成像探测技术在传统领域上主要是专注于探测目标的强度相关信息和光谱相关信息。而在现今,目标背景情况愈发复杂,需发展能够探测目标其他信息的探测成像系统,实现在复杂背景下探测目标。偏振成像是一种能够探测目标偏振特性信息的新兴技术,偏振特性信息是与包括光波的波长、相对相位、能量振幅等类似的特有属性。在目标探测中,因为其能够提供在基础信息之上的更多信息,而且因为目标偏振信息一般对强度、温差等不敏感,在探测强度成像时,能够改善其强度效果不明显的情况。此外偏振图像可以区分人造目标与自然目标,凸显伪装的人造目标,在偏振度有所区分的情况下,它可以提供更多的细节与纹理相关信息。在军事、民用领域有着广大的前景。本文以两方面作为重点内容,一是设计能够测量探测目标Stokes参量的分焦面式偏振系统,二是对探测图像进行算法上的处理与增强,目的是实现在一定波段下对目标偏振信息的探测与利用偏振信息成像,实现偏振成像探测,达到降低偏振成像光学系统复杂度、载荷简单化的效果。偏振图像的重构増强采取了两种方法,分一种为基于各向异性小波与对图像去噪改良的融合算法,另一种是基于视觉显著性与非下采样轮廓波相结合的融合算法。首先对分焦面式系统成像的机理进行探究,给出能够测量目标偏振度的系统结构。根据系统的相关参数设计并优化系统相关的偏振原件结构。将测量得到的Stokes参量进行处理计算,得到目标的偏振度图像、偏振角图像,接下来应用多尺度分析方法,在算法层面对目标进行重构,采取了运用基于传统小波、基于视觉显著性两种不同的方法对图像进行融合得到最终的增强图像,并对两种方法进行评价,给出相关分析。证明两种算法都能对目标图像的信息进行重构增强。文章最后给出了不同方法的优缺性,与应用场合。得到了基于视觉显著性与非下采样轮廓波变换的算法稳定性相对较好,但计算大,同时对噪声敏感;对比基于改进小波的算法运行快速,对噪声兼容性强,但是对不同目标不稳定的结论。同时对课题未来的发展方向做了展望,。