数码迷彩图案设计成型及伪装效果评价研究进展

数码迷彩是由数码成像和图像处理技术相结合生成的多色块状单元所构成的迷彩图案,在军事伪装领域运用广泛。为促进数码迷彩设计与评价领域完整体系的建立,从数码迷彩图案设计、迷彩成型和伪装效果评价方面,介绍数码迷彩的发展过程和发展现状,总结目前研究中存在的问题,展望未来发展趋势。研究认为,当前数码迷彩研究聚焦于计算机模拟与虚拟环境评价,实地应用评价欠缺。未来可运用喷墨印花技术及多功能墨水,结合实地环境评价,扩大数码迷彩在纺织服装领域的应用。

基于背景分割法的数码迷彩设计及伪装性能评估

针对自然环境中作战人员及军事设备的伪装隐蔽性问题,提出了一种基于背景分割法的数码迷彩设计方法。首先,通过分析环境场景的特征,采用特征提取技术,确定最佳的迷彩图案元素。其次,利用背景分割法进一步细化数码迷彩图案的色彩分布占比,使数码迷彩图案置于环境场景的任意位置都能保持良好的伪装隐蔽效果。最后,运用ResNet-50深度神经网络模型和Mask R-CNN迷彩目标分割模型对基于背景分割法设计得到的数码迷彩图案进行伪装隐蔽性能评价。结果表明,相比于传统迷彩设计方法,此方法得到的数码迷彩图案的伪装隐蔽性能显著提升,隐蔽融合度均值提高至99.00%以上,环境场景的相似度提高20.41%,平均分割识出率降低82.21%。

数码迷彩的生成算法研究

传统迷彩大都是由不规则的斑点或条纹组成,其边缘平滑、不同色彩间界限分明,视觉区分度强,以致隐蔽的效果大打折扣。数码迷彩能够有效破坏伪装目标的外形,使不同色彩间的边界模糊、破碎,具有良好的伪装隐身效果。本文提出了一种根据目标背景图像生成数码迷彩的算法,它首先将背景图案的颜色量化,提取出背景主色,然后确定马赛克方块的大小,最后生成数码迷彩。实验表明,利用此算法生成的数码迷彩相对于传统迷彩能够更好地与自然背景相融合,达到良好的光学伪装效果。

仿造数码迷彩的设计方法

提出一种根据目标背景图像生成仿造数码迷彩的设计方法.首先将背景图案进行颜色空间转换,采用K均值聚类分析方法提取背景主色.由侦测距离确定数码单元的最小尺寸,最后生成数码迷彩斑块.迷彩的伪装效果通过Canny边缘检测算子进行评估.实验结果表明,利用该方法生成的仿造数码迷彩可有效改变目标的原有轮廓,使之更好地与周围背景相融合,达到良好的伪装效果.

融合视觉感知和等周理论的数码迷彩纹理提取

现阶段数码迷彩纹理的提取方法缺乏主观视觉感知,针对其提取效果和质量欠佳的问题,提出一种融合视觉感知和等周理论的数码迷彩纹理提取方法。此方法先利用人的视觉感知特性构造边权值函数,将等周率作为选择分割阈值的准则选取最小等周率所对应的候选阈值作为最终分割阈值,完成数码迷彩纹理的提取。在一系列自然纹理图像上的实验结果表明,与现有的几种经典多阈值分割方法相比,此方法的分割效果更好。

数码迷彩空间混色模型研究

数码迷彩因其优良的伪装性能得到广泛的应用,针对目前数码迷彩设计理论滞后于应用的现状,提出了基于人眼白光视觉传递特性的数码迷彩空间混色模型。该模型以傅里叶变换和人眼视网膜成像特性为基础,引入了基于白光的人眼视觉传递模型,并结合大气传输模型模拟数码迷彩图案的空间混色过程。外场实验表明,该方法在混色斑块的形状及位置上取得了较好的效果,从而验证了模型的合理性。但该模型在混色斑块的颜色方面还有些欠缺,需要对数码迷彩的空间混色原理做进一步的研究。该混色模型为数码迷彩伪装效果的深入研究提供了支持,对数码迷彩的数字化设计具有一定影响。

基于PMAC的数码迷彩喷涂机器人运动控制方法

数码迷彩伪装技术是一种新型军事工程伪装技术,在应对高空侦察方面具有更加卓越的效果,其要求实现高效、高速喷涂以保证伪装效果。但目前传统喷涂控制技术难以满足当前军事工程伪装的需求,开发了基于PmAC的三轴喷涂机器人。运动控制方面,提出了一种基于潜在颜色变化点并且考虑系统响应时间的快速喷涂控制算法。控制系统方面,以PmAC运动控制器和上位机为控制平台,其中PmAC控制各个伺服电机的运动和各个喷枪开关的状态;上位机软件完成对整个系统的基本控制和实时监控。实验验证了该控制系统和算法的可行性,可以实现对数码迷彩图案的高速、高效喷涂为数码迷彩军事伪装技术的理论研究和工程实施提供重要参考。

