研究生数字图像处理教学模式与实验改革探索

从教学模式和教学实验两个方面分别进行了研究生数字图像处理课程教学改革的探索。教学模式以论文引导为主,跟踪相关领域国内外研究动态并激发学生自主学习兴趣。教学实验依据图像处理相关实际应用中的技术处理环节,分别在数字图像获取——图像增强与分析——图像可视化三阶段增设白平衡算法、彩色图像处理和客观图像质量评价3项实验内容,使实验内容更加丰富并切近实践。该教学改革的探索方案有利于学生更全面地把握图像处理相关领域的发展动态,综合提高研究生科学研究素质和工程实践水平。

光谱颜色管理系统关键技术综述

随着数字信息技术的全面、系统、纵深化发展,实际应用中对彩色图像跨媒体复现的颜色精度要求越来越高。基于光谱的颜色管理系统可以有效解决色度颜色管理系统中存在的同色异谱问题。本研究在分析光谱颜色管理系统基本框架的基础上,总结了光谱颜色管理系统中多光谱图像采集、光谱重构、光谱设备无关连接空间定义、光谱色域描述、光谱色域映射算法和光谱分色等关键技术的研究现状,并对各个技术环节中亟待解决的关键问题进行了归纳分析。

两个简单的分数傅立叶变换光学装置

给出两个可实现分数傅立叶变换新的简单光学装置,利用光学标度分数傅立叶变换和矩阵光学的方法,得到实现分数傅立叶变换的条件。并与Lohmann的两个光学基本单元比较分析。最后给出简单的数值模拟。

专业显示器性能测试方法研究

对2种应用广泛的专业显示器的时间稳定性、空间均匀性、色域、色品恒定性、通道独立性及色温6个方面的性能进行了测试,并比较了这2台显示器的显示性能的优劣。测试结果表明:在时间稳定性、色品恒定性及通道独立性方面,专业显示器B略优于专业显示器A;在空间均匀性方面,专业显示器A较好;而在其他特性方面,两者相差不大。总体来说,2种专业显示器的性能均比较稳定。

数字图像设备颜色特征化反向变换算法

CIEXYZ是一种不规则颜色空间,难以建立规则的三维查找表直接对数字图像设备进行反向变换.采用基于立方体细分的查找表插值匹配算法,通过设备RGB颜色空间中立方体的细分搜索和迭代,获得与目标颜色三刺激值匹配的设备RGB值.以打印机为例建立三维查找表,通过自制色卡验证了该算法和正向三维查找表算法有较高的重复性.并以ANSI IT8.7/2标准色卡的反向变换为例考察该算法的实际变换精度,结果表明,当CIE三刺激值XYZ位于打印机色域内时,该算法的平均/最大色差为2.06/6.31 CIELAB色差单位.此算法可以精确有效地实现数字图像设备的颜色特征化反向变换.

色彩高保真复制基色筛选算法的研究

基色的筛选与优化是多基色色彩高保真复制的关键技术。以显示器色域为扩展目标,提出了印刷色彩高保真复制基色筛选算法。研究表明,传统印刷所复制的红绿蓝在中间调红色、亮调绿色、暗调蓝色区域,相比显示器色彩再现具有最显著的不足,提出了以淡红色(Lr)、淡绿色(Lg)为新基色,与传统C,M,Y,K组成六色色彩高保真复制的基色向量,并筛选出了符合要求的Lr,Lg基色油墨。使用色彩预测模型对新的基色组合进行了色彩复制和色域的仿真。结果表明,提出的基色筛选机制所得到的六基色,能够有效扩大印刷复制的色域。

色彩跨媒体复现的若干关键问题

色彩复现环境的跨媒体化引发色彩复现理论的变革,推动了色彩跨媒体复现技术的形成与发展。该文通过科学分析和总结色彩复现理论及其跨媒体的发展脉络,解析与归纳色彩跨媒体复现技术的发展规律,诠释与剖析色彩跨媒体复现工艺及其生产范式,提出了创新与拓展色彩跨媒体复现理论与技术的对策,以促进色彩跨媒体复现理论的发展与技术应用。

软打样用显示器的性能测试方法

随着印刷品质量要求的日益提升、质量控制的实时化以及低碳环保理念在印刷行业的深入，使用专业显示器、通过屏幕软打样来进行印刷过程控制和印刷品质量的预测已经成为主流技术。

