《人類感知認知的高動態範圍影像再現理論和技術研究》是依託北京理工大學，由許廷發擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：人類感知認知的高動態範圍影像再現理論和技術研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：許廷發
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
如何使機器視覺能夠向人類那樣通過場景信息感知和認知世界，並且具有自動適應外部環境的能力，是人工智慧和仿生學領域面臨的一大挑戰，也是計算機視覺與模式識別分支領域具有普遍意義的熱門研究課題。項目針對數字成像系統的高動態範圍影像再現進行理論與實驗研究。研究基於人類感知認知的信息處理機制，開拓人類感知認知特性與高動態範圍影像再現理論和技術的切合點，深化與完善理論和算法設計，建立高動態範圍影像再現的數學模型；研究場景信息完備的顏色恆常認知理論和方法，建立仿真試驗模型；研究多朝向和多空間頻率人類感知認知的高動態範圍影像再現理論；研究高動態範圍影像再現的評價方法；建立可重構的人類感知認知的高動態範圍影像再現實時處理系統，為實時系統設計提供可行的技術手段。該項目完成必將為軍事、遙感、醫學、民用等領域提供生動合理的信息資源，為高動態範圍成像系統的實際套用奠定理論和技術基礎。
結題摘要
真實影像再現技術的目標是真實地再現人類對外界場景的感知，項目開展的主要工作如下： 1、針對真實影像再現技術的主要內容與研究進展，闡述了真實影像再現技術研究的意義與涉及的內容，包括明度恆定性、色彩恆定性和動態範圍壓縮等。全面概述真實影像再現算法的研究現狀和新進展，尤其是相關的軟硬體發展及實用化進程。 2、引入視覺特性相關理論與模型展開算法研究，提出了三種新算法，包括基於Sigmoid函式的亮度局部適應真實影像再現方法、初級ON/OFF視覺通路的真實影像再現算法以及朝向性受域模型的真實影像再現算法。 針對視覺適應具有S形、非線性、局部性等特點，對同一個場景中的不同光照條件，視覺系統能產生不同的亮度適應回響，即不同視敏感度及閾值特性，提出並實現了基於Sigmoid函式的亮度局部適應真實影像再現方法。算法速度快，並經實驗驗證，非常適合有較高動態範圍壓縮要求的場合。 3、結合視覺通道受域結構的特點，獲得算法創新的思路，提出了兩種基於受域模型的真實影像再現算法：基於初級ON/OFF視覺通路的真實影像再現算法以及朝向性受域模型的真實影像再現算法。前者兼顧ON/OFF類型受域在視覺對比與側向抑制中的作用，能彌補傳統方法對OFF型通道的忽視，同時將皮層反饋作用簡化為增益控制函式，能有效地復原圖像色彩，並且利用二維高斯卷積的可分離性實現算法加速，算法效果好，速度快；後者根據視皮層簡單細胞具有特定的朝向選擇，能充分考察不同朝向的圖像信息，對圖像細節增強能力更為明顯，同時具有很好的色彩再現效果。 4、建立了用於真實影像再現評價的彩色圖像資料庫，並從明度、對比度、色彩偏移等方面考察了圖像受光源影響的程度，研究並提出了相關的客觀評價方法。
