针对近红外图像彩色化过程中因近红外与可见光图像间模态差异较大,导致着色后图像在纹理细节处存在颜色晕染、区域误着色的问题,提出了颜色预测和语义感知相结合的生成对抗网络。设计颜色预测和语义感知双分支生成器,颜色预测分支采用带有跳转连接的残差网络,语义感知分支采用带有语义融合的空洞卷积金字塔结构;不同的扩张率,能够获得多个感受野提取多尺度语义特征,将感知到的语义嵌入到颜色预测分支,提高模型的语义理解能力,改善颜色晕染、区域误着色问题;设计循环一致语义损失函数,约束生成器中语义信息的一致性;算法在RGB-NIR场景数据集上进行性能实验比对以及消融实验。实验表明,所提算法相比于现有彩色化算法,PSNR、SSIM和LPIPS评价指标优于现有算法,着色效果更符合视觉感受。

激光热处理作为一种材料表面高温处理技术，具有升温速度快、温度范围宽的特点，升温速度可达 104℃/s。传统的接触式测温法无法满足快速升温的温度场和升温过程的测量需求，为满足这一需求，本文设计一种非接触式的基于图像处理的红外 CCD测量材料表面温度的方法。针对温度测量范围宽的问题，提出了分段测量的方法；针对升温速度快，提出了计算机控制的快速自适应曝光时间算法；为提高测量精度，对温度 -灰度曲线进行了严格标定。实验证明该方法是一种低成本、高稳定性、高精度、简单有效的测温方法，本研究为激光热处理中材料表面温度测量提供了切实可行的解决方案。

为了提高可见光图像和红外图像的融合图像的细节信息以及保留对比度,提出了一种基于残差学习和视觉显著性映射的多尺度分解图像融合方法。首先,使用高斯滤波器和引导滤波器对图像进行多尺度分解,将其分解为基本层和细节层,其中细节层分为小尺度纹理层和中尺度边缘层。然后,使用提出的改进视觉显著映射方法对基本层进行融合,对低光照图像基本层进行增强处理,使融合图像具有良好的对比度和总体外观。对于细节层,提出了对小尺度纹理层和中尺度边缘层分别进行最值化以及软最大化融合规则的残差网络深度学习融合模型。实验在TNO数据集上将所提算法与最新的6种方法针对离散余弦特征互信息、小波特征互信息、结构相似度和伪影噪声率这4个客观指标进行比较,所提算法在前3个客观指标上有所提升,在伪影噪声率上获得进一步的下降。该算法在保留图像显著特征的同时使融合图像获得了更多的细节纹理信息,具有良好的对比度,且有效地减小了伪影和噪声。

针对传统颜色传递算法只进行全局颜色传递, 未考虑图像局部特征, 出现颜色误传递的问题, 提出了一种基于Graph-Based图像分割与区域匹配的灰度图像彩色化算法。利用Graph-Based图像分割将目标图像和参考图像分割为若干个亮度和纹理特征一致的子区域。根据本文提出的思想, 认为“具有相似亮度和纹理的子区域具有相似的颜色分布”, 对目标图像和参考图像的子区域建立匹配关系, 利用亮度特征和LBP局部纹理特征对子区域进行匹配。最后, 在YCbCr颜色空间中对相匹配子区域利用亮度和纹理特征进行颜色传递。实验结果证明, 在该算法中其参考图像无需和目标图像配准, 只需特征相近, 就可以对目标图像实现全自动的彩色化技术并有效克服了颜色误传递的现象,彩色化结果图像在色彩分布和主观视觉上都有明显的提高。

为了改善了水下偏振图像存在的质量差、纹理细节模糊和对比度低等问题。提出基于区域方差的水下偏振图像融合算法。首先, 利用532 nm激光器拍摄不同角度的水下偏振强度图, 计算相应的斯托克斯图像; 然后, 对Dolp-Aop图像进行同态滤波处理, 将其和光强图像I进行三层小波分解(DWT); 接着, 将小波分解源图像产生的低频子带和高频子带分别采用不同的融合算法实现融合。仿真结果证明, 本算法实现的融合图像与传统的融合算法相比, 融合图像在对比度和清晰度上有明显提高。

