陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050000
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。
成像系统 彩色夜视 光谱划分 欧氏距离 空间频率 imaging systems color night vision spectral division Euclidean distance spatial frequency
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
3 光驰科技(上海)有限公司, 上海 200444
针对微光系统光子数量较少的问题,研制出符合色度学的光学调色膜,构成六基色彩色滤镜,从而提升色彩还原度。通过对光谱特性的分析,利用Essential Macleod膜系设计软件以及Mathcad工程计算软件,建立采点迭代法优化模型,实现光学调色膜的膜系设计。采用电子束热蒸发方法制备薄膜。利用光控与晶控相结合的方法进行膜厚控制,以膜堆为单元进行反演分析,实现光学调色膜的研制。该薄膜通过光谱测试,满足使用要求。
薄膜 彩色微光夜视 彩色滤镜 光学调色膜 膜系设计 膜厚控制 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 093101
陆军工程大学石家庄校区 电子与光学工程系, 石家庄 050000
为了得到具有自然彩色的夜视图像, 彩色夜视技术的研究成为夜视技术研究领域的一大热点。介绍了夜视技术的发展概况和获得具有自然感彩色夜视图像的彩色夜视技术手段, 主要可分为硬件方式和软件合成的方式, 其中软件方式主要有基于多传感器图像融合的方法和基于色彩传递的方法。详细介绍了两种方式的技术方案, 并对彩色夜视技术做出了技术展望。
传感器技术 彩色夜视 硬件方式 软件方式 图像融合 色彩传递 sensor technique color night vision hardware mode software mode image fusion color transfer
陆军工程大学电子与光学工程系, 河北 石家庄 050000
针对夜视系统前加入窄带滤光片会使其输出图像的信噪比大幅降低的问题,设计了基于负滤光片的真彩色夜视系统,并分别以标准比色板和自然景物为探测目标,设置与基于窄带滤光片真彩色夜视系统的对比实验,利用输出的真彩色夜视图像边缘图与参考图像边缘图的相关系数值来间接评价信噪比。结果表明:在实验一中,当环境照度为0.51 lx时,基于负滤光片的方法与基于窄带滤光片的方法相关系数持平,当照度分别为0.12,0.04,0.01 lx时,前者相对于后者相关系数分别提高了14.9%,26.8%,128.0%;在实验二中,前者相关系数亦高于后者。故与传统真彩色夜视系统相比,基于负滤光片的真彩色夜视系统可工作于更低照度条件下,能够输出具有更高信噪比的真彩色夜视图像。
成像系统 夜视 真彩色夜视 负滤光片 信噪比 光学学报
2019, 39(12): 1211003
1 北京理工大学 光电学院 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
2 微光夜视技术重点实验室, 西安 710059
低照度成像系统输出一般都是黑白视频, 为了获得更好的夜视实际应用效果, 提出了一种基于YUV空间色彩传递的低照度视频图像彩色化及增强的亮度拉伸色彩传递方法.该方法借鉴了双波段色彩传递自然感彩色融合方法, 由灰度图像及其负片图像构成初始彩色图像, 并对亮度通道进行自适应亮度拉伸, 在UV通道进行参考图像的色彩传递, 实现灰度图像的自然感彩色化和增强.通过与其他基于色彩传递的彩色化方法比较, 亮度拉伸色彩传递方法对参考图像和源图像的相似程度要求较低; 选取几幅适当的典型场景彩色参考图像, 可对绝大多数场景取得较好的彩色化效果, 具有很好的场景环境普适性.同时可以看出, 该方法高效, 对比度高, 颜色协调性好, 色彩自然, 更有利于人眼的观察感知, 对于低照度夜视成像效果提升效果明显.该方法已在硬件平台上实时应用, 可在无需增加硬件资源的基础上, 有效地应用于低照度夜视成像.
