1 黑龙江八一农垦大学信息与电气工程学院, 黑龙江 大庆 163319
2 黑龙江八一农垦大学园艺园林学院, 黑龙江 大庆 163319
为解决大豆冠层在近地端的多光谱图像边缘灰度不均, 目标与背景之间灰度差别小, 难以准确高效地获取大豆冠层目标区域的难题, 将多光谱成像处理技术与经典图像分割方法有机融合, 提出基于多光谱图像处理技术的大豆冠层提取方法。 以东北大豆为对象, 通过Sequoia多光谱相机采集绿光、 近红外、 红光、 红边和可见光五类大豆多光谱图像, 采用高斯平滑滤波法对原始大豆多光谱图像进行预处理, 分析多光谱图像中大豆冠层和背景的灰度直方图分布特性, 在此基础上利用迭代法、 Otsu法和局部阈值法提取原大豆多光谱图像中冠层区域, 并以图像形态学开运算处理细化和扩张背景, 避免图像区域内干扰噪声对大豆冠层识别效果的影响, 同时以有效分割率、 过分割率、 欠分割率、 信息熵以及运行时间等为监督指标, 对大豆冠层多光谱图像识别模型进行效果评价。 大豆冠层识别模型中迭代法可以有效分割近红外和可见光大豆冠层图像, 有效分割率分别为97.81%和87.99%, 对绿光、 红光和红边大豆冠层图像分割效果较差, 有效分割率低于70%; Otsu法和局部阈值法可以有效分割除红光波段的其余四种多光谱大豆冠层图像, 且有效分割率均在82%以上; 三种算法对红光大豆冠层图像的有效分割率均低于20%, 未达到较好效果。 在原始多光谱图像中应用迭代法、 Otsu法和局部阈值法提取大豆冠层图像与标准图像的信息熵平均值波动幅度分别为: 0.120 1, 0.054 7和0.059 8, 其中Otsu法和局部阈值法较小, 表明了对于大豆冠层多光谱图像识别中两种算法的有效性。 该算法中Otsu法和局部阈值法均可以有效提取绿光、 近红外、 红边和可见光等多光谱的大豆冠层图像, 二者较为完整地保留了大豆冠层信息, 其中Otsu法实时性能较局部阈值法更好。 该成果为提取农作物冠层多光谱图像提供理论依据和技术借鉴。
大豆冠层 多光谱图像 图像处理 识别模型 算法评价 Soybean canopy Multispectral image Image processing Recognition model Algorithm evaluation 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3568
1 首都师范大学 北京成像技术高精尖创新中心, 北京 100048
2 首都师范大学 资源环境与旅游学院, 北京 100048
运动目标检测是实现目标跟踪、交通监控、行为分析等任务的基础。但在无人机获取的视频图像中, 无人机运动、旋翼震动或外界风力等客观因素使图像出现较为明显的背景、光照等变化, 会对运动目标的检测产生影响。因此, 如何降低干扰、提高检测精度, 让无人机在运动目标检测领域发挥作用在信息时代具有相当重要的意义。无人机视频图像的运动目标检测相比传统运动目标检测, 检测思路基本一致, 但干扰因素众多。本文以此为切入点, 分类综述了适用于无人机视频图像运动目标检测的算法及其改进, 主要包括运动估计算法、帧间差法、背景建模法、光流法等传统算法和近年出现的新型算法; 通过对无人机运动状态的划分探讨比较了上述方法的优缺点及适用场景。帧间差法更适合处理无人机悬停状态的数据, 背景建模法、光流法及新型算法对无人机悬停及巡航状态的数据均可处理; 上述算法均不能很好解决光照变化造成误检、漏检现象。所以处理无人机视频数据时, 要根据其运动信息及数据特点选择合适的算法, 才能获得好的检测结果。
无人机视频 运动估计 帧间差法 背景建模法 光流法 算法评价 UAV video images motion estimation frame difference method background modeling method optical flow method algorithm evaluation
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
随着对高亮度、 低功耗绿色显示技术的不断追求, RGBW显示技术成为了国内外的热门研究方向, 已有多种RGBW显示器在市场上开始推广。 由于将传统显示器rgb信号转换到RGBW显示器RGBW信号的映射算法不仅需要保留初始颜色, 且需要兼容具有不同子像素布局方式的RGBW显示器, 因此, 信号映射算法成为RGBW显示的关键。 在介绍现有的五种信号映射算法的基础上, 分析了RGBW显示器中新增的白色子像素对显示颜色的作用方式以及现有四种RGBW子像素布局方式对映射算法显示效果的影响; 提出了优秀映射算法应满足的三点要求, 并据此推导出优秀映射算法的普适性等式及衡量映射算法亮度提升能力的亮度因子; 针对五种映射算法的模拟实验表明: 满足普适性等式的映射算法能更好地保留初始颜色的色调和饱和度, 亮度因子可有效表征算法对亮度的提升能力。 该模型不仅可用于评价现有映射算法, 而且可为新型映射算法的研究提供理论指导, 使之兼容于具有不同硬件参数和子像素布局的显示器, 有助于RGBW显示技术的普及推广。
色度学 白色子像素 子像素布局 算法评价 普适性等式 RGB RGB RGBW RGBW Colorimetry White sub-pixel Sub-pixel layout Algorithm assessment Universal equation 光谱学与光谱分析
2016, 36(10): 3119