为了更好地描述图像内部的复杂程度; 建立图像复杂度与各指标之间的数学模型是研究图像复杂度最关键的一步。首先从图像纹理出发; 试图建立图像复杂度与各指标之间定量、精确的数学关系描述。针对目前图像复杂度与各衡量指标之间没有明确的数学关系的特点; 文中采用灰度共生矩阵对纹理的主要特征参数进行分析; 提出了基于BP神经网络的图像复杂度评价方法; 建立了图像复杂度与各个指标之间非线性的数学评价模型。通过大量的图片对神经网络进行训练学习; 得到各指标的权重值。验证结果表明; 所建评价模型能够真实地反映图像内部的复杂程度; 获得的实验结果与人类视觉感知的结果基本一致。对于将BP神经网络应用于图像复杂度的研究具有一定的参考价值。

偏振成像探测技术作为一种新兴的光电探测技术, 在目标探测识别及处理方面相对于传统的成像有着独特的优势, 对于未来战争中应对日益复杂战场环境下目标探测与识别具有重大的意义, 而特别受到了西方**强国的重视。对近年来西方主要**强国的偏振成像的技术进展和主要成果从物质偏振特性、偏振传输特性、偏振探测技术、偏振信息处理等 4个方面进行回顾、总结和展望。本文是论文的下半部分, 重点阐述 ①偏振成像探测方法, 用于探测目标, 获取偏振信息, 提高成像质量； ②偏振目标获取和处理, 用于提高探测识别概率, 降低虚警率。

偏振是电磁波的重要特征, 偏振是光除了波长、振幅、相位以外的又一重要属性。物质偏振属性能够为目标的探测和识别提供更多维度的信息。因而, 偏振探测技术成为近年来备受关注的一种新型的目标探测方法。从偏振成像在**上的研究和应用出发, 对近年来西方主要**强国的偏振成像的技术进展和主要成果从物质偏振特性、偏振传输特性、偏振探测技术、偏振信息处理等四个方面进行回顾和总结。本文是论文上半部分, 重点阐述: 1)目标偏振特性及仿真, 用于区分不同目标及背景；2)偏振传输特性, 用于穿透烟雾观察战场、增加作用距离。

流感疫苗血凝素含量的测量，采用单向放射免疫扩散法，其关键在于扩散环直径的确定。传统采用游标卡尺或高清扫描图像方法测量扩散环直径，存在人为干扰，测量精度与稳定度低。本文基于机器视觉技术研制了血凝素含量自动测量仪，利用CCD 相机采集扩散环图像，用图像处理算法测量扩散环直径，实现了扩散环直径数据获取、血凝素含量计算与结果数据分析等操作的自动化与智能化，有效消除人为干扰，提高测量精度。实验表明，该测量仪测量精度可达2 μg/mL，相关参数R2>0.99，稳定度高，变异系数小于1%，满足实际测量需求。此仪器适应于各种型别的流感疫苗血凝素含量测量，且测量结果易于保存、传输，便于二次处理。

利用CO₂连续激光对硼硅酸盐玻璃薄片进行了弯曲实验,确定了用CO₂连续激光弯曲厚度150μm的玻璃所需功率密度阈值。研究了激光功率、扫描速度、扫描次数及样品宽度对弯曲效果的影响,并简要分析了弯曲现象产生的原因。给出了弯曲加工时激光功率和扫描速度的范围,获得多组可以成功弯曲玻璃样品的工艺参数。实验结果表明,采用CO₂连续激光可以对硼硅酸盐玻璃薄片进行弯曲加工,弯曲角度可达24°以上。