低照度 彩色夜视 色彩传递 图像增强 实时成像 Low-light-level Color night vision Color transfer Image enhancement Real-time imaging
华东理工大学 化工过程先进控制与优化技术教育部重点实验室, 上海 200237
彩色夜视技术可以将微光/红外双谱图像融合成一幅适于人眼观察的彩色图像, 而恰当的场景解析方法能够对彩色夜视图像的内容做出自动化分析, 进一步减轻人眼的观测负担。针对彩色夜视场景丰富多变、对算法灵活性要求高的特点, 提出了一种可在线扩展的场景解析方法。该方法基于非参数模型, 预测景物类别时不需要训练过程, 只需要使用数据库中具有语义标记的样本图像, 通过将待解析图像与样本图像进行全局及局部匹配来实现语义标签的传递。而且, 数据库可以根据应用场景的不同随时进行动态扩充。实验结果表明: 该方法在包含城市、乡野等多种场景的夜视图像上, 以及由统计色彩映射、TNO、NRL等多种融合方法得到的、具有不同色彩表征的彩色夜视图像上都具有令人满意的准确率。
彩色夜视 场景解析 非参数模型 超像素特征 马尔科夫随机场 color night vision scene parsing nonparametric model superpixels feature 红外与激光工程
2017, 46(8): 0804002
为了在低照度条件下获取目标的彩色图像, 提高夜间对目标的识别能力, 提出了基于四波段图像融合的彩色夜视方法.采用F-P滤光片设计出了透射中心在三基色光中心波长及近红外波段的四波段滤光片, 在各个透射区域的平均透射率均达90%以上; 将四波段滤光片设计成圆形滤色轮结构, 用分光计测得了各波段滤光片的光谱透射性; 对加入滤光片后的系统信噪比进行了分析和计算, 分析结果表明加入滤光片不会引入噪声, 计算结果表明加入蓝色、绿色、红色和近红外波段滤光片的成像系统的信噪比分别是原来单色微光夜视系统信噪比的19.59%、38.45%、47.28%和46.70%.借助国产超二代像增强器在微光实验室进行了四波段图像采集及彩色图像融合实验, 实验时光照度分别为1×10－3lx和1×10－1lx, 对获取的图像质量进行了评价.结果表明：在照度为1×10－3lx时, 融合的彩色图像在均值、方差和熵这三项指标上均优于过滤后的蓝色和绿色的单色图像, 且由于彩色图像中利用了近红外图像进行增强, 使得彩色图像亮度更高, 颜色分辨性更好; 在照度为1×10－1lx时, 融合后的彩色图像的信息熵比红、绿、蓝三种基色图像的大, 彩色图像携带的信息量更大.本文的研究对彩色夜视成像系统的设计和研发具有借鉴和指导意义.
彩色夜视 图像融合 四波段 滤光片 信噪比 图像质量评价 Color Night Vision(CNV) Image fusion Quadruple-band Filter Signal Noise Ratio(SNR) Image quality assessment(IQA)
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
本文首先简述了人眼视觉的特点及感知彩色的原理, 进而引出了彩色夜视技术, 并且对彩色夜视技术的发展进行了简要的阐述, 对彩色夜视技术的意义进行了分析, 对现有的彩色夜视技术进行分类, 并对各典型的有代表性的彩色夜视技术及彩色夜视设备进行了详细描述, 分析各类别的优缺点。最后讨论了彩色夜视技术的难点以及未来的发展趋势, 为相关研究人员了解彩色夜视技术提供参考。
彩色夜视技术 综述 颜色转换 图像融合 color night vision survey color transfer image fusion
为了获得符合人眼感知的彩色夜视图像,帮助观察者获取丰富的场景信息和舒适的观察效果,提出了一种基于多分辨率色彩传递的彩色夜视处理方法.结合微光与红外图像特点,对二者进行YUV空间拮抗视觉特性的彩色融合之后,采用控向金字塔对彩色融合图像(源图像)和参考图像各颜色通道进行多分辨率分解,计算子带图像的均值和标准方差,通过参考图像与源图像在各子带的方差比调整源图像的子带系数值,再经金字塔重构,最终使微光与红外彩色夜视图像获得类似参考图像的自然感色彩.分析了lαβ、YUV和RGB颜色空间对色彩传递的影响,并确定YUV颜色空间更适于多分辨率分解的色彩传递.相比传统的线性色彩传递方法,本方法不仅使彩色夜视图像拥有更符合真实场景的色彩,还可以提高其细节信息,改善场景感知,提升融合图像目标探测能力.
图像融合 色彩传递 彩色夜视 控向金字塔 微光 红外 Image fusion Color transfer Color night vision Steerable pyramid Low-level light visible IR
