基于视觉特性的真实影像再现技术进展及展望

视觉特性研究的成果,融入到真实影像再现技术,可提供更适于人类观察的高品质图像,有利于机器视觉的研究。首先简单总结当前主要的视觉特性研究成果,包括视觉空间对抗、光谱对抗、视觉适应、视觉皮层初级处理等。综述了基于视觉特性的真实影像再现技术的研究动态和新进展,并根据算法的侧重点不同,分析了以保持颜色恒定性为主要目标的Retinex系列算法、各种动态范围压缩算法等。其中也涉及到已开展的部分工作,从原理分析、实验效果对比等角度,对研究成果与国外优秀算法做出评价。介绍了国外在软/硬件平台实现上的最新研究成果。简述进一步开展的工作及研究方向,并就其发展方向做出展望。     

近自然彩色图像融合算法及其实时处理系统的发展

在军事和生产领域,特别是在极其恶劣的可视条件下,图像融合技术越来越强调融合效果显示的"近自然"感觉,以及人类视觉感知的要求。从彩色图像融合算法的发展概况出发,着重介绍了两种具有代表性的基于视觉特性的近自然彩色图像融合方法,并特别阐述了课题组近期开展的相关算法研究成果。总结了国内外实时彩色图像融合系统的发展现状,概括了课题组已具备的硬件实验基础,综合分析了实时彩色图像融合技术的若干关键技术,如多源图像特征分析、实时图像配准、融合图像后处理等。针对实时图像融合技术的应用状况,提出图像融合系统未来的发展趋势。     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出,实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗.本文提出了一种基于XilinxVirtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案,采用模块化设计,将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水,充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性;并结合仿真实验结果,从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面,分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10 bit图像流2f/s实时融合处理的可行性,估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗.     

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.     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出，实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗。本文提出了一种基于Xilinx Virtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案，采用模块化设计，将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水，充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性；并结合仿真实验结果，从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面，分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10bit图像流2f／s实时融合处理的可行性，估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗。     

SoPC级双通道图像融合系统设计

针对多色焦平面探测系统的输出，实现像元级图像融合的前提是如何保证融合系统的高性能、微型化及低功耗。本文提出了一种基于XilinxVirtex4系列FPGA实现双通道图像融合的SoPC方案，采用模块化设计，将图像处理过程按采集、非均匀性校正预处理、融合、输出等功能模块作分级流水，充分利用器件的高性能、高并行性、可深度流水等特点来保证处理的实时性；并结合仿真实验结果，从处理算法的选择、复杂度以及资源占用等方面，分析了在单片FPGA上完成双通道720×576×10bit图像流2f/s实时融合处理的可行性，估算了SoPC系统功耗和转换为ASIC芯片后的系统功耗。