微光(可见光)/红外彩色夜视技术处理算法及系统进展

彩色夜视技术是国内外重点发展的关键技术之一,将多波段图像融合成一幅适于人眼观察及目标探测的彩色图像.按照彩色夜视融合算法进展及融合结果的自然感程度,介绍并分析了基于色彩传递的自然感彩色夜视算法及最新进展,基于ICA域的真彩色融合算法.随着先进夜视成像装置和实时信号处理技术的飞速发展,国内外已提出多种彩色夜视融合系统,部分已进入使用/装备阶段.介绍并分析了几种已使用/装备的光学式实时彩色夜视融合系统和数字式实时彩色夜视融合系统.     

微光与红外图像融合质量视觉评价实验

图像融合技术是当前夜视技术发展的重要方向之一,彩色夜视技术更是其中的研究重点。然而,有关彩色／灰度融合图像的质量问题尚未形成一致的认识。近年来国外典型的夜视融合图像视觉评价实验表明：融合图像在大多数视觉任务中均优于单波段图像,但融合图像质量不仅与视觉任务相关,也与融合算法和获取图像条件等诸多因素有关。这些实验对于国内开展夜视图像融合技术和系统具有重要的参考意义。     

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。     

彩色夜视技术的研究进展

本文首先简述了人眼视觉的特点及感知彩色的原理,进而引出了彩色夜视技术,并且对彩色夜视技术的发展进行了简要的阐述,对彩色夜视技术的意义进行了分析,对现有的彩色夜视技术进行分类,并对各典型的有代表性的彩色夜视技术及彩色夜视设备进行了详细描述,分析各类别的优缺点。最后讨论了彩色夜视技术的难点以及未来的发展趋势,为相关研究人员了解彩色夜视技术提供参考。     

夜视技术的发展及其改进的新途径

本文论述了夜视技术的发展和可行的改进途径。文中第一部分介绍了夜视技术最基本的原理和方法;第二部分提出了发展夜视技术的六个有标志的阶段;第三部分指出研制夜视器件与仪器,可以采取的十个方面的改进措施;第四部分介绍对夜视仪器的结构原理、结构和工艺的研制都有新的突破的三种新方案:使用衍射波带片的“全息单管夜视镜”,使用芯料着色的面板和使用屋脊棱镜作“解像元件”的两种彩色像增强器的“彩色像增强器”方案。     

彩色夜视成像处理算法的新进展

彩色夜视成像技术是当前国内外重点发展的关键技术之一,介绍了彩色夜视成像处理算法的分类、特点及其研究进展,分析了国外一些彩色夜视系统,并重点介绍了笔者在自然感彩色夜视算法及自然感彩色夜视成像系统方面的研究进展。     

基于最小欧氏距离的真彩色夜视光谱划分方法

为了得到忠于人眼视觉特性的真彩色夜视图像，根据典型目标夜间光谱特性以及微光夜视系统的成像模型，基于最小欧氏距离原理，提出了一种三波段真彩色夜视光谱划分方法。设置了实验室场景和室外场景，对本文中提出的光谱划分方法与传统光谱划分方法进行了对比实验，并对得到的真彩色夜视图像细节(空间频率)做了分析。结果表明，相对于原始微光图像，空间频率分别提高了61.2%，52.0%;本文中的方法对于典型目标(绿色草木)具有更好的彩色还原效果; 基于最小欧氏距离的光谱划分方法可将夜间可见光分离为三波段，并可有效利用其光谱信息，得到对于典型目标的具有自然感彩色且较原始微光图像信息量更为丰富的真彩色夜视图像。     

单通道三波段彩色夜视系统设计及实验研究

针对目前微观夜视仪器产生单色图像的缺陷,提出了一种单通道三波段的彩色夜视方案。简要介绍了单通道三波段彩色夜视系统的工作原理,重点论述了该系统的设计方法,并对滤光片的光谱透过率、色轮的窗口数量、荧光屏与CCD光电阴极的耦合方式等问题进行了计算和分析。在单通道三波段彩色夜视系统装置研制基础上,开展了彩色夜视实验,成功得到色彩较为真实的夜视图像。     

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。     

夜视图像局部颜色传递算法

针对基于全局统计信息颜色传递过程中存在的染色效果不能很好保持图像色彩的自然性,局部区域颜色与真实场景的颜色不符、目标变淡的问题,提出一种夜视图像局部颜色传递算法。首先,采用稀疏表示的方法对红外与微光图像融合;其次,对得到的融合图像进行非线性扩散,扩散结果采用核模糊均值聚类算法进行图像分割;然后,在YCbCr颜色空间对红外与微光图像块进行颜色传递;最后,把得到的彩色图像块组合成一幅图像,随后用得到的灰度融合图像来表征YCbCr空间的Y通道。实验结果表明,文中算法得到的彩色图像更加自然、真实。     

一种微光与红外图像彩色融合方法

微光夜视仪和红外热像仪这两种图像传感器互补的成像特性可以使它们在几乎任何条件渊昼/夜/烟/雾）下观察场景。针对微光与红外图像,提出了一种彩色融合算法,可以使融合图像有相对自然真实的颜色感觉。首先用中心-环绕拮抗彩色融合算法产生彩色源图像,然后在YCbCr 颜色空间中让源图像的直方图与参考图像的相匹配。为了增强融合图像的对比度,可以先用灰度融合图像代替亮度分量,然后进行直方图匹配。仿真结果表明文中提出的方法可以使融合图像接近自然真实的颜色感觉,易于分辨识别目标,从而提高观察者或机器视觉系统的工作效率,增强对总体形势的意识能力。     

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。     

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。     

典型场景彩色融合图像颜色协调性的主观评价

彩色夜视技术是当前夜视技术发展的前沿,但如何实现对彩色夜视图像质量的客观评价仍然是当前困扰人们的问题.针对北京理工大学高绍姝提出的颜色协调性模型主观评价实验人数不足的问题,按照国际视觉实验标准重新设计并进行了颜色协调性的主观视觉评价实验,主观评价测试的彩色融合图像分成绿色植物、海天和城镇建筑物三类典型场景,主观实验人数提高到52人;对主观评价实验结果的回归分析结果表明:高绍姝提出的颜色协调性评价模型在三类场景与主观评价结果均具有较好的一致性,明显优于其他评价模型,可以有效地对不同场景彩色融合图像的颜色协调性进行客观评价.