基于颜色传递和目标增强的夜视图像彩色融合

颜色传递是获得夜视图像自然彩色的一种方法,以红外和微光图像为研究对象,提出了一种基于颜色传递和目标增强的夜视图像彩色融合方法。首先结合红外和微光图像各自的特点,采用TNO法生成伪彩色融合图像(目标图像),很好地保留了图像的细节信息,然后选取一幅相近的参考图像,把目标图像和参考图像转换到YCbCr颜色空间进行各个通道一阶(均值)和二阶(标准差)统计量匹配的颜色传递,同时在Cr通道引入一个对比度增强因子来增强图像中的兴趣目标。实验结果表明,文中方法不仅使得夜视图像获得了如白天参考图像般自然、真实的色彩,而且提高了图像的细节,目标也更加突出,更有利于观察者对场景的理解。     

基于稀疏表示和色彩传递的图像融合与彩色化

针对红外图像和微光图像的特点,提出一种基于稀疏表示和色彩传递的双波段图像融合与彩色化方法。该方法首先采用改进的基于K_SVD的分块稀疏表示获得红外与微光图像的稀疏融合图像,然后在YUV空间采用基于色彩传递的自然感彩色夜视处理技术,对红外与微光图像进行彩色化融合,最后用稀疏融合图像的灰度值代替彩色融合图像的Y分量,从而实现双波段图像的融合与彩色化。实验表明,本文提出的彩色融合算法能够综合红外与微光特征信息,且使图像具有最佳的亮度对比和细节信息,图像色彩更易于人眼观察。     

一种彩色夜视实时图像融合系统

在彩色夜视图像融合基础上,针对线性组合算法和直接映射算法实时性高的特点,提出了一种基于CPLD的双通道彩色夜视的实时图像融合系统,并阐述了其设计原理,系统的结构、特点和功能.用verilogHDL硬件描述语言实现了相关的算法和设计.实验结果表明,融合图像接近自然色彩,同时能够反映两个波段的图像的特点.该系统可以实现实时的线性组合算法和直接映射算法,将红外与微光或者微光与微光等不同波段组合,是一种简单、高效彩色夜视系统.     

基于融合图像特征库的夜视图像彩色化研究

提出一种基于图像融合技术的夜视图像彩色化方法,结合红外图像和微光图像各自的特点,利用小波图像融合的方法把红外图像和微光图像进行融合,从大量的融合图像中提取不同物体的纹理特征,构成野外环境下的纹理图像库,并对每类图像指定相应的彩色参考图像。对目标图像进行分割,提取目标图像的纹理特征与图像库进行相似性对比,完成目标图像的色彩传递。实验结果表明,该算法获得真实的场景色彩,使观察者更容易获得图像的场景信息。     

基于小波和色彩传递的夜视图像彩色融合技术

提出一种基于小波和色彩传递的夜视图像的彩色融合方法,使观察者更容易获取图像的场景信息。结合红外图像和微光图像各自的特点,利用NRL法把红外图像和微光图像映射到彩色空间形成假彩色图像(源图像),然后通过小波变换对源图像和参考图像进行多分辨率分解,计算不同分辨率下的均值和标准方差,将各分量根据参考图像和源图像的标准方差比进行缩放,把参考图像的色彩分布传递给源图像。实验结果表明,通过与传统方法的比较,本文算法不仅获得真实场景色彩,还可以提高图像的细节信息,改善场景感知。     

基于改进Retinex算法增强夜视融合图像的颜色传递

颜色传递是获得夜视图像自然彩色的一种方法。 本文利用颜色传递技术得到红外与微光融合 图像的自然彩色,在采用匹配邻域亮度均值和标准差颜色传递算法的基础上,提出了通过增 强夜视融合图 像的亮度-对比度来提高匹配精度,减小传统算法中由于亮度接近导致在颜色传递过程中的 误传现象。首先 利用像素平均法将红外和微光图像进行灰度融合;然后采用提出的改进多尺度Retinex增强 算法将融合图像 进行增强;最后在YCbCr颜色空间匹配灰度融合图像与参考彩色 图像亮度的均值和标准差,应用颜色传递 技术得到彩色夜视图像。实验结果表明,本文采用改进的多尺度Retinex算法使融合图像的 亮度-对比度得 到显著的提升,经过颜色传递后得到的彩色图像纹理细节清晰,目标背景对比度高,具有和 参考图像相近的真彩色。     

面向微光/红外融合彩色夜视的场景解析方法

彩色夜视技术可以将微光/红外双谱图像融合成一幅适于人眼观察的彩色图像,而恰当的场景解析方法能够对彩色夜视图像的内容做出自动化分析,进一步减轻人眼的观测负担。针对彩色夜视场景丰富多变、对算法灵活性要求高的特点,提出了一种可在线扩展的场景解析方法。该方法基于非参数模型,预测景物类别时不需要训练过程,只需要使用数据库中具有语义标记的样本图像, 通过将待解析图像与样本图像进行全局及局部匹配来实现语义标签的传递。而且,数据库可以根据应用场景的不同随时进行动态扩充。实验结果表明:该方法在包含城市、乡野等多种场景的夜视图像上,以及由统计色彩映射、TNO、NRL等多种融合方法得到的、具有不同色彩表征的彩色夜视图像上都具有令人满意的准确率。     

