彩色成像系统目标识别能力评估方法研究

作     者：马菁晨 

作者单位：西安工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于洵

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

主      题：彩色成像系统 目标识别 空间分辨力 最小可分辨色差 

摘      要：可见光成像系统通过捕捉目标反射的有效信息实现成像,过去的研究主要侧重于黑白图像的分辨率,对彩色图像的研究仅关注亮度。然而,在军事应用中,快速目标识别的关键在于作用距离的远近,随着作用距离的增加,识别距离也会扩大,此时目标与背景的色彩差异将变小。当彩色成像系统能够准确辨别目标和背景的色彩差异时,则称该色差为最小可分辨色差(MRED)。因此,通过测量成像系统的MRED值,可以推断其作用距离,以评估系统性能。本研究基于MRED的检测原理,对彩色成像系统的目标识别能力进行评估。 本研究首先对色彩空间分辨能力测试装置展开技术探索。针对目标生成途径进行详细分析,探究了标准颜色的生成方式,并研究了光源光谱与颜色合成之间的关联模型,从而实现了计算机准确控制色彩的生成。其次,针对作用距离评估展开研究,通过模拟大气衰减情况,建立了作用距离评估模型。最后,结合人眼视觉特性,通过利用测试软件对靶标图像在不同空间频率下的前景与背景进行提取,运用CIELAB彩色空间,进行色差的计算,并结合色差阈值和Johnson准则,成功实现对彩色目标的精准识别,并最终得到了MRED。 实验结果表明,本文所提出的方法在彩色成像系统的目标识别方面取得了显著成效。彩色成像系统的目标识别受到目标大小和距离的影响,目标的识别能力随着空间频率的增加而提高。利用这种彩色空间分辨能力方法更符合人眼对彩色目标的感知,故对彩色成像系统的空间分辨能力进行评估更为客观且准确。本探究为彩色成像系统的性能评估提供了一种新的方法和思路,具有重要的理论和实践意义。随着进一步的研究和探索,相信这一方法将会为彩色成像技术的发展和应用提供更加可靠的支持。