基于液晶光阀的彩色夜视技术

论文摘要

本文利用液晶光阀实现了单通道多光谱的彩色夜视技术,该技术有效的避免了双通道系统在融合前需要对图像进行配准的工作,具有成本低、实时性好、光谱信息丰富等优点。本文在多年来课题组研究的微光双谱、微光与红外、微光与紫外等双通道以及光栅分谱单通道彩色夜视基础上,进行了基于液晶光阀的多光谱彩色夜视技术的研究。根据液晶的电光效应及其频率驱动特性,实现了液晶的光谱调制的作用,并将其用于单通道成像系统中。通过分析R、G、B各波段图像的光谱特性及灰度分布,证明了液晶光阀的应用可以有效的补充光谱信息。最后利用了全色图像的细节信息和多光谱图像的光谱信息,选择了基于HSI彩色空间和小波变换的多光谱融合方法进行仿真实验。经过融合后的图像色彩真实度较差,本文通过对色调信息的调整,得到了色彩真实度、舒适度更高的彩色图像。本文的研究表明利用液晶光阀实现的单通道多光谱融合方法可以有效的增加图像的光谱信息,提高目标的识别率,并得到色彩逼真度更好的彩色图像。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 彩色夜视技术
• 1.2.1 彩色夜视技术的发展和国内外研究现状
• 1.2.2 彩色夜视技术研究的意义
• 1.3 论文的主要研究任务
• 2 可调谐液晶光阀
• 2.1 可调谐液晶光阀的发展
• 2.2 液晶的电光效应
• 2.2.1 扭曲—向列效应
• 2.2.2 电控双折射效应
• 2.2.3 混合场效应
• 2.3 液晶光阀的输入—输出特性参数
• 2.4 液晶光阀的分谱原理
• 2.4.1 可调谐液晶光阀的开关特性
• 2.4.2 可调谐液晶光阀的频率驱动
• 2.5 本章小结
• 3 单通道微光三光谱夜视技术
• 3.1 微光成像系统特性分析
• 3.2 夜天物体反射光谱特性
• 3.3 光电阴极的光谱响应
• 3.4 微光三谱图像特征分析
• 3.5 本章小结
• 4 多光谱融合技术
• 4.1 HSI模型
• 4.2 基于彩色空间的图像融合方法及仿真过程
• 4.2.1 基于RGB空间的Brovey融合方法
• 4.2.2 传统的基于直方图匹配的HSI空间的融合方法及仿真实现
• 4.2.3 改进的基于直方图匹配的HSI空间的融合方法及仿真实现
• 4.2.4 基于边缘检测的HSI空间的融合方法及仿真实现
• 4.3 基于小波变换的融合算法及仿真实现
• 4.3.1 小波变换用于图像融合理论基础
• 4.3.2 小波变换后图像融合规则
• 4.3.3 基于区域分割的彩色融合算法及仿真实现
• 4.3.4 基于梯度的小波变换彩色融合算法及仿真实现
• 4.4 本章小结
• 5 单通道微光三谱彩色夜视系统
• 5.1 实验系统的工作过程
• 5.2 系统硬件组成
• 5.3 Micro*Color液晶光阀
• 5.3.1 Micro*Color的性能
• 5.3.2 Micro*Color的透射率
• 5.3.3 Micro*Color的响应时间
• 5.4 本章小结
• 6 仿真实验与融合结果分析
• 6.1 基于彩色空间的融合方法仿真实验
• 6.1.1 基于RGB彩色空间的融合结果
• 6.1.2 基于HSI彩色空间的融合结果
• 6.2 基于小波变换的融合方法仿真实验
• 6.2.1 基于区域分割的融合方法仿真实验
• 6.2.2 基于梯度选取规则的融合方法仿真实验
• 6.3 对H分量的调整
• 6.4 不同场景的融合结果
• 6.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献