雾霾中的目标识别、海底探测、水下成像、生物医学诊断以及酒水生产中的异物检测等实际应用场景中,均涉及浑浊介质中的目标检测问题。浑浊介质中散射粒子的后向散射导致目标信息被掩盖,目标检测、目标识别等工作的开展较为困难。本文将图像处理与偏振成像技术相结合,提出了基于偏振差分成像的浑浊介质中目标检测方法。首先,本文对基于偏振差分成像的浑浊介质中目标检测的研究背景及意义,以及国内外研究现状进行了分析。其次,阐述了基于偏振差分成像的系统,包括偏振态图像采集子系统、数据处理子系统及成像显示子系统。然后,详细介绍了偏振特性数据库及其交互界面的建立过程,实现了记录的查询、管理,便于快速获取典型浑浊介质及目标的光偏振特性,为偏振信息解析及目标检测提供先验知识。接着,针对浑浊介质干扰目标检测的问题,一方面采用图像处理的方法,提出了导向滤波与Vi Be结合的目标检测算法;另一方面利用偏振差分成像消除浑浊介质中的散射干扰,提出了基于偏振差分图像与光强图像融合的二次目标检测算法。最后,介绍了浑浊介质中目标检测算法的硬件实现,包括硬件实验环境、目标检测各硬件模块的设计,并开展多组硬件实验。实验结果表明,本文提出的基于偏振差分成像的浑浊介质中目标检测系统能够克服水下、雾天等浑浊介质环境中的散射干扰,目标检测完整度更高、细节信息更加丰富。为海底探测、雾天目标检测、医学诊断等民用及军用领域浑浊介质中的目标检测提供一些参考价值和意义。