基于多核DSP 的微光与红外图像彩色融合系统

针对微光与红外图像彩色融合实时性强、数据量大的特点,提出了一种基于多核DSP 的微光与红外双波段图像实时融合系统。选用Altera 公司带串行收发器的FPGA Cyclone IV 完成图像的采集、预处理和外围设备的控制,采用TI 公司最新的8 核高性能DSP TMS320C6678 完成图像融合。通过SRIO(Serial RapidIO)接口实现两者之间的数据传输,完成双波段图像融合和色彩传递,将彩色图像的颜色信息传递给融合图像。该系统可以实现有效的图像融合和色彩传递,适合双波段视频自然感彩色融合系统应用。     

美军微光夜视头戴系统技术进展

微光夜视装备隐蔽性好,成本比红外热像装备低,是拓展人眼低照度条件下视觉感知的重要手段,在军事和民用领域都有广泛应用。综述了美军微光夜视头戴系统的发展情况,分析了美军AN/AVS系列、AN/PVS系列以及微光/红外融合夜视镜、夹式热像仪、陆用全景夜视镜、双筒增强型夜视镜、集成视觉增强系统的特点和发展趋势,并对微光夜视头戴系统在高性能像管、固体微光夜视技术和微光/红外融合技术等方面的发展前景进行了讨论,为国内微光夜视头戴系统研制提供了参考。     

夜视图像的彩色融合技术及其进展

介绍了夜视彩色图像融合算法的研究进展 ,着重分析了以接近自然色彩为目的的MIT法以及我们提出的线性组合法、基于视觉拮抗模型的非线性图像增强与线性组合法结合的混合结构法 ,给出了若干组场景下各方法的微光与热成像的彩色融合图像以及微光彩色融合图像 ,显示出良好的目视观察效果 ,提出了需要进一步研究的问题和关键技术。     

中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制

报道了中/长波切换工作模式的双色量子阱红外焦平面研制。通过特殊设计的器件和读出电路结构,获得了可对中波波段和长波波段选择的切换架构。突破了双色量子阱材料、器件以及读出电路等关键技术,研制出384288规模、25 m中心距双色量子阱红外焦平面探测器。在70 K条件下器件性能优良,噪声等效温差为28 mK(中波)和30 mK(长波),响应峰值波长分别为5.1 m(中波)和8.5 m(长波)。室温目标红外成像演示了探测器的双色探测功能。     

伪随机瞬态激光助视图像与常态微光图像融合技术研究

给出了拉普拉斯金字塔算法及微光双谱图像空间域融合的准则,并用金字塔技术对随机瞬态激光助视图像与常态微光图像进行了融合处理,改善了微光夜视图像质量,增强了夜视系统所获取的战场信息量.并用假彩色增强方法得到了可视性较好的彩色图像     

提高夜视融合目标可探测性的颜色对比度增强方法

根据人眼视觉系统特性,分析了场景理解和目标探测对彩色融合的要求,并据此提出了一种通过颜色对比度增强来提高目标可探测性的夜视融合方法.该方法使热目标呈红色,冷目标呈蓝绿色;根据红外图像特征,引入了一种和红外图像各像素亮度与图像平均亮度的偏离相关的颜色对比度增强因子,利用该因子可增强目标与背景的颜色对比度,弥补颜色传递彩色融合方法在颜色对比度上的不足,能有效提高目标可探测性.实验表明该方法既能突出红外目标,又能保持丰富的背景细节,在增强场景理解的同时提高了目标可探测性.     

Large-Format Voltage-Tunable Dual-Band Quantum-Well Infrared Photodetector Focal Plane Array for Third-Generation Thermal Imagers

We report a large-format (640 times 512) voltage- tunable quantum-well (QW) infrared photodetector focal plane array (FPA) for dual-band imaging in the mid- and long-wavelength infrared (MWIR and LWIR) bands. Voltage-tunable spectral response has been achieved through a series connection of eight-well MWIR AlGaAs-InGaAs and 16-well LWIR AlGaAs-GaAs QW stacks grown by molecular beam epitaxy on GaAs substrate. The peak responsivity wavelength of the detectors is shifted from 4.8 to 8.4 mum as the bias is increased within the limit applicable by commercial read-out integrated circuits. The FPA with MWIR and LWIR cutoff wavelengths of 5.1 and 8.9 mum provides noise equivalent temperature differences of 20 and 32 mK (f/1.5) in these bands, respectively. The results are very encouraging for the development of low-cost large-format dual-band MWIR/LWIR FPA technology.     

