1.一种矢量光束在复杂环境中传输的蒙特卡洛算法及偏振成像方法,其特征在于,包括以下三个步骤:定义与光束传播方向垂直的横截面上像素点坐标为(x,y),像素数量分别为Nx、Ny;
偏振成像系统至少由依次放置的光源、偏振成像装置、目标、计算机组成;
步骤1:
利用马赫曾德干涉法,两个空间光调制器进行相位调制,将两束带有不同位相差的左右旋圆偏振光的共线相干叠加合成圆柱轴对称矢量光束;对于偏振成像模型,引入矢量光束作为水下偏振成像系统的主动光源;
步骤2:
使用蒙特卡洛算法,模拟散射粒子散射;
矢量光束散射相函数表示为I,其维度为(Nx×Ny)×1;
其中Mj(θ)(j=1,2)为辐射物性和散射角θ的函数,β为入射角,由于矢量光束不均匀光场,各像素点偏振态不同, 为所述矢量光束各像素点散射相函数,为所述矢量光束各像素点x轴方向线偏振光分量, 为所述矢量光束各像素点45°方向线偏振光分量, 为所述矢量光束各像素点右旋圆偏振光分量;
利用拒绝法求解单、多次散射角,矢量光束散射最大值为各像素点光强最大值集合,可以用Imax表示,其维度为(Nx×Ny)×1;
其中矢量光束不均匀光场,各像素点偏振态不同, 为所述矢量光束各像素点散射相函数光子数为n的最大值,θn为所述各散射角,取I≥RImax时散射角,R为(0,
1)均匀随机数;
当矢量光束与目标物相互作用时,利用偏振成像算法,获得矢量光束照射目标物其后向散射光强IB和后向散射光偏振度phou;
其中Ω为所述目标物所在背景区域的像素数,其维度为(Nx×Ny)×1;
为所述矢量光束后向散射光各像素点总光强, 为所述矢量光束后向散射光各像素点x轴方向线偏振光分量, 为所述矢量光束后向散射光各像素点45°方向线偏振光分量, 为所述矢量光束后向散射光各像素点右旋圆偏振光分量;
步骤3:
利用偏振反演成像算法获得所述目标物的复振幅,对其进行去散射反演成像,获得目标重建图。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:通过在步骤3中所述目标物的复振幅,获得散射后矢量光束stokes矢量偏振信息,使用偏振反演成像方法进行图像重建的表达式为L(x,y);
其中,A∞为无穷远处区域光强值,t(x,y)为透过率函数。