杭州电子科技大学电子信息学院， 浙江省装备电子研究重点实验室， 浙江 杭州 310018
红外增强是提升红外成像质量、凸显目标信息的有效手段之一。利用在局部窗口内计算视觉显著图来帮助实现红外图像的增强。利用局部空间区域内的中心-周围像素灰度加权距离法衡量显著性，由此获取显著图来表征模拟人眼以赋予不同像素区域的权重; 结合视觉显著图的提取，在此基础上实现红外图像的增强; 选取几组红外图像进行实验，结合主客观评价对多种增强方法进行评估。实验结果表明，与其他方法相比，所提方法的结果具有更好地视觉效果，能凸显图像细节即目标信息，能有效实现目标与背景的对比增强。
几何光学(成像光学) 图像增强 视觉显著 目标区域 图像质量评价 geometrical optics (imaging optics) image enhancement visual saliency target area image quality evaluation
1 宁波永新光学股份有限公司, 浙江 宁波 315040
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
3 浙江农林大学暨阳学院, 浙江 诸暨 311800
4 杭州电子科技大学电子信息学院 浙江 杭州 310018
彩色数码相机通常利用目标样本建立色度特征化模型,目标样本将影响相机响应值与色度值之间的映射关系。现有的目标样本选择方法忽略了目标样本的普适性,即基于优化的目标样本建立的色度特征化模型应对任何颜色样本都适用,为此提出了基于均匀颜色样本的数码相机色度特征化目标优化方法。首先,从大量真实物体的光谱反射比中挑选均匀颜色样本,然后,结合色度特征化模型在均匀颜色样本中优化目标样本。实验结果表明,目标样本的优化受数据类型和色度特征化模型的影响,因而得到了不同的优化目标样本,且优化目标样本的色度特征化性能优于典型的目标样本。同时,对于RAW数据,目标样本数量的增加并不一定提高线性色度特征化模型的精度,而对于sRGB数据,较多的目标样本将有利于提升多项式色度特征化模型性能。
颜色 数码相机 色度特征化 目标优化 均匀颜色样本 RAW数据 sRGB数据 光学学报
2021, 41(11): 1133001
杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江 杭州 310018
傅里叶叠层显微成像(FPM)利用LED阵列角度变化的光照来克服低数值孔径物镜的分辨率限制。在传统的FPM系统中,LED阵列的位置误差将会给图像重建过程带来严重影响。因此准确校正LED阵列的位置对于提高重建图像质量至关重要。为了解决这一问题,提出一种基于遗传退火优化算法的位置校正方法。首先分析LED阵列、样品及物镜数值孔径的相对位置给入射波矢量带来的影响;接着采用遗传退火优化算法对LED阵列的误差位置估计全局误差参数;最后在重建过程中利用全局误差参数快速、准确地对LED阵列位置进行校正。仿真结果和实验结果表明,所提方法能显著提高重建图像的质量。
成像系统 傅里叶叠层显微成像 位置校正 遗传退火算法 图像质量
1 杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江 杭州 310018
2 中国科学院大学宁波华美医院, 浙江 宁波 315010
提出一种基于LED角度照明优化模式的傅里叶叠层显微成像方法。首先,根据LED、孔径和样品之间的关系,获取傅里叶平面可扩展的理论频谱范围;其次,使用图像质量评价指标衡量不同照明方式下的重建图像质量差异,构造任意单个LED对整体重建结果影响的差异函数;然后,通过对差异表达式的分析与仿真,制定了最佳的角度照明策略,设计出一种基于菱形采样方法来加速傅里叶叠层显微成像的实现过程;最后,采用主观和客观的评价指标对仿真和实验的有效性进行评估。结果表明,本文方法在保持重建质量的前提下有效提高了成像效率,其效率可提高到传统方法的3.85倍。
成像系统 计算成像 傅里叶叠层显微 效率 菱形 激光与光电子学进展
2020, 57(8): 081106
1 杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江 杭州 310018
2 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
提出了一种基于Memetic算法的编码曝光最优码字序列搜索方法。分析了编码曝光成像理论模型,建立了最优码字选取的适应度函数准则。引入Memetic算法框架并开展了最优编码序列搜索,利用遗传搜索算法进行了全局最优解搜索,并在此基础上利用模拟退火算法进行了局部最优解求解,通过适应度函数的阈值约束及种群和最优解的更新迭代,得到了最优码字搜索结果。研究结果表明,相比其他方法,所提算法兼顾了全局最优与局部最优的求解,得到的最优码字序列具有更优性能指标,算法执行效率高,复原图像的主客观评价质量更好。
图像处理 反卷积 编码曝光 运动模糊 Memetic算法 码字序列搜索
杭州电子科技大学 电子信息学院, 浙江 杭州 310018
提出了一种基于分层级各向异性滤波的图像景深渲染算法。基于光学薄透镜的景深成像模型, 分析得到了更为准确的景深弥散圈光强分布模型。对于输入的深度图, 构建了深度图金字塔, 修复了其中的不连续区域, 结合弥散斑分布模型, 确定了场景中各点的模糊半径参数。根据深度信息对深度图进行分层渲染, 每层的滤波核半径与弥散圈半径一致, 最终采用分离式的各向异性高斯滤波快速得到渲染结果。与典型的景深渲染算法进行了对比, 实验结果表明, 所提出的算法具有较高的运行效率, 图像渲染结果更接近真实景深效果。算法图像景深渲染视觉质量表现优异, 具有较好的适用范围和算法稳定性。
景深渲染 各向异性滤波 分层滤波 深度图 depth of field rendering anisotropic filtering layered filtering depth map
杭州电子科技大学电子信息学院， 浙江 杭州 310018
可见光红外图像融合技术对于提升成像区域的信息丰富程度具有重要意义。提出了一种基于多尺度分解和显著性区域提取的可见光红外图像融合算法。利用边缘保持的图像平滑算法，构建了多尺度图像分解框架，将图像分解为不同尺度的基础层图像和若干细节层图像，同时结合导向滤波器，在每个分解图层实施显著性区域提取。通过加权重建进行融合信息的视觉增强，得到最终的融合结果。针对不同融合算法和图像库开展了主客观评价对比实验，结果表明：所提出的算法具有较好的主客观评价结果，算法融合效果表现优异，适用性较好。
图像处理 图像融合 多尺度分解 显著性图 图像质量评价 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111003
1 杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江 杭州 310018
2 宁波永新光学股份有限公司, 浙江 宁波 315040
光学显微数码成像系统中，光学退化是影响图像质量的重要因素。结合物镜测试，提出了一种结合分视场点扩散函数估计的梯度约束显微图像复原方法，并应用于显微镜以形成质量提升系统。通过物镜调制传递函数测试，分视场计算获取点扩散函数；引入零阶范数梯度约束作为正则化项，设计基于该约束的快速复原方法；并采用渐变加权拼接方法实现分视场复原结果的无缝拼接。对不同物镜下的显微图像进行了复原测试，并采用评价方法进行评估。结果表明，本文方法给出的显微图像复原效果好、运行速度快，对尺寸为2048 pixel×1536 pixel的图像只需1.62 s，适用于显微成像系统。
图像处理 图像复原 显微成像 梯度约束 视场 激光与光电子学进展
2017, 54(11): 111001
