红外图像无参考图评价方法及应用研究
发布时间：2021-10-27 01:26
红外图像评价具有重要的理论意义与工程价值。一方面,红外图像质量是决定红外成像系统性能的重要指标。另一方面,对输入红外图像进行有效评价是红外图像算法性能评估的前提。红外图像评价的特殊之处在于大部分红外图像没有参考图像,属于无参考质量评价范畴。当前的红外图像评价方法不具备普适性,并且这些方法相互独立,没有形成公认的、完整的评价体系。探索、建立一套有效的红外图像无参考图质量评价体系成为本文的主要研究内容。此外,图像分割是众多图像处理算法（如目标检测、特征分析、目标跟踪、精确定位）的基础。图像分割的重要意义促使我们针对红外图像质量评价在图像分割中的应用也进行了相关研究。我们提出了一套新的红外图像无参考图质量评价体系。与现有评价方法相比,新体系具有如下优势:评价方法之间具有很好的互补性,构成了完整的红外图像质量评价体系;针对红外图像的不同应用场合（人在回路系统、自动目标识别系统）,分别沿着不同的技术路线（基于人眼视觉特性、与图像算法性能相关）构建红外图像质量评价方法。评价方法充分考虑了质量评价过程中,没有参考图像的特点。本文的创新点及相关工作可归纳如下:1、针对红外图像背景杂波量化问题,通过比较...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 红外图像无参考图质量评价的概念
1.2.2 红外图像质量评价方法研究现状
1.2.2.1 概述
1.2.2.2 图像算法性能相关的红外图像质量评价指标
1.2.2.3 基于人眼视觉特性的红外图像质量评价指标
1.2.2.4 PCNN图像分割及算法性能评估研究现状
1.3 主要研究内容与技术路线
1.4 本论文的结构安排
第二章 红外图像特点及其质量评价相关原则
2.1 概述
2.2 红外成像原理与红外图像特点
2.2.1 红外成像原理
2.2.2 红外成像系统
2.2.3 红外传输特性
2.2.4 红外图像特点及其噪声分析
2.3 红外图像无参考图质量评价相关原则
2.4 本章小结
第三章 基于人眼视觉特性的红外图像杂波量化方法
3.1 概述
3.2 人眼视觉系统介绍
3.2.1 人眼视觉系统的生理结构
3.2.2 人眼视觉系统的心理特性
3.3 杂波定义及典型量化指标分析
3.3.1 杂波的定义
3.3.2 典型杂波量化指标分析
3.4 红外图像中影响人眼视觉特性的因素分析
3.5 基于模糊逻辑的背景自适应划分
3.5.1 图像特征选择
3.5.2 基于模糊逻辑自适应分块算法
3.6 目标特征相似性杂波尺度
3.6.1 图像特征相似性指标
3.6.2 目标特征相似性尺度的定义及计算方式
3.7 实验及分析
3.7.1 实验设置
3.7.2 指标有效性实验
3.7.3 指标性能对比实验
3.8 本章小结
第四章 面向目标检测性能的红外图像质量评价方法
4.1 概述
4.2 典型指标分析
4.3 红外目标检测技术及干扰因素分析
4.4 面向目标检测性能的红外图像质量评价指标
4.4.1 全局背景干扰度
4.4.2 局部背景相似度
4.5 实验及讨论
4.5.1 指标有效性实验
4.5.2 指标性能对比实验
4.5.3 评价指标与目标检测算法性能的关联性验证
4.6 本章小结
第五章 面向目标跟踪性能的红外序列图像质量评价方法
5.1 概述
5.2 现有红外序列图像评价指标分析
5.3 红外目标跟踪技术及干扰因素分析
5.4 面向目标跟踪误差的红外序列图像质量评价指标
5.4.1 帧内目标信息遮隐程度
5.4.2 帧间目标灰度信息变化程度
5.4.3 帧间目标运动信息变化程度
5.5 实验及分析
5.5.1 实验设置
5.5.2 指标有效性实验
5.5.3 指标性能对比实验
5.6 本章小结
第六章 红外图像质量评价在图像分割中的应用
6.1 概述
6.2 影响分割算法性能的因素
6.3 图像局部活跃度
6.3.1 图像自适应分块策略
6.3.2 图像局部活跃度的定义及计算
6.4 基于STEWART PCNN模型的图像自动分割方法
6.4.1 Stewart PCNN模型
6.4.2 基于图像活跃度的PCNN图像自动分割方法
6.4.3 实验及分析
6.5 基于图像质量评价的分割算法性能评估新方法
6.5.1 引言
6.5.2 现有图像分割算法性能评估的缺陷分析
6.5.3 基于图像质量评价的分割算法性能评估新方法
6.5.3.1 图像活跃度指标