一种数码迷彩喷涂机器人快速控制算法

数码迷彩伪装技术是一种新型军事工程伪装技术,其将不同颜色方块按照一定规律排列组合后形成,在应对高空侦察方面具有更加卓越的效果。但目前已有技术仍采用人工喷涂的方式,无论是喷涂效果还是喷涂效率都无法适应军事工程伪装的当前需求。然而为达到高效、高速实现喷涂,传统喷涂控制方法难以满足需求。鉴于此,在自行研发的直角坐标喷涂机器人基础上,提出了一种基于潜在颜色变化点的机器人快速控制算法。该算法仅需在有限的潜在颜色变化点处对喷枪状态进行控制,即可实现对数码迷彩图案的高速、高效喷涂。实验验证了该算法的可行性。研究结果可为数码迷彩军事伪装技术的理论研究和工程实施提供重要参考。

数码迷彩空间混色程度的表征方法研究

数码迷彩是利用计算机技术对目标背景迷彩斑点化,以便于自动化设计、施工作业的一种迷彩形式。这种新迷彩图案将不同颜色的马赛克按照一定规律排列组合,打破了传统迷彩的平滑边缘,从隐蔽性上来讲,数码迷彩比传统迷彩效果要更好。空间混色是数码迷彩效果区别于其他迷彩形式的主要特征之一,同时也是数码迷彩设计质量提高的一个关键途径,而目前国内外对于空间混色应用于数码迷彩设计的相关资料较少,研究也很不充分,不能对数码迷彩设计研究提供足够的支撑。从数码迷彩的空间混色过程进行分析,提出了空间混色系数这一参数,用来表征数码迷彩的空间混色程度,并用实验验证了该表征方法的有效性和可行性,为后续的数码迷彩设计方法研究提供理论参考。

固定目标伪装的数码迷彩设计

传统迷彩的边缘平滑、色彩分明、视觉区分度强,其设计过程往往脱离伪装目标的实际背景,不能很好地与背景相融合。数码迷彩在图案上呈现不规则的重叠,不同颜色间的边缘模糊、破碎,极易模拟自然背景。文章提出一种根据目标的背景生成数码迷彩的新方法。根据实际需求确定数码单元的尺寸,然后采用模板遍历的方法对背景图像中的主要颜色进行重新排布,最后生成数码迷彩。利用此算法生成的数码迷彩能够较好地保留背景的细节特征,并与目标的自然背景高度融合,从而达到良好的变形和光学伪装效果。

基于分水岭方法的数码迷彩设计

迷彩是对抗现代侦查与精确打击,有效提高军事目标战场生存能力的防护手段之一,是作战保障的重要内容。数码迷彩能够有效破坏伪装目标的外形,使不同色彩间的边界模糊、破碎,具有良好的伪装隐身效果。文章提出了一种新的生成数码迷彩算法,它先对图案使用分水岭方法分割,确定出大致图案,然后提取出背景主色和确定数码迷彩斑块的大小,最后生成数码迷彩。由于图像本身会存在噪声,在分割时会造成许多虚假边缘,即过分分割现象。为了避免产生过分分割现象,文中采用预处理滤波的方法,在图像应用分水岭算法前滤除图像噪声。实验表明,利用此算法生成的数码迷彩相对于传统迷彩能够更好地与自然背景相融合,达到良好的光学伪装效果。

基于光学伪装的数码迷彩技术

基于光学伪装的数码迷彩是一种通过提取自然背景的纹理、颜色和层次等信息,并以数码像素点阵图案的形式表现出来的新型迷彩。文章对数码迷彩的研究发展现状、数码迷彩设计技术、伪装效果评价方法等做了全面系统的介绍。

数码迷彩空间混色的影响因素研究

针对数码迷彩的空间混色问题开展了一系列的研究实验,分析了各种影响因素与混色的关系。从人眼视觉、空间混色的形成过程入手,通过三原色的混色实验和数码迷彩的混色实验,对其影响因素如色块大小、观测距离等进行研究和量化分析,获得了它们对空间混色影响的基本规律。实验结果对于数码迷彩的设计和优化将提供可靠的参考依据。

基于FCM聚类及抖动半调的数码迷彩生成方法

数码迷彩因其不规则、不平滑的边缘特征而具备更强的伪装适应性.为快速有效地生成实用型数码迷彩,在传统迷彩基础上,提出一种基于误差扩散(E-D)抖动半调的数码迷彩生成算法.利用像素的三基色分量值作为特征值对迷彩原图作模糊c均值(FCM)聚类分析以提取迷彩主色,结合图像缩放、Gaussian滤波等图像处理,运用E-D抖动半调方法将传统迷彩图转换成数码迷彩图.实验证明,生成图既保持了迷彩原图的颜色分布及纹理特征,也具备了不规则的、锯齿状的边缘特征,有效地提高了迷彩的伪装隐蔽性能.

