视觉系统中调焦函数的选择方法研究

研究了视觉系统中调焦函数的选择方法,采用常用调焦函数对一透射式照明图像测量系统的调焦函数选择过程进行实验研究,对其灵敏性、稳定性、计算速度等指标进行了对比分析,结果表明对于该系统来说梯度向量平方函数具有较好的效果。并通过实验得出：调焦图像选择区域越大,调焦函数曲线灵敏度越高;光源强度越强或越弱,调焦函数曲线灵敏度越低。     

基于双树复数小波的结构相似度测量法

以人类视觉系统更符合提取图像结构信息为前提的结构相似度评价模型,因其高效特性受到广泛重视,但与传统图像质量评价方法一样,其性能易受比较图像几何变化的影响.为了有效地评价各类图像质量,提出了一种双树复数小波与结构相似性测量相结合的全参考客观评价方法.基于双树复数小波的平移不变性、方向选择性和低冗余特性,首先对图像进行双树复数小波变换,并在复数域计算结构相似度,然后经平均获得客观质量评价分,改善了对几何失真图像的评价性能,且实现简单、计算量小.在LIVE图库上的实验结果表明,提出的模型对亮度、对比度以及几何变化具备更强的稳定性.     

边缘结构相似性图像质量的高阶统计及评价

为构建符合主观视觉感知的图像质量评价指标,文中提出了一种利用突出边缘结构相似的图像质量评价方法.通过计算每一个像素点位置上的高阶统计来局部化突出边缘.根据退化图像与参考图像的突出边缘强度相似性,结合亮度相似性和对比度相似性定义图像质量指标.数值实验结果表明,利用文中方法对TID2008数据库中的图像进行评价的平均运算时间为78.43s,评价结果与主观评价接近.     

基于视觉阈值的结构相似度图像质量评价算法

针对空间域结构相似度测量(image measure of structural similarity,SSIM)没有考虑人类视觉系统亮度掩蔽和对比度掩蔽对视觉感知的影响,提出基于人类视觉阈值理论的结构相似度图像质量评价算法(visibility threshold SSIM,VTSSIM).通过计算局部标准方差,将图像分为平坦区域、细节区域和一般区域;基于图像视觉阈值的临界可视误差分布,确定平坦区域中的亮度掩蔽极端区域和细节区域中的对比度掩蔽极端区域;分别对这两个极端区域及其他区域进行视觉阈值加权处理,得到整幅图像的质量评价.结果表明,VTSSIM比SSIM更符合人眼视觉特性,尤其适合评价失真较小的图像.     

一种快速图像质量评价方法的研究

图像质量对人类视觉信息的获取影响很大,为了满足生产线上图像质量的实时评价,文章从图像的平均亮度、信息熵和清晰度三个方面入手,介绍了一种生产线上图像质量快速评价的方法,为今后图像质量评价的研究提供了理论基础.     

基于大气散射模型的偏振图像去雾方法

雾霾天气越来越常见,导致所采集图像的应用价值降低,因此如何获得清晰度高的图像成为计算机视觉等领域重点研究的内容。在大气散射模型的基础上提出一种利用图像偏振信息的去雾方法。该方法首先利用偏振成像系统获取平行和垂直方向的两幅偏振图像,结合暗原色先验理论自动估计大气光强信息,估计传输率图并采用改进的导向滤波的方法优化传输率图,最终实现图像去雾。实验结果表明,该算法提高了图像的清晰度及对比度,有效改善了雾天条件下景物的视觉效果。     

中间视觉条件下道路照明光源应用节能研究

通过论述在中间视觉下道路照明中应用的不同光源、不同色温光源对人眼的反应时间,反应时间与背景亮度、亮度对比和视标偏心角的关系,及中间视觉下道路照明用典型光源的光谱光视效率,提出人眼在中间视觉状态下的光谱响应特性不同于明视觉状态下的光谱响应特性,应使用反应时间对人眼的视觉功能进行评价;中间视觉条件下照明的节能设计不能单纯从光源的发光效率考虑,还必须考虑到人眼的视觉功效及人的反应时间,这对照明节能设计有直接的指导意义.     

