基于光斑与图像特征的动态激光干扰效果评估

激光主动成像系统通常用于重要区域监视和危险目标识别,其上的光电成像探测器易受敌方激光干扰产生局部饱和甚至损伤,导致目标识别失效。在实际中,激光干扰功率和光斑位置等因素均时刻发生变化,导致激光对每帧图像的干扰效果也不尽相同,因此,动态的衡量激光干扰效果具有重要意义。提出了一种基于光斑特征和图像特征的无参考动态激光干扰图像评估算法,通过加速分隔测试特征(FAST)算法提取特征点,并运用特征点匹配确定图像的目标区域,在该目标区域利用饱和像素数和光斑相对位置变化表示光斑特征对图像质量的影响,利用图像中特征点和边缘点分布特性以及边缘清晰度表示图像特征的变化,将5个评价因子相乘,得到归一化的评估指标。利用激光主动成像识别系统对设定目标进行照明成像识别实验,采集不同干扰功率和干扰方位的激光干扰图像。基于提出的无参考动态特征评估算法对获得的连续多帧激光干扰图像进行评估,结果表明该算法能够准确评价不同功率、方位激光的干扰效果,客观反映光斑遮盖下自动目标识别算法的失效程度。     

脉冲激光干扰面阵CCD实验的模糊评估

为了确定脉冲激光对CCD探测器的干扰效果,同时针对干扰效果受到多方面因素的影响,采用模糊评估方法对干扰效果进行评估.介绍了模糊评估方法的实施过程,将激光干扰对准程度、干扰功率、大气环境影响以及探测器表面材料质量作为评估主要因素.通过实验与理论结合的方式验证了模糊评估方法的适用性.     

混合频率激光干扰CCD探测器的仿真研究

激光辐照CCD图像探测器时可造成对探测器的干扰和破坏,为了增强激光对CCD探测器的损伤效果,提出了一种混合频率激光干扰方法,这种方法是将高重频激光和低重频激光耦合,使其同时作用于CCD探测器.基于热传导和热弹性力学的基本关系式建立了混合频率激光辐照CCD探测器遮光铝膜层的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行半解析求解,计算得到不同工作模式的激光辐照CCD探测器的遮光铝膜层的瞬态温度场和热应力场,并通过数值仿真定量地比较了不同工作模式激光光源对CCD的损伤效果.结果表明:相对于高重频激光和低重频激光单独作用探测器的情况,混合频率激光将会对CCD产生更加严重的损伤效应.     

10.6 μm脉冲激光对多晶硅探测器干扰损伤实验

用10.6 μm脉冲CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的干扰、损伤阈值;分析了不同干扰能量的干扰效果,研究了干扰损伤机理,依据受干扰程度对干扰等级进行了划分;通过干扰激光能量与干扰光斑面积的关系,重度饱和后探测器随时间恢复情况,探讨了各干扰等级下10.6 μm脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。     

基于图像特征相关度的激光干扰卫星效果评估

针对激光干扰光学成像卫星效果难以评估的问题,借鉴图像处理相关理论,将干扰前后卫星图像特征相关度作为评估指标,并采用HVS(人眼视觉系统)对指标进行修正,利用基于一致相邻度熵权的综合赋权方法,建立激光干扰效果综合评估模型。运用模型对受激光干扰条件下的卫星图像进行评估,得到的结论既能客观地反映激光干扰的实际效果,又能与人的主观感受保持较好的一致性,验证了模型在激光干扰光学成像卫星效果评估方面的适用性和科学性。     