印刷质量的自动分析与校正——一种印刷生产标准化控制工具

实施印刷生产过程标准化对提高质量和效率有重要意义,但校正过程繁琐,对技术要求高,是制约标准化推广的瓶颈。本产品设计了印刷测试图和控制条,利用扫描式检测快速获取光谱信息,结合标准化生产的参数指标,利用软件进行计算和分析,能自动给出印刷机状态分析、印刷质量评价信息,以及实现标准化生产所需要的最佳控制密度和网点扩大补偿信息等,大幅提高检测效率,降低技术要求,具有良好的应用价值。

NEC Multiprofiler轻松实现软打样

随着印刷质量控制实时化和印刷工业低碳环保进程的加快,通过屏幕软打样技术实施印刷过程和质量控制成为企业印刷数字化水平的体现。屏幕软打样技术尽管具有灵活方便、再现效果直观和节省人力物力的优点,但实施过程复杂,技术难度较大,因此印刷企业迫切希望找到一种相对简单易用的屏幕软打样解决方案。NEC PA241专业显示器及其所带的Multiprofiler软件就组成了操作简单、性能良好的屏幕软打样解决方案,在此为大家进行介绍。

一种用于水下图像的光谱重构方法:理论及应用（英文）

多光谱成像是一项非常有前景的图像高保真获取与再现技术,近年来在水下物体颜色还原的应用中也受到的极大的需求和关注。然而,不同于空气中的物体的成像过程,在水下成像过程中,当光通过水而进行传播,光被水体严重吸收和散射,导致图像变暗,在其光谱和颜色方面发生模糊和扭曲。文中讨论的是基于水下图像的水衰减系数的校准和其多光谱图像的光谱重构。首先在不同的距离处获取物体的图像,提出了基于不同距离的图像进行水体衰减系数的校准并恢复原始图像的技术;在此基础上,分析并导出满足系数校准和图像复原所需的在不同距离获取到的最少的原始图像个数。最后,通过比较复原的水下图像与空气中获取的彩色图像,实验结果证明:文中提出的技术能够对水下光谱图像的进行精确颜色复原,所有测试图像的平均相对残留误差仅为5.87%。

基于虚拟仿真的室内照明评价体系研究与设计

随着人类生活文化程度的提高,一些曾经被忽略的影响我们生活质量与身体健康的污染源也逐渐被重视,光污染即其中之一。一些国际组织已经提出了光污染防治技术规定和技术指南,但还没有统一的光污染设计技术标准,照明环境特别是室内照明环境的舒适度难以量化,从而使照明环境设计没有依据。室内照明评价体系研究与设计旨在建立一个室内环境设计的评估标准以及评价模型,从而开发一套室内光环境评估体系(EvaLighting0.1),利用感性工学将用户舒适度等用户体验与照明参数结合起来,帮助设计师完善室内照明环境的设计与评估。

基于自制色卡的网络色彩管理

为了提高互联网显示图像与原物的颜色一致性,依据ECI数字化文件设计了ECI自制色卡,并根据色卡中各个色块对应的CIE色度值制作了符合ISO 12640标准的数字化文档,在此基础上生成了用于数码相机色彩管理的ICC文件,将该文件分别嵌入到在不同浏览器显示的图像中用于实现数码相机到显示器的网络色彩管理。视觉实验结果表明,不同浏览器的颜色复现效果各异,相对于sRGB及基于普通商用色卡制作ICC文件的颜色管理方案,基于ECI自制色卡的颜色管理方案在不同浏览器上均取得了较好的图像颜色复现效果。

数码印染业中的光谱颜色量化

印染业中,用测色仪器测量颜色及传统颜色测量方法存在着测色精度低、测量速度慢、测量效果依赖于设备等不足,基于此问题,通过对物体颜色光谱特性的研究,提出一种数学模型结合扫描仪或数码相机等数字图像输入设备的光谱颜色定量化方法,首先经扫描仪/照相机获取物体的颜色信息,在此基础上,利用多项式模型预测各个像素RGB值对应的XYZLMS值,再通过光谱重构算法,将XYZLMS值转化为光谱反射比,最终用光谱反射比来对颜色进行表征量化。实验过程选用自制色卡为样本,对整个颜色量化过程进行数据分析和仿真,结果证明:该方法克服了测色仪器测量及传统颜色测量方法上的不足之处,达到了颜色测量的高精度,快捷,方便和多样化的需求。

