与传统成像技术相比,偏振成像及其测量技术作为一个新兴的研究方向,将传统的图像处理与偏振测量相结合,有效解决了传统成像技术在目标物体探测和识别领域遇到的问题。同时,偏振成像具有受环境因素影响较小,不受光强强度制约等优点,在遥感、环境勘探和医疗检测等方面具有广泛的应用价值。此前偏振成像及测量主要集中于单一波长光的相关研究,即为使用灰度相机对目标场景进行偏振成像。在本论文中,我们将具体研究在宽光谱照明条件下的彩色偏振成像及测量技术,综合提升偏振彩色成像的质量和效果。首先,从复杂环境对人眼和探测器造成影响的角度出发,本文详细叙述了本研究课题的背景和意义;介绍了传统的偏振灰度图像对比度优化的研究成果与不足之处;介绍了散射介质环境中彩色图像复原方法在国内外的研究进展以及不足。最后归纳了本文所研究的主要方向。在第二部分,我们从偏振光学的理论基础出发,介绍了光的偏振特性以及基本物理概念,讨论了偏振光学的基础理论和分析方法。在此基础之上,讨论并分析了常见偏振成像的系统结构和测量装置。在第三部分,本文以单波长被动偏振成像为基础,基于含有彩色相机的宽光谱被动式偏振成像系统,叙述了调节偏振分析器的状态并且实时获得场景中各区域的图像颜色的过程;并提出了以全局对比度优化的判据为准则,搜寻并获得该场景彩色对比度最优化时PSA状态的方法,实现了可见光波段的真实彩色偏振图像的对比度优化。在第四部分,我们基于传统的去雾模型,在考虑了彩色相机通道间的串扰效应后提出了一种基于消除通道间串扰的彩色偏振图像复原方法。本文叙述了消除传统彩色偏振图像复原技术中RGB通道间串扰所引起偏差,从而达到了在散射介质环境下提高复原质量和恢复彩色图像通道间平衡的过程。使用该方法对散射环境下的彩色图像进行复原,在提高成像清晰度的同时还原真实色彩。最后,我们总结了本课题中各研究方向的进展情况并且对未来的研究提出了新的期待。