近红外辐射是夜天光的重要成分，充分利用近红外辐射是提高真彩色夜视成像系统信噪比的有效手段。然而，对近红外辐射反射率高的绿色植物在真彩色夜视图像中存在偏色严重的问题。本文分析了红、绿、蓝通道中绿色植物图像的灰度值分布后发现：①绿色植物区域的景深大；②全通通道和红色通道的差值为不含近红外辐射的绿、蓝分量之和，且绿色植物区域在差分图像中的绿、蓝分量很小。本文基于这两个特点提出一种景深差分提取绿色植物的方法，之后根据色彩平衡原理利用所提取的绿色植物区域去调整红色通道和蓝色通道的值。结果表明：该方法能够有效校正近红外辐射对图像色彩的影响，还原绿色植物图像的色彩。

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。

风云四号卫星发射后, 开展了卫星在轨评价工作.采用刃边法对太阳反射通道进行在轨MTF评价, 结果表明, 多通道扫描辐射成像仪各反射通道在轨MTF分别达到了0.14、0.17和0.22以上, 符合仪器指标要求; 利用面源黑体对红外通道噪声进行评价, 结果表明多通道扫描辐射成像仪性能稳定, 噪声大小只与辐冷温度有关, 目标温度300 K时主要红外通道噪声优于0.2 K, 最优通道达到了0.06 K; 为准确检验红外定标精度, 采用GSICS方法对红外通道业务定标结果进行检验, GSICS检验显示定标精度优于1 K, 最优通道达到了0.3 K@290 K.为充分发挥多通道扫描辐射成像仪多通道联合应用效能, 根据多通道扫描辐射成像仪反射通道的响应特点, 在没有符合人眼红绿蓝响应通道的情况下, 提出了新的真彩色图像合成方法, 生成了符合人眼效果的真彩色明显.

提出一种基于谱段关联的近红外图像模拟方法, 分析遥感图像成像链路模型, 以及卫星载荷传感器可见光多光谱谱段和全色谱段的关联性, 计算得到了谱段关联系数, 并基于谱段的关联系数生成模拟近红外图像.为了提高近红外模拟图像生成的速度, 利用基于GPU的SIFT算法对全色图像与多光谱图像进行匹配.采用所提方法利用吉林一号光学A星的数据, 生成模拟近红外图像, 单景图像计算时间优于3 s, 该方法对合成真彩色图像和去云去雾均有较好的效果.

多光谱真彩色合成图像在遥感图像解译判读、目标识别和信息处理等领域具有广阔的应用前景。真彩色合成技术取决于获得准确的X、Y、Z三刺激值, 以建立相机RGB三基色体系与人眼视觉颜色体系之间的关系。为此, 提出了基于彩色目标光谱信息的多光谱图像真彩色合成方法, 通过在卫星过顶时铺设人工靶标, 利用实测的靶标反射率光谱, 计算相机三基色体系RGB与人眼视觉颜色体系CIE-XYZ之间的转换矩阵, 构建适用于一定大气条件下的真彩色校正模型。利用高分一号卫星多光谱图像进行真彩色校正实验的结果表明, 该方法对色彩丰富度不同的图像均具有较好的颜色校正效果。

鉴于低照度条件下彩色成像都是采用微光、红外、紫外等波段图像融合成假彩色, 提出一种利用滤光片过滤和像增强器增强的三基色获取及真彩色融合方法。采用F-P滤光片设计出了透射中心在三基色光中心波长的三基色滤光片, 对其光谱透过性进行分析; 通过旋转三基色滤色轮将目标反射光过滤, 使用像增强器对过滤后反射光增强, 借助FPGA编写的控制程序实现滤色轮转速和CCD摄像机成像时间的精确同步, 利用CCD摄像机获取经增强后的三基色图像, 实现目标三基色图像的动态采集。研制的样机在微光实验室进行了三基色采集及融合实验, 实验时光照度分别1×10-1 lx (等效于月光下)和1×10-3 lx(等效于星光下), 采集速度设置为60 f/s, 对获取的图像质量进行了评价。结果表明: 在照度为1×10-1 lx时, 融合后的真彩色图像在灰度均值、灰度方差和信息熵3项指标方面, 比3幅单色图像的平均值分别提高了5.06%、5.97%和1.08%; 在照度为1×10-3 lx时, 融合后的真彩色图像与3幅单色图像的平均值分别提高了13.18%、-9.86和8.65%。

针对目前嵌入式压缩视频采集系统的局限性, 设计了一套基于FPGA的嵌入式真彩色数字视频采集系统。首先, 使用AD9883A芯片对CCD相机的视频输出信号进行模数转换; 然后, 对行同步信号分频, 以得到像素时钟信号; 最后, 通过FPGA设计的片内FIFO, 把转换后的数字信号和同步信号输出到外围SDRAM中, 进而完成视频数据的采集。相比于大部分使用bt656视频数据流格式的采集系统, 设计的系统解决了24位真彩色RGB数据输入与输出之间的位宽和速率匹配问题, 能完成更高质量的视频数据采集工作。实验结果表明, 该系统满足设计工业需要, 可以采集到更高质量的相机视频数据。

为了得到夜晚目标的真实色彩信息，设计了三波段真彩色夜视系统，并阐述了其工作原理。根据满月条件下月光的光谱特性，结合典型目标的光谱反射特性和S25+光电阴极的光谱响应特性，采用对比度反转最大原则，综合考虑人眼的光谱光视效率特性，提出了三波段真彩色夜视技术的光谱分割方法。依据光谱匹配的理论计算结果制备了滤光片，并对滤光片的光谱透过率进行了测量。利用制备的滤光片进行了实验并提出了一种三波段夜视图像彩色融合方法，实验表明：提出的光谱分割方法能够较好地还原目标的真实色彩。

针对一些遥感数据缺失蓝波段而无法进行真彩色影像合成的问题，提出一种模拟多光谱传感器真彩色影像的方法。将中分辨率成像光谱仪MODIS 地表反射率产品(MOD09)作为参考影像，经影像聚类分析得到具有代表性训练样本，并通过反向传播(BP)人工神经网络训练得到蓝波段与特征波段(绿/红/近红)间关系的非线性回归模型，该模型用于模拟Landsat TM/MSS 和SPOT-5 的蓝波段并最终合成真彩色影像。实验结果表明：BP 神经网络能够很好地模拟多光谱影像的蓝波段，并且能够在一定程度上去除蓝波段上的大气影响，从而可以得到较为理想的真彩色合成效果。研究成果进一步扩展了图-图遥感影像波段模拟模型的研究深度。

提出了一种改进的时分复用方法, 采用同步控制电路控制两段式彩色滤光轮的转动速度与全息图的切换速度一致, 通过两次切换全息图, 即可实现傅里叶计算全息图的真彩色显示。该方法通过缩放处理来消除再现像的色差, 并采用迭代傅里叶算法制作了两幅包含有彩色信息的合成相位全息图, 使记录着单一颜色场景信息的全息图再现时只占用空间光调制器(SLM)的1/2区域。此方法实现了白光LED真彩色全息显示, 减少了传统时分复用方法加载全息图的次数, 对SLM刷新率的要求也降低了1/3。实验验证了此方法的可行性。