热成像系统用标准四杆靶标图的计算机仿真设计

四杆靶靶标是测试光学系统空间分辨率的常用信号源,在红外热成像测试领域有着广泛的用途.采用了MATLAB工程设计计算工具,针对红外热成像计算机性能模拟系统,以视场、目标背景对比度、目标空间频率、成像系统分辨率为自变量,设计了系列四杆靶模拟靶标信号源,为红外热成像计算机性能模拟系统提供了有效的测试图像信号源.     

彩色成像系统最小可分辨色差测量方法研究

最小可分辨色差通常使用基于人眼观测的主观方法测量,精度不高。为了提高测量精度,利用人眼敏感度函数Barten模型建立起来一种客观测量模型。即彩色四杆靶图案被成像系统接收,经色彩空间变换、傅里叶变换、人眼敏感函数处理,当测试图案敏感度值与由人眼敏感度函数决定的人眼敏感度阈值相匹配时,将此时的图片转换到CIELAB颜色空间并计算色差,记录不同空间频率四杆靶的测试结果并与主观测量结果相比较。结果表明:基于人眼视觉模型的客观测量方法与主观测量方法所得结果相一致,即所提出的客观测量方法是可行的。     

室内模拟环境下动态调制传递函数检测方法

针对车载视觉智能感知、低空区域防务等光电成像系统远距离观测动态性能测评需求,研制了室内运动目标模拟系统。基于线性移不变系统模型,分析了“三杆靶”、“四杆靶”靶标MTF测量原理,提出了一种基于变频栅条靶标的动态MTF检测方法,给出了变频靶标设计方案和MTF解算方法。完成了“三杆靶”和变频靶标测量方法的静态和动态MTF对比测试实验。实验结果表明:提出的变频靶标动态MTF检测方法与“三杆靶”测量方法相比,在静态MTF检测时测量数据的相对最大偏差比率为1.9%,动态MTF检测时测量数据相对最大偏差比率为2.8%,是一种高精度数字化动态MTF检测方法。该方法可以从一幅靶标图像中解算出MTF曲线,在动态MTF检测技术领域比“刀口法”、“三杆靶”、“四杆靶”等方法更具优势。     

一种新的彩色圆盘角点检测方法

圆盘靶标在摄像机标定及无人机侦察任务中目标的定位方面有着广泛的应用。针对目前图像角点检测的局限性,提出了一种自动提取红蓝彩色圆盘靶目标中心角点的检测方法。该方法利用HSV(Hue,saturation,value)颜色空间对红蓝彩色圆盘进行颜色分离,获得具有明显对称性和对比度强烈的灰度图像。然后运用提出的新型对称算子计算每个像素点的响应值作为角点的判断依据,对求得的角点在其邻域内抑制红蓝像素个数差来确保角点的对称性。最后通过Matlab软件上的仿真和现场可编程门阵列(FPGA)硬件上的实现,证明了该方法易于硬件化实现,实时性强,抗噪性能好,对图像旋转,伸缩和尺度变换都有良好的稳健性。     

一种靶标姿态多方位的大视场摄像机标定方法

针对大视场摄像机标定中大尺寸靶标难以制作与维护、小尺寸靶标标定精度较低等问题,文章提出一种靶标姿态多方位的大视场摄像机标定方法。首先,将姿态多方位自由靶标在摄像机视场内任意摆放;然后,分别计算各个自由靶标图像所对应的内部参数和外部参数,进而获得摄像机参数的约束条件;最后,建立以重投影误差为最小的目标函数,并利用遗传算法获得摄像机参数的最优解。实验结果表明,该方法具有靶标摆放自由、标定精度高等特点,能够实现对大视场环境下摄像机的精确标定。     

特殊靶标图像的Otsu自适应双阈值分割法

针对特殊管道弯曲度测量光斑的高精度定位要求,提出了一种特殊靶标图像的Otsu自适应双阈值分割法。介绍了基于准直激光管道弯曲度测量原理,先对特殊靶标图像进行处理,然后对整个图像灰度分布统计特性进行计算,建立起计算自适应双阈值的数学模型,从而实现特殊靶标图像自适应双阈值分割。实验结果表明,该方法具有较强的稳定性、实时性好、靶标图像分割效果较好,提高了光斑的定位精度。     

