简易-环境光对比度与恰可察觉明度阈值建模

针对环境光对移动终端显示内容室外可读性的影响,以及移动终端设备亮度与环境光的相关性,用液晶显示器(LCD)的移动终端测量了人眼恰可察觉明度阈值。在不同环境光照度,不同设备亮度下,观察不同空间频率和不同平均明度的正弦灰色条纹,记录恰可察觉明度阈值。分析了环境光对不同频率和不同平均明度条纹的恰可察觉明度阈值的影响,建立了简易-环境光对比度与恰可察觉明度阈值模型。结果表明:环境光的影响与条纹的人眼对比敏感度成反比,所建模型可得到较为明确的函数关系,该研究成果可适用于不同环境光下移动终端亮度的优化设置。     

一种人眼感知驱动的成分分解色调映射算法

从人眼亮度感知特性出发,提出了一种人眼感知驱动的成分分解色调映射算法。通过非线性全局亮度校正函数调整整体亮度;通过引导滤波将图像分解为基本层与细节层,并在基本层结合人眼感知特性进行动态范围压缩;对Stevens效应下的细节层进行效果增强,使映射后的图像细节更加丰富。对比传统算法,不同场景的实验结果显示,该算法的主观质量与客观指标均有所提高,在主观质量上能体现HDR图像高亮度光源照射的场景特点,细节表现更加清晰,图像层次感有所提高;在客观指标上,信息熵平均提高0.2291,TMQI值平均提高0.0889。     

基于粗糙集与小波反锐化掩模的图像增强

为了有效去除图像中的干扰噪音,改善模糊不清晰的有用边缘细节信息,提高图像的层次感和清晰度,提出将粗糙集和小波反锐化掩模相结合的方法来实现图像增强.运用粗糙集中的近似及等价属性关系将知识化后的图像划分成不同的区域,再根据估计好的阈值进行数据约简,实现有效去除噪音.运用小波反锐化掩模法对图像的轮廓及细节信息进行增强处理,完成图像的最终增强.实验结果表明,不论在主观的视觉效果上,还是客观的噪音均方误差,该方法的处理结果都是较为理想的.     

改进投影梯度NMF的NSST域多光谱与全色图像融合

为了有效结合多光谱图像的光谱信息和全色图像的空间细节信息,进一步改善融合后多光谱图像的质量,提出了基于改进投影梯度非负矩阵分解(NMF)和改进脉冲耦合神经网络(PCNN)的非下采样Shearlet变换(NSST)域多光谱和全色图像融合方法。对多光谱图像进行亮度-色度-饱和度(IHS)变换,将其亮度分量与全色图像进行直方图匹配,增强全色图像的对比度;分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像进行NSST变换,对二者的低频系数利用改进投影梯度NMF进行融合,进一步提高融合后图像的空间信息;对于高频子带系数,采用基于改进PCNN的方法进行融合,增强图像的细节信息;经非下采样Shearlet逆变换得到融合后的亮度分量,进行IHS逆变换得到融合图像。大量实验结果表明,所提出的方法在保留多光谱图像光谱信息的同时,增强了融合图像的空间细节表现能力,优于现有的基于IHS变换、基于非下采样Contourlet变换(NSCT)和NMF、基于NSCT和PCNN等几种融合方法。     

基于人眼视觉的电润湿电子纸显示器 亮度非线性校正方法

针对反射式电润湿显示器在不同环境光下,对显示器上内容的清晰度、对比度的影响,提出一种保留相邻灰度人眼视觉响应差的亮度校正方法.该方法保证其它环境光下的人眼对相邻灰度的响应差与参考环境光下的响应差一致.同时为实现电润湿显示器的精准调制,将校正后的亮度进行二次校正,非线性校正.采用本文方法校正后的电压与亮度曲线的关系更接近线性,提高了电润湿显示器对比度,增加图像细节,优化了显示效果.     

量子点背光液晶显示技术的亥姆霍兹-科尔劳施效应

亥姆霍兹-科尔劳施效应（简称H-K效应）指的是人眼对色光的感知亮度随着色纯度的增加而提升的现象。量子点背光技术可显著提升液晶显示的色域和视觉感知亮度,已经在众多显示产品中开始应用。本论文通过观看者亮度感知实验,对比了YAG荧光粉白光LED背光电视（YAG电视）和量子点背光电视（量子点电视）的H-K效应差异,根据Kaiser模型与Nayatani模型分析纯色实验的测试结果,并通过彩色实验探究了显示器的色域对感知亮度与主观偏好的影响。实验结果表明：量子点电视具有更为显著的H-K效应,视觉感知亮度明显高于传统YAG电视;在同样的感知亮度下,量子点电视的纯色R、G的物理亮度仅为YAG电视的75%、86%;鲜艳彩色画面的物理亮度为YAG电视的74%～88%;在相同感知亮度下,高色域的量子点电视更受欢迎,并且喜好趋势将随着亮度的增加而增加。上述结果对于健康显示的发展具有重要指导意义。     

