偏振光技术近年来发展迅速,光束的偏振状态已被人们了解和应用。随物体纹理、表面结构、光入射角度的不同,反射光波的偏振状态也不尽相同,反射光的偏振状态蕴含了物体表面的多种信息,其提供的偏振度、图像的强度、椭偏率和偏振角等信息反映了被测物体的不同物理特性,把信息量从三维(空间、光谱和光强)扩展到多维(光强、光谱、空间、偏振度、椭偏率以及偏振角)。斯托克斯成像技术是以成像光的斯托克斯参量的获取和处理为主的偏振水下成像技术,具有成像准确度高、信息丰富,各参量图像间互补性和冗余性强等优点,是一种较为理想的近海水域浑浊水体中的成像方法。为提高成像系统的成像精度,本文在传统的偏振成像系统中使用了液晶相位延迟器(LCVR)替代传统的相位调制器件。液晶相位延迟器是一种新型的向列型的液晶材料做成的偏振器件,可以改变控制电压从而得到不同延迟量的偏振光。文中对LCVR两种波长入射光的调制电压和相位关系进行了精确标定,并以此为基础搭建了基于LCVR的近海水下斯托克斯成像系统,消除了波片手动调节带来的误差,提高了系统的精度,获得了较为理想的实验结果。研究中发现,由于海水中特殊的成像环境,水下电视常用的普通光学成像方法拍摄到的图像色彩对比度差,不利于人眼识别目标。为了克服以上困难,本文建立偏振信息空间模型,采用斯托克斯成像和图像处理技术相结合的技术手段突出了目标特征,将斯托克斯成像技术和HSV颜色空间相结合,将物体反射光的的偏振度P与偏振角θ的数值分别对应到HSV空间内,将其在HSV颜色空间中展现出来,实验结果证明,这种水下视频信号彩色化处理的方法可以提高水下图像的识别和分辨能力。