利用鬼线及傅里叶分析测量光纤狭缝光谱仪MTF

光学调制传递函数是评价光学系统成像性能的重要指标。以光纤传像束和CCD(CMOS)为代表的离散采样成像器件已经成为高效数字成像系统的重要组成部分。离散采样成像器件对输入光波面是一种线性但不是完全的空间不变过程。MTF的基本原理是系统对空间正弦信号的频率响应。将此类光学系统作为黑箱问题分析,测试系统的频率响应最优方法是选择单频正弦光强图像靶标输入。据此变缺陷为优点,研究利用光栅鬼线结合光学空间二维傅里叶分析,实现连续整数倍频的正弦光强空间波面的提取,得到连续整数倍频的正弦光强图像靶标,并测量了线列光纤狭缝光谱仪系统的MTF,通过测量值拟合获得系统的MTF曲线。     

一种提高四杆靶标空间频率的光学系统设计

针对高性能红外成像系统MRTD测试用的小尺寸四杆靶标加工难度大,甚至以现有加工水平根本无法加工的问题,采用ZEMAX软件设计了一款离轴全反射成像光学系统。系统由三个非球面反射镜组成,放大倍数为0.4。仿真结果表明,本文设计的光学系统成像质量良好,接近衍射极限,加入现有的测试系统中可以满足高分辨率红外成像系统MRTD测试需求。     

基于颜色色差的彩色图像压缩技术研究

根据图像DCT变换域系数特征和结合人眼辨别颜色色差的阈值,提出了一种基于颜色色差的彩色图像压缩技术方案。方案首先将彩色图像转化到与设备无关的CIELAB颜色空间,并进行DCT变换和色差计算;再通过人眼辨别颜色色差的阈值进行有选择的量化,并通过Huffman算法进行编码、压缩;最后利用其逆过程进行解压。通过仿真实验,结果表明,重建的彩色解压缩图像与源图像几乎一样,各分量亮度图的解压缩图像的PSNR均超过30dB,人眼几乎不能分辨其差异;衡量编码质量优劣的5个参数值均达到较好效果,且在保证解压缩图像质量的情况下,彩色图像的压缩比能够达到107.167 8,完全可以满足彩色图像压缩的需求。结果表明,提出的基于颜色色差的图像压缩技术方案是一种可行的、较好的彩色图像压缩技术。     

基于3DGMM的多视点视频直方图颜色校正

多视点视频在采集过程中,由于受到摄像机所处位置以及摄像机自身的参数设置等因素的影响,会造成视点间颜色的不一致,针对这一情况,提出基于三维高斯混合模型的多视点视频直方图颜色校正算法。算法首先获取源图像以及目标图像的直方图并检测直方图的峰值个数,然后结合三维高斯混合模型对源图像以及目标图像进行聚类分析,获取中心矢量,最后计算两图像中像素点距离中心矢量的最小欧几里得距离并分割图像,对源图像和目标图像的匹配区域进行直方图匹配校正。实验结果表明,该算法与传统直方图匹配算法相比,避免了校正过度的影响,校正效果较好。     

与主观感知相一致的颜色校正评估数据集建立

为了获得与用户主观感知相一致的颜色校正算法和对校正结果进行客观评估,本文首先创建了一个针对颜色校正的数据集ICCD（Image Color Correction Database）.ICCD数据集中的颜色差异涵盖了多种类型和粒度,其中颜色差异类型包括亮度、色相、饱和度、曝光度、对比度以及RGB中的R和G通道,每类颜色差异包括3个修改粒度.本文挑选了6种具有代表性的颜色校正算法对目标图像进行校正,并通过用户调查获得校正结果图像的主观平均得分值.基于ICCD数据集,本文对6种颜色校正算法的性能进行评估,得出在大多数颜色差异和粒度上,Pitie提出的迭代颜色分布转换算法的校正性能最好,同时具有较好的稳定性.最后,本文对14种图像质量评估方法进行评估,挑选出与已有的评估方法相比与主观感知一致性更好的评估方法.     

彩色大面阵数字航空遥感相机技术的研究

提出了一种以彩色大面阵CCD探测器作为成像介质的大视场数字航空摄影相机设计技术。采用对称Russar型光学系统,在获得了大视场角的同时最大程度的降低了光学畸变;设计了精确的微位移传动系统移动CCD探测器以补偿前向像移,提高了相机的动态分辨率;设计了一种双叶片的中心式机械快门,获得了宽范围的曝光时间控制,保证了探测器的均匀曝光及合适的图像重叠率。地面及空中成像测试中相机的静态分辨率达到了CCD特征频率的要求,获得了清晰的航拍彩色图像,表明相机的各项技术性能满足要求,该相机技术已应用到国土资源的遥感普查中。     

平列式线阵彩色CCD摄像机的色彩偏移与校正

分析了平列式彩色线阵CCD摄像机色彩偏移现象产生的原因.计算了摄像机在实际在线检测情形下的色彩偏移量.提出了色彩偏移的校正方法,并对色彩偏移的实际样本图像进行了校正.     

