彩色复制中色域映射算法研究现状

在当前流行的跨媒体彩色复制工艺流程中,色域映射算法作为其中最重要的组成部分,越来越受到色彩工作者的重视.本文总结了当前国内外色彩工作者对这方面的研究现状并对色域映射算法进行了归类,还对色域映射在彩色复制领域中的发展趋势进行了展望.     

桌面彩色打印设备的色域描述

采用由RGB控制信号到参考色空间变换的方法形成了CIELAB空间中均匀分布的色域表面描述点集;进一步采用三角形网格化和插值技术,形成了适于色域特性分析和色域压缩的色域描述.通过采用优化的变换和在CIELABL*a*b*空间中的插值技术,提高和改善了色域表面的确定精度和平滑性.该描述可给出色域体积、原色和二原色合成色的色度等色域特性指标,以及一定参量下的二维色域图.     

数字影像输出设备色域边界的插值计算方法

提出了一种数字影像输出设备色域边界的插值计算方法,并对其精度进行了实验分析。基于CIELAB色空间中色域的连通性和三角形插值技术,该方法直接在CIELAB L*a*b*坐标中进行插值计算,得到有规律变化的色域边界点。对3个不同类型的输出设备进行了精度分析,采用386个采样点确定色域边界,296个检验点的色度值与实际输出色度值CIELAB色差ΔE_ab的平均值/最大值分别为2.31/6.93、2.03/6.70和0.40/2.11,接近于各自设备机械稳定性引起的色差。此外,将色域表面映射为色域球,在色域球上进行插值三角形的预查找,使得插值三角形的确定时间由2.5 min缩短到10 s,降低了15倍。     

基于自适应惯导辅助特征匹配的视觉SLAM算法

为提高视觉同步定位与建图系统的定位、建图精度,克服传统算法中特征匹配搜索半径为固定值导致视觉里程计在高动态运动时特征误匹配率高的问题,本文提出一种搜索半径自适应的惯导辅助图像特征匹配方法。该方法首先对双目相机左右两帧图像进行特征提取与匹配,并获取地图点三维坐标,然后通过预积分惯性测量单元的量测值预测相机位姿,再根据误差传播定律计算预测位姿的协方差,最后利用预测位姿将地图点投影至图像得到对应像素坐标,从而根据像素坐标中误差确定地图点最有可能出现的区域半径。实验结果表明,该方法可有效缩小特征匹配的搜索半径,显著提高图像特征匹配的准确度,使跟踪线程位姿精度提高约38.09%,系统整体位姿精度提高约16.38%。该方法可为每个特征点提供自适应区域约束,提高特征点匹配的准确度,进而提升系统位姿估计精度,构建更高精度的稠密地图。     

基于边缘和区域联合匹配的立体视觉新方法

从二维图像恢复三维信息的立体视觉研究已经出现了许多基于边缘和基于区域的方法,但对硬件的要求制约着它们的实用性.本文提出了一种对边缘和区域进行联合匹配的算法,采用边缘信息进行粗糙匹配以提高处理速度,得到一系列匹配的可能位置作为精确匹配的初始值域;采用区域图像进行精确匹配,以得到更多的细节信息,而且其平均效应会减小高频噪声对运算的影响.建立的实验系统采用奔腾133CPU、16兆内存、商用标准CCD和采集卡,软件用VC6.0编制.模拟实验表明,系统运行正常,适应性良好.     

双目视觉脉搏图像三维信息获取的研究

通过双目视觉原理构成脉搏图像传感器采集脉搏薄膜图像。对系统摄像机采用张正友标定方法,得出系统结构参数建立的物空间坐标到像平面坐标对应矩阵。再基于SIFT特征算子进行左右2幅图像匹配,得出2幅图像一一对应的特征点。最后根据双目视觉原理得到特征点的三维信息。     

基于特征匹配的螺柱视觉识别方法研究

提出了一种基于特征匹配的螺柱视觉识别方法。该方法将螺柱识别与定位过程分为两步:训练和识别。在训练阶段,完成螺柱样本特征库的建立;在识别阶段,检测待识别图像中螺柱的类型和位姿数据,为分拣提供准确的螺柱类别及抓取位置信息。实验结果表明,该方法能够对视场范围内任意摆放螺柱实现准确识别与定位。     

基于视觉对抗色的交通标志检测方法

面向智能车辆的交通标志检测是国内外研究的热点。在复杂的交通环境下,采用传统颜色空间的方法鲁棒性差,算法效率低,难以准确有效地检测出交通标志。鉴于人类视觉特点和视神经信号处理机制,提出一种基于视觉对抗色的方法。首先,将图像在不同的对抗色空间进行高斯金字塔分解;然后,采用中央周边差算法,增强交通标志的颜色特征;最后,对二值化图像进行水平方向和竖直方向的投影,统计显著信息区域,标记交通标志的位置。通过编程实现和实验验证,检测准确率和实时性满足实际要求,为交通标志语义理解提供有效的数据。     

