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多波段图像仿生假彩色融合技术研究

作　者: 荆绍威
导　师: 杨风暴
学　校: 中北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多波段图像 颜色空间 目标增强 仿生假彩色融合 质量评价
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 137次
引　用: 4次
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内容摘要


融合效果较好的假彩色图像应当具有突出的目标、清晰的细节和自然舒适的背景颜色,便于目标的识别、定位和跟踪。本文在分析源图像、几种颜色空间、人类视觉系统、响尾蛇视觉系统特性的基础上,进行多波段图像仿生假彩色融合及评价研究。在分析源图像和颜色空间特性的基础上,讨论了假彩色融合过程中源图像的各种信息与颜色空间各个通道之间的映射关系,并实现了简单假彩色融合。简单假彩色融合图像存在背景颜色差或目标不明显的问题,需要改进算法。为了突出假彩色融合图像的目标,采用数学形态学方法增强了源图像的目标信息。而基于人眼视觉特性的算法可以得到较好的背景颜色。因此,本文分析了人类视觉特性及视觉信息的传递原理,对神经元的对抗受域功能进行实验测试,得到相关参数的取值范围。在此基础上,对人类视觉系统的神经元进行数学建模,结合RGB、HSV、YIQ颜色空间组建基于人类视觉特性的假彩色融合模型。此算法融合结果的目标和背景颜色都得到明显改善,但是目标与背景颜色的差异还不够大,背景颜色的协调性和舒适度还不够好。响尾蛇具有天然处理可见光和红外信息的生理功能,将其用于本课题的可见光和红外图像融合研究具有重要的意义。因此本文在分析响尾蛇视觉特性的基础上,利用或、与、增强和抑制神经元来分别模拟响尾蛇的六种双模式细胞。结合响尾蛇视觉和颜色空间的特性,探讨研究假彩色融合的神经网络模型,取得了较好的融合效果。评价系统是图像融合技术研究的重要组成部分,本文采用直方图统计对比的方法对假彩色融合图像进行主观评价;根据色度学和颜色空间特性,探索了假彩色融合图像的客观评价方法。提出利用主观评价和客观评价相结合的方法来评价假彩色融合图像。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1. 绪论  10-18
  1.1 课题研究的背景  10-14
    1.1.1 图像融合  10-11
    1.1.2 彩色融合  11-12
    1.1.3 假彩色原理  12-14
  1.2 国内外研究现状  14-16
  1.3 课题研究的主要内容  16-18
    1.3.1 课题研究的目的及意义  16
    1.3.2 本文的主要工作  16-18
2. 多波段图像假彩色融合常用算法  18-37
  2.1 多波段图像特性分析  18-19
  2.2 基于RGB 空间的假彩色融合  19-24
    2.2.1 三基色原理  19-20
    2.2.2 RGB 颜色空间  20-21
    2.2.3 RGB 空间特性分析  21-22
    2.2.4 RGB 空间的假彩色融合  22-24
  2.3 基于HSV 空间的假彩色融合  24-28
    2.3.1 HSV 颜色空间  25
    2.3.2 RGB 与HSV 的转换  25-27
    2.3.3 HSV 空间特性分析及融合  27-28
  2.4 基于YIQ 空间的假彩色融合  28-33
    2.4.1 YIQ 颜色空间  28-31
    2.4.2 RGB 与YIQ 的转换  31
    2.4.3 YIQ 空间特性分析及融合  31-33
  2.5 数学形态学目标增强法  33-35
  2.6 本章小结  35-37
3. 基于人类视觉特性的假彩色融合  37-51
  3.1 人类视觉系统简介  37-40
  3.2 视网膜受域  40-42
  3.3 视网膜受域的数学模型  42-45
    3.3.1 ON、OFF 系统的作用  43-44
    3.3.2 视觉模型参数的作用及取值范围  44-45
  3.4 基于人类视觉特性的假彩色融合  45-50
    3.4.1 基于RGB 空间的假彩色融合  45-47
    3.4.2 基于HSV 空间的假彩色融合  47-49
    3.4.3 基于YIQ 颜色空间的假彩色融合  49-50
  3.5 本章小结  50-51
4. 基于响尾蛇视觉模型的假彩色融合  51-63
  4.1 响尾蛇视觉系统  51-52
  4.2 双模式细胞的数学模型  52-55
  4.3 仿双模式细胞的假彩色融合  55-62
    4.3.1 基于RGB 空间的假彩色融合  56-58
    4.3.2 基于HSV 空间的假彩色融合  58-60
    4.3.3 基于YIQ 空间的假彩色融合  60-62
  4.4 本章小结  62-63
5. 假彩色融合图像质量评价  63-72
  5.1 主观评价  63-66
    5.1.1 主观评价的指标  63-64
    5.1.2 主观评价实验  64-66
  5.2 客观评价  66-71
    5.2.1 常用的客观评价指标  66-68
    5.2.2 假彩色融合图像与源图像的比较评价  68-69
    5.2.3 假彩色融合图像之间的评价方法  69-71
  5.3 本章小结  71-72
6. 总结与展望  72-75
  6.1 总结  72-73
  6.2 展望  73-75
参考文献  75-80
攻读硕士学位期间撰写的论文及科研成果  80-81
致谢  81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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