采用图像特征的激光干扰跟踪效果评估

对于广泛应用于图像识别和跟踪的激光主动成像系统,激光干扰是影响该类系统性能的一个重要因素。激光干扰使系统中的光电成像元件达到饱和或损伤,在探测视场中出现光斑,从而使跟踪算法无法准确分辨目标和光斑。因此,分析并评估激光对主动成像系统的干扰效果是避免干扰的前提,同样也是重要的环节。提出一种基于图像特征的边缘相似度(ESIM)评价算法,该算法通过模板匹配确定图像的目标区域,并比较原始图像和干扰图像目标区域的亮度、对比度和边缘清晰度差异,得到归一化的评价指标,作为对激光干扰效果的评估标准。实验中分别采集了不同干扰功率和不同光斑位置的激光干扰图像,并利用相关跟踪和形心跟踪方法对目标进行跟踪,运用本文提出的ESIM算法从图像特征角度对干扰跟踪效果进行评估,结果证明ESIM能够合理评估干扰图像的失真程度,并可以较好地反映激光对主动成像系统跟踪性能的影响。     

脉冲激光对星载探测器的干扰和损伤分析

该文采用高斯光束辐照半无限固体的温升模型,研究了探测器表面温升与激光干扰和损伤阈值的变化关系。发现脉冲CO2激光对探测器的干扰和损伤与脉宽无关,只与脉冲能量密度有关,探测器表面温升与入射激光脉冲能量密度成正比关系,干扰阈值比损伤阈值要低一个数量级。通过理论分析,求出了干扰和损伤星载HgCdTe探测器所需CO2激光的脉冲能量。定性分析结果表明高平均功率重频脉冲激光更容易对星载探测器造成有效干扰和永久性损伤。     

使用梯度相似度的激光干扰图像评估

提出一种基于梯度特征的图像质量评价算法(GSIM)。该算法通过比较原始图像和降质图像的亮度、对比度和清晰度信息, 得到归一化的图像质量评价指标。对Live数据库不同类型降质图像和实验采集的激光干扰图像的评价结果表明:与PSNR相比, GSIM算法的相关性方面提高了8.5%, 准确率提高了7.6%, 一致性提高了4.8%; 与SSIM算法相比, GSIM算法的相关性方面提高了1.5%, 准确率提高了3.8%, 一致性提高了2.6%。证明了提出的GSIM算法相对MSE、PSNR及SSIM算法能准确评价交叉失真图像质量, 评价结果更符合人的主观视觉感受。在评价基于掩盖效应的激光干扰图像时, GSIM算法能克服背景强度不一致带来的影响, 评价结果能准确反映激光干扰效果。     

大功率激光对CCD探测器损伤研究

针对大功率激光辐照可见光成像探测器损伤机理,开展了1080nm波段大功率连续激光对CCD探测器损伤模型仿真与实验研究。首先,基于CCD典型结构及各层材料特性,建立了连续激光对CCD探测器热效应损伤模型,仿真模拟了CCD各层瞬态温度场和应力场,分析了连续激光损伤CCD多层结构的时间演化规律;其次,开展了连续激光对CCD探测器损伤实验,获取了CCD损伤阈值,并利用金相显微镜、扫描电镜对CCD探测器各层熔融情况进行了分析;最后,对模型仿真与损伤实验结果进行了对比,并分析了损伤阈值存在差异的原因。结果表明,1080nm连续激光辐照可见光CCD探测器400ms时的仿真损伤阈值为145×106W/cm2,实验损伤阈值213×106W/cm2,误差约为319。仿真与实验结果对探究大功率激光辐照CCD探测器损伤机理、评估干扰效果具有一定的参考意义。     

两种不同脉宽的激光对CCD的干扰试验分析

分析了CCD光电探测器受激光干扰的可能性、激光干扰的机理及其影响因素，给出了目标光电探测器光敏面所接收的激光功率密度的公式，并进行了激光对CCD的损伤机制分析，给出了对CCD的从饱和到致盲的一系列效应。最后通过实验装置对比了长脉冲和短脉冲激光对CCD干扰的影响，定性的得到短脉冲激光器的致盲效果更好的结论。     