MPPC low-level-light imaging enhancement algorithm based on sub-window box filtering北大核心CSCD

针对多像素光子计数器(MPPC)进行微光成像时,图像受光照不足和噪声影响出现的图像亮度低、对比度差、边缘模糊等问题,提出一种基于子窗口盒式滤波的自适应微光图像处理算法。为了减少算法运行时间的同时突出图像的边缘细节信息,利用子窗口盒式滤波器对图像进行分层得到基础层和细节层;对基础层图像采用自适应阈值直方图均衡化拉伸对比度,细节层图像采用自适应增益控制方式进行增强;根据基础层图像中有效灰度值个数占总灰度的比值自适应确定融合系数,将基础层图像与细节层图像融合得到增强后图像。通过微光实验平台设置3组不同照度的微光环境进行实验仿真,验证了本文算法在保持边缘信息和增强细节方面获得了更好的效果。实验结果表明本文算法在标准差、信息熵、平均梯度等客观评价方面优于改进前算法,提升了微光图像的成像效果。     

纹影系统的灵敏度的实验设计与分析

设计了纹影实验装置和采用分析图像亮度差的方法直观描述纹影系统灵敏度,并系统研究纹影系统的刀口位置和刀口厚度对系统灵敏度的影响.实验结果图像亮度差与密度差的对应关系有效的验证了理论上得到的与亮度差对应的图像的光强差与密度差之间的对应关系.     

视觉刺激条件下的听感差别阈限测量

视听交互的重要性日益突出,但视觉刺激对听觉感知的影响尚缺乏全面深入的研究。以视觉刺激下人耳对声音的主观听感差别阈限变化为研究对象,在主观听觉实验中施加颜色、质量、亮度、运动状态四个不同属性视觉刺激,同时测量纯音信号的响度、主观音长和音高的听感差别阈限。通过与无视觉刺激下相应差别阈限的比较,分析不同视觉条件对响度感知、主观音长感知、音高感知能力的影响。实验数据显示,施加视觉刺激后主观听觉感知的差别阈限值增大,主观音长、音高和响度的差别阈限值平均分别提高了45.1%,14.8%和12.3%。进一步分析的结果表明,施加视觉刺激后基本的听觉感知能力呈下降趋势。同一视觉属性的不同水平视觉条件对听觉感知的影响程度不同,主观听感的变化呈现出一定的规律性,即视觉刺激越舒适,听感的差别阈限变化越小。     

基于自适应Gamma校正的红外图像增强算法

为了进一步提升红外图像的亮度和对比度,同时保持图像的自然效果,提出了基于自适应Gamma校正的红外图像增强算法。用改进的双边滤波作为Retinex的中心环绕函数,以提取红外图像的低频和高频部分,即基础层和细节层。对基础层图像进行自适应于暗区像素占比的Gamma校正,以提升图像的亮度和清晰度,而对细节层图像进行自适应的分段线性拉伸,进一步提升图像的对比度。实验结果证明了本文方法的有效性,相对于现有的方法,本文方法增强后的视觉效果更清晰、细节信息更丰富。     

激光辅助照明在电视观瞄具逆光成像上的应用

针对机载光电装备的电视观瞄具对逆光物体进行观瞄时,光亮度剧烈变化,会产生光晕,无法捕获有用细节这一问题,提出利用激光辅助照明成像方案提高物体在激光波段的照度。在观瞄逆光物体时,一方面通过降低相机的曝光时间降低相面照度,另一方面采用激光辅助照明,对逆光物体进行激光照射。通过实验,电视系统能够对激光的照射进行成像,逆光物体的图像边缘灰度差达到55,满足边缘检测的要求,能够分辨物体边缘信息。     

投影显示亮度均匀性稳健校正方法

随着投影仪的发展,其显示质量越来越受到人们关注.投影显示中普遍存在亮度不均匀性问题,且大部分高灰度图像在亮度校正后易出现饱和.而一般的剪切法会极大地降低像面均匀性.为解决这个问题,基于投影仪相机系统建立系统光度学模型,在传统线性映射方法的基础上提出了一种亮度不均匀性校正的非线性稳定算法.实验表明,采用的投影仪在校正前其图像显示亮度从中心到边缘下降了近50%,像面不均匀性的相对均方根误差(RRMS)为17.7%;而饱和图像校正后像面的RRMS为1.69%,几乎达到了与未饱和图像(1.55%)相同的校正精度,同时基本保持了显示图像的平均亮度水平.     