基于颜色对比度增强的红外与微光图像彩色融合方法

针对用传统的颜色传递算法得到的彩色融合图像 存在目标与背景颜色相近、目标变淡的问题,提出了一种基于颜色对比度 增强的红外与微光图像彩色融合方法。首先对红外和微光图像进行 了伪彩色融合,然后对彩色参考图像与伪彩色融合图像进行了颜色传 递。其次,采用大津分割法分割出了微光图像中的目标信息,并得到了目标 区域。最后,在HSI颜色空间中利用目标区域对颜色传递后的融合图像 的H、S、I分量进行了调整,并得到了最终的融合图像。实验结果表明,利 用该方法得到的彩色融合图像具有目标与背景对比度高、细节丰富、色 彩较好等特点,可提高人眼对场景的理解和对目标的快速识别。     

基于颜色空间转换的运动目标检测与阴影去除

针对室内视频监控中运动目标检测常出现的阴影误检,提出了一种基于颜色空间转换的自适应背景建模和阴影消除算法.在RGB空间采用自适应背景差对视频图像进行前景背景分离,并将检测出的前景目标锁定在活动轮廓矩形框内进行目标跟踪,对于误检的虚假目标(即阴影),利用其亮度等信息,在HSV空间去除.经实验验证,该算法对阴影的去除有良好的效果,能准确检测出真实目标.     

语义驱动的颜色恒常决策算法

不同颜色恒常性算法适用于不同场景下的图像,算法融合是扩展颜色恒常性算法适用范围常用的方法之一,而现有融合性算法在算法选择依据上忽略了语义信息在图像纹理特征描述中的作用,导致光源估计时的精度不高。针对该问题,提出一种语义驱动的颜色恒常决策算法。首先,利用PSPNet(Pyramid Scene Parsing Network)模型对经过一阶灰度边缘算法(1st Gray Edge)偏色预处理后的目标图像进行场景语义分割,并计算场景中各个语义类别的占比;其次,根据语义类别及占比在已训练的决策集合中寻找相似的参考图像,并使用欧氏距离计算两者的语义相似度;最后,将语义相似度与基于多维欧氏空间确定的阈值进行判别,根据判别结果选择合适算法为目标图像实行偏色校正。在Color Checker和NUS-8 camera两种数据集中的实验结果表明,所提算法光源估计角度误差较单一算法均大幅度下降,且较同类型融合性算法分别下降14.02%和8.17%,提高了光源估计的鲁棒性和准确度。     

引入双边滤波器优化的彩色滤波阵列插值

基于彩色滤波阵列(CFA)的图像传感器在每个像素 位置获得三原色红(R)、绿(G)和蓝(B)中的一种分量 ,其缺失 分量需要根据周围像素插值得到。目前提出的许多种插值算法,绝大部分采用Bayer排列模 式。本文在色 差恒定假设基础上,提出一种基于双边滤波器的自适应Bayer模型插值算法,对G通道的估计采 用自适应滤波器进行插值,对R和B通道的插值采用双边滤波器。算法利用待插值像素 与不同距离像 素相关性不同的思想,根据图像边缘自适应设定滤波模板,能较准确估计G、B和R、G通 道之间的色差值。 实验结果表明,对比多尺度色差梯度算法和边缘强度滤波等算法,插值后的图像不仅 主观视觉, 且客观评价指标(彩色峰值信噪比,CPSNR)均优于这些算法。     

结构优化型颜色传递融合方法

提出一种红外和可见光图像的快速彩色图像融合算法:结构优化型颜色传递融合方法.算法直接用灰度融合图像和源多波段图像的差异信号构成源YCBCR分量,然后在YCBCR空间运用统计颜色传递技术形成一幅具有与目标图像相似色彩效果的彩色融合图像.文中从数学上证明了YUV等符合通用YCBCR空间模型的颜色空间也可以用于本文算法,所产...     

色心激光器及其发展

色心激光器由于其特殊的调谐范围及单频、窄线宽的工作特点,可作为高分辨率的分光仪的理想窄带光源而用于分子振动一转动跃迁的研究,在光纤通信、超高速现象的研究等方面也有其独特的应用。本文叙述色心的构造及其特点,色心激光器的泵浦及泵浦的最佳化,调谐方式及新调谐范围的进展,单频、窄线宽运行的实现、激光脉冲的压缩等。最后指出色心激光器的发展方向和可能的应用。