基于改进信赖域算法的三维不规则缺陷重构

漏磁检测广泛应用于铁磁性材料设备的在线检测当中,是一种有效的缺陷检测方法。如何利用缺陷漏磁信号进行三维不规则缺陷轮廓重构是漏磁检测中的关键问题。然而,三维不规则缺陷漏磁检测的有限元模型计算量大,因此难以快速获得精确的漏磁信号,并且由于缺陷重构的不适定性,研究中不容易获得不规则缺陷的精确轮廓。本文提出了一种用于计算三维不规则缺陷漏磁信号的单元磁偶极带叠加模型,并验证了使用该正演模型进行漏磁计算的有效性,针对三维缺陷轮廓重构的高维优化问题,提出了一种带边界约束的基于信赖域的投影Levenberg-Marquart算法,实现了三维不规则缺陷轮廓的重构。实验结果表明:该三维不规则缺陷重构方法不仅不需要大量的漏磁检测数据,并且相对于群智能算法,重构误差降低了90.1%,最大深度误差降低了53.9%,耗费时间减少了96.1%,实现了高精度的缺陷重构。     

基于加权索引图的图像质量的半参考评测模型

为了进一步提高半参考图像质量评价的准确性,设计了一种半参考图像质量评价方法,该方法建立传输前后图像特征的变化与图像主观质量之间的联系。选择映射机制与合理的特征,设计了能够表征特征变化情况和传输图像劣化位置的参考图像,在接收端对参考图像进行全参考质量评价就能判断特征变化情况。并引入两层HVS特性,分配图像不同分块的质量权重,将此质量权重作用在对参考图像的质量评价中,通过对参考图像进行基于视觉加权的全参考质量评价,来实现对传输图像的基于视觉的加权半参考质量评价。该方法比对参考图像采用传统的,不加权的psnr方法以及ssim方法在评测准确性上分别高出了18.65%,2.71%,单调性上分别高出17.86%,11.97%,一致性上分别高出55.18%,23.45%。     

显示器的实时色彩管理

基于动态影像切换速度快的特点,提出一种可内嵌于显示器中,通过硬件实现的色彩管理方法来提高显示器图像颜色信息的一致性。研究了ICC规范的色彩管理理论,基于三维查找表与插值法,建立了显示器驱动信号值间的非均匀查找表;利用查找表数据,通过三维插值算法实现了显示器的色彩管理,并通过对图像特征的判断完成了自适应渲染功能。在现场可编程门阵列上建立了基于该方法的显示器实时色彩管理系统,利用该系统对两台显示器进行了色彩管理实验。结果表明,在实行色彩管理前后,两台显示器的最大色差/平均色差分别为14.56/5.08与5.4/1.83ΔEuv色差单位;使用自适应渲染功能则较好地保留了原图像的细节信息。该系统可对显示器进行较高精度的色彩管理,且满足高清分辨率动态影像实时性的需求。     

Natural color scanning electron microscopy based on the frequency characteristics of the human visual system

The principles of image formation in natural color scanning electron microscopy (NC-SEM) are discussed in detail. This method is based on the frequency characteristic of the human visual system. It is shown that the Mach effect and masking effect are important in the characteristics. The former, which can enhance structural details, is visually similar to the edge effect in secondary electron (SE) images, and the latter is required for proper representation of very degraded color information obtained from a light microscope. When using these effects suitably, an NC-SEM image with the resolution equivalent to that of an SEM image can be acquired, though it is composed of an SEM image and a special video microscopy (VM) image with a resolution much lower than the SEM image of the identical view. The NC-SEM is more effective than the SEM in observation. interpretation, and analysis of various samples with important color information.     

基于多光谱图像的蜡染布料三维颜色再现研究

基于多光谱成像技术的三维图像颜色再现,获取平面内的二维信息,同时收集了多角度下的光谱信息。讨论分析了多光谱成像的基本原理和多角度下彩色图像的实现过程,并且展示了光谱合成颜色的基本方法。以蜡染布料为样本,对再现后的橘色、绿色、白色、蓝色、黄色、黑色六种颜色色块进行多角度下明度值、彩度值的分析。实验结果表明：六种颜色的明度值均呈现正态分布,同时在一定的范围内,六种颜色的色品坐标值a, b近似不随角度变化,其中蓝色和黑色随角度的变化较小,近似于一条直线。     

