物的細節特征體(ti) 現。普通麵陣相機難以辨別的缺陷,利用偏振相機可加以區分。偏振相機具備更強的缺陷識別能力,是各大檢測行業(ye) 的理想選擇。
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偏振相機介紹
光經過物體(ti) 表麵反射後,因為(wei) 物體(ti) 表麵的結構、材質、顏色以及光本身的入射角等物理性質的不同,其偏振方向等也將隨之改變,從(cong) 而使某些反射信息得到加強,某些信息被弱化,這樣便可更加有效地得到相應的圖像信息,對被測物加以鑒別,如物體(ti) 表麵紋理結構、粗糙程度、表麵缺陷等等。
偏振光分為(wei) 完全偏振光和部分偏振光,其中完全偏振光又分為(wei) 圓偏振光和線偏振光。
圖1中給出了無偏振的自然光與(yu) 線偏振光的區別:燈泡發出的光具有任意的振動方向,因此是無偏振的,當它穿透偏振濾光片時,隻有沿著某一個(ge) 特定振動方向傳(chuan) 播的光可以通過,其他振動方向的光要麽(me) 被吸收,要麽(me) 被反射,此時透射光成為(wei) 了完全的線偏振光。當意識到偏振光的重要性,人們(men) 為(wei) 了像複眼昆蟲一樣也能夠看到偏振光,便研發了專(zhuan) 門用於(yu) 偏振成像的設備,我們(men) 稱之為(wei) 偏振相機。
圖1.無偏振的自然光,經過偏振片以後變為(wei) 線偏振光
1852年,斯托克斯(Stokes)提出用四個(ge) 參量來描述光波的強度和偏振態。它們(men) 分別是:S0 、S1 、S2 和S3 。S0表示總的入射光強,S1表示x分量和y分量的光強差,S2表示+45°和-45°偏振分量光強差,S3表示左旋和右旋圓偏振分量光強差。在計算中,一般對S0 、S1 、S2 和S3 進行歸一化處理,S0的值在0和1之間,S1 、S2 和S3 的值在-1到+1之間。對於(yu) 自然非偏光,Ix=Iy,I+45=I-45,Il=Ir。如果S1、S2或者S3不為(wei) 0,則說明存在偏振光。
偏振度DOP(Degree of Polarization):用來表征部分偏振光中偏振光部分的比例:
偏振方向AOP(Angle of Polarization),橢圓主軸與(yu) 傳(chuan) 統坐標係x軸的夾角θ:
傳(chuan) 統的偏振相機,通過旋轉偏振片的角度實現,這種實現方式需要外部機械結構的配合,整體(ti) 相機一般偏大,適合用在科學研究領域。而近年來,隨著偏振相機的發展,出現了2x2傳(chuan) 感器濾波式的新型偏振相機。
圖2.偏振相機中2x2帶filter像元構造
在2x2的鄰域內(nei) ,分別有0°、45°、90°和135°共4個(ge) 方向的filter。圖像傳(chuan) 感器能直接輸出Ix、Iy、I+45和I-45的數據,Stokes參量中的S0、S1、和S2都能方便的計算。
傳(chuan) 統的相機輸出灰度和顏色信息,偏振相機不僅(jin) 僅(jin) 能輸出灰度與(yu) 顏色信息,以0°、45°、90°和135°不同偏振角度數據為(wei) 基礎,計算Stokes參量,得出DOP和AOP信息,如果將DOP的信息mapping到256灰階的圖像上,將會(hui) 看到裸眼視覺不一樣的信息。基於(yu) 獨特的偏振圖像傳(chuan) 感器,使偏振相機更為(wei) 簡單易用。其獨特的特性在去除反光、變形檢測、外殼檢測等工業(ye) 領域也有著廣泛的国产成人在线观看免费网站。
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