数码迷彩立体动态成像算法研究

现有数码迷彩图案的平面性和固定不变性使之难以对抗未来高技术的侦察监测,针对这个问题,提出了一种基于柱透镜光栅的数码迷彩立体动态成像算法。该算法充分考虑人双目立体成像的生理特征和柱透镜光栅分光分像的光学特性,阐述数码迷彩立体动态化的可行性。在此基础上,推导出迷彩立体动态成像的视差设计原理并根据背景深度信息将数码迷彩图像分为多幅迷彩深度序列图。利用梳状函数对迷彩深度序列图进行采样合成,最终生成一幅光栅图像,用来裱贴于光栅板后即可实现立体动态数码迷彩。对该算法有效性进行了仿真实验并加以分析。

基于循环一致性对抗网络的数码迷彩伪装生成方法

针对传统的数码迷彩生成方法无法根据背景实时生成数码迷彩的问题,提出一种基于循环一致性对抗网络的数码迷彩生成方法。首先,使用密集连接卷积网络提取图像特征,将学习到的数码迷彩特征映射到背景图像中;其次,加入颜色保持损失来提高数码迷彩的生成质量,保证生成的数码迷彩与周围的背景颜色相一致;最后,在判别器中加入自归一化神经网络以提高模型对噪声的鲁棒性。由于缺乏数码迷彩伪装效果的客观评价标准,采用边缘检测算法与结构相似性(SSIM)算法对生成的数码迷彩的伪装效果进行评估。实验结果表明,该方法在自制数据集上生成的数码迷彩伪装的SSIM得分比已有算法的得分降低了30%以上,验证了它在数码迷彩生成任务上的有效性。

基于主色共生矩阵法的数码迷彩纹理特征提取

提出一种基于主色共生矩阵法的数码迷彩纹理特征提取方法。对RWM的主色提取法和灰度共生矩阵法进行改进与综合,在RWM法中增加比例因子避免主要颜色提取错误,在灰度共生矩阵法中增加颜色因子,综合分析纹理特征。实验结果证明,采用主色共生矩阵法提取纹理特征,所设计的数码迷彩视觉伪装效果较好。

基于E-D抖动的自适应数码迷彩转化算法

为快速有效地生成伪装适应性更强的数码迷彩,提出一种传统迷彩至数码迷彩的自适应转换算法。在迷彩原图的色彩分析基础上,确定主色数量并生成主色列表,利用E-D抖动良好的半调视觉特性,结合图像缩放、低通滤波等方法,按设定的方块大小自动生成数码迷彩图。实验证明,生成图既保持了迷彩原图的颜色及纹理特征,也具备了不规则的、锯齿状的边缘特征,有效地提高迷彩的伪装隐蔽性能。

基于纹理合成与最佳缝合线的不同平面数码迷彩拼接方法

数码迷彩图案喷涂至实际伪装目标的表面上时,不同平面之间的衔接部分容易出现颜色过渡不连续的现象,在视觉上形成显著的接缝,进而影响目标伪装效果。针对该问题提出了一种结合纹理合成与最佳缝合线的数码迷彩拼接算法。运用纹理合成技术生成过渡自然的扩展图案,以此构造待拼接图案的伪重叠区域;在该区域内搜索一条最佳缝合线,将待拼接图案沿着缝合线裁剪并拼接在一起,从而实现了数码迷彩图案的无缝拼接。试验结果表明,提出的算法可以有效地消除数码迷彩拼接时带来的显著缝隙,使得拼接处的图案过渡更为自然,达到更好的伪装效果。

一种新的数码迷彩生成方法

传统的迷彩图案中斑点的边界平滑分明,不利于与斑点破碎的背景融合。数码迷彩边界模糊、破碎,近距离观察时能够有效分割大斑点,远距离观察时能够形成空间混色,大大增强了迷彩伪装的效果。于是数码迷彩成为当今迷彩设计的一大主流,从背景主色斑点到数码迷彩生成是数码仿造迷彩设计的重要环节。因此根据空间混色原理,提出了一种数码迷彩斑点分布的概率模型,实现了对数码迷彩单元分布的量化,设计了从背景主色斑点到数码迷彩图案的生成方法,综合运用MATLAB图像处理技术,结合概率分布模型通过编程生成了数码迷彩图案。结果表明,该方法能够生成边缘破碎具有良好空间混色效果的数码迷彩图案,为数码仿造迷彩的设计提供了一种新的思路。