基于亮度对比度传递的红外与可见光图像融合方法研究

基于亮度一对比度传递技术提出了一种红外和彩色可见光图像的融合方法,该算法通过对红外图像和可见光图像在HIS空间进行二次融合,保留了可见光图像的颜色特性,并获得一幅具有良好亮度和对比度效果的融合图像。实验结果表明该方法融合噪声小、细节缺失少、融合速度快。     

面向各向异性投影幕亮度一致性校正方法的研究

为了解决多投影机拼接融合显示系统中亮度分布不均匀及不同视角下的亮度差异问题,提出了一种多视角投影-摄像机系统的非线性最优化颜色校正方法,通过在多个位置放置摄像机进行多角度的观察,并对所有观察结果进行统一的优化处理,实现在各个方向上都能够满足要求的亮度调整方案。针对重叠区域高亮现象及重叠方向和形状的任意性问题,采用双三角函数法计算得到投影机的衰减矩阵,实现亮度融合。以双通道投影系统为实验平台验证了算法的可行性和有效性。     

高动态范围表面自适应条纹投影测量方法

相位测量轮廓术是获取物体表面三维形貌信息的最有效方法之一,但是对于表面反射率变化较大的物体,传统的条纹投影技术难以使高反射率和低反射率的区域都能实现高精度的形貌测量.针对这一问题,提出一种基于递归的自适应条纹投影方法.该算法能够分析采集图像中亮度饱和及亮度不足的像素点,并根据坐标映射关系自适应地调整投影图案的亮度,使各像素投影亮度经二分递归后趋近于最佳投影亮度,达到避免饱和及提高信噪比的目的 .实验结果表明,所提方法能够准确实现投影亮度的调整,仅需少量的递归过程,就能纠正99.3％投影亮度不合理的像素点,在改善高动态范围表面的三维显示效果的同时提高了其三维形貌的测量精度.     

针孔辅助点投影诊断方法实验研究

针孔辅助点投影背光成像是近几年国外新兴的等离子体诊断技术,在惯性约束聚变相关物理实验诊断中具有重要的应用前景.为验证这一诊断方法的实用性,在神光Ⅱ第九路平台上开展了演示实验.利用激光驱动平面Ti靶获得约4.7 keV的Ti K壳层X射线,在十几微米的针孔约束下作为次级点源并对Au栅格样品投影成像,并用CCD记录.实验成功获得了清晰的样品二维空间分辨的时间积分图像,空间分辨力优于16.1 μm.实验结果表明针孔辅助点投影具有较高的空间分辨力、较大的视场、较高的图像对比度,将成为瑞利泰勒不稳定性研究、激光状态方程研究等物理实验的重要诊断方法之一.     

基于Sigmoid函数局部视觉适应模型的真实影像再现

为解决图像采集与显示设备之间的动态范围差异,色调映射技术试图建立一种由高到低的动态范围映射关系,可用于一般图像的真实影像再现.在不同亮度适应水平下,人眼能产生不同的响应特性及对比度敏感性,从而同时响应不同明暗的光强.由此建立了一种局部视觉适应的再现算法,采用具有参数控制的Sigmoid函数来模拟视觉适应的S形非线性特点,得到不同局部亮度适应水平下的压缩曲线,因此能较好地协调图像整体对比度、亮度调整与局部增强之间的关系,在增强图像较暗区域的同时,极大程度地保持亮区细节.经主观评价与特征统计参数相结合的方法验证,该算法能有效地实现动态范围压缩,保持图像细节而避免伪像,具有一定的色彩恒定性,且复杂度低,具有很好的实用性.     

低曝光条件下遥感相机微振动量检测

针对搭载平台颤振对遥感相机成像的影响,利用辅助高速面阵CCD相机拍摄高帧频图像序列,通过像元合并来补偿曝光时间不足,增加图像的亮度、对比度和信噪比,同时结合一种区域选择算法来选择用于计算的图像区域,最后使用灰度投影算法对振动位移量进行估计.实验数据表明,提出的改进算法误差为一个像元,在准确性和稳定性方面均明显优于原始算法.     

基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法

针对传统红外与弱可见光图像融合算法中存在的亮度与对比度低、细节轮廓信息缺失、可视性差等问题,提出一种基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法.该方法首先利用改进的高动态范围压缩增强方法增强可见光图像提高亮度;然后利用基于潜在低秩表示与复合滤波的分解方法分别对红外与增强后的弱可见光图像进行分解,得到相应的低频和高频层;再分别使用改进的对比度增强视觉显著图融合方法与改进的加权最小二乘优化融合方法对得到的低频和高频层进行融合;最后将得到的低频和高频融合层进行线性叠加得到最终的融合图像.与其他方法的对比实验结果表明,用该方法得到的融合图像细节信息丰富,清晰度高,具有良好的可视性.     

非全息衍射投影（英文）

提出了一种无需全息计算和相干照明的衍射投影方法和投影系统,利用非相干的准直LED光源和傅里叶变换透镜取代全息迭代计算获得被投影图像的空间频谱,再利用空间频谱在自由空间中的瑞利索墨菲衍射实现了小投射比、无限景深的图像投影.详细推导了投影方法的成像过程,解析了投影系统的强度脉冲响应函数.实验搭建了一套非全息衍射投影系统,对投影过程中产生的像差和亮度不均匀进行矫正,获得了无相干噪音的高品质衍射图像,实现了投射比为0.87的无限景深的衍射投影.在相距大于800mm的不同深度平面上同时获得了清晰的投影图像,从而验证了方法的可行性.该投影方法和系统在球幕投影、任意曲面屏幕投影和增强现实投影等领域具有潜在的应用.