目标探测是光电跟踪与场景识别领域的一个重要课题，自然场景的日益复杂以及隐藏

技术的不断发展，导致常规探测手段难以有效探测隐藏目标。作为一种新兴的探测手段，

偏振成像探测区分目标与背景的辐射及偏振特征差异，获取强度和偏振信息的同时，能够

有效增强图像细节，提高复杂背景下的探测效率。

本文主要对可见光偏振成像技术在目标探测和场景识别领域中的应用进行研究，主要

包括以下内容：

第一部分，介绍了偏振探测的理论基础。对偏振成像探测的产生原理、传输过程以及

偏振图像获取的一般流程进行了介绍，重点研究了多方向偏振图像的采集、图像预处理以

及偏振特征的提取等过程。

第二部分，对偏振成像探测技术中的偏振信息融合以及偏振目标增强进行了研究。偏

振信息融合过程中重点对多尺度变换融合方法进行了介绍，在金字塔变换、小波变换、非

下采样轮廓波变换（NSCT）以及非下采样剪切波变换（NSST）等理论的基础上，提出了

一种基于非下采样剪切波变换（NSST）的可见光偏振图像融合方法；而偏振目标增强中则

介绍了引导滤波理论，并提出了一种基于双尺度引导滤波器的目标增强算法；最后对偏振

图像的融合增强效果的主客观评价指标进行了阐述。

第三部分，选取多种可见光和红外目标场景，搭建实验平台进行基于偏振成像的目标

探测实验。根据提出的偏振图像融合增强算法分别对强度图像和偏振特征图像进行融合增

强处理，所得实验结果与均值方法、金字塔变换方法、小波变换方法以及NSCT 变换方法

进行了主观和客观对比，并得出实验结论。