基于光斑与图像特征的激光干扰效果评价方法

提出了一种基于光斑与图像特征的激光干扰效果评 估方法。用激光光斑中心相对于目标中心的距离反 映光斑的分布特征变化;用图像稀疏表示特征矩阵的变化情况来反映干扰前后图像的全局特 征变化;用图像边缘清 晰度的变化情况反映干扰前后图像的局部特征变化;综合干扰前后图像中的光斑与图像特 征的变化来评估激光干 扰效果。激光干扰实验结果表明,与传统的评估方法均方误差(MSE)和图像结 构相似度(SSIM)相比,提出的基于光斑与图像特征的评估方法对 不同激光功率、不同照射位置和不同背景强度下的干扰图像都给出了合理的评估结果,能够 克服背景强度不一致和 光斑位置变化对评估结果的影响,实现了对激光干扰效果客观、准确的评价。     

No-Reference Image Quality Assessment Method Based on Visual Parameters

Recent studies on no-reference image quality assessment (NR-IQA) methods usually learn to evaluate the image quality by regressing from human subjective scores of the training samples. This study presented an NR-IQA method based on the basic image visual parameters without using human scored image databases in learning. We demonstrated that these features comprised the most basic characteristics for constructing an image and influencing the visual quality of an image. In this paper, the definitions, computational method, and relationships among these visual metrics were described. We subsequently proposed a no-reference assessment function, which was referred to as a visual parameter measurement index (VPMI), based on the integration of these visual metrics to assess image quality. It is established that the maximum of VPMI corresponds to the best quality of the color image. We verified this method using the popular assessment database—image quality assessment database (LIVE), and the results indicated that the proposed method matched better with the subjective assessment of human vision. Compared with other image quality assessment models, it is highly competitive. VPMI has low computational complexity, which makes it promising to implement in real-time image assessment systems.     

基于压缩感知的激光干扰效果评价方法

采用激光技术干扰电视制导系统可以使其光电探测设备降低或失去目标探测、识别与跟踪的能力,客观、准确地评估激光对CCD成像系统的干扰程度有利于指导光电对抗设备的研制和探测设备的激光防护。从激光干扰后图像目标特征的失效程度出发,结合压缩感知理论中可利用测量矩阵直接获取稀疏信号的特征信息的特性,提出了一种基于压缩感知的激光干扰效果评估方法。采用非下采样Contourlet变换对图像进行稀疏变换,根据干扰前后图像压缩感知特征的变化情况来评估激光的干扰效果。实验结果表明,与传统的评估方法MSE、SSIM相比,提出的基于压缩感知的评估方法对不同激光功率和不同探测角度下的图像都给出了合理的评估结果,能够克服不同探测角度对评估结果的影响,且对不同干扰功率的敏感度更高。     

基于自然场景统计的无参考图像质量评价算法

为了度量多种失真类型的图像质量,提出一种基于图像空域自然场景统计特征的无参考图像质量评价算法。该算法通过度量失真图像和原始图像在统计规律上的偏差,对失真图像质量做出评价。与现有无参考图像质量评价算法相比,该算法不需要使用原始图像及其失真图像进行训练,也不需要知道图像的失真类型,是一种更具实际意义的通用型无参考图像质量评价算法。同时,考虑到人眼观察图像时感兴趣区域的影响,该算法加入了视觉显著性区域提取的过程。实验结果表明,该算法对于人的主观感知具有较好的一致性。     

基于SEM的彩色融合图像质量主观评价方法北大核心CSCD

作为客观评价的研究基础,人眼主观评价是比较不同融合算法图像优劣的最直接有效的方法。通过开展主观评价实验,基于单因变量模型分析清晰度、颜色协调性等影响因素对彩色融合图像质量的影响程度,进而预测视觉任务下的融合图像总体质量,是目前流行的彩色融合图像质量主观评价研究方法。针对基于单因变量模型的研究方法易割裂“探测”与“感知”在探测识别过程中的联系的问题,本文以村庄环境下的探测识别视觉任务为例,选取“感知”和“探测”2个指标共同作为彩色融合图像质量的表现指标,组织15人对由8个场景、8种典型融合算法生成的42幅彩色融合图像的质量进行了主观评价。采用双因变量的结构方程模型(Structural Equation Model,SEM)分析了筛选后的评价结果,建立了彩色融合图像质量的预测模型并验证了模型的正确性。结果表明,当同时表现“感知”和“探测”2种性能时,村庄环境、探测识别视觉任务下,彩色融合图像的质量可由“目标背景差异”、“场景清晰度”和“颜色协调性”3个因素预测,且“感知”和“探测”2种性能是均衡的。     

