提高夜视融合目标可探测性的颜色对比度增强方法

根据人眼视觉系统特性,分析了场景理解和目标探测对彩色融合的要求,并据此提出了一种通过颜色对比度增强来提高目标可探测性的夜视融合方法.该方法使热目标呈红色,冷目标呈蓝绿色;根据红外图像特征,引入了一种和红外图像各像素亮度与图像平均亮度的偏离相关的颜色对比度增强因子,利用该因子可增强目标与背景的颜色对比度,弥补颜色传递彩色融合方法在颜色对比度上的不足,能有效提高目标可探测性.实验表明该方法既能突出红外目标,又能保持丰富的背景细节,在增强场景理解的同时提高了目标可探测性.     

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。     

先进夜视成像技术发展探讨

夜视成像技术是在低照度条件下，将不可见辐射加以转换或将微弱的夜天光进行增强，以实现人眼夜间隐蔽观察的一种成像技术，在夜间侦查瞄准、辅助驾驶、导航制导等现代军事应用中发挥着重要作用。为了确保“单向透明”，充分发挥“拥有黑夜”的技术优势，世界军事强国都投入大量人力、物力开展先进夜视成像技术研究，使夜视装备性能得以迅速发展。 本文作为本期《红外与激光工程》——“南京理工大学”专刊的引子，概要地介绍了夜视成像技术当前的进展与所面临的挑战，并对未来先进夜视成像技术的发展趋势——基于光电转换的光强直接成像与基于计算成像的信号反演成像分别进行了探讨与展望。     

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。     

直视型微光夜视系统最小可分辨对比度模型

从信号检测和人眼视觉角度出发,研究了直视微光夜视系统综合性能评估理论,推导出直视型微光成像系统的MRC（最小可分辨对比度）模型。该模型将光学传递特性与系统信噪比结合,建立了系统直视微光夜视MRC与目标特性、直视微光夜视仪以及人眼各部分参数之间的数学关系。验证结果表明,由该模型得到的系统极限分辨率相较于系统实际测出的分辨率相对误差为3.08%。     

微光像增强器用核心材料的发展现状与展望

微光像增强器是微光夜视技术的核心器件,决定了整机的视距、清晰度、使用寿命等关键性能。详细分析了光纤面板、倒像器、纤维光锥、微通道板等微光像增强器核心材料的原理、特性及发展趋势,展望了微光夜视技术的发展方向。     

激光测距数据与夜视图像的实时叠加

以更好地获取夜间战场信息为目标,设计了可以完成激光测距数据与微光夜视图像实时叠加功能的硬件电路。主要利用单片机８０３１和ＯＳＤ可编程芯片ｕＰＤ６４５０,通过汇编语言控制激光测距仪数据输出接口与硬件电路间的数据传送,实时地完成了距离数据与微光图像的叠加。     

视觉评价夜视彩色融合图像质量的实验研究

提出夜视彩色融合图像质量评价的三个基本指标是“目标探测性”、“细节”和“色彩”,并且通过视觉评价实验,研究了“感知质量”与这三个指标的相关性．对十个场景的微光与红外图像采用四种融合算法产生的40幅假彩色图像进行评价实验,实验结果得出：融合图像都有好目标探测性,感知质量与目标探测性的相关性很小;感知质量与细节的相关系数是0．89,感知质量与色彩的相关系数是0．75．说明在满足目标探测性要求条件下,细节是视觉感知融合图像质量的最主要评价指标,而且色彩成为夜视彩色图像质量的一个重要指标．     

低照度固体成像夜视头戴系统物镜设计

为满足夜间低照度天候条件下装备维修保障需求,设计了一款大相对孔径的可见光/近红外波段的复消色差物镜。通过选择合适的光学玻璃材料,在可见/近红外波段很好地校正了二级光谱。设计完成的大相对孔径物镜焦距3.75 mm,F#为1.2,视场70.25°,畸变-17.5%,系统总长40 mm。该共焦型物镜在486～950 nm光谱范围条件下,无需调焦即能满足夜间观察使用需求,为低照度夜视头戴系统光学模组研制提供了新的技术手段。     

距离选通式半导体激光夜视系统

距离选通式半导体激光夜视系统是采用高功率脉冲半导体激光器作为夜视系统的照明光源、以微光管作为接收传感器的主动成像夜视系统。介绍了半导体激光夜视系统中所采用的高质量脉冲半导体激光光源技术及距离选通技术。其中光束准直整形技术和改善光场均匀性技术是脉冲半导体激光夜视系统的关键技术。距离选通式激光夜视系统消除了脉冲激光带来的后向散射及杂散光的干扰,提高了接收信噪比,可获取清晰的夜视图像。实验证明采用距离选通式半导体激光夜视系统可在很差的气象条件下工作,并可获得清晰图像,作用距离达5 km。该系统不仅用于军事领域也可用于边防、公安、搜救、监控等其他领域。