随着当今对海洋领域研究的逐渐深入,海上场景探测已经成为国内外关注和研究的热门领域。贴近海面大气中的水汽经过凝结而形成海盐气溶胶,又被称为海雾。当光在混沌的海雾介质中传输时会出现较为严重的散射现象,其能量在一定程度上被大幅度衰减。因此在成像过程中,场景信息受海雾影响被严重减弱,导致成像效果不乐观。目前,由于传统工业相机采集到的图像所包含的信息应用价值较低,已经不能更好满足研究人员的需求。因此,获取信息量较多的图像将成为该领域迫切需要解决的问题。在分析了海雾图像降质的原因后,为获取效果更佳的图像,针对该问题本文将从偏振成像研究方面入手,主要研究内容分为以下两个方面:(1)关于海雾特殊环境中的偏振成像研究较少。针对传统的工业相机成像清晰度过低的缺点,本文在偏振光学理论基础上,选用基于液晶相位延迟器的原理进行偏振成像。在室外搭建光学成像平台进行海雾成像研究,通过图像处理,即可计算得到含有偏振参量的图像,并对偏振图像进行分析。实验结果表明,由于在海雾环境中强度图像效果不够清晰,采用偏振成像的方式获取图像,不仅可以获取光强图像信息,还可以获取更全面的偏振信息,使得在特殊海雾背景中具有凸显图像中目标的优势,从而提高了图像的利用价值。(2)本文针对现有研究波段单一的缺点,提出了多波段偏振成像研究。以不同浓度海雾环境为介质,通过光学厚度表征海雾浓度。以太阳高度角、多波段为变量,通过对比度、信息熵、偏振度等评价指标对海雾环境中偏振成像优势进行客观地评价。最后进行海雾及非海雾环境中成像的差别对比,本文通过建立人工模拟系统开展室内模拟环境中的偏振成像实验并进行对比分析,为海雾环境中多波段偏振成像提供有力的技术和数据支持。结果表明,随着海雾光学厚度值增加,偏振光在混沌介质中会出现退偏现象,使图像效果模糊。并且分析了在室外环境中,相较于强度图像,偏振图像质量得以提升,且偏振度图像中目标的轮廓更凸显,在670nm波段的偏振成像效果较好。偏振度图像的对比度变化趋势受时间段、太阳高度角的不同所影响,但与强度图像的对比度变化趋势大致相同。这为在恶劣的海雾天气目标勘测、民事活动等领域打下良好基础。