基于纹理特征的迷彩设计与研究

《基于纹理特征的迷彩设计与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于分水岭方法的数码迷彩设计口力民I郝阳2,喻钧彳（西安工业大学，计算机科学与工程学院，西安市710032）摘要：迷彩作为一种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。本文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

2、免产生过分分割现象，本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。关键词：分水岭;数码迷彩；图像分割；颜色提取中图号：TP3990引言传统的迷彩都是以许多不规则的斑点或条纹组成的，这些斑点或条纹的边缘平滑，界限分明,在150米以上范鬧的条件下隐蔽效果较好,但如果低于这个范围,隐蔽的效果就会大打折扣［1］。而II设计基础为大量背景的统计分析和人为的经验总结，设计周期长且精确性较差，具有主观性。数码迷彩是对

3、传统迷彩样进行数码晶格化处理，使之边缘模糊分散，同时对单元花块的各边缘进行技术处理，使相邻单元花块图案吻合，从而通过打乱花块的排列规律，增强近原视觉隐蔽效果。经过大量的测试，数码迷彩的隐藏效果远远大于传统迷彩。因此，研究和推广数码迷彩技术对于提高现代战争中战场生存能力具有重要意义。本文提出一种新的数码迷彩生成算法。该算法从军事目标的原始背景图像中提取信息，即对背景图像使用分水岭方法分割，确定出大致图案，然后提取岀背景主色和确定数码迷彩斑块的形状，最后牛成数码迷彩。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

4、分分割现象。为了避免产牛该现彖，本文中采用预处理滤波的方法，在图像应用分水岭算法前使用小波滤除图像噪声。此方法生成的数码图案克服了传统迷彩边缘平滑、界限分明的缺点，使得不同颜色间的边缘模糊化，具有良好的混色效果，更易于与目标背呆相融合。码迷彩的设计流程数码迷彩的设计包括以下两部分的工作内容：迷彩斑块的设计和主色的选择。基木设计流程如图1所示。奋读入目标图像的数据后，一方而，它首先将背景图案使用分水岭方法分割，确定出大致图案，另一方而，将背景图像由RGB颜色空间转换到IISV空间；然斤量化颜色空间，提取出背景主色。然斤，

5、对斑块进行颜色的填充，最后对填充好的图形数码化⑵。颜色提空取间主3图I数码迷彩的设计流程2生成算法的设计2.1分水岭分割算法分水岭分割方法，是一种基于拓扑理论的数学形态学的分割方法，其基本思想是把图像看作是测地学上的拓扑地貌，图像中每一•点像素的灰度值表示该点的海拔高度，每一个局部极小值及其影响区域称为集水盆，而集水盆的边界则形成分水岭。分水岭分割方法采川的原理主要分为两种［3］:第一种是模拟浸水过程。首先把一幅图像视为跌宕起伏的地形曲而，图像中每个像索的灰度值对应于地形中的高度，代表了该点在地形屮的海拔。在这样的地形

6、中，有盆地（图像中的局部极小区域）、山脊（分水岭）以及盆地和山脊Z间的山坡。初始在盆地的谷底打洞，使水慢慢均匀浸入各个洞中，当水即充满盆地，即时，在将要相交的两盆地Z间修建堤坝,随着水位的逐渐上涨，直到当注入的水淹没到了最高点，各个堤坝没被水淹没，各个堤坝（分水岭）所包含的集水盆便被分割开，从而达到使区域分割的目的。第二种是模拟降水过程。这种方法也是基于地形学中的地貌特征，同样是把一幅图像视为起伏不平的地貌模型。模拟降水，当雨点下落到山地模型上时，将沿着山坡流入谷底，雨滴所经过的路线就是一个连通分支，也是雨滴到谷底的最

7、陡峭路径，而汇聚到同一谷底的所有雨滴的连通分支就形成了一个集水盆地。现令的分水岭算法存在很人的问题：对图像屮的噪声极为敏感，由于输入图像往往是图像梯度，原始图像中的噪声能直接恶化图像的梯度，易于造成分割的轮廓偏移，以及过分分割现象。为了解决过分分割的问题，所以本文对分水岭方法做了一下改进，分割前先对图像进行小波滤波，消除噪声。传统的消噪方式是采用平均或线性方法进行，但是消噪效果不够好。随着小波理论H益完美，它以口身良好的时频特性开辟了非线性消噪的先河［4］。小波变化具有以下特点：（1）低炳性：小波系数的稀疏分布，使图像

8、变换后的炳降低。(2)多分辨率特性：由于采川多分辨率的方法，所以可以非常好地刻画信号的非平稳性。可以在不同分辨率下根据信号和噪声的分布来去除噪声。(2)去相关性：小波变换可以回信号去相关，且噪声在变换后右白化趋势，所以小波域比时域更利于去噪。(3)基函数选择灵活：对不同场合，小波变换可以灵活地选择基函。常川的图像消噪方法是小波阈值