6.5.3.2 加权优度法
6.5.4 实验及分析
6.5.4.1 实验设置
6.5.4.2 图像活跃度指标有效性验证
6.5.4.3 分割算法性能评估及排序
6.5.4.4 加权优度法的优势与不足
6.6 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]云对空中目标红外探测的影响[J]. 方义强,陈卫,孙晓军,马东辉,程正东,张发强. 红外与激光工程. 2015(07)
[2]基于红外压缩成像的点目标跟踪方法研究[J]. 李少毅,梁爽,张凯,董敏周,闫杰. 电子与信息学报. 2015(07)
[3]基于低秩三分解的红外图像杂波抑制[J]. 何玉杰,李敏,张金利,姚俊萍. 光学精密工程. 2015(07)
[4]无参考图像质量评价综述[J]. 王志明. 自动化学报. 2015(06)
[5]面源红外诱饵对抗成像制导导弹的仿真研究[J]. 童奇,李建勋,方洋旺,李成,童中翔,柴世杰,张志波,贾林通. 红外与激光工程. 2015(04)
[6]强杂波背景红外弱小目标检测算法[J]. 武自刚,彭真明,张萍. 强激光与粒子束. 2015(04)
[7]星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正[J]. 殷世民,喻双,梁永波,朱健铭,王炳键,陈真诚. 红外. 2015(04)
[8]制冷型红外成像系统内部杂散辐射测量方法[J]. 常松涛,孙志远,张尧禹,朱玮. 物理学报. 2015(05)
[9]热红外高光谱成像技术的研究现状与展望[J]. 王建宇,李春来,姬弘桢,袁立银,王跃明,吕刚,刘恩光. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[10]带宽自适应均值偏移红外目标跟踪(英文)[J]. 乔立永,徐立新,高敏. 红外与激光工程. 2015(01)
博士论文
[1]红外图像分析关键技术研究[D]. 王晓宇.华中科技大学 2008
[2]光电图像背景杂波的定量表征及其对成像系统目标获取性能的影响[D]. 常洪花.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]红外图像质量评价方法研究与评价软件设计[D]. 徐悦.华中科技大学 2013
[2]红外成像系统关键技术研究与实现[D]. 尚磊.西安电子科技大学 2013
[3]图像分割评价方法研究[D]. 刘春燕.西安电子科技大学 2011
[4]自动目标识别性能评估中的图像度量方法研究[D]. 李敏.华中科技大学 2006
[5]非制冷红外焦平面成像系统畸变校正及盲元补偿[D]. 范心田.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
本文编号：3460593
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状与发展趋势
1.2.1 红外图像无参考图质量评价的概念
1.2.2 红外图像质量评价方法研究现状
1.2.2.1 概述
1.2.2.2 图像算法性能相关的红外图像质量评价指标
1.2.2.3 基于人眼视觉特性的红外图像质量评价指标
1.2.2.4 PCNN图像分割及算法性能评估研究现状
1.3 主要研究内容与技术路线
1.4 本论文的结构安排
第二章 红外图像特点及其质量评价相关原则
2.1 概述
2.2 红外成像原理与红外图像特点
2.2.1 红外成像原理
2.2.2 红外成像系统
2.2.3 红外传输特性
2.2.4 红外图像特点及其噪声分析
2.3 红外图像无参考图质量评价相关原则
2.4 本章小结
第三章 基于人眼视觉特性的红外图像杂波量化方法
3.1 概述
3.2 人眼视觉系统介绍
3.2.1 人眼视觉系统的生理结构
3.2.2 人眼视觉系统的心理特性
3.3 杂波定义及典型量化指标分析
3.3.1 杂波的定义
3.3.2 典型杂波量化指标分析
3.4 红外图像中影响人眼视觉特性的因素分析
3.5 基于模糊逻辑的背景自适应划分
3.5.1 图像特征选择
3.5.2 基于模糊逻辑自适应分块算法
3.6 目标特征相似性杂波尺度
3.6.1 图像特征相似性指标
3.6.2 目标特征相似性尺度的定义及计算方式
3.7 实验及分析
3.7.1 实验设置
3.7.2 指标有效性实验