长波红外偏振图像及其误偏振信息分析

给出了长波红外偏振图像融合的结果,对融合的偏振图像进行了定性分析和定量评价。研究表明,偏振图像的融合方法有多种,能产生多种图像融合结果。融合后的长波红外偏振图像凸显了目标的形状,细节更加清楚,边缘更突出,立体感更强。与原始红外图像比较,长波红外偏振图像灰度均值提高168%、灰度标准差提高194%,梯度提高468%。处理后的偏振图像和原始的红外图像比较说明了长波红外偏振成像能明显提高目标和背景之间的对比度,更加有利于目标的识别。和中波红外偏振图像相比,给出了长波红外偏振图像误偏振信息的来源,这些误偏振信息在后续的偏振信息处理中是要消除的,说明了中波红外偏振成像的效果好。     

中波红外与长波红外推扫成像性能分析

基于长线阵中波红外和长波红外探测器的推扫成像技术,是实现高空间分辨率和高温度分辨率卫星对地观测的技术途径之一。随着长线阵红外探测器的发展,该技术受到高度关注,并已在一些领域得到应用。介绍了中波红外和长波红外谱段成像特点以及基于长线阵中波红外和长波红外探测器的卫星推扫成像技术发展现状。重点根据中波红外和长波红外谱段的波长、温度为300 K 目标的辐射强度以及光学系统和探测器参数,分析了它们的成像性能,包括调制传递函数(MTF)、地面像元分辨率(GSD)和噪声等效温差(NETD)。对于常温目标,在积分时间足够长的情况下,保持相同的MTF,中波红外比长波红外推扫成像可实现更高的空间分辨率和温度分辨率。结合分析结果,对充分发挥这两个谱段的成像性能提出了建议。     

Design and development of multicolor MWIR/LWIR and LWIR/VLWIR detector arrays

Multicolor infrared (IR) focal planes are required for high-performance sensor applications. These sensors will require multicolor focal plane arrays (FPAs) that will cover various wavelengths of interest in mid wavelength infrared/long wavelength infrared (MWIR/LWIR) and long wavelength infrared/very long wavelength infrared (LWIR/VLWIR) bands. There has been significant progress in HgCdTe detector technology for multicolor MWIR/LWIR and LWIR/VLWIR FPAs.^1–3 Two-color IR FPAs eliminate the complexity of multiple single-color IR FPAs and provide a significant reduction of weight and power in simpler, reliable, and affordable systems. The complexity of a multicolor IR detector MWIR/LWIR makes the device optimization by trial and error not only impractical but also merely impossible. Too many different geometrical and physical variables need to be considered at the same time. Additionally, material characteristics are only relatively controllable and depend on the process repeatability. In this context, the ability of performing “simulation experiments” where only one or a few parameters are carefully controlled is paramount for a quantum improvement of a new generation of multicolor detectors for various applications.     

HgCdTe focal plane arrays for dual-color mid- and long-wavelength infrared detection

Raytheon Vision Systems (RVS, Goleta, CA) in collaboration with HRL Laboratories (Malibu, CA) is contributing to the maturation and manufacturing readiness of third-generation, dual-color, HgCdTe infrared staring focal plane arrays (FPAs). This paper will highlight data from the routine growth and fabrication of 256×256 30-μm unit-cell staring FPAs that provide dual-color detection in the mid-wavelength infrared (MWIR) and long wavelength infrared (LWIR) spectral regions. The FPAs configured for MWIR/MWIR, MWIR/LWIR, and LWIR/LWIR detection are used for target identification, signature recognition, and clutter rejection in a wide variety of space and ground-based applications. Optimized triple-layer heterojunction (TLHJ) device designs and molecular beam epitaxy (MBE) growth using in-situ controls has contributed to individual bands in all dual-color FPA configurations exhibiting high operability (>99%) and both performance and FPA functionality comparable to state-of-the-art, single-color technology. The measured spectral cross talk from out-of-band radiation for either band is also typically less than 10%. An FPA architecture based on a single-mesa, single-indium bump, and sequential-mode operation leverages current single-color processes in production while also providing compatibility with existing second-generation technologies.     

视觉评价夜视彩色融合图像质量的实验研究

提出夜视彩色融合图像质量评价的三个基本指标是“目标探测性”、“细节”和“色彩”,并且通过视觉评价实验,研究了“感知质量”与这三个指标的相关性．对十个场景的微光与红外图像采用四种融合算法产生的40幅假彩色图像进行评价实验,实验结果得出：融合图像都有好目标探测性,感知质量与目标探测性的相关性很小;感知质量与细节的相关系数是0．89,感知质量与色彩的相关系数是0．75．说明在满足目标探测性要求条件下,细节是视觉感知融合图像质量的最主要评价指标,而且色彩成为夜视彩色图像质量的一个重要指标．     

红外双波段谐衍射光学系统设计

为提高红外系统探测能力,满足探测器在红外中长波双波段同时成像的要求,提出一种基于谐衍射的光学系统设计.根据谐衍射透镜的特点,通过合理选择谐衍射波长和衍射级次,采用折射式共光路构型成功完成了中/长波双波段光学系统的设计.系统在3.7～4.8μm和7.7～9.5μm两个波段成像,F数为2,视场角10°.优化结果表明,成像质...