改进(2D)~2PCA的彩色图像融合框架

针对彩色图像融合时空间变换产生的色彩畸变以及红绿蓝(RGB)色彩空间各通道间的强相关性,同时考虑到基于主元分析(PCA)的图像融合算法存在图像结构利用率低、光谱信息损失多的缺点,提出了一种基于改进双向二维主元分析[(2D)2PCA]的图像融合框架。针对RGB色彩图像的结构特点,以待融合图像行、列方向的RGB分量作为基元进行二维主元分析(2DPCA),采用基于协方差的线性权重分配方法对融合图像进行重构,依照重构图像的结构特性进行主元替换,经基于协方差的加权逆变换得到融合图像。为验证算法的有效性进行了二次实验:1)是选取模糊彩色图像与对应的清晰灰度图像;2)是彩色可见光图像与对应的红外图像进行实验。实验结果表明使用该方法得到的融合图像可取得较好空间分辨率和理想的融合指标。     

一种改进的RGB Hough车牌校正定位算法

车牌的定位对车牌识别的成功率起到决定性作用。为了通过校正倾斜的车牌提高车牌在倾斜情况下字符识别的准确率,针对小型车蓝底白字的车牌提出了一种基于RGB色彩空间与Hough变换的车牌校正定位算法。对无倾斜情况的车牌可以直接定位,对于存在明显倾斜的车牌可以实现倾斜校正并定位。对车牌无倾斜情况的定位准确率为93%,倾斜车牌的定位准确率为88%。     

全息照相实验中图像采集数码装置的应用

在全息照相实验教学过程中,在＂再现＂环节引入CCD等图像观测和采集功能的数码辅助装置,对于记录物体的再现观测有一定的帮助,有利于学生对全息记录和＂再现＂的理解。     

不同浓度条件下液溶胶丁达尔现象的研究

为了研究液溶胶物质的量浓度对丁达尔现象的影响,利用红色激光对不同浓度氢氧化铁液溶胶中形成的光路进行拍照,采用HSV色彩模式对9种浓度条件下的图像进行分析。结果表明,色调和饱和度与光路的沿程位置无关,强度值与光路的沿程位置相关,当液溶胶浓度为0.0846~0.0617 mol/L时,强度值沿光线方向全程衰减,其衰减程度与液溶胶浓度成正比;当液溶胶浓度为0.0555~0.0364 mol/L时,强度值沿光线方向先衰减后提升。色调和饱和度均值与液溶胶的浓度相关,具有阶段性。强度值均值随着浓度的降低呈现降低、升高、再降低的趋势,峰值点在浓度值为0.0405 mol/L处,谷值点在浓度值为0.0617 mol/L处。     

基于机器学习和可见光光谱的冬小麦叶片氮积累量估算

在拔节期分4次采集了6个施氮水平下的冬小麦冠层图像,同步进行取样并以凯氏定氮法测定叶片含氮量,进而计算叶片氮积累量。利用随机森林算法分割冠层图像之后提取冠层覆盖度、可见光波段(R, G和B)三个分量及其衍生的5个色彩指数。以冠层覆盖度外加色彩指数、色彩分量的两种非线性回归,以及人工神经网络、支持向量回归、随机森林3种机器学习算法建立了冬小麦叶片氮积累量的估算模型。结果表明利用色彩指数的非线性回归模型的估算精度稍低于其他方法,而随机森林算法的拟合精度最高,但存在明显的过拟合现象。其他三种方法,即以冠层覆盖度及色彩分量为输入变量的非线性回归、支持向量回归和人工神经网络方法,均具有较高的拟合精度和泛化性能。     

全色彩RGB灯电控光源设计研究

介绍星敏感器和星模拟器在航空器空间姿态确定中的作用和地位及其基本工作原理。依据色度学理论与公式,分析如何使用红、绿、蓝三原色合成各种颜色的光源,并推导三原色色品坐标和亮度与合成光源色品坐标之间的数学方程式。在理论研究的基础上,设计一种以全色彩RGB灯作为发光器件的静态多路星模拟器电控光源。在实验室条件下,对电控光源系统输出光功率和峰值波长的稳定性进行测试实验,并给出实验结果。实验结果表明:单个光源的短期稳定性均优于1/1 000。     

基于轮廓跟踪的车载红外视频彩色化方法

提出一种车载红外视频快速彩色化方法,利用轮廓特征点跟踪获取每帧物体类别的轮廓区域,采用类别特征色彩对各区域传递色彩。构建各景物样本特征色彩集,以各类景物在自然彩色图像中表现出来的特征色彩作为红外图像中对应景物的色彩;利用改进的高效K Means方法对红外关键帧进行聚类,得到分割区域,提取轮廓特征点;通过KLT算法跟踪特征点,得到其在下一帧中的位置并同时修正,采用B样条插值进行轮廓复原,得到该帧的各类别轮廓区域;最后将特征色彩按类别赋予各区域,从而给各帧图像着上合适的颜色,实现红外视频序列的快速彩色化。实验结果表明, 该方法与基于运动估计的算法相比可提高近5倍的处理速度,并且能够得到与自然景物色彩较接近的彩色化视觉效果。     

Coloring night vision imagery for depth perception

Depth perception for night vision （NV） imagery could largely improve scene comprehension. We present a novel scheme to give fused multi-band NV imagery smoothly natural color appearance as well as depth sense from color. Our approach is based on simulating color cues by varying saturation values of each object in the color NV image, in correspondence with the ratio between the infrared and low-light-level sensor outputs which in practice is the depth feature for same materials. We render the NV image segment- by-segment by taking advantage image fusion. Experiments have of image segmentation, dominant shown that the proposed scheme color transfer, saturation variation, and can achieve satisfying results.     

应用二维窗口傅里叶变换实现全息图数值再现

应用二维高斯窗口傅里叶变换对全息图进行局部分析。首先定义二维窗口傅里叶变换,并从理论上证明通过二维高斯窗口傅里叶变换所获得的叠加频谱与傅里叶变换所获得的频谱是一致的。对菲涅尔全息图进行数值再现时,通过提取窗口区域内局部全息图的＋1级频谱信息,并随着窗口中心在整幅全息图上逐点移动,将窗口傅里叶变换局部分析所获得的＋1级频谱叠加求和,可有效地重构出与＋1级衍射像相对应的完整频谱信息,在一定程度上改善了0级以及±1级衍射像所对应的不同频谱之间的串扰,提高了再现像的质量。     

基于同色异谱黑理论的非线性复合模型光谱重建研究

同色异谱现象是光谱反射率重建与颜色再现中的一个重要问题。采用三基色CCD相机采集CIE标准光源D65下的颜色样品信号,建立非线性复合模型,使用主成分分析结合神经网络的方法(PCA-NET)改进基于同色异谱黑理论的R矩阵算法,对标准Munsell色卡光谱重建进行研究。在保证给定照明条件下的色度精度同时,对光谱重建的结果进行了实验评价和讨论。实验结果表明,在给定的照明条件下,PCA-NET算法能够准确的拟合相机输出信号与主成分系数之间的非线性关系, 将其代替线性算法应用于R矩阵算法中时,测试集的平均均方根值是未改进R矩阵算法的0.76,平均标准差是R矩阵算法的0.85,可有效提高光谱反射率的重建精度。改进后的R矩阵算法具有精度较高、操作简单易实现的特点, 可用于对重建色度精度及光谱精度均要求较高的领域。