3.7.3 指标性能对比实验
3.8 本章小结
第四章 面向目标检测性能的红外图像质量评价方法
4.1 概述
4.2 典型指标分析
4.3 红外目标检测技术及干扰因素分析
4.4 面向目标检测性能的红外图像质量评价指标
4.4.1 全局背景干扰度
4.4.2 局部背景相似度
4.5 实验及讨论
4.5.1 指标有效性实验
4.5.2 指标性能对比实验
4.5.3 评价指标与目标检测算法性能的关联性验证
4.6 本章小结
第五章 面向目标跟踪性能的红外序列图像质量评价方法
5.1 概述
5.2 现有红外序列图像评价指标分析
5.3 红外目标跟踪技术及干扰因素分析
5.4 面向目标跟踪误差的红外序列图像质量评价指标
5.4.1 帧内目标信息遮隐程度
5.4.2 帧间目标灰度信息变化程度
5.4.3 帧间目标运动信息变化程度
5.5 实验及分析
5.5.1 实验设置
5.5.2 指标有效性实验
5.5.3 指标性能对比实验
5.6 本章小结
第六章 红外图像质量评价在图像分割中的应用
6.1 概述
6.2 影响分割算法性能的因素
6.3 图像局部活跃度
6.3.1 图像自适应分块策略
6.3.2 图像局部活跃度的定义及计算
6.4 基于STEWART PCNN模型的图像自动分割方法
6.4.1 Stewart PCNN模型
6.4.2 基于图像活跃度的PCNN图像自动分割方法
6.4.3 实验及分析
6.5 基于图像质量评价的分割算法性能评估新方法
6.5.1 引言
6.5.2 现有图像分割算法性能评估的缺陷分析
6.5.3 基于图像质量评价的分割算法性能评估新方法
6.5.3.1 图像活跃度指标
6.5.3.2 加权优度法
6.5.4 实验及分析
6.5.4.1 实验设置
6.5.4.2 图像活跃度指标有效性验证
6.5.4.3 分割算法性能评估及排序
6.5.4.4 加权优度法的优势与不足
6.6 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]云对空中目标红外探测的影响[J]. 方义强,陈卫,孙晓军,马东辉,程正东,张发强. 红外与激光工程. 2015(07)
[2]基于红外压缩成像的点目标跟踪方法研究[J]. 李少毅,梁爽,张凯,董敏周,闫杰. 电子与信息学报. 2015(07)
[3]基于低秩三分解的红外图像杂波抑制[J]. 何玉杰,李敏,张金利,姚俊萍. 光学精密工程. 2015(07)
[4]无参考图像质量评价综述[J]. 王志明. 自动化学报. 2015(06)
[5]面源红外诱饵对抗成像制导导弹的仿真研究[J]. 童奇,李建勋,方洋旺,李成,童中翔,柴世杰,张志波,贾林通. 红外与激光工程. 2015(04)
[6]强杂波背景红外弱小目标检测算法[J]. 武自刚,彭真明,张萍. 强激光与粒子束. 2015(04)
[7]星载红外成像系统IRFPA非均匀性在轨定标与实时校正[J]. 殷世民,喻双,梁永波,朱健铭,王炳键,陈真诚. 红外. 2015(04)
[8]制冷型红外成像系统内部杂散辐射测量方法[J]. 常松涛,孙志远,张尧禹,朱玮. 物理学报. 2015(05)
[9]热红外高光谱成像技术的研究现状与展望[J]. 王建宇,李春来,姬弘桢,袁立银,王跃明,吕刚,刘恩光. 红外与毫米波学报. 2015(01)
[10]带宽自适应均值偏移红外目标跟踪(英文)[J]. 乔立永,徐立新,高敏. 红外与激光工程. 2015(01)
博士论文
[1]红外图像分析关键技术研究[D]. 王晓宇.华中科技大学 2008
[2]光电图像背景杂波的定量表征及其对成像系统目标获取性能的影响[D]. 常洪花.西安电子科技大学 2006
硕士论文
[1]红外图像质量评价方法研究与评价软件设计[D]. 徐悦.华中科技大学 2013
[2]红外成像系统关键技术研究与实现[D]. 尚磊.西安电子科技大学 2013
[3]图像分割评价方法研究[D]. 刘春燕.西安电子科技大学 2011
[4]自动目标识别性能评估中的图像度量方法研究[D]. 李敏.华中科技大学 2006
[5]非制冷红外焦平面成像系统畸变校正及盲元补偿[D]. 范心田.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
本文编号：3460593
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