数码迷彩若干关键算法的设计与研究

发布时间：2017-03-27 09:14

  本文关键词：数码迷彩若干关键算法的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在现代数字化军事战争中,如何防止敌人窃取己方军事情报已成为军事项目的一项非常重要的课题,好的伪装能大大减小军事情报被窃取的可能性,好的伪装技术往往能够通过较小的代价换取一场战争的胜利,因此如何提高军事中的伪装技术有着越来越大的研究价值。伪装技术,顾名思义指的是隐蔽己方军事设施,迷惑敌方军事侦查的技术,是战争一项非常重要的保护手段。迷彩伪装作为一项性价比较高的伪装手段,被广泛应用于对抗军事侦查中。迷彩伪装主要是通过涂料等减少目标物体在颜色和纹理等上与背景差异性,从而达到伪装的效果,降低被发现的概率。好的迷彩图案不仅在颜色上与背景图片协调一致,也需要迷彩图案的纹理能较好的融于背景。本文从实际需要出发,首先提出并实现了一种基于人眼对颜色感知的背景的主色提取方法,即:基于k-means和CIEDE2000的主色提取方法。该方法首先对背景图片进行颜色过滤,随之为了减少计算量提高计算速度,对背景图片中的颜色数目进行了压缩,然后利用基于CIEDE2000为颜色相似度算法的目标函数进行聚类,CIE2000是国际照明委员会提出的最新的色差公式,此算法使颜色的区分更贴近人眼视觉。并通过对算法结果的一系列分析和反复测试,对其执行效率做了一系列优化,显著提高了执行效率。为了能减少数字迷彩的生成周期,本文提出了一种基于背景轮廓的数字迷彩的自动生成方案,利用计算机的高性能计算能力代替人工手绘,不但更为精确的设置迷彩图案颜色的面积比等参数,而且可以在更短的时间内生成更优质的迷彩图案。最后将本文方法生成的迷彩图案,借助OpenGL提供的方法,将迷彩图案纹理映射到三维模型上,并放置到背景图案中观察效果。实验表明:较传统的数码迷彩设计方法,本文设计出的数码迷彩图案能更好的与背景图像融合,并且针对不同背景环境能快速制作出数码迷彩,从而大大提伪装效果。
【关键词】：背景图片 主色提取 k-means聚类 数码迷彩 自动生成
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;E919
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 本文研究主要内容12
• 1.4 本文的组织结构12-15
• 第2章 相关技术及前期准备工作15-27
• 2.1 本文的关键过程15-16
• 2.2 背景图的颜色压缩16-21
• 2.2.1 常用图片格式介绍16
• 2.2.2 颜色空间介绍16-18
• 2.2.3 背景图片中的颜色数目的调研18
• 2.2.4 背景颜色压缩具体方法18-21
• 2.3 背景主色提取21-22
• 2.3.1 颜色相似度计算公式21-22
• 2.3.2 主色提取算法22
• 2.4 数码迷彩生成22-24
• 2.4.1 五视图画布介绍22-23
• 2.4.2 迷彩斑点库构造过程23
• 2.4.3 自然界中的轮廓模拟23-24
• 2.4.4 数码迷彩的生成过程24
• 2.5 数码迷彩的效果展示24-27
• 2.5.1 OpenGL简介24-25
• 2.5.2 OpenGL与三维模型25-26
• 2.5.3 Qt介绍26-27
• 第3章 主色提取准备工作27-35
• 3.1 背景图预处理27-28
• 3.1.1 对背景图预处理的原因27
• 3.1.2 背景图预处理的方式27
• 3.1.3 灰度值计算公式阈值的选取27-28
• 3.2 背景图颜色压缩28-32
• 3.2.1 颜色压缩算法的简介28
• 3.2.2 颜色压缩算法描述28-30
• 3.2.3 颜色直方图介绍30-32
• 3.3 颜色空间转换32-35
• 第4章 背景主色提取算法实现35-47
• 4.1 CIEDE2000颜色相似度算法35-36
• 4.1.1 CIEDE2000计算过程35-36
• 4.2 本文聚类算法36-40
• 4.2.1 算法需要的一些定义36-38
• 4.2.2 聚类最终目标函数介绍38
• 4.2.3 聚类算法具体步骤38-40
• 4.2.4 聚类结果介绍40
• 4.2.5 算法优缺点40
• 4.3 聚类结果展示40-42
• 4.4 算法补充优化42-47
• 4.4.1 算法改进方式42
• 4.4.2 算法的计算过程42-43
• 4.4.3 算法的结果展示43-47
• 第5章 数字迷彩自动生成方案设计47-57
• 5.1 数码迷彩相关介绍47-48
• 5.1.1 数码迷彩简介47
• 5.1.2 数码迷彩的视觉原理47
• 5.1.3 数码迷彩发展状况47-48
• 5.2 数码迷彩设计总体步骤48-55
• 5.2.1 画布绘制过程48
• 5.2.2 迷彩斑点库建立过程48-51
• 5.2.3 变形迷彩图案生成方法51-52
• 5.2.4 面积比计算52
• 5.2.5 画布涂色过程52-53
• 5.2.6 将生成的迷彩图案数码化53-55
• 5.3 本文所设计的数码迷彩特点55-57
• 第6章 数字迷彩效果展示57-69
• 6.1 数码迷彩展示方式57
• 6.2 三维模型的纹理映射57-59
• 6.2.1 概念介绍57-59
• 6.3 迷彩图案效果展示59-67
• 6.4 本章小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文75-77
• 致谢77

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