机器视觉照明系统的关键技术分析

介绍了机器视觉照明系统的发展现状。机器视觉技术已经在社会发展的许多领域得到应用。照明系统是影响机器视觉系统性能的一个关键因素,它决定着原始采集图像的质量,从而影响整个视觉系统的处理效果。重点对照明光源的类型与特点、选择与布局、驱动与控制、光源特性及其对图像的影响、光学辅助工具的使用、照明设计软件等主要技术进行总结,探讨了视觉照明系统应用中均匀照明的实现、散热、控制器技术、通用性设计等亟待解决的问题。     

数字印刷中再现意图对图像质量的影响分析

图像复制过程中不同的再现意图对应着不同的色域映射方法,本文通过使用分光光度计的色度测量并借助于MATLAB的凸壳函数计算出ICC标准的四种再现意图下的色域体积,同时采用视觉评价方法对图像输出质量进行评价.数据分析与视觉评价的结果表明了再现意图对于数字印刷图像质量的影响,也表明了色度评价在图像质量评价方面的不足.实验结果对于阐释再现意图、色域体积和图像质量三者之间的关系和对印刷图像质量的科学评价具有参考意义.     

图像质量评价:融合视觉特性与结构相似性指标

图像质量评价是多媒体领域的一个基本问题.在现有结构相似性方案的基础上,增加最小可辨失真和视觉显著性评价用于构造一个新的图像质量评价指标.首先,考虑到人眼视觉系统的掩蔽效应,设计了失真图像的修正模型,以Sigmoid函数为基础,利用最小可辨失真阈值和图像的像素变化绝对值构建失真图像修正模型,对失真图像进行修正,使其符合人眼的感知效果;然后,考虑到人眼视觉系统的视觉注意特性,设计了图像区域权重模型,利用视觉显著性图像表征图像感兴趣内容,作为图像不同区域的权重;最后,计算修正后的失真图像与原图像的局部结构相似性,并利用区域权重对局部区域质量进行加权平均获得全局图像的质量评价值.实验结果表明,与同类度量指标相比,本文提出的指标在评价图像局部质量方面,更符合人的主观感知效果;在主观数据拟合方面,其均方根误差、相关系数等指标都得到提升;在运行效率方面,具有一个适中的计算复杂度,远低于性能优越的度量指标的运行时间.     

水下影像衬度的理论分析

依据海洋光学的散射理论,给出了水下影像衬度的理论计算公式,并提出了改善水下影像衬度的方法．结果表明：对称性双光源与单色光源相比影像衬度提高2倍多,理论分析和实验结果相符．表明采用对称性照明系统是提高水下影像衬度的一种有效方法．     

异源共光学系统多分辨率图像的融合

在激光照射性能监测系统中,考虑到对成像激光光谱特性、命中率测量精度的要求,为保证图像的探测动态范围,提高光斑命中精度的测量准确度,使用可见光传感器和红外传感器获得图像。采用加权平均法、PCA变换法、金字塔小波变换法,对共光路光学成像系统的多分辨率图像进行融合,通过融合性能评价指标对以上融合方法进行比较。实验结果表明：基于金字塔小波变换的图像融合方法具有更为理想的图像融合效果,可以提供更多、更有效的信息,提高了图像的分辨效果,能更好的识别光斑。     

基于遗传粒子群算法的FBG传感网重叠光谱的解调研究

由于光源带宽有一定的范围,当光纤布拉格光栅(FBG)传感器的数量使用过多时会发生光谱重叠现象,所以会造成反射光谱的中心波长识别困难。为解决光谱重叠问题,通过利用光谱形状复用技术构造重叠光谱,并根据遗传算法和粒子群算法的特点,将二者进行结合形成了遗传粒子群混合算法,用于改进识别反射光谱的中心波长的收敛速度和精度。通过仿真实验结果可知,当FBG传感器的反射光谱发生重叠时,遗传粒子群混合算法可以实现对重叠光谱中心波长的识别,且识别误差范围在5 pm之内。该方法为解决因光源带宽而限制FBG传感器的使用数量提供了一种可行方案。     

基于道路照明标准的LED光源配光图像清晰度研究

通过分析人眼的视觉结构特点和道路照明亮度标准,提出一种基于三基色的配光模型.对模型的综合验证表明,在相同亮度情况下,R、G、B的三刺激值是呈非线性增大的,并且绿色刺激值最大.通过计算图像清晰度和S/P的值,说明LED白绿光用作道路照明效果更佳.     

Push-broom spectral imaging method based upon multi-slit

The acquisition of high image quality and high resolution spectral data is limited by light flux. A push-broom spectral imaging should reduce the spatial resolution if it amplified its light flux to increase its signal noise ratio (SNR). According to this problem, the theory of compressive sensing (CS) is introduced for modeling the push-broom spectral imaging system from the signal processing analysis, so that the number of slits of the imaging system can be increased to amplify its light flux. Under the guidance of the theory of compressive sensing, the light flux can increase without reducing the spatial resolution. In the simulation, if its exposure frequency dropped to 1/4 the original, and its light flux increased to 128 times the original, the spectral image with the resolution of 512×512 could be well obtained. This method is suitable for remote sensing by using a smaller number of times for imaging and less memory for storage and transmission compared with the traditional one.     

