第30卷，第3期 2010年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.3,pp729-734
March,2010
基于遗传LM算法的涂层目标光谱偏振BRDF建模分析
丽，潘泉，程咏梅，王
陈超，赵永强，罗
上凯
西北工业大学自动化学院，陕酉西安
710072
商要通过比较测量方法测量得到绿漆涂层木板探测目标在400～720nm的光谱偏振二向反射分布函数摘
值，从获得的户外试验测数据人手，分析与探测角、波长之间的关系，通过有限探测条件得到的光谱偏振二向反射分布函数值(BRDF)建立光讲偏振BRDF模型，来描述探测目标的偏振二向反射特性。其中利用基于小面元的模型建立光谱偏振BRDF模型，利用遗传算法和Levenberg-Marquardt(LM)算法相结合的优化算法来获得非线性模型参数。仿真实验结果表明采用的遗传LM优化算法具有较好的性能，能较快较准确得到非线性的模型参数。真实实验数据证明了基于小面元模型的正确性，表明光谐偏振二向反射分布函数建模方法结果的可靠性。最后与绿漆涂层铁板目标的模型反演参数进行比较得出：2种不同材质、相同颤色涂层的且标，具有较为接近的折射率，其较小差别可以理解为由涂层的厚度、均匀程度的不同导致，而非不同的材质所引起。
关键词涂层月标；遗传LM算法；光谱偏报BRDF；小面元模型
中图分类号：0433.1
引言
文献标识码：A
DOl:10.3964/j.issn.1000-0593(2010)03-072906
测几何位置关系、波长之间的关系，建立基于小面元的非线性光谱偏振二间反射分布数模型。考患到遗传算法在非线性参数反演的优势及较难得到一致精确解，提出遗传
二向反射分布函数(BRDF)"能够较为全面地描述探测日标的空间微射分布特性。偏报特性是探测月标本身所具有的较为稳定的特性，不同性质的日标之间偏振特性差异较大，特别是前景和背景之间的差异更为明显，光谱偏振 BRDF是研究在较高的波长分辨率下获得探测月标表现出的偏报二向反射特性，不仪获得对应波长偏振二向反射分布函数的空间分布，同时也获得任意入射角和散射角的光谱偏振二向反射分布函数随波长的变化规律，研究目标的光谱偏振反射特性在地物巡感、计算机图像处理、日标识别、物质分类等领域都有广泛的应用("")。
涂层月标作为普遍的军事伪装目标，因而研究其光谱偏振特性，对于伪装目标的检测、识别及分类具有重要的现实意义(6})。对探测月标进行每个角度及方位的测基，显然是不切实际，也是不必要的，因而利用有限的测量实验值建立描述模型，并推广到2x空间是非常必需的。目前采用的模型主要是针对单波段(*)，同时也没有考虑目标的偏振特性()。本文通过分析涂层日标光谱偏振二向反射特性与探
收稿日期：2009-03-22，修订日期：2009-06-26
LM的优化算法，将遗传算法得出优化解作为LM131算法的初值，再得到精确的模型参数值。反演得到的模型参数包含了表达物质本质特征的折射率，将其应用于物质分类具有良好的应用前景()，利用实验仿真数据证明了所用算法的有效性。通过户外实验测量得到的真实数据验证了采用模型及模型反演方法的正确性与靠性。进行户外实验时，为了分析相间涂层颜色、不同材料目标之间的区别及联系，同时测量了相同涂额色涂层不同材质目标的光谱偏振二向反射分布兩数值。通过分析比较得出两种相间额色的涂层目标具有较为接近的折射率参数，表明两种不同材质、相同额色涂层的目标，其光谱偏报二向反射特性的相似性由涂层的厚度、均匀程度的不同导致，而非不同的材质所引起。
光谱偏振BRDF及其户外测量
BRDF能很好地将材料的反射特性和散射特性有机地统一于同一概念中，它表示一个基本的光学待性，是对于某
基金项目：国家自然科学基金项日（60602056），国家自然科学基金重点资助项月（60634030)，高等学校博士学科点专项科研基金项日
(20060699032)，航空科学基金项目（2007ZC53037)和西北工业大学英才计划基金项目资助
作者简介：陈超，1985年生，西北工业大学自动化学院硕·七研究生
*通讯联系人
万方数据
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