第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 偏振探测
1.2.1 偏振光学基本概念
1.2.2 偏振探测技术的应用
1.2.3 偏振探测技术的优势
1.2.4 偏振探测仪器的发展
1.3 偏振反射特性建模研究现状
1.3.1 BRDF模型的发展
1.3.2 pBRDF模型的发展
1.3.3 典型目标偏振特性及规律的发展现状
1.3.4 偏振谱特性研究发展现状
1.4 偏振探测与偏振特性应用：以空间目标为例
1.4.1 空间目标偏振探测
1.4.2 空间目标偏振特性
1.5 小结
第2章 现有典型偏振反射特性模型
2.1 BRDF模型
2.1.1 BRDF数学表述
2.1.2 Torrance-Sparrow模型
2.1.3 Beard-Maxwell模型
2.1.4 Beckmann-Kirchhoff模型
2.2 pBRDF模型
2.2.1 pBRDF数学表述
2.2.2 Priest-Germer模型
2.2.3 Hyde模型
2.2.4 pBRDF模型仿真分析
2.3 小结
第3章 基于随机表面微面元理论的几何衰减因子修正
3.1 现有典型几何衰减因子及其存在问题分析
3.2 强度几何衰减因子的理论推导及仿真分析
3.2.1 理论推导
3.2.2 仿真分析
3.3 偏振几何衰减因子的理论推导及仿真分析
3.3.1 理论推导
3.3.2 仿真分析
3.4 小结
第4章 三分量偏振反射特性模型
4.1 从菲涅耳公式入手
4.2 基于三分量假设的pBRDF模型建立
4.2.1 现有pBRDF模型存在问题分析
4.2.2 三分量反射假设思想
4.2.3 涂层材料三分量pBRDF模型
4.2.4 金属材料三分量pBRDF模型
4.3 pBRDF模型仿真分析
4.3.1 涂层材料pBRDF模型仿真分析
4.3.2 金属材料pBRDF模型仿真分析
4.4 基于三分量假设的DOP模型建立
4.4.1 DOP模型
4.4.2 DOP通用表达式推导
4.4.3 自然光照射下的DOP表达式推导
4.4.4 线偏振光照射下的DOP表达式推导
4.5 DOP模型仿真分析
4.5.1 涂层材料DOP仿真分析
4.5.2 金属材料DOP仿真分析
4.6 小结
第5章 典型材料偏振特性测量与模型参数确定
5.1 典型材料表面形貌特征测量
5.1.1 金属材料表面形貌特征测量
5.1.2 涂层材料表面形貌特征测量
5.2 偏振反射特性实验测量
5.2.1 偏振反射特性实验测量方法
5.2.2 偏振反射特性实验测量系统
5.2.3 偏振反射特性实验测量过程
5.2.4 实验误差及误差控制
5.3 三分量pBRDF模型参数确定与分析
5.3.1 模型参数确定
5.3.2 模型适用性验证
5.3.3 模型误差分析
5.4 小结
第6章 典型目标材料偏振反射特性模型验证
6.1 pBRDF测量结果与模型验证
6.1.1 金属材料pBRDF测量结果与模型验证
6.1.2 涂层材料pBRDF测量结果与模型验证
6.2 DOP测量结果与模型验证
6.2.1 金属材料DOP测量结果与模型验证
6.2.2 涂层材料DOP测量结果与模型验证
6.3 典型目标材料偏振反射特性规律总结
6.4 小结
第7章 空间目标材料偏振特性分类识别方法研究
7.1 基于偏振指标概率密度分布的材料分类识别方法
7.1.1 基于Stokes矢量的分类识别方法
7.1.2 基于DOLP的材料分类识别方法
7.2 基于pBRDF矩阵的复折射率反演估算方法
7.2.1 现有方法存在的问题
7.2.2 理论推导
7.2.3 估算验证
7.2.4 材料分类识别效果
7.3 空间目标材料偏振特征提取方法研究
7.3.1 目标偏振特征提取方法
7.3.2 偏振成像特征提取实验与分析
7.4 小结
参考文献
后记

目标材质表面偏振反射特性信息能够体现材料的理化特性，提高复杂环境下目标与背景的对比度，因而偏振探测具有增强识别、穿透烟雾和获取材质信息的优点，近几年成为目标探测识别领域研究的热点。而要想从该类探测传感器获取的信息中有效反演出目标特征，必须首先具有高精度的偏振反射特性模型。本书针对现有偏振反射模型误差大导致探测识别效果欠佳的问题，分析光与物质相互作用过程，基于随机表面微面元理论修正了几何衰减因子；从典型材质偏振反射过程入手，提出了三分量偏振反射散射模型，并利用涂层和金属实测数据进行了模型验证；最后以典型空间目标材料为例探讨了基于偏振特性的材料分类识别方法，展现了偏振特性在目标识别方面的显著能力。
本书共七章，系统反映了近年来偏振探测技术、偏振特性建模和材质偏振分类识别等方面的研究进展及本团队的研究成果，可供偏振光学偏振探测与识别、偏振特性建模等领域的研究者、教师、本科高年级学生和研究生阅读，对目标探测与识别领域的有关研究者具有一定的参考价值。