基于人类视觉的感知立体图像质量评价方法

为了实现对不同失真类型的立体图像进行质量评 价,提出了一种基于人类视觉的立体图像 质量客观评价方法,分别从图像清晰度与立体感两方面进行评价。图像清晰度方面,将原始 与失真立体图 像分解为5个带通图像后利用对比度敏感度函数(CSF)优化各失真带通图像,并模拟掩 盖效应,通过整合各原始 带通图像,综合感知误差,构造信噪比(SNR)作为评价图像 清晰度的性能指标;立体感方面,对绝对差值图像进 行视觉感知模拟,建立SNR指标评价立体感的优劣。实验结 果表明,对不同失真类型立体图像的评价 结果表明,Pearson线性相关系数(PLCC)与Spearman等级 相关系数(SRCC)均优于现有评价方法。     

小波域结构相似度融合图像质量评价方法

针对融合图像质量评价问题,分析了图像质量评价与融合图像质量评价的关系,给出了融合图像质量评价方法的一般表达公式,指出构造实际并不存在的参考图像是解决融合图像质量评价问题的关键。在此基础上,基于空域结构相似度评价方法,对输入源图像和融合图像分别进行小波分解,利用输入源图像小波分解系数构造参考图像小波系数,然后根据人眼视觉敏感度带通特性对参考图像和融合图像的各小波频带进行加权,从而得到整幅图像的小波域结构相似度评价指标,利用目标可探测性、细节可分辨能力和图像整体舒适性构成主观评价指标分别和交互信息量、基于空域的结构相似度比较。实验结果表明,相比于传统的客观评价方法,提出的方法所得结果与主观评价结果的一致性更好。     

Reduced-reference stereoscopic image quality assessment based on view and disparity zero-watermarks

As a practical and novel application of watermarking, this paper presents a zero-watermarking based objective reduced-reference stereoscopic image quality assessment (RR-SIQA) method. In the proposed method, two kinds of zero-watermarks are constructed according to the characteristics of image structure and stereoscopic perception. Concretely, two view zero-watermarks, which are constructed by judging the relation of the horizontal and vertical components of gradient vectors with respect to the two views, are used to reflect the image structure variation of the stereoscopic image. Meanwhile, a disparity zero-watermark, which is constructed with disparity map of the stereoscopic image, is used to reflect the stereoscopic perception quality variation. Then, the quality of stereoscopic image is objectively assessed by pooling the recovering rates of the detected zero-watermarks. The experimental results show that the stereoscopic image quality evaluation results assessed with the proposed RR-SIQA method are well consistent with subjective assessment, and the proposed method achieves better performance than the widely used full-reference stereoscopic image quality assessment method PSNR in assessing quality of stereoscopic images compressed with JPEG and JPEG2000.     

一种基于图像内容的图像评价方法

根据图像内容质量对图像进行区分处理,可以有效地提高图像搜索效率。该文提出一种图像评价方法,专注于改善不同质量图像对搜索效率的影响。该方法基于图像颜色丰富程度、局部特征丰富程度以及是否背景丰富、是否包含多个子图等信息进行综合质量评价处理。实验结果表明,该方法时间效率很高,可以和图像搜索系统有效结合,有效改善图像搜索系统的搜索召回率和准确率。     

基于MTF值的光栅图像清晰程度判别

针对编制软件评价光学元件的质量问题,文章提出了MTF值的计算方法,并且以此值作为光栅图像的对焦评价函数。通过计算光栅图像实时得出MTF值。这种方法具有使用方便,抗干扰等优点,最后利用实验证明此法确实能判别图像清晰程度。