基于亮像素统计的颜色恒常性算法

针对现有颜色恒常性算法选取亮像素方法的不足,提出一种新的图像亮像素统计算法来估计相机成像时照明光源的颜色信息。首先,在图像各个通道分别取亮值;然后,采用动态取交集的方法选取亮像素,确保所选取的亮像素能有效代表光源的颜色信息;最后,通过统计亮像素的中值来估计光源颜色。在目前广泛应用的3个图像数据集上,将提出算法与maxRGB、Grey World等其他基于统计颜色恒常性算法进行比较分析,结果表明:相比其他颜色恒常性算法,提出算法所计算的图像数据集角度误差中值平均降低38%左右,更能准确估计照明光源颜色信息。

彩色显示器亮度和对比度的最优化设置

实验研究了彩色显示器亮度和对比度设置对显示器颜色特性的影响。将Neso彩色显示器的亮度和对比度分别设置为最大值的20、50、80和100%共16种组合,详细地测试和比较了每种设置下显示器的黑点亮度、白点亮度、阶调再现曲线(TRC)、通道可加性、色域和色品恒定性等颜色特性,实验结果表明,亮度设置对黑点亮度影响明显,对比度设置主要影响的白点亮度,黑点对通道可加性、色域和色品恒定性影响很大。通过亮度、对比度设置使黑点亮度尽可能小,白场亮度达到使用要求,同时TRC不出现“横剪切”和“纵剪切”现象,则显示器达到了最优化设置。

液晶显示器颜色特征化的分段分空间模型

为了提高液晶显示器(LCD)颜色特征化精度,根据液晶显示器色品恒定性和通道独立性较差的特点,提出了分段分空间模型。该模型首先用分段二次多项式拟合单通道驱动值和三刺激值的关系,然后再根据不同RGB子空间的颜色特性加上适当的干扰项对液晶显示器进行颜色特征化。实验结果表明,在训练样本和检验样本数分别为91和512时分段分空间模型的CIELAB平均色差为1.5881,最大色差为6.0249;通过与三维查找表、Mask、S-Curve及TPC模型的比较研究,验证了当训练样本数不多时分段分空间模型的颜色预测精度最高。

基于数码相机的光谱重构研究

由数码相机信号直接重构物体表面的光谱信息对不同照明条件下颜色的复现十分重要。基于普通商用数码相机分别摄取两种CIE标准光源D65和A下颜色样品的RGB信号,采用主元分析法(PCA)和多项式模型的结合算法进行物体表面色光谱反射比的重构研究。实验结果表明,同时应用两种光源下的RGB信号可有效提高光谱重构精度,并能较好地再现色样的同色异谱特性。

液晶显示器色度特征化的分空间补偿模型

由于液晶显示器不能完全满足通道独立性和色品恒定性而导致其色度特征化精度不高,故液晶显示器精确色度特征化模型的研究具有重要意义。将分空间处理的思想应用于对液晶显示器色度特征化精度较高的掩模(Masking)模型,提出了分空间补偿(SC)模型。该模型将RGB颜色空间分为8个子空间,基于不同子空间的相应训练样本,将掩模模型的预测三刺激值差值拟合成各通道驱动值的多项式函数,并对其三刺激值进行补偿。通过对四台液晶显示器色度特征化的实验测试表明,分空间补偿模型的最优平均预测色差分别为0.2783,0.3199,0.7090和1.2216CIELAB单位,验证了其颜色预测精度优于现有的相关色度特征化模型,且可以适用于各类液晶显示器。

采用双尺度图像分解的水下彩色图像增强

目的为解决水下图像的色偏和低对比度等问题,提出一种基于双尺度图像分解的水下彩色图像增强算法。方法通过基于均值和方差的对比度拉伸方法改善图像的色偏问题,并利用中值滤波降低红通道对比度拉伸后引入的噪声;采用双尺度图像分解绿通道图像补偿红通道图像细节;在处理后的红通道图像中引入原始图像红通道的真实细节与颜色。结果选取不同水下图像作为实验数据集,将本文方法与暗通道先验的方法、基于融合的方法、自动红通道恢复方法以及一种基于卷积神经网络深度学习的方法相比较,首先从主观视觉效果进行定性分析,然后通过不同评测指标进行定量分析。主观定性分析结果表明,提出的方法相比较其他方法能够更好地解决图像色偏和红色阴影问题;定量分析中,自然图像质量评价(natural image quality evaluation,NIQE)指标和信息熵(information entropy,IE)值较基于融合的方法和深度学习的方法分别提高了1.8%和13.6%,且水下图像质量评价指标(underwater image quality measurement method,UIQM)较其他方法更优。结论提出的双尺度图像分解方法利用水下图像成像特点解决图像色偏以及低对比度问题,具有良好的适应能力,同时算法复杂度低且鲁棒性较高,普遍适用于复杂的水下彩色图像增强。