Design of and experiment on the polarization dehazing imaging system

In view of the requirement of image quality, integration level and real-time application of the imaging systems under fog weather, this paper reports a polarization imaging system with a dehazing ability. The differential signal is converted by FPGA, and a highly integrated CMOS imaging circuit is built based on the internal PLL of the image sensor and the CamLink protocol. The obtained image is inversed by stokes equations, and the real-time dehazing algorithm is realized by the built-in DSP module. The total size of the polarization imaging system is 117mm×117mm×126mm, and the weight of the system is 1.2kg. An imaging experiment was made under fog weather, and the dehazing ability of the imaging system is proved by the contrast of the original image and the dehazed image's histogram and RGB distribution. Experimental results show that the imaging system can stably obtain a color dehazed image at 2048×2048@180Hz.     

A Proposal for an Integrated Model to Evaluate the Circadian Effects of Mesopic Light Sources

中间视觉光源生理节律效应的综合评价模型

曾伟森¹,边宇^2,*

（1．华南理工大学 物理与光电学院,广州 51640;

2．华南理工大学 建筑学院//亚热带建筑科学国家重点实验室,广州 51640）

摘要：

随着人们对光驱动的生理节律效应的日益关注,照明行业引发了光生物照明设计的热潮。由于视觉系统和非视觉系统的评价标准多种多样,将它们的评价参数结合起来的模型显得尤为迫切。本文提出一种用于评价中间视觉照明的生理节律效应的综合模型,采用CIE 1931 XYZ 2°视场颜色匹配函数和标准暗视觉灵敏度函数合成了生理节律效率函数。然后,利用合成的生理节律效率函数得到综合模型,该模型由国际照明委员会1931 xy色度坐标、S/P比值和照度组成。综合模型表明,对于具有固定色度坐标和固定照度的光源,增强生理节律效应等同于提高S/P比值。该模型为探索光生物友好型的中间视觉照明光谱提供一种有用的方法。采用四通道混色法对发光二极管光谱进行优化,进而得到综合模型的性质。

关键词：生理节律效应;中间视觉照明;S/P比值

     

建筑景观照明设计中光源光谱与环境作用的关系

景观照明设计师一般从实践中理解所设计环境要素,而相对缺乏对光源光谱以及景观形成的深刻理解,从而导致不能预期景观照明最终带来的效果,目前景观照明中存在照明情境不符、过度照明、光污染等问题。通过从光谱理论的角度探讨光源色与物体色的关系,以及光谱与物体反射的作用理论,并以某一物体色样作为参考,探讨了传统光源、LED光源以及各种单色光谱对于色样照射产生的效果,分析了光源光谱与环境作用关系,得到景观照明效果的一般性结论。由此可以从理论上对建筑照明设计中照明效果进行预期以及选用合适光谱的光源。基于光谱理论的推导、计算,使得景观照明效果能够完全定量化。     

城市照明色光对居民室内活动的干扰阈值

城市照明的发展与LED的广泛使用致使居住区室外光环境日益明亮，且常见彩色光，居民的室内休闲娱乐活动所受到的影响也日见显著。从居民的主观感受出发，通过主观评价实验，得出正常室内照明情况下城市照明色光对居民看电视的干扰阈值，包括表征居民视觉感知的"明度阈值"和表征光源实际情况的"亮度阈值"。讨论了城市照明色光对居民室内活动干扰的季节差异、性别差异和色调差异，并对阈值结论的应用性进行了讨论。     

强光辐射源干扰红外成像特征量化模型与分析简

The strong radiation source(such as battlefield fire) has become an important factor affecting the infrared imaging quality. First, a feature quantitative model of infrared imaging under strong radiation source disturbance is built based on the imaging signal conversion mechanism and by simultaneously considering the signal response characteristic,dynamic range, automatic gain characteristic(AGC) and gray level quantization and display. Then, a simulation of the output image of the infrared imaging system is performed on the basis of the model mentioned above and the simulation platform developed in our laboratory. Finally, a quantitative analysis of the relationship between the energy of the strong radiation source and the brightness(contrast) of the system's output image is made. The results will be used for providing a theoretical basis and technical support for the research on the infrared imaging system anti-interference ability protection in the battled environment.