1 上海大学微电子研究与开发中心,上海 200072
2 上海大学机电工程与自动化学院,上海 200072
为解决高分辨率、高刷新率微显示器存在的传输数据量过大的问题,针对人眼视觉特性以及数字驱动硅基有机发光二极管(OLED)微显示器的扫描方式,提出基于非对称椭圆中心凹最小可觉差(JND)模型的位平面图像压缩算法,并针对该算法设计了相应的硅基微显示控制器,在现场可编程门阵列(FPGA)平台上验证算法的可行性。实验结果表明,与当前其他JND模型相比,该模型更加符合人眼视觉特性,基于该模型的位平面图像压缩算法能够在不影响人眼主观感受的前提下,对图像进行较大程度的压缩,图像平均压缩率可以达到39.573%,能够有效降低微显示器中的传输数据带宽。
光学器件 视觉光学 微显示器 人眼视觉特性 非对称中心凹最小可觉差 数据传输 中国激光
2023, 50(19): 1909002
1 西安科技大学通信与信息工程学院, 陕西西安 710600
2 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西西安 710071
针对非均匀背景下红外小目标检测率低的问题, 本文引入人眼视觉系统对比度机制, 提出一种基于改进高提升滤波(improved high boost filter, IHBF)的增强局部对比度红外小目标检测方法。首先, 根据小目标的频域特性, 通过 IHBF运算提升高频信号同时, 剔除含有背景的低频信号; 然后, 提出增强局部对比度方法构建比差联合形式的算子, 进一步增强目标与背景间的对比度, 获得最优显著图; 最后, 采用自适应阈值分割技术获取真实目标。仿真结果表明: 相对于现有的局部对比度算法, 所提方法在检测率、虚警率等方面更具优势, 是非均匀背景下检测红外小目标的一种有效方法。
人眼视觉系统 红外小目标 改进高提升滤波 增强局部对比度 目标检测 HVS IR small target improved high boost filter enhanced local contrast target detection
1 上海大学微电子研究与开发中心, 上海 200072
2 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
传统的二维JND(Just Noticeable Difference)模型只能估计平面图像的最小可觉差,并不完全适用于虚拟立体视觉下的大视场角图像。首先根据人眼视觉特性,对亮度、对比度、中心凹和立体深度4种掩蔽特性设计相应的双目观测实验,通过实验数据建立JND数学模型并将其与当前其他JND模型进行对比,结果表明该模型在同等感知质量下可以去除更多的视觉冗余。然后将该视觉感知冗余模型应用于图像压缩,为此提出一种多重色阶压缩算法,该算法根据人眼色差阈值对图像的不同区域进行不同等级的色阶量化,量化过程结合Floyd-Steinberg误差分散算法可以去除视觉冗余数据。最后在FPGA(Field-Programmable Gate Array)硬件平台上完成算法的验证,结果表明该算法的平均比特压缩率可以达到61.65%,能够有效降低VR(Virtual Reality)图像所需的传输数据量。
图像处理 视觉光学 中心凹JND 人眼视觉特性 数据传输 微显示器 光学学报
2021, 41(12): 1210001
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
针对回转窑表面的红外图像模糊, 图像细节不易分辨的问题, 提出一种基于视觉特性的回转窑表面红外热图像增强方法。该方法利用人眼在不同灰度级的分辨能力差异, 将回转窑表面的红外图像灰度映射到人眼易分辨区域, 从而提高人眼对图像细节的分辨能力。实验结果表明: 提出的方法能够凸显红外图像边缘, 及时反映窑内的高低温区域, 对避免异常高温引起的红窑事故、保障窑炉经济高效地运行具有重要意义。
回转窑 人眼视觉特性 图像增强 红外扫描测温系统 rotary kiln human visual characteristics image enhancement infrared scanning temperature measurement system
长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
为了消除集成成像系统中景深范围外目标的畸变现象, 提高重构图像的整体观察效果, 本文通过逆向光线追迹分析集成成像系统中弥散斑直径关系。参考人眼视觉特性, 首先推导出系统的目标采集景深范围; 然后根据此范围模型, 在采集装置固定的情况下, 得到集成成像系统所能重构出的真实深度范围; 以此真实深度值为参考值做深度调整, 基于查找表法得到元素图像, 最终在重构阶段得到无畸变的三维重构图像。实验结果表明, 采集景深范围内的目标可以清晰重构, 验证了此采集景深模型的合理性; 与其他方法得到的元素图像相比, 根据此模型做深度调节得到的元素图像, 其三维重构图与目标平面图的颜色直方图相似度从67.057%提升到94.507%, 结构相似性从54.002%提升到84.510%, 峰值信噪比从16.902提升到19.740, 明显消除了深度范围外目标的重构畸变, 适用于分辨率优先的集成成像显示技术。
集成成像 裸眼三维显示 人眼视觉 光线追迹 查找表 integral imaging naked eyes 3D display human vision ray tracing look up table 光学 精密工程
2020, 28(10): 2168
中国石油大学(华东) 计算机科学与技术学院,山东 青岛 266580
提出一种结合人眼视觉敏感特性的无参考图像清晰度客观评价方法,利用高通滤波划分出人眼视觉敏感(图像细节)和非敏感区域,分别计算对应区域的清晰度,最后加权求和得出整幅图像的清晰度。利用公开的4个图像库与现有的6个无参考清晰度评价模型进行测试和比较,所研究的评价模型计算结果与主观评价分数有较好的一致性,且运算速度较快。
图像质量评价 无参考清晰度评价 人眼视觉敏感特性 高通滤波 Image quality evaluation no reference sharpness evaluation human visual sensitivity high-pass filtering
重庆邮电大学 信号与信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400065
红外焦平面器件普遍存在着非均匀性问题, 对红外焦平面阵列(IRFPA)实施非均匀性校正对提高成像质量具有重要意义。传统的IRFPA多点校正算法存在运算量大、实时性能低、实用效果差等问题, 为此文章综合人眼视觉特性, 提出IRFPA非均匀性多点校正算法。人眼视觉对图像的灰度分辨能力是有阈值限制的, 利用这种分辨阈值可以对IRFPA的标定点进行有效压缩, 生成像元号-校正系数表, 然后通过查找系数表, 实现IRFPA的非均匀性实时压缩校正。实验证明, 提出的IRFPA非均匀性校正算法较传统的IRFPA非均匀性校正算法实时性能更好, 非均匀性降低了0.203%。
非均匀性校正 人眼视觉特性 多点校正 IRFPA IRFPA non-uniformity correction human visual characteristics multi-point correction DSP DSP
1 上海大学微电子研究与开发中心, 上海 200444
2 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200444
针对近眼显示系统存在数据传输带宽过高的问题,构建多尺度金字塔模型实现人眼视觉区域的多分辨率显示,将人眼视觉区域空间变化率的特性应用到数据传输的过程中;根据多尺度金字塔模型设计面向近眼显示系统的微显示控制器,实现了对视频图像的编解码处理,并在分辨率为1600×1600×3的全彩高清硅基有机发光二极管(OLED)微显示器上验证控制器的可行性。实验结果表明,基于多尺度金字塔的多分辨率图像传输算法符合人眼的直观感受,较好地去除了下采样过程中出现的边界线效应,有效降低了数据的传输带宽,能够满足近眼显示领域对微显示器实时渲染性能的要求。
光学器件 视觉光学 多尺度金字塔 人眼视觉特性 微显示器 数据传输 光学学报
2019, 39(12): 1223001