基于图像特征的数码迷彩伪装效果评价方法

论文摘要

随着卫星和高空飞行器技术的发展,侦察卫星和侦察机在军事领域已被广泛运用,这对迷彩伪装技术提出了越来越高的要求。目前,迷彩伪装已经成为衡量一个国家伪装技术水平的重要标志。数码迷彩作为迷彩伪装的一种新兴手段,具有传统迷彩所无法比拟的优点,能够有效地对抗航空拍摄和卫星遥感成像侦察。自数码迷彩诞生之日起,科研人员就一直对设计出的迷彩图案进行伪装应用试验,根据伪装目标与背景的融合程度,评价迷彩图案的伪装效果。针对以往的伪装效果评价方法适用性不高的缺点,本文采用数字图像处理技术,通过对伪装目标的背景图像进行特征信息提取(包括纹理特征、结构特征和二阶差分信号特征等),求出背景区域与伪装目标的相似度,旨在建立一个客观、准确、具有普遍适用性的数码迷彩伪装效果评价模型。首先采集目标周围的典型背景图像,对图像进行滤波去噪、颜色空间转换等前期处理后,生成了待测试图像；其次,通过改进原有的单图区域检测的方法,提出了双图变化差值检测法,用以分割出伪装区域,提高了伪装区域的检测精度。再次,改进了原有的特征提取算法,引入了梯度值、矢量距离判定等权值,使结果更符合人眼视觉特征。在对图像进行运算时,使用了不同的分辨率窗口进行遍历；最后,经过协方差矩阵和奇异值运算,归一化运算结果并取其平均值,获得了最终的伪装效果评价结果。通过本文建立的基于图像特征的数码迷彩伪装效果评价模型,能够对数码迷彩图案的伪装效果进行科学、客观的评价。文中提出的伪装区域检测方法精度高,区域分割能力强；所包含的图像特征提取算法都具有普遍适用性,为今后数码迷彩伪装技术的改进和完善提供了参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 伪装效果评价的国内外研究发展现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 论文组织结构安排
• 2 数码迷彩设计与评价的相关理论
• 2.1 数码迷彩
• 2.1.1 数码迷彩的基本概念
• 2.1.2 数码迷彩的几种生成方法
• 2.2 数字图像处理技术
• 2.2.1 图像的模数转换的基本原理
• 2.2.2 图像分割技术
• 2.3 伪装效果的评价方法
• 2.3.1 伪装效果的评价方法分类
• 2.3.2 伪装效果评价的技术指标
• 2.3.3 伪装评价各评估指标之间的关系
• 3 图像的前期处理
• 3.1 图像的采集
• 3.2 图像的滤波
• 3.2.1 邻域平均法
• 3.2.2 空间域低通滤波法
• 3.3.3 多幅图像平均法
• 3.3 图像颜色空间的转换
• 3.4 生成待测试图像
• 4 伪装区域的检测
• 4.1 伪装区域检测方法及选定
• 4.1.1 检测方法介绍
• 4.1.2 分析比较及方法选定
• 4.2 伪装区域检测
• 4.2.1 待测试图像分析
• 4.2.2 差值法分割伪装区域
• 5 伪装效果评价算法设计
• 5.1 图像特征提取算法
• 5.1.1 特征提取算法的选择
• 5.1.2 基于结构信息的特征提取算法
• 5.1.3 基于纹理信息的特征提取算法
• 5.1.4 基于二阶统计矩的特征提取算法
• 5.2 计算协方差矩阵
• 5.2.1 基于积分图像的协方差矩阵
• 5.2.2 利用协方差矩阵计算相似度
• 5.3 奇异值分解
• 6 实验设置与结果分析
• 6.1 实验的设置
• 6.2 实验结果的评判标准
• 6.3 实验分析
• 6.3.1 实验环境
• 6.3.2 实验结果
• 6.3.3 实验性能分析
• 7 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