基于加权移动平均的姿态角测量技术实现

在深入研究基于二维传感器测倾角技术的基础上,分析了利用三维传感器测姿态角的原理方法,该方法可减小因二维传感器单轴或双轴输出带来的随机性系统误差,可实现同时对倾角与滚转角的测量;在后续的数据处理方法选择上,运用了基于加权移动平均平滑滤波的修正方法,并在仿真与实验中得到了验证,提高了数据的精度,取得了较好的效果,为特殊行业的测姿提供了理论支持。     

一种改进的基于双权值颜色直方图的均值漂移跟踪算法

在实际应用中,当目标与背景的颜色相似时,均值漂移跟踪算法容易产生跟踪漂移现象.本文基于均值漂移算法,首先提出一种背景削弱权值,结合基于核函数的目标中心加权,有效解决由相似背景带来的跟踪干扰.然后提出一种模板更新策略,提高目标在遮挡、光照、形变等干扰下的跟踪鲁棒性.由老虎图像序列实验可知,提出的改进算法具有更好的跟踪效果.     

基于视觉正交迭代法改进的激光跟踪姿态测量

针对航空航天、汽车船舶以及机器人应用等领域对姿态精准测量的需求,研究了一种基于视觉加权加速正交迭代(WAOI)的激光跟踪姿态角测量方法。首先阐述了测量系统组成、建立了数学测量模型,并分析了系统的主要误差源;其次在正交迭代(OI)的基础上,通过物方重投影误差设置参考点权重系数,引入常系数矩阵整合迭代过程中的冗余计算,提出了一种WAOI算法,并通过实验验证了算法的性能;最后搭建实验平台,利用精密二维转台对基于WAOI的姿态角测量进行精度评定。结果表明,在-20°～20°角度范围内,3～15 m测量范围内,方位角精度可达0.11°,俯仰角精度可达0.26°。相较比例正交投影迭代变化(POSIT),方位角和俯仰角测角精度均提升75%以上。本文提出的WAOI算法有效提升了激光跟踪姿态测量系统的精度。     

基于色彩空间分布形式的产品配色意象评价

针对色彩规划在产品开发过程中的重要性问题,考虑色彩空间分布形式对产品配色意象的影响,建构了基于色彩空间分布的配色意象评价方法。将色彩空间分布引入产品配色意象评价中,与色相、明度、彩度同时作为评价属性,运用联合分析求取各评价属性的效用值,以获取用户对产品配色的意象偏好。根据所提方法,开发了产品配色意象评价系统,并以工程机械产品的配色设计为例,验证了该方法的有效性及系统的可行性。     

基于谱残差视觉显著性的带钢表面缺陷检测

针对带钢表面缺陷检测实时性要求高,采集的图像易受光照环境影响且缺陷特征弱等因素影响,提出一种基于谱残差视觉注意模型的带钢表面缺陷在线检测算法。首先,提出改进同态滤波方法对图像预处理,去除光照不均匀的影响,改善后续的分割结果。然后,构建谱残差视觉注意模型,通过对数频谱曲线差分得到缺陷显著图像。最后,提出加权马氏距离方法对显著图像阈值化增强,并利用连通区域标记法,标记出原带钢图像的缺陷位置。对提出的算法进行了实验验证,结果显示:该算法检测速度快,单幅图像平均检测耗时仅37.6ms,满足带钢在线实时检测要求。在同一缺陷数据库与灰度投影法,多尺度Gabor边缘检测法和隐马尔可夫树模型法进行了性能对比,结果表明:本文算法对带钢常见8类缺陷类型,平均检测率达到了95.3%,且漏检率和误检率较低,有效性高于对比算法。     

基于区域灰度梯度差异的摆片基片特征 尺寸视觉测量方法

石英摆片是石英挠性加速度计的核心器件,其关键特征尺寸的加工精度由摆片基片加工精度决定。常规使用工具显微镜对基片表面特征尺寸进行测量,此测量过程复杂、重复性精度弱且效率低。提出了基于区域灰度梯度差异的摆片基片特征尺寸测量方法。首先对视觉测量系统硬件结构进行了设计研制,然后建立了基于区域灰度梯度的摆片基片边缘检测算法,其次围绕摆片基片结构特点提出了其特征边缘点的搜索分类方法,最后开展了摆片基片特征尺寸测量实验。实验结果表明,提出边缘检测方法在摆片基片圆心拟合偏差小于3μm的情况下可替代Zernike矩方法以提高边缘检测效率;所研测量系统2 s内即可完成摆片基片特征尺寸测量且不同位姿下的摆片基片特征尺寸测量重复性精度优于8μm。相较于工具显微镜,测量结果可靠性及重复性均有所改善,测量效率显著提升。