基于深度学习的视频火灾探测模型的训练依赖于大量的正负样本数据, 即火灾视频和带有干扰的场景视频。由于很多室内场合禁止点火, 导致该场景下的火灾视频样本不足。本文基于生成对抗网络, 将其他相似场景下录制的火焰迁移到指定场景, 以此增广限制性场合下的火灾视频数据。文中提出将火焰内核预先植入场景使之具备完整的内容信息, 再通过添加烟雾和地面反射等风格信息, 完成场景与火焰的融合。该方法克服了现有多模态图像转换方法在图像转换过程中因丢失信息而造成的背景失真问题。同时为减少数据采集工作量, 采用循环一致性生成对抗网络以解除训练图像必须严格匹配的限制。实验表明, 与现有多模态图像转换相比, 本文方法可以保证场景中火焰形态的多样性, 迁移后的场景具有较高的视觉真实性, 所得结果的FID与LPIPS值最小, 分别为119.6和0.134 2。

针对星空背景下的空间目标图像特点,提出了一种基于相机阵列的高动态范围图像合成方法。利用相机阵列系统获取空间同一区域的不同曝光图像,并以恒星质心为控制点,实现了不同相机间图像的配准;结合标定的各相机的逆响应函数,合理构建了权重函数,进而将配准后的不同曝光图像合成为一幅高动态范围图像。实验结果表明,合成后图像的动态范围有所增大,且该方法有效地提高了图像信噪比,克服了目标成像过暗和过饱和的问题,利于目标的检测与提取。

针对当前自由立体3D显示器的最佳观看距离固定和无法灵活调的等问题, 本文在Unity3D平台上采用Cg语言编程, 提出了可变视点数立体图像合成算法。该算法根据最佳观看距离与视点数之间的关系, 调整光栅截距对应的像素点, 实现了通过灵活改变视点数来改变自由立体3D显示的最佳观看距离。实验结果表明, 通过此算法合成的立体图像可以调整显示的最佳观看距离, 并且实验测得的视点数与计算所得的视点数误差较小。图像串扰较低、合成效率高, 使观看者能在不同距离都能舒适观看立体图像。

针对图像合成结果易受颜色取样和权值选取影响等问题, 本文借鉴梯度域和线性alpha合成算法的优点, 提出了一种基于采样抠图和自适应颜色权值的图像合成算法。算法首先通过增加数据项约束和邻域限制对原始抠图方法得到的alpha matte值进行局部迭代修正, 根据得到的alpha matte值对合成区域进行划分, 不同的合成区域采用不同的合成策略, 边缘区域采用梯度域合成方法对边界进行无缝对接和颜色保真, 同时利用均值插值重建方程求解, 降低求解复杂度;内部区域通过亮度对比系数计算自适应颜色权值, 并用其进行内部区域颜色再平衡, 保证源图像和目标图像的完美融合。仿真实验表明, 该算法与其他合成算法相比, 在无缝边界的同时, 颜色保证处理更为有效。

考虑空间相机观测场景的动态范围很大, 本文提出了采用双排时间延迟积分(TDI) CCD来提高相机动态范围的方案。对两排TDI CCD分别设置不同的积分级数。得到的积分级数高的CCD图像虽然可能存在饱和区域, 但暗区域极易分辨; 积分级数低的CCD图像虽然不利于暗区域的分辨, 但可以较好地观测亮区域的层次。最后, 根据积分级数的差别对两排CCD的图像数据进行合成来获得大动态范围图像。结果显示, 该方案有效地提高了相机的动态范围, 当积分级数分别设置为8和48时, 动态范围可以提高15.56 dB。

在对采用红外成像技术的**进行内场仿真试验的过程中，针对红外图像的计算机生成问题，提出了一种基于Vega软件的红外图像 仿真方法。该方法首先通过Creator软件建立目标的三维几何模型，然后通过Vega软件的TMM与MAT工具和SensorVision与SensorWorks模块，综合 考虑天气、距离和探测器等因素后得到目标的红外图像，再将这些图像与探测器实拍的海天背景红外图像进行合成，从而实现目标与背景红 外图像的快速生成，提高了场景的可靠性。该方法对采用红外成像技术的**的测试和评价具有一定的参 考价值。

本文提出了一种红外图像仿真方法。首先对目标在探测波段内的辐射强度的组成和光谱分布特点进行了分析,并对目标的辐射强度、光谱分布和运动等特征量进行了模拟。然后根据大气和成像系统的调制传递函数建立了相应的大气效应模型和成像系统效应模型。最后根据红外成像原理并结合探测器参数,将目标的仿真模型与实拍的背景红外图像通过图像合成算法进行融合,从而实现了目标与场景的快速生成。该方法通过理论数据和实验数据的结合,提高了场景的可靠性,对于测试和评价红外搜索跟踪系统具有一定的参考价值。

虚拟测试场景的可视化仿真是经纬仪室内性能测试的重要手段。构建了虚拟测试场景仿真系统总体结构，该系统主要为虚拟测试提供三维虚拟场景和场景仿真图像。论述了虚拟场景仿真中基于目标运动特征的轨迹、姿态建模方法及背景云图模拟技术，图像仿真时目标姿态扰动模拟、灰度模拟及目标、背景图像实时合成等关键技术。采用VC++ 和 OpenGL，开发了经纬仪虚拟测试场景仿真系统，应用表明，生成的三维场景、合成出的目标、背景图像及数据有效满足了经纬仪相关性能的测试需求。

Image matting and color transfer are combined to achieve image composition. Firstly, digital matting is used to pull out the region of interest. Secondly, taking color harmonization into account, color transfer techniques are introduced in pasting the region onto the target image. Experimental results show that the proposed approach generates visually pleasing composite images.

为了验证傅里叶望远镜技术的成像可行性,进行了实验室环境下的实验验证。通过不同空间频率的条纹扫描目标获取包含目标傅里叶信息受时间调制的回波信号,利用傅里叶解调及相位闭合技术获得目标的频谱图,并通过二维傅里叶逆变换得到重构的目标图像。最后,给出3 mm目标的实验重构结果,并与计算机仿真结果进行比较。实验结果表明,在实验室环境下傅里叶望远镜成像结果与计算机仿真结果吻合较好,该结果可作为后续的